專利名稱：一種聯(lián)動小型定日鏡系統(tǒng)的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明涉及太陽能熱發(fā)電領(lǐng)域的一種聯(lián)動小型定日鏡系統(tǒng)。
背景技術(shù)：
目前太陽能熱發(fā)電方式主要有三種，分別是塔式太陽能熱發(fā)電、槽式太陽能熱發(fā)電和碟式太陽能熱發(fā)電，其中塔式太陽能熱發(fā)電方式比槽式太陽能熱發(fā)電具有聚光比高， 發(fā)電效率高的優(yōu)點，而其發(fā)電成本又比碟式太陽能熱發(fā)電低。塔式太陽能熱發(fā)電方式的原理是由布置在定日鏡場的多臺定日鏡對太陽進(jìn)行跟蹤，將太陽光反射并聚焦到高塔上的吸熱器上，以產(chǎn)生高溫，加熱工質(zhì)產(chǎn)生過熱蒸汽，驅(qū)動汽輪機(jī)發(fā)電機(jī)組發(fā)電，從而將太陽能轉(zhuǎn)換為電能。在塔式太陽能熱發(fā)電中，定日鏡的建設(shè)成本占電站建設(shè)成本的50%左右。大幅度降低定日鏡的建設(shè)成本是降低塔式太陽能熱發(fā)電成本，以及使塔式太陽能熱發(fā)電在經(jīng)濟(jì)上與常規(guī)火力發(fā)電相競爭的關(guān)鍵。在目前已建成的塔式電站中，西班牙的PSA和PSlO采用的是IOOM2定日鏡，美國 eSolar公司的5MW塔式熱發(fā)電站和以色列內(nèi)格夫沙漠的塔式熱發(fā)電站采用的是IOM2以下的小型定日鏡。小型定日鏡與大型定日鏡相比，由于小型定日鏡反射面面積小，小型定日鏡本身高度低，風(fēng)載荷較小，小型定日鏡結(jié)構(gòu)的強(qiáng)度和剛度以及小型定日鏡的地基強(qiáng)度都可以設(shè)計得相對低一些，這樣分?jǐn)偟叫⌒投ㄈ甄R單位反射面積上的用鋼量和地基造價都可降低。由于小型定日鏡安裝高度低，而不必像大型定日鏡一樣在安裝時采用大型的起重設(shè)備， 小型定日鏡易于安裝調(diào)試，安裝費用低；小型定日鏡的后期維護(hù)也不必借助于升降設(shè)備，容易更換維護(hù)，對于日后使用來說會節(jié)約更多的維護(hù)成本。小型定日鏡雖然具有以上優(yōu)勢，但跟蹤驅(qū)動系統(tǒng)分?jǐn)偟叫⌒投ㄈ甄R單位面積上的成本會進(jìn)一步增加。為了降低跟蹤驅(qū)動系統(tǒng)成本在太陽能利用追日裝置的成本中所占的比重，進(jìn)一步降低追日裝置的成本，一般在多個追日裝置的跟蹤驅(qū)動系統(tǒng)中采用聯(lián)動的方式。美國專利 US7000608 B2介紹了一種太陽能系統(tǒng)，這種太陽能系統(tǒng)是由至少兩個太陽能單元組成，太陽能單元帶動太陽能光伏組件或太陽能集熱器在太陽方位角方向和高度角方向?qū)μ栠M(jìn)行雙軸跟蹤的。多個太陽能單元對太陽方位角的跟蹤實現(xiàn)聯(lián)動。太陽能單元對太陽方位角跟蹤的聯(lián)動是通過相鄰的兩個太陽能單元的支撐框架之間的傳動來實現(xiàn)。相鄰的兩個太陽能單元的支撐框架之間的傳動是通過索或鏈或帶或鏈型桿這些連接元件來實現(xiàn)的。支撐框架和連接元件構(gòu)成太陽能單元的驅(qū)動裝置。支撐框架由四個相同的支架構(gòu)成，相鄰的兩個支架成90°角。這就決定了支撐框架不是等半徑的圓柱形結(jié)構(gòu)，連接元件在支撐框架上的旋轉(zhuǎn)半徑隨著支撐框架的旋轉(zhuǎn)而不斷發(fā)生變化。太陽能系統(tǒng)在工作時，要使多個聯(lián)動的太陽能單元在太陽方位角方向上準(zhǔn)確跟蹤太陽，太陽能單元的支撐框架之間的傳動比要恒定，這就要求在每一時刻連接元件在每個聯(lián)動的太陽能單元的支撐框架上的旋轉(zhuǎn)半徑應(yīng)嚴(yán)格一致。這就要求在太陽能單元安裝調(diào)整完后，連接元件在每個聯(lián)動的太陽能單元的支撐框架上的旋轉(zhuǎn)半徑應(yīng)嚴(yán)格一致，這大大增加了太陽能單元傳動裝置的初始安裝調(diào)整難度。所述的美國專利中的聯(lián)動太陽能單元呈東西向或南北向直線布置，或者呈東西及南北向直角布置。當(dāng)聯(lián)動的太陽能單元陣列由三個或三個以上太陽能單元組成時，如果某一個太陽能單元偏離了聯(lián)動的太陽能單元直線布置或直角布置的隊形，太陽能單元的支撐框架之間的傳動比要發(fā)生變化，太陽能單元之間將產(chǎn)生傳動誤差。因此，為了保證太陽能單元之間傳動的準(zhǔn)確性，就要求太陽能單元的安裝定位必須準(zhǔn)確，這也增加了太陽能單元安裝時的定位難度。太陽能單元支撐框架的結(jié)構(gòu)形式?jīng)Q定了，在這種太陽能系統(tǒng)中多個聯(lián)動的太陽能單元不能呈圓弧布置，否則連接元件在每個聯(lián)動太陽能單元的支撐框架上的旋轉(zhuǎn)半徑將產(chǎn)生不同，聯(lián)動的太陽能單元之間將產(chǎn)生傳動誤差，太陽能單元在太陽方位角方向上不能準(zhǔn)確跟蹤太陽。如果聯(lián)動的小型定日鏡采用這種支撐框架結(jié)構(gòu)作為傳動部件，小型定日鏡則不能滿足定日鏡呈圓弧布置的定日鏡鏡場布置形式的要求。

