用于悬挂式太阳能增强的石油采收聚光器和接收器的支持件，以及相关的系统和方法与流程

本申请要求于2015年6月30日提交的待决的美国临时申请号62/187,171的优先权，其全部内容通过引用并入本文。当通过引用并入本文的前述申请和/或任何其他材料与本申请相冲突时，以本申请为准。

本发明大体上涉及用于悬挂式太阳能聚光器和接收器的支持件，以及相关的系统和方法。在特定实施例中，太阳能聚光器和接收器用于加热水以进行热增强的石油采收。

背景技术：

随着化石燃料变得越来越稀缺，能源工业已经开发出更先进的提取燃料的技术，这些燃料的提取在以前是太难或昂贵的。一种这样的技术是将蒸汽注入含油地层以释放并降低油的粘度。目前存在几种蒸汽注入技术，通常统称为“热增强的石油采收(thermalenhancedoilrecovery)”或“热eor”。代表性的蒸汽注入技术包括循环、蒸汽驱、蒸汽辅助重力泄油(sagd)以及其它使用垂直和/或水平注入井或这些井的组合，同时带有连续可变速率和/或间歇蒸汽注入到每个井中的其它策略。

一种用于产生蒸汽用于蒸汽注入的代表性的系统是具有直通式配置或再循环配置的燃料锅炉。其他蒸汽产生系统包括以连续模式运行的热回收蒸汽发生器。热eor操作通常每天24小时产生蒸汽，时间从几天到几年不等，这消耗了大量的燃料。因此，另一种代表性的蒸汽发生器是太阳能蒸汽发生器，其可以补充或替代燃料锅炉。在热回收项目中，太阳能蒸汽发生器可以减少燃料使用、降低运营成本、减少废气排放、和/或提高石油产量。

图1a是根据现有技术配置的太阳能系统80的局部示意性顶部等距示图。太阳能系统80被配置成从入射的太阳辐射收集能量并且将所述能量用于太阳能eor。太阳能系统80包括将入射的太阳辐射集中到相应的接收器30上的多个太阳能聚光器40。因此，太阳能聚光器40具有高度反射(例如，镜像)的表面，其将入射的太阳辐射重定向并聚焦到接收器30上。接收器30可以采取细长导管或管道的形式。接收器30接收由泵91加压并引导至所述接收器的水(例如来自水源90)。通过接收器30的水借助于聚光器40提供的集中的太阳辐射被加热成蒸汽。然后将蒸汽引导至目标99，在那里可以将其用于增强的石油采收和/或其他过程。

继续参照图1a，聚光器40和接收器30可以容纳在外壳10中。外壳10可以包括壁14(出于图示目的，其中一些未示出)和顶12，其在受保护的内部区域96和外部区域97之间提供边界。特别地，外壳10可以保护聚光器40免受可能存在于外部区域97中的风、灰尘、污物、污染物和/或其他潜在的破坏性或隐蔽性的环境因素的影响。同时，外壳10可以包括例如在外壳10的壁14和/或顶12处的透射表面13，以允许太阳辐射进入内部区域96和聚光器40。例如，在特定实施例中，外壳10的大部分表面区域，包括壁14和顶12，由玻璃或其他合适的透射和/或透明材料制成。

在特定实施例中，外壳10具有支持件11，支持件11包括提供对壁14和高架支持件17的支持的直立支持件16。高架支持件17又为顶12提供支持。沟槽15从顶12的各区段排出水并且可以为聚光器40和接收器30提供支持。具体而言，接收器30可以通过接收器悬挂线31悬挂在沟槽15上，并且聚光器40可以利用聚光器悬挂线41悬挂在接收器30上。

如图1a所示，接收器30和聚光器40可以成行布置。相邻行中的接收器30可以经由每行末端的u形管道(图1a中未示出)相互连接。通过接收器30的水流可以相应地遵循蛇形路径。另外，接收器30通常固定在一个末端。因此，随着接收器30加热和冷却，接收器30的相对端可以大幅度地伸长和收缩。在特定实施例中，这些行被布置成大致东-西配置，使得聚光器40大致面向赤道。由于太阳的取向随着季节以及每天的进程而变化，所以太阳能系统80可以包括驱动机构43，其在太阳的倾斜角度改变时使太阳能聚光器40相对于接收器30移动。例如，驱动机构43可以包括耦接到动力传动系统42的电动绞盘，以便使每个聚光器40相对于其相应的接收器30旋转。对于如图1a所示的具有沿东-西方向布置的聚光器40的系统，旋转速率和每日旋转角度可以是适中的。对于聚光器40沿纵向赤道-极轴(如南-北向)布置的其他系统，聚光器40每天旋转一个明显的角度，例如180°，以跟踪太阳的每日相对运动，因此旋转速率往往更高。控制器87接收输入88a(例如，传感器输入)并发送输出88b(例如，用于移动聚光器40的指示)。

图1b是外壳10的一部分连同聚光器40和相应的接收器30的局部示意性端视图。聚光器40可以包括第一部分40a和第二部分40b。在特定实施例中，第一部分40a是双侧对称的，并且第二部分40b提供了单侧延伸，其是用于以特定入射角度进行额外的太阳辐射收集。如图1b所示，第二部分或延伸部40b可以相对于第一部分40a可移动(例如，可枢转)。

示出的聚光器40经由聚光器悬挂线41悬挂在接收器30上，并且接收器30经由相应的接收器悬挂线31悬挂在沟槽15上。聚光器40可以经由驱动机构43相对于接收器30旋转，驱动机构43可以包括双作用绞盘45。绞盘45可以通过连接到聚光器40的一个位置的第一动力传动系统42a和从相反的方向连接到聚光器40的不同位置的第二动力传动系统42b而连接到聚光器40。滑轮定位成引导动力传动系统42a，42b。因此，绞盘45可以卷绕一个动力传动系统，同时将另一个动力传动系统松开以旋转聚光器40。一般来说，由于聚光器40的重量，一次只能有一个动力传动系统承受拉力。相应的松弛配重39a，39b在不承载聚光器40的重量(或大部分重量)的动力传动系统上提供适度的拉力。可以调节松弛配重39a，39b的相对质量以调节聚光器40的中立位置。当接收器30被固定时，轴承50便于聚光器40的旋转。

