太阳能聚光集热器架及太阳能聚光集热器的制造方法
【专利摘要】本实用新型公开了一种太阳能聚光集热器架,包括至少两个轮圈、聚光镜、框架主体、支撑装置和安装在支撑装置上的传动装置；所述聚光镜固定安装在框架主体上，所述轮圈沿框架主体的长度方向分别固定安装在框架主体上；所述支撑装置位于轮圈下方，用于支撑轮圈；所述轮圈能够相对支撑装置转动；其中一个轮圈为传动轮圈，所述传动装置通过同步带驱动传动轮圈转动；所述同步带与传动轮圈固定连接，通过同步带的牵引带动传动轮圈旋转，旋转角度为0°～180°。本实用新型还公开了太阳能聚光集热器。本实用新型具有集热效率高，抗风性能强，能避免雨雪等恶劣天气对聚光镜和集热管造成的性能影响。此外安装和运输的方便性，也降低了成本。
【专利说明】
太阳能聚光集热器架及太阳能聚光集热器
技术领域
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[0001]本实用新型涉及一种太阳能集热装置技术，尤其涉及一种太阳能聚光集热器架及太阳能聚光集热器。
【背景技术】
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[0002]本实用新型所述一种太阳能聚光集热器，是集热介质受温温度达到80?250°C范围内的一种太阳能集热器。
[0003]已有技术诸如美国专利US20080308094所公开的这类太阳能集热器，由两侧轮圈和中间的聚光板托架组成的框架体，聚光板托架两端弧形开口尺寸通过拉杆定型，框架下有根主梁位于两轮圈之间，框架和主梁连接成一个整体。通过地轴带动轮圈同时旋转。所述的这类太阳能集热器，只适于在供热水等民用生活设施上应用。
[0004]然而，已有技术的这类太阳能集热器，仍然存在诸多结构性和成本造价的不足，其一是所述的聚光板采用镜面铝板，通过两点固定槽式聚光板的，再加上聚光板托架弧形的开口确定是采用拉杆方式。给聚光铝板的准确抛物线定型带来误差。在安装铝板过程中，由于铝板本身偏软，极易造成铝板变形，造成聚光板反射率下降。其二是该类集热器在轮圈内圈放置一个压轮，防止轮圈跳动。从而导致该类型的集热器聚光板的不能180度翻转，在碰到雨雪等恶劣环境时，聚光镜反射面和集热管性能容易被影响。其三是所述的集热器采用地轴传动，轮圈的传动同步性提高了，当轮圈数量较多时，该结构造价和安装成本也增加。不适用于轮圈较多的集热器。为解决上述问题本公司研发出具有聚光抛物线型准确安装、聚光镜在恶劣环境下防雨雪、安装和运输方便的槽式太阳能聚光集热器，广泛适用工业蒸汽和工业热水等工程领域。
[0005]目前市场上的聚光镜大都采用热弯模压成型生产的曲面聚光镜加工方法，此种曲镜，由于热弯曲玻璃加工工艺给玻璃表面带来了缺陷，致使太阳光的反射率只能做到最大88 %以下，再加上曲率的不准确，影响聚光镜的反射率，此外该曲镜玻璃厚度都在4mm以上，玻璃重量较重也易碎。因此本公司的选用浮法材料制成I?2mm厚的离子钢化聚光反射镜，由于此镜很薄容易冷弯成型后依然保持平镜表面的反射效果，且不破坏冷弯后银镜的光反射率，反射率在92 %左右，包装不易损坏，安装方便，尺寸精度相对容易控制。解决了热弯成型曲镜成本高，聚焦精度不高和安装运输过程中损耗大的缺点。
【实用新型内容】
[0006]本实用新型所要解决的技术问题是针对上述现有技术的不足，而提供一种安装方便、结构简单、性能稳定、价格低廉的槽式太阳能聚光集热器架及太阳能聚光集热器，同时能有效的避免恶劣环境对聚光镜和集热管的侵袭。
[0007]为解决上述技术目的，本实用新型的采用技术方案是:太阳能聚光集热器架，包括至少两个轮圈、聚光镜、框架主体、支撑装置和安装在支撑装置上的传动装置;所述聚光镜固定安装在框架主体上，所述轮圈沿框架主体的长度方向分别固定安装在框架主体上;所述支撑装置位于轮圈下方，用于支撑轮圈;所述轮圈能够相对支撑装置转动;其中一个轮圈为传动轮圈，所述传动装置通过同步带驱动传动轮圈转动;其特征在于:所述同步带与传动轮圈固定连接，通过同步带的牵引带动传动轮圈旋转，旋转角度为0°?180°。
