專利名稱：太陽能反射器元件與支撐結(jié)構(gòu)的鉸接式連接系統(tǒng)和方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明涉及一種太陽能反射器元件與支撐結(jié)構(gòu)的鉸接式連接系統(tǒng)。一方面該系統(tǒng)在反射器元件的壽命期間抵抗作用在系統(tǒng)上的力時(shí)保證空間和時(shí)間的不動(dòng)性(連續(xù)性和永久性)，同時(shí)在將反射器元件固定及錨定到支撐結(jié)構(gòu)的處理過程中保證時(shí)間彈性的平衡，其最小化反射器元件保持其在放松的平衡位置上時(shí)獲得的應(yīng)力，并因此保留了其光學(xué)集中特性。該鉸接式連接系統(tǒng)可應(yīng)用到通過太陽輻射集中的發(fā)電領(lǐng)域內(nèi)的反射器元件與支撐結(jié)構(gòu)的連接。
背景技術(shù)：
包括本發(fā)明在內(nèi)的技術(shù)被稱為太陽能熱集中技術(shù)，由于集中太陽輻射時(shí)獲得的高溫，其允許獲得的熱蒸汽或空氣用于按照常規(guī)方法的發(fā)電中。從由太陽輻射集中發(fā)電的不同變型中，本發(fā)明的固定元件對(duì)象的使用對(duì)拋物線型槽(PTC)技術(shù)是相當(dāng)有利的。在本發(fā)明的上下文中，槽型幾何形狀是用來表示由平行線形成的表面和在表面的任何點(diǎn)與垂直于其的平面交叉確定的連貫曲線。在特定情況下，其中所提到的截面定義了一個(gè)大致拋物曲線，可以說它有一個(gè)拋物線型槽幾何形狀。拋物線型槽技術(shù)使用收集器，該收集器通過一系列具有拋物線型槽截面的反射器捕獲太陽輻射，所述拋物線型槽截面將太陽光線集中到位于反射器焦線內(nèi)的接收管上。工作流體流過此管被加熱時(shí)，直到最后它的熱量轉(zhuǎn)移到鍋爐或蓄電系統(tǒng)。反射器和接收管(也稱為吸收器管)都組裝到金屬結(jié)構(gòu)上，該金屬結(jié)構(gòu)為系統(tǒng)提供剛度并允許執(zhí)行圍繞旋轉(zhuǎn)軸跟蹤太陽的運(yùn)動(dòng)以優(yōu)化入射輻射。由反射器、吸收器管、支撐結(jié)構(gòu)和跟蹤系統(tǒng)形成的組件被稱為太陽能集熱器。用于捕捉輻射的反射器在其制造中必須具有高幾何精度的集中，這由被稱為截距系數(shù)的反射器固有特性定義。截距系數(shù)被定義為存在于反射器在吸收器管上反射的能量和照射反射器的總能量之間的比率，以百分比表示。太陽能集中站的收集器是一個(gè)精確的系統(tǒng)，在其中組裝捕獲系統(tǒng)的結(jié)構(gòu)必須具有足夠的定位精度使得當(dāng)組裝反射器和吸收器管時(shí)，其彼此相對(duì)的位置能盡可能接近理論位置，并因此保持已制造的反射器具有的截距系數(shù)。然而，反射器在支撐結(jié)構(gòu)上的設(shè)置和固定并不保證由反射器的截距系數(shù)定義的吸收器管上反射的太陽輻射的百分比，而是假設(shè)一旦組裝過程結(jié)束會(huì)有不可避免的截距損失。所述的截距損失或多或少是重要的，這取決于金屬結(jié)構(gòu)的制造和組裝精度、反射器的表面質(zhì)量以及反射器和結(jié)構(gòu)之間的連接質(zhì)量。這使得有必要使用昂貴的工藝來制造和組裝金屬結(jié)構(gòu)，保證最小的精度即使如此截距損失仍舊是不可避免的。同樣地，反射器和結(jié)構(gòu)之間的連接成為反射器制造工藝中一個(gè)關(guān)鍵的參數(shù)，其需要很高的組裝精度，這使得它們接近合理技術(shù)的限度并且需要非常昂貴的質(zhì)量控制。