图1c示出了根据现有技术配置的轴承50。轴承50包括附接到接收器30和接收器支持件62的内轴承元件66，以及与内轴承元件66可旋转地啮合并附接到聚光器支持件52的外轴承元件67。聚光器支持件52被附接到聚光器悬挂线41上，聚光器悬挂线41又附接在聚光器40上(图1b)。接收器支持件62被附接到相应的接收器悬挂线31上，接收器悬挂线31又附接到周围外壳10的沟槽15上(图1b)。

图1d示出了用于轴承50的另一布置，其中接收器支持件62包括通过枢轴销61连接的两个部件。因此，随着接收器在变化的热负载下伸展和收缩时，枢轴销61便于接收器30的一些轴向运动(图1c)。轴承50进一步包括附接到接收器30的内轴承元件66。内轴承元件66包括缝或槽69，该缝或槽69允许内轴承元件66展开以沿着接收器30移动到其安装位置。聚光器支持件52支持着外轴承元件(在图1d中不可见)可转动地与内轴承元件66的面向外的表面57啮合。相对的面板68限制聚光器支持件52的轴向运动。聚光器支持件52包括用于将相应的聚光器悬挂线连接到聚光器的支持件线孔65a，并且接收器支持件62包括用于将相应的接收器悬挂线附接到外壳的沟槽的支持件线孔65b，如上所述。

虽然上面参照图1a-1d描述的前述布置为终端用户提供了合适的热能，但是发明人已确定了显着提高系统性能的若干技术，如下面进一步详细讨论的。

附图说明

图1a是根据现有技术的太阳能集热器布置的部分示意性等距示图。

图1b是图1a中所示的太阳能集热器布置的一部分的局部示意性端视图。

图1c是根据现有技术配置的轴承的局部示意图。

图1d是根据现有技术配置的另一轴承的局部示意图。

图2a和图2b分别展示了根据本发明的安装在接收器上的轴承的一部分的前等距视图和后等距视图。

图2c是图2a和2b所示轴承的实施例的分解等距示意图。

图3a示意性地图示了根据本发明的实施例，太阳光线进入外壳，冲击聚光器并且反射以撞击在接收器上。

图3b和3c比较了根据现有技术的轴承和根据本发明的实施例的轴承之间的遮光。

图4a和4b分别是根据本发明的实施例配置的轴承的侧面视图和等距视图。

图4c是图4a和4b中所示的轴承的实施例的分解示意图。

图5a-5c是根据本发明的实施例的具有不同弧长内轴承表面的轴承的局部示意性端视图。

图6a和6b分别展示了根据本发明的实施例配置的轴承的侧面视图和等距视图。

图7a和7b分别展示了根据本发明的实施例的轴承的未安装视图和安装后视图。

图8展示了根据本发明的实施例的具有单独的内轴承表面的轴承。

图9a-9c展示了具有根据本发明的进一步的实施例配置的轴承。

图10a-10f展示了根据本发明的实施例的用于将轴承和防护件安装在接收器上的过程。

图11展示了根据本发明的实施例安装的轴承。

图12是根据本发明的实施例配置的包括轴承和动力传动系统布置的系统的局部示意性端视图。

图13是根据本发明的实施例配置的具有支持肋的聚光器的局部示意性端视图。

图14a和14b展示了根据本发明的实施例的附接有动力传动系统的聚光器。

图15是根据本发明的实施例的固定在远离接收器两端的位置处的接收器的局部示意图。

图16a和16b是根据本发明的又一些实施例的用于冷却电子部件的设备的示意图。

图17a和17b分别是根据本发明的又一实施例配置的轴承的局部示意性等距视图和横截面视图。

具体实施例

1.0概述

本发明一般涉及用于相对于太阳能接收器支持太阳能聚光器的轴承和其他设备，以及包括用于支持和驱动太阳能聚光器的技术的相关系统和方法。太阳能聚光器可用于产生蒸汽用于包括发电、加热和/或太阳能增强的石油采收在内的各种过程。以下参考配置为用于油井蒸汽注入的系统来描述所公开的技术的若干实施例的具体细节，以提供对这些实施例的透彻理解，但是在其他实施例中，代表性的系统可以用在其他上下文中。为了清楚起见，在下面的描述中没有阐述对众所周知并且经常与蒸汽产生系统相关联、但是可能会不必要地混淆本发明的一些重要方面的结构或过程的若干细节。此外，尽管以下公开内容阐述了本公开技术的不同方面的若干实施例，但本技术的若干其他实施例可与本部分中所描述的那些具有不同的配置和/或部件。因此，本公开的技术可以具有其他实施例，其具有附加的元件和/或不具有参考附图2a-17b在下面描述的若干元件。

本发明的方面在若干领域的一个或多个中改进了现有技术。这些领域包括：减轻太阳能聚光器的重量，减轻太阳能聚光器的负荷，减少或重新分配接收器的热伸展，冷却系统电子器件，降低轴承从接收器转移走热量的趋势，降低轴承遮挡或阻挡阳光到达接收器的程度，减少轴承安装时对接收器的潜在损坏，和/或降低轴承和相关部件的总重量和成本。进一步的改进包括允许聚光器相对于接收器枢转以及旋转，由此支持聚光器的径向运动，和/或在正常使用期间允许接收器和聚光器在纵向上不同的伸展。

2.0代表性的轴承及相关系统和方法

在下面描述的任何实施例中，所公开的轴承可由制造商以拆卸或部分拆卸的配置来提供，以便于以下面描述的方式安装轴承。

图2a和图2b分别展示了根据本发明的实施例的安装在接收器230上的支持轴承250的前等距视图和后等距视图。一般而言，轴承250包括(1)紧固到接收器230的接收器接口构件251，(2)相对于接收器接口构件251移动并在接收器230下方的位置支持太阳能聚光器的聚光器附接构件252，(3)也相对于接收器接口构件251移动并有助于接收器230以悬挂方向附接的接收器附接构件262(稍后参照图2c示出和描述)。如将进一步详细描述的，轴承250允许聚光器围绕接收器230的主(例如，纵向)轴线l旋转。另外，该布置允许聚光器附接构件252和接收器附接构件262两者相对于接收器接口构件251围绕不同的轴线枢转。因此，轴承250可以支持前述部件相对于彼此的其他运动，这可以减少整个系统上的磨损和应力。

