成形加工而成的反射器支承臂的制作方法
【专利说明】成形加工而成的反射器支承臂
[0001]本申请要求于2012年11月13日提交的美国临时申请序列N0.61/725，719的权益，其全部公开内容通过引用并入本文。
技术领域
[0002]本发明的实施方式总体上涉及一种在抛物面槽式太阳能聚光器中使用的成形加工而成的反射器支承臂。
【背景技术】
[0003]抛物面槽式太阳能聚光器使用定位在太阳跟踪反射器上方的充液的接收管，太阳跟踪反射器使太阳能聚焦到接收管上。随着聚光式太阳能发电站的不断发展，聚焦反射器和相关联的设备的尺寸已经被增大。更具体地，一种增大太阳能产量的方法是增大反射器、接收管等的尺寸，这必然增大相关联的支承结构的尺寸和重量。通常，反射器支承结构由通过一些焊接部件制成的桁架构成。一些较大的结构由冲压成形的或以其他方式成形的支承构件构成。如本领域技术人员将理解的，支承结构变得越大以及越复杂，则相关的制造成本就越大。因此，理想的是提供能够廉价地生产并可在各种条件下精确地保持相对较大的反射器的理想位置的反射器支承组件。
[0004]另外，通常桁架支承结构用于提供足够的强度和刚度，同时保持可接受的重量。典型的桁架支承系统由通过诸如焊接或铆接在一起的钢或铝之类的多块材料形成的单个支承构件构成。然后将用于将反射器、即一系列反射镜或其他反射构件连接至支承臂以及用于将支承臂连接至中央支承结构的托架添加至桁架。尽管桁架设计可用于支承不同尺寸的反射器，但是这种设计会存在一些缺点。主要的缺点是桁架制造过程是相对劳动密集且复杂的。而且，这种过程通常导致了相对大量的材料浪费。
[0005]另一缺点是制造过程通常是不精确的。更具体地，通过首先将反射器以反射侧向下的状态铺设在组件支承件上来构造大量的太阳能收集组件。接下来，通常借助于定位在反射器与桁架元件之间的托架或陶瓷衬垫来使多个桁架构件与反射器的后侧互相连接。然后，将组件提升并旋转成使反射镜定向成面向上。然后可以对将反射器附接至桁架结构的衬垫进行改造以确保最大数量的由反射器聚集的光聚焦在接收管上。
[0006]为了解决桁架式支承臂的缺点中的一些缺点，提出了由冲压成形的金属形成的支承臂。然而，冲压成形大的件需要大型压力机方面的非常高的资本投资。而且，存在对可用的压力机的尺寸的限制，并且在形状不规则的大型零件的冲压成形中通常有较高比例的所投入的未加工金属板被废弃。因此，使用冲压成形的反射镜支承臂的前述系统没有足够地使成本最优化。
【发明内容】
[0007]本发明的实施方式旨在解决现有技术的这些及其他问题和缺点。根据本发明的实施方式，提供了一种太阳能聚光器反射器支承组件，该太阳能聚光器反射器支承组件使用多个支承构件，所述多个支承构件中的一些支承构件形成为有助于聚光器反射器组件的制造的形状。特别地，附接至反射器元件或反射镜的预期支承元件是成形或成型加工而成的支承元件。反射器支承构件总体上包括可以具备与反射元件的形状一致的形状的支承表面或界面。因此，支承表面的至少一部分是弯曲的。支承构件还包括与支承表面间隔开的后表面。中间构件在支承表面的至少一部分与后表面的一部分之间延伸。每个支承构件均可包括与反射镜支承表面相关联的至少第一衬垫以及用于将支承构件附接至结构的其他构件的互相连接特征。根据本发明的实施方式的反射器支承组件还可包括互相连接构件，该互相连接构件具有固定至第一支承构件的互相连接特征的第一端部。互相连接构件的第二端部或者固定至中央支承结构或者固定至第二支承构件。与反射镜支承构件类似，互相连接构件可以由单块材料形成。
