[发明专利]一种自动跟踪线聚焦太阳能集热管接收吊架装置

说明书

技术领域：

本发明涉及一种自动跟踪线聚焦太阳能集热管接收吊架装置，属线聚焦中高温太阳能应用技术领域。

背景技术

在线聚焦中高温太阳能应用中，常常使用真空集热管来收集太阳反射光，如抛物槽式聚光、菲涅耳线反射聚光等。在菲涅耳线聚光应用中，由多条反射镜将太阳光聚焦到一位于高处的与反射镜在长度方向平行的线接收器上。方位主要为南北向和东西向放置。接收器通常由集热管和二次反射器构成，在大型的应用中，接收器为不跟踪接收设计。在理想情况下，太阳光可全部反射到真空集热管上，效能是最高的；但由于太阳的运动，虽然反射镜跟踪太阳保持线聚焦，但固定式接收装置上的聚焦光斑将会发生纵向位移，跑出接收器两端，从而使集热效率降低。此外，在同样太阳入射角情况下，真空集热管若挂得越高偏移越大。目前世界范围内在为数不多的中高温太阳能应用试验系统中通常采用的办法是将真空集热管向两端延长，使反射光始终能投射到真空集热管的某一段上，维持整体的集热能力。但这种方法将会造成真空集热管的浪费和大量的太阳光热能的损失，由于太阳能高温高压集热管的价格较高，真空集热管的需用量越大造成的浪费也越大，所损失的太阳光热能也越大。在小规模应用中，对接收器的二次跟踪是很有必要的。

发明内容：

本发明的目的在于克服现有技术之不足，而提供一种自动跟踪线聚焦太阳能集热管接收吊架装置。

本发明将真空集热管挂装于具有平移滑轮和二次线聚焦双圆弧反射镜槽的集热管吊架上，吊架吊装于一根平移轨道上，吊架两端配置太阳反射光检测传感器，并由直流减速电机和镙杆进行平移跟踪驱动，实时检测线聚焦反射太阳光的亮暗变化，并控制真空集热管吊架实时跟踪移动到太阳反射光的最强范围，最大限度发挥真空集热管的集热效能。

本发明的自动跟踪线聚焦太阳能集热管接收吊架装置，由平移导轨(1)，通过滑轮(2)倒吊在由小型工字型钢轨制成的平移导轨(1)上的真空集热管吊架，设置在真空集热管箍环(10)下方的太阳反射光检测传感器(11)，及安装在水平滑动轨道(1)一侧、由直流减速电机(20)和驱动镙杆(18)构成的平移跟踪驱动机构组成。

具体为：在平铺式反射镜阵列正上方中央放置一根由小型工字型钢轨制成的轨道(1)，在轨道上，吊装上由真空集热管(9)、集热管箍环(10)、翼形合金双圆弧反射镜槽(8)、月牙形龙骨架(7)、龙骨架互连管(6，4)、龙骨架滑轮(2)组成的集热管吊架。其中，真空集热管(9)利用集热管箍环(10)通过集热管箍环吊装螺栓(14)固定连接在月牙形龙骨架(7)上，多个月牙形龙骨架(7)通过龙骨架互连管(6、4)相连接，在多个月牙形龙骨架(7)形成的两个月牙形弧面上放置翼形合金双圆弧反射镜槽(8)；吊架两端的集热管箍环(10)下，吊装两个太阳反射光检测传感器(11)，该传感器由采用浅色漫透散射光材质的圆筒封闭外壳和内置红外光敏二极管构成(12)。在水平滑动轨道(1)一侧安装直流减速电机(20)，连接驱动螺杆(18)与该侧的月牙形龙骨架(7)通过镙杆驱动镙帽(5)及紧固螺栓(3)进行固定。

该装置的工作过程为：铺设于接收器下方的反射镜阵列反射的太阳光投射到集热管下沿面上，分布在集热管两侧未投射到集热管的反射光部分通过翼形合金双圆弧反射镜槽(8)进行二次聚焦反射，并投射到集热管上沿面上。根据安装地纬度校准的吊架，反射镜阵列反射的线聚焦太阳光完全投射在集热管上，安装于集热管两侧的太阳反射光检测传感器(11)均呈现饱和状态；当季节变化时，反射光投射到集热管的位置会发生改变，集热管一侧照射不到反射光，而另外一侧，则出现反射光投射到集热管外的情况，此时，安装于照射不到反射光一侧的太阳反射光检测传感器(11)呈现截至状态，而另一侧的太阳反射光检测传感器则继续呈现饱和状态，根据截至与饱和这两种状态，控制电路发出控制信号，控制直流减速电机(20)转动，并驱动螺杆(18)带动集热管吊架水平移动，当集热管吊架移动回整个集热管均能够照射到发射太阳光时，原来呈截至状态的反射光检测传感器回复到饱和状态，集热管两侧的反射光检测传感器均处于饱和状态，控制电路控制直流减速电机停止转动，此时，反射镜阵列反射的线聚焦太阳光又回复完全投射到集热管上的状态。如此，无论哪个方向上的反射太阳光发生位置变化偏移，通过太阳反射光检测传感器的检测与控制电路的跟踪控制，使真空集热管吊架始终能够处于反射光投射的最佳位置。图(2)中的19为驱动镙杆(18)的万向节构件。

与现有技术相比，本发明具有以下优点及有益效果：