用于太阳能供热的低成本高精度槽式聚光集热器的制作方法

本发明涉及一种槽式聚光集热器，具体说，涉及一种用于太阳能供热的低成本高精度槽式聚光集热器。

背景技术：

随着我国减排和雾霾治理的压力增大，太阳能光热发电和太阳能中高温热利用，已日益受到国家和能源行业的高度关注。

现在我国太阳能光热行业发展属于起步阶段，制约太阳能光热产业发展的因素，一方面是光热技术尚未形成完整的具有自主知识产权的技术体系，另一方面是光热产业的核心部件如：聚光支架、集热管、反射镜等成本仍然居高不下，如聚光支架目前还只能从国外公司通过购买许可权的形式来获得。如何建立具有独立知识产权并能大幅降低光热核心装备成本是摆在我国整个光热产业一个亟待破解的难题。

技术实现要素：

本发明所解决的技术问题是提供一种用于太阳能供热的低成本高精度槽式聚光集热器，利于加工、现场安装方便，并且能够在保证强度的情况下保证较高的安装精度和聚光精度。

技术方案如下：

一种用于太阳能供热的低成本高精度槽式聚光集热器，包括反射镜支架、集热管支架、集热管和反射镜，所述集热管支架固定在所述反射镜支架的上部，所述集热管固定在所述集热管支架的顶部；所述反射镜的底部固定在所述反射镜支架上，所述反射镜的形状为抛物面形，所述集热管位于抛物面的焦点处。

进一步：所述反射镜支架包括立柱、扭矩管、端板、第一支撑片、第二支撑片和锁紧螺钉；所述扭矩管位于两个所述立柱之间，所述扭矩管的两端分别连接所述端板，所述端板连接在所述立柱的顶端，所述第一支撑片和所述第二支撑片通过所述锁紧螺钉固定在所述扭矩管上；所述反射镜支架内侧的立柱设置有轴承座，连接轴安装在所述轴承座内，通过所述连接轴连接所述立柱两侧的所述端板。

进一步：所述第一支撑片包括第一支撑片本体、第一支撑弧面、第一固定弧面、第一安装通孔，所述第一支撑弧面设置在所述第一支撑片本体的顶部，所述第一固定弧面设置在所述第一支撑片本体的端部；所述第一安装通孔设置在所述第一支撑片本体的端部，并位于所述第一固定弧面的外侧；所述第一支撑弧面的形状为抛物面形弧面，所述第一固定弧面为半圆形弧面；所述第二支撑片包括第二支撑片本体、第二支撑弧面、第二固定弧面、第二安装通孔，所述第二支撑弧面设置在所述第二支撑片本体的顶部，所述第二固定弧面设置在所述第二支撑片本体的端部；所述第二支撑弧面的形状为抛物面形弧面，所述第二固定弧面为半圆形弧面；所述第二安装通孔设置在所述第二支撑片本体的端部，并位于所述第二固定弧面的外侧；所述第一固定弧面和所述第二固定弧面夹在所述扭矩管上，所述锁紧螺钉穿过所述第一安装通孔和所述第二安装通孔，将所述第一支撑片和所述第二支撑片固定在所述扭矩管上；所述反射镜固定在所述第一支撑弧面和所述第二支撑弧面上。

进一步：所述第一支撑片锻压成型后在外边缘形成第一支撑片外包边，在所述第一支撑片本体的锻压冲孔处形成第一支撑片内包边，所述第一支撑弧面外侧的所述第一支撑片外包边的形状为抛物面形弧面，所述第一固定弧面外侧的所述第一支撑片外包边的形状为半圆形弧面；所述第二支撑片锻压成型后在外边缘形成第二支撑片外包边，所述第二支撑片本体的锻压冲孔处形成第二支撑片内包边；所述第二支撑弧面外侧的所述第二支撑片外包边的形状为抛物面形弧面，所述第二固定弧面外侧的所述第二支撑片外包边的形状为半圆形弧面。

进一步：还包括集热管支架连接箍，所述集热管支架连接箍包括环箍、连接板；所述环箍包括两个环箍分体，所述环箍分体一端开有一个连接通孔，另一端开有二个连接通孔；所述连接板上部开有集热管支架固定孔，下部开有环箍连接通孔；螺栓穿过所述连接通孔、所述环箍连接通孔将所述连接板固定在所述环箍上，螺栓穿过两个所述环箍分体的连接通孔将所述环箍固定在所述扭矩管上，螺栓穿过所述集热管支架固定孔和所述集热管支架的固定通孔将所述集热管支架固定在所述反射镜支架上。

