專利名稱：用于圓柱形太陽能集熱器的結(jié)構(gòu)的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明涉及太陽能集熱器領(lǐng)域，具體地，涉及用于固定負責聚集太陽能輻射的所 述集熱器的結(jié)構(gòu)。
背景技術(shù)：
基于太陽能輻射的電能生產(chǎn)設(shè)施可使用各種類型的太陽能集熱器(圓柱形集熱 器、斯特林盤、具有日光反射裝置的中央塔、菲涅耳集熱器)，并且，所有的這些集熱器需要 用于負責聚集太陽能輻射的鏡的支撐結(jié)構(gòu)。
在圓柱形集熱器中，最受歡迎的是拋物柱面集熱器，其主反射器呈拋物物狀。近 來，出現(xiàn)了一種被稱為參數(shù)化圓柱集熱器的新型集熱器。這種集熱器與拋物柱面集熱器的 區(qū)別在于其主反射器的形狀不符合拋物線。此外，參數(shù)化圓柱集熱器也有一些發(fā)展，其中， 反射器不符合連續(xù)曲線，而是分成若干部分，由此獲得間斷主反射器，從而實現(xiàn)額外的優(yōu) 勢，這是因為其允許風(fēng)逸出并降低每平方米鏡上的相關(guān)負載。在其他情況下，一般還在接收 器上添加有輔助再集中器，這增加了接收器上的太陽能輻射的聚集。
這種類型的集熱器的一個實例在同一申請人的題為“Parametr iccy I indr ical solar collector having an optimised secondary reconcentrator andmethod for designing same，， (Colector solar cilindrico parametrico conreconcentrador secundario optimizado y su procedimiento de disefto)的西班牙專利申請 P200902422 中尋求保護。
不考慮集熱器類型，所述結(jié)構(gòu)一般具有被稱為太陽能跟蹤器的設(shè)備，其允許將其 自身朝向太陽，從而實現(xiàn)高性能。
本領(lǐng)域內(nèi)有許多涉及太陽能集熱器模塊的支撐結(jié)構(gòu)，例如專利US6414237，US5069 540，ES2326303, ES2161589, CA1088828, EP0082068, U1070880 以及許多其他專利。
本領(lǐng)域內(nèi)的許多發(fā)明描述了支撐拋物柱面類型的集熱器的格狀結(jié)構(gòu)。
支撐這些集熱的結(jié)構(gòu)由一系列梁、臂和連接件形成，由作為用于中央結(jié)構(gòu)(指梁) 的支撐件(其也被稱為力矩箱)的元件形成。梁經(jīng)受大的力矩和彎曲應(yīng)力，并且它們通常十 分長，這使得在其彎曲時產(chǎn)生問題。此外，其在很大程度上使到工廠的運輸復(fù)雜化。
考慮到現(xiàn)有技術(shù)，本發(fā)明的目的是提供一種用途廣泛的結(jié)構(gòu)，以作為圓柱形太陽 能集熱器模塊(不論是拋物線或參數(shù)化的)的支撐，其具有連續(xù)或間斷的主反射器，具有或 不具有輔助再集中器，并且其允許任何受體形狀。可以隨后連接到其上的太陽能跟蹤器并 非本發(fā)明的主題。
除了其用途廣泛之外，盡管由結(jié)和條的網(wǎng)狀結(jié)構(gòu)形成，本發(fā)明具有明顯不同于現(xiàn) 有技術(shù)的一組特征，解決了影響這種類型的集熱器的重要技術(shù)問題，例如組件的結(jié)構(gòu)性抗 力，降低了負載和成本，由此有助于運輸和安裝。發(fā)明內(nèi)容
本發(fā)明由用于圓柱形太陽能集熱器模塊的支撐結(jié)構(gòu)組成。
圓柱形太陽能技術(shù)領(lǐng)域內(nèi)的主要元件如下
