自动跟踪式太阳能聚光集热器设计ok.doc

自动跟踪式太阳能聚光集热器的设计 机电一体化专业 【摘要】：能源与环境问题是当代世界各国面临的重大的社会问题。而能源是国民经济建设和改善人民生活条件的重要物质基础。我国幅员辽阔，且多处于中低纬度，太阳能资源十分丰富。研究和重视太阳能的开发和利用，对于我国资源环境持续发展及全球环境保护有着深远的意义。目前对太阳能的集热装置很多，但在我国广泛应用的还是平板集热器。目前，抛物槽集熱器在一些发达国家已经得到较好的利用，并且获得两块较好的效果，但在我国，该项技术却很少被研究。本设计，就是从更加有效的利用太阳能的目的出发，着力提高入射阳光的能量密度，使之聚焦在较小的集热面进行表面处理以降低热损失，使得在较高的集热温度下，得到较高的集热效率，并且能充分利用好一整天的太阳能，从而大大的提高各种太阳能利用系统的总效率。这就是本次设计的自动跟踪式抛物槽聚光集热器。【关键词 】：太阳能 集热器 真空集热管 跟踪装置 9Design of automatictracking solarcollectorGu Mingwei(Southwest University of Science and TechnologyNetwork Institute ofelectromechanical integrationprofessional 13spring)【Abstract】：the problem of energy and environmentis amajor socialproblem facingthe contemporary world.While the energy is theimportant material base of national economicdevelopment and improvement of peoplesliving conditions.China has a vast territory,andin the lowlatitude,solar energyresources are very rich.Research and utilization ofsolar energyandthe importance ofthedevelopment,is far-reaching meaning for thesustainable development ofresources and environment in Chinaandglobal environment protection.At present a lot ofheat collectorof solar energy,butwidely used in Chinaorflat plate heat collector.At present,collectoris betterutilized in somedeveloped countriesparabolic trough,and obtaintwo pieces ofgood results,but in our country,the technologyhas seldom been studied.Thisisthe purpose ofdesign,fromsolar energymore effectively useofincident sunlight,focus on improvingtheenergy density,so that thefocusofsurface treatment in theheat collectingsmall surfacetoreduce heat loss,soin the hotsethigher temperatureto obtainhigher thermal efficiency,and canmake full use ofsolar energyall dayandthus greatly improvethe efficiency of the whole systemofall kinds ofsolar energy utilization.Thisis the design of theautomatic trackingparabolic troughcollector.