一种用于塔式太阳能热电站的定日镜方位转角驱动装置的制造方法

一种用于塔式太阳能热电站的定日镜方位转角驱动装置的制造方法
【技术领域】
[0001]本实用新型涉及太阳能发电技术领域，尤其涉及一种用于塔式太阳能热电站的定日镜方位转角驱动装置。
【背景技术】
[0002]在经济不断发展的同时，能源日趋短缺，传统的不可再生能源日益枯竭，经济发展越来越受制于能源的开发利用，可再生能源的利用受到普遍关注，特别是太阳能更受世人的重视。
[0003]太阳能作为一种清洁、可再生的新能源，在生产生活中得到越来越广泛的应用，在太阳能发电领域，太阳能发电方式有光伏发电和热发电两种。随着科学技术的发展，特别是计算机控制技术的兴起，太阳能热发电技术是继光伏发电技术之后的新兴太阳能利用技术。太阳能热发电是通过大量定日镜以聚焦的方式将太阳直射光的能量聚集起来，加热工质，产生高温高压的蒸汽，蒸汽驱动汽轮机发电。当前太阳能热发电按照太阳能采集方式可划分为(I)塔式太阳能发电；(2)槽式太阳能热发电；(3)碟式太阳能热发电
[0004]光热发电领域，塔式太阳能热发电因具有高光热转换效率，高聚焦温度，聚焦目标固定不动使得控制系统安装调试简单，散热损失少等的优势特点，将成为下一个可商业化运营的新型能源技术。
[0005]在塔式太阳能热发电领域，反射镜作为塔式太阳能发电系统的一个重要组成部分，它将太阳光反射到接收器上，对吸热工质进行加热，将光能转化为热能，进而驱动汽轮机发电。
【实用新型内容】
[0006]本实用新型提供了一种用于塔式太阳能热电站的定日镜方位转角驱动装置，包括驱动定日镜方位角转动的旋转装置和控制旋转装置的电控箱；其中，所述旋转装置包括:
[0007]箱体，上端连接定日镜，下端位于一安装面上，所述箱体的顶部还设置有一用于箱体内线缆穿设的防水接头，且所述箱体相对于安装面转动；
[0008]蜗轮蜗杆机构，位于所述箱体内，蜗轮固定在所述安装面上，蜗轮与蜗杆相啮合；所述蜗杆两端通过轴承连接到所述箱体上，且至少一端的轴承与所述箱体之间螺纹连接；
[0009]动力装置，安装在所述箱体上，且所述动力装置连接所述蜗杆的一端，所述动力装置带动所述蜗杆转动。
[0010]较佳地，所述电控箱设置在所述箱体上，且与所述箱体之间无相对运动。
[0011 ] 较佳地，所述动力装置采用伺服电机或有刷电机或无刷电机。
[0012]较佳地，所述动力装置通过减速装置与所述蜗杆的一端连接。
[0013]较佳地，所述减速装置采用行星减速机。
[0014]较佳地，所述行星减速机包括有一内齿圈，所述内齿圈安装在所述箱体上；所述内齿圈内至少设置有一个传动体，所述传动体连接所述动力装置的伸出轴和所述蜗杆。
[0015]较佳地，所述传动体包括一个太阳轮、若干行星轮和将所述行星轮和太阳轮组合在一起的行星架，所述行星轮绕所述太阳轮一圈设置并相啮合，所述行星轮还与所述内齿圈的内圈相啮合。
[0016]较佳地，相邻传动体之间，其中一传动体的行星架与另一传动体的太阳轮相连接；靠近所述动力装置一侧的传动体的太阳轮与所述动力装置的输出轴相连，靠近所述蜗杆一侧的传动体的行星架与所述蜗杆固定连接。
[0017]较佳地，靠近所述动力装置一侧的传动体的太阳轮与所述动力装置的输出轴一体成型。
[0018]较佳地，所述内齿圈嵌入所述旋转装置中。
[0019]较佳地，还包括控制定日镜方位角回零的回零装置，所述回零装置包括有传感装置和触发装置，所述传感装置安装在所述旋转装置上、所述触发装置安装在所述安装面上，或所述传感装置安装在所述安装面上、所述触发装置安装在所述旋转装置上。
