一种槽式太阳能聚光镜的气-水联合除尘装置论文和设计-王志敏

全文摘要

本实用新型提供一种槽式太阳能聚光镜的气‑水联合除尘装置，所述除尘装置包括用于与轨道系统连接的支撑组件，支撑组件上设有一个横跨聚光镜的除尘管，在除尘管轴向方向间隔设置若干管嘴，支撑组件上设有驱动除尘管沿横跨聚光镜方向往复直线运动的往复直线驱动机构和驱动除尘管摆动的摆动机构，除尘管通过软管连接供水系统和供气系统。本实用新型采用的除尘方式，能够实时对槽式太阳能聚光镜的镜面进行除尘作业，通过除尘管的管嘴喷射出的气流或者水流实现聚光镜表面的清洁，整体结构简单，清洁效果好，当本装置连接相应的轨道系统后，能够实现聚光镜的全面全自动除尘。

主设计要求

1.一种槽式太阳能聚光镜的气-水联合除尘装置，其特征在于：所述除尘装置包括用于与轨道系统连接的支撑组件，支撑组件上设有一个横跨聚光镜的除尘管，在除尘管轴向方向间隔设置若干管嘴，支撑组件上设有驱动除尘管沿横跨聚光镜方向往复直线运动的往复直线驱动机构和驱动除尘管摆动的摆动机构，除尘管通过软管连接供水系统和供气系统。

设计方案

2.如权利要求1所述的一种槽式太阳能聚光镜的气-水联合除尘装置，其特征在于：所述支撑组件包括两个连接座，两个连接座上安装有传动杆，传动杆两端分别设置一摆动臂，除尘管两端分别与摆动臂固定连接，传动杆和连接座之间滑动配合，往复直线驱动机构设置在其中一个连接座上并与传动杆连接，摆动机构设置在另一个连接座上并与摆动臂连接。

3.如权利要求2所述的一种槽式太阳能聚光镜的气-水联合除尘装置，其特征在于：所述往复直线驱动机构包括电动伸缩杆，该电动伸缩杆通过一连接板与传动杆连接，所述摆动机构包括摆动电机，摆动电机连接一曲轴，在摆动臂上设有长条滑槽，所述曲轴的一端与长条滑槽间隙配合。

4.如权利要求1所述的一种槽式太阳能聚光镜的气-水联合除尘装置，其特征在于：所述除尘装置还包括一刮板，所述刮板设置在聚光镜上方，刮板通过连接柱安装于除尘管上。

5.如权利要求4所述的一种槽式太阳能聚光镜的气-水联合除尘装置，其特征在于：在所述连接柱上套设有推动刮板使其底面贴合到聚光镜上的弹簧。

6.如权利要求1所述的一种槽式太阳能聚光镜的气-水联合除尘装置，其特征在于：所述管嘴为流线型管嘴。

7.如权利要求1所述的一种槽式太阳能聚光镜的气-水联合除尘装置，其特征在于：所述供气系统包括集风杆，在集风杆上安装有集气管，集气管上方设置可转动的弯管，所述弯管一端设置方向控制尾翼，另一端设置集风器，由集风器收集的自然风通过弯管、集气管、供气管道输送至除尘管。

8.如权利要求7所述的一种槽式太阳能聚光镜的气-水联合除尘装置，其特征在于：所述集风器为喇叭形结构，在集风器上设有滤尘网。

9.如权利要求8所述的一种槽式太阳能聚光镜的气-水联合除尘装置，其特征在于：所述供水系统为移动式供水系统，可在使用时接入，其包括水箱，水箱通过水泵和供水管道连接除尘管。