进一步：所述端板包括端板本体、轴安装通孔、端板固定孔、扭矩管固定孔；所述轴安装通孔、端板固定孔、扭矩管固定孔开在所述端板本体上，所述轴安装通孔开在所述扭矩管固定孔的上部，所述端板固定孔开在所述轴安装通孔的外侧。

进一步：所述立柱顶端设置有减速机和驱动电机，所述减速机的输出轴的端部安装在所述轴安装通孔内，螺栓穿过所述端板固定孔和所述输出轴上法兰的法兰通孔，将所述端板固定在所述输出轴的端部；螺栓穿过所述扭矩管固定孔将所述端板固定在所述扭矩管的端部。

进一步：所述轴安装通孔的形状为正方形或者六角形，所述输出轴的端部的截面形状为矩形或者六角形。

进一步：所述输出轴两端安装在所述轴安装通孔内，螺栓穿过所述端板固定孔和法兰的法兰通孔，将所述端板连接在所述输出轴上。

进一步：所述端板锻压成型后在外边缘形成端板外包边。

与现有技术相比，本发明技术效果包括：

本发明利于加工、现场安装方便，并且能够在保证强度的情况下保证较高的安装精度和聚光精度。

端板、第一支撑片、第二支撑片、集热管支架均采用高精度锻压成形，较传统的金属型材焊接成形相比，由于无焊接变形，在加工精度、节材率及工效上都有大幅度提升，较标准的欧洲槽(Europe trough)精度相当，但成本仅为其1/4。用于太阳能供热的低成本高精度槽式聚光集热器采用冷加工组合装配，无焊接变形，采用高精度工装定位，实现高精度安装。

第一支撑片、第二支撑片的定位由反射镜支架的工装保证，保证扭矩管与反射镜支架的位置准确。当反射镜支架安装完成后，只需将反射镜固定在第一支撑弧面和第二支撑弧面上，用螺钉将第一支撑片和第二支撑片与反射镜的底座连接紧固即可，保证聚光精度达到要求。

附图说明

图1是本发明中用于太阳能供热的低成本高精度槽式聚光集热器的结构图；

图2是本发明中反射镜支架的结构图；

图3是本发明中端板的结构图；

图4是本发明中第一支撑片的结构图；

图5是本发明中第二支撑片的结构图；

图6是本发明中集热管支架连接箍的结构图。

具体实施方式

现在将参考附图更全面地描述示例实施方式。然而，示例实施方式能够以多种形式实施，且不应被理解为限于在此阐述的实施方式；相反，提供这些实施方式使得本发明更全面和完整，并将示例实施方式的构思全面地传达给本领域的技术人员。

本发明从太阳能供热采暖和中高温热的利用切入，并深刻分析和解剖技术流派，如槽式、塔式、线性菲涅尔、碟式光热集热系统的优缺点，最终确定以最稳定可靠、成本最低的槽式集热系统入手，在分析了国内外各类槽式聚光器的基础上，结合太阳能供热采暖的特点，创新性地设计开发了一款国内首创的采用扭管结构，全锻压成形、可现场快速组装的用于太阳能供热的低成本高精度槽式聚光集热器。

如图1所示，是本发明中用于太阳能供热的低成本高精度槽式聚光集热器的结构图。

用于太阳能供热的低成本高精度槽式聚光集热器的结构包括：反射镜支架1、集热管支架2、集热管3、反射镜4。

集热管支架2固定在反射镜支架1的上部，集热管3固定在集热管支架2的顶部，反射镜4的底部固定在反射镜支架1上。反射镜4的形状为抛物面形，集热管3位于抛物面的焦点处。

如图2所示，是本发明中反射镜支架1的结构图。

反射镜支架1的结构包括：立柱11、扭矩管12、端板13、第一支撑片14、第二支撑片15、锁紧螺钉；扭矩管12的两端分别连接有一个端板13，端板13连接在立柱11的顶端，第一支撑片14和第二支撑片15通过锁紧螺钉固定在扭矩管12上。

如图3所示，是本发明中端板13的结构图。

端板13的结构包括：端板本体131、轴安装通孔132、端板固定孔133、扭矩管固定孔134；轴安装通孔132、端板固定孔133、扭矩管固定孔134开在端板本体131上，轴安装通孔132开在扭矩管固定孔134的上部，端板固定孔133开在轴安装通孔132的外侧。轴安装通孔132的形状为正方形或者六角形，这样有利于输出轴带动端板13旋转。