[0020]较佳地，所述传感装置安装在所述旋转装置上，所述传感装置通过一传输线与所述电控箱连接，所述电控箱与所述传感装置之间实现信号的传输。
[0021]较佳地，所述传输线通过设置在所述箱体上的走线孔连接到所述电控箱上，所述传输线与所述箱体之间无相对转动。
[0022]较佳地，所述传感装置或所述触发装置位于所述旋转装置内部。
[0023]本实用新型由于采用以上技术方案，使之与现有技术相比，具有以下的优点和积极效果:
[0024](I)本实用新型提供的用于塔式太阳能热电站的定日镜方位转角驱动装置，其结构结构合理，跟踪精度、效率高，实用性强且成本低廉；旋转装置的箱体与电控箱连接，且两者之间无相对运动，有效防止了绕线问题；
[0025](2)本实用新型提供的用于塔式太阳能热电站的定日镜方位转角驱动装置，通过在蜗杆和箱体上与蜗杆对应的位置设置配套的螺纹副，使蜗杆在箱体内的装配更加稳定；螺纹副的设置还可以使蜗杆发生轴向位移，通过调整轴向位置，可以使蜗杆在箱体内达到最合适的位置，进而提高蜗杆的精度，在调整定日镜方位角时，可以使定日镜的方位角更加精确，提高定日镜对太阳光的反射率；
[0026]( 3 )本实用新型通过在箱体上设置防水接头，可避免水分进入旋转装置内部，防止旋转装置内部的构件发生锈蚀，同时，还能防止空气中的灰尘进入旋转装置内部，影响齿轮结构的咬合面，防止齿轮结构的咬合结构不稳定造成的旋转装置运行不稳定的问题，进而影响反射镜对太阳光的反射效率，降低发电效率。
【附图说明】
[0027]结合附图，通过下文的述详细说明，可更清楚地理解本实用新型的上述及其他特征和优点，其中:
[0028]图1为塔式太阳能热发电电站的聚光系统示意图；
[0029]图2为本实用新型的定日镜整体结构示意图；
[0030]图3为本实用新型的定日镜方位转角驱动装置的连接结构图；
[0031]图4为本实用新型的定日镜方位转角驱动装置的结构图；
[0032]图5为本实用新型旋转装置的结构图；
[0033]图6为本实用新型旋转装置内部蜗轮蜗杆结构示意图；
[0034]图7为本实用新型旋转装置螺纹副精度调整示意图；
[0035]图8为本实用新型行星减速机的结构示意图；
[0036]图9为本实用新型行星减速机内一级传动体的结构示意图；
[0037]图10为本实用新型电机输出端连接示意图一；
[0038]图11为本实用新型电机输出端连接示意图二 ；
[0039]图12为本实用新型回零装置的结构示意图；
[0040]图13为本实用新型旋转装置与电控箱一体式示意图。
【具体实施方式】
[0041 ] 参见示出本实用新型实施例的附图，下文将更详细地描述本实用新型。然而，本实用新型可以以许多不同形式实现，并且不应解释为受在此提出之实施例的限制。相反，提出这些实施例是为了达成充分及完整公开，并且使本技术领域的技术人员完全了解本实用新型的范围。这些附图中，为清楚起见，可能放大了层及区域的尺寸及相对尺寸。
[0042]如图1所示，塔式太阳能热发电聚光系统采用驱动排列有序的大规模定日镜跟踪太阳光，通过吸热器实现太阳光采集。如图2所示，定日镜包括镜体1、水平转角驱动装置2、方位转角驱动装置3、连接座4和立柱5。如图3-5所示，定日镜方位转角驱动装置3的上端与连接座4连接，被构造成驱动定日 镜方位角旋转。定日镜方位转角驱动装置3的下端与固定于地面的立柱5连接。