在图2a和图2b所示的实施例中，接收器接口构件251具有与接收器230接触的啮合表面263，并且经由环绕或至少部分环绕接收器230的带253附接到该接收器。接收器接口构件251可以包括紧固件254，紧固件254将带253紧紧地紧固在接收器230周围。接收器接口构件251还可以包括一个或多个防护支持件255，其将透射防护件232支持在偏离接收器230的表面的位置中。例如，透射防护件232(为了说明的目的仅示出其一部分)可以包括搁置在防护支持件255上的玻璃管，并且防止灰尘和/或其他碎屑沉积在接收器230的表面上。这又保护接收器230的敏感的辐射吸收涂层免受灰尘和碎屑的污染，并且可以保护涂层免受可能由于清洁接收器230而导致的损坏。反而，灰尘和碎屑可以沉积在透射防护件232上，该透射防护件足够坚固以经受反复清洗而没有不利影响。

接收器接口构件251还可以包括第一元件256a，第一元件256a相对于接收器230具有固定位置并且可枢转地连接到轴承250的其他元件，以便允许那些元件相对于接收器接口构件251枢转并继而相对于接收器230枢转。例如，第一元件256a可以包括接收接收器销258(图2c)的孔258a，以支持到高架结构的枢转连接。轴承250可以包括第二元件256b(在图2a中可见)，第二元件256b可枢转地附接到第一元件256a，以沿箭头p1所示的方向枢转。如图2b所示，聚光器销柱261便于枢转运动。再次参照图2a，第二元件256b还可以包括面向外的弯曲的第一轴承表面257a。第一轴承表面257a与由聚光器附接构件252承载的第二轴承表面257b面对面地接触式地啮合。随着聚光器(聚光器附接构件252所连接的聚光器)跟踪太阳的相对位置而旋转，聚光器附接构件252如r1所示的相对于接收器230旋转。因此，轴承250有利于(1)聚光器相对于接收器230围绕接收器230的纵向轴线l的旋转运动，以及(2)聚光器相对于接收器230的枢转运动。枢转运动又可以适应聚光器和接收器之间的由于这些部件的不同热伸展系数和/或能够在接收器和聚光器之间产生相对运动的其他力而产生的纵向偏移。倾斜的悬臂构件281(图2b)从接收器接口构件251延伸以应对接收器230和抵消力矩(由于偏移的枢转轴线)，否则可能导致轴承250倾翻。

接收器接口构件251的第一元件256a可以被连接至保持器260，保持器260的定位至少限制聚光器附接构件252的轴向运动(由箭头a1表示)。例如，保持器260可以定位在聚光器附接构件252周围或至少部分地围绕聚光器附接构件252，以便允许聚光器附接构件252如箭头r1所示地旋转而不导致在轴向上第二轴承表面257b滑离第一轴承表面257a。保持器可以经由安装孔259附接到位。聚光器附接构件252包括多个支持构件孔265，其接收连接到聚光器的聚光器支持构件(例如，杆或线)。

图2c是图2a-2b中所示的轴承250的实施例的分解示意图。接收器接口元件251具有定位成可枢转地被接收在第二元件256b的销孔275中的聚光器销261(或两个相对的销柱)。因此，第二元件256b可以如箭头p1所示相对于第一元件256a枢转。第二元件256b包括第一轴承表面257a，第一轴承表面257a与聚光器附接构件252承载的相应的第二轴承表面257b啮合。相应地，聚光器附接构件252可以如箭头r1所示相对于纵向轴线旋转。保持器260定位在聚光器附接构件252的上部周围，并附接到第二元件256b以保持聚光器附接构件252与第二元件256b对准并接触。

如箭头p2所示，接收器附接构件262通过接收器销258可枢转地附接到接收器接口构件251，以便与聚光器附接构件252平行枢转。接收器接口构件251利用带253和带紧固件254附接到接收器(图2c中未示出)。防护支持件255为围绕接收器设置的防护件232(图2a和2b)提供支持。

在其他实施例中，轴承250可以由除了图2c中所示的那些以外的零件和/或零件的组合形成。例如，第一元件256a和第二元件256b可以在3-d印刷操作中同时形成，在聚光器销261(或销柱)和在其中装配销的孔275的壁之间留下小环形空间。

图3a示意性地示出了太阳光334的光线追踪，其穿过外壳的透明表面313，撞击聚光器240，反射至接收器230。图3b是根据现有技术，特别是上面参照图1d讨论的轴承50，从聚光器240反射并冲击轴承50的光线334的特写图。图3c展示了以上参照图2a-2c描述的撞击在轴承250上的反射光线334。图3b和3c中所示光线轨迹的分析和比较表明，图3c所示的设计阻挡的光线仅是图3b所示设计阻挡的光线的一半。这个结果的优点在于与上面参照图1d描述的现有技术设计相比，通过使用上面参照图2a-2c描述的较低轮廓(lowerprofile)轴承能够收集到更大量的辐射。另外，轴承250与接收器230的直接接触少于以上参照图1c和1d所述的轴承50。这个特征的优点在于它可以减少轴承250从接收器230转移走的热量，并且因此增加了相关的太阳能收集过程的热效率。较低的质量还减少了接收器和悬挂它的支持结构必须承载的重量。这又降低了整个系统的结构负载，从而降低了系统的成本和系统故障的可能性。

图4a和4b分别是根据本发明的另一个实施例配置的轴承450的侧面示意图和等距示意图。类似于上面参照图2a-2c描述的轴承250，图4a和4b中所示的轴承450允许接收器接口构件451、接收器附接构件462和聚光器附接构件462之间的三级旋转/枢转运动。轴承450还包括定位成至少部分围绕接收器(为了清楚起见，在图4a，4b中未示出)并与其啮合的多个带453，以便利用与该接收器接触的弯曲啮合表面463(图4b)将接收器接口构件451牢固地连接到该接收器。代替上面参照图2a和2b描述的紧固件，可以使用诸如用于捆扎板条箱的标准捆扎设备将带453围绕接收器和接收器接口构件451收紧。聚光器附接构件452利用聚光器销461(图4a)可枢转地附接到接收器接口构件451，而接收器附接构件462则利用接收器销458可枢转地附接到接收器接口构件451。

