專利名稱：預(yù)應(yīng)力太陽(yáng)能集熱模塊的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明屬于集熱領(lǐng)域，更具體地其涉及作為反射鏡附件和負(fù)責(zé)集中太陽(yáng)能輻射的接收器的結(jié)構(gòu)。
背景技術(shù)：
在從太陽(yáng)能輻射產(chǎn)生電的工廠中，可以使用多種類型的太陽(yáng)能集熱器(柱狀拋物面型集熱器，斯特林碟式，具有定日鏡的中央塔式，菲涅耳集熱器，等)，并且它們都需要用于支撐負(fù)責(zé)集中太陽(yáng)能輻射的反射鏡的結(jié)構(gòu)。通常，所述結(jié)構(gòu)額外有一個(gè)稱為太陽(yáng)能跟蹤器的裝置，該裝置允許它們面向太陽(yáng)，
使它們獲得高產(chǎn)量。本發(fā)明在此所要求保護(hù)的是涉及到的太陽(yáng)能集熱器模塊的支撐結(jié)構(gòu)，而不是將在后附加太陽(yáng)能跟蹤器作為本發(fā)明的一個(gè)目的?，F(xiàn)有技術(shù)中涉及太陽(yáng)能集熱器模塊的支撐結(jié)構(gòu)的情況很多，例如專利US6414237，US5069540, ES2326303, ES2161589, CA1088828, EP0082068, U1070880，還有許多其他的。許多現(xiàn)有技術(shù)的發(fā)明描述了支撐柱狀拋物面型集熱器的點(diǎn)陣結(jié)構(gòu)。柱狀拋物面型集熱器使用柱狀拋物面型反射鏡收集太陽(yáng)能能量。接收集中的太陽(yáng)光線的導(dǎo)管或集熱管穿過拋物線的焦點(diǎn)，在該焦點(diǎn)加熱液體。一旦液體被加熱，當(dāng)溫度接近400°C，如果所述液體變?yōu)檎羝?，則輸送到渦輪產(chǎn)生電能，或者，如果我們有另一種類型的傳熱液體，其在所述溫度時(shí)不是氣相，那么它們將被輸送到熱交換器生產(chǎn)電能。支撐這些集熱器的結(jié)構(gòu)包括多個(gè)橫梁，臂及其之間的連接結(jié)構(gòu)，橫梁是那些支撐中央結(jié)構(gòu)或轉(zhuǎn)矩箱的元件，這些是適應(yīng)大轉(zhuǎn)矩和彎曲應(yīng)力的橫梁，并且通常非常長(zhǎng)，這會(huì)產(chǎn)生問題因?yàn)檫@產(chǎn)生的矢量以及傳送它到工廠會(huì)非常復(fù)雜。由于現(xiàn)有技術(shù)的水平，本發(fā)明在此要求保護(hù)的是打算提供一種結(jié)構(gòu)，該結(jié)構(gòu)作為柱狀拋物面型太陽(yáng)能集熱器模塊的支撐，并且盡管其由結(jié)點(diǎn)和柵的網(wǎng)狀結(jié)構(gòu)形成，它有多個(gè)特征使得它完全不同于那些現(xiàn)有技術(shù)已知的，其在結(jié)構(gòu)強(qiáng)度以及在傳送和裝配中降低成本兩方面有顯著的優(yōu)勢(shì)。

發(fā)明內(nèi)容
本發(fā)明包括用于柱狀拋物面型太陽(yáng)能集熱模塊的支撐結(jié)構(gòu)。太陽(yáng)能領(lǐng)域柱狀拋物面型技術(shù)的主要組件是-柱狀拋物面型反射器柱狀拋物面型反射器用來將照射到其表面的太陽(yáng)能直接輻射反射和集中到吸收管上。鏡面是由熔敷在足夠堅(jiān)硬的支撐上的銀或鋁膜制成。-吸收管它由通過真空層分離的兩個(gè)同心管構(gòu)成。里面的一個(gè)供加熱的液體流過的由金屬制成，而外面的一個(gè)由玻璃制成。-太陽(yáng)跟蹤系統(tǒng)最常見的跟蹤系統(tǒng)包括繞軸旋轉(zhuǎn)集熱器的柱狀拋物面型反射器的裝置。