捕獲太陽輻射以生成太陽熱能的功能部件是收集器。由于近年來這一產(chǎn)業(yè)經(jīng)歷了巨大的發(fā)展，出現(xiàn)了各種各樣的收集器設(shè)計(jì)，其中一些例子可參見文件ES2274710A1和ES2326303A1。 目前在生產(chǎn)廠中建造和操作的以拋物線型槽技術(shù)為基礎(chǔ)的所用的收集器類型雖然具有不同的變體，但具有相同的基本特征。每個(gè)收集器的通用使用長(zhǎng)度在100米和150米的范圍內(nèi)。反過來，每個(gè)收集器細(xì)分成一般是12米長(zhǎng)的模塊，其在組裝過程中形成建設(shè)性單元。每個(gè)模塊都由以下基本元件組成:-拋物線型槽反射器:太陽輻射直接照射反射器，反射器將其反射和集中在擠出的拋物線的焦線上。多種變化的反射器具有不同的材料，如塑料、玻璃、金屬……然而，到現(xiàn)在為止，已證明其有效性并在太陽能領(lǐng)域商業(yè)使用的反射器使用的是玻璃基板。拋物線型的太陽能反射器的一個(gè)典型配置是一個(gè)單片或?qū)訝畈Ａ?，熱處理可有可無，4或5毫米厚，并具有大概1700毫米乘以1600毫米的展開尺寸。一般來說，每個(gè)模塊有28個(gè)在其上布置并沿7個(gè)拋物線型槽截面組裝的反射器，這樣每個(gè)截面由四個(gè)獨(dú)立的反射器組成。-吸收器管:它接收來自反射器的集中輻射，它將以熱能形式傳遞給在其中循環(huán)的流體。-機(jī)械支撐結(jié)構(gòu):它用于支撐剩余部件以確保相對(duì)于彼此的相對(duì)位置，并為系統(tǒng)提供剛性。-跟蹤系統(tǒng):機(jī)械裝置圍繞單個(gè)軸線來轉(zhuǎn)動(dòng)組件以優(yōu)化在反射器的孔徑區(qū)域上的入射太陽輻射。該金屬結(jié)構(gòu)必須能承受運(yùn)輸和組裝應(yīng)力以及操作應(yīng)力，例如風(fēng)應(yīng)力和熱應(yīng)力等。反過來，它必須允許所有不同的部件有合適和足夠精確的連接以保證組件的光學(xué)性能。結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)有多種變化。然而，當(dāng)今最普遍的設(shè)計(jì)，本發(fā)明對(duì)其非常有利的是所謂的“中心主體和臂結(jié)構(gòu)”。此結(jié)構(gòu)包括一個(gè)中心主體，也稱為扭力盒或管，其平行于吸收器管的軸線布置，一套臂垂直地固定于該軸線，這套臂通常具有一個(gè)懸臂式金屬桁架結(jié)構(gòu)。所述反射器隨后以確定數(shù)量的剛性連接固定在這些臂上，一般每個(gè)反射器具有至少四個(gè)剛性連接。這種類型的結(jié)構(gòu)實(shí)施例描述在上述文件ES2274710A1、ES2326303A1中。在太陽能熱發(fā)電廠操作所需的全部部件中，反射器是生產(chǎn)能力方面最關(guān)鍵的一環(huán)。決定反射器質(zhì)量的特性是取決于反射涂層應(yīng)用的材料和方法的反射率和完全取決于反射器幾何形狀的優(yōu)點(diǎn)的截距系數(shù)。這兩個(gè)參數(shù)值直接與在太陽能熱站產(chǎn)生的能量值成正t匕，并由此與其收入水平成正比。這意味著，截距系數(shù)增加百分之一則自動(dòng)反映發(fā)電廠的財(cái)政收入增加約百分之一(略少)。當(dāng)今包括拋物線型槽技術(shù)在內(nèi)的主要集中技術(shù)，概念上是基于拋物線的幾何性質(zhì)。