專利名稱：曲面聚光鏡的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明涉及一種曲面聚光鏡，尤其是一種可用于太陽能熱發(fā)電、聚光光伏發(fā)電等各種太陽能聚光系統(tǒng)的曲面聚光鏡，屬于太陽能利用
背景技術(shù)：
太陽能是資源最豐富的可再生能源，取之不盡，用之不竭，具有獨特的優(yōu)勢和巨大的開發(fā)利用潛力，充分利用太陽能有利于保持人與自然的和諧相處及能源與環(huán)境的協(xié)調(diào)發(fā)展。然而太陽能的能流密度低，在利用太陽能時為了獲得足夠的能量，或者為了提高溫度，必須采用聚光裝置(集熱器)對太陽能進行采集。按照聚光原理區(qū)分，聚光裝置基本可分為反射聚光和折射聚光兩大類，每一類中按照聚光器的不同又可分為若干種。本發(fā)明主要涉及槽式反射聚光裝置，例如槽式太陽能熱發(fā)電系統(tǒng)和槽式聚光光伏發(fā)電系統(tǒng)中的槽式聚光器。上述系統(tǒng)中的曲面聚光鏡通常采用玻璃反射鏡。
目前，曲面聚光鏡一般是將高透過率的低鐵玻璃依照高精度的模具熱彎成型制造。由于模具本身精度要求高，價格昂貴，而且在使用過程中因磨損、長期高溫等原因需要經(jīng)常更換，加上依照模具熱彎成型的加工工藝復(fù)雜，因此曲面聚光鏡造價較高。而曲面聚光鏡在槽式太陽能熱發(fā)電系統(tǒng)和槽式聚光光伏發(fā)電系統(tǒng)的成本中占有較大比例，有的甚至占總成本的50％以上。
如果曲面聚光鏡的成本能夠大幅下降，則必將有力地推進太陽能利用技術(shù)的發(fā)展。

發(fā)明內(nèi)容
本發(fā)明的目的在于針對現(xiàn)有曲面聚光鏡模具成型存在的精度要求高、工藝復(fù)雜、造價高等弊端，提出一種無需高精度模具成型的曲面聚光鏡，從而簡化加工工藝、大幅降低制造成本。
申請人在實驗中發(fā)現(xiàn)，低鐵玻璃之類可作為反射鏡的玻璃雖然堅硬，韌性很低，但當(dāng)面積較大時，其有限韌性可能產(chǎn)生的變形已可以達到槽式聚光光伏發(fā)電系統(tǒng)所需反射鏡的曲率。因此，為了實現(xiàn)上述目的，申請人擬訂了本發(fā)明技術(shù)方案一種曲面聚光鏡，包括框架、安裝于框架上的托架、兩端定位于托架的玻璃反射鏡，此外還包括曲率形成裝置，所述曲率形成裝置的一端與玻璃反射鏡接觸定位，另一端與框架或托架固連件接觸定位，所述兩端將玻璃反射鏡約束變形，形成所需曲率。
以上技術(shù)方案的進一步改進是所述托架具有所需曲率的曲線輪廓或曲面，所述曲率形成裝置將玻璃反射鏡約束到與所述托架貼合，形成所需曲率。
具體實現(xiàn)時，所述曲線為拋物線、圓弧線或者拋物線與圓弧線的組合，所述曲面為拋物面、圓弧面或者拋物面與圓弧面的組合。
這樣，借助曲率形成裝置以及框架或托架固連件，尤其是具有所需曲率的曲線輪廓或曲面的托架，即可通過約束玻璃反射鏡，使之產(chǎn)生彎曲變形，成為具有所需曲率和聚光效用的曲面聚光鏡。
顯然，與現(xiàn)有技術(shù)相比，本發(fā)明摒棄了造價較高的模具熱彎成型工藝，采用簡單的曲率形成裝置將平面反射鏡制成所需曲面，加工工藝大大簡化、成本大幅降低，對太陽能的利用將起到積極的推動作用。


