一种线性菲涅尔太阳能反射镜框架的制作方法
【技术领域】
[0001]本发明属于太阳能光热发电领域，特别涉及一种线性菲涅尔太阳能反射镜框架。
【背景技术】
[0002]太阳能热发电技术是通过聚光器将太阳能聚集起来转化为热能，然后产生高温高压蒸汽驱动汽轮机发电。
[0003]线性菲涅尔太阳能聚光热发电技术是目前太阳能热发电的一种常见的形式，通过多面线性反射镜构成的镜场将太阳能会聚成线状光斑，然后利用接收器将光能转化为热能，通过导热流体将热能吸收并传递到换热器。在换热器中导热流体的热量被用于加热水生成水蒸气，进而利用水蒸气驱动汽轮机做功发电。
[0004]在整个菲涅尔式太阳能热发电装置中，聚光镜场是最为关键的组件。镜场聚光效率直接关系到最终光能到电能的转化效率。典型的菲涅尔反射镜由多组平面镜构成，每组镜面独立跟踪太阳并将入射光反射到接收器。由于太阳能热发电技术中对于聚光比的要求以及接收器宽度有限，因此对线状光斑的宽度提出了一定的要求。为了得到宽度较窄的聚焦光斑，一种解决方法就是减小单列反射镜的镜面宽度，然而为了得到较高的聚光比就需要增加反射镜列数，这会大幅度增加追踪装置成本。另外一种解决方法是使用带有微小弧度的反射镜来代替平面镜，但是由于微弧反射镜的加工精度难以保证，而且由于每列反射镜的焦距不同需要不同的弧度来聚焦太阳能，因而造成加工成本的上升。由于反射镜面积巨大，反射镜框架的用量也很大，采用轻型的反射镜框架对降低系统成本尤其重要。反射镜框架的制造及使用地点距离较远，复杂的结构需要更多的运输成本，有必要简化结构降低运输成本。此外，由于反射镜和支架的重量较大，如果装置偏心严重会导致扭矩增大，从而增加驱动电机的工作负荷，增加太阳能聚光装置的运行成本。因此，支架的设计还要考虑到整体结构的重量分布问题。
【发明内容】
[0005]为了克服上述现有技术存在的问题，本发明的目的在于提供了一种线性菲涅尔太阳能反射镜框架，解决了反射镜框架重量大、结构复杂以及旋转偏心的问题。
[0006]为了达到上述目的，本发明采用的技术方案如下:
[0007]—种线性菲涅尔太阳能反射镜框架，包括采用三角空间桁架结构构成的倒三角框架主体1，位于倒三角框架主体1两端的旋转主轴5，反射镜6设置在倒三角框架主体1顶部，反射镜6通过其背面粘贴的多个条形连接件8与倒三角框架主体1连接；所述反射镜框架通过旋转主轴5连接追踪装置以实现聚光装置的对日跟踪。
[0008]所述倒三角框架主体1包括顶部的两条上纵梁2-1，垂直连接顶部的两条上纵梁2的多条横梁3，顶部的两条上纵梁2与多条横梁3连接构成一个平面，其上放置反射镜6，下纵梁2-2通过连接杆4与多条横梁3连接，横梁3间通过水平连接杆7连接，构成稳定的三角桁架结构，实现结构的轻量化。
[0009]所述两条上纵梁2-1、下纵梁2-2、多条横梁3及连接杆4均由方管、圆管、角钢或槽钢构成；两条上纵梁2-1、下纵梁2-2与多条横梁3及连接杆4之间采用螺栓连接或者铆接的方式连接。
[0010]所述水平连接杆7为左右对称的结构。
[0011]所述多条横梁3之间距离相等，下纵梁2-2与横梁3之间的连接杆4长度相等。
[0012]所述反射镜6为平面镜或微弧反射镜。
[0013]所述反射镜6背面粘贴的多个条形连接件8与倒三角框架主体1间通过螺栓或者铆接连接，在条形连接件8上精确定位开孔，能够根据所需反射镜弧度的不同，调整条形连接件8或者倒三角框架主体1安装孔的位置，实现基于该框架适用于不同弧度反射镜的灵活调节。