4
-金屬結(jié)構(gòu)集熱器的該結(jié)構(gòu)用來向組成它的元件組提供剛性。要求保護(hù)的發(fā)明集中在發(fā)展不像現(xiàn)有技術(shù)中已知的結(jié)構(gòu)，其具有多個(gè)基本的特征使其具有顯著的優(yōu)勢(shì)而超過現(xiàn)有技術(shù)?；咎卣魇荌-多個(gè)面和分段的多面體或柱體中央結(jié)構(gòu)結(jié)構(gòu)的中央部分或橫梁，也稱為轉(zhuǎn)矩箱，是支撐由吸收管的重量和風(fēng)壓引起的轉(zhuǎn)矩的部分。此外，還用于臂的支撐，并且結(jié)構(gòu)的腿部也連接在其上面。相對(duì)于現(xiàn)有技術(shù)，結(jié)構(gòu)的中央部分或轉(zhuǎn)矩箱的一個(gè)主要的特征是幾何形狀的改變，其從具有三角形或矩形截面發(fā)展到多層柱面或多面體。在它的端部，蓋作為位于高處的吸收管的錨固點(diǎn)。此外，這種轉(zhuǎn)矩箱包括多個(gè)相同長(zhǎng)度的區(qū)段并且每一區(qū)段由許多弧形或折疊的薄板順次連接構(gòu)成，這樣這些板疊起來運(yùn)送，方便了物流并且獲得一個(gè)理想的運(yùn)輸系統(tǒng)。在工廠中，每一個(gè)區(qū)段從板開始安裝，然后通過稱為隔板的片狀體連接不同的區(qū)段，以組裝整個(gè)轉(zhuǎn)矩箱，該隔板實(shí)現(xiàn)了連接并且防止由于吸收管的支架所產(chǎn)生的點(diǎn)負(fù)荷在柱面上形成局部凹陷。2-三角點(diǎn)陣結(jié)構(gòu)支撐拋物面反射器的周圍結(jié)構(gòu)，該結(jié)構(gòu)由L型元件構(gòu)成，所有的連接用鉚釘或等同物形成。3-拉緊結(jié)構(gòu)所有的結(jié)構(gòu)使用至少一個(gè)拉桿預(yù)加應(yīng)力，該拉桿優(yōu)化結(jié)構(gòu)的彎曲行為。在這種具有轉(zhuǎn)矩箱的方式中應(yīng)預(yù)防僅有兩個(gè)點(diǎn)支撐，這個(gè)問題可以通過增加管的厚度解決，但是價(jià)格和重量會(huì)增加。拉桿與矢量反向工作，轉(zhuǎn)矩箱在任意位置或方向上產(chǎn)生的矢量相同，根據(jù)具體的位置，一個(gè)或其他拉桿起作用，但是他們將總是反向與形變工作。拉桿具有可提供給它們所需預(yù)應(yīng)力的端部錨固點(diǎn)和允許獲得必要的曲率以及維持拉力的中間穿過點(diǎn)。新結(jié)構(gòu)的這三個(gè)必要特征有效地并且低成本的解決了目前為止關(guān)于轉(zhuǎn)矩，彎曲應(yīng)力，傳送，和結(jié)構(gòu)的裝配存在的問題，


為了完成實(shí)現(xiàn)描述并且?guī)椭玫睦斫獗景l(fā)明，附上一組圖說明特征而不是作為限制，下面是說明
圖I ::模塊的正視圖
圖2 ::模塊的側(cè)視圖
圖3 ::模塊的立體圖
圖4 :集熱管的連接細(xì)節(jié)
圖5 ::制作每個(gè)管的弧形板
圖6A:連接隔板
圖6B:連接隔板的立體圖
圖7 ::垂直拉桿的細(xì)節(jié)
附圖的參考標(biāo)記說明
I.中央橫梁或轉(zhuǎn)矩箱
2.吸收管
3.轉(zhuǎn)矩箱的區(qū)段CN 102918334 A
書
明
說
3/4頁(yè)4.弧形板
5.隔板
6.吸收管支架
7.鉚釘
8.六邊形板