下面結(jié)合附圖和典型實施例對本發(fā)明做進一步說明。
圖1為本發(fā)明實施例一的立體結(jié)構(gòu)示意圖。
圖2為圖1的A-A剖視圖。
圖3為圖1實施例一中曲率形成裝置的局部放大示意圖。
圖4為實施例二的曲率形成裝置的局部放大示意圖。
具體實施例方式
實施例一本實施例的曲面聚光鏡如圖1、圖2所示，包括玻璃反射鏡1及其托架2、安裝托架的支撐框架3，還包括將玻璃反射鏡1約束成所需曲面的曲率形成裝置。托架2主要由兩根一面為拋物面形狀的型材7構(gòu)成(該型材7也可以替換為一邊為曲線的板材)，此外還包括若干將型材7固連在一起的其它型材。曲率形成裝置包括將玻璃反射鏡1周邊約束在托架型材7上的一組搭扣13，搭扣13的下端與托架2固連，上端彎折扣合在玻璃反射鏡1的上表面。由于玻璃反射鏡1面積較大，為了保證其中部也形成所需曲率，曲率形成裝置還包括安裝在托架上的推拉機構(gòu)5。該機構(gòu)如圖3所示，包括粘接于玻璃反射鏡1背面含有焊接固連螺栓8的緊固件6，和安裝在托架上的螺母9。本實施例的推拉機構(gòu)5共有六套，分別呈點陣分布于玻璃反射鏡1的背面，通過螺栓和螺母的旋合，可以將玻璃反射鏡1的中部穩(wěn)妥地約束在托架2上，確保形成所需的曲面。
實際使用時，可一邊觀察、測量聚焦光斑的變化，一邊同時旋動螺母9，使得螺桿8通過緊固件6帶動玻璃反射鏡1發(fā)生形變，逐漸使聚焦的線型光斑達到所需的要求。由于托架2呈曲面結(jié)構(gòu)，曲率形成裝置中的推拉機構(gòu)5只需要將玻璃反射鏡1的曲率進行微調(diào)即可精確形成所需曲面。
以上曲率形成裝置可以有很多其它的實施變化，例如推拉機構(gòu)在托架2上焊接螺母，與螺母旋合的螺桿8的一端與玻璃反射鏡1的背部緊密接觸；玻璃反射鏡1背面粘接的緊固件可以是球關(guān)節(jié)等機構(gòu)或者橡皮墊等。
實施例二本實施例的基本結(jié)構(gòu)與實施例一相同，不同之處在于推拉機構(gòu)選用銷連接結(jié)構(gòu)，如圖4所示，將銷10焊接固連在緊固件6上，帶緊定螺釘12的鎖緊套11與托架2固連。安裝時，推或牽拉銷10，通過緊固件6帶動玻璃反射鏡1發(fā)生形變，產(chǎn)生所需曲率，之后擰緊緊定螺釘12即可。
換言之，推拉機構(gòu)包括粘接于玻璃反射鏡背面含有焊接固連銷的緊固件，以及安裝在托架上帶緊定螺釘?shù)臓坷祝ㄟ^緊固件以及牽拉套和緊定螺釘，將玻璃反射鏡約束在托架上，形成所需的曲面。
此外，為了防止玻璃破損，所述玻璃反射鏡1背面粘貼平整基材、纖維網(wǎng)格布等加強層，所述平整基材可以是玻璃、薄金屬板、鋁塑板、塑料板、有機玻璃板。玻璃反射鏡的制造方法較多，不僅可以由一整塊平面玻璃反射鏡或具有一定曲率的玻璃反射鏡，也可以由多塊拼裝構(gòu)成。
本實施例的曲面聚光鏡結(jié)構(gòu)可應(yīng)用于槽式太陽能熱發(fā)電系統(tǒng)中的柱形拋物面聚光器。由于槽式太陽能熱發(fā)電系統(tǒng)中的拋物面聚光器較大，開口口徑一般大于4米，所以采用模具熱彎成型工藝時，模具本身的造價很高，加工工藝也比較復(fù)雜，因而成本較高。而本實施例利用玻璃反射鏡在受到外力作用下可產(chǎn)生一定形變的特性，借助推拉機構(gòu)的牽拉或者推壓，使玻璃反射鏡形成所需曲面，從而完成聚集太陽光的功能，摒棄了造價不菲的大型模具，加工工藝簡化，成本更為經(jīng)濟，有利于產(chǎn)業(yè)化推廣應(yīng)用。