【Keywords】: solar energy solar collector vacuum tube;tracking device目录一、绪论3二、集热器介绍4（一）平板集热器4（二）真空管集热器4（三）聚光集热器5三、集热器的选择5（一）集热器的类型及选择5（二）聚光集热器的类型选择6四、聚光集热器的结构组成以及设计7（一）集热系统的设计8（二）聚光系统的设计9（三）跟踪系统的机械设计13（四）跟踪系统的控制设计14（五）机架系统的设计16结论 20参考文献 22致谢辞23一、绪论能源是经济的首要问题，是发展工业、农业、国防、科学技术和提高人民生活水平的重要物质基础。因此能源的开发利用，对国民经济和社会的发展都有重大的意义。世界消耗能量得很大部分来自矿物质燃料，而矿物质燃料资源是有限的，世界的石油资源只能维持几十年。要减轻对石油和煤气的依赖，就必须开发和利用新能源。目前，新能源在整个能源供应结构中，占的份额还不大。在新能源中，最引人注目、研究工作最多、应用最多、涉及科学面最广的得就要首推太阳能。广泛运用更先进的太阳能技术将会对大气污染和全球的天气变化产生一种有益的影响。太阳能热利用具有广阔的应用领域，但目前最主要的是太阳能热发电 (能源产出)和建筑用能(终端直接用能)，包括采暖、空调和热水。在我国，当前太阳能热利用最活跃、并已形成产业的当属太阳能热水供应系统。太阳能热水器是利用光热能转换原理，让阳光经过集热装置，将冷水加热，通过循环管将热水储存起来，供给我们随时使用。性能良好的太阳能集热器是太阳能热水器的关键技术设备之一。目前成熟的太阳能集热器主要有平板集热器、全玻璃真空管集热器、热管式真空管集热器和CPC 型热管式集热器。在我国，太阳能资源区划如表 11 所示。全国有 90%以上地区年太阳辐照总量大于 5000MJ/(m2a)。除四川盆地和毗邻地区外，绝大部分地区的太阳能资源相当或超过国外同纬度地区太阳能资源，特别是青藏高原中南部太阳能资源尤为丰富，具有良好的开发条件和应用价值。表 11 我国太阳能资源区划二、 集热器介绍太阳辐射的能流密度低，在利用太阳能时为了获得足够的能量，或者为了提高温度，必须采用一定的技术和装置（集热器），对太阳能进行采集。集热器按是否聚光，可以划分为聚光集热器和非聚光集热器两大类。非聚光集热器（平板集热器，真空管集热器）能够利用太阳辐射中的直射辐射和散射辐射，集热温度较低；聚光集热器能将阳光会聚在面积较小的吸热面上，可获得较高温度，但只能利用直射辐射，且需要跟踪太阳。（一）平板集热器在太阳能低温利用领域，平板集热器的技术经济性能远比聚光集热器好。为了满足特定的使用要求，开发研制了许多种平板集热器：按工质划分有空气集热器和液体集热器； 按吸热板芯材料划分有钢板铁管、全铜、全铝、铜铝复合、不锈钢、塑料及其它非金属集热器等； 按结构划分有管板式、扁盒式、管翅式、热管翅片式、蛇形管式集热器，还有带平面反射镜集热器和逆平板集热器等；按盖板划分有单层或多层玻璃、玻璃钢或高分子透明材料、透明隔热材料集热器等。目前，国内外使用比较普遍的是全铜集热器和铜铝复合集热器。（二）真空管集热器为了减少平板集热器的热损，提高集热温度，国际上70年代研制成功真空集热管，其吸热体被封闭在高真空的玻璃真空管内，大大提高了热性能。将若干支真空集热管组装在一起，即构成真空管集热器，为了增加太阳光的采集量，有的在真空集热管的背部还加装了反光板。真空集热管大体可分为全玻璃真空集热管，玻璃-U型管真空集热管，玻璃。金属热管真空集热管，直通式真空集热管和贮热式真空集热管。最近，我国还研制成全玻璃热管真空集热管和新型全玻璃直通式真空集热管，建立了拥有全部知识产权的热管真空管生产基地，产品质量达到世界先进水平，生产能力居世界首位。目前，直通式真空集热管生产线正在加紧进行建设，产品即将投放市场。（三）聚光集热器聚光集热器利用光学系统反射器或折射器增加能量吸收表面上的太阳辐射强度。对于一给定的总能量，在该表面上更高的能流意味着更小的集热面积，并对应地减少热损失。所以，聚光集热器可以达到中、高温度下工作。