發(fā)明內(nèi)容
本發(fā)明的目的在于克服現(xiàn)有技術(shù)存在的上述不足，提出一種適用于塔式太陽能熱發(fā)電的在太陽方位角方向上跟蹤太陽實現(xiàn)聯(lián)動的聯(lián)動小型定日鏡系統(tǒng)。本發(fā)明的聯(lián)動小型定日鏡系統(tǒng)由至少兩個小型定日鏡和一個方位角驅(qū)動裝置構(gòu)成。在每臺小型定日鏡的與水平面垂直的定日鏡立柱下部固連有圓柱形的定日鏡卷筒，所述的定日鏡卷筒與定日鏡立柱在軸線方向上同心。圓柱形定日鏡卷筒的圓柱面上加工有導(dǎo)向槽；定日鏡立柱上部設(shè)置有方位角調(diào)整機(jī)構(gòu)；在方位角調(diào)整機(jī)構(gòu)上部固連有一個支撐結(jié)構(gòu)；在支撐結(jié)構(gòu)上安裝有高度角跟蹤驅(qū)動裝置和定日鏡反射面；定日鏡卷筒的下部連接在定日鏡底座上，定日鏡底座在水平地面上固定不動，定日鏡卷筒可在定日鏡底座上雙向轉(zhuǎn)動，這樣定日鏡卷筒就可帶動定日鏡立柱、高度角跟蹤驅(qū)動裝置和定日鏡反射面在定日鏡底座上雙向轉(zhuǎn)動。所述的定日鏡卷筒與定日鏡底座的連接方式為在定日鏡底座上設(shè)置有兩個相對安裝的同心的角接觸球軸承，兩個角接觸球軸承由壓板固定在定日鏡底座上；兩個同心的角接觸球軸承的軸線與水平面垂直；定日鏡卷筒套在兩個角接觸球軸承的外圈上，并由軸承蓋限定定日鏡卷筒在兩個角接觸球軸承軸向上的自由度。所述的方位角調(diào)整機(jī)構(gòu)由立柱法蘭、方位角調(diào)整法蘭和鎖緊螺栓構(gòu)成。立柱法蘭固連在定日鏡立柱上部并與定日鏡立柱在軸線方向上同心。立柱法蘭中心設(shè)有中心孔，在中心孔的周圍均布有圓弧形長孔。圓弧形長孔位于與中心孔同心的圓上，并且圓弧形長孔的長度方向沿此圓的圓周布置。立柱法蘭上部設(shè)有方位角調(diào)整法蘭，方位角調(diào)整法蘭的下表面設(shè)有與立柱法蘭中心孔相配合的圓柱形凸臺，圓柱形凸臺插入立柱法蘭的中心圓孔內(nèi)起定心作用。調(diào)整方位角調(diào)整法蘭在立柱法蘭上定心轉(zhuǎn)動，可通過固連在方位角調(diào)整法蘭上的支撐結(jié)構(gòu)帶動高度角跟蹤驅(qū)動裝置及定日鏡反射面水平轉(zhuǎn)動，可實現(xiàn)在聯(lián)動小型定日鏡系統(tǒng)初調(diào)時，使小型定日鏡反射的太陽光在太陽方位角方向上對準(zhǔn)目標(biāo)點。方位角調(diào)整法蘭上均布有螺紋孔，螺紋孔分布在與方位角調(diào)整法蘭下表面圓柱形凸臺同心的圓上，此圓的直徑與立柱法蘭上圓弧形長孔所處的圓的直徑相同。鎖緊螺栓通過立柱法蘭上的圓弧形長孔，擰入方位角調(diào)整法蘭上的螺紋孔內(nèi)，將方位角調(diào)整法蘭鎖緊在立柱法蘭上。立柱法蘭上圓弧形長孔在弧線方向的長度和圓弧形長孔的數(shù)量，以及方位角調(diào)整法蘭上螺紋孔的數(shù)量，滿足小型定日鏡初調(diào)時方位角調(diào)整法蘭需要轉(zhuǎn)動的角度，并保證在小型定日鏡調(diào)整完后鎖緊螺栓能將方位角調(diào)整法蘭鎖緊在立柱法蘭上。所述的高度角跟蹤驅(qū)動裝置和所述的定日鏡反射面分別與支撐結(jié)構(gòu)鉸接；高度角跟蹤驅(qū)動裝置與定日鏡反射面鉸接。方位角驅(qū)動裝置由驅(qū)動電機(jī)、傳動箱以及圓柱形的方位角驅(qū)動卷筒構(gòu)成。方位角驅(qū)動卷筒位于傳動箱上部，與位于傳動箱上部并與水平面垂直的傳動箱輸出軸固連，傳動箱輸出軸的軸線及方位角驅(qū)動卷筒的軸線與水平面垂直，圓柱形的方位角驅(qū)動卷筒的圓柱面上加工有導(dǎo)向槽；驅(qū)動電機(jī)在傳動箱的側(cè)面與傳動箱固連，并通過傳動箱帶動方位角驅(qū)動卷筒雙向轉(zhuǎn)動。在布置一組聯(lián)動的小型定日鏡和方位角驅(qū)動裝置時，方位角驅(qū)動裝置可位于聯(lián)動小型定日鏡系統(tǒng)中的兩個相鄰的小型定日鏡中間，也可以位于聯(lián)動小型定日鏡陣列的一端。在布置一組聯(lián)動的小型定日鏡和方位角驅(qū)動裝置時，應(yīng)使方位角驅(qū)動卷筒及定日鏡卷筒等高；在聯(lián)動小定日鏡系統(tǒng)中，方位角驅(qū)動裝置通過以下方式驅(qū)動小型定日鏡實現(xiàn)聯(lián)動a)所述的方位角驅(qū)動卷筒與定日鏡卷筒之間，以及定日鏡卷筒之間，通過連接元件實現(xiàn)傳動。