用于聚集太阳能的装置和方法

专利名称：用于聚集太阳能的装置和方法
用于聚集太阳能的装置和方法相关申请的交叉引用
本申请要求2006年6月8日提交的、标题为"Concentrated SolarTrough with Sun Tracking, Storm Protection and Removable Reflectors"的美国临时专利申请序号No. 60/812177的优先权，该美国临时专利申请通过引用被全文并入此申请。
背景技术：
太阳能可提供一种环境友好的能源，其不依赖于矿物燃料的提取，并且与基于矿物燃料的能源相比对全球变暖以及相关环境问题的贡献较小。另外，在许多情况下，太阳能可被捕获并且在当地使用，从而减少了燃料例如石油的运输或进口的需求。
太阳能例如可用这样的收集器捕获，该收集器吸收太阳辐射并且将其转换成热能，热能然后可被用于多种应用。可选择地，太阳辐射可被这样的收集器捕获，该收集器吸收太阳辐射并且利用例如光电方法将其的一部分直接转换成电能。反射镜或透镜可用于收集和聚集将利用这样的方法转换成热能或电能的太阳辐射。

发明内容
在一个方面，聚光太阳能收集器包括框架或壳体、热收集器和第一可弹性变形反射器。在没有变形力的情况下，该第一可弹性变形反射器至少基本是平的。该框架或壳体构造成接纳该第一可弹性变形反射器，并且施加压缩力，该压缩力使第一可弹性变形反射器保持处于将太阳辐射的至少一部分聚集在该热收集器上的形状。在第二方面，聚光太阳能收集器包括热收集器、第一反射器和第一托 架，该第 一反射器定位成接收太阳辐射并且将该太阳辐射的至少 一部分聚 集到该热收集器上，该第一反射器具有长度和纵向边缘，该第一托架具有 至少为该第一反射器的长度的长度，并且构造成接合该第一反射器的纵向 边缘。
在第三方面，聚光太阳能收集器包括壳体、具有狭槽的第一托架、热 收集器和第一反射器，该第一反射器定位于该壳体中以接收太阳辐射，并 且将太阳辐射的至少一部分聚集到该热收集器上。该反射器通过该反射器 的边缘的至少 一部分插入该托架中的狭槽而联接到该壳体。
在第四方面，聚光太阳能收集器包括具有第一面板和第二面板的壳体、 连接该第一面板和第二面板的第一托架、热收集器和第一反射器，该第一 反射器定位于该壳体中以接收太阳辐射，并且将太阳辐射的至少一部分聚 集到该热收集器上。
在第五方面，聚光太阳能收集器包括第一和第二面板，构造成使第一 和第二面板相互联接以形成壳体的底部区段的至少一部分的第一托架，热 收集器，和第一反射器，该第一反射器定位于该壳体内以接收太阳辐射， 并且将太阳辐射的至少一部分聚集到该热收集器上。
在第六方面，聚光太阳能收集器包括壳体的底部部分，第一和第二面 板，以及第一和第二托架。该第一托架构造成将第一面板联接到壳体的底 部部分以形成该壳体的第一侧面的至少一部分，该第二托架构造成将第二 面板联接到该壳体的底部部分以形成该壳体的第二侧面的至少一部分。该 太阳能收集器还包括热收集器和第一反射器，该第一反射器定位于该壳体 中以接收太阳辐射，并且将该太阳辐射的至少一部分聚集到该热收集器上。
在第七方面，聚光太阳能收集器包括壳体，位于该壳体的边缘处或附 近的第一托架。该托架构造成接合透明盖，热收集器，和第一反射器，该 第 一反射器定位于该壳体中以接收通过该透明盖的太阳辐射，并且将该太 阳辐射的至少一部分聚集到该热收集器上。
在第八方面，包含聚光太阳能收集器的设备具有包含底部和侧部的壳
16体，热收集器，第一反射器，和耐冲击盖，该第一反射器定位于该壳体内 以接收太阳辐射并且将太阳辐射的至少一部分聚集到该热收集器上，该耐 冲击盖构造成被定位在该壳体的至少很大一部分上，并且可移除地联接到 该壳体以使得可方便地移除和替换。