從這些性質(zhì)的應(yīng)用可以推斷出截距系數(shù)完全取決于與拋物線在所有點(diǎn)正切的線的方向。因此，當(dāng)拋物線的實(shí)際形狀相對(duì)于其理論的幾何形狀呈現(xiàn)變化時(shí)，這意味著在該點(diǎn)的切線斜率發(fā)生了變化。在這些條件下，反射光線不再照到理論焦點(diǎn)，而是相對(duì)于自身呈現(xiàn)出角偏差，這個(gè)角度值正好是由理論切線和的新的實(shí)際切線在這一點(diǎn)上定義的值的兩倍?？蓮那懊娴亩温渫茢喑鰳O端敏感性的拋物線幾何形狀，其中小的局部變形為10至20毫弧度，甚至是使用常規(guī)的測(cè)量系統(tǒng)不能測(cè)量的更小的局部變形，可導(dǎo)致在焦點(diǎn)處的輻射入射損失，并因此給太陽能熱站的效益造成嚴(yán)重的經(jīng)濟(jì)損失。在制造反射器的過程中，只能通過直接或間接的光線反射方法來測(cè)定光學(xué)幾何形狀(或截距系數(shù))。在測(cè)量過程中，反射器的拋物型槽基板必須支撐在支撐點(diǎn)上，所述支撐點(diǎn)設(shè)置在與相對(duì)于彼此和基板表面的完全相同的相對(duì)位置上，這將在支撐結(jié)構(gòu)內(nèi)具有理論的支持點(diǎn)。所述支撐用于作為在基板尺寸控制過程中的支持件，所述支持件建設(shè)性地設(shè)計(jì)為簡(jiǎn)單支撐，以防止在基板上產(chǎn)生應(yīng)力，這可使基板變形并因此扭曲測(cè)量結(jié)果。簡(jiǎn)單的支持被理解為兩個(gè)結(jié)構(gòu)構(gòu)件之間的連接，其允許一個(gè)構(gòu)件相對(duì)于其他構(gòu)件旋轉(zhuǎn)但不移動(dòng)。一般來說，現(xiàn)場(chǎng)組裝的反射器在其支撐結(jié)構(gòu)上使用四個(gè)支持件，雖然在例外的情況下，像在趨于具有高風(fēng)載荷的區(qū)域可以使用多達(dá)九個(gè)。目前制造拋物線型槽式反射器的技術(shù)允許在吸收器管的直徑為70毫米時(shí)，達(dá)到的截距系數(shù)值大于99.5%。制造過程的例子描述在文件EP2096375A1中，由本申請(qǐng)的相同發(fā)明人開發(fā)的。反射器的制造不會(huì)因?yàn)樾纬善浠宥Y(jié)束，相反必需提供裝置將反射器固定在機(jī)械結(jié)構(gòu)上。當(dāng)今使用的解決方案是在反射器的每個(gè)支撐點(diǎn)將其固定在結(jié)構(gòu)上，所述支撐點(diǎn)由陶瓷零件組成，其連接在與太陽輻射入射面相對(duì)的反射器表面上。該連接是通過使用粘接劑粘附，從而確保適當(dāng)?shù)膹?qiáng)度和耐久性。此外，該連接必須具有彈性模量，使得通過維持剛性的連接條件，允許吸收來自基板材料和陶瓷零件本身之間的不均勻膨脹的應(yīng)力。硅酮已被證明是能滿足這些條件的合適材料。陶瓷零件具有空腔，一具有凹形內(nèi)螺紋部分的金屬嵌件容納其中。陶瓷零件和金屬嵌件組件被稱為陶瓷墊片。這種類型的固定描述在文件EP0098404B1 中。 該陶瓷墊片可直接或通過整合有稱作為中間型材的結(jié)構(gòu)的金屬部分固定到金屬結(jié)構(gòu)。中間型材的功能是最小化由不精確的結(jié)構(gòu)制造和組裝導(dǎo)致的在支撐點(diǎn)內(nèi)的定位誤差。該中間型材由彎曲的金屬型材組成，該彎曲的金屬型材具有一個(gè)連接于結(jié)構(gòu)的平面和另一個(gè)面對(duì)陶瓷墊片的平面。