在方位角驅(qū)動卷筒和與方位角驅(qū)動裝置相鄰的小型定日鏡的定日鏡卷筒之間，以及兩個相鄰的小型定日鏡的定日鏡卷筒之間，均布置有兩條水平且互相平行的連接元件；兩條水平且互相平行的連接元件分布在方位角驅(qū)動卷筒或定日鏡卷筒的兩側(cè)；連接元件的兩端分別纏繞在兩個相鄰的定日鏡卷筒的導(dǎo)向槽中，或一端纏繞在方位角驅(qū)動卷筒的導(dǎo)向槽中，另一端纏繞在與方位角驅(qū)動卷筒相鄰的定日鏡卷筒的導(dǎo)向槽中；連接元件兩端的頭部分別被固定在連接元件所纏繞的兩個相鄰的定日鏡卷筒上，或一端的頭部被固定在其所纏繞的方位角驅(qū)動卷筒上，另一端的頭部被固定在其所纏繞的與方位角驅(qū)動卷筒相鄰的定日鏡卷筒上；b)在連接元件安裝調(diào)整完后，方位角驅(qū)動卷筒帶動定日鏡卷筒在太陽方位角方向上從轉(zhuǎn)動起始極限位置轉(zhuǎn)動到轉(zhuǎn)動終止極限位置，這之間轉(zhuǎn)動的角度范圍應(yīng)滿足小型定日鏡在規(guī)定的時間內(nèi)在太陽方位角方向上跟蹤太陽需要轉(zhuǎn)動的角度范圍的要求；c)在方位角驅(qū)動卷筒上至少可纏繞固定兩條連接元件和一個與方位角驅(qū)動裝置相鄰的小型定日鏡的定日鏡卷筒相連；對于一個小定日鏡來說，除了驅(qū)動該小型定日鏡的兩條連接元件，在一個定日鏡卷筒上至少可纏繞固定兩條連接元件，使這個定日鏡卷筒與一個與其相鄰的定日鏡卷筒相連。增加方位角驅(qū)動卷筒及定日鏡卷筒的長度可增加與方位角驅(qū)動卷筒及定日鏡卷筒相連的小型定日鏡的數(shù)量。這樣，所述的方位角驅(qū)動裝置通過方位角驅(qū)動卷筒和與方位角驅(qū)動裝置相鄰的小型定日鏡的定日鏡卷筒之間的傳動，至少可驅(qū)動一個與其相鄰的小型定日鏡雙向轉(zhuǎn)動；與方位角驅(qū)動裝置相鄰的小型定日鏡通過其定日鏡卷筒和與此小型定日鏡相鄰的小型定日鏡的定日鏡卷筒之間的傳動，至少可驅(qū)動一個小型定日鏡雙向同步轉(zhuǎn)動，以此類推，一個方位角驅(qū)動裝置可驅(qū)動多個小型定日鏡在太陽的方位角方向上對太陽進(jìn)行跟蹤。方位角驅(qū)動卷筒上的導(dǎo)向槽及定日鏡卷筒上的導(dǎo)向槽對連接元件在方位角驅(qū)動卷筒和定日鏡卷筒上的纏繞起導(dǎo)向作用。
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連接元件由張緊機(jī)構(gòu)和兩根等長度的相同的柔性元件構(gòu)成；張緊機(jī)構(gòu)由一個右旋螺栓、一個左旋螺栓、一個螺旋扣和一個右旋鎖緊螺母、一個左旋鎖緊螺母構(gòu)成。柔性元件可以是鋼索，可以是帶，可以是鏈。在連接元件中，一根柔性元件的一端與右旋螺栓固聯(lián)，另一根柔性元件的一端與左旋螺栓固聯(lián)；左旋鎖緊螺母和右旋鎖緊螺母分別位于左旋螺栓和右旋螺栓上；螺旋扣上設(shè)有一個右旋螺紋孔和一個左旋螺紋孔；左旋螺栓和右旋螺栓分別通過螺旋扣上的左旋螺紋孔和右旋螺紋孔與螺旋扣相連；左旋鎖緊螺母和右旋鎖緊螺母分別位于螺旋扣的兩側(cè)。旋轉(zhuǎn)連接元件上的張緊機(jī)構(gòu)的螺旋扣，可調(diào)節(jié)左、右旋螺栓擰入螺旋扣內(nèi)的長度， 使連接元件適應(yīng)由于小型定日鏡安裝定位時造成的小型定日鏡之間以及小型定日鏡和方位角驅(qū)動裝置之間的間距誤差。另外，增加左、右旋螺栓擰入螺旋扣內(nèi)的長度，可給連接元件施加適當(dāng)?shù)念A(yù)緊力，防止小型定日鏡在風(fēng)載作用下產(chǎn)生轉(zhuǎn)動而晃動。在調(diào)節(jié)完連接元件的預(yù)緊力后，鎖緊左、右旋鎖緊螺母，可鎖緊左、右旋螺栓與螺旋扣之間的連接。對一個聯(lián)動小型定日鏡系統(tǒng)中的小型定日鏡來說，每一個定日鏡反射面的中心與目標(biāo)點中心的連線在水平面上的投影，與正南正北方向的夾角是不同的。在聯(lián)動小型定日鏡系統(tǒng)安裝完后，必須對定日鏡反射面進(jìn)行調(diào)整，使小型定日鏡反射的太陽光在太陽方位角方向上對準(zhǔn)目標(biāo)點。對定日鏡反射面的調(diào)整是通過調(diào)節(jié)定日鏡立柱上部的方位角調(diào)整機(jī)構(gòu)來實現(xiàn)的。調(diào)節(jié)高度角跟蹤驅(qū)動裝置可改變定日鏡反射面的傾斜角，使小型定日鏡反射的太陽光在太陽高度角方向上對準(zhǔn)目標(biāo)點；使小型定日鏡實現(xiàn)在太陽高度角方向上對太陽的跟
S示ο在布置一組聯(lián)動的小型定日鏡和方位角驅(qū)動裝置時，無論小型定日鏡及方位角驅(qū)動裝置呈直線布置還是非直線布置，無論小型定日鏡是否偏離其理論上應(yīng)處的位置，由于定日鏡卷筒和方位角驅(qū)動卷筒都是等直徑圓柱形結(jié)構(gòu)，方位角驅(qū)動卷筒與定日鏡卷筒之間的傳動比以及定日鏡卷筒之間的傳動比是恒定的，因此，各小型定日鏡均可在太陽方位角方向上準(zhǔn)確地跟蹤太陽。


下面結(jié)合附圖和具體實施方式
