CN102319710B - 太阳能光热电站反射镜组件无水智能清洁装置 - Google Patents

Abstract

本发明公开了一种太阳能光热电站反射镜组件无水智能清洁装置，包括除尘器，智能机械手和工程车，除尘器安装在智能机械手的头部，智能机械手的尾部安装在工程车上，智能机械手受控运动来带动除尘器对反射镜镜面进行清洁，其中，除尘器包括吹气管和吸气管，吹气管吹出的风力把反射镜镜面上的灰尘颗粒吹起，吸气管把吹起的灰尘颗粒吸走。本发明综合应用了吹吸式除尘法、静电除尘法相结合的方法以及激光探测器，压力传感器和智能机械手等，从而实现智能无水高效清洁的效果。

Description

太阳能光热电站反射镜组件无水智能清洁装置

技术领域

本发明涉及一种太阳能光热电站反射镜组件无水智能清洁装置。

背景技术

随着石油，天然气，煤等能源的日益紧缺，太阳能的利用重新得到了人们的重视，现在太阳能发电主要有光伏发电和光热发电两大类。光伏发电在国内外已经得到广泛应用并且建立了很多光伏发电电站，光热发电在其技术层面的突破和发电效率高的前提下也得到了飞速的发展，在欧美一些发达国家，光热发电站的建设也开始趋于成熟，尤其是槽式光热发电站的建设已经开始趋于规模化发展。

然而在光热发电站中，反射镜的反射率是非常关键的一点，光热发电站一般在沙漠边缘，戈壁，高原等空旷的野外建设，反射镜上难免会积累灰尘等微小颗粒，从而影响反射镜的反射率，降低了发电效率。根据考察调研，现在大多光热发电电站还是用水来人工清洁反射镜镜面。从而浪费了大量的水资源并且清洁效率还很低。再加上在沙漠边缘，戈壁，高原等地建设的光热电站水资源紧缺，从而造成电站维护成本增加。

发明内容

针对现有技术存在的问题，本发明的目的在于提供一种大大降低维护成本的太阳能光热电站反射镜组件无水智能清洁装置。

为实现上述目的，本发明太阳能光热电站反射镜组件无水智能清洁装置，包括除尘器，智能机械手和工程车，除尘器安装在智能机械手的安装法兰头上，智能机械手的尾部安装在工程车上，智能机械手受控运动来带动除尘器对反射镜镜面进行清洁，其中，除尘器包括吹气管和吸气管，吹气管吹出的风力把反射镜镜面上的灰尘颗粒吹起，吸气管把吹起的灰尘颗粒吸走。

进一步，所述除尘器还包括除尘器外壳，该除尘器外壳内的顶部设置有吹吸式除尘箱体、除静电离子风棒和激光探测器，除尘器外壳的外部前端设置有压力传感器，除尘器外壳的底部四周固定设置有挡风海绵刷；除尘器外壳上设置有连接机械手法兰，所述除尘器通过该连接机械手法兰安装在所述智能机械手的头部。

进一步，所述吹吸式除尘箱体、除静电离子风棒和激光探测器在所述除尘器外壳内依次依照从前到后的顺序排列。

进一步，所述吹气管和吸气管均设置在所述吹吸式除尘箱体内，所述吹气管的端部设置有与所述除尘器轴线成45度的夹角，使得所述吹气管吹出的气体与反射镜表面成45度角；所述吸气管的端部设置有若干个端头，若干个端头分别分布在所述吹吸式除尘箱体的底部和侧部，若干个端头均通过管路汇聚连通于所述吸气管，以增大吸灰的效率。

进一步，所述挡风海绵刷与反射镜镜面软接触，工作中所述挡风海绵刷和除尘器外壳及反射镜镜面之间共同构成密闭的环境，来防止灰尘溢出，使灰尘全部由所述吸气管吸走。

进一步，所述智能机械手包括机械手臂、控制机械手臂运行轨迹的智能服务控制箱、以及设置机械手臂运动轨迹的智能控制操作盒。

进一步，所述激光探测器用于确定所述除尘器与反射镜镜面的距离在15-20mm之间，所述激光探测器反馈的信息输送给所述智能服务控制箱，来修正所述机械手臂的运行轨迹。

进一步，所述压力传感器用于检测所述除尘器在运行中是否碰到物体，所述压力传感器碰撞后反馈的信号输送给所述智能服务控制箱和智能控制操作盒，所述智能服务控制箱会及时的停止除尘器的移动，并通过所述智能控制操作盒来调整所述机械手臂的运行轨迹。