端板13采用高精度锻压成型，锻压成型后在端板13外边缘形成端板外包边135。

如图4所示，是本发明中第一支撑片14的结构图；如图5所示，是本发明中第二支撑片15的结构图。

第一支撑片14的结构包括：第一支撑片本体141、第一支撑弧面142、第一固定弧面143、第一安装通孔144，第一支撑弧面142设置在第一支撑片本体141的顶部，第一固定弧面143设置在第一支撑片本体141的端部，第一安装通孔144设置在第一支撑片本体141的端部，并位于第一固定弧面143的外侧。第一支撑弧面142的形状为抛物面形弧面，第一固定弧面143为半圆形弧面。第一支撑片14采用高精度锻压成型。第一支撑片14锻压成型后在外边缘形成第一支撑片外包边145，在第一支撑片本体141的锻压冲孔处形成第一支撑片内包边146。其中，在第一支撑弧面142外侧第一支撑片外包边145的形状为抛物面形弧面，第一固定弧面143外侧第一支撑片外包边145的形状为半圆形弧面。

第二支撑片15的结构包括：第二支撑片本体151、第二支撑弧面152、第二固定弧面153、第二安装通孔154，第二支撑弧面152设置在第二支撑片本体151的顶部，第二固定弧面153设置在第二支撑片本体151的端部，第二安装通孔154设置在第二支撑片本体151的端部，并位于第二固定弧面153的外侧。第二支撑片15采用高精度锻压成型。第二支撑片15锻压成型后在外边缘形成第二支撑片外包边155，在第二支撑片本体151的锻压冲孔处形成第二支撑片内包边156。

第二支撑弧面152的形状为抛物面形弧面，第二固定弧面153为半圆形弧面。第二支撑片15采用高精度锻压成型。其中，在第二支撑弧面152外侧第二支撑片外包边155的形状为抛物面形弧面，第二固定弧面153外侧第二支撑片外包边155的形状为半圆形弧面。

第一固定弧面143和第二固定弧面153夹在扭矩管12上，锁紧螺钉穿过第一安装通孔144和第二安装通孔154，将第一支撑片14、第二支撑片15固定在扭矩管12上。反射镜4固定在第一支撑弧面142和第二支撑弧面152上。

如图6所示，是本发明中集热管支架连接箍的结构图。

集热管支架连接箍的结构包括：环箍181、连接板182；环箍181包括两个环箍分体，环箍分体一端开有一个连接通孔184，另一端开有二个连接通孔184，连接通孔184内安装有螺栓；连接板182上部开有集热管支架固定孔183，下部开有环箍连接通孔；螺栓穿过连接通孔184、环箍连接通孔将连接板182固定在环箍181上，螺栓穿过两个环箍分体的连接通孔184将环箍181固定在扭矩管12上，螺栓穿过集热管支架固定孔183和集热管支架2的固定通孔将集热管支架2固定在反射镜支架1的上部。

为了实现反射镜支架1旋转和电动控制倾角，在反射镜支架1上设置有减速机16和驱动电机17。

减速机16和驱动电机17安装在立柱11顶端，减速机16的输出轴的端部安装在端板13的轴安装通孔132内，螺栓穿过端板固定孔133和输出轴上法兰的法兰通孔，将端板13固定在输出轴的端部；螺栓穿过扭矩管固定孔134，将端板13固定在扭矩管12的端部。驱动电机17通过减速机16、端板13连接扭矩管12，从而使驱动电机17带动减速机16的输出轴转动，输出轴带动端板13转动，端板13带动扭矩管12转动。驱动电机17为直流电机。输出轴的端部的截面形状可以是矩形或者六角形。

反射镜支架1中部的立柱11上设置有减速机16和驱动电机17，通过输出轴连接立柱11两侧的端板13，输出轴两端安装在立柱11两侧端板13的轴安装通孔132内，螺栓穿过端板固定孔133和法兰的法兰通孔，将端板13连接在输出轴上。

反射镜支架1中部的立柱11上没有减速机16和驱动电机17，则需要设置轴承座，连接轴安装在轴承座内，通过连接轴连接立柱11两侧的端板13。

本发明所用的术语是说明和示例性、而非限制性的术语。由于本发明能够以多种形式具体实施而不脱离发明的精神或实质，所以应当理解，上述实施例不限于任何前述的细节，而应在随附权利要求所限定的精神和范围内广泛地解释，因此落入权利要求或其等效范围内的全部变化和改型都应为随附权利要求所涵盖。