安裝孔形式的開口允許在其位置上固定陶瓷墊片，該開口在后者的平面上加工。通常使用三維測(cè)量系統(tǒng)和工具(激光跟蹤器)來保證該操作的精度。最后的連接是通過擰入墊片金屬嵌件的凹形零件的雙頭螺栓，以及組件與相應(yīng)的螺母鎖定。鑒于上述拋物線的幾何靈敏度，在拋物線錨固點(diǎn)結(jié)構(gòu)上的定位必須具有高精度，所以當(dāng)這些點(diǎn)一般是4個(gè)時(shí)，組成了參考支撐系統(tǒng)以確定反射器的截距系數(shù)?？紤]到反射器的機(jī)械屬性，精度的要求顯著增加。反射器不是剛性元件，與此相反它是彈性元件，即，該元件大幅度的變形與它實(shí)現(xiàn)的功能有關(guān)。已經(jīng)看到，幾個(gè)毫弧度有序的多么微小的變形可導(dǎo)致管的截距損失。將反射器固定到結(jié)構(gòu)的建設(shè)性解決方案不僅必須滿足設(shè)計(jì)和組裝精度，而且同時(shí)在產(chǎn)品的壽命期間，確保空間和時(shí)間的不動(dòng)性來抵抗作用在系統(tǒng)上的力(風(fēng)載荷、其自身的
重量，……)。出于這個(gè)原因，反射器通過有限數(shù)量的剛性連接，使用上述的陶瓷墊片作為連接元件而連接于結(jié)構(gòu)。該反射器通過陶瓷墊片的錨定限制了每個(gè)支持件的所有自由度，這意味著該系統(tǒng)，理解為具有四個(gè)裝箱型支持件的反射器具有18個(gè)一定程度的靜不定性，即，有超過18個(gè)“限制的運(yùn)動(dòng)”，這是絕對(duì)必要的。裝箱型支撐被理解為，兩個(gè)結(jié)構(gòu)構(gòu)件之間的連接，其防止在任何方向上的一個(gè)構(gòu)件相對(duì)另一個(gè)的旋轉(zhuǎn)和位移。
系統(tǒng)的運(yùn)動(dòng)過度受限具有的缺點(diǎn)是要求其每個(gè)支持件附加的幾何精度，因?yàn)槿魏蔚钠顚?dǎo)致具有較小剛度的元件變形。在這種情況下，可變形的元件是反射器，其抗彎剛度(因?yàn)樗瞧?小于剩余連接元件和結(jié)構(gòu)本身。影響收集器中的錨固點(diǎn)位置的因素有以下幾種:-金屬結(jié)構(gòu)制造和組裝中的誤差-中間型材上的誤差-所述墊片制造中的誤差-在反射器中墊片的定位誤差-在支撐區(qū)域中反射器本身的誤差。金屬結(jié)構(gòu)制造和組裝中的誤差是金屬結(jié)構(gòu)制造和組裝的任何工藝中典型的空間不確定性誤差。確保錨固位置所要求的精度在建筑時(shí)間和勞動(dòng)方面是一個(gè)昂貴的過程，因?yàn)樗枰ǔ３尸F(xiàn)低精度的操作，如切割、焊接、鉆孔。工藝成本也進(jìn)一步的增加，因?yàn)樗枰褂枚ㄎ粖A具，依靠激光裝置等的三維測(cè)量。甚至一旦反射器放置在其錨固點(diǎn)，其依靠側(cè)向移動(dòng)的最終定位可引起結(jié)構(gòu)的較小剛性元件，如中間型材的偏差。一旦模塊主體已制造完成，該主體由扭力盒和用于反射器的支撐臂形成，只有安裝孔中心位置而不是接觸角的一個(gè)測(cè)量采取激光裝置。如果在其與陶瓷墊片接觸的區(qū)域，中間型材的最終平坦性是不正確的，則會(huì)在剛性連接中產(chǎn)生應(yīng)力從而導(dǎo)致反射器的變形。例如，已經(jīng)發(fā)現(xiàn)，根據(jù)變形點(diǎn)產(chǎn)生一毫米百分之二十的偏差，在支撐平面的偏差是3或4個(gè)毫弧度。