高杠杆率槽式太阳能收集器制造技术

技术编号:7607046 阅读:214 留言:0更新日期:2012-07-22 14:03
本发明专利技术是一种槽式太阳能收集器,其利用高杠杆率原理以便产生轻质、便宜的热太阳能收集器。抛物面反射器通过沿收集器的长度间隔开的刚性肋保持成合适的形状。槽的结构通过独特的太阳跟踪系统保持刚性,太阳跟踪系统不仅导引长槽排以将它指向太阳,而且还将排的整个长度保持成刚性构型。小直径索缆包绕沿排延伸的可旋转管。索缆围绕圆形拱形体延伸,该圆形拱形体附接到提供用于旋转槽的高杠杆率的抛物肋。因为拱形体整体旋转,故长槽排以旋转刚性维持。不具有重的混凝土地基和重的结构来支承槽,轻质支承柱布置进地面,并且拉线维持柱的位置。

【技术实现步骤摘要】
【国外来华专利技术】高杠杆率槽式太阳能收集器相关串请的交叉引用本申请是题目为"ThinFilm Trough Solar Collector",申请日为 2007年4月 5日的共同未决的美国专利申请序列号No. 11/696,854的部分继续申请,该文献的全部内容通过参考引入本文。
技术介绍
普通抛物面槽式太阳能收集器通常建成有用于提供刚性的坚固结构部件,以便当槽的一部分通过太阳跟踪机构旋转时,整个槽一起旋转。抛物面反射器通常为玻璃或高度磨光的金属。美国专利4,114,594和5,058,565示出了槽结构,它可以由外部装置旋转,但是该槽必须具有旋转刚性。这些槽的刚性结构很昂贵,且反射表面很昂贵。承载冷却流体的管道通常布置在抛物面反射器的稍微上方。这些设计通常对于太阳跟踪系统的精度非常敏感。也就是说,当槽并不是相当精确地指向太阳时,反射光线倾向于错过目标(承载冷却流体的管)。诸如3,923,381和6,676,263的美国专利通过具有相当窄的槽道用于集中太阳光线而克服该问题,且流体管布置在空腔内深处。这些槽也需要刚性且昂贵的结构来维持槽的几何形状。
技术实现思路
本文中称为“SuntiOf”的本专利技术为用于太阳能槽式收集器的设计,该太阳能槽式收集器具有目标流体管,该目标流体管处于由抛物面反射器形成的空腔内深处。反射器是镀铝塑料薄膜或其它柔性反射材料,其通过在刚性肋之间水平(纵向)拉伸并粘接到肋的内侧而保持就位。坚韧塑料薄膜的保护片粘接到肋的外侧,以防止风撞击反射薄膜。肋可以是金属或纤维增强塑料,并可以在工厂中便宜地模制。因为很多镀铝塑料薄膜具有很高的拉伸强度,所以如果薄膜片在两个弯曲肋之间紧紧地拉伸,则在肋之间的薄膜将具有在薄膜的整个长度上维持与肋相同的曲率的强烈趋势。该片的拉伸将从一个肋传递至另一个肋,直到该片到达槽的端部,在槽的端部拉伸力由刚性端部框架抵消。以这种方法,肋不必承受任何较大的侧向或纵向力。Suntrof结构的一个主要特征是槽的刚性主要由太阳跟踪系统来提供的概念。通过具有与在场地上的成组的槽的顶部连接的成组的太阳跟踪索缆,提供刚性,且各槽的所有部分都指向太阳。索缆在场地的东侧和西侧附接到跟踪管,该跟踪管旋转以导致索缆向东和向西运动,并且从而使槽向东和向西移动以跟踪太阳。在这种情况下,它与在美国专利申请 No. 60/648,865,本专利技术人的"Solar Power Concentrator Using Reflective Films"中呈现的跟踪方法类似。该系统的缩写为"Suncone"。Suncone的跟踪系统与此处所示的跟踪系统类似,除了 Suncone具有双轴跟踪,而Suntrof具有单轴跟踪。但是主要区别是,Suntrof跟踪系统设计成为槽提供刚性,而Suncone的跟踪系统并不为反射表面的几何形状提供刚性。因为槽从上方通过索缆的杠杆作用而保持就位,所以当它们具有普通太阳能槽和盘时,混凝土地基并不必须。Suntrof支承件可以仅仅是打入地面中的管。塑料薄膜反射器比玻璃或磨光金属反射器便宜得多。因为并不需要坚固的金属梁来提供刚性,所以节省了附加成本。通过使流体管下降至靠近相当窄的槽的底部,系统需要更小的跟踪精度,且索缆跟踪方法将恰当地起作用。因此,本专利技术的目的是通过抛物面槽设计来高效地收集太阳能,该抛物面槽设计与广泛使用的抛物面槽相比需要更小的太阳跟踪精度。