專利名稱：定日鏡及其仰角驅(qū)動器的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本公開涉及太陽能發(fā)電塔，并特別涉及設(shè)計來用于該太陽能發(fā)電塔的定日鏡，并具體涉及其部件。
背景技術(shù)：
能源供應(yīng)商一直在致力于尋求替代性一次能源。一種這樣的能源為太陽能，且一種利用太陽能的方式為采用中央塔式發(fā)電站。一種典型的中央塔式發(fā)電站裝置包括定日鏡陣列以及收集塔。每個定日鏡均被構(gòu)造來跟蹤太陽且將日光向收集塔的槽反射，從而加熱此槽及其內(nèi)容物。構(gòu)成熱傳輸介質(zhì)的傳熱流體(其可為例如熔鹽或熱油的液體)容納在上述槽中。將加熱的熱流體輸送至發(fā)電站(例如蒸汽發(fā)電站)，其中熱流體的熱能用于驅(qū)動其一個或多個渦輪，以便以傳統(tǒng)的方式如通過將每個渦輪的輪軸連接至發(fā)電機來發(fā)電。

實用新型內(nèi)容根據(jù)本實用新型所公開的主題的一方面，提供了一種用于中央塔式發(fā)電站的定日鏡的仰角驅(qū)動器，解決了現(xiàn)有技術(shù)中不能夠很好地控制定日鏡的反射表面的仰角的問題。本實用新型的技術(shù)方案為一種用于中央塔式發(fā)電站的定日鏡的仰角驅(qū)動器，所述仰角驅(qū)動器被構(gòu)造成用于控制定日鏡的反射表面的仰角，所述反射表面被定日鏡的第一部件支撐且旋轉(zhuǎn)鉸接至定日鏡具有固定位置的第二部件，所述仰角驅(qū)動器通過第一安裝元件鉸接至第一部件并且通過第二安裝元件鉸接至第二部件，并且被構(gòu)造成通過使第一安裝元件相對于第二安裝元件移動來導(dǎo)致第一部件旋轉(zhuǎn)。仰角驅(qū)動器可包括活塞，所述活塞具有縱向鉸接在活塞外殼內(nèi)的活塞桿，其中所述安裝元件中的一個剛性連接至活塞桿，并且所述安裝元件中的另一個剛性連接至活塞外殼。所述活塞可為電動活塞，其中使用電能將活塞桿鉸接在活塞外殼內(nèi)。所述活塞可包括帶螺紋軸，連接至螺帽組件的活塞桿被構(gòu)造成與帶螺紋桿的至少一部分配合，使得帶螺紋軸的旋轉(zhuǎn)引起螺帽組件在活塞外殼內(nèi)的縱向移動?？上拗坡菝苯M件在活塞外殼內(nèi)的旋轉(zhuǎn)移動。所述仰角驅(qū)動器可進一步包括控制裝置，其被構(gòu)造成利用電能使帶螺紋軸旋轉(zhuǎn)。所述控制裝置可包括步進電機。所述仰角驅(qū)動器可進一步包括傳動裝置，其由所述電機驅(qū)動并被構(gòu)造成使帶螺紋軸旋轉(zhuǎn)。所述傳動裝置可包括行星齒輪系統(tǒng)。根據(jù)本實用新型的用于中央塔式發(fā)電站的定日鏡的仰角驅(qū)動器，很好地控制了定日鏡的反射表面的仰角。根據(jù)本實用新型所公開的主題的另一方面，提供了一種包括如上所述的仰角驅(qū)動器的定日鏡。