與金屬結(jié)構(gòu)一起，所述墊片在反射器的正確定位具有很重要的作用，是在其固定過程中待控制的一個(gè)重要的參數(shù)，特別是所述墊片在垂直于拋物線型槽式反射器的焦線(吸收器管軸線)的平面內(nèi)的角偏差，假定它是包含拋物線截面切線的平面。每個(gè)反射器有至少4個(gè)墊片，每一個(gè)依次可在兩個(gè)不同的方向，正向或負(fù)向上偏離。顯而易見的是，有許多造成不同影響的組合，尤其是當(dāng)反射器具有拋物線截面時(shí)?？刂扑鰤|片的放置角偏差的容許極限的難度增加，這是由于事實(shí)上它們不會(huì)附著到理論表面，而是附著到實(shí)際的反射器基板上，其自身也有制造公差并因此在表面上有重要或不重要的角偏差。除了定位以及在較小的程度上，源自其面，即陶瓷墊片的基本平行面的的不平坦性的陶瓷制造誤差也可導(dǎo)致反射器剛性連接的變形。影響最終結(jié)果的另一個(gè)變量是在結(jié)構(gòu)中固定所述墊片的順序。擰緊的第一墊片將決定其余部分的位置。墊片和結(jié)構(gòu)之間的擰緊力矩也對(duì)結(jié)果產(chǎn)生略微影響。更大的力矩施加到一定限度，基板中產(chǎn)生的變形就越大，所以性能將會(huì)惡化。因此擰緊力矩是該工藝中控制的又一參數(shù)。反射器的幾何質(zhì)量是太陽能熱站整體性能的根本。反射器整個(gè)表面上的角偏差統(tǒng)計(jì)分析結(jié)果表明，反射光線的角偏差分布可接近正常的統(tǒng)計(jì)分布。因此，具有可接受截距系數(shù)但具有高標(biāo)準(zhǔn)偏差值的反射器將對(duì)支持件的小變形呈現(xiàn)更高的靈敏度。相反，角偏差接近其標(biāo)稱值的反射器將具有更大的余量來吸收誤差?？梢詳嘌裕幌盗泄に嚤旧硭逃械恼`差存在于每個(gè)收集器部件的制造和隨后的現(xiàn)場(chǎng)組裝過程中。如今，限制這些誤差在合理值之內(nèi)涉及的制造、質(zhì)量控制和組裝成本都很高，盡管成本高，但由于反射器表面引起的變形，截距損失仍不可避免地發(fā)生在吸收器管上。一旦在現(xiàn)場(chǎng)組裝，從結(jié)構(gòu)本身制造的觀點(diǎn)出發(fā)，通過處理問題，就會(huì)做出更認(rèn)真的嘗試以將光學(xué)性能的損失最小化。文件ES2326303A1描述的解決方案是以制造工藝為基礎(chǔ)，通過它實(shí)現(xiàn)具有更大剛度元件的更精確的結(jié)構(gòu)，所述結(jié)構(gòu)形成在元件中。為結(jié)構(gòu)提供額外剛度的問題是該組件的尺寸需求變得更大，因?yàn)椴豢赡軠p少反射器的應(yīng)力，一旦反射器被剛性地固定到整個(gè)組件，它就會(huì)經(jīng)受該應(yīng)力。因此，此解決方案增加了制造成本而沒有解決源自在反射器中放置陶瓷墊片而沒有其理論位置角偏差的問題。為了分析和更好地理解相對(duì)于反射器的初始截距系數(shù)值在該領(lǐng)域中觀測(cè)到的性能損失，已嘗試作為實(shí)驗(yàn)室中的一個(gè)整體再現(xiàn)系統(tǒng)行為從而使得允許知道陶瓷墊片位置的真實(shí)效果。為了這個(gè)目的，利用其進(jìn)行過一組測(cè)量的工具已被設(shè)計(jì)和建造。被用來模擬支撐結(jié)構(gòu)的工具，表示其實(shí)際截面，反射器的四個(gè)支撐點(diǎn)設(shè)在平行于水平面的同一平面內(nèi)。所述工具再現(xiàn)了實(shí)際結(jié)構(gòu)的自由程度。