-主圓柱形反射器其用途是反射和聚集落入其表面的直接太陽能輻射。通過沉 積在提供足夠剛性的支撐件上的銀或鋁膜獲得定向反射面。其在形狀上可以是拋物線形或 參數(shù)化的，并且可以是連續(xù)或間斷的。在間斷形狀的情況下，反射器被分成三個不同的段。 一種最常見的分法是將主反射器分成個參數(shù)段和一個中央的且上升的拋物線段。然而，還 具有其他可能性。
-接收器負責吸收太陽能的元件，并且加熱的流體循環(huán)通過該接收器。有若干種 形狀的接收器，最常見形狀包括兩個同心管，流體循環(huán)通過的金屬內(nèi)管以及外部玻璃管，在 兩管之間維持真空。本發(fā)明的提出的結(jié)構(gòu)適用于所有的接收器形狀。
-輔助再集中器增加接收器上太陽能輻射的聚集的反射元件，但其并非總是安 裝在集熱器上。當安裝時，其一般位于接收器之上。
-太陽能跟蹤器最常見的跟蹤系統(tǒng)由繞軸旋轉(zhuǎn)反射器的設(shè)備組成。
-結(jié)構(gòu)集熱器結(jié)構(gòu)的用途是保持和加強其元件的組裝。該元件是本發(fā)明的目的。
本發(fā)明致力于開發(fā)一種與現(xiàn)有技術(shù)不同的結(jié)構(gòu)，相比于現(xiàn)有的結(jié)構(gòu)，其具有多個 為其提供重要優(yōu)勢的必要特征。
這些必要特征如下
1、力矩箱的中央主體形狀結(jié)合在力矩箱中的一個主要特征在于其相對于現(xiàn)有技 術(shù)的形狀變化，從具有矩形或三角形部分變化為圓柱形或多面的多面體。另一個不同在力 矩箱并非由單個元件組成，而是由等長的一系列部分組成，每個部分由若干薄板形成，薄板 可以是曲板或折板。板在運輸時堆疊在一起，在很大程度上有利于物流，并實現(xiàn)適當?shù)倪\輸 系統(tǒng)。一但處于工廠中，從板開始安裝每個部分，隨后安裝完整的力矩箱，將不同部分利用 被稱為膜片的元件連接起來，由于由錐形基部施加的點負載支撐了同心管接收器，這實現(xiàn) 了連接并防止了在圓柱體中產(chǎn)生局部凹陷。
力矩箱的這種設(shè)計與承受由接收器的重量(其自身重量和風(fēng)力)而引起的張力有 關(guān)。力矩箱支撐三角格狀結(jié)構(gòu)，而三角格狀結(jié)構(gòu)又在連續(xù)反射器的情況下支撐完整的主反 射器，并且在間斷反射器的情況下支撐其各個段。
在同心管接收器的情況下，其還保持承受接收器的中間的錐形基部支撐件，并且 結(jié)構(gòu)組件在地表面所支撐的腿固定到力矩箱上。
2、環(huán)繞力矩箱的六邊形框架力矩箱沿其長度上以連續(xù)部分的形式環(huán)繞有六邊形 框架。六邊形的上部側(cè)邊保持下述部件格狀桿，當需要時主反射器的中央段(在間斷反射 器的情況下，并且如果主反射器被分成的部分的數(shù)量是奇數(shù))和輔助再集中器(當應(yīng)用時)。 該框架還執(zhí)行將三角格狀結(jié)構(gòu)連接到力矩箱上的功能。六邊形框架由L部分形成，其所有 的連接件由鉚釘或任意等同連接系統(tǒng)形成。
3、緊密結(jié)構(gòu)該結(jié)構(gòu)組件通過兩個橫拉桿預(yù)緊，由此優(yōu)化了其在彎曲時的性能，并 避免了力矩箱僅抵靠在其腿上。可以通過增加管的厚度解決該問題，這還能提供更大的剛 性，但也增加了價格和重量。拉桿通過構(gòu)建對抗彎曲(可能在力矩箱的任意位置和朝向發(fā) 生)的阻力而發(fā)揮作用。根據(jù)所述位置，一個拉桿或另一個拉桿或二者將起作用，但它們將 總是通過構(gòu)建抵抗變形的阻力而發(fā)揮作用。拉桿在其末端具有提供期望預(yù)緊的結(jié)合點，并且具有中間的通孔，其允許提供必要的曲率并且能夠維持張緊狀態(tài)。
4、格狀立柱用于支撐輔助再集中器(當應(yīng)用時)，并且在一些情況下，還支撐接收 器。這些立柱抵靠在六邊形框架的上部段上。
5、錐形基部支撐件其在某些情況下安裝用于支撐位于力矩箱正上方的接收器， 而不在六邊形上安裝格狀立柱。它們直接抵靠在力矩箱上，受益于其圓形或多面的多面體 形狀并不需要任意其他的中間元件。