由聚光器附接构件452承载的第二轴承表面457b(图4b)与由接收器接口构件451承载的相应的第一轴承表面(在图4b中不可见)面对面接触。保持器460使聚光器附接构件452及其第二轴承表面257b与接收器接口构件451的第一轴承表面保持接触。因此，聚光器附接构件452如箭头r1所示相对于接收器接口构件451旋转。如图4a所示，聚光器附接构件如箭头p1所示相对于接收器接口构件451枢转，而接收器附接构件462如箭头p2所示相对于接收器接口构件451枢转。

图4c是局部示意性分解等距视图，展示了上面参照图4a-4b描述的包括接收器接口构件451的组件中的若干个。接收器接口构件451包括相对于接收器接口构件451固定并且承载接收器销(或销柱)458和聚光器销461的第一元件456a。接收器销458通过在两个向下突出的突出部474的向内面向的表面中的孔(在图4c中不可见)可枢转地连接到第二元件456b，以允许第二元件456b相对于第一元件456a如箭头p1所示地枢转。第二元件456b包括与聚光器附接构件452承载的第二轴承表面457b面对面啮合的第一轴承表面457a。利用紧固件464将保持器460附接在第二元件456b上，以防止聚光器附接构件452的过度的轴向运动。

随着第二轴承表面457b与第一轴承表面457a啮合并相对第一轴承表面457a进行旋转(如箭头r1所示)，运动产生可能是不期望的摩擦，因为它增加了磨损率。另一方面，这些表面的面对面接触为聚光器相对于接收器的整体移动提供了稳定性。取决于具体的安装情况，对于增加的稳定性的需要可以抵消摩擦的影响或被摩擦的影响抵消。因此，如图5a-5c所示，取决于具体的安装，第一轴承表面457a可以具有不同的弧长或圆周长度。例如，第一轴承表面457a可以具有第一弧长或圆周长度(如图5a所示)，大于第一弧长或圆周长度的第二弧长或圆周长度(如图5b所示)，大于第一和第二弧长或圆周长度两者的第三弧长或圆周长度(如图5c所示)。为接收器和聚光器的特定组合选择的布置可以基于聚光器相对于接收器旋转的角度、聚光器相对于接收器旋转的速度、聚光器的重量、和/或其他因素。在这些实施例中的任一个中，轴承表面的弧长/周长可以显著小于360°。通常，较短的弧长可以降低材料成本，较长的弧长可以减少摩擦和/或应力。

在上面参照图2a-5c描述的实施例中，聚光器附接构件和接收器附接构件都可枢转地附接到接收器接口构件。这可以被认为是“平行的”布置，因为接收器和聚光器附接构件可以相对于相同的接收器接口构件单独地枢转。在另一个实施例中，如图6a-6b所示，代表性的轴承650具有“串联”而不是平行布置的枢轴接头。参照图6b，轴承650包括接收器接口构件651，接收器接口构件651具有固定的第一元件656a和用聚光器枢轴销661可枢转地附接到第一元件656a的第二元件656b。第二元件656b具有面向外的第一轴承表面657a。相应的聚光器附接构件652具有面向内的第二轴承表面657b，第二轴承表面657b相对于第一轴承表面657a收缩和旋转。如在上述实施例中，聚光器附接构件652因此可相对于接收器接口构件651旋转和枢转。与上述实施例不同的是，相应的接收器附接构件662不枢转地附接到接收器接口构件651，而是经由接收器枢轴销658枢转地附接到第二元件656b。比较图6a和图4a，展示了枢轴线的不同位置。图4a所示相对于图6a所示的布置的一个优点是，接收器和聚光器相互“搏斗”的相对运动的趋势可以减少，因为其各自相对于一个共同元件枢转。这两种布置的优点在于，多枢转自由度可以更好地适应接收器相对于聚光器的运动以及相对于其所悬挂的封闭结构的运动。

图7a和图7b示出具有如下布置的轴承750：如上所述，聚光器附接构件752相对于接收器接口构件751枢转，但聚光器附接构件752和相应的接收器附接构件762相对于接收器接口构件751一起枢转(图7a)。相应地，接收器接口构件751包括固定的第一元件756a，第一元件756a经由枢轴销758可枢转地附接到相应的第二元件756b。第二元件756b既作为接收器附接构件762工作，又可旋转地容纳具有面向内的轴承表面757b的聚光器附接构件752。相应地，随着第二元件756b绕枢轴销758相对于第一元件756a枢转，接收器附接构件762和聚光器附接构件752都枢转通过相同的弧。接收器悬挂构件731利用球形的球接头附接到接收器附接构件762。防护支持件755(图7b)在相对于接收器230的偏移处承载相应的透射防护件732。

图8展示了根据实施例配置的轴承850，其中仅接收器附接构件862相对于固定的内轴承元件866枢转。内轴承元件866具有面向外的第一轴承表面857a，第一轴承表面857a与由相应的聚光器附接构件852所承载的面向内的第二轴承表面857b处于面对面接触。聚光器附接构件852被两个保持板860约束(防止轴向运动)。接收器附接构件862围绕销858相对于聚光器附接构件852和内轴承元件866枢转。因此，由轴承850促进的运动大致类似于上面参照图1d所述的轴承50的运动。然而，不同于上面参照图1d所述的布置，内轴承元件866可以包括两个完全可分离的部件866a，866b，而不是单个缝隙件。这种布置降低了刮擦相应接收器上敏感涂层的可能性。作为将其中具有缝的整体性内轴承元件对半分开的替代，可以将两个单独的内轴承元件866a、866b中的每一个直接放置在沿着接收器的期望位置处，之后聚光器附接构件852围绕内轴承元件866定位，保持器板860紧固在聚光器附接构件852周围，并且保持器附接构件862连接到保持器板860。因为内轴承元件866的单独的半部分866a、866b被直接施加到沿着接收器的目标位置(而不是沿着接收器的长度滑动到目标位置)，所以刮擦或以其它方式损坏接收器(特别是接收器上的辐射吸收涂层)的可能性减小。