9.隔板的輪輻
10.連接一個(gè)模塊與鄰近模塊的轉(zhuǎn)矩箱的蓋
11.集熱器的轉(zhuǎn)動(dòng)軸
12.設(shè)有吸收管支架的轉(zhuǎn)矩箱的蓋
13.水平拉桿
14.垂直拉桿
15.水平拉桿
16.三角點(diǎn)陣結(jié)構(gòu)
17.拋物面反射器
18.錐形支撐板
具體實(shí)施例方式為了獲得對(duì)本發(fā)明更好的理解，將描述上面根據(jù)一個(gè)最優(yōu)實(shí)施例的太陽(yáng)能集熱模塊。在圖1-3中示出了模塊的最優(yōu)實(shí)施例，其中結(jié)構(gòu)的轉(zhuǎn)矩箱或中央部分(I)總長(zhǎng)12米。轉(zhuǎn)矩箱(I)分為每個(gè)4米的三個(gè)區(qū)段(3)。每個(gè)區(qū)段由三個(gè)折疊或弧形板(4)構(gòu)成，當(dāng)安裝時(shí)，拼成多面體或柱面管，如圖5中所示(在圖5中它們是弧形板，但是它們也可以基于折疊制作)。稱為隔板(5)的片狀體用于連接區(qū)段(3)并形成整個(gè)管(I);這些隔板(5)可防止由于吸收管(2)的支架(6)所產(chǎn)生的點(diǎn)負(fù)荷在柱面(I)上形成局部凹陷。圖6A和6B中示出了這些隔板(5)。由于它們能實(shí)現(xiàn)不同區(qū)段(3)之間的連接，可增加裝置的剛性以及減少轉(zhuǎn)矩。隔板(5)通過鉚釘(7)與形成轉(zhuǎn)矩箱(I)的區(qū)段(3)的板(4)相連。隔板由六邊形或柱面板(8)構(gòu)成(按照轉(zhuǎn)矩箱(I)的幾何結(jié)構(gòu))，它們的折疊或曲率與轉(zhuǎn)矩箱(I)的區(qū)段
(3)的板(4)相符，并且一系列的輪輻(9)可加固該裝置。每12米放置兩個(gè)隔板(5)。轉(zhuǎn)矩箱(I)也可以作為在地面上支撐結(jié)構(gòu)的腿部的連接部件。如圖1-3中所示，兩個(gè)蓋(10，12)放置在轉(zhuǎn)矩箱(I)的端部。集熱器的轉(zhuǎn)動(dòng)軸(11)和吸收管(2)的支架(6)位于其中一個(gè)蓋(12)上，另一個(gè)蓋(10)用于連接這個(gè)模塊及其相鄰的模塊。沿著轉(zhuǎn)矩箱的長(zhǎng)度方向兩個(gè)額外的支架(6)附加到吸收管(2)上(圖3)。事實(shí)上，轉(zhuǎn)矩箱(I)的幾何結(jié)構(gòu)已經(jīng)改變，現(xiàn)在它是多面體(或柱面)，可以極大地簡(jiǎn)化吸收管(2 )和柱面(I)之間的連接元件，如圖4所示，錐形支撐板(18 )可以直接支撐在柱面(I)上，而若是三角或方形的幾何結(jié)構(gòu)，在它們之間引入過渡元件以適應(yīng)它們的幾何結(jié)構(gòu)則是必要的，這就會(huì)使得裝配困難并且更昂貴。除轉(zhuǎn)矩箱(I)之外，模塊還包括三角點(diǎn)陣結(jié)構(gòu)(16)，圖2和3中示出，三角點(diǎn)陣結(jié)構(gòu)包括支撐拋物面反射器(17)的圍繞結(jié)構(gòu)，該結(jié)構(gòu)由L型元件構(gòu)成，所有連接由鉚釘或等