[0014]所述旋转主轴5在倒三角框架主体1两端的安装面上的位置，与该框架结构安装反射镜之后的重心相一致。
[0015]所述反射镜框架左右对称。
[0016]本发明的有益效果是:基于三角空间桁架结构，降低了反射镜框架的整体重量。在形成三角空间桁架结构时，采用螺栓及铆接连接，可以在现场快速组装，降低运输成本，同时避免焊接过程带来的较大变形。反射镜通过条形连接件与框架连接，可以根据所需的反射镜弧度灵活调节连接件上的定位孔位置，在整体结构基本不变情况下，满足不同弧度反射镜的要求，使生产所需的零件尽量统一。旋转主轴轴心的位置与镜框整体的重心位置重叠，可以实现整体结构相对主轴的零偏心，显著减小了系统对于驱动电机以及减速机的要求。整体结构具有左右对称性，在不同使用温度下，结构的变形不引起镜面纵向方向的扭曲，保证反射光斑的直线度，提高使用效果。该结构大幅降低线性菲涅尔式反射镜场的制造成本以及运行中的能耗，对于降低太阳能热发电成本有着重要的意义。
【附图说明】
[0017]图1为本发明所述线性菲涅尔太阳能反射镜框架整体示意图。
[0018]图2为本发明实施例的前视图。
[0019]图3为本发明实施例的侧视图。
[0020]图4为镜面连接件及横梁间水平连接件示意图。
【具体实施方式】
[0021]为了清楚地说明本发明的技术方案和具体结构，下面将结合附图对本发明实施方式做进一步的详细描述。
[0022]如图1，2所示，本发明所描述的一种线性菲涅尔太阳能反射镜框架，包括采用三角空间桁架结构构成的倒三角框架主体1，位于倒三角框架主体1两端的旋转主轴5，反射镜6设置在倒三角框架主体1顶部，反射镜6通过其背面粘贴的多个条形连接件8与倒三角框架主体1连接；所述反射镜框架通过旋转主轴5连接追踪装置以实现聚光装置的对日跟踪。
[0023]倒三角框架主体1包括顶部的两条上纵梁2-1，垂直连接顶部的两条上纵梁2的多条横梁3，顶部的两条上纵梁2与多条横梁3连接构成一个平面，其上放置反射镜6，下纵梁2-2通过连接杆4与多条横梁3连接，横梁3间通过水平连接杆7连接，构成稳定的三角桁架结构，实现结构的轻量化。本实施例中，两条上纵梁2-1、下纵梁2-2和横梁3采用薄壁矩管，连接杆4采用圆管。两条上纵梁2-1、下纵梁2-2与横梁3以及连接杆4与横梁3及两条上纵梁2-1、下纵梁2-2之间的连接采用铆接连接。
[0024]从图2可以看到，实施例所用的倒三角框架主体1具有左右对称的特点，这样能保证整体的重心位于倒三角框架主体1的中心线上，另外在环境条件改变时，比如由于环境温度增加，采用对称结构后，倒三角框架主体1中左右两侧各组件产生的膨胀变形也一致，减少了反射镜6沿长度方向的扭曲。
[0025]如图1、3所示，旋转主轴5安装在倒三角框架主体1的两端，位于倒三角框架主体1的中心线上，旋转主轴5的中心与倒三角框架主体1安装反射镜6后的中心位置相重叠，这样框架及反射镜整体绕旋转主轴5转动时，不会有偏心力矩作用，保证反射镜选择自如流畅。
[0026]图3中可见横梁3采用等距离布置，连接杆4采用一致的长度，便于按照统一的规格加工生产。