10.如权利要求9所述的一种槽式太阳能聚光镜的气-水联合除尘装置，其特征在于：所述供气管道上设有气流控制电磁阀，所述供水管道上设有水流控制电磁阀。

设计说明书

技术领域

本实用新型主要涉及太阳能槽式聚光镜除尘相关技术领域，具体是一种槽式太阳能聚光镜的气-水联合除尘装置。

背景技术

在太阳能各种聚光装置的利用中，槽式聚光集热系统是当前应用最为成熟的方式，且随着国家太阳能十三五规划的实施，槽式太阳能光热发电装置以及光热利用装置已经越来越普遍，太阳能资源较丰富的地理位置多具有空旷、多风、多沙尘等特点，槽式聚光镜在户外放置，灰尘的沉积在所难免，这些地理位置的降雨量小，会与积尘混合导致斑状污渍或沟壑状污渍，以上现象对槽式聚光装置的光学性能有较大影响，会降低镜面反射率，从而降低聚光焦面的能流密度，进而影响集热器的光热转换性能，因此槽式太阳能聚光镜表面的清洁问题已经成为槽式太阳能光热利用行业急待解决的难题。

目前，曲面型槽式聚光镜大多通过人工利用工具进行清除灰尘，其中人工方式有以下类型：1)人工使用高压水枪进行清洁，该方式需耗费大量水资源，会留有水渍，且清洁不彻底；2)人工利用拖布进行清洁，该方式清洁程度不能保证；3)利用大型压缩机进行吹扫，该方式对一些顽固污渍无法清洁，吹扫起来的灰尘可能又会落到聚光镜表面。以上三种清洁方式都属于移动式清洁方式，且均耗费大量的人力物力，一般间隔一定周期开展清扫，因此存在灰尘累积、结垢、效率低、清洁度差、不能常态化日常清理、难以保证聚光镜的光学性能等问题.

实用新型内容

为解决目前技术的不足，本实用新型结合现有技术，从实际应用出发，提供一种槽式太阳能聚光镜的气-水联合除尘装置，本装置通过气-水结合的方式实现聚光镜的日常自动除尘，结构简单，自动化程度高，能够保证聚光镜表面的清洁度。

本实用新型的技术方案如下：

一种槽式太阳能聚光镜的气-水联合除尘装置，包括用于与轨道系统连接的支撑组件，支撑组件上设有一个横跨聚光镜的除尘管，在除尘管轴向方向间隔设置若干管嘴，支撑组件上设有驱动除尘管沿横跨聚光镜方向往复直线运动的往复直线驱动机构和驱动除尘管摆动的摆动机构，除尘管通过软管连接供水系统和供气系统。

所述支撑组件包括两个连接座，两个连接座上安装有传动杆，传动杆两端分别设置一摆动臂，除尘管两端分别与摆动臂固定连接，传动杆和连接座之间滑动配合，往复直线驱动机构设置在其中一个连接座上并与传动杆连接，摆动机构设置在另一个连接座上并与摆动臂连接。

所述往复直线驱动机构包括电动伸缩杆，该电动伸缩杆通过一连接板与传动杆连接，所述摆动机构包括摆动电机，摆动电机连接一曲轴，在摆动臂上设有长条滑槽，所述曲轴的一端与长条滑槽间隙配合。

所述除尘装置还包括一刮板，所述刮板设置在聚光镜上方，刮板通过连接柱安装于除尘管上。

在所述连接柱上套设有推动刮板使其底面贴合到聚光镜上的弹簧。

所述管嘴为流线型管嘴。

所述供气系统包括集风杆，在集风杆上安装有集气管，集气管上方设置可转动的弯管，所述弯管一端设置方向控制尾翼，另一端设置集风器，由集风器收集的自然风通过弯管、集气管、供气管道输送至除尘管。

所述集风器为喇叭形结构，在集风器上设有滤尘网。

所述供水系统为移动式供水系统，可在使用时接入，其包括水箱，水箱通过水泵和供水管道连接除尘管。

所述供气管道上设有气流控制电磁阀，所述供水管道上设有水流控制电磁阀。

本实用新型的有益效果：

1、本实用新型采用的除尘方式，能够实时对槽式太阳能聚光镜的镜面进行除尘作业，通过除尘管的管嘴喷射出的气流或者水流实现聚光镜表面的清洁，整体结构简单，清洁效果好，当本装置连接相应的轨道系统后，能够实现聚光镜的全面全自动除尘。