[0008]进一步的，所述支撑装置包括两个滚筒、滚筒托架、支撑板和支撑座;所述支撑板固定安装在支撑座上，滚筒托架固定安装在支撑板上，滚筒固定安装在滚筒托架上，滚筒能够相对于滚筒托架绕滚筒轴线转动;轮圈放置在两个滚筒上，通过滚筒将轮圈支撑住，使轮圈能够相对支撑装置绕轮圈轴线转动。
[0009]进一步的，所述传动装置包括安装在支撑板上的传动同步带轮、两个大同步带轮和两个小同步带轮;两个小同步带轮分别位于传动同步带轮的两侧，两个大同步带轮分别位于两个小同步带轮的外侧;两个大同步带轮和两个小同步带轮共同将同步带张紧，传动同步带轮用于驱动同步带转动；当同步带8转动时，带动传动轮圈转动。
[0010]进一步的，框架主体为矩形框架;框架主体由两个长托架、两个短托架以及中托架组成;两个短托架分别为矩形框架两端的短边;所述中托架与短托架结构相同并且与短托架平行设置，中托架的两端分别与长托架固定连接;所述短托架和中托架均弯成相同的抛物线弧形;所述聚光镜为柔性聚光镜，自然状态时为水平的形状;所述聚光镜固定安装在短托架和中托架上，聚光镜弯曲后的抛物线弧形与短托架7-2的抛物线弧形相适配;使聚光镜自动形成聚光抛物线。
[0011]进一步的，所述长托架为槽钢;聚光镜两边分别和槽钢的外侧面接触;还包括带钢丝的U型橡胶套，用于将聚光和槽钢的两边接触部分包裹起来;还包括凹型压条；凹型压条位于聚光镜中间；短托架的中间位置还设有螺孔和穿过螺孔的螺杆，当转动螺杆使螺杆向聚光镜方向伸出时，能将凹型压条和聚光镜顶死，使得聚光镜中间与短托架7相固定。
[0012]进一步的，轮圈中部设有沉槽，同步带固定在沉槽内，以对同步带左进行右限位；所述轮圈外轮毂还设有左右对称的翻边，用于增加轮圈的与滚筒之间的传动接触面。
[0013]进一步的，还设有限位钢带;限位钢带两端分别与支撑板固定连接，限位钢带与轮圈相适配并设置在轮圈的外侧并将轮圈包裹在内，用于防止轮圈I上下传动;沿轮圈圆周方向的顶部、左侧以及右侧，在限位钢带17边缘分别安装有限位螺柱，用于防止轮圈左右串动。
[0014]为解决上述技术目的，本实用新型的采用的另一种技术方案是:太阳能聚光集热器，包括集热管和太阳能聚光集热器架，其特征在于:所述集热管通过支撑杆分别与每个轮圈固定连接。
[0015]进一步的，集热管由多个集热管段组成;集热管段的端部插入填有保温材料的不锈钢套管内，并用集热管橡胶套对集热管段和不锈钢套管连接处进行防水密封;通过弹性固定带将不锈钢套管固定在支撑杆上，支撑杆端部为弧形，以配合不锈钢套管的形状尺寸。
[0016]进一步的，短托架上焊件有角钢，槽钢通过角钢和短托架固定连接;长托架由多个槽钢段组成;槽钢段之间在连接端面处采用焊接处理，形成一个连续性通长型的槽钢。
[0017]本实用新型的传动轮圈为集热器重要零件，轮圈型材加宽，增加轮圈和滚筒的接触面，运行更稳定。型材沉槽配合同步带带宽，同步带运转过程中不易跑偏。本实用新型包括传动轮圈和框架主体，传动轮圈和框架主体连接成一个集热器主体。框架主体上的聚光镜托架形状为抛物线型，使得聚光镜的抛物线成型准确。集热器主体上安装光感追踪装置，通过电机驱动集热器主体跟踪太阳光。本实用新型的聚光镜抛物线型是一个小焦距抛物线型，截面型线方程为X=100y,截断后，最大弦长通过焦点，根据当地玮度测量计算的方位角，集热器采取南北偏方位角方向放置，东西向自动跟踪太阳光。本实用新型的专利特点是集热器具有抗强风，通过限位钢带将传动轮圈始终控制在滚筒托架上，防止飓风对传动轮圈(I)和框架主体的破坏。本实用新型传动采用主传动轮带动各从动轮转动，同步带安装在轮圈的沉槽内，用螺栓固定同步带。当雨雪天时，同步带轮带动同步带动作，轮圈180度翻转，将真空集热管、聚光镜反射表面朝下旋转，避免雨雪对聚光镜反射表面和集热管的性能影响。本实用新型的直通金属玻璃太阳能真空集热管与聚光镜的抛物线对称轴线重合，直通金属玻璃太阳能真空管的有效长度长度为1500mm?3000mm，外径为58mm?125mm，太阳能真空集热管内的金属内管是两端开口的柱形受光体，直径为20?48mm,金属内管表面镀有选择性吸热涂层，在一定入射角内，垂直入射到聚光镜上的太阳光，经过一次反射后聚到受光体上，形成稳定的80?250 0C热源。