6同的連接方法構(gòu)成。該模塊的另一個(gè)必要特征是拉緊結(jié)構(gòu)。如圖I到3所示，在最優(yōu)實(shí)施例的情況下，該組結(jié)構(gòu)通過使用三個(gè)拉桿預(yù)加應(yīng)力，一個(gè)垂直拉桿(14)沿結(jié)構(gòu)的中部從一端到另一端貫穿結(jié)構(gòu)，并且兩個(gè)水平拉桿(13，15)在轉(zhuǎn)矩箱(I)的每一側(cè)各設(shè)置一個(gè)。這三個(gè)拉桿優(yōu)化了彎曲行為，并且解決了由于轉(zhuǎn)矩箱(I)僅有兩個(gè)端點(diǎn)支撐的矢量產(chǎn)生的問題。因此，拉桿反向于矢量作用，該矢量在轉(zhuǎn)矩箱(I)的任何位置都可能產(chǎn)生。當(dāng)產(chǎn)生在頂點(diǎn)位置時(shí)，只有垂直拉桿(14)起作用；當(dāng)集熱器位于90°時(shí)，只有水平拉桿(13或15，取決于旋轉(zhuǎn)方向)起作用，而另兩個(gè)(14和15或14和13，視情況而定)將不承擔(dān)任何負(fù)載；當(dāng)在其他中間位置時(shí)，垂直拉桿(14)和兩個(gè)水平拉桿中的一個(gè)(13或15，取決于具體方位)起作用，但是它們將總是反向于形變工作。拉桿具有可提供給它們所需預(yù)應(yīng)力的端部錨固點(diǎn)和允許獲得必要的曲率以及維持拉力的中間穿過點(diǎn)。圖7示出了垂直拉桿(14)的細(xì)節(jié)圖。所述結(jié)構(gòu)或集熱器模塊是為用于柱狀拋物面型集熱器的特別設(shè)計(jì)，但是不排除它擴(kuò)展到其他需要類似特征的工業(yè)領(lǐng)域。
權(quán)利要求
1.形成太陽(yáng)能集熱器的支撐結(jié)構(gòu)的太陽(yáng)能集熱模塊，其類型是由包括中央橫梁的格條結(jié)構(gòu)組成，其特征在于，它具有-中央橫梁或轉(zhuǎn)矩箱(I)，其為具有多個(gè)面的多面體或柱體的幾何形狀，分為多個(gè)區(qū)段(3)并且每個(gè)區(qū)段(3)由多個(gè)板(4)構(gòu)成；-周圍的三角點(diǎn)陣結(jié)構(gòu)(16)，用于支撐拋物面反射器(17)，所述結(jié)構(gòu)由L型元件構(gòu)成，所有的連接用鉚釘或等同連接方法形成。
2.如權(quán)利要求I所述的太陽(yáng)能集熱模塊，其特征在于，形成中央橫梁或轉(zhuǎn)矩箱(I)的區(qū)段(3)的板(4)是彎曲的或折疊的。
3.如權(quán)利要求2所述的太陽(yáng)能集熱模塊，其特征在于，中央橫梁或轉(zhuǎn)矩箱(I)的不同區(qū)段(3)通過被稱為隔板(5)的連接元件彼此連接，其中該隔板(5)由折疊或柱面板(8)組成。
4.如權(quán)利要求3所述的太陽(yáng)能集熱模塊，其特征在于，隔板(5)的折疊或曲率匹配轉(zhuǎn)矩箱(I)的區(qū)段(3)的板(4)的折疊或曲率。
5.如權(quán)利要求3所述的太陽(yáng)能集熱模塊，其特征在于，隔板具有多根加固裝置的輪輻(9)。
6.如權(quán)利要求I所述的太陽(yáng)能集熱模塊，其特征在于，兩個(gè)蓋(10，12)位于轉(zhuǎn)矩箱(I)的端部。
7.如權(quán)利要求6所述的太陽(yáng)能集熱模塊，其特征在于，集熱器的旋轉(zhuǎn)軸(11)位于蓋(12)上。
8.如權(quán)利要求6所述的太陽(yáng)能集熱模塊，其特征在于，吸收管(2)的支架(6)位于蓋(12)上。
9.如權(quán)利要求6所述的太陽(yáng)能集熱模塊，其特征在于，蓋(10)用于連接所述轉(zhuǎn)矩箱組件與其鄰近的轉(zhuǎn)矩箱組件。
10.如權(quán)利要求I所述的太陽(yáng)能集熱模塊，其特征在于，吸收管(2)的多個(gè)支架(6)連接在轉(zhuǎn)矩箱(I)上。
11.如權(quán)利要求10所述的太陽(yáng)能集熱模塊，其特征在于，吸收管(I)的支架(6)是錐形支撐架(18)。