2、本实用新型通过设置的往复直线驱动机构能够使得除尘管在除尘过程中进行小幅度往复运动，保证除尘管的管嘴能够喷射到聚光镜的所有表面，通过设置的摆动机构，能够调整管嘴的角度，以进一步提高除尘效果。

3、本实用新型的支撑组件整体结构设计合理紧凑，能够实现除尘管的灵活调整和运动。

4、本实用新型通过设置的刮板，能够对聚光镜上残留的水渍进行刮除，刮板的结构设计能够保证在除尘管进行调整时始终保持与聚光镜镜面贴合的位置。

5、本实用新型设置的气-水联合除尘系统，通过收集自然风的方式进行气流的形成，能够有效节约能源，气-水系统可通过电磁阀远程控制实现除尘模式的切换。

6、本实用新型除尘管上的出口为流线型管嘴，采取流线型管嘴能最大化减少能量损失，提高出口流速，集风器为喇叭状外形，风向控制尾翼是现有成熟装置，能保证自然风正对着集风器吹，从而最大化收集风量。

附图说明

附图1为本实用新型总体结构示意图；

附图2为本实用新型除尘管安装方式示意图；

附图3为本实用新型支撑组件结构示意图。

1、轨道系统；2、聚光镜；3、支撑组件；4、除尘管；5、供水管道；6、气流控制电磁阀；7、供气管道；8、控制尾翼；9、弯管；10、集风器；11、集风管；12、集风杆；13、水流控制电磁阀；14、水箱；15、供水电磁阀；16、水泵；17、连接座；18、传动杆；19、摆动臂；20、连接板；21、电动伸缩杆； 22、管嘴；23、连接柱；24、弹簧；25、刮板；26、摆动电机；27、曲轴；28、长条滑槽。

具体实施方式

结合附图和具体实施例，对本实用新型作进一步说明。应理解，这些实施例仅用于说明本实用新型而不用于限制本实用新型的范围。此外应理解，在阅读了本实用新型讲授的内容之后，本领域技术人员可以对本实用新型作各种改动或修改，这些等价形式同样落于本申请所限定的范围。

如图1～3所示，本实用新型为一种槽式太阳能聚光镜的气-水联合除尘装置，主要是通过固定除尘的方式实现聚光镜的实时除尘作业。本除尘装置可安装在聚光镜对应设置的轨道系统上，沿轨道系统运动实现聚光镜除尘。

本实用新型包括用于与轨道系统1连接的支撑组件3，支撑组件3上设有一个横跨聚光镜2的除尘管4，在除尘管4轴向方向间隔设置若干管嘴22，支撑组件3上设有驱动除尘管4沿横跨聚光镜2方向往复直线运动的往复直线驱动机构和驱动除尘管摆动的摆动机构，除尘管4通过软管连接供水系统和供气系统。

在本实用新型中，供气系统和供水系统可分别向除尘管4供应气和水，除尘管4内部设置通道与外部的软管连通，由软管进入的水或气能够经流线型管嘴22喷射而出。多个流线型管嘴22呈等间距且出口朝向槽式太阳能聚光镜2 的镜面设置，通过流线型管嘴22喷射出的高压气或高压水流实现槽式太阳能聚光镜7表面的清洁。在实际使用过程中，可通过采集聚光镜2表面反射率的数据反映聚光镜2表面的清洁程度，以此为依据选择使用供气系统通过喷射气流实现除尘还是选择使用供水系统，通过喷射水流实现除尘。由于在本实用新型中，设置在除尘管4上的管嘴22是间隔设置的，因此在实际除尘过程中，位于管嘴22之间的聚光镜2部位可能不会受到水流或气流的直接冲击，由此可导致部分聚光镜2的镜面难以被清扫干净。为此，本实用新型设置了相应的往复直线驱动机构和摆动机构，通过往复直线驱动机构带动除尘管4在一定范围内进行往复式直线运动，从而保证管嘴22能够喷射到聚光镜2的所有表面上。