[0018]本实用新型专利的有益效果是，采用跟踪太阳光，通过聚光镜将太阳光反射到受光体，即属玻璃太阳能集热管，形成持续稳定的80?250 °C热源，满足大部分工业用热生产，扩展了太阳能中温领域的应用。
【附图说明】
[0019]图1是太阳能聚光集热器的轮圈和框架主体结构示意图。
[0020]图2是太阳能聚光集热器的轮圈的型材截面示意图。
[0021 ]图3是轮圈和框架主体连接的结构示意图。
[0022]图4是聚光镜两侧和框架主体连接结构示意图。
[0023]图5是聚光镜中部上面的压条形状及安装结构示意图。
[0024]图6是轮滚筒托架的结构示意图。
[0025]图7是同步带跟轮圈安装示意图。
[0026]图8是集热管支撑安装示意图。
[0027]图9是限位钢带和滚筒托架固定的结构示意图。
[0028]图10是限位钢带和轮圈安装结构示意图。
[0029]图11是轮圈和框架主体安装在支撑装置上的结构示意图。
【具体实施方式】
[0030]实施例1
[0031]参见图1，太阳能聚光集热器架，包括至少两个轮圈1、聚光镜2、框架主体、支撑装置和安装在支撑装置上的传动装置;所述聚光2固定安装在框架主体上，所述轮圈I沿框架主体7的长度方向分别固定安装在框架主体7上;所述支撑装置位于轮圈I下方，用于支撑轮圈I;所述轮圈I能够相对支撑装置转动;其中一个轮圈I为传动轮圈，所述传动装置通过同步带8驱动传动轮圈转动;其特征在于:所述同步带8与传动轮圈固定连接，通过同步带8的牵引带动传动轮圈旋转，旋转角度为0°?180°。
[0032]所述支撑装置包括两个滚筒3、滚筒托架4、支撑板5和支撑座6;所述支撑板5固定安装在支撑座6上，滚筒托架4固定安装在支撑板5上，滚筒3固定安装在滚筒托架4上，滚筒3能够相对于滚筒托架4绕滚筒3轴线转动;轮圈I放置在两个滚筒3上，通过滚筒3将轮圈I支撑住，使轮圈I能够相对支撑装置绕轮圈I轴线转动。所述传动装置包括安装在支撑板5上的传动同步带轮9、两个大同步带轮10和两个小同步带轮11;两个小同步带轮11分别位于传动同步带轮9的两侧，两个大同步带轮10分别位于两个小同步带轮11的外侧;两个大同步带轮10和两个小同步带轮11共同将同步带8张紧，传动同步带轮9用于驱动同步带8转动；当同步带8转动时，带动传动轮圈转动。框架主7为矩形框架;框架主体7由两个长托架7-1、两个短托架7-2以及中托架7-3组成;两个短托架71分别为矩形框架两端的短边;所述中托架7-3与短托架7-2结构相同并且与短托架7-2平行设置，中托架7-3的两端分别与长托架7-1固定连接;所述短托架7-2和中托架7-3均弯成相同的抛物线弧形;所述聚光镜2为柔性聚光镜，自然状态时为水平的形状;所述聚光镜2固定安装在短托架7-2和中托架7-3上，聚光镜2弯曲后的抛物线弧形与短托架7-2的抛物线弧形相适配;使聚光镜2自动形成聚光抛物线。所述长托架7-1为槽钢;聚光镜2两边分别和槽钢的外侧面接触;还包括带钢丝的U型橡胶套13，用于将聚光镜2和槽钢的两边接触部分包裹起来;还包括凹型压条14;凹型压条14位于聚光镜2中间；短托架7-2的中间位置还设有螺孔和穿过螺孔的螺杆15，当转动螺杆15使螺杆15向聚光镜2方向伸出时，能将凹型压条14和聚光镜2顶死，使得聚光镜2中间与短托架7-2相固定。轮圈I中部设有沉槽，同步带8固定在沉槽内，以对同步带8左进行右限位;所述轮圈I外轮毂还设有左右对称的翻边16，用于增加轮圈I的与滚筒3之间的传动接触面。还设有限位钢带17;限位钢带17两端分别与支撑板5固定连接，限位钢带17与轮圈I相适配并设置在轮圈I的外侧并将轮圈I包裹在内，用于防止轮圈I上下传动;沿轮圈I圆周方向的顶部、左侧以及右侧，在限位钢带17边缘分别安装有限位螺柱18，用于防止轮圈I左右串动。