[0043]参考图4，本实用新型提供的用于塔式太阳能热电站的定日镜方位转角驱动装置，包括驱动定日镜方位角转动的旋转装置31、控制旋转装置31的电控箱32和控制定日镜方位角回零的回零装置33，本实用新型提供的定日镜方位转角驱动装置结构合理，跟踪精度、效率高，实用性强且成本低廉。
[0044]如图5-6中所示，旋转装置31包括有箱体313、动力装置和蜗轮蜗杆机构，箱体313的上端用于安装连接座4，箱体313的下端安装到立柱5的顶端上；具体的，箱体313的下端通过一底座314安装到立柱5上，底座314与立柱5的顶面固定连接，箱体313的下端安装到底座314上，且使得箱体313可以相对于底座314转动，其中底座314可与立柱5 —体成型，此处不作限制。箱体313的顶部还设置有一防水接头315，用于固定线缆且可有效地预防水沿线缆流入立柱5内部。本实用新型通过在箱体上设置防水接头315，可避免水分进入旋转装置31的内部，防止旋转装置31内部的构件发生锈蚀；同时还能防止空气中的灰尘进入旋转装置31内部，影响齿轮结构的咬合面，防止齿轮结构的咬合结构不稳定造成的旋转装置31运行不稳定的问题，进而影响反射镜对太阳光的反射效率，降低发电效率。
[0045]如图7中所示，蜗轮蜗杆机构包括蜗轮316和蜗杆317，且均安装在箱体313内部；蜗杆317可以是双导程类型，可以是双包络系列，也可以是普通型蜗杆结构，此处不作限制；箱体313的下端开口且正对底座314，蜗轮316通过该开口固定在底座314上；蜗杆317通过轴承安装到箱体313上，同时保证蜗杆317与蜗轮316相啮合，由于蜗轮317固定，当蜗杆317转动的时候，使得蜗杆317绕蜗轮316的一圈转动，从而带动箱体313相对于立柱5转动，实现了定日镜方位角的转动。具体的，箱体313上构造有一通孔结构，蜗杆317的两端通过轴承安装在该通孔结构内；蜗杆317两端的轴承中，至少有一个轴承的外圈上设置有外螺纹3171，箱体313通孔结构内对应位置处设置有与外螺纹3171相匹配的内螺纹3131，轴承通过外螺纹3171和内螺纹3131相配合连接；本实用新型通过在蜗杆317和箱体313上与蜗杆317对应的位置设置配套的螺纹副，可以使蜗杆317在箱体313内的装配更加稳定；同时，通过螺纹副还可以使蜗杆317相对于箱体313发生轴向位移，通过调整轴向位置，可以使蜗杆317在箱体313内达到最合适的位置以保证蜗杆317与蜗轮316完全啮合，进而提高蜗杆317的精度，在调整定日镜方位角时，可以使定日镜的方位角更加精确，提高定日镜对太阳光的反射率。
[0046]动力装置具体为电机311，电机311的输出轴连接蜗杆317的一端，用于为蜗杆317提供动力源使其转动；电机311可以采用伺服电机、有刷电机、无刷电机等，此处不作限制。
[0047]动力装置与蜗杆317之间还设置有减速装置，用于降低转速、增加输入扭矩；如图8中所示，减速装置具体采用行星减速机312，包括有一内齿圈3124，内齿圈3124安装在箱体313上，内齿圈3124可嵌入箱体313的通孔结构内，起到行星减速机312整体防护的作用；内齿圈3124内至少设置有一个传动体，在本实施例中内齿圈3124内设置有一级传动体3121、二级传动体3122和三级传动体3123。当然，传动体的设置数目可根据具体情况进行选择，此处不作限制；行星减速机312传动级数可由一级传动体3121组成，也可以由一级传动体3121和二级传动体3122共同组成，亦可以由一级传动体3121、二级传动体3122及三级传动体3123共同组成。