虽然减少了热损失，但又产生两种额外的损失：大多数聚光集热器只能收集直射辐射，散射辐射损失掉了；还有额外的光学损失。所以在具体应用上，聚光集热器必须选择安装在太阳直射辐射资源比较丰富的地区。三、集热器的选择（一）集热器的类型及选择选取集热器时考虑到因素:首先保证满足使用要求:其次要考虑到运行安全问题、密封可靠问题、结垢清理问题、承压运行问题,还有经济实用性。表31 集热器的类型和特点表32 集热器类型和价格平板式不予考虑。热管真空管集热器防冻性能好，即使在冬季长时间无晴天及夜间的严寒条件下，真空管也不会冻裂。因此从技术经济性能综合考虑，平板集热器适用于华南地区，即冬季温度高于0的地区，全玻璃真空管集热器适用于华北及部分西北地区，即冬季温度高于一15的地区，热管真空管适宜高寒地区应用。同时还要考虑到资金投入和安全可靠性。相同集热面积的情况下，价格上热管式集热器最昂贵，相当于平板式的5-6倍和全玻璃真空管集热器的2.32.7倍，全玻璃真空管集热器价格是平板式的1.92.5倍，当集热器和水箱组成热水器后，价格如表3-2所示。通过以上分析，拟采用全玻璃真空管聚光集热器。（二）聚光集热器的类型选择 聚光集热器有很多种类型。按跟踪方式有二维跟踪和一维跟踪；按聚光方式可分为线状聚光和点状聚光；按聚光原理可分为反射型和折射型。太阳能利用的最大障碍就是太阳的运动，确切的说是地球相对于太阳的运动。为充分利用阳光，就要进行跟踪。要研究跟踪问题，首先要知道任意时刻太阳的位置，表示太阳位置的方法很多，若用方位角和太阳高度角这两个角度，则可表示为下列形式： 式中，地理纬度（北为正）；太阳赤纬角（北为正）；太阳时角。聚光系统要跟踪太阳，使光轴指向太阳方向，就要不断调整东西朝向和南北倾斜度这两个角度，以适应方位角和高度角h的变化。所要求的跟踪精度取决于聚光系统的容许偏角，一般聚光比越高，跟踪精度要求越高。二维跟踪系统是同时跟踪太阳的方位角和高度角的变化。实质上，一天中，地球除去绕太阳公转外，还自转一周，其地轴的位置也有少许的偏移。所以作为安装在地球上某一点的聚光集热器，为要准确的跟踪太阳，除去其开口面必须与地球具有相同的自转速度外，聚光器的几何中心轴还必须随时调整与地轴平行。前者跟踪太阳的方位，后者跟踪太阳的高度，构成所谓的两维跟踪系统。因此，我们不难看出二维跟踪系统精度高于一维跟踪系统，因此增加了系统的复杂程度，提高了产品的成本。在对聚光器的类型进行选择时，我们注意到折射聚光器材料主要局限于玻璃，其他透明物体透光率有限，而加工典型的折射器菲涅尔透镜需要一个微分运算，加工较困难，这增加了制造复杂程度，易丧失产品经济性。故采用反射型聚光器。通过比较分析，结合本次设计的要求：聚光面积为1m2。我们不难看出，如果采用二维跟踪系统聚光，那么复杂的跟踪系统使发热功率仅为1千瓦的集热器成本大幅度提高了，制造和安装困难加大。故采用一维跟踪系统。在跟踪方面，东西朝向采用动力跟踪，较准确跟踪太阳方位；南北方向倾斜度采用按季节调节太阳高度角。 聚光器选用反射型聚光器，即采用槽型抛物面聚光系统。四、聚光集热器的结构组成以及设计槽型抛物面聚光集热器按功能关系可分为聚光集热系统、跟踪系统、控制系统、支撑系统四大部分，工作流程如图41。 图 41（一）集热系统的设计集热系统的功能是吸收太阳光照射能量，将工质加热，使之达到工作温度。它的核心部件是热管，而热管现在市场上已经多种可以选购，专门生产热管的部门生成工艺较成熟，产品可以满足顾客的多种需求。所以，对于热管最好从市场上选购而避免定做所带来的人力物力的浪费，主要又可以缩短整个产品生产周期。集热器的类型和特点如表41。选用清华阳光生产的全玻璃真空集热管。它采用特硬高硼硅玻璃制成，又内外双层玻璃，中间夹层为真空层。内层玻璃涂有太阳选择性吸收涂层溅射渐变铝氮/铝，太阳光吸收率93；红外发射率8（100）；真空度310-3Pa;空晒温度250；耐压1MPa；能耐受直径25以下的冰雹袭击；顶端焊接磨圆。型号（QB-AI-N/AL/37/47-1200-1）内外径37/47mm，长度1200。这种集热管加热快，吸收率高，真空层保温效果好，因此优先考虑采用。所以本次设计采用1500的集热管，受光长度为1200，其余作为安装余量用。