為了理解本實用新型所公開的主題以及為了了解在實踐中本實用新型是如何實施的，現(xiàn)將參照附圖且僅以非限制的示例方式來對實施方案進行描述，其中圖I為中央塔式發(fā)電站的示意圖；圖2為圖I中所示的中央塔式發(fā)電站的定日鏡的透視圖；圖3A為圖2中所示的定日鏡的仰角驅(qū)動器的透視圖；圖3B為圖3A中所示的仰角驅(qū)動器的透視圖，其中移除了主外殼；圖4A為圖3A中所示的仰角驅(qū)動器的控制裝置的透視圖；圖4B為沿圖4A中的線IV-IV截取的橫截面視圖；·[0022]圖5A為圖4A和4B中所示的控制裝置的行星齒輪系統(tǒng)的透視圖；圖5B為沿圖5A中的線V-V截取的橫截面視圖；圖5C為圖5A中所示的行星齒輪系統(tǒng)的分解圖；圖6為圖5A中所示的行星齒輪系統(tǒng)的第二內(nèi)齒輪體的透視圖；圖7A為圖3A中所示的仰角驅(qū)動器的電動活塞的透視圖；圖7B為沿圖7A中的線VII-VII截取的橫截面視圖；圖8A為圖7A和7B中所示的電動活塞的螺帽組件的透視圖；圖8B為圖8A中所示的螺帽組件的螺帽的透視圖；圖8C為圖8A中所示的螺帽組件的滑動元件的透視圖；圖9為圖3A中所示的仰角驅(qū)動器的底端的特寫透視圖；圖10為圖3A中所示的仰角驅(qū)動器的端蓋的透視圖；圖11為圖7A和7B中所示的電動活塞的帶螺紋桿的底端的透視圖；以及圖12為圖3A中所示的仰角驅(qū)動器的透視圖，其示出為安裝到圖2中所示的接口裝置和定日鏡的扭矩管。
具體實施方式
如圖I所示，提供了大體以10表示的中央塔式發(fā)電站。中央塔式發(fā)電站10包括定日鏡12的陣列，其被構(gòu)造來向收集塔14反射撞擊的太陽輻射。收集塔14含有由反射的太陽輻射加熱并從而用于向發(fā)電站提供電力的熱流體(未示出)。發(fā)電站可為例如水力發(fā)電，在這種情況下，加熱的熱流體用于使水過熱，這些水隨后通過渦輪膨脹，以獲取有用能源并進行發(fā)電。如圖2所示，每個定日鏡12均包括被構(gòu)造來將定日鏡支撐在地面中的固定位置的基座裝置16以及由基座裝置支撐的反射鏡組件18?；b置16包括將固定在地面中的塔架20以及尤其是支撐反射鏡組件18的位置的接口裝置22。基座裝置還包括方位角驅(qū)動器24和仰角驅(qū)動器26，其分別控制反射鏡組件18的反射表面的方位角和仰角。反射鏡組件18包括支撐多個支撐臂30的扭矩管28。支撐臂30支撐一個或多個反射鏡32，這些反射鏡構(gòu)成定日鏡12的反射表面。另外，提供了可安裝至反射鏡組件18的功率控制模塊(PCM)組件34。[0039]如圖3A和圖3B所示，仰角驅(qū)動器26包括控制裝置320、主外殼322、電動活塞324和電纜326?？刂蒲b置320被構(gòu)造成指導(dǎo)仰角驅(qū)動器26的操作，并且利用電能來向電動活塞324提供機械能。電動活塞324被構(gòu)造成利用機械能相對于主外殼322延伸和/或縮回，從而引起扭矩管28圍繞接口裝置22的相對旋轉(zhuǎn)，并且使定日鏡12的反射表面樞轉(zhuǎn)以調(diào)節(jié)其仰角，以下將對此作解釋。電纜326被構(gòu)造用于促進與控制裝置320的通信，并對其提供電力。如圖4A和圖4B所示，控制裝置320包括在電機裝置外殼330內(nèi)的電機裝置328，和在傳動裝置外殼334內(nèi)的傳動裝置332。電機裝置328被構(gòu)造成提供電動活塞324所需要的機械能。其從而可包括如圖4B所最佳不出的電機336和控制器(未不出)。電機336可為用于將電能轉(zhuǎn)化成機械能，例如旋轉(zhuǎn)能的任意適合設(shè)備。其可包括由控制器控制的步進電機。其可進一步包括安裝板340、具有步進電機轉(zhuǎn)子(未示出)的定子組件342和輸出軸344。