[实用新型]一种给真空集热器加热的极轴式太阳能自动跟踪系统

说明书

技术领域

本实用新型涉及太阳能光热转换设备，尤其是涉及一种给真空集热器加热的极轴式太阳能自动跟踪系统。

背景技术

极轴式太阳能自动跟踪系统，其运行特点是：槽式抛物面反光镜绕极轴转动跟踪太阳时角，再通过调整俯仰角跟踪太阳赤纬角，进而完成二维跟踪。因太阳赤纬的变化甚微，常规的极轴式太阳能自动跟踪系统是通过定期调整跟踪装置的俯仰角将二维跟踪简化为一维跟踪，这种方式虽具有跟踪精度高、太阳能利用效率高、系统硬件与运行成本低等优点，具有很好的实用价值，但二维跟踪需要2台电机，设备结构复杂，系统的功耗大、建设成本过高。现行极轴式太阳能自动跟踪系统普遍存在以下三个方面：

一、现行的极轴式太阳能自动跟踪系统，由于太阳能接收器(中间的聚焦管线)固定在抛物面反射镜上，太阳能接收器会随着抛物面反射镜一起运动，无法实现固定目标下的跟踪。当众多的抛物面反射镜串并联成聚光集热器阵列时，各集热器组件之间的联接必须采用金属波纹管，致使输送热量管道的承压能力受到限制。

二、由于抛物面有着严格的焦线，因此采用抛物面反光镜的极轴式太阳能自动跟踪系统聚焦精确，结构可以做得紧凑，可是抛物面的加工困难，尤其是采用钢化玻璃制造的抛物面反射镜，目前还存在着较大技术障碍；而制造钢化玻璃的圆柱面反射镜则是一项成熟技术，采用槽式圆柱面反射镜替代槽式抛物面反射镜可以大幅度地降低制造成本，容易实现商业化。然而，槽式圆柱面反射镜的应用基础是光学理论中的“傍轴光线”，存在着球面像差，这就使得槽式圆柱面反射镜的最大的开口宽度受到了限制。

三、极轴式太阳能自动跟踪系统由于自身特点是斜立在地面上的，因此风阻较大，这就要求驱动系统有更强大的动力以驱动反光镜转动，而加大驱动系统的功率不仅增加了制造成本，同时也增大了发电系统自身的能耗，这就更加需要设计出更为合理的驱动系统和重力平衡装置加以优化。

发明内容

本实用新型的目的在于提供一种运行更稳定、减轻重量、增强抗风性能、具有极高的性价比、容易实现商业化的给真空集热器加热的极轴式太阳能自动跟踪系统，它采用的是新型极轴式一维跟踪方式，可以实现固定目标下的跟踪，提高了系统的了聚光比，降低了镜面的制造成本。

本实用新型的目的是这样实现的：

一种给真空集热器加热的极轴式太阳能自动跟踪系统，包括支撑柱、两根立柱、传动装置和驱动装置，支撑柱和两根立柱的底端均通过螺栓固定在地面上，特征是：在支撑柱的顶端安装有自润滑轴承套，活动托架由连为一体的横杆、斜杆和右金属支脚架构成，横杆与斜杆成钝角，右金属支脚架固定在斜杆的下端，平衡锤拉索的上端固定在横杆的右端，平衡锤拉索的下端安装有平衡锤；

在斜杆的顶端右边固定有圆柱形的转动轴，转动轴的右端插入支撑柱上的自润滑轴承套内；“凵”形且让斜杆穿过的真空集热器座架8的右板固定在支撑柱上，在真空集热器座架的左板上固定有下定位环，在真空集热器座架上还设有一个用于安装直通式金属--玻璃真空集热管的输液管路的管道孔；真空集热器支撑横板横架在两根立柱之间，在真空集热器支撑横板的中间加工有一个通心轴，真空集热器的右端固定在下固定环上，真空集热器的左端穿过通心轴，并被固定在通心轴下面的上固定环上；

圆弧形的反射镜框由圆弧形的上肋板、中肋板、下肋板、上侧板、下侧板和若干个金属支杆组成，各金属支杆贯穿上肋板、中肋板、下肋板后，向右延伸形成右金属支脚，右金属支脚固定在右金属支脚架上，且位于中间的一根金属支杆还向左延伸形成左金属支杆，在左金属支杆的左端固定有旋转柄，在旋转柄的顶端安装有自润滑轴承套，在反射镜框内安装有槽式圆柱面反射镜。

所述传动装置由圆弧齿轮和主动齿轮组成，圆弧齿轮安装在斜杆的底端左边，主动齿轮安装在驱动装置的输出轴上，主动齿轮与圆弧齿轮啮合，主动齿轮通过圆弧齿轮带动反光镜转动。或，所述传动装置由蜗轮和蜗杆组成，蜗轮安装在转动轴的左端，与蜗轮啮合的蜗杆通过输出轴连接器与驱动装置的输出轴固定连接，在驱动装置的驱动下，通过带动蜗轮蜗杆驱动反光镜工作。

支撑柱与斜杆构成的夹角为当地的纬度φ，以保证真空集热器与地面的夹角为当地的纬度φ。

真空集热器的长度比槽式圆柱面反射镜的高度至少长出数值2×H，其中H≥r×tagΩ，式中r为入射光线位于含有主光轴和焦线的平面内，圆柱面反射镜到转动轴中心线的距离，Ω为最大赤纬角。

真空集热器放置于槽式圆柱面反射镜焦线偏槽式圆柱面反射镜方向一侧。

在由钢化玻璃或反光铝板制成的槽式圆柱面反射镜的上表面镀有强反射层。