[0027]如图4所示，反射镜背面粘贴的条形连接件8上开有安装孔，与上纵梁2-1上的安装孔相对应，实现条形连接件8与倒三角框架主体1之间的连接与定位。如果所安装的反射镜6要求有不同的弧度，改变安装孔在条形连接件8上的位置，保持条形连接件8与反射镜6间的定位关系，可在相同框架上保证反射镜满足不同弯曲弧度要求。横梁3之间通过水平连接杆7连接，水平连接杆7相对于镜面的纵轴左右对称，保证框架1的重心位于中心线上。
【主权项】
1.一种线性菲涅尔太阳能反射镜框架，其特征在于:包括采用三角空间桁架结构构成的倒三角框架主体(1)，位于倒三角框架主体⑴两端的旋转主轴(5)，反射镜(6)设置在倒三角框架主体(1)顶部，反射镜(6)通过其背面粘贴的多个条形连接件(8)与倒三角框架主体(1)连接；所述反射镜框架通过旋转主轴(5)连接追踪装置以实现聚光装置的对日跟踪。2.根据权利要求1所述的反射镜框架，其特征在于:所述倒三角框架主体(1)包括顶部的两条上纵梁(2-1)，垂直连接顶部的两条上纵梁(2)的多条横梁(3)，顶部的两条上纵梁(2)与多条横梁(3)连接构成一个平面，其上放置反射镜￠)，下纵梁(2-2)通过连接杆(4)与多条横梁(3)连接，横梁(3)间通过水平连接杆(7)连接，构成稳定的三角桁架结构，实现结构的轻量化。3.根据权利要求2所述的反射镜框架，其特征在于:所述两条上纵梁(2-1)、下纵梁(2-2)、多条横梁(3)及连接杆(4)均由方管、圆管、角钢或槽钢构成；两条上纵梁(2-1)、下纵梁(2-2)与多条横梁(3)及连接杆(4)之间采用螺栓连接或者铆接的方式连接。4.根据权利要求2所述的反射镜框架，其特征在于:所述水平连接杆(7)为左右对称的结构。5.根据权利要求2所述的反射镜框架，其特征在于:所述多条横梁(3)之间距离相等，下纵梁(2-2)与横梁(3)之间的连接杆(4)长度相等。6.根据权利要求1所述的反射镜框架，其特征在于:所述反射镜(6)为平面镜或微弧反射镜。7.根据权利要求1所述的反射镜框架，其特征在于:所述反射镜(6)背面粘贴的多个条形连接件(8)与倒三角框架主体(1)间通过螺栓或者铆接连接，在条形连接件(8)上精确定位开孔，能够根据所需反射镜弧度的不同，调整条形连接件(8)或者倒三角框架主体(1)安装孔的位置，实现基于该框架适用于不同弧度反射镜的灵活调节。8.根据权利要求1所述的反射镜框架，其特征在于:所述旋转主轴(5)在倒三角框架主体(1)两端的安装面上的位置，与该框架结构安装反射镜之后的重心相一致。9.根据权利要求1所述的反射镜框架，其特征在于:所述反射镜框架左右对称。
【专利摘要】本发明公开了一种线性菲涅尔太阳能反射镜框架，属于太阳能光热发电领域，所述反射镜框架采用三角空间桁架结构作为主体，具有重量轻的特点，桁架内纵梁、横梁及连接杆之间采用螺栓或铆接形式连接，可以以组件形式运到现场进行快速组装，便于降低运输成本；反射镜通过条形连接件与框架连接，可以根据所需的反射镜弧度灵活调节连接件上的定位孔位置，在整体结构基本不变情况下，满足不同弧度反射镜的要求，使生产所需的零件尽量统一；整体结构具有左右对称性，减少不同条件下的反射镜扭曲变形。
【IPC分类】G02B19/00, G02B7/182
【公开号】CN105242372
【申请号】CN201510674663
【发明人】徐海卫, 郑建涛, 裴杰, 刘明义, 曹传钊
【申请人】中国华能集团清洁能源技术研究院有限公司, 华能集团技术创新中心
【公开日】2016年1月13日
【申请日】2015年10月19日