此外，通常提供電纜(未示出)以促進與控制器的通信并且向電機336提供電力。使用如電機336的步進電機的優(yōu)勢在于其可用于以小增量使扭矩管28旋轉(zhuǎn)。另一個優(yōu)勢在于其扭矩隨其速度的減小而增加。從而，因為其速度在使用期間非常低，其可提供相對高的力，例如來抵消如來自風(fēng)等的作用于反射表面上的外力。雖然本描述公開了提供旋轉(zhuǎn)能的電機，但將了解，電機可提供另一種機械能(例如，其可包括線性致動機構(gòu))；本領(lǐng)域技術(shù)人員將認識到，應(yīng)提供適合的傳動和/或齒輪傳動元件來將由電機提供的運動轉(zhuǎn)化成使扭矩管28旋轉(zhuǎn)所必需的運動。提供傳動裝置332以將來自電機336的機械能傳動到電動活塞324。這樣，其可減小提供的機械能的速度，并且增加其扭矩(或反之亦然)。如圖4B所最佳示出的，傳動裝置外殼334在其頂端剛性附接到電機336，并且在其底端附接到主外殼322。其進一步包括復(fù)合行星齒輪系統(tǒng)348。圖如圖5A至圖5C所示，行星齒輪系統(tǒng)348包括太陽齒輪350，太陽齒輪350安裝在電機336的輸出軸344上以便隨其旋轉(zhuǎn)。太陽齒輪350與三個行星齒輪352嚙合，所述三個齒輪又與第一和第二內(nèi)齒輪354、356嚙合。每個行星齒輪352可包括兩個可旋轉(zhuǎn)地安裝在共軸360上的獨立齒輪，所述共軸橫跨在兩個托架362之間并且安裝在兩個托架362上。行星齒輪系統(tǒng)348被設(shè)計成使得每個軸360上的獨立齒輪共同旋轉(zhuǎn)。(例如，可通過配置圖350使得獨立齒輪中的一個與第一和第二內(nèi)齒輪354、356兩者嚙合來實現(xiàn)此共同旋轉(zhuǎn)。)第一和第二內(nèi)齒輪354、356分別形成在第一和第二內(nèi)齒輪體364、366的內(nèi)表面上。內(nèi)齒輪354、356具有不同齒數(shù)。例如，第一內(nèi)齒輪354具有40個齒可具有40個齒，而第二內(nèi)齒輪356具有37個齒。如圖5A所最佳示出的，第一內(nèi)齒輪體354包括花鍵368，花鍵368與形成在傳動裝置外殼346內(nèi)表面上的相應(yīng)凹槽(未不出)卩齒合，從而確保第一內(nèi)齒輪體354隨傳動裝置外殼346共同移動。當傳動裝置外殼346與仰角驅(qū)動器26的主外殼322彼此剛性連接時，第一內(nèi)齒輪體364不相對于仰角驅(qū)動器的主外殼移動。如圖6所示，第二內(nèi)齒輪體366包括與花鍵372 —起形成的中心貫穿孔370。此夕卜，所述內(nèi)齒輪體形成至少一個側(cè)孔374，至少一個與凹槽376 —起形成。以下將解釋這一構(gòu)造的目的。在行星齒輪系統(tǒng)348的操作中，電機336運轉(zhuǎn)以使其輸出軸344旋轉(zhuǎn)，從而使太陽齒輪350旋轉(zhuǎn)。太陽齒輪350的旋轉(zhuǎn)驅(qū)動行星齒輪352，使得各自的軸360承受輸出軸344的旋轉(zhuǎn)(因為第一內(nèi)齒輪體364的運動被剛性附接到電機336的傳動裝置外殼346的運動所約束，所以第一內(nèi)齒輪354不旋轉(zhuǎn))。