图9a-9c展示了根据本发明的代表性实施例的又一些轴承。图9a展示了包括接收器接口构件951a的代表性轴承950a。接收器接口构件951a可以包括两个互相面对的板960a、960b，其中的每个在接收器周围都带有防护支撑件955a，用于支撑透射防护件(如上面参照图2a-2b所述)。相应的聚光器附接构件952a位于互相面对的板960a、960b之间并且被附接到聚光器悬挂构件941。面向内的轴承表面957与接收器直接接触。板960a、960b以两个臂978a、978b的形式卷绕接收器，臂978a，978b由缝969隔开。紧固件979延伸穿过第一臂978a中的和第二臂978b的凸片977中的孔976，以将两个臂978a、978b围绕接收器夹住并将接收器接口构件951a固定到接收器。销(图9a中未示出)经由孔972将相应的接收器附接构件(图9a中未示出)可转动地连接到接收器接口构件951a。

图9b展示了具有接收器接口构件951b的另一个轴承950b，其具有与以上参照图9a所述的配置大致相似的配置。聚光器附接构件952b安装在接收器接口构件951b的互相面对的板之间。低摩擦(例如，石墨合金)衬套971定位在聚光器附接构件952b和围绕接收器放置的相应的环绕件970(例如，金属环绕件)之间，以促进聚光器附接构件952b和接收器之间的相对旋转。

图9c展示了根据又一实施例的轴承950c，其中相应的接收器接口构件951c具有与上面参照图9a和9b所述的夹持布置基本类似的夹持布置，并且相应的聚光器附接构件952c安装在接收器接口构件951c的相互面对的板960a、960b之间。内轴承元件966围绕接收器放置，并且外轴承元件967位于内轴承元件966和聚光器附接构件952c之间。相应的防护支持件955c可以由片材制成。

图10a-10f展示了用于将轴承安装在接收器上、将聚光器连接到接收器，以及将聚光器和接收器悬挂在高架支持件上的代表性方法。图10a展示了已经安装了多个(例如两个)接收器接口构件1051的接收器区段1030a。为了说明的目的，接收器接口构件1051类似于图4a-4c中所示的那些。应该理解的是，类似的技术被用于安装具有其他配置的轴承，例如图2a-2c所示的那些配置。在图10a所示的实施例中，接收器接口构件1051可以直接定位在所需位置而不必沿接收器区段1030a的长度滑动。因此，损坏敏感的接收器涂层的可能性降低。相反，一旦接收器接口构件1051安装就位，就可以使用如上所述的带将其牢固地附接到接收器区段1030a上。带最初可以是两端未封闭的，使得它们也可以直接放置在所需位置而不沿着接收器区段1030a的长度滑动。图10b是放大图，展示了安装的轴承接收器接口构件1051。

在图10c中，多个接收器区段1030a、1030b例如经由焊接接头1033已经彼此接合。每个区段1030a、1030b可以包括一个或多个接收器接口构件1051，接收器接口构件1051可以在接合之前预先附接，或者在接合之后进行附接。

如图10d和10e所示，防护件区段1032已经被安装在相邻的接收器接口构件1051之间。因此，故意将接收器接口构件1051的尺寸设计得足够小，以允许防护件区段1032越过已安装的接收器接口构件1051并落入到位。图10f示出了在被放置就位并搁置在相应的防护支持件1055上之后的单独的防护件区段1032。随着防护件1032就位，聚光器附接构件1052经由第二元件1056b和保持器1060可旋转地且可枢转地连接到接收器接口构件1051上。

在图11中，接收器附接构件1062也已被可枢转地附接到接收器接口构件1051。此时，接收器悬挂构件1031可以附接到接收器附接构件1062并连接到高架支持件。然后使用类似的操作将聚光器附接构件1052附接到相应的聚光器上。

接收器悬挂构件1031可以包括两种类型：为接收器1030提供主要支持的第一悬挂构件1031a，以及设置用于限制或防止轴承相对于接收器1030滑动或旋转的趋势的第二接收器悬挂构件1031b。在下面参照图17a-17b描述的另一个实施例中，轴承可以被配置为消除对第二“抗旋转”悬挂构件103lb的需要。

图17a和17b展示了根据本发明的又一个实施例配置的轴承1750。首先参照图17a，轴承1750可以包括围绕相应的接收器定位的内轴承元件1766(下面参照图17b进一步描述)、与内轴承元件1766旋转接触的聚光器附接构件1752，以及相对于内轴承元件1766固定的接收器接口构件1751。轴承1750可以利用偏置元件1770(例如弹簧夹)相对于接收器保持在适当位置。在这个特定的实施例中，聚光器附接构件相对于接收器旋转，但是不以例如上面参照图2a-2c所述的方式枢转。

内轴承元件1766可以包括多个(例如两个)周向延伸区段1767a、1767b，其围绕相应的接收器定位并且可以被间隙1768彼此分开。所述布置的这个方面与以上参照图8所讨论的类似。在其他实施例中，内轴承元件1766可以具有如上面参照图1d所述的具有缝的单件结构。然而，图17a所示的多件式结构的预期优点在于，在安装时不太可能刮擦或以其它方式损坏接收器上的涂层。

内轴承元件1766具有面向外的轴承表面1757a，轴承表面1757a与由聚光器附接构件1752承载的面向内的表面可转动地啮合，并在下面参照图17b进一步描述。相应地，聚光器附接构件1752可以相对于内轴承元件1766和其附接的接收器旋转。聚光器附接构件1752可以包括一个或多个聚光器附接特征1758，例如孔1759，孔1759又可以连接到拉力构件以支持对应的聚光器(例如，如上参照图12所示和描述的)。

聚光器附接构件1752相对于内轴承元件1766是可旋转的，并且接收器接口构件1751相对于内轴承元件1766固定。在特定实施例中，接收器接口构件1751包括利用安装螺钉1755或其他合适的装置彼此连接的第一和第二面板1753a、1753b。面板1753a、1753b中的至少一个可以包括具有用于接收相应的接收器附接构件(例如，上面参照图2c描述的接收器附接构件262)的孔或其他合适特征的凸台1754。