在第九方面，聚光太阳能收集器包括热收集器，形成该壳体的至少一 部分的相同或基本相同的第一和第二面板，和第一反射器，该第一反射器 定位于该壳体内以接收太阳辐射并且将太阳辐射的至少一部分聚集到该热 收集器上。
在第十方面，聚光太阳能收集器包括框架或壳体、第一反射器和热收 集器，该第一反射器定位于该框架或壳体内以接收太阳辐射并且将太阳辐 射的至少一部分聚集到该热收集器上。该热收集器被该框架或壳体通过第 一热收集器支承件支承，该第一热收集器支承件具有第一支柱和第二支柱。
在第十一方面，聚光太阳能收集器包括框架或壳体，热收集器，第一 反射器，和连接到该框架或壳体的贮液器。该贮液器与该热收集器流体连 通。
在第十二方面， 一种组装聚光太阳能收集器的方法包括弯曲至少第一 可弹性变形反射器，以将其定位于壳体中。在没有变形力的情况下，该可 弹性变形反射器基本是平的，并且该壳体构造成接纳该第一可弹性变形反 射器，并且使笫一可弹性变形反射器保持处于将入射太阳辐射的至少一部 分聚集在热收集器上的形状。
在第十三方面， 一种组装聚光太阳能收集器的方法包括使用第 一托架 将第一面板联接到第二面板以形成壳体的底部区段的至少一部分，使用第 二托架将第三面板联接到壳体的底部区段以形成壳体的第一侧面的至少一 部分，使用第三托架将第四面板联接到壳体的底部区段以形成壳体的第二 侧面的至少一部分，并且将至少一个反射器定位于该壳体中以接收太阳辐 射并且将该太阳辐射聚集到热收集器上。
在第十四方面， 一种操作太阳能收集器(该太阳能收集器包括壳体、 联接到该壳体的大致透明的盖，和定位于该壳体中以接收通过该透明盖的太阳辐射的反射器)的方法包括将耐冲击盖可移除地定位于该透明盖的至 少很大一部分上以至少部分地保护该透明盖和反射器免受冲击。通过可移 除地将该耐冲击盖连接到该壳体、连接到该透明盖、或者连接到该壳体和 该透明盖而可移除地定位该耐冲击盖。该方法还包括在太阳能收集器的正 常操作期间移除该耐冲击盖。
结合附图参照下文对本发明的更详细的描述，本发明的这些和其它实 施例、特征和优点将对于本领域那些技术人员变得更加明显，下文将首先 简要描述附图。


图1A-1D示出根据一个变型的示例性太阳能收集器的部分的一些视
图2示出根据一个变型的示例性太阳能收集器的横截面视图，该收集 器包括两个反射镜。
图3A-3B示出分别包括狭槽和孔的反射镜的变型，支柱杆可通过该狭 槽和孔以接合太阳能收集器壳体。
图4示出根据一个变型的示例性太阳能收集器的横截面视图，该收集 器包括两个反射镜和单个支脚支柱(leg stanchion )。
图5示出根据一个变型的示例性太阳能收集器的横截面视图，该收集 器包括四个反射镜和单个支脚支柱。
图6示出拧入式单个支脚支柱的变型。
图7示出根据一个变型的示例性太阳能收集器，该收集器的侧托架与 图1A-1D的太阳能收集器的侧托架的不同之处在于没有限制板。
图8示出具有处于不同高度的用于反射镜的狭槽的侧托架的变型。 图9A-9C示出具有用于固定反射镜端部的单个可调节夹紧狭槽的侧托 架的变型。
图IO示出侧托架的轨道(rail)式变型。
图11示出根据一个变型的示例性太阳能收集器，其与图1A-1D所示
18收集器的不同之处在于缺少上部肋板。
图12示出才艮据一个变型的示例性太阳能收集器，其与图1A-1D所示 收集器的不同之处在于具有可选的拧紧风暴盖。
图13A-13B分别示出根据一个变型的结合到一起的两个太阳能收集 器，和根据另一个变型的结合到一起的三个太阳能收集器。
图14A-C示出根据一个变型的枢转组件以及其在可枢转安装的太阳能 收集器中的使用。