[0033]实施例2
[0034]本太阳能聚光集热器，包括集热管和实施例1中所述的太阳能聚光集热器架，所述集热管12通过支撑杆19分别与每个轮圈I固定连接。集热管12由多个集热管段20组成;集热管段20的端部插入填有保温材料的不锈钢套管21内，并用集热管橡胶套22对集热管段20和不锈钢套管21连接处进行防水密封;通过弹性固定带23将不锈钢套管21固定在支撑杆19上，支撑杆19端部为弧形，以配合不锈钢套管21的形状尺寸。短托架7-2上焊件有角钢7-4，槽钢通过角钢7-4和短托架7-2固定连接;长托架7-1由多个槽钢段7-5组成;槽钢段7-5之间在连接端面处采用焊接处理，形成一个连续性通长型的槽钢。
[0035]如图1所示，轮圈I和框架主体7组合成整体，长托架7-1和短托架7-2组成一个长方形。长托架7-1和中托架7-3跟轮圈I通过螺栓固定。当传动轮圈旋转时，整个框架主体7会同步跟转。如图2所示，轮圈I设计的截面形状，该形状中间的沉槽配合同步带8使用，两个翻边增加了轮圈I在滚筒3上的传动稳定性。如图3所示，框架主体7的长托架7-1跟轮圈I两边通过螺栓固定，角钢7-4和长托架7-1为焊件组件，槽钢通过螺栓固定在角钢7-6上。分段的槽钢7-5在连接端面处采用焊接处理，使其形成一个连续性、通长型的槽钢，将整个框架主体7分成若干个矩形框架。如图4和图5所示，本集热器对聚光镜2的固定采用三点固定方式，图4采用带钢丝的U型橡胶套将聚光镜2和槽钢的两边接触部分包裹起来，聚光镜2为柔性聚光镜，聚光镜2中间如图5所示用凹型压条14被长托架7-1上的螺杆15顶死，使得聚光镜2中间固定。通过三点固定使得聚光镜2的抛物线型更准确。图6和图7所展示的滚筒托架4和轮圈I通过同步带8的传动结构，从图6可以看到两个大同步带轮10和两个小同步带轮11共同将同步带8张紧，其中两个小同步带轮11中间的传动同步带轮9起到驱动整个传动系统作用。从图7可以看出同步带8和轮圈I通过两个螺栓24固定，当同步带8转动时，轮圈I也会一起转动。图8是集热管12在的固定方式，支撑杆19和轮圈I通过螺栓固定连接，且支撑杆19的中心线和聚光镜2的抛物线对称轴在同一直线。集热管12插入装有保温棉的不锈钢套管21中，并用集热管橡胶套22将不锈钢套管21两头密封处理，然后再用弹性固定带23卡住不锈钢套管21通过螺栓固定在支撑杆19上。图9和图10为限位钢带17跟轮圈I和滚筒托架4的固定方式。限位钢带17采用螺栓固定安装在支撑板6上，防止轮圈I上下串动。如图10所示，限位钢带17在轮圈I的外侧安装，沿轮圈I的圆周方向顶部、左右各安装3组限位螺柱18，防止轮圈I左右串动。
【主权项】
1.一种太阳能聚光集热器架，包括至少两个轮圈(I)、聚光镜(2)、框架主体、支撑装置和安装在支撑装置上的传动装置;所述聚光镜(2)固定安装在框架主体上，所述轮圈(I)沿框架主体(7)的长度方向分别固定安装在框架主体(7)上;所述支撑装置位于轮圈(I)下方，用于支撑轮圈(I);所述轮圈(I)能够相对支撑装置转动;其中一个轮圈(I)为传动轮圈，所述传动装置通过同步带(8)驱动传动轮圈转动；其特征在于:所述同步带(8)与传动轮圈固定连接，通过同步带(8)的牵引带动传动轮圈旋转，旋转角度为0°?180°。2.根据权利要求1所述的太阳能聚光集热器架，其特征在于:所述支撑装置包括两个滚筒(3)、滚筒托架(4)、支撑板(5)和支撑座(6);所述支撑板(5)固定安装在支撑座(6)上，滚筒托架(4)固定安装在支撑板(5)上，滚筒(3)固定安装在滚筒托架(4)上，滚筒(3)能够相对于滚筒托架(4)绕滚筒(3)轴线转动;轮圈(I)放置在两个滚筒(3)上，通过滚筒(3)将轮圈(1)支撑住，使轮圈(I)能够相对支撑装置绕轮圈(I)轴线转动。