凸台1754(或接收器接口构件1751的另一部分)可以包括一个或多个突起；在图17a中的两个显示为第一突起1760a和第二突起1760b。每个突起可以由延伸穿过凸台1754的相应的销1756形成。突起1760a、1760b被定位成例如利用偏置元件1770将轴承1750夹紧就位。

在特定的实施例中，偏置元件1770可以包括与相应的突起1760a、1760b啮合的第一和第二端部1771a、1771b。偏置元件1770可以具有大体上“c形”的配置，其中央部分1772位于第一和第二端部1771a、1771b之间。

在安装过程中，将内轴承元件1766围绕接收器的外圆周放置，并使聚光器附接构件1752与内轴承元件1766旋转接触。接收器接口构件1751的面板1753a、1753b紧固在聚光器附接构件1752的相对侧的适当位置上。偏置元件1770然后被用于使接收器接口构件1751偏置成与内轴承元件1766接触，并使内轴承元件1766偏置成与相应的接收器接触。例如，偏置元件1770的中央部分1772可以被预加载(例如，预弯曲)以向下延伸，使得它不容易水平地滑入接收器的外表面与第一和第二突起1760a、1760b之间的间隙中。相反，操作者可以将偏置元件1770滑动到倾斜位置，其中第一和第二端部1771a、1771b与相应的突起1760a、1760b接触，但偏置元件1770倾斜。因此，偏置元件1770最初处于相对于与接收器的纵向轴线垂直的第二平面1773b倾斜的第一平面1773a。当操作者如箭头r所示地迫使偏置元件1770从第一平面1773a到第二平面1773b时(例如，通过用锤子敲击中央部分1772，使用钳子或以其他方式将力施加到中央部分1772)，偏置元件1770迫使第一和第二突出部1760(并且因此接收器接口构件1751)以远离接收器的方向向上。这又迫使接收器接口构件1751的下部与内轴承元件1766的下部啮合，并且继而迫使内轴承元件1766的下部与接收器的下部啮合。结果是偏置元件1770将轴承1750相对于接收器固定就位。

图17b是安装在接收器1730上的图17a所示的轴承1750的局部示意性横截面图。接收器1730可以包括具有周向延伸(例如，围绕接收器1730的整个圆周延伸)的凹槽1731的外表面1732。凹槽1731可以在外表面1732中机械加工或以其他方式精确地形成，以提供内轴承元件1766和偏置元件1770抵靠其放置的一致地圆形且光滑的表面。例如，典型的现有接收器可以具有高达1.2毫米的公差范围的外径。这种公差范围与轴承1750正常工作通常所需的精度不一致。因此，制造商必须保持多种轴承或轴承部件(例如，内轴承元件1766和偏置元件1770)的库存，每种轴承或轴承部件特定于具有不同外径的接收器(或接收器的部分)。这个过程(称为“分箱”)是昂贵的，因为在建造设施时要求更多的且不同尺寸的轴承或轴承部件备用，并且它要求安装者针对安装轴承的每个位置在安装之前首先确定需要哪种轴承/部件。相反地，使用本发明，接收器外径上的公差可以显著减小，例如达到0.1毫米以内或0.05毫米以内。

上述凹槽布置的一个优点在于它允许制造商使用可能略微不圆的和/或可能具有表面不均匀性和/或其他不均匀性的用于接收器1730的管道，要不然这些特性可能会妨碍轴承1750的适当性能。不要求将整个接收器1730制造成具有最适合于轴承1750的紧公差，而是凹槽1731可以仅在安装轴承1750的位置处提供这种公差。另一个优点是可以减少或消除“分箱”的要求。因此，提供和安装接收器和轴承的整体成本可以降低。

一旦内轴承元件1766就位，在周向延伸的凹槽1731内，聚光器附接构件1752滑过内轴承元件1766，其面向内的表面1757b与内轴承元件1766的面向外的表面1757a旋转接触。第一面板1753a和第二面板1753b围绕聚光器附接构件1752组装并与内轴承元件1766接触。偏置元件1770(其中央部分1772在图17b中可见)以上面参照图17a描述的方式安装。

上面参照图17a、17b描述的布置的一个特征在于，周向延伸的凹槽可以通过在接收器的仅有限的区域中(例如仅在安装轴承的位置处)提供精确限定的表面来降低总体系统成本。如上所述，这减少或消除了(a)在接收器的不需要这种高精度表面的部分提供这种高精度表面的需要和/或(b)在安装操作过程中保持多种尺寸的轴承和/或轴承部件作为备用的需要。

上面参照图17a和17b描述的布置的另一个特征是偏置元件1770可以提供足够的力(例如，法向力和/或摩擦力)来将轴承相对于接收器固定就位，以便省去一些的或所有的以上参照图11描述的抗旋转悬挂构件1031b。例如，偏置元件提供的力可以防止内轴承元件和(a)接收器之间的、和/或(b)接收器接口构件之间的滑动。在大型安装中，否则会需要数千或数万个抗旋转杆来将相关的轴承支持在适当的位置。因此，偏置元件可以显着降低整个安装的费用以及系统的复杂性。

3.0代表性的整体安装

图12是包括外壳1210的整个系统1201的一部分的端视图，外壳1210提供受保护的内部区域1296与具有直立支持件1216和高架支持件1217的外部区域1297之间的边界。高架支持件1217支持相应的顶1212，并且还支持相应的接收器1230和聚光器1240。具体地，接收器悬挂构件1231直接附接到高架支持件1217，而不是附接到位于相邻的顶区段之间的沟槽1215。这种布置的优点在于，它减少了沟槽1215被接收器1230和聚光器1240的重量损坏的可能性，并且允许沟槽1215由更轻、更薄和/或更便宜的材料制成。

在接收器1230和聚光器1240之间连接具有上面参照图2a-10、17a和17b所述的任何配置的轴承1250。聚光器1240经由聚光器悬挂构件1241悬挂在接收器1230上。马达1244驱动绞盘1245，其转而经由两个动力传动系统1242a、1242b使聚光器1240相对于接收器1230旋转。马达1244和绞盘1245可以定位在聚光器1240的下方，并且动力传动系统1242a、1242b可以直接连接到聚光器1240而不需要上面参照图1b所述的滑轮。相应地，所述布置的这个方面可以降低安装和操作系统1201的成本和复杂性。