进一步，所述工程车上设置有空压机、过滤干燥机、真空泵、储尘罐和高压发生器；机动车上的空压机与过滤干燥机相连通，过滤干燥机的出风口连通至所述吹气管；真空泵与储尘罐相连通，储尘罐的进口连通至所述吸气管；高压发生器通过线路连接所述除静电离子风棒。

进一步，所述除静电离子风棒向反射镜镜面吹出离子风，所述除静电离子风棒的出口处设置有与其轴线成45度角的导流结构，通过该导流结构使得吹出的离子风与反射镜镜面成45度角，且吹出的离子风吹向前端的所述吹吸式除尘箱体，使静电去除的灰尘由前端的所述吸气管吸走。

本发明综合应用了吹吸式除尘法、静电除尘法相结合的方法以及激光探测器，压力传感器和智能机械手等，从而实现智能无水高效清洁的效果。

附图说明

图1为本发明结构示意图；

图2为除尘器结构示意图；

图3为图2中A部放大图。

具体实施方式

下面，参考附图，对本发明进行更全面的说明，附图中示出了本发明的示例性实施例。然而，本发明可以体现为多种不同形式，并不应理解为局限于这里叙述的示例性实施例。而是，提供这些实施例，从而使本发明全面和完整，并将本发明的范围完全地传达给本领域的普通技术人员。

为了易于说明，在这里可以使用诸如“上”、“下”“左”“右”等空间相对术语，用于说明图中示出的一个元件或特征相对于另一个元件或特征的关系。应该理解的是，除了图中示出的方位之外，空间术语意在于包括装置在使用或操作中的不同方位。例如，如果图中的装置被倒置，被叙述为位于其他元件或特征“下”的元件将定位在其他元件或特征“上”。因此，示例性术语“下”可以包含上和下方位两者。装置可以以其他方式定位（旋转90度或位于其他方位），这里所用的空间相对说明可相应地解释。

本发明的工作原理为：

一：吹吸式除尘法，通过气流吹起粘附在玻璃上的灰尘使真空吸管更加容易吸走灰尘。

二：消除静电除尘法，消除玻璃上的静电，使玻璃不容易吸附灰尘。

三：智能机械手控制系统，实现全智能清洁工作。

如图1至图3所示，本发明太阳能光热电站反射镜组件无水智能清洁装置，包括除尘器3，智能机械手2和工程车1，除尘器3安装在智能机械手2的头部，智能机械手2的尾部安装在工程车1上，智能机械手2受控运动来带动除尘器3对由反射镜组件支架41支撑的反射镜42镜面进行清洁。

其中，除尘器3包括除尘器外壳31，挡风海绵刷36，吹吸式除尘箱体32，除静电离子风棒33，激光探测器34，压力传感器35和连接机械手法兰37。压力传感器35设置在除尘器外壳31的外部前端，挡风海绵刷36通过胶粘固定设置在除尘器外壳31的底部四周；连接机械手法兰37通过螺栓与在除尘器外壳31固定连接，除尘器3通过连接机械手法兰37安装在智能机械手2的头部。吹吸式除尘箱体32、除静电离子风棒33和激光探测器34在除尘器外壳31内依次依照从前到后的顺序排列，并均通过螺栓与除尘器外壳31固定连接。

吹吸式除尘箱体32内设置有吹气管321和吸气管322，吹气管321为高压气管，吸气管322为真空吸气管。吹气管321的端部324设置有与除尘器3轴线成45度的夹角，使得吹气管321吹出的气体与反射镜表面成45度角；吸气管322的端部设置有若干个端头323，若干个端头323分别分布在吹吸式除尘箱体32的底部和侧部，若干个端头323均通过管路汇聚连通于吸气管322，以增大吸灰的效率。