下文所述的所有測(cè)試都是基于說明書內(nèi)的結(jié)構(gòu)支撐點(diǎn)的空間位置進(jìn)行的。在所述測(cè)試中觀測(cè)到的值會(huì)在那些情況的實(shí)踐中劣化，其中實(shí)際的現(xiàn)場(chǎng)結(jié)構(gòu)可在既定的公差范圍之外。使用被稱之為QDEC的測(cè)量設(shè)備來確定截距系數(shù)。該設(shè)備使用基于反射測(cè)定法的測(cè)量方法，其允許計(jì)算在所述反射器表面的切線偏差，并通過一系列的照片從中計(jì)算焦點(diǎn)上的角偏差。該設(shè)備目前由CSP服務(wù)銷售，并已與德國(guó)航空航天中心(DLR)合作開發(fā)。為了進(jìn)行測(cè)量，模擬實(shí)際結(jié)構(gòu)的工具布置在QDEC設(shè)備為該目的限定的位置中。兩組反射器在第一組測(cè)試中進(jìn)行了分析:-A組:反射器具有可接受的截距系數(shù)并用于具有70毫米直徑的接收器管，且墊片位置的角偏差小于10毫弧度。-B組:反射器具有可接受的截距系數(shù)并用于具有70毫米直徑的接收器管，且在垂直于接收器管的平面內(nèi)的墊片位置大于10毫弧度。對(duì)于這兩種情況下的截距系數(shù)值在下列假設(shè)中進(jìn)行了分析:-假設(shè)1:在反射器的制造中發(fā)生的尺寸控制情況下測(cè)量的部分:在測(cè)量過程中參考工具的簡(jiǎn)單四點(diǎn)支撐。假設(shè)I產(chǎn)生的測(cè)量對(duì)應(yīng)于截距系數(shù)值，其在正常的制造過程中表示反射器的特征。-假設(shè)2:具有粘附性標(biāo)準(zhǔn)陶瓷墊片的反射器簡(jiǎn)單支撐在模擬收集器金屬結(jié)構(gòu)的工具上。在陶瓷墊片的凹形內(nèi)螺紋部分插入的雙頭螺栓是自由的，沒有任何螺母將其擰緊，因此，在每個(gè)支持件中沒有任何轉(zhuǎn)動(dòng)自由度(除了圍繞雙頭螺栓軸線的轉(zhuǎn)動(dòng)，這與確定的技術(shù)問題的目的不相關(guān))的相關(guān)程度限制。測(cè)量結(jié)果將顯示由制造部件(結(jié)構(gòu)、反射鏡、墊片)的誤差所引起的最小誤差，即使這些部件是在可接受的尺寸公差值中。-假設(shè)3:具有粘附性標(biāo)準(zhǔn)陶瓷墊片的反射器支撐在工具上，該工具模擬在裝箱型支撐中的收集器金屬結(jié)構(gòu)，即每個(gè)支撐件的所有自由度均受限制。連接是通過擰緊在雙頭螺栓上的螺母并使用為這樣的現(xiàn)場(chǎng)操作定義的標(biāo)準(zhǔn)擰緊力矩來固定的，所述雙頭螺栓插入到陶瓷墊片的凹形內(nèi)螺紋部分。該測(cè)量結(jié)果將顯示對(duì)收集器的光學(xué)性能損失是由支撐件的自由度限制和隨之而來的反射器變形引起。
權(quán)利要求
1.種太陽能反射器元件與支撐結(jié)構(gòu)的鉸接式連接系統(tǒng)(1、1’、1’’)，包括 連接主體(2、2’、2’’)，用于固定在反射器元件(13)相對(duì)太陽輻射的入射面的面上，其包括一個(gè)接收凸形固定元件(3、3’、3’ ’ )的孔(14、14’、14’ ’)， 至少一個(gè)合適的接合裝置，其允許在反射器元件(13)和支撐結(jié)構(gòu)之間的連接空間內(nèi)自由轉(zhuǎn)動(dòng)， 其中所述至少一個(gè)合適的接合裝置包括一個(gè)通孔，其允許凸形固定元件(3、3’、3’’)在此穿過，該凸形固定元件(3、3’、3’’)具有容納在所述連接主體(2、2’ )的孔(14)的第一端和接收凹形固定元件(5、5’ )的第二端，該凹形固定元件(5、5’ )用于剛性地固定整個(gè)反射器元件(13)和支撐結(jié)構(gòu)組件。