結(jié)構(gòu)的這些技術(shù)特征是將本發(fā)明的系統(tǒng)與現(xiàn)有技術(shù)區(qū)分開來的特征。除了這些特 征之外，結(jié)構(gòu)具有環(huán)繞的三角格狀結(jié)構(gòu)，類似于現(xiàn)有技術(shù)中的結(jié)構(gòu)，其目的是支撐完整的主 反射器(在連續(xù)反射器的情況下)和支撐反射器末端的段(在間斷反射器的情況下)。該結(jié)構(gòu) 由L部分利用鉚釘連接件或類似物形成。
上述特征提供了用途廣泛的新型結(jié)構(gòu)，使得其適用于任意類型的圓柱形太陽能集 熱器，其形狀是拋物線形或參數(shù)的，具有連續(xù)或間斷的主反射器的，具有或不具有輔助再集 中器并適用于所有的接收器形狀。此外，其以有效且經(jīng)濟的方式解決了迄今以來的在扭轉(zhuǎn) 和彎曲張力方面、結(jié)構(gòu)運輸和安裝方面的問題，還允許更大的開口以獲得更多的太陽能，降 低了風(fēng)力負載，并允許力矩箱更靠近接收器，提供了裝置的穩(wěn)定性。


為了完善說明，并且為了幫助理解本發(fā)明，以非限制性實例地方式示出了下述附 圖
圖1是優(yōu)選實施方式的結(jié)構(gòu)的正視圖2是優(yōu)選實施方式的結(jié)構(gòu)的側(cè)視圖3是優(yōu)選實施方式的結(jié)構(gòu)的立體圖4是錐形基部支撐件連接到力矩箱的連接關(guān)系的詳細視圖5示出了組成力矩箱的每個部分的折板；
圖6示出了組成力矩箱的這些部分的連接膜片。
附圖標記說明
I 中央主體或力矩箱
2 偏心管接收器
3 力矩箱的部分
4 曲板
5 膜片
6 錐形基部支撐件
7 鉚釘
8 六方形板
9 膜片輻條
10連接到相鄰力矩箱的模塊上的力矩箱蓋
11集熱器的旋轉(zhuǎn)軸
12具有用于接收器的支撐件的力矩箱蓋
13橫拉桿
15橫拉桿
16三角格狀結(jié)構(gòu)
17接收器的參數(shù)段
17，接收器的拋物線段
18錐形基部
19六邊形框架
20格狀立柱具體實施方式
為了更好地理解本發(fā)明，下文將描述根據(jù)優(yōu)選實施方式的太陽能集熱器模塊。
在示例性實施方式中，支撐該結(jié)構(gòu)的集熱器是參數(shù)化圓柱集熱器，其具有分成三個部分的間斷主反射器位于其末端的兩個參數(shù)化部分17以及較高的中央拋物線部分 17’。不具有輔助再集中器，接收器是偏心管接收器2并支撐在格狀立柱20上，而格狀立柱 20位于六邊形框架19上。
圖1示出了要求保護的結(jié)構(gòu)的優(yōu)選實施方式的正視圖。在所述實施方式中，結(jié)構(gòu)的力矩箱或中央主體I的總長為12米。力矩箱I被分成長均為四米的三個部分3。 為了連接這些部分3并形成完整的管1，使用了被稱為膜片5的部件。
此外，三角格狀結(jié)構(gòu)16位于力矩箱并且該組結(jié)構(gòu)在地表上所支撐的腿(未示出)固定到所述力矩箱上。
兩個蓋10、12位于力矩箱I的末端。集熱器11的旋轉(zhuǎn)軸位于一個蓋12上。另一蓋10用于將太陽能集熱器模塊連接到其附近的一個蓋上。
圖2示出的要求保護的結(jié)構(gòu)的側(cè)視圖。該視圖示出了圍繞力矩箱I的六邊形框架 19。由于這些六邊形框架19，力矩箱I沿著其長度在若干部分上被加強。六邊形框架19的上側(cè)邊用于支撐格狀立柱20，格狀立柱20支撐接收器2。此外，假定主反射器是間斷的，則六邊形框架19還支撐中央拋物線段17，。六邊形框架19的靠近上部的兩側(cè)邊是自由的。 六邊形框架19的三個較低的側(cè)邊允許進行從力矩箱I到三角格狀結(jié)構(gòu)16的過渡。
除了力矩箱I之外，本申請要求保護的結(jié)構(gòu)還包括三角格狀結(jié)構(gòu)16，該三角格狀結(jié)構(gòu)16包括有用于支撐反射器的參數(shù)部分17的圍繞結(jié)構(gòu)。該結(jié)構(gòu)由L部分形成，其所有的連接件由鉚釘或等同連接系統(tǒng)形成。
