本發(fā)明是關(guān)于一種用于太陽(yáng)能線性菲涅爾聚光系統(tǒng)的反射鏡隨動(dòng)調(diào)節(jié)機(jī)構(gòu)及調(diào)節(jié)方法，屬于太陽(yáng)能光熱發(fā)電及中溫?zé)崂眉夹g(shù)領(lǐng)域。

背景技術(shù)：

在太陽(yáng)能光熱發(fā)電及中溫?zé)崂眉夹g(shù)中，為了得到較高的集熱溫度，通常采用塔式、槽式、碟式和線性菲涅爾式等光學(xué)聚光的方式聚光，在線性菲涅爾式集熱方式中，集熱場(chǎng)采用成排的平面或微弧反射鏡，入射太陽(yáng)光被平面或微弧反射鏡反射到空中架設(shè)的集熱管處，再經(jīng)過(guò)集熱管外的二次聚光器匯集到內(nèi)部的吸收管，最終實(shí)現(xiàn)太陽(yáng)能的匯聚與吸收。

然而，線性菲涅爾式集熱場(chǎng)中平面反射鏡產(chǎn)生的光斑寬度比較大，微弧反射鏡雖然可以減小光斑寬度，但是由于集熱管位置是固定不動(dòng)的，平面或微弧反射鏡在跟蹤太陽(yáng)光過(guò)程中隨著入射光角度的變化，在某些角度范圍內(nèi)仍然會(huì)出現(xiàn)較大的光斑寬度，造成二次聚光器的漏光問(wèn)題也比較嚴(yán)重，同時(shí)，平面反射鏡的寬度越大，最大光斑的寬度也就越大，二次反射所帶來(lái)的光學(xué)損失也就越大，這一現(xiàn)象的存在，也限制微弧反射鏡的弧長(zhǎng)不能很大，為平面反射鏡的調(diào)節(jié)增加難度。

技術(shù)實(shí)現(xiàn)要素：

針對(duì)上述問(wèn)題，本發(fā)明的目的是提供一種用于太陽(yáng)能線性菲涅爾聚光系統(tǒng)的可以減小光斑寬度和光學(xué)損失的反射鏡隨動(dòng)調(diào)節(jié)機(jī)構(gòu)及調(diào)節(jié)方法。

為實(shí)現(xiàn)上述目的，本發(fā)明采取以下技術(shù)方案：一種太陽(yáng)能線性菲涅爾反射鏡隨動(dòng)調(diào)節(jié)方法，其特征在于包括以下步驟：1)設(shè)置一包括有平面反射鏡、鏡架、調(diào)節(jié)裝置和驅(qū)動(dòng)裝置的反射鏡隨動(dòng)調(diào)節(jié)機(jī)構(gòu)；2)通過(guò)鏡架調(diào)節(jié)平面反射鏡的初始曲率；3)根據(jù)平面反射鏡的隨動(dòng)曲率調(diào)節(jié)需求，確定調(diào)節(jié)裝置的位置；4)驅(qū)動(dòng)裝置驅(qū)動(dòng)鏡架旋轉(zhuǎn)進(jìn)而控制平面反射鏡跟蹤太陽(yáng)，同時(shí)完成對(duì)反射鏡曲率的隨動(dòng)調(diào)節(jié)，實(shí)現(xiàn)太陽(yáng)光收集。

進(jìn)一步地，所述調(diào)節(jié)裝置設(shè)置有連接桿、滾珠、彈簧和曲線調(diào)節(jié)底架，所述連接桿的下部穿設(shè)所述彈簧，所述連接桿的底部固定設(shè)置所述滾珠，所述滾珠滾動(dòng)設(shè)置在所述曲線調(diào)節(jié)底架頂部，所述曲線調(diào)節(jié)底架通過(guò)固定架支撐固定。

進(jìn)一步地，通過(guò)鏡架調(diào)節(jié)平面反射鏡的初始曲率的具體過(guò)程為：通過(guò)調(diào)節(jié)一緊固螺母壓縮彈簧，帶動(dòng)連接桿對(duì)平面反射鏡的初始曲率進(jìn)行調(diào)節(jié)。