因為第一內(nèi)齒輪354的齒數(shù)不同于第二內(nèi)齒輪356的齒數(shù)，所以行星齒輪352與每個內(nèi)齒輪之間的齒輪齒數(shù)比不同。結(jié)果，與兩個內(nèi)齒輪354、356嚙合的行星齒輪352的旋轉(zhuǎn)導(dǎo)致兩個內(nèi)齒輪之間的相對旋轉(zhuǎn)。因為第一內(nèi)齒輪354相對于傳動裝置外殼346是固定的,所以主外殼322、第二內(nèi)齒輪356且從而第二內(nèi)齒輪體366相對于仰角驅(qū)動器26的主外殼旋轉(zhuǎn)。如圖7A和圖7B所示，電動活塞324包括活塞桿378，活塞桿378形成為帶螺紋軸380(其可為滾珠螺桿)收納于其中的空心管，使得兩者適合于相對于彼此縱向移動。仰角驅(qū)動器26的主外殼322構(gòu)成電動活塞324的活塞外殼。此外，電動活塞包括軸支架349，和螺帽組件351。 帶螺紋軸380的至少一部分是帶螺紋的；或者，其可沿其整個長度帶有螺紋。帶螺紋軸被構(gòu)造成與第二內(nèi)齒輪體366 —起旋轉(zhuǎn)，從而相對于主外殼322旋轉(zhuǎn)。帶螺紋軸380的頂端382帶有螺紋，并且與行星齒輪系統(tǒng)348的限制螺栓384 (圖7A和圖7B中未示出；在圖5B中可最佳看出)配合?；氐綀D5B和圖5C，在限制螺栓384下的帶螺紋軸380上提供墊片386。墊片384包括上翹端388，上翹端388抵靠且與限制螺栓386的側(cè)面之一齊平，以便限制各自相對于彼此的移動。此外，墊片386包括向下突出物390，向下突出物390可為形成在第二內(nèi)齒輪體366的定址孔374中的凹槽376，以便限制各自相對于彼此的移動。槽392形成在帶螺紋軸380靠近其頂端382的一側(cè)中。帶螺紋軸380被插入穿過第二內(nèi)齒輪體366的中心貫穿孔370，使得內(nèi)齒輪體的花鍵372收納在槽392內(nèi)，從而確保帶螺紋軸與第二內(nèi)齒輪體共同旋轉(zhuǎn)。根據(jù)以上配置，第二內(nèi)齒輪體366的旋轉(zhuǎn)(由電機336的輸出軸344的旋轉(zhuǎn)導(dǎo)致)導(dǎo)致帶螺紋軸380旋轉(zhuǎn)，而不會導(dǎo)致限制螺栓342相對于其旋轉(zhuǎn)并因此自其脫離。提供軸支架349以為帶螺紋軸380提供穩(wěn)定性，以下將對此作解釋。所述軸支架包括軸襯394和數(shù)個軸承396。軸承396剛性安裝在傳動裝置332的外殼334內(nèi)。軸支架349包括穿過軸襯394和軸承396的貫穿孔398。這一配置促進帶螺紋軸380的軸支架349的收納。如圖8A至圖SC所示，螺帽組件351包括可為球頭螺帽的螺帽400，和滑動元件402。如圖8B所最佳示出的，螺帽400包括上部404、下部406和貫穿孔408。上部404以非圓形形成。例如，其可包括交替的平坦側(cè)面和圓側(cè)面410、412。下部406包括花鍵414。貫穿孔408被構(gòu)造成與帶螺紋軸380的帶螺紋部分配合。如圖8C所最佳示出的，滑動元件402包括貫穿孔416，貫穿孔416的形狀對應(yīng)于螺帽400的上部404，例如具有交替的平坦側(cè)面和圓側(cè)面418、420。此外，其包括兩對凸出物422，每對產(chǎn)生在其間的凹槽424。