4.0太阳能聚光器的代表性支持件，以及相关的系统和方法

图13是图12中示出的聚光器1240的局部示意性放大视图，展示了用于对聚光器1240的薄的镜面提供支持的布置。特别地，聚光器1240可以包括相对于焦线(接收器1230沿其定位)是凹的相对薄的、弯曲的反射元件1349。反射元件1349可以具有反射表面和背表面，并且可以由沿着聚光器1240的长度(即，进出图13的平面)间隔定位的多个隔开的肋1346支持。每个肋1346可以包括第一肋构件1347a、第二肋构件1347b以及在第一肋构件1347a和第二肋构件1347b之间连接的多个横向构件1348。第一肋构件1347a和第二肋构件1347b中的每一个可以在相反的方向上弯曲。例如，第一肋构件1347a可以相对于焦线和接收器1230是凹的，并且第二肋构件1347b可以相对于焦线和接收器1230是凸的。这种布置，单独或与由肋和横向构件提供的整体桁架配置组合，可以显著地提高肋1346的强度-重量比。在特定实施例中，第二肋构件1347b可以比第一肋构件1347a更硬。例如，第二肋构件1347b可以更粗(例如，在图13的横截面中)和/或由更硬的材料制成。这又可以允许聚光器1240在中央区域1338a中比在外部区域1338b中更多地偏转。因为中央区域1338a中的偏转不太可能将辐射聚焦远离接收器1230，所以这种布置可以减小聚光器1240的重量，而不损害聚光器1240的聚焦效率。

在图13所示的具体实施例中，第一肋构件1347a和反射元件1349具有连续弯曲的凹面。第二肋构件1347b可以具有不连续弯曲的凸面，以便提供凸曲率的益处，而不会占用连续弯曲凸起结构所需的空间。在图13所示的实施例中，第二肋构件具有三个不连续的相邻区段，并且在其它实施例中，可具有其他合适数量的这种区段。

5.0代表性的动力传动系统及相关系统和方法

图14a是从下面看到的聚光器1240的局部示意图。聚光器1240由横向于聚光器焦线延伸的四个肋1346支持，并且定位在相应的驱动机构上方。驱动机构可以包括绞盘1245，例如具有可旋转的滚筒。绞盘1245利用两个动力传动系统1242a、1242b连接到聚光器1240，如以上参照图12所述。每个动力传动系统1242a、1242b可以包括多个区段，包括直接连接到绞盘1245的第一区段1243a、从第一区段1243a分支的第二1243b和第三区段1243c、以及从第二区段1242b和第三区段1242c分支的第四区段1243d和第五区段1243e。第二至第五区段1242b至1242e中的每一个连接至与聚光器焦线对齐(例如，大致平行)的共同受压构件1449。在特定实施例中，受压构件1449位于聚光器1240的边缘处或附近，并且每个区段1242b-1242e以单独的附接角aa连接。单独的附接角aa可以随位置的不同而不同。通常，故意选择每个附接角aa使得任何不直接沿着受压构件1249的纵向轴线l的负载一起被消除。因此，受压构件1249只需要承担受压负载而不需要承受弯曲负载。这又可以减小受压构件1249的尺寸、重量和成本。

图14b展示了类似于图14a的布置，但是具有八个肋1346而不是四个肋，并且因此具有九个动力传动系统区段1243a-1243i，所述动力传动系统区段1243a-1243i以与上面参照图14a所讨论的方式大致类似的方式连接。如上所讨论的，每个附接的动力传动系统区段的附接角aa可以被设定大小以消除相应受压构件1449上的弯曲负载。在更进一步的实施例中，聚光器可以具有其他数量的肋，例如六个肋。

6.0代表性的接收器支持件及相关系统和方法

图15是上面参照图12描述的外壳1210的一部分的局部示意性侧视图。如图15所示，接收器1230借助于接收器悬挂构件1231悬挂在高架支持件1217上。图15所示的接收器悬挂构件1231既沿着接收器1230的长度延伸，又横向于接收器1230的纵向轴线(如图12所示)延伸，从而横向和纵向固定接收器1230。接收器悬挂构件1231被附接到轴承1250，该轴承1250通过聚光器悬挂构件1241也支持聚光器1240(其边缘在图15中可见)。聚光器1240的相对的边缘经由相应的动力传动系统1242a、1242b附接到绞盘1245。绞盘1245可以搁置在外壳1210的台面1518上。

如图15所示，接收器1230在大约其中点mp处被纵向固定。在此情况下，“大约”是指在中点mp的10％以内的点。中点mp通常指的是接收器1230的最右点和接收器1230的最左点之间的中点。因此，接收器1230具有延伸到中点mp的右侧的第一纵向半长度lhl和延伸到中点mp的左侧的第二纵向半长度lhl。接收器1230的右部分附接到水源1590，并且包括柔性耦接件1592以适应在不同的热负载下接收器1230的纵向伸展和收缩。因此，为了确定中点mp，柔性耦接件1592的长度不被认为是接收器1230的长度的一部分。因为接收器1230大致在其中点mp处被附接，所以如由距离ecd所指示的那样，总的伸展和收缩距离(假设均匀的热负载)在接收器1230的右半部分和左半部分之间大致相等地分开。对于长度为180米的代表性接收器，总的伸展/收缩距离预计为大约800毫米。通过将该值分在两个区段(如图15中所示的两个伸展收缩距离ecd所示)，可以显著减小放置在其他部件上的负载。例如沿着接收器1230的长度置于接收器悬挂构件上的侧向负载、以及沿着聚光器的长度置于聚光器悬挂构件上的侧向负载可以显著减小。通过减小负载，可以减小所述部件的尺寸和重量。通过减小这些部件的尺寸和重量，也可以减少这些部件在聚光器上产生的遮光量。结果，与参照图1a所述的系统相比，系统的整体效率可以显著提高。