進(jìn)一步地，確定調(diào)節(jié)裝置的位置，完成對(duì)反射鏡曲率的隨動(dòng)調(diào)節(jié)的具體過(guò)程為：根據(jù)平面反射鏡的隨動(dòng)曲率調(diào)節(jié)需求，確定曲線調(diào)節(jié)底架與平面反射鏡的位置關(guān)系，并將曲線調(diào)節(jié)底架進(jìn)行固定。

進(jìn)一步地，驅(qū)動(dòng)裝置驅(qū)動(dòng)鏡架旋轉(zhuǎn)進(jìn)而控制平面反射鏡跟蹤太陽(yáng)，同時(shí)完成對(duì)反射鏡曲率的隨動(dòng)調(diào)節(jié)，實(shí)現(xiàn)太陽(yáng)光收集，具體過(guò)程為：驅(qū)動(dòng)裝置驅(qū)動(dòng)鏡架轉(zhuǎn)動(dòng)使得平面反射鏡按照太陽(yáng)光入射角度進(jìn)行相應(yīng)轉(zhuǎn)動(dòng)，同時(shí)通過(guò)連接桿帶動(dòng)滾珠在曲線調(diào)節(jié)底架中的凸輪曲線槽上滾動(dòng)，由于滾珠與凸輪曲線槽之間的滾動(dòng)改變彈簧的形變量，使平面反射鏡在彈簧彈力的作用下通過(guò)連接桿完成對(duì)反射鏡曲率的隨動(dòng)調(diào)節(jié)。

一種實(shí)現(xiàn)所述太陽(yáng)能線性菲涅爾反射鏡隨動(dòng)調(diào)節(jié)方法的太陽(yáng)能線性菲涅爾反射鏡隨動(dòng)調(diào)節(jié)機(jī)構(gòu)，其特征在于，該調(diào)節(jié)機(jī)構(gòu)包括一鏡架、一平面反射鏡和若干調(diào)節(jié)裝置；每一所述調(diào)節(jié)裝置均包括一連接桿、一滾珠、一彈簧和一曲線調(diào)節(jié)底架；所述鏡架向外延伸設(shè)置一連接軸，所述連接軸固定連接一驅(qū)動(dòng)裝置，所述驅(qū)動(dòng)裝置的外殼與一固定架固定連接；所述鏡架頂部?jī)蓚?cè)對(duì)稱(chēng)設(shè)置有用于對(duì)所述平面反射鏡進(jìn)行支撐的若干調(diào)節(jié)支撐桿；每一所述連接桿頂部固定連接一用于固定連接所述平面反射鏡的支撐板，每一所述連接桿的下部穿過(guò)所述鏡架底部并活動(dòng)穿設(shè)所述彈簧，所述彈簧的一端通過(guò)所述鏡架限位，所述彈簧的另一端通過(guò)一緊固螺母限位，每一所述連接桿的底部均固定設(shè)置一所述滾珠，每一所述滾珠滾動(dòng)設(shè)置在所述曲線調(diào)節(jié)底架頂部，所有所述曲線調(diào)節(jié)底架均通過(guò)所述固定架支撐固定。

進(jìn)一步地，所述鏡架包括若干倒三角鏡框、兩頂部連接管和一底部連接管，所有所述倒三角鏡框縱向間隔平行設(shè)置，所有所述倒三角鏡框的兩側(cè)分別固定連接一所述頂部連接管，兩所述頂部連接管上對(duì)稱(chēng)設(shè)置有若干用于穿設(shè)固定所述調(diào)節(jié)支撐桿的通孔，每一所述倒三角鏡框均包括兩斜桿和一橫桿，兩所述斜桿的一端通過(guò)所述底部連接管固定連接，兩所述斜桿的另一端分別固定連接所述橫桿的兩端，所述底部連接管上還間隔設(shè)置有與所述連接桿數(shù)量相同且用于供所述連接桿穿過(guò)的貫穿孔。