凹槽424對應(yīng)于形成在仰角驅(qū)動器26的主外殼322內(nèi)部的凸出物(未示出)。當螺帽組件351安裝在主外殼322內(nèi)，使得凹槽424將凸出物收納于其中時，從而限制了螺帽組件在主外殼內(nèi)的旋轉(zhuǎn)，而允許其在主外殼內(nèi)的縱向移動。如上所述，活塞桿378以空心管的形式存在?；氐綀D7A，其頂端428形成以便裝配在螺帽400的下部406上。其形成有隆脊432以便確保隨其一起縱向移動。此外，其在內(nèi)部的形成方式使得其與下部406的花鍵414貼適地裝配，以便隨其一起旋轉(zhuǎn)?；钊麠U378進一步具有在其底端436處的端蓋434，如圖9所示。如圖10所示，端蓋434包括具有花鍵438的上端437和底端440，底端形成為圓柱并且包括貫穿其中的貫穿孔442。此外，活塞桿378的底端436的形成方式與以上參考圖7A所述的其頂端428相似，具體來說，其形成方式使得其裝配在端蓋434的上端436上。帶螺紋軸380穿過軸支架349和螺帽組件351，并且?guī)缀跹由齑┻^活塞桿378的整個長度。為防止其在帶螺紋桿380中的徑向移動，提供在帶螺紋軸380底端處的環(huán)444，如圖11所示。所述環(huán)的外徑約等于活塞桿378的內(nèi)徑，并且裝配在帶螺紋軸上以便促進其在活塞桿中的旋轉(zhuǎn)。·[0061]回到圖9，主外殼322的底端包括側(cè)向凸出物446。凸出物446可與外殼整體形成，或如圖所示，作為以448表示的牢固安裝到主外殼322的分體元件的部件。凸出物包括貫穿其中的貫穿孔450。如圖12所示，仰角驅(qū)動器26經(jīng)由端蓋434安裝到接口裝置22，即接口裝置的安裝桿可旋轉(zhuǎn)地收納在端蓋的貫穿孔442內(nèi)。此外，其經(jīng)由凸出物446安裝到扭矩管28，即附接到扭矩管的安裝元件可旋轉(zhuǎn)地收納在凸出物的貫穿孔450內(nèi)。端蓋434和凸出物446因此構(gòu)成了仰角驅(qū)動器26的安裝元件。在使用時，控制器向電機336發(fā)送信號以使其輸出軸344旋轉(zhuǎn)。如上所述，這導(dǎo)致帶螺紋軸380的旋轉(zhuǎn)。由于帶螺紋軸380在螺帽組件351內(nèi)的螺接，帶螺紋軸的旋轉(zhuǎn)導(dǎo)致螺帽組件在主外殼322內(nèi)縱向滑動，從而導(dǎo)致活塞桿378相對于主外殼的延伸或回縮，并且由此導(dǎo)致了附接到活塞桿的端蓋434相對于主外殼的延伸或回縮。端蓋434的這一移動導(dǎo)致端蓋434的貫穿孔442與凸出物446的貫穿孔450之間距離的改變。因為扭矩管28圍繞以圖12中X表示的軸旋轉(zhuǎn)鉸接至接口裝置，而所述軸與端蓋434的貫穿孔442和凸出物446的貫穿孔450兩者的連接點是隔開的，所以距離的改變導(dǎo)致扭矩管28的樞轉(zhuǎn)，并且由此導(dǎo)致了反射鏡組件18的樞轉(zhuǎn)，于是導(dǎo)致了反射表面的仰角的改變。本實用新型所屬的本領(lǐng)域的技術(shù)人員將易于理解，在不脫離本實用新型(加以必要的修訂)范圍的情況下，可對其進行多種變化、變更和修改。