表41 相关厂家提供的集热管技术指标（二）聚光系统的设计 在进行聚光系统的设计前必须先介绍一下聚光比及其与口径比D的关系，然后再进行设计计算。1.聚光器的聚光比及与口径比的关系 聚光器的聚光比是表示聚光系统性能的重要参数。它说明自然阳光经过聚光器的聚光作用后，能量密度可能提高的倍数。太阳聚光器的聚光比按其含义的不同，分为几何聚光比 和能量聚光比 两个不完全相同的概念。对任何一个理想的聚光器，所谓“几何聚光比”C个；定义为聚光器接受自然阳光的开口面积和吸收体面积之比值。即它具有如下的两个含义：（1）用于粗估聚光可能达到的最大温度。（2）用于粗估聚光器的成本。 一般说来，几何聚光比越高，可能达到的聚光温度也越高，成本也越贵。几何聚光比，代表聚光器一种几何尺寸上的概念，并不能用于吸收体的传热计算。因为按照一般热弯工艺加工的曲面镜，总是存在下列两种误差：镜面误差；曲面的实际尺寸和名义尺寸之间的误差。即使进行镜面研磨，这种误差也不能做到完全消除。而在太阳能利用中，考虑到镜面研磨的工艺成本太高，通常所用的曲面镜，是不允许采用研磨工艺的。所谓镜面误差，就是说镜面是否平整，也就是镜面“光洁度”。由于这种镜面误差的存在，使得一部分入射的太阳辐射变成散射，而不能汇聚到曲面镜的焦点上。这时，由镜面误差所引起的反射误差角：式中镜面误差角，表示按曲面名义尺寸某点的切线和该点实际切线之间的夹角。根据一般经验，研磨镜面820；普通热弯镜面3060。对曲面镜的名义尺寸和实际尺寸之间误差的影响，可以沿用上述相同的道理进行分析，其结果如图49所示。即由于法线偏移角，其所引起的反射误差角，同样可用式45进行计算。这就是说，在实际的曲面镜中，由于不同的镜面误差，其最终结果将使入射到曲面镜开口面积上的直射太阳辐射不能全部反射到吸收体上。这从能量的观点上来看，表示一种损失。因此，在聚光器的性能分析中，就有一个区别于几何聚光比的新概念，即上面已经提到的“能量聚光比”C，定义为吸收体上接受到的平均能量密度Ia与人射的直射太阳辐射强度Ib之比值，即在一切情况下，对所有的聚光器， CGCe；只有理想的聚光器，CG= Ce。一般情况下，可表示为如下的关系式： 式中镜面的直射辐射反射率光学效率对理想聚光系统，几何聚光比Cg完全决定于太阳张角。它们之间具有如下的简单关系，即一维情况：二维情况：式中的等号，表示一种理想的极限情况。在这种聚光系统中还有一个很重要的参数就是“口径比”D，定义为开口宽度B与焦距f之比值，即DB/f。抛物面反射镜的聚光比，主要取决于口径比的数值，与吸收体的形状也有一定的关系。在槽形抛物面反射镜中，吸收体通常为圆管，也就是一般所说的集热管，这种集热管的形状，对线聚光聚光器，可以是圆管、平板、也可以是空腔圆管。对点聚光旋转抛物面聚光器，可以是球体、圆板、也可以是空腔球体。现以圆管吸收体为例作典型分析。这时聚光器的几个聚光比Cg,根据定义可以表示为 （41）这样，按照聚光器聚光的阳光能够全部落在集热管上的条件d2R (42)将上式代入式41，求得理想情况下槽形抛物面聚光器几何聚光比Co的实用计算式为 (43)由此可以清楚德看到，几何聚光比是口径比D的函数。当D1时，式可以简化为： Co=34.2D当D4时，从几何意义上来说，抛物面的焦点位于开口面上。这时聚光器的聚光比取最大值，即 Cgmax68.4以上是对吸收体为圆管情况求得的结果。对其他形状的吸收体，可以沿用上述相同的道理进行分析。这里包括对点聚光旋转抛物面镜各种情况的分析在内。由此可以看到，抛物面反射镜面的聚光比，主要决定于口径比的数量，与吸收体的形状也有一定的关系。图 表示以本设计的槽形抛物面圆管情况为例：其口径比D与理论聚光比Co将随开口比D的增大而增加，在D4时达到最大值，随后便逐渐下降。无论哪一种抛物面聚光器，可概分为短焦距和长焦距两种，两者之间没有明确的定义区别。这里将抛物面焦点落在抛物面以内的成为短焦距，而将焦点落在开口面以外的称为长焦距。有理论计算可知，槽形抛物面聚光器的吸收体形状，以椭圆面为最佳。其最佳D值，对短焦距D4，对长焦距D1.65。2.