對本發(fā)明做進(jìn)一步說明。圖1為本發(fā)明實施例的小型定日鏡的結(jié)構(gòu)示意圖；圖2為本發(fā)明實施例的定日鏡卷筒的結(jié)構(gòu)示意圖；圖3為本發(fā)明實施例的定日鏡卷筒與定日鏡底座連接示意圖；圖4為本發(fā)明實施例的方位角驅(qū)動裝置與小型定日鏡以及小型定日鏡之間傳動連接示意圖；圖5為本發(fā)明實施例的方位角驅(qū)動裝置的結(jié)構(gòu)示意6為本發(fā)明實施例的連接元件在方位角驅(qū)動卷筒下部纏繞及固定示意圖；圖7為本發(fā)明實施例的連接元件在方位角驅(qū)動卷筒上部纏繞及固定示意圖；圖8、圖11、圖13為本發(fā)明實施例的連接元件在定日鏡卷筒上部纏繞及固定示意圖；圖9、圖10、圖12為本發(fā)明實施例的連接元件在定日鏡卷筒下部纏繞及固定示意圖；圖14為本發(fā)明實施例的方位角驅(qū)動卷筒與和其相鄰的定日鏡卷筒在太陽方位角方向上處于轉(zhuǎn)動起始極限位置示意圖；圖15為本發(fā)明實施例的方位角驅(qū)動卷筒帶動與其相鄰的定日鏡卷筒在太陽方位角方向上轉(zhuǎn)動到轉(zhuǎn)動終止極限位置示意圖；圖16為本發(fā)明實施例的連接元件示意17為本發(fā)明實施例的螺旋扣示意圖；圖18為本發(fā)明實施例的方位角調(diào)整機(jī)構(gòu)示意19為本發(fā)明實施例的方位角調(diào)整法蘭透視圖；圖20為本發(fā)明實施例的方位角調(diào)整法蘭頂視圖；圖21為本發(fā)明實施例的立柱法蘭示意圖；圖22為除了驅(qū)動小型定日鏡自身的一對連接元件外，在定日鏡卷筒上另布置有多對連接元件的示意圖；圖23為小型定日鏡呈東西向布置的聯(lián)動小型定日鏡系統(tǒng)示意圖；圖M為小型定日鏡呈南北向布置的聯(lián)動小型定日鏡系統(tǒng)示意圖；圖25為小型定日鏡呈東西及南北向直角布置的聯(lián)動小型定日鏡系統(tǒng)示意圖；圖沈為小型定日鏡呈折線布置的聯(lián)動小型定日鏡系統(tǒng)示意圖；圖27小型定日鏡呈圓弧布置的聯(lián)動小型定日鏡系統(tǒng)示意圖。
具體實施例方式如圖1所示，小型定日鏡1的定日鏡立柱4與水平面垂直，所述的定日鏡立柱4的下部固連有定日鏡卷筒3，定日鏡卷筒3為圓柱形，定日鏡卷筒3與定日鏡立柱4在軸線方向上同心。如圖2所示，定日鏡卷筒3的圓柱面上加工有導(dǎo)向槽200。如圖1和圖18所示， 定日鏡立柱4上部設(shè)置有方位角調(diào)整機(jī)構(gòu)30 ；在方位角調(diào)整機(jī)構(gòu)30上部固連有一個支撐結(jié)構(gòu)8 ；在支撐結(jié)構(gòu)8上安裝有高度角跟蹤驅(qū)動裝置7和定日鏡反射面10。如圖1和圖3 所示，定日鏡卷筒3的下部連接在定日鏡底座2上，定日鏡底座2在水平地面上固定不動， 定日鏡卷筒3可帶動定日鏡立柱4、高度角跟蹤驅(qū)動裝置7和定日鏡反射面10在定日鏡底座2上雙向轉(zhuǎn)動。如圖18所示，方位角調(diào)整機(jī)構(gòu)30由立柱法蘭6、方位角調(diào)整法蘭9和四個鎖緊螺栓5構(gòu)成。定日鏡立柱4上部固連有與定日鏡立柱4同心的立柱法蘭6。如圖21所示，在立柱法蘭6的中心設(shè)有中心孔31，在中心孔31的周圍均布有四個圓弧形長孔32，四個圓弧形長孔32位于與中心孔31同心的圓60上，并且圓弧形長孔32的長度方向沿圓60的圓周布置，圓弧形長孔32對應(yīng)的圓弧角70為45°。如圖18所示，立柱法蘭6上部是方位角調(diào)整法蘭9。如圖19所示，方位角調(diào)整法蘭9下表面設(shè)有與立柱法蘭中心孔31相配合的圓柱形凸臺四。如圖18所示，圓柱形凸臺四插入立柱法蘭6上的中心圓孔31內(nèi)起定心作用，保證方位角調(diào)整法蘭9與立柱法蘭6同心。調(diào)整方位角調(diào)整法蘭9在立柱法蘭6上定心轉(zhuǎn)動，可通過固連在方位角調(diào)整法蘭9上的支撐結(jié)構(gòu)8帶動高度角跟蹤驅(qū)動裝置7及定日鏡反射面10水平轉(zhuǎn)動。如圖19和圖20所示，在方位角調(diào)整法蘭9上的圓50上均布有八個螺紋孔，八個螺紋孔為四個螺紋孔觀和四個螺紋孔觀‘，四個螺紋孔觀和四個螺紋孔28'交替布置，序號相同的四個螺紋孔為一組螺紋孔；圓50與圓柱形凸臺四同心，并且圓 50與立柱法蘭6上的圓60直徑相同。如圖18所示，四個鎖緊螺栓5通過立柱法蘭6上的圓弧形長孔32 —起擰入方位角調(diào)整法蘭9上的四個螺紋孔觀內(nèi)或者一起擰入四個螺紋孔 28'內(nèi)，將方位角調(diào)整法蘭9鎖緊在立柱法蘭6上。如圖1和圖18所示，高度角跟蹤驅(qū)動裝置7和定日鏡反射面10分別鉸接在支撐結(jié)構(gòu)8上；高度角跟蹤驅(qū)動裝置7與定日鏡反射面10鉸接。如圖3所示，定日鏡鋼索卷筒3與定日鏡底座2的連接方式為在定日鏡底座2上設(shè)置有兩個同心相對安裝的角接觸球軸承12A和12B，并由壓板13固定在定日鏡底座2上； 定日鏡卷筒3套在角接觸球軸承12A和12B的外圈上，并由軸承蓋11限定定日鏡卷筒3在兩個角接觸球軸承12A和12B的軸向上的自由度。如圖5所示，所述的方位角驅(qū)動裝置25由驅(qū)動電機(jī)M、傳動箱23以及方位角驅(qū)動卷筒22構(gòu)成；方位角驅(qū)動卷筒22位于傳動箱23上部，與位于傳動箱23上部的傳動箱輸出軸100固連，傳動箱輸出軸100的軸線及方位角驅(qū)動卷筒22的軸線與水平面垂直；圓柱形的方位角驅(qū)動卷筒22的圓柱面上加工有導(dǎo)向槽300 ；驅(qū)動電機(jī)M在傳動箱23的側(cè)面與傳動箱23固連，并通過傳動箱23帶動方位角驅(qū)動卷筒22雙向轉(zhuǎn)動。