7.0代表性冷却系统和方法

在至少一些实施例中，在上述外壳内遇到的升高的温度下具有合适操作额定功率的电气部件是不容易获得，或者不具有经济上可行的成本。例如，普通商品电源通常具有70℃或稍高于70℃的热关断限制，并且具有从50℃开始的降额曲线。上述外壳内的环境温度通常可以在白天达到70-80℃。因此，下面描述的实施例包括用于敏感电子器件的热管理布置。管理放置敏感电子器件的热环境的若干方法可以包括空调、珀耳帖冷却(peltiercooling)、引入外部空气和热存储。热存储技术对于冷却玻璃太阳能收集器外壳内的敏感电子器件可以是特别实用的。在至少一些实施例中，热存储介质可以包括相变材料以限制要被保护的部件的温度。相变材料具有在相变过程中恒定的相变温度。若干相变材料在市场上可买到，并具有约45℃至约50℃的相变温度，其特别适用于保护上述电子器件。代表性的相变材料包括石蜡，例如石蜡c22和石蜡c23。代表性的材料可具有150kj/kg至250kj/kg的潜热容量。在代表性的应用中，极端温度日会导致外壳内50℃以上达到10.7小时。为了从敏感部件中消耗100瓦，具有潜热容量为200kj/kg，需要约20kg的相变材料。

图16a和16b展示了根据本发明的实施例的代表性的冷却布置。图16a展示了包含热敏电子器件1621和其他电子器件(例如，低热敏电子器件)1622的控制箱1620。敏感电子器件1621可以借助于绝缘体1624与其他电子器件1622以及它们被定位在其中的玻璃室外壳的内部绝缘。

该布置可以进一步包括容纳相变材料1625的储罐1623。储罐1623还可以包括绝缘体1624以保持其内的温度恒定或接近恒定。日间冷却回路1626将来自储罐1623的工作流体引导至敏感电子器件1621。例如，日间冷却回路1626可以包括承载空气的空气管道1629a，所述空气经由鼓风机1628b被引导通过敏感电子器件1621，以从敏感电子器件1621收集热量，所述热量被传递到储罐1623中的相变材料1625。随着热量从敏感电子器件1621传递到相变材料1625，相变材料1625熔化，同时维持近似恒定温度。因此，在正常操作过程中，储罐1623中的一部分相变材料1625处于液相，并且一部分处于固相。

图16a中所示的布置还包括夜间再补给流动路径1627，其用于对由于从敏感电子器件1621接收的热量而在白天期间液化的相变材料1625进行再补给(例如固化)。因此，再补给流动路径1627可以包括鼓风机1628c，鼓风机1628c将冷空气(例如，从整个玻璃室外壳的外部)引导通过相变材料1625以使其凝固。空气导管1629b将来自外部环境的冷却空气引导通过相变材料1625，之后将其排空。可选的阀1615可自动或手动启动以在任何时间点控制哪个流动路径(日间冷却回路1626或夜间再补给路径1627)是开启的。

控制箱1620内的其他电子器件1622也可以被冷却，但是比敏感电子器件1621更小程度地被冷却和/或经由更少的热传递被冷却。例如，其他电子器件1622可以经由鼓风机1628a接收冷却空气流。

图16b展示了另一种布置，其中储罐1623包括既作为工作流体又作为热存储介质运行的水1619。相应地，日间冷却回路1626可以包括绝热水管1616a，其将冷却水从储罐1623传导到第一散热器1618a。风扇或鼓风机1628b将由敏感电子器件1621加热的空气引导通过第一散热器1618a，以将来自敏感电子器件1621的热量经由第一散热器1618a传递给冷却水。泵1617a将水引导回储罐1623。

图16b所示的布置还可以包括经由第二散热器1618b冷却储罐1623中的水的夜间再补给回路1627。因此，夜间再补给回路1627可以包括绝热水管1616b和泵1614b，其将来自储罐1623的温水或热水引导到第二散热器1618b。风扇或鼓风机1628c引导冷夜间空气通过散热器1618b以冷却水1619。

在图16b所示的具体实施例中，与上面参照图16a描述的相变材料不同，水不经历相变。图16a所示的相变材料的优点是预期提供比图16b所示的水更恒定的温度。但反过来，图16b中所示的布置可以实施起来更便宜。图16a和16b所示的两个实施例的优点在于它们可以增加提供给热敏电子器件1621(例如dc电源)的冷却。

在其他实施例中，以上参照图16a和16b所讨论的前述布置可以包括其他特征。例如，在一些实施例中，控制箱1620不将敏感电子器件1621与其他电子器件1622隔离。尽管实施可能更昂贵，但是这种布置可以延长热敏电子器件1621和其他电子器件1622两者的寿命。在又一另外的实施例中，传热过程可以包括热传导过程而不是对流过程，或除了对流过程还有热传导过程。特别地，储罐1623可以直接放置在包含敏感电子器件1621的控制盒1620的部分的内部，或者可以包括与相邻于敏感电子器件1621的控制盒的非绝缘部分直接热传导接触的非绝缘部分。

从以上所述，能够理解的是，本文中为了说明的目的已经描述了本发明的具体实施例，但是可以在不偏离所公开的技术的情况下做出各种修改。例如，以上参照图10-15描述的安装技术可以与上面参照图2a-9c和17a-17b描述的任何轴承设计结合使用。在特定实施例中，以上参照附图描述的若干技术可以与其他轴承设计结合使用。例如，上面参照图13描述的肋布置、上面参照图14a-14b讨论的动力传动系统布置、以及上面参照图15描述的用于接收器的中央支持布置可以与具有除了在此描述的那些之外的设计的轴承一起使用。在特定实施例中，本文描述的轴承被应用于eor操作的太阳能装置，并且在其他实施例中，所述轴承可以在其他合适的环境下使用。以上参照图17a-17b描述的轴承的方面(例如，偏置元件和接收器凹槽)可以与特定实施例中的其他轴承设计(例如，在图2a-11中描述的那些)组合使用。在上面的特定标题(例如标题1.0、2.0、3.0、4.0、5.0、6.0和7.0)下描述的特征可以与在任何其它标题中的一个或多个下面描述的任何合适的一个或多个特征组合。此外，尽管已经在某些实施例的上下文中描述了与所公开的技术的这些实施例相关联的优点，但是其他实施例也可以表现出这样的优点，并不是所有实施例都必须表现出这样的优点来落入本发明范围内。相应地，本公开和相关技术可以涵盖这里没有明确示出或描述的其它实施例。