權(quán)利要求
1.一種曲面聚光鏡，包括框架、安裝于框架上的托架、兩端定位于托架的玻璃反射鏡，其特征在于還包括曲率形成裝置，所述曲率形成裝置的一端與玻璃反射鏡接觸定位，另一端與框架或托架固連件接觸定位，所述兩端將玻璃反射鏡約束變形，形成所需曲率。
2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的曲面聚光鏡，其特征在于所述托架具有所需曲率的曲線輪廓或曲面，所述曲率形成裝置將玻璃反射鏡約束到與所述托架貼合，形成所需曲率。
3.根據(jù)權(quán)利要求1或2所述的曲面聚光鏡，其特征在于所述曲線為拋物線、圓弧線或者拋物線與圓弧線的組合，所述曲面為拋物面、圓弧面或者拋物面與圓弧面的組合。
4.根據(jù)權(quán)利要求3所述的曲面聚光鏡，其特征在于所述曲率形成裝置為將玻璃反射鏡周邊約束在托架上的搭扣，所述搭扣的下端與托架固連，上端彎折扣合在玻璃反射鏡的上表面。
5.根據(jù)權(quán)利要求4所述的曲面聚光鏡，其特征在于所述曲率形成裝置還包括安裝在托架上的推拉機構(gòu)，所述推拉機構(gòu)包括粘接于玻璃反射鏡背面含有焊接固連螺栓的緊固件，以及安裝在托架上的螺母，通過螺栓和螺母的旋合，將玻璃反射鏡約束在托架上，形成所需的曲面。
6.根據(jù)權(quán)利要求4所述的曲面聚光鏡，其特征在于所述曲率形成裝置還包括安裝在托架上的推拉機構(gòu)，所述推拉機構(gòu)包括粘接于玻璃反射鏡背面含有焊接固連銷的緊固件，以及安裝在托架上帶緊定螺釘?shù)臓坷?，通過緊固件以及牽拉套和緊定螺釘，將玻璃反射鏡約束在托架上，形成所需的曲面。
7.根據(jù)權(quán)利要求5所述的曲面聚光鏡，其特征在于所述玻璃反射鏡為或具有一定曲率的一塊或多塊拼裝的玻璃反射鏡。
8.根據(jù)權(quán)利要求7所述的曲面聚光鏡，其特征在于所述玻璃反射鏡背面粘貼平整基材、纖維網(wǎng)格布加強層，所述平整基材為玻璃、薄金屬板、鋁塑板、塑料板、有機玻璃板中的一種。
全文摘要
本發(fā)明涉及一種曲面聚光鏡，屬于太陽能利用技術(shù)領(lǐng)域。本發(fā)明公開的曲面聚光鏡包括框架、安裝于框架上的托架、兩端定位于托架的玻璃反射鏡，此外還包括曲率形成裝置，所述曲率形成裝置的一端與玻璃反射鏡接觸定位，另一端與框架或托架固連件接觸定位，所述兩端將玻璃反射鏡約束變形，形成所需曲率。本發(fā)明摒棄了造價較高的模具熱彎成型工藝，采用推拉機構(gòu)將曲面反射鏡制成所需曲面，加工工藝簡化，成本更為經(jīng)濟，可以有力地推進太陽能利用技術(shù)的發(fā)展。
文檔編號F24J2/46GK1800745SQ200610037849
公開日2006年7月12日 申請日期2006年1月18日 優(yōu)先權(quán)日2006年1月18日
發(fā)明者張耀明, 孫利國, 張振遠, 張文進, 劉曉暉 申請人:張耀明, 張振遠