進(jìn)一步地，每一所述曲線調(diào)節(jié)底架均包括一凸輪曲線槽和一固定座，所述滾珠放置在所述凸輪曲線槽的頂部，所述凸輪曲線槽的底部通過(guò)所述固定座固定連接所述固定架，所述凸輪曲線槽的曲線根據(jù)實(shí)際所需對(duì)所述平面反射鏡調(diào)節(jié)的曲率進(jìn)行確定。

本發(fā)明由于采取以上技術(shù)方案，其具有以下優(yōu)點(diǎn)：1、本發(fā)明由于在鏡架旋轉(zhuǎn)的同時(shí)調(diào)節(jié)平面反射鏡曲率的大小，使反射光斑寬度始終比較窄，大大減輕二次聚光器的漏光問(wèn)題。2、本發(fā)明由于平面反射鏡的弧度可以根據(jù)平面反射鏡回轉(zhuǎn)角度的變化而發(fā)生改變，因此可以保證在各種角度下的太陽(yáng)入射光經(jīng)反射后都能匯聚到集熱管附近，提高系統(tǒng)的聚光效率。3、本發(fā)明的曲線調(diào)節(jié)底架采用滾珠與凸輪曲線槽接觸，可以減小摩擦力給驅(qū)動(dòng)裝置帶來(lái)的額外負(fù)載。4、本發(fā)明由于采用機(jī)械變形的方法制備微弧反射鏡，且采用彈性元件彈簧改變平面反射鏡的初始曲率，與現(xiàn)有的熱彎技術(shù)相比，降低加工成本，且提高平面反射鏡曲率的精確度，本發(fā)明可以廣泛用于太陽(yáng)能光熱發(fā)電中。

附圖說(shuō)明

圖1是本發(fā)明的太陽(yáng)能線性菲涅爾反射鏡隨動(dòng)調(diào)節(jié)機(jī)構(gòu)的結(jié)構(gòu)示意圖；

圖2是圖1去除固定架后的側(cè)視示意圖。

具體實(shí)施方式

以下結(jié)合附圖來(lái)對(duì)本發(fā)明進(jìn)行詳細(xì)的描繪。然而應(yīng)當(dāng)理解，附圖的提供僅為了更好地理解本發(fā)明，它們不應(yīng)該理解成對(duì)本發(fā)明的限制。

如圖1～2所示，本發(fā)明的太陽(yáng)能線性菲涅爾反射鏡隨動(dòng)調(diào)節(jié)機(jī)構(gòu)包括一鏡架1、兩連接軸2、一固定架3、若干調(diào)節(jié)支撐桿4、一平面反射鏡5和若干調(diào)節(jié)裝置，每一調(diào)節(jié)裝置包括一連接桿6、一支撐板7、一彈簧8、一緊固螺母9、一滾珠10和一曲線調(diào)節(jié)底架11；

鏡架1為三棱柱體，鏡架1兩端均向外延伸設(shè)置一連接軸2，其中一連接軸2固定連接驅(qū)動(dòng)裝置，另一連接軸2固定連接軸承座2-1，軸承座2-1和驅(qū)動(dòng)裝置的外殼2-2固定連接固定架3；鏡架1頂部的前后兩側(cè)對(duì)稱(chēng)設(shè)置有若干調(diào)節(jié)支撐桿4，平面反射鏡5放置在所有調(diào)節(jié)支撐桿4的頂部，調(diào)節(jié)支撐桿4用于支撐平面反射鏡5使平面反射鏡5兩側(cè)始終處于同一平面，每一連接桿6的一端固定連接一用于固定平面反射鏡5的支撐板7，每一連接桿6的另一端穿過(guò)鏡架1底部并活動(dòng)穿設(shè)彈簧8，彈簧8的一端通過(guò)鏡架1限位，彈簧8的另一端通過(guò)緊固螺母9限位，每一連接桿6的底部均固定設(shè)置一滾珠10，使用時(shí)，每一滾珠10放置在一曲線調(diào)節(jié)底架11的頂部，通過(guò)滾珠10與曲線調(diào)節(jié)底架11之間的滾動(dòng)壓縮彈簧8進(jìn)而改變平面反射鏡5的曲率，另外，所有曲線調(diào)節(jié)底架11均可以通過(guò)固定架3進(jìn)行支撐固定，固定架3可以采用任何形式，在此不再贅述。