如圖4所示，聯(lián)動小型定日鏡系統(tǒng)由三個小型定日鏡Ici1Uc12Uci3以及一個方位角驅(qū)動裝置25A構(gòu)成。方位角驅(qū)動裝置25A位于小型定日鏡Itll和Itl2中間，方位角驅(qū)動卷筒 22A及定日鏡卷筒、302 , 303等高。如圖4所示，在方位角驅(qū)動卷筒22k和與其相鄰的定日鏡卷筒之間布置有兩根水平且互相平行的連接元件14-3和14-4 ；在方位角驅(qū)動卷筒22Α和與其相鄰的定日鏡卷筒之間布置有兩根水平且互相平行的連接元件14-1和14-2。如圖6、圖7、圖8、圖9所示，連接元件14-3和14-4平行布置在方位角驅(qū)動卷筒22A和定日鏡卷筒的兩側(cè)；如圖 7所示，連接元件14-3和14-4的一端纏繞在方位角驅(qū)動卷筒22Α上部的兩個導(dǎo)向槽300Α25Α 和300Β25Α中，并分別被兩個壓板21Α25Α、21&5Α固定在方位角驅(qū)動卷筒22Α上；如圖8所示， 連接元件14-3和14-4的另一端纏繞在小型定日鏡Itll的定日鏡卷筒的上部的兩個導(dǎo)向槽200AQ1和200BQ1中，并分別被兩個壓板2IAqi、2IBqi固定。如圖6、圖7、圖12、圖13所示， 連接元件14-1和14-2平行布置在方位角驅(qū)動卷筒22A和定日鏡卷筒Sci2的兩側(cè)；如圖6所示，連接元件14-1和14-2的一端纏繞在方位角驅(qū)動卷筒22k下部的兩個導(dǎo)向槽300C25A和 300D25A*，并分別被兩個壓板21(2吣211)254固定在方位角驅(qū)動卷筒22A上；如圖12所示，連接元件14-1和14-2的另一端纏繞在小型定日鏡Itl2的定日鏡卷筒下部的兩個導(dǎo)向槽 200C02和2000%中，并分別被兩個壓板21CQ2、21DQ2固定。這樣，方位角驅(qū)動裝置25A通過連接元件14-1和14-2以及連接元件14-3和14_4可帶動小型定日鏡Itl2和Itll在太陽方位角方向上同步跟蹤太陽。如圖4所示，在小型定日鏡Itll的定日鏡卷筒和小型定日鏡Itl3的定日鏡卷筒3Q3 之間布置有兩根水平且相互平行的連接元件14-5和14-6 ；如圖8、圖9、圖10、圖11所示， 連接元件14-5和14-6布置在小型定日鏡Itll的定日鏡卷筒和小型定日鏡Itl3的定日鏡卷筒的兩側(cè)；如圖9所示，連接元件14-5和14-6 —端纏繞在小型定日鏡Itll的定日鏡卷筒3Q1下部的兩個導(dǎo)向槽200CQ1和200DQ1中，并分別被兩個壓板2ICtll、2IDtll固定。如圖10 所示，連接元件14-5和14-6的另一端纏繞在小型定日鏡Itl3的定日鏡卷筒下部的兩個導(dǎo)向槽200Cos和200Dos中，并分別被兩個壓板21C03、21D03固定。這樣，小型定日鏡I01可通過連接元件14-5和14-6帶動小型定日鏡Itl3在太陽方位角方向上同步跟蹤太陽。如圖11 所示，連接元件14-7和14-8的一端纏繞在小型定日鏡Itl3的定日鏡卷筒上部的兩個導(dǎo)向槽200AQ3和200BQ3中，并分別通過兩個壓板21AQ3、21BQ3固定在定日鏡卷筒3Q3上，這樣， 小型定日鏡Itl3可通過連接元件14-7和14-8帶動其它小型定日鏡在太陽方位角方向上同步跟蹤太陽。同樣，如圖13所示，連接元件14-9和14-10的一端纏繞在小型定日鏡Itl2的定日鏡卷筒3Q2上部的兩個導(dǎo)向槽200AQ2和ZOOBci2中，并分別通過兩個壓板21AQ2、21BQ2固定在此定日鏡卷筒上，這樣，小型定日鏡Itl2可通過連接元件14-9和14-10帶動其它小型定日鏡在太陽方位角方向上同步跟蹤太陽。這樣，在聯(lián)動小型定日鏡系統(tǒng)中，方位角驅(qū)動裝置25A可驅(qū)動多個小型定日鏡1在太陽方位角方向上對太陽進(jìn)行跟蹤。由圖14及圖15可以看出，方位角卷筒22A可帶動定日鏡卷筒3Q1在太陽方位角方向上從轉(zhuǎn)動起始極限位置轉(zhuǎn)動到轉(zhuǎn)動終止極限位置，這之間可轉(zhuǎn)動的角度范圍大于180°， 同樣，方位角卷筒22A可帶動定日鏡卷筒、定日鏡卷筒帶動定日鏡卷筒在太陽方位角方向上從轉(zhuǎn)動起始極限位置轉(zhuǎn)動到轉(zhuǎn)動終止極限位置，這之間可轉(zhuǎn)動的角度范圍也大于180°，滿足小型定日鏡ItllUtl2、‘在一天內(nèi)在太陽方位角方向上跟蹤太陽需要轉(zhuǎn)動角度的要求。增加方位角驅(qū)動卷筒22以及定日鏡卷筒3的長度可增加方位角驅(qū)動卷筒22以及定日鏡卷筒3上纏繞固定的連接元件14的數(shù)量，增加方位角驅(qū)動裝置25驅(qū)動的小型定日鏡1的數(shù)量。