抛物面反射镜的设计 首先，设抛物线的方程为X2=2PY(Y0)，焦距f0.5p，如果开口宽度为B，则口径比，设计要求集光面积1，即开口宽度B与槽长L的乘积为1，槽长L应与所选用的集热管长相等，即为1200mm，那么可以方便求出开口宽,然后为了确定抛物线方程，必须要确定p值，这里的运算要用到最佳口径比。定义开口边缘与集热管中心连线与抛物线对称的夹角为边界角,则,此时的几何聚光比Cg为。设1为曲线上的一入射点到集热管中心线的距离，那么随着X单调递增，且d2lsin,为使全部入射光都照射在集热管上所必须的最小管径：,因而最大聚光比为,当D4时，取等号，具有最大值，此时,R若设光学系统是理想的，并且无跟踪误差，则等于太阳张角，可得，代入得B=833.3mm，得f=208.3mm，p=2f=416.6mm，抛物线方程为：槽形抛物面主要承担聚光的任务。其形状和位置对聚集的光能否完全被集热管吸收有重要的作用，也是提高太阳能的利用率的重要参数。为此，我们设计用两个侧翼来固定抛物面，侧翼上各加工有所要求的抛物线的凹槽，及抛物线，用来镶嵌固定抛物面保持反射镜的槽形。其中，我们还兼顾考虑到节省用料，故设计侧翼的形状如下： 图 43侧翼我们选用耐高温耐腐蚀的工业塑料，这样便于加工，同时也减轻整个结构重量。侧翼上开有四个孔，由四条拉杆将两侧翼连在一起，以便两侧翼之间的距离不会改变而导致聚光抛物面脱离。拉杆两端均有螺纹，以便用螺母将量侧翼固定。（三）跟踪系统的机械设计我们这次设计的关键是实现对太阳的全天候跟踪,即对太阳方位角的跟踪东西向跟踪。这里，我们采用自动跟踪，利用光敏电阻控制。我们选用一个电动机提供跟踪的动力，通过控制侧翼来实现对反射镜面动作的控制。通常来说，传动系统有齿轮传动、链条传动、带传动等几种。我们此次设计的跟踪系统，是以一天为周期进行循环，也就是说每天都需要复位，工作完毕后回到初始位置。而链传动的回程误差较大，不宜采用。带传动需要较大的预紧力，适宜于远距离传动，这也不适合选用。因此，我们考虑采用齿圈传动，而系统为轻载型，故大齿轮应做成齿条状，并只需用所要求的150的圆弧。在齿圈上预侧翼相对位置 图4-4上开有四个孔。安装时，四条拉杆横向穿过齿圈，然后利用紧钉螺钉将大齿轮固定在拉杆上，这样齿圈转动必然带动侧翼转动，侧翼又带动聚光板转动。大齿轮设计简图如图44所示。（四）跟踪系统的控制设计控制系统的作用是“感知”太阳方位变化情况，并把这些情况以信号传递，使跟踪系统接受到这个信号，并做出跟踪反应。我们采用一维跟踪系统，对太阳的方位角进行全天候跟踪，而太阳的高度角只做季节性调整。一维跟踪系统有机械式和光电式两种。为了简便系统的装置，避免很多复杂的机械连杆机构，我们采用常用的自动化程度较高的光电跟踪方式。其原则方框图如图所示： 图 45这种跟踪系统，原则上由三大部件组成：位置检测器、控制组件、跟踪头。以下分别作简要的介绍和计算。1.位置检测头主要是两只性能经过挑选的光敏电阻和两只电位器组成的乔式电路。两只光敏电阻分别装在聚光器上的黑管内。以下进行黑管的设计。由聚光系统设计，我们已经认识到：为使全部入射光照射在集热管上所必需的最小管径： 其中太阳张角16而所选集热管内径已达37mm,所以允许有一定的跟踪误差，而全部反射光仍可以照射于集热管。 设允许斜射角为，则所以，2.54，即233能够“观测”这一偏角的装置可用一个黑管来实现，光敏元件采用MJ42-05光敏电阻，位于黑管底部，当阳光从平行于黑管轴线的方向射进时，两电阻均被照射到，则把这一信号传递到控制电路，控制电路做出反应，保持跟踪齿轮不转动；当光线照射方向超越了允许偏离角时，有一个电阻将不会被照射到，将这一信号传递到控制电路，驱动跟踪齿轮转动，知道两个电阻都被照射的信号到来才停止。电路分为左右两个电阻，哪一个没被照射到，黑管应向这个方向倾斜。黑管结构如下： 电阻MJ4205直径为7mm，若使外露部分为7mm，则黑管高度应为：7/tg=7/2.54=157.8mm，若使黑管口部向内有一凸缘，使底部长出凸缘2mm，则黑管高应为2/tg2.54=45mm，可见这样可以大幅度降低黑管尺寸，应优先采用。由于跟踪精度与光信号的采集有直接关系，故黑管的安装位置尤为重要，阳光直射入黑管时要求刚好平行照射抛物面的光轴，所以黑管轴线应平行于光轴，而且应垂直于集热管轴线，并且一定跟随跟踪系统一起转动，因此可以安装于侧翼顶端。