權(quán)利要求1.一種用于中央塔式發(fā)電站的定日鏡的仰角驅(qū)動器，所述仰角驅(qū)動器被構(gòu)造成用于控制所述定日鏡的反射表面的仰角，所述反射表面被所述定日鏡的第一部件支撐且旋轉(zhuǎn)鉸接至所述定日鏡具有固定位置的第二部件，其特征在于所述仰角驅(qū)動器通過第一安裝元件鉸接至所述第一部件并且通過第二安裝元件鉸接至所述第二部件，并且被構(gòu)造成通過使所述第一安裝元件相對于所述第二安裝元件移動來導(dǎo)致所述第一部件旋轉(zhuǎn)。
2.根據(jù)權(quán)利要求I所述的仰角驅(qū)動器，其特征在于包括活塞，所述活塞具有縱向鉸接在活塞外殼內(nèi)的活塞桿，其中所述安裝元件中的一個剛性連接至所述活塞桿，并且所述安裝元件中的另一個剛性連接至所述活塞外殼。
3.根據(jù)權(quán)利要求2所述的仰角驅(qū)動器，其特征在于所述活塞為電動活塞，其中所述活塞桿是使用電能而鉸接在所述活塞外殼內(nèi)。
4.根據(jù)權(quán)利要求3所述的仰角驅(qū)動器，其特征在于所述活塞包括帶螺紋軸，連接至螺帽組件的所述活塞桿被構(gòu)造成與所述帶螺紋桿的至少一部分配合，使得所述帶螺紋軸的旋轉(zhuǎn)引起所述螺帽組件在所述活塞外殼內(nèi)的縱向移動。
5.根據(jù)權(quán)利要求4所述的仰角驅(qū)動器，其特征在于所述螺帽組件在所述活塞外殼內(nèi)的旋轉(zhuǎn)移動受到限制。
6.根據(jù)權(quán)利要求3所述的仰角驅(qū)動器，其特征在于進一步包括控制裝置，所述控制裝置被構(gòu)造成利用電能以使所述帶螺紋軸旋轉(zhuǎn)。
7.根據(jù)權(quán)利要求6所述的仰角驅(qū)動器，其特征在于所述控制裝置包括步進電機。
8.根據(jù)權(quán)利要求7所述的仰角驅(qū)動器，其特征在于進一步包括傳動裝置，所述傳動裝置由所述電機驅(qū)動并且被構(gòu)造成使所述帶螺紋軸旋轉(zhuǎn)。
9.根據(jù)權(quán)利要求8所述的仰角驅(qū)動器，其特征在于所述傳動裝置包括行星齒輪系統(tǒng)。
10.一種定日鏡，其特征在于包括根據(jù)前述權(quán)利要求中任一項所述的仰角驅(qū)動器。
專利摘要本實用新型提供了一種用于中央塔式發(fā)電站的定日鏡的仰角驅(qū)動器。所述仰角驅(qū)動器被構(gòu)造成用于控制定日鏡的反射表面的仰角。所述反射表面被定日鏡的第一部件支撐且旋轉(zhuǎn)鉸接至定日鏡具有固定位置的第二部件。所述仰角驅(qū)動器通過第一安裝元件鉸接至所述第一部件，并且通過第二安裝元件鉸接至所述第二部件。所述仰角驅(qū)動器被構(gòu)造成通過使所述第一安裝元件相對于所述第二安裝元件移動來導(dǎo)致所述第一部件旋轉(zhuǎn)。根據(jù)本實用新型的用于中央塔式發(fā)電站的定日鏡的仰角驅(qū)動器，很好地控制了定日鏡的反射表面的仰角。根據(jù)本實用新型所公開的主題的另一方面，提供了一種包括如上所述的仰角驅(qū)動器的定日鏡。
文檔編號G02B7/198GK202711070SQ20122036614
公開日2013年1月30日 申請日期2012年7月26日 優(yōu)先權(quán)日2012年7月26日
發(fā)明者S.赫斯, Z.什維茨, R.巴沃爾, M.斯盧茨基, N.克魯格曼 申請人:光之源工業(yè)(以色列)有限公司