在一個(gè)優(yōu)選的實(shí)施例中，鏡架1包括若干倒三角鏡框1-1、兩頂部連接管1-2和一底部連接管1-3，所有倒三角鏡框1-1縱向間隔平行設(shè)置，所有倒三角鏡框1-1的兩側(cè)分別固定連接一頂部連接管1-2，兩頂部連接管1-2上對(duì)稱(chēng)設(shè)置有若干用于穿設(shè)固定調(diào)節(jié)支撐桿4的通孔1-4；每一倒三角鏡框1-1均包括兩斜桿1-1-1和一橫桿1-1-2，兩斜桿1-1-1的一端通過(guò)底部連接管1-3固定連接，兩斜桿1-1-1的另一端分別固定連接橫桿1-1-2的兩端，底部連接管1-3上還間隔設(shè)置有與連接桿6數(shù)量相同且用于供連接桿6穿過(guò)的貫穿孔1-1-3。

在一個(gè)優(yōu)選的實(shí)施例中，每一曲線調(diào)節(jié)底架11均包括一凸輪曲線槽11-1和一固定座11-2，滾珠10放置在凸輪曲線槽11-1的頂部，凸輪曲線槽11-1的下部活動(dòng)連接固定座11-2，凸輪曲線槽11-1可以在固定座11-2上橫向或縱向移動(dòng)，固定座11-2的底部固定連接固定架3，凸輪曲線槽11-1的曲線根據(jù)實(shí)際所需對(duì)平面反射鏡5調(diào)節(jié)的曲率進(jìn)行確定。

下面通過(guò)具體實(shí)施例詳細(xì)說(shuō)明本發(fā)明的太陽(yáng)能線性菲涅爾反射鏡隨動(dòng)調(diào)節(jié)方法：

1)通過(guò)緊固螺母9壓縮彈簧8帶動(dòng)連接桿6對(duì)平面反射鏡5的初始曲率進(jìn)行調(diào)節(jié)，平面反射鏡5的曲率可以通過(guò)現(xiàn)行的弦高測(cè)量裝置進(jìn)行測(cè)量；

2)根據(jù)平面反射鏡5的隨動(dòng)曲率調(diào)節(jié)需求，通過(guò)凸輪曲線槽11-1與固定座11-2之間的滑動(dòng)調(diào)整曲線調(diào)節(jié)底架11與平面反射鏡5的位置關(guān)系，并將凸輪曲線槽11-1固定在固定座11-2上。

3)通過(guò)現(xiàn)有的控制系統(tǒng)控制驅(qū)動(dòng)裝置使平面反射鏡5按照太陽(yáng)光入射角度進(jìn)行相應(yīng)轉(zhuǎn)動(dòng)，同時(shí)，通過(guò)連接桿6帶動(dòng)滾珠10在凸輪曲線槽11-1上滾動(dòng)，由于滾珠10與凸輪曲線槽11-1之間的滾動(dòng)改變彈簧8的形變量，使平面反射鏡5在彈簧8彈力的作用下通過(guò)連接桿6完成對(duì)平面反射鏡5曲率的隨動(dòng)調(diào)節(jié)。

上述各實(shí)施例僅用于說(shuō)明本發(fā)明，其中各部件的結(jié)構(gòu)、連接方式和制作工藝等都是可以有所變化的，凡是在本發(fā)明技術(shù)方案的基礎(chǔ)上進(jìn)行的等同變換和改進(jìn)，均不應(yīng)排除在本發(fā)明的保護(hù)范圍之外。