圖3示出的結(jié)構(gòu)的三向投影立體圖，示出了預(yù)緊結(jié)構(gòu)組件的橫拉桿13、15。橫拉桿 13,15中的每一個均位于力矩箱I的一個側(cè)邊上。其目的是優(yōu)化彎曲時的性能并解決在使力矩箱I僅支撐在腿上時發(fā)生的彎曲問題。因此，拉桿通過構(gòu)建對抗彎曲(可能在力矩箱I 的任意位置發(fā)生)的阻力而發(fā)揮作用。拉桿在其末端具有結(jié)合點，這提供了期望的預(yù)緊，而中部的通孔允許給予其必要的曲率并且能夠維持張緊狀態(tài)。
圖4示出了當未安裝格狀立柱20時的連接到力矩箱I上的可以保持接收器2的錐形基部18的支撐件6的連接的詳細視圖。力矩箱I的形狀已經(jīng)改變并且是多面體(或圓柱體)的事實允許在很大程度上簡化接收器2和圓柱體I之間的連接元件，正如圖4所示， 這是由于支撐件6能夠利用簡單的錐形基部18支撐在力矩箱I上，而在現(xiàn)有技術(shù)中的三角形或方形情況下，需要在二者之間引入十分復(fù)雜的過渡系統(tǒng)以適應(yīng)這些形狀，這使得安裝更復(fù)雜且昂貴。
圖5示出了形成力矩箱I的每個部分3的板4。在該優(yōu)選實施方式中，力矩箱I的 每個部分3由三個折板或曲板4形成，當安裝時，折板或曲板4組成了構(gòu)成力矩箱I的拋物 線或圓柱形管。在圖5中，它們被示出為曲板，但也可以利用折板形成。
圖6示出了在圖1提及的膜片5的幾何形狀的詳情。由于這些膜片，組成力矩箱 I的不同部分3之間的連接件可以被具體化，從而增加組件的剛性并降低扭轉(zhuǎn)張力。膜片5 通過鉚釘7或任意其他等同連接系統(tǒng)連接到形成力矩箱I的部分3的板4上。膜片由六邊 形板或圓柱形板8 (取決于力矩箱I的幾何形狀)形成，六邊形板或圓柱形板8的褶曲或曲 率與力矩箱I的部分3的板4的褶曲或曲率相匹配。膜片還包括用于加強組件的一系列輻 條9。對于分成三個4米部分的12米長的管來說，需要兩個膜片5。
上述的結(jié)構(gòu)專門設(shè)計用于圓柱形太陽能集熱器中，但并不排除將其擴展應(yīng)用到需 要類似特點的其他工業(yè)領(lǐng)域。
權(quán)利要求
1.一種用于圓柱形太陽能集熱器的結(jié)構(gòu)，包括在其中央具有梁或カ矩箱(I)的格狀桿結(jié)構(gòu)(16)，所述結(jié)構(gòu)能夠保持任意形狀的接收器(2)以及任意形狀(拋物線形、參數(shù)化的，等等)的連續(xù)或間斷的主反射器(17、17’)，并且該結(jié)構(gòu)還可保持輔助再集中器，其特征在于 -中央的梁或カ矩箱(I)是分成不同部分(3)的圓柱體或具有多個面的多面體，每個部分(3)由多個板(4)形成； -環(huán)繞的三角格狀結(jié)構(gòu)(16)由L部分形成，所有的連接件由鉚釘或類似物形成； -沿著中央的梁或カ矩箱(I)的長度包括多個環(huán)繞且加強梁或カ矩箱(I)的六邊形框架(19)； -還包括將接收器保持在カ矩箱(I)之上的多個支撐件。
2.如權(quán)利要求1所述的用于圓柱形太陽能集熱器的結(jié)構(gòu)，其特征在于，板是折板或曲板⑷。
3.如權(quán)利要求2所述的用于圓柱形太陽能集熱器的結(jié)構(gòu)，其特征在干，中央的梁或力矩箱(I)的不同部分(3)通過被稱為為膜片(5)的連接元件彼此連接，膜片(5)由褶曲的或圓柱形的板(8)形成，褶曲的或圓柱形的板(8)的褶曲或曲率與力矩箱(I)的部分(3)的板(4)的褶曲或曲率相匹配。
4.如權(quán)利要求3所述的用于圓柱形太陽能集熱器的結(jié)構(gòu)，其特征在于，膜片具有加強組件的一系列輻條(9)。
5.如權(quán)利要求1所述的用于圓柱形太陽能集熱器的結(jié)構(gòu)，其特征在干，兩個蓋(10、12)位于カ矩箱(I)的末端。