[0048]其中，传动体包括一个太阳轮、若干行星轮和将行星轮和太阳轮组合在一起的行星架，行星轮绕太阳轮一圈设置，且若干行星轮均与中间的太阳轮相啮合，相邻行星轮之间也相互啮合，若干行星轮均与内齿圈3124的内圈相啮合；若干行星轮固定在行星架上，太阳轮与行星架之间无连接，太阳轮转动带动若干行星轮沿着内齿圈3124的内侧壁上的齿转动；两级传动体之间，前一级传动体的行星架与后一级传动体的太阳轮固定连接，前一级传动体的行星轮转动从而带动前一级传动体的行星架转动，前一级传动体的行星架转动带动后一级传动体的太阳轮转动，以此类推实现各级之间的传动。靠近动力装置一侧的传动体的太阳轮与动力装置的输出轴相连，太阳轮可与动力装置的输出轴一体制成，从而有效的降低该处的连接成本；靠近蜗杆317 —侧的传动体的行星架通过输出轴3126与蜗杆317固定连接，从而实现机械传动。
[0049]如图9中所示，以一级传动体3121为例进一步说明，一级传动体3121可由一级太阳轮31211、三个一级行星轮31212、一级行星架31213组成，一级行星架31213的背面设置有二级太阳轮31214，三个一级行星轮31212与内齿圈31241相互啮合。如图10所示，电机311输出轴3111及一级太阳轮31211孔中设有相对应的扁司3112，其被构造成电机311与一级太阳轮31211之间的机械能传递方式。如图11所示，一级太阳轮31211与电机311输出轴3111 —体加工而成，可有效地降低该处连接成本。
[0050]电机311将电能转化为机械能通过太阳轮带动传动体转动，各级传动体之间通过上级太阳轮将机械能逐级传递，最终通过与行星架固定于一体的输出轴3126将电机311提供的机械能传递至蜗杆317中，从而驱动旋转装置31转动。其中，为了降低成本，行星减速机312中靠近动力装置一侧的前两级传动体上的齿轮可采用粉末冶金、塑料材质中的任一种制作而成；最终输出端传动体(本实施例中为三级传动体3123)中行星轮的个数可为3?5个。
[0051 ] 在本实施例中，电控箱32包括有壳体和安装在壳体内用于控制定日镜旋转的控制器，电控箱32设置在旋转装置的箱体313上，与箱体313 —起转动，其中电控箱32壳体的前壳可与箱体313 —体成型，如图13中所示；本实用新型将电控箱32与旋转装置31的箱体313连接在一起，且两者之间无相对运动，该设计可有效的防止方位转角驱动装置3的线缆出现绕线的现象。
[0052]本实用新型提供的定日镜方位角驱动装置还包括有回零装置33，回零装置33包括传感装置331和触发装置332，分别设置在相对转动的两构件上。具体的，传感装置331安装在箱体313，箱体313上设置有走线孔，且该走线孔的下端留有一开孔3132 ;传感装置331安装在该开孔3132中，且传感装置331的线缆自开孔3132穿进，通过走线孔穿至电控箱32内，从而保证了传感装置331的线缆与旋转装置31的箱体313之间无相对转动，防止在转动过程中出现绕线的情况。触发装置332安装在底座314上设置的凸台3141中，旋转装置31在初始状态下，传感装置331与触发装置332相对。当旋转装置33的箱体313带动传感装置331 —起旋转至触发装置332附近时，传感装置331感应并将信号传输至电控箱32的控制器中，实现定日镜方位角回零功能。回零装置33中的传感装置331和触发装置332可分别采用传感器和触发器，传感装置331和触发装置332作为感应元器件不局限于此，与此有类似或相近功能的感应元器件均应包含在内。