如圖22所示，增加小型定日鏡Itl4的定日鏡卷筒、的長度，定日鏡卷筒、可纏繞固定三對連接元件14-11和14-12、14-13和14-14、14-15和14-16，其中連接元件14-11 和14-12是驅(qū)動小型定日鏡Itl4的連接元件，那么小型定日鏡Itl4可通過連接元件14-13和 14-14、14-15和14-16驅(qū)動兩個小型定日鏡。如圖16所示，連接元件14由張緊機(jī)構(gòu)600和兩根等長度的相同的柔性元件20_1 和20-2構(gòu)成；張緊機(jī)構(gòu)600由一個右旋螺栓15、一個左旋螺栓17、一個螺旋扣16和一個右旋鎖緊螺母18、一個左旋鎖緊螺母19構(gòu)成；其中一根柔性元件20-1的一端與右旋螺栓15 固聯(lián)，另一根柔性元件20-2的一端與左旋螺栓17固聯(lián)；左旋鎖緊螺母19和右旋鎖緊螺母 18分別位于左旋螺栓17和右旋螺栓15上；如圖17所示，螺旋扣16上設(shè)有一個右旋螺紋孔沈和一個左旋螺紋孔27 ；如圖16所示，左旋螺栓17和右旋螺栓15分別通過螺旋扣16 上的左旋螺紋孔27和右旋螺紋孔沈與螺旋扣16相連；左旋鎖緊螺母19和右旋鎖緊螺母 18分別位于螺旋扣16的兩側(cè)。如圖6至圖13所示，定日鏡卷筒3上的導(dǎo)向槽200，以及方位角驅(qū)動卷筒22上的導(dǎo)向槽300，對連接元件14在導(dǎo)向槽內(nèi)的纏繞起導(dǎo)向作用。如圖4所示，在連接元件14上旋轉(zhuǎn)螺旋扣16，就可調(diào)節(jié)右旋螺栓15和左旋螺栓17 擰入螺旋扣16內(nèi)的長度，可使連接元件14適應(yīng)由于安裝過程造成的小型定日鏡1之間以及小型定日鏡1和方位角驅(qū)動裝置25之間的間距誤差。另外，增加右旋螺栓15和左旋螺栓17擰入螺旋扣16內(nèi)的長度，可給連接元件14施加適當(dāng)?shù)念A(yù)緊力，防止小型定日鏡1在風(fēng)載作用下產(chǎn)生轉(zhuǎn)動而晃動；在調(diào)節(jié)完連接元件14的預(yù)緊力后，鎖緊左、右旋鎖緊螺母19、 18，可鎖緊左右旋螺栓17、15與螺旋扣16之間的連接。
10
如圖23所示，聯(lián)動小型定日鏡系統(tǒng)由小型定日鏡Itl5和Itl6以及方位角驅(qū)動裝置 25B構(gòu)成。小型定日鏡Itl5和Itl6及方位角驅(qū)動裝置25B呈東西向直線布置，方位角驅(qū)動裝置25B與小型定日鏡Itl5相鄰，位于聯(lián)動小型定日鏡系統(tǒng)的西側(cè)端。如圖M所示，聯(lián)動小型定日鏡系統(tǒng)由小型定日鏡Iot和Itl8以及方位角驅(qū)動裝置25C構(gòu)成，小型定日鏡Itl7和Itl8呈南北向直線布置，方位角驅(qū)動裝置25C位于聯(lián)動小型定日鏡系統(tǒng)的南側(cè)一端，并與小型定日鏡Iot和Itl8的連線成直角布置。如圖25所示，聯(lián)動小型定日鏡系統(tǒng)由小型定日鏡Itl9Ultl 和I11以及方位角驅(qū)動裝置25D構(gòu)成，方位角驅(qū)動裝置25D及小型定日鏡Itl9Ultl和I11呈東西及南北向直角布置，小型定日鏡Iltl和I11位于南北向的直線上，小型定日鏡Itl9和Iltl及方位角驅(qū)動裝置25D位于東西向的直線上，小型定日鏡Iltl位于南北向直線及東西向直線交點，小型定日鏡Itl9及方位角驅(qū)動裝置25D位于小型定日鏡Iltl的西側(cè)，方位角驅(qū)動裝置25D 位于聯(lián)動小型定日鏡系統(tǒng)的西側(cè)端。如圖沈所示，聯(lián)動小型定日鏡系統(tǒng)由小型定日鏡112、 113、114、115及方位角傳動裝置25E構(gòu)成。小型定日鏡112、113、114、115呈折線布置，方位角傳動裝置25E位于小型定日鏡I13U14中間；如圖27所示，聯(lián)動小型定日鏡系統(tǒng)由小型定日鏡 116> 117、118、I19以及方位角傳動裝置25F構(gòu)成。小型定日鏡116、117、118、I19在圓弧80上呈圓弧布置，方位角傳動裝置25F位于小型定日鏡I17U18中間。在布置聯(lián)動小型定日鏡系統(tǒng)的小型定日鏡1和方位角驅(qū)動裝置25時，無論小型定日鏡1及方位角驅(qū)動裝置25呈直線布置還是非直線布置，由于定日鏡卷筒3和方位角驅(qū)動卷筒22是圓柱形結(jié)構(gòu)，方位角驅(qū)動卷筒22與定日鏡卷筒3之間以及定日鏡卷筒3之間的傳動比是恒定的，各小型定日鏡1均可在太陽方位角方向上準(zhǔn)確地跟蹤太陽。以上聯(lián)動小型定日鏡的布置形式可以滿足不同定日鏡場布置形式的需要。如圖沈和圖27所示，當(dāng)聯(lián)動小型定日鏡系統(tǒng)安裝完后，如果小型定日鏡1反射的太陽光在方位角方向上不能準(zhǔn)確對準(zhǔn)目標(biāo)點90-1和90-2，可調(diào)節(jié)方位角調(diào)整機(jī)構(gòu)30 松開鎖緊螺栓5，轉(zhuǎn)動方位角調(diào)整法蘭9，可帶動定日鏡反射面10水平轉(zhuǎn)動，使小型定日鏡1反射的太陽光在太陽方位角方向上對準(zhǔn)目標(biāo)點90-1和90-2，然后鎖緊鎖緊螺栓5。