如图2、3所示，本实用新型的支撑组件3包括两个连接座17，两个连接座 17上安装有传动杆18，传动杆18两端分别设置一摆动臂10，除尘管4两端分别与摆动臂10固定连接，传动杆18和连接座17之间滑动配合，往复直线驱动机构设置在其中一个连接座17上并与传动杆18连接，摆动机构设置在另一个连接座17上并与摆动臂10连接。本实用新型通过往复直线驱动机构带动传动杆18在小范围内往复运动，传动杆18进而带动除尘管4往复运动使管嘴22能够直接喷扫至槽式太阳能聚光镜2镜面的所有位置。同时，通过设置的摆动机构带动摆动臂10进行角度调整，摆动臂10进而使除尘管4改变角度保证管嘴 22处于最佳的喷射角度。

在本实用新型中，往复直线驱动机构可通过丝杠结构实现，也可直接采用电动伸缩杆21，将电动伸缩杆21固定于连接座17上，电动伸缩杆21通过一连接板20与传动杆18连接，电动伸缩杆21伸缩运动时，通过连接板20带动传动杆18往复直线运动。摆动机构包括摆动电机26，摆动电机26固定在连接座 17上，摆动电机26连接一曲轴27，在摆动臂10上设有长条滑槽28，曲轴27 的一端与长条滑槽28间隙配合。当摆动电机26带动曲轴27转动时，曲轴27 能够带动摆动臂10以传动杆18为中心进行摆动，从而调节管嘴22的倾斜角度，曲轴27与长条滑槽28的间隙配合也能够保证除尘管4的往复直线运动不受干涉。本实用新型设置的往复直线运动结构以及摆动结构整体布局合理，结构紧凑、占用空间小，能够使得除尘管4进行灵活调整，保证能够对槽式太阳能聚光镜2各部位进行全面清扫。

在本实用新型中，除尘装置还包括一刮板25，刮板25横跨于槽式太阳能聚光镜2上方，刮板25通过两个连接柱23安装于除尘管4上，在连接柱23上套设弹簧24，连接柱23一端与除尘管4固定连接，另一端与刮板25滑动配合，通过弹簧24的设置能够保证刮板25紧贴在聚光镜2上，实现污渍、水的刮除。

如图1所示，本实用新型的供气系统包括集风杆12，集风杆12固定在槽式太阳能聚光镜10一侧，在集风杆12上安装有集气管11，集气管11上方通过轴承设置弯管9，该弯管9可相对于集气管11转动并且与集气管11内部相连通，弯管9一端焊接方向控制尾翼8，另一端焊接喇叭状的集风器10，在集风器10 内安装有滤尘网，集风器10通过弯管9与集气管11连通，集气管11通过供气管道7、连接至除尘组件的软管。在自然风给予风向控制尾翼压力时，能够带动弯管9转动保证自然风正对着集风器10吹，从而最大化收集风量，由于集风器结构为现有成熟技术，在此不再具体描述。由集风器10收集的自然风通过弯管 9、集气管11、供气管道7输送至除尘管4。为了能够实现智能化控制，本实用新型在供气管道7上设有气流控制电磁阀6，通过控制气流控制电磁阀6的通断实现供气系统通断的控制。

供水系统包括水箱14，水箱14通过水泵16和供水管道5连接至除尘管4，在供水管道5上设有水流控制电磁阀13。供水系统可采用移动式供水系统，在需要使用时再进行接入，通过水流控制电磁阀13的通断控制供水系统是否接入使用。移动式供水系统应用于北方干旱缺水、多风的地区，自然风的吹扫是利用该地区风资源丰富的特点，移动的水系统能够节约水资源，同时如果在夏季还可利用相应收集雨水的装置。

设计图

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