挡风海绵刷36与反射镜镜面软接触，工作中，挡风海绵刷36和除尘器外壳31及反射镜镜面之间共同构成密闭的环境，来防止灰尘溢出，使灰尘全部由所述吸气管322吸走。

智能机械手2包括机械手臂21、智能服务控制箱22、智能控制操作盒23，智能服务控制箱22用于控制机械手臂21的运动轨迹，智能控制操作盒23用于设置机械手臂21的运动轨迹，以免在工作中碰撞其他物件，如：集热管44、集热管支架43等。工作中，激光探测器34用于确定除尘器3距离反射镜镜面的距离在15-20mm之间，激光探测器34反馈的信息输送给所述智能服务控制箱22，来修正所述机械手臂21的运行轨迹。压力传感器35用于检测除尘器3在运行中是否碰到物体，压力传感器碰撞后反馈的信号输送给所述智能服务控制箱22和智能控制操作盒23，智能服务控制箱22会及时的停止除尘器3的移动，并由智能控制操作盒23来调整机械手臂21的运行轨迹，以躲避障碍物。

工程车11上设置有空压机12、过滤干燥机13、真空泵14、储尘罐15和高压发生器16；机动车上的空压机12与过滤干燥机13相连通，过滤干燥机13的出风口连通至吹气管321；真空泵与储尘罐15相连通，储尘罐15的进口连通至吸气管322；高压发生器16通过线路连接除静电离子风棒33。除静电离子风棒33向反射镜42镜面吹出离子风，除静电离子风棒33的出口处设置有与其轴线成45度角的导流结构331，通过导流结构331使得吹出的离子风与反射镜镜面成45度角。

本发明的除尘过程以及工作原理如下：

把工程车11停到槽式镜场其中一个单元前面适当位置，升起工程车支腿且调平，启动所有电器部件，待空压机12储气罐的压强达到最佳值时，通过操作智能控制操作盒23来控制机械手臂21的移动，把除尘器3放置到反射镜42表面的左上方，通过激光探测器34来确定除尘器3距反射镜42镜面的距离在15-20mm之间，然后启动除尘器3开始工作，机械手臂21会在事先设置好的抛物线运动轨迹带动除尘器3沿抛物线形的镜面开始清洁，还可以通过激光探测器34反馈的信息，来对事先设置好的轨迹进行修正，以免产生碰撞而损坏反射镜42镜面，从而确保除尘器3准确的清洁反射镜42。除尘器3前端装有压力传感器35，当除尘器3在清洁的过程中，前方若有事先不知道的物体时，压力传感器35与物体相碰后会迅速发出信号给智能服务控制箱22从而停止除尘器3的移动确保安全，然后通过智能控制操作盒23调整除尘器3的运动轨迹。当清洁完一个单元后，机械手臂21会在事先设置好的轨迹驱动下把其本身和除尘器3放置到空间安全的位置，以免工程车11在开往下一个单元时碰撞到集热管支架43、集热管44等。然后降下工程车11支腿，把工程车11开往下一个单元，停留在合适的位置，升起工程车11支腿且调平，通过操作智能控制盒23把除尘器3移动该单元反射镜42表面的左上方，启动自动清洁功能，除尘器3开始清洁工作。

除尘器3开始工作，由吹吸式除尘箱体32内的吹气管321成45度角向反射镜42表面吹气（吹气管321吹出的风力可以通过调节空压机12的气体输出阀门来调节），把难以清洁的灰尘颗粒吹起，而挡风海绵刷36以及除尘器外壳31挡住灰尘溢出，由侧壁的吸气管322把灰尘吸走。

当除尘器3由机械手臂21向前带动时，位于吹吸式除尘箱体32底部的吸气管322会吸走残留的灰尘，继续向前移动，位于吹吸式除尘箱体32后面的除静电离子风棒33会向反射镜42镜面成45度角吹离子风，这样不仅可以去除反射镜42镜面上的静电，而且还可以把镜面残留的灰尘吹向吹吸式除尘箱体32底部的吸气管322，由吸气管322吸走残留的灰尘，从而使镜面更加清洁和以后镜面无静电而不容易吸附灰尘。继续向前移动，激光探测器34会探测反射镜42镜面的反射率和离镜面的距离L，通过软件分析可以判断镜面的清洁程度和修正除尘器3的运动轨迹。若清洁程度达标，除尘器3会继续向前清洁，反之，除尘器会返回污点继续清洁。若清洁多次反射率还未达标，镜面可能会有裂纹等问题，则需有关人员检查并做修复工作等。