[0053]其中，在本实施例中 传感装置331可安装在箱体313的外侧；当然，传感装置331亦可均安装在箱体313内或电控箱内，更加有利于提高传感装置331的使用寿命和可靠性。由于箱体313与电控箱32之间无相对运动，因此当箱体313带动电控箱32中的传感装置331 一起旋转至触发装置332附近时，传感装置331感应并将信号传输至控制系统中，实现定日镜方位角回零功能。
[0054]特别地，上述传感装置331和触发装置332的位置可以互换，即传感装置331安装到底座314上(或直接设置在安装面上)，触发装置332安装到旋转装置33上，传感装置331和触发装置332始终分别处于具有相对位移的两个构件之上，回零装置的具体设置位置，可根据具体情况来进行设定，此处不作限制。
[0055]本发明提供的用于塔式太阳能热电站的定日镜方位转角驱动装置，其具体工作原理如下:
[0056]电控箱32内的控制器控制电机311启动，电机311的输出轴转动，并通过行星减速机312来降低转度、增加输入扭矩后，带动蜗杆317转动；蜗杆317与蜗轮316啮合，由于蜗轮316固定设置，使得蜗杆317绕蜗轮316的一圈转动，从而带动箱体313相对于立柱5转动，又由于箱体313的上端通过连接座4连接镜体1，从而实现了定日镜方位角的转动。
[0057]综上所述，本实用新型提供了一种用于塔式太阳能热电站的定日镜方位转角驱动装置，包括驱动定日镜方位角转动的旋转装置、控制旋转装置的电控箱和控制定日镜方位角回零的回零装置；旋转装置包括:箱体，上端连接定日镜，下端位于一安装面上，且箱体相对于安装面转动；蜗轮蜗杆机构，位于箱体内，蜗轮固定在安装面上，蜗轮与蜗杆相啮合；蜗杆两端通过轴承连接到箱体上，且至少一端的轴承与箱体之间螺纹连接；动力装置，安装在箱体上，且动力装置连接蜗杆的一端，动力装置带动蜗杆转动。本实用新型结构合理，跟踪精度、效率高，实用性强且成本低廉，同时本实用新型通过在蜗杆和箱体上与蜗杆对应的位置设置配套的螺纹副，可以使蜗杆在箱体内的装配更加稳定；螺纹副的设置还可以使蜗杆发生轴向位移，通过调整轴向位置，可以使蜗杆在箱体内达到最合适的位置，进而提高蜗杆的精度，在调整定日镜方位角时，可以使定日镜的方位角更加精确，提高定日镜对太阳光的反射率。
[0058]本技术领域的技术人员应理解，本实用新型可以以许多其他具体形式实现而不脱离本实用新型的精神或范围。尽管已描述了本实用新型的实施例，应理解本实用新型不应限制为这些实施例，本技术领域的技术人员可如所附权利要求书界定的本实用新型精神和范围之内作出变化和修改。
【主权项】
1.一种用于塔式太阳能热电站的定日镜方位转角驱动装置，其特征在于，包括驱动定曰镜方位角转动的旋转装置和控制旋转装置的电控箱；其中，所述旋转装置包括: 箱体，上端连接定日镜，下端位于一安装面上，所述箱体的顶部还设置有一用于箱体内线缆穿设的防水接头，且所述箱体相对于安装面转动； 蜗轮蜗杆机构，位于所述箱体内，蜗轮固定在所述安装面上，蜗轮与蜗杆相啮合；所述蜗杆两端通过轴承连接到所述箱体上，且至少一端的轴承与所述箱体之间螺纹连接； 动力装置，安装在所述箱体上，且所述动力装置连接所述蜗杆的一端，所述动力装置带动所述蜗杆转动。
2.据权利要求1所述的用于塔式太阳能热电站的定日镜方位转角驱动装置，其特征在于，所述电控箱设置在所述箱体上，且与所述箱体之间无相对运动。
3.据权利要求1所述的用于塔式太阳能热电站的定日镜方位转角驱动装置，其特征在于，所述动力装置采用伺服电机或有刷电机或无刷电机。