2.據(jù)權(quán)利要求1所述的鉸接式連接系統(tǒng)(I)，其特征在于， 連接主體(2)包括兩個(gè)球形殼體(6、7)，通過孔(14)連接，并在空間內(nèi)具有共同的轉(zhuǎn)動(dòng)中心， 系統(tǒng)(I)包括一個(gè)具有通孔(15)的球形墊圈(4)，和 凸形固定元件(3)包括一個(gè)球形頭部(9)，其中 球形墊圈(4)安置在連接主體(2)的球形殼體(7)上， 凸形固定元件(3)的球形頭部(9)安置在連接主體(2)的球形殼體(6)上，以及 通孔(14)的直徑基本上大于所述凸形固定元件(3)的直徑，以允許所述凸形固定元件(3)在空間中圍繞任意軸線穿過連接主體(2)的球形殼體(6)和(7)的固定轉(zhuǎn)動(dòng)點(diǎn)的轉(zhuǎn)動(dòng)。
3.據(jù)權(quán)利要求2所述的鉸接式連接系統(tǒng)(I)，其特征在于，通孔(14)的直徑允許凸形固定元件(3)以一定角度轉(zhuǎn)動(dòng)，其 最大值為3° ,優(yōu)選為2°。
4.據(jù)權(quán)利要求2至3中任意一項(xiàng)所述的鉸接式連接系統(tǒng)(I)，其特征在于，它包括一個(gè)設(shè)置在支撐結(jié)構(gòu)(10)和凹形固定元件(5)之間的墊圈(12)。
5.據(jù)權(quán)利要求2至4中任意一項(xiàng)所述的鉸接式連接系統(tǒng)(I)，其特征在于，它包括應(yīng)用于連接主體(2)的區(qū)域上并固定在反射器元件(13)相對(duì)太陽輻射的入射面的面上的保護(hù)膜(8)。
6.據(jù)權(quán)利要求1所述的鉸接式連接系統(tǒng)(I’)，其特征在于， 連接主體(2’)包括殼體(19)，在其中設(shè)置有帶螺紋孔(14’ )的凹形部件(17)， 系統(tǒng)(I’ )包括雙球形墊圈(4’、4’ ’ )的第一組件和雙球形墊圈(6’、6’ ’ )的第二組件，其中 雙球形墊圈(4’、4’’)的第一組件設(shè)置在連接主體(2’)和支撐結(jié)構(gòu)(10)之間，雙球形墊圈(6’、6’ ’ )的第二組件設(shè)置在支撐結(jié)構(gòu)(10)的相對(duì)面，以及在連接位置中，凸形固定元件(3)穿過雙球形墊圈(4’、4’ ’ )的第一組件的孔、支撐結(jié)構(gòu)(10)的安裝孔和雙球形墊圈(6’、6’ ’ )的第二組件并固定到凹形固定元件(5’ )上，以及雙球形墊圈(4’、4’’ )的第一組件、支撐結(jié)構(gòu)(10)和雙球形墊圈(6’、6’’ )的第二組件的孔均具有直徑基本上大于凸形固定元件(3)的直徑，以允許所述雙球形墊圈的第一和第二組件移動(dòng)。
7.據(jù)權(quán)利要求6所述的鉸接式連接系統(tǒng)(I’)，其特征在于，雙球形墊圈的第一和第二組件的孔的直徑允許所述組件轉(zhuǎn)動(dòng)。