3.根据权利要求1或2所述的太阳能聚光集热器架，其特征在于:所述传动装置包括安装在支撑板(5)上的传动同步带轮(9)、两个大同步带轮(10)和两个小同步带轮(11);两个小同步带轮(11)分别位于传动同步带轮(9)的两侧，两个大同步带轮(10)分别位于两个小同步带轮(11)的外侧;两个大同步带轮(10)和两个小同步带轮(11)共同将同步带(8)张紧，传动同步带轮(9)用于驱动同步带(8)转动；当同步带(8)转动时，带动传动轮圈转动。4.根据权利要求3所述的太阳能聚光集热器架，其特征在于:框架主体(7)为矩形框架；框架主体(7)由两个长托架(7-1)、两个短托架(7-2)以及中托架(7-3)组成;两个短托架(7-1)分别为矩形框架两端的短边;所述中托架(7-3)与短托架(7-2)结构相同并且与短托架(7-2)平行设置，中托架(7-3)的两端分别与长托架(7-1)固定连接;所述短托架7-2和中托架7-3均弯成相同的抛物线弧形;所述聚光镜(2)为柔性聚光镜，自然状态时为水平的形状；所述聚光镜(2)固定安装在短托架7-2和中托架(7-3)上，聚光镜(2)弯曲后的抛物线弧形与短托架(7-2)的抛物线弧形相适配;使聚光镜(2)自动形成聚光抛物线。5.根据权利要求4所述的太阳能聚光集热器架，其特征在于:所述长托架(7-1)为槽钢；聚光镜(2)两边分别和槽钢的外侧面接触;还包括带钢丝的U型橡胶套(13)，用于将聚光镜(2)和槽钢的两边接触部分包裹起来;还包括凹型压条(14);凹型压条(14)位于聚光镜(2)中间；短托架(7-2)的中间位置还设有螺孔和穿过螺孔的螺杆(15)，当转动螺杆(15)使螺杆(15)向聚光镜(2)方向伸出时，能将凹型压条14和聚光镜(2)顶死，使得聚光镜(2)中间与短托架(7-2)相固定。6.根据权利要求3所述的太阳能聚光集热器架，其特征在于:轮圈(I)中部设有沉槽，同步带(8)固定在沉槽内，以对同步带(8)左进行右限位;所述轮圈(I)外轮毂还设有左右对称的翻边(16)，用于增加轮圈(I)的与滚筒(3)之间的传动接触面。7.根据权利要求6所述的太阳能聚光集热器架，其特征在于:还设有限位钢带(17);限位钢带(17)两端分别与支撑板(5)固定连接，限位钢带(17)与轮圈(I)相适配并设置在轮圈(I)的外侧并将轮圈(I)包裹在内，用于防止轮圈(I)上下传动;沿轮圈(I)圆周方向的顶部、左侧以及右侧，在限位钢带(17)边缘分别安装有限位螺柱(18)，用于防止轮圈(I)左右串动。8.—种太阳能聚光集热器，包括集热管和权利要求1-6中任一项所述的太阳能聚光集热器架，其特征在于:所述集热管(12)通过支撑杆(19)分别与每个轮圈(I)固定连接。9.根据权利要求8所述的太阳能聚光集热器，其特征在于:集热管(12)由多个集热管段(20)组成;集热管段(20)的端部插入填有保温材料的不锈钢套管(21)内，并用集热管橡胶套(22)对集热管段(20)和不锈钢套管(21)连接处进行防水密封;通过弹性固定带(23)将不锈钢套管(21)固定在支撑杆(19)上，支撑杆(19)端部为弧形，以配合不锈钢套管(21)的形状尺寸。10.据权利要求8或9所述的太阳能聚光集热器，其特征在于:短托架(7-2)上焊件有角钢(7-4)，槽钢通过角钢(7-4)和短托架(7-2)固定连接;长托架(7-1)由多个槽钢段(7-5)组成;槽钢段(7-5)之间在连接端面处采用焊接处理，形成一个连续性通长型的槽钢。
【文档编号】F24J2/54GK205580016SQ201620114773
【公开日】2016年9月14日
【申请日】2016年2月4日
【发明人】朱雷, 杨兵
【申请人】南京诚远太阳能科技有限公司