[0008]根据本发明的实施方式的方法包括由整块材料形成沿着至少第一表面为非线性的支承构件。第一表面或者反射器支承表面可以包括一个或更多个反射器界面特征。一些实施方式允许反射构件与弯曲表面直接互相连接。而且，支承表面可以成形为具有使反射镜或反射器聚焦在接收管或其他目标上所需的精度。替代性地，或另外，反射镜衬垫可以与第一表面相关联。互相连接特征可以形成在支承构件的第二表面上。根据本发明的至少一些实施方式，界面特征、反射镜衬垫和/或互相连接特征的形成与相关联的支承构件的形成同时进行。而且，界面特征、反射镜衬垫和/或互相连接特征可以与相关联的反射镜支承构件成一体。对支承构件进行成形加工可包括对板材进行冲压成形、乳制成形、弯曲、拉伸成形或者借助于其他已知的机械或液压弯曲成形工艺。反射镜支承组件的形成可包括使第一支承构件和第二支承构件经由像反射镜支承构件本身一样沿着至少第一表面、第二表面、第三表面弯曲的互相连接构件来互相连接。根据至少一些实施方式，互相连接构件可包括反射镜衬垫和互相连接特征。
[0009]本发明的另一方面提供了太阳能聚光器反射镜支承组件的支承组件，该支承组件包括:第一外部部分，该第一外部部分具有第一端部和第二端部以及反射元件支承表面；第二外部部分，该第二外部部分具有第一端部和第二端部以及反射元件支承表面；第一内部部分，该第一内部部分具有第一端部和第二端部以及反射元件支承表面；第二内部部分，该第二内部部分具有第一端部和第二端部以及反射元件支承表面；其中，第一外部部分的第二端部与第二外部部分的第二端部相关联；其中，第一内部部分的第一端部在第一外部部分的第一端部与第二端部之间的点处与第一外部部分互相连接；其中，第二内部部分的第一端部在第二外部部分的第一端部与第二端部之间的点处与第二外部部分互相连接；其中，第一内部部分的第二端部与第二内部部分的第二端部相关联；并且其中，第一外部部分、第一内部部分、第二内部部分和第二外部部分的反射元件支承件支承多个反射元件，所述反射元件支承件以弓形构造间隔开。
[0010]根据本发明的再一方面提供了一种太阳能聚光器，其包括多个间隔开的支承组件、中央支承结构和接收管，其中，所述多个间隔开的支承组件各自包括第一成形加工而成的外部部分、第二成形加工而成的外部部分、第一成形加工而成的内部部分和第二成形加工而成的内部部分，第一成形加工而成的外部部分具有第一端部和第二端部以及弯曲的反射元件支承表面；第二成形加工而成的外部部分具有第一端部和第二端部以及弯曲的反射元件支承表面；第一成形加工而成的内部部分具有第一端部和第二端部以及弯曲的反射元件支承表面；第二成形加工而成的内部部分具有第一端部和第二端部以及弯曲的反射元件支承表面；其中，第一成形加工而成的外部部分的第二端部与第二成形加工而成的外部部分的第二端部相关联；其中，第一成形加工而成的内部部分的第一端部在第一成形加工而成的外部部分的第一端部与第二端部之间的点处与第一成形加工而成的外部部分互相连接；其中，第二成形加工而成的内部部分的第一端部在第二成形加工而成的外部部分的第一端部与第二端部之间的点处与第二成形加工而成的外部部分互相连接；其中，第一成形加工而成的内部部分的第二端部与第二成形加工而成的内部部分的第二端部相关联；并且其中，第一成形加工而成的外部部分、第一成形加工而成的内部部分、第二成形加工而成的内部部分以及第二成形加工而成的外部部分的反射元件支承件支承多个反射元件，所述反射元件支承件以弓形构造间隔开，所述多个反射元件与第一成形加工而成的外部部分、第一成形加工而成的内部部分、第二成形加工而成的内部部分和第二成形加工而成的外部部分直接互相连接，而不存在反射镜界面特征；中央支承结构与每个支承组件的第一成形加工而成的内部部分和第二成形加工而成的内部部分的第二端部相关联；并且接收管在多个反射元件上方并与所述多个反射元件间隔开，接收管还与第一枢轴和第二枢轴相关联，第一枢轴与太阳能聚光器的第一端部相关联，第二枢轴与太阳能聚光器的第二端部相关联。
[0011]本发明的概述不意在也不应该