光敏电阻采集的光信号送入控制电路处理，控制电路另外设计，电路板应安装于箱体内。图462.控制组件 这部分包括两级放大和功放，以及云遮切换装置。主要接受从位置检测器来的微弱信号，经过放大后，送到跟踪头。云遮切换装置，是利用一个光敏电阻，当太阳被云遮蔽后，引起光敏电阻的阻值变化，随即输出一个信号，推动继电器操作，进行工作状态的切换。此时镜面则以15/时的恒角速度转动，直至太阳重新出现为止。3.跟踪头 实为跟踪装置的执行元件，包括直流电动机、测速机和减速器，三者组装成一体。将从控制组件输入的电压转变为机械转矩，推动聚光器转动。同时输入一个与转速成比例的电信号，用以在云遮时以一个很低的恒速运行。 这种光电跟踪装置，由于采用了闭环控制，系统的位置精度，基本上决定于位置检测器的精度，因此能够比较容易地实现跟踪装置具有较高地精确度，以及自起动、停止和高速反转等操作，系统本身具有较好的抗干扰能力。（五）机架系统的设计机架的作用可以概括为三条：（1）使各系统之间保持一定的位置关系；（2）连接、支撑集热系统、聚光系统、跟踪系统、控制系统；（3）机构的调整实现相对位置的改变，适应太阳方位角和高度角的改变。机座的作用是将分散的系统连接成块并为工作场地安装提供条件。1.机架的设计机架包括的部件相当多，从上到下依次为：真空管端盖、三角架、U型管机架侧翼、铰支座、调高机构等等。下面就这些机构的详细设计介绍如下：（1）U型管和真空管端座设计 此端座应起到固定真空管的作用，使安装轴承和下面支架变得可行。于是根据真空管两端形状设计此端盖。一开口端采用如右所示形状：右边台阶安装侧翼，侧翼在上面滑动转动。真空管与端盖接触处垫上薄毛毡，以固定真空管。此端盖焊接在U型管上，支撑整个聚光集热系统，销孔插销，以防止集热管下滑。并且为了便于拆卸，在U型管的右端座安装侧翼时，采用一个卡箍。卡箍形状如图4-7所示。图4-7（2）U型管支架的设计真空管需要机架来支撑。而且，关键的跟踪动作高度角的季节性调整也需要一个方便运动的灵活装置来实现。为此，设计如图48的一个U型管。U型管用钢管弯曲加工而成，在技术上已比较成熟，易于实现。固定集热管的端盖则焊接在U型管的两端，采用电弧焊，满足焊接要求，保证一定的工作强度。同时 图4-8在U型管的两个转角处加一个加强板，增加支架的稳定性和刚度。左边的转角与铰支座铰链，灵活连接便于自由转动。同时增加左侧转角的圆角大小，以保证工作在倾斜状态时有足够的强度和刚度。（3）支架及铰支座的设计U型管支架有两部分组成：左边用铰支座固定于水平地面，使整个U型管能绕铰支座旋转，靠右端，有一固定于U型管上的铰链与调高支架2杆相连接。为了使U型管在整个调高过程中能固定平稳，铰链位置应超过U型管长度的一半。取铰链到铰支座的安装距离为800mm。（4）调高机构设计由于整个调高机构是手动调高，故不宜设计过高。此外，整个机构按季节性进行手动跟踪调整，因此，U型管位置有三种。考虑设计简洁，安装方便，因此，在设计调高机构的时候，直接利用一跟水平杆1，一端焊接在左边的铰支座上，另一端用一支架固定于水平地面，在杆1上套一个滑套，当杆1上的滑套移动时，能实现U型管倾斜度的变化。初取杆1为1542mm， U型管上的两支架间的距离为800mm，摇臂杆2为700mm，则可由高度角求得夏至日及冬至日时滑套在杆1的位置。计算见滑套的设计。（5）滑套及销孔的设计和计算杆1与杆2的相连应能使杆2的一端在杆1上滑动，而且允许夹角改变，这可由一滑套实现。支座部分由两片带有光孔的耳，可用螺栓与杆2相连，而滑套可以套在杆1上滑动。滑套上开有一销孔。可以根据季度高度角在杆1上开出销孔，以销阻止滑套左右滑动。再在滑套侧端开出螺孔，用紧定螺钉控制滑套的向左移动及固定其因间隙而引起的串动。滑套的形状如右图。因为此聚光器只要作季度性调节，而春分和秋分时高度角是一样的，故在杆1上只需开三个销孔。我们采用作图发来计算。计算销孔位置的过程如下： 当冬至日时，倾斜度为53.5，利用作图法可求得销的位置，按比例作图如下：图4-10作图可量得，销孔位置为销孔离U型管左端BC=587.22mm；即可知当冬至日，销的位置是在杆1上距离U型管左端587.22mm的地方。当春分和秋分时：倾斜度为30，同理可用作图法求得销孔位