本发明太阳能光热电站反射镜组件无水智能清洁装置，运用了吹吸式除尘法，静电除尘法以及智能机械手结构等，吹吸式除尘法利用气体的流体力学使灰尘更加容易脱落，被真空吸管吸走；除静电式除尘法使镜面更加不容易吸附灰尘。采用了激光探测器，可探测反射镜的反射率，从而使除尘器具有除尘监测功能。采用智能机械手使清洁工作更加智能化，并且采用了激光探测器探测除尘器与反射镜的距离L,可以对除尘器运动轨迹进行修复。确保清洁过程安全。采用了压力传感器，探测前端障碍物，保护装置以及反射镜的安全。首次采用无水智能清洁，既可以节省水资源又可以使清洁工作更加简便，快捷。本发明清洁效率高，节省水资源，清洁运用范围广。不仅可以清洁反射镜表面还可以清洁光伏太阳能电池板等。在未来的太阳能电站维护方面具有很好的市场。

Claims (9)

1.太阳能光热电站反射镜组件无水智能清洁装置，其特征在于，该清洁装置包括除尘器，智能机械手和工程车，除尘器安装在智能机械手的头部，智能机械手的尾部安装在工程车上，智能机械手受控运动来带动除尘器对反射镜镜面进行清洁，其中，除尘器包括除尘器外壳、吹气管和吸气管，吹气管吹出的风力把反射镜镜面上的灰尘颗粒吹起，吸气管把吹起的灰尘颗粒吸走；除尘器外壳内的顶部设置有吹吸式除尘箱体，吹气管和吸气管均设置在所述吹吸式除尘箱体内，吸气管的端部设置有若干个端头，若干个端头分别分布在吹吸式除尘箱体的底部和侧部，若干个端头均通过管路汇聚连通于所述吸气管，以增大吸灰的效率；除尘器外壳的底部四周固定设置有挡风海绵刷；所述吹气管的端部设置成与所述除尘器的轴线成45度的夹角，使得所述吹气管吹出的气体与反射镜表面成45度角。

2.如权利要求1所述的清洁装置，其特征在于，所述除尘器外壳内的顶部还设置有除静电离子风棒和激光探测器，除尘器外壳的外部前端设置有压力传感器，除尘器外壳上设置有连接机械手法兰，所述除尘器通过该连接机械手法兰安装在所述智能机械手的头部。

3.如权利要求2所述的清洁装置，其特征在于，所述吹吸式除尘箱体、除静电离子风棒和激光探测器在所述除尘器外壳内依次依照从前到后的顺序排列。

4.如权利要求2所述的清洁装置，其特征在于，所述挡风海绵刷与反射镜镜面软接触，工作中所述挡风海绵刷和除尘器外壳及反射镜镜面之间共同构成密闭的环境，来防止灰尘溢出，使灰尘全部由所述吸气管吸走。

5.如权利要求2所述的清洁装置，其特征在于，所述智能机械手包括机械手臂、控制机械手臂运行轨迹的智能服务控制箱、以及用于设置机械手臂运动轨迹的智能控制操作盒。

6.如权利要求5所述的清洁装置，其特征在于，所述激光探测器用于确定所述除尘器距离反射镜镜面的距离在15-20mm之间，所述激光探测器反馈的信息输送给所述智能服务控制箱，来修正所述机械手臂的运行轨迹。

7.如权利要求5所述的清洁装置，其特征在于，所述压力传感器用于检测所述除尘器在运行中是否碰到物体，所述压力传感器碰撞后反馈的信号输送给所述智能服务控制箱和智能控制操作盒，所述智能服务控制箱会及时的停止除尘器的移动，并由所述智能控制操作盒来调整所述机械手臂的运行轨迹。

8.如权利要求2所述的清洁装置，其特征在于，所述工程车上设置有空压机、过滤干燥机、真空泵、储尘罐和高压发生器；工程车上的空压机与过滤干燥机相连通，过滤干燥机的出风口连通至所述吹气管；真空泵与储尘罐相连通，储尘罐的进口连通至所述吸气管；高压发生器通过线路连接所述除静电离子风棒。

9.如权利要求8所述的清洁装置，其特征在于，所述除静电离子风棒向反射镜镜面吹出离子风，所述除静电离子风棒的出口处设置有与其轴线成45度角的导流结构，通过该导流结构使得吹出的离子风与反射镜镜面成45度角，且吹出的离子风吹向前端的所述吹吸式除尘箱体，使静电去除的灰尘由前端的所述吸气管吸走。