如果當(dāng)方位角調(diào)整法蘭9向需要的方向轉(zhuǎn)動一定角度仍不能使小型定日鏡1反射的太陽光在太陽方位角方向上對準(zhǔn)目標(biāo)點90-1和90-2，并受鎖緊螺栓5的限制不能再轉(zhuǎn)動時，可將四個鎖緊螺栓5從方位角調(diào)整法蘭9上的同一組的四個螺紋孔內(nèi)退出，再將四個鎖緊螺栓5通過立柱法蘭6上的圓弧形長孔32擰入方位角調(diào)整法蘭9上另一組的四個螺紋孔內(nèi)，再繼續(xù)向需要的方向轉(zhuǎn)動方位角調(diào)整法蘭9，使小型定日鏡1反射的太陽光在太陽方位角方向上對準(zhǔn)目標(biāo)點90-1和90-2，然后鎖緊四個鎖緊螺栓5。否則，重復(fù)上述步驟。如圖1所示，調(diào)節(jié)高度角跟蹤驅(qū)動機(jī)構(gòu)7可改變定日鏡反射面10的傾斜角40，使小型定日鏡1反射的太陽光在太陽高度角方向上對準(zhǔn)目標(biāo)點；可使小型定日鏡1實現(xiàn)在太陽高度角方向上對太陽的跟蹤。
權(quán)利要求
1.一種聯(lián)動小型定日鏡系統(tǒng)，其特征在于，所述的聯(lián)動小型定日鏡系統(tǒng)由至少兩個小型定日鏡(1)和一個方位角驅(qū)動裝置0 構(gòu)成；所述的小型定日鏡(1)的定日鏡立柱(4) 與水平面垂直，所述的定日鏡立柱的下部固連有定日鏡卷筒(3)，定日鏡卷筒C3)為圓柱形，定日鏡卷筒C3)與定日鏡立柱(4)在軸線方向上同心；所述的定日鏡卷筒C3)的圓柱面上加工有導(dǎo)向槽O00)；定日鏡立柱(4)上部設(shè)置有方位角調(diào)整機(jī)構(gòu)(30)；在方位角調(diào)整機(jī)構(gòu)(30)上部固連有一個支撐結(jié)構(gòu)(8)；在支撐結(jié)構(gòu)(8)上安裝有高度角跟蹤驅(qū)動裝置 (7)和定日鏡反射面(10)；所述的定日鏡卷筒(3)的下部連接在定日鏡底座(2)上，定日鏡卷筒C3)帶動定日鏡立柱G)、高度角跟蹤驅(qū)動裝置(7)和定日鏡反射面(10)在定日鏡底座(2)上雙向轉(zhuǎn)動；所述的方位角驅(qū)動裝置0 位于聯(lián)動小型定日鏡系統(tǒng)中兩個相鄰的小型定日鏡(1)中間，或位于聯(lián)動小型定日鏡陣列的一端；所述的方位角驅(qū)動裝置0 驅(qū)動多個小型定日鏡(1)在太陽的方位角方向上對太陽進(jìn)行跟蹤。
2.如權(quán)利要求1所述的聯(lián)動小型定日鏡系統(tǒng)，其特征在于，在所述的定日鏡底座(2)上設(shè)置有兩個相對安裝的同心的角接觸球軸承(12)，兩個角接觸球軸承(1 由壓板(13)固定在定日鏡底座( 上；兩個同心的角接觸球軸承(1 的軸線與水平面垂直；定日鏡卷筒 (3)套在兩個角接觸球軸承(1 的外圈上，并由軸承蓋(11)限定定日鏡卷筒C3)在兩個角接觸球軸承(12)軸向上的自由度。
3.如權(quán)利要求1所述的聯(lián)動小型定日鏡系統(tǒng)，其特征在于，安裝在支撐結(jié)構(gòu)(8)上的高度角跟蹤驅(qū)動裝置(7)和定日鏡反射面(10)分別與支撐結(jié)構(gòu)(8)鉸接；高度角跟蹤驅(qū)動裝置(7)與定日鏡反射面(10)鉸接。
4.如權(quán)利要求1所述的聯(lián)動小型定日鏡系統(tǒng)，其特征在于，所述的方位角驅(qū)動裝置 (25)由驅(qū)動電機(jī)(M)、傳動箱以及方位角驅(qū)動卷筒0 構(gòu)成；方位角驅(qū)動卷筒02) 位于傳動箱上部，與位于傳動箱上部的傳動箱輸出軸(100)固連，傳動箱輸出軸 (100)的軸線及方位角驅(qū)動卷筒0 的軸線與水平面垂直；圓柱形的方位角驅(qū)動卷筒02) 的圓柱面上加工有導(dǎo)向槽(300)；驅(qū)動電機(jī)04)在傳動箱的側(cè)面與傳動箱固連， 并通過傳動箱帶動方位角驅(qū)動卷筒0 雙向轉(zhuǎn)動。
5.如權(quán)利要求1所述的聯(lián)動小型定日鏡系統(tǒng)，其特征在于，所述的方位角驅(qū)動裝置 (25)通過方位角驅(qū)動卷筒0 與和方位角驅(qū)動裝置0 相鄰的小型定日鏡(1)的定日鏡卷筒C3)之間的傳動，至少驅(qū)動一個與所述的小型定日鏡(1)相鄰的小型定日鏡轉(zhuǎn)動 ’與方位角驅(qū)動裝置0 相鄰的小型定日鏡(1)通過其定日鏡卷筒C3)與和此小型定日鏡(1) 相鄰的小型定日鏡的定日鏡卷筒C3)之間的傳動，至少驅(qū)動一個與此小型定日鏡(1)相鄰的小型定日鏡同步轉(zhuǎn)動，以此類推，一個方位角驅(qū)動裝置0 驅(qū)動多個小型定日鏡在太陽的方位角方向上對太陽進(jìn)行跟蹤。
6.如權(quán)利要求5所述的聯(lián)動小型定日鏡系統(tǒng)，其特征在于，所述的方位角驅(qū)動卷筒 (22)及所述的定日鏡卷筒C3)等高。
7.如權(quán)利要求5所述的聯(lián)動小型定日鏡系統(tǒng)，其特征在于，所述的方位角驅(qū)動卷筒 (22)與定日鏡卷筒C3)之間，以及定日鏡卷筒C3)之間，通過連接元件(14)實現(xiàn)傳動。