6.如權(quán)利要求5所述的用于圓柱形太陽能集熱器的結(jié)構(gòu)，其特征在于，集熱器(11)的旋轉(zhuǎn)軸位于一個蓋(12)上。
7.如權(quán)利要求5所述的用于圓柱形太陽能集熱器的結(jié)構(gòu)，其特征在于，蓋(10)用于將該太陽能集熱器模塊連接到其附近的蓋上。
8.如權(quán)利要求1所述的用于圓柱形太陽能集熱器的結(jié)構(gòu)，其特征在于，保持接收器(2)的支撐件(6)抵靠在錐形基部上，該錐形基部位于カ矩箱(I)的正上方。
9.如權(quán)利要求1所述的用于圓柱形太陽能集熱器的結(jié)構(gòu)，其特征在于，保持接收器(2)的支撐件(20 )直接抵靠在六邊形框架(19 )的上部側(cè)邊上。
10.如權(quán)利要求9所述的用于圓柱形太陽能集熱器的結(jié)構(gòu)，其特征在于，保持接收器(2)的支撐件(20)還保持輔助再集中器。
11.如權(quán)利要求9所述的用于圓柱形太陽能集熱器的結(jié)構(gòu)，其特征在于，支撐件(20)是格狀立柱形狀。
12.如權(quán)利要求1所述的用于圓柱形太陽能集熱器的結(jié)構(gòu)，其特征在于，六邊形的上部側(cè)邊支撐間斷主反射器的中央段(17’)。
13.如權(quán)利要求1所述的用于圓柱形太陽能集熱器的結(jié)構(gòu)，其特征在于，六邊形框架(19)的靠近上部側(cè)邊的兩條側(cè)邊是自由的。
14.如權(quán)利要求1所述的用于圓柱形太陽能集熱器的結(jié)構(gòu)，其特征在于，六邊形框架(19)的三條較低的側(cè)邊實現(xiàn)從カ矩箱(I)至三角格狀結(jié)構(gòu)(16)的過渡。
15.如權(quán)利要求1所述的用于圓柱形太陽能集熱器的結(jié)構(gòu)，其特征在干，該結(jié)構(gòu)組件是張緊的。
16.如權(quán)利要求14所述的用于圓柱形太陽能集熱器的結(jié)構(gòu)，其特征在于，該結(jié)構(gòu)通過兩條橫拉桿(13、15)張緊，每條橫拉桿位于カ矩箱(I)的一個側(cè)邊上。
17.如權(quán)利要求15所述的用于圓柱形太陽能集熱器的結(jié)構(gòu)，其特征在于，拉桿(13、15)具有預(yù)緊的結(jié)合點和用于維持曲率和張カ的中部的通孔。
18.如權(quán)利要求16所述的用于圓柱形太陽能集熱器的結(jié)構(gòu)，其特征在干，結(jié)合點位于拉桿(13、15)的末端。
19.如權(quán)利要求1所述的用于圓柱形太陽能集熱器的結(jié)構(gòu)，其特征在于，三角格狀結(jié)構(gòu)(16)在連續(xù)反射器的情況下支撐完整的主反射器，并且在間斷反射器的情況下支撐反射器末端的段。
全文摘要
本發(fā)明公開了一種用于圓柱形太陽能集熱器的結(jié)構(gòu)，包括在其中央具有梁或力矩箱(1)的格狀桿結(jié)構(gòu)(16)，所述結(jié)構(gòu)能夠保持任意形狀的接收器(2)以及任意形狀(拋物線形、參數(shù)化的，等等)的連續(xù)或間斷的主反射器(17、17’)。該結(jié)構(gòu)還可保持輔助再集中器。根據(jù)本發(fā)明，力矩箱(1)是分成不同部分(3)的圓柱體或具有多個面的多面體，每個部分(3)由多個板(4)形成。環(huán)繞的三角格狀結(jié)構(gòu)(16)由L部分形成，所有的連接件由鉚釘或類似物形成。該結(jié)構(gòu)沿著力矩箱(1)的長度包括多個環(huán)繞且加強力矩箱(1)的六邊形框架(19)以及將接收器保持在力矩箱(1)之上的多個支撐件。
文檔編號F24J2/54GK103038579SQ201180027992
公開日2013年4月10日 申請日期2011年6月6日 優(yōu)先權(quán)日2010年6月7日
發(fā)明者F·穆尼奧斯·吉拉貝爾 申請人:阿文戈亞太陽能新技術(shù)公司