12.如權(quán)利要求11所述的太陽(yáng)能集熱模塊，其特征在于，吸收管(I)的支架(6)直接支撐在轉(zhuǎn)矩箱(I)上不需要使用任何額外的元件。
13.如權(quán)利要求I所述的太陽(yáng)能集熱模塊，其特征在于，該組結(jié)構(gòu)通過使用至少一個(gè)優(yōu)化相同的彎曲行為的拉桿預(yù)加應(yīng)力。
14.如權(quán)利要求13所述的太陽(yáng)能集熱模塊，其特征在于，拉桿(13，14，15)具有提供拉桿所需的預(yù)應(yīng)力的錨固點(diǎn)。
15.如權(quán)利要求14所述的太陽(yáng)能集熱模塊，其特征在于，錨固點(diǎn)位于拉桿(13，14，15)的端部。
16.如權(quán)利要求14所述的太陽(yáng)能集熱模塊，其特征在于，拉桿(13，14，15)具有維持曲率和張力的中間點(diǎn)。
17.如權(quán)利要求16所述的太陽(yáng)能集熱模塊，其特征在于，中間點(diǎn)僅為穿過點(diǎn)。
18.如權(quán)利要求16所述的太陽(yáng)能集熱模塊，其特征在于，至少一個(gè)拉桿沿結(jié)構(gòu)的中部從一端到另一端穿過該結(jié)構(gòu)。
19.如權(quán)利要求16所述的太陽(yáng)能集熱模塊，其特征在于，至少一個(gè)拉桿位于轉(zhuǎn)矩箱(I)的一側(cè)。
20.如權(quán)利要求16所述的太陽(yáng)能集熱模塊，其特征在于，設(shè)置三個(gè)拉桿。
21.如權(quán)利要求20所述的太陽(yáng)能集熱模塊，其特征在于，一個(gè)垂直拉桿(14)沿結(jié)構(gòu)的中部從一端到另一端穿過該結(jié)構(gòu)，兩個(gè)水平拉桿(13，15)在轉(zhuǎn)矩箱(I)的每一側(cè)各設(shè)置一個(gè)，如此在頂點(diǎn)位置時(shí)，僅垂直拉桿(14)起作用，當(dāng)處于90°時(shí)，只有一個(gè)水平拉桿((13或15)，取決于旋轉(zhuǎn)方向)起作用，而當(dāng)處于其他中間位置時(shí)，垂直拉桿(14)和兩個(gè)水平拉桿中的一個(gè)((13或15)，取決于具體方位)起作用。
全文摘要
本發(fā)明涉及形成太陽(yáng)能集熱器的支撐結(jié)構(gòu)的預(yù)應(yīng)力太陽(yáng)能集熱模塊，其類型是由包括中央橫梁(1)的格條結(jié)構(gòu)形成，必要特征是中央橫梁或轉(zhuǎn)矩箱(1)，形成具有多個(gè)面的多面體或柱體的形狀，其分為多個(gè)區(qū)段(3)，每個(gè)區(qū)段(3)由多個(gè)彎曲板(4)構(gòu)成；周圍的三角點(diǎn)陣結(jié)構(gòu)(16)，支撐拋物面反射器(17)，該結(jié)構(gòu)由L型元件構(gòu)成，所有的連接用鉚釘形成；以及所有的結(jié)構(gòu)使用多根拉桿(13，14，15)預(yù)加應(yīng)力，拉桿優(yōu)化了結(jié)構(gòu)的彎曲行為，拉桿包括端部錨固點(diǎn)和中間穿過點(diǎn)，以允許獲得必要的曲率和維持拉力。
文檔編號(hào)F16C3/02GK102918334SQ201180020588
公開日2013年2月6日 申請(qǐng)日期2011年3月31日 優(yōu)先權(quán)日2010年3月31日
發(fā)明者F·穆尼奧斯·吉拉貝爾 申請(qǐng)人:阿文戈亞太陽(yáng)能新技術(shù)公司