4.据权利要求1所述的用于塔式太阳能热电站的定日镜方位转角驱动装置，其特征在于，所述动力装置通过减速装置与所述蜗杆的一端连接。
5.据权利要求4所述的用于塔式太阳能热电站的定日镜方位转角驱动装置，其特征在于，所述减速装置采用行星减速机。
6.据权利要求5所述的用于塔式太阳能热电站的定日镜方位转角驱动装置，其特征在于，所述行星减速机包括有一内齿圈，所述内齿圈安装在所述箱体上；所述内齿圈内至少设置有一个传动体，所述传动体连接所述动力装置的伸出轴和所述蜗杆。
7.据权利要求6所述的用于塔式太阳能热电站的定日镜方位转角驱动装置，其特征在于，所述传动体包括一个太阳轮、若干行星轮和将所述行星轮和太阳轮组合在一起的行星架，所述行星轮绕所述太阳轮一圈设置并相啮合，所述行星轮还与所述内齿圈的内圈相啮入口 ο
8.据权利要求7所述的用于塔式太阳能热电站的定日镜方位转角驱动装置，其特征在于，相邻传动体之间，其中一传动体的行星架与另一传动体的太阳轮相连接；靠近所述动力装置一侧的传动体的太阳轮与所述动力装置的输出轴相连，靠近所述蜗杆一侧的传动体的行星架与所述蜗杆固定连接。
9.据权利要求7所述的用于塔式太阳能热电站的定日镜方位转角驱动装置，其特征在于，靠近所述动力装置一侧的传动体的太阳轮与所述动力装置的输出轴一体成型。
10.据权利要求6所述的用于塔式太阳能热电站的定日镜方位转角驱动装置，其特征在于，所述内齿圈嵌入所述旋转装置中。
11.据权利要求1所述的用于塔式太阳能热电站的定日镜方位转角驱动装置，其特征在于，还包括控制定日镜方位角回零的回零装置，所述回零装置包括有传感装置和触发装置，所述传感装置安装在所述旋转装置上、所述触发装置安装在所述安装面上，或所述传感装置安装在所述安装面上、所述触发装置安装在所述旋转装置上。
12.据权利要求11所述的用于塔式太阳能热电站的定日镜方位转角驱动装置，其特征在于，所述传感装置安装在所述旋转装置上，所述传感装置通过一传输线与所述电控箱连接，所述电控箱与所述传感装置之间实现信号的传输。
13.据权利要求12所述的用于塔式太阳能热电站的定日镜方位转角驱动装置，其特征在于，所述传输线通过设置在所述箱体上的走线孔连接到所述电控箱上，所述传输线与所述箱体之间无相对转动。
14.据权利要求11所述的用于塔式太阳能热电站的定日镜方位转角驱动装置，其特征在于，所述传感装置或所述触发装置位于所述旋转装置内部。
【专利摘要】本实用新型提供了一种用于塔式太阳能热电站的定日镜方位转角驱动装置，包括驱动定日镜方位角转动的旋转装置、控制旋转装置的电控箱和控制定日镜方位角回零的回零装置；旋转装置包括：箱体，上端连接定日镜，下端位于一安装面上，且箱体相对于安装面转动；蜗轮蜗杆机构，位于箱体内，蜗轮固定在安装面上，蜗轮与蜗杆相啮合；蜗杆两端通过轴承连接到箱体上，且至少一端的轴承与箱体之间螺纹连接；动力装置，安装在箱体上，且动力装置连接蜗杆的一端，动力装置带动蜗杆转动。本实用新型结构合理，跟踪精度、效率高，实用性强且成本低廉；蜗杆和箱体之间设置有配套的螺纹副，使蜗杆在箱体内的装配更加稳定，同时提高了蜗杆的安装精度。
【IPC分类】F24J2-46, F24J2-54
【公开号】CN204612215
【申请号】CN201520093713
【发明人】徐能, 黄文君, 张旭中, 江远财, 黄圆明, 胡玉超, 周慧
【申请人】浙江中控太阳能技术有限公司
【公开日】2015年9月2日
【申请日】2015年2月10日