本专利技术的另一目的是提供利用便宜的塑料薄膜作为抛物面反射器的方法,以便提供更便宜的、收集太阳能的方法。本专利技术的另一目的是提供太阳跟踪系统,其不仅导致槽的场跟踪太阳,还为槽提供刚性,而不必具有重的金属结构。本专利技术的其它目的、优点和新特征以及更多应用范围将在下面结合附图的详细说明中部分陈述,并且部分将由本领域技术人员通过阅读下文而清楚,或者可通过实践本专利技术而学习。本专利技术的目的和优点可以依靠在所附权利要求中特别指出的仪器和组合来实现和获得。附图说明合并进说明书中并形成说明书的一部分的附图示出了本专利技术的实施例,并与说明书一起用于解释本专利技术的原理。附图只是用于示出本专利技术的优选实施例,且并不理解为限制本专利技术。附图中图I是本专利技术的一个实施例的示意截面端视图,其中,肋示出为支承反射薄膜和外部保护薄膜,且槽通过与槽上方的拱形体连接的索缆而指向太阳。图2是槽的侧视图,示出肋具有附接的跟踪拱形体。图3是示出本专利技术的另一实施例的等距图,其中,跟踪系统的操作利用框架和连杆,以便使场地中的所有槽都朝着太阳旋转,并为槽提供刚性。图4是示出使支承柱支持流体管和槽构件的方法的示意侧视图。图5是图4的连接组件结构的示意端视图,示出了它与支承柱和肋的关系。槽的底部开口,以便允许支承柱穿过,但是塑料薄膜在该区域粘接到连接组件上,以便防止灰尘进入槽中。图6是SuntiOf阵列的透视计算机图形图像,示出了与槽上方的拱形体连接的跟踪索缆。图7是Suntrof模块的一个实施例的端视图,示出了跟踪系统,其合并从圆形跟踪拱形体延伸到附接到槽支承柱的跟踪管的跟踪索缆。图8是示出纵向梁的SuntiOf模块的等距图,该梁穿过顶部,并且对角索缆穿过顶部。图9示出X-梁的结构。图10示出了通过在围绕拱形体的点处附接线使圆形拱形体具有刚性的方法。具体实施例方式图I是槽的示意端视图。图2示出了短槽的侧视图。实际上,槽可以相当长,且可存在沿槽周期分布的许多肋。本专利技术的重要特征是整个槽由跟踪索缆系统来保持刚性。首先,人们可能会想,由轻质塑料构件制造的长槽系统将倾向于沿它的长度扭曲。也就是说,它的部分将指向不同方向。但是跟踪索缆系统附接到跟踪拱形体5上,且这为它提供绕流体管11枢转的长杠杆臂。由于该长杠杆臂,即使小的索缆也能够在有风状况下保持系统刚性。阿基米德说过 “给我一个足够长的杠杆和布置它的支点,那么我将移动地球”。肋2和跟踪拱形体5形成从顶部使槽旋转的杠杆,而不是像利用普通的槽和盘一样从底部使槽旋转。在图I中,槽30具有由肋2支承的反射薄膜I。可以是坚韧塑料薄膜的保护外壳 3通过使薄膜粘接在肋的外侧而支承。跟踪拱形体5刚性地附接到肋上。索缆6装配进拱形体的顶部中的沟槽中,并连接在拱形体中的点9处。索缆7装配进在拱形体的第二沟槽中,并连接在点8处。利用该设计,当索缆从一侧向另一侧移动时,拱形体滚转,并使槽与它一起运动。槽由支承柱10支承。支承柱还支承流体管11和玻璃外壳管道12。槽由透明盖体16覆盖,以便防止风和灰尘进入槽中。盖体沿顶侧对保护外壳薄膜密封。图2给出了槽的示意侧视图,示出了薄膜I和3、肋2、拱形体5、流体管11和支承柱10的关系。它还示出了对角拉线(guy wire)21,其帮助维持槽结构的刚性。拉线22提供对端部框架20的支承。拉线22在与槽的旋转中心(流体管11的中心)成一直线的点处附接到支承结构23上。跟踪拱形体5是由刚性材料制成的工件,它为圆弧形,好像它是叶轮的轮缘的一部分,其中叶轮的半径等于从轮缘至收集器的旋转枢转线的距离。(枢转线是流体管的中心)。跟踪索缆装配进沟槽17内。如果抵消重力和风负载所必需的力由在槽底部的枢轴来提供(它带有现有盘和槽式太阳能收集器),该结构将不得不非常坚固,且可需要重的齿轮箱来使槽指向太阳。图3示出了本专利技术的另一实施例。它不具有用于索缆附接的拱形体,而是它本文档来自技高网...

【技术保护点】

【技术特征摘要】
【国外来华专利技术】...

【专利技术属性】
技术研发人员:梅尔文·L·普鲁伊特
申请(专利权)人:梅尔文·L·普鲁伊特
类型:发明
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