8.據(jù)權(quán)利要求1所述的鉸接式連接系統(tǒng)(I’’)，其特征在于，連接主體(2’’)包括一個(gè)凸起和彎曲的中央?yún)^(qū)(20)，其具有一個(gè)通孔(14’’)和與窗口(18)連通的側(cè)孔， 系統(tǒng)(I’ ’ )包括一個(gè)具有通孔(15’ )的球形墊圈(4’ ’ ’)，以及 凸形固定元件(3’ ’ )包括一個(gè)球形頭部(9’ ’)，其中 球形墊圈(4’ ’ ’ )安置在連接主體(2’ ’ )的凸起和彎曲的中央?yún)^(qū)(20)的表面上， 在操作情況下，調(diào)整凸形固定元件(3)的球形頭部(9)至連接主體(2’’)的凸起和彎曲的中央?yún)^(qū)(20)的內(nèi)表面，以及 通孔(14’ ’ )的直徑基本上大于所述凸形固定元件(3’ ’ )的直徑，以允許所述凸形固定元件(3’ ’ )在空間中圍繞任意軸線穿過連接主體(2’ ’ )的固定轉(zhuǎn)動(dòng)點(diǎn)的轉(zhuǎn)動(dòng)。
9.據(jù)權(quán)利要求8所述的鉸接式連接系統(tǒng)(I’’)，其特征在于，連接主體(2’’)包括一個(gè)平的較低薄層(21)，用于固定至反射器元件(13)。
10.據(jù)權(quán)利要求8所述的鉸接式連接系統(tǒng)(I’’)，其特征在于，通孔(14)的直徑允許凸形固定元件(3)以一定角度轉(zhuǎn)動(dòng)，其最大值為3° ,優(yōu)選為2°。
11.據(jù)權(quán)利要求8至10中任意一項(xiàng)所述的鉸接式連接系統(tǒng)(I’’)，其特征在于，它包括一個(gè)設(shè)置在支撐結(jié)構(gòu)(10)和凹形固定元件(5’’)之間的墊圈(12’’)。
12.種太陽能集中器的反射器，包括至少一個(gè)根據(jù)任意一前述權(quán)利要求所述的鉸接式連接(1、I’、1’ ’)于其支撐結(jié)構(gòu)的系統(tǒng)。
13.種太陽能反射安裝，包括至少一個(gè)根據(jù)權(quán)利要求12所述的反射器。
14.種將反射器元件(13)連接于其支撐結(jié)構(gòu)的方法，包括以下步驟: -提供至少一個(gè)根據(jù)權(quán)利要求1至11中任意一項(xiàng)所述的連接系統(tǒng)(1，IM"); -在反射器元件(13)相對(duì)于太陽輻射的入射面的面上、與支撐結(jié)構(gòu)相對(duì)應(yīng)的連接區(qū)域一致的位置上固定至少一個(gè)連接系統(tǒng)(1、I’、1’ ’)； -利用至少一個(gè)連接系統(tǒng)(1、I’、I’’)在支撐結(jié)構(gòu)上定位反射器元件；以及 -固定所述組件來獲得剛性連接。
全文摘要
本發(fā)明涉及一種太陽能熱集中收集器中使用的反射器元件及其支撐結(jié)構(gòu)之間的鉸接式連接系統(tǒng)。由于反射器上的角偏差，該系統(tǒng)允許在其所有錨固點(diǎn)內(nèi)的反射鏡和支撐結(jié)構(gòu)之間的連接而沒有任何形式的應(yīng)力。它包括一個(gè)連接主體(2)，用于固定在反射器元件(13)相對(duì)太陽輻射的入射面的面上，其包括用于接收一個(gè)凸形固定元件(3)的孔(14)和適合的接合裝置，該裝置允許在反射器元件(13)和所述支撐結(jié)構(gòu)之間的連接空間內(nèi)自由轉(zhuǎn)動(dòng)。該適合的接合裝置包括允許螺紋桿(3)由此穿過的通孔(15)，螺紋桿(3)具有固定在連接主體(2)的孔中的第一端和接收螺母或凹形螺紋部分的第二端，該凹形螺紋部分用于剛性地固定整個(gè)反射器元件(13)和支撐結(jié)構(gòu)組件。
文檔編號(hào)F16B43/02GK103097831SQ201180037550
公開日2013年5月8日 申請(qǐng)日期2011年5月30日 優(yōu)先權(quán)日2010年5月31日
發(fā)明者何賽普·烏瓦奇·卡爾特蓋, 伊格納西奧·加西亞-孔德·諾列加 申請(qǐng)人:里奧玻璃太陽能有限公司