8.如權(quán)利要求7所述的聯(lián)動小型定日鏡系統(tǒng)，其特征在于，在所述的方位角驅(qū)動卷筒 (22)和與方位角驅(qū)動裝置0 相鄰的小型定日鏡(1)的定日鏡卷筒C3)之間，以及兩個相鄰小型定日鏡(1)的定日鏡卷筒C3)之間，均布置有兩條水平且互相平行的連接元件(14)；兩條平行的連接元件(14)分布在方位角驅(qū)動卷筒0 或定日鏡卷筒(3)的兩側(cè)；每個連接元件(14)的兩端分別纏繞在兩個相鄰的定日鏡卷筒的導(dǎo)向槽(200)中，或一端纏繞在方位角驅(qū)動卷筒0 上的導(dǎo)向槽(300)中，另一端纏繞在與方位角驅(qū)動卷筒0 相鄰的定日鏡卷筒C3)上的導(dǎo)向槽(200)中；每個連接元件(14)的兩端頭部分別被固定在連接元件 (14)所纏繞的兩個相鄰的定日鏡卷筒C3)上，或一端頭部被固定在其所纏繞的方位角驅(qū)動卷筒0 上，另一端頭部被固定在其所纏繞的與方位角驅(qū)動卷筒0 相鄰的定日鏡卷筒 ⑶上。
9.如權(quán)利要求1或4或8所述的聯(lián)動小型定日鏡系統(tǒng)，其特征在于，所述的方位角驅(qū)動卷筒02)上的導(dǎo)向槽(300)及定日鏡卷筒(3)上的導(dǎo)向槽(200)對連接元件(14)在方位角驅(qū)動卷筒02)和定日鏡卷筒(3)上的纏繞起導(dǎo)向作用。
10.如權(quán)利要求7或8所述的聯(lián)動小型定日鏡系統(tǒng)，其特征在于，所述的連接元件(14) 由張緊機(jī)構(gòu)(600)和兩根等長度的相同的柔性元件O0-1)和00- )構(gòu)成；張緊機(jī)構(gòu) (600)由一個右旋螺栓(15)、一個左旋螺栓(17)、一個螺旋扣(16)和一個右旋鎖緊螺母 (18)、一個左旋鎖緊螺母(19)構(gòu)成；其中一根柔性元件Q0-1)的一端與右旋螺栓(15)固聯(lián)，另一根柔性元件00- 的一端與左旋螺栓(17)固聯(lián)；左旋鎖緊螺母(19)和右旋鎖緊螺母(18)分別位于左旋螺栓(17)和右旋螺栓(1 上；螺旋扣(16)上設(shè)有一個右旋螺紋孔(26)和一個左旋螺紋孔(27)；左旋螺栓(17)和右旋螺栓(15)分別通過螺旋扣(16)上的左旋螺紋孔(XT)和右旋螺紋孔06)與螺旋扣(16)相連；左旋鎖緊螺母(19)和右旋鎖緊螺母(18)分別位于螺旋扣(16)的兩側(cè)。
11.如權(quán)利要求10所述的聯(lián)動小型定日鏡系統(tǒng)，其特征在于，所述的柔性元件OO)是鋼索，或者帶，或者鏈。
12.如權(quán)利要求1所述的聯(lián)動小型定日鏡系統(tǒng)，其特征在于，所述的方位角調(diào)整機(jī)構(gòu) (30)由固連在定日鏡立柱(4)上部的立柱法蘭(6)、位于立柱法蘭(6)上部的方位角調(diào)整法蘭(9)和鎖緊螺栓( 構(gòu)成；立柱法蘭(6)與定日鏡立柱(4)在軸線方向上同心；方位角調(diào)整法蘭(9)與立柱法蘭(6)同心安裝；方位角調(diào)整法蘭(9)在立柱法蘭(6)上定心轉(zhuǎn)動，并通過固連在方位角調(diào)整法蘭(9)上的支撐結(jié)構(gòu)(8)帶動高度角跟蹤驅(qū)動裝置(7)及定日鏡反射面(10)水平轉(zhuǎn)動；鎖緊螺栓( 通過立柱法蘭(6)上的圓弧形長孔(3 擰入方位角調(diào)整法蘭(9)上的螺紋孔08)內(nèi)，對方位角調(diào)整法蘭(9)起鎖緊作用。
13.如權(quán)利要求1或12所述的聯(lián)動小型定日鏡系統(tǒng)，其特征在于，在聯(lián)動小型定日鏡系統(tǒng)初調(diào)時，調(diào)整所述的方位角調(diào)整機(jī)構(gòu)(30)，以調(diào)整小型定日鏡(1)的定日鏡反射面(10)， 使小型定日鏡(1)反射的太陽光在太陽方位角方向上對準(zhǔn)目標(biāo)點。
全文摘要
一種聯(lián)動小型定日鏡系統(tǒng)，由至少兩個小型定日鏡(1)和一個方位角驅(qū)動裝置(25)構(gòu)成。定日鏡立柱(4)下部的定日鏡卷筒(3)帶動定日鏡立柱(4)和定日鏡反射面(10)在定日鏡底座(2)上轉(zhuǎn)動。在方位角驅(qū)動裝置(25)上部的方位角驅(qū)動卷筒(22)和與其相鄰的定日鏡卷筒(3)之間，以及兩個相鄰的定日鏡卷筒(3)之間有連接元件(14)相連，一個方位角驅(qū)動裝置(25)可驅(qū)動多臺小型定日鏡(1)在太陽方位角方向上對太陽進(jìn)行跟蹤。定日鏡立柱(4)上部設(shè)有方位角調(diào)整機(jī)構(gòu)(30)，用以調(diào)整不同位置的小型定日鏡(1)的定日鏡反射面(10)，使定日鏡反射面(10)反射的太陽光在太陽方位角方向上對準(zhǔn)目標(biāo)點。
文檔編號F24J2/10GK102419013SQ20111040466
公開日2012年4月18日 申請日期2011年12月7日 優(yōu)先權(quán)日2011年12月7日
發(fā)明者付向東, 王志峰 申請人:中國科學(xué)院電工研究所