图15A-15B分别示出根据一个变型的适于屋顶(或其它硬表面)和地 面安装的可互换的底座(foot)的使用。
图16A-16B示出根据一个变型的安装在屋顶或其它硬表面上的太阳能 收集器的视图。
图17A-17B示出根据一个变型的安装在地面上的太阳能收集器的视图。
图18示出才艮据一个变型的支架(cradle)安装的太阳能收集器壳体。 图19示出才艮据一个变型的可枢转地安装在水平支承杆上的示例性太 阳能收集器。
图20A-20C示出根据一个变型的另一个示例性太阳能收集器的^L图。 图21示出根据一个变型的包含六个反射镜的示例性太阳能收集器。 图22示出才艮据一个变型的i更携式太阳能收集器系统。
具体实施例方式
应参照附图阅读下文的详细描述，在不同附图中相同的标号指示相同 的元件。附图示出选择性实施例，不一定是按比例绘制，并且不是将要限 制本发明的范围。详细描述作为示例而非限制性地说明了本发明的原理。 此描述将清楚地使本领域技术人员能够实现和使用本发明，并且描述了本 发明的一些实施例、修改、变型、可选择方案和应用，包括当前认为是最 好的实现本发明的模式。应指出，如说明书以及所附权利要求中使用的， 除非上下文另外清楚地指出，否则单数形式"一，，、"一个"和"该，，包括复数个所指对象。
文中公开了用于收集和聚集太阳辐射的装置和方法的示例和变型。此 详细描述首先一般性地讨论了示例性聚集太阳能收集器的特征。之后，在 标题之下进一步描述了文中所公开的太阳能收集器的各种可能的特征和方 面的细节和一些变型。然后提出了太阳能收集器的额外示例，并且在此之 后讨论了用于组装公开的太阳能收集器的一些变型的方法，以及公开的太 阳能收集器的一些可能的应用。
现在参照图1A-1D， 一个示例性太阳能收集器100包括壳体105,设 置于该壳体中的反射镜110a-110d，以及热收集器115。反射镜110a-110d 使入射太阳辐射120的一部分聚焦到热收集器115上，以加热该热收集器 115中的工作(例如，热传递)流体。工作流体可达到例如高于400T的温 度。更一般地说，工作流体可达到从例如大约100下到大约400T、从大约 IOOT到550T,或者从大约200下到大约550下的温度。加热的工作流体 可然后用于任何合适的应用， 一些应用稍后将在此详细描述中进行说明。
在此示例中，壳体105包括下部面板125a和125b,该下部面板125a 和125b通过基部托架130相互联接以形成壳体105的下部部分。联接到基 部托架130以及下部面板125a、 125b的基板132为壳体105的底部部分提 供了另外的结构支承。壳体105的上侧部由通过侧托架140a联接到下部面 板125a的上部面板135a，以及通过侧托架140b联接到下部面板125b的 上部面板135b形成。分别连接到面板125a、 125b、 135a、 135b并且接合 侧托架140a和140b的肋板145a-145d为反射镜110a-110d提供了支承， 并且为壳体105提供了额外的结构强度。
壳体105的顶部,皮透明盖150封闭，该透明盖150分别通过上部托架 155a和155b联接到面板135a和135b。如图所示，耐冲击风暴盖160可 通过一个或多个夹具165联接到壳体105。在正常操作期间风暴盖160可 被取下，但是如图所示可被安置在合适位置以保护太阳能收集器100及其 部件，尤其是透明盖150、反射镜110a-110d和热收集器115,不受例如恶 劣天气影响。
20热收集器115被支柱170支承，该支柱170在此示例中包括接合基部 托架130的两个杆175。如图所示，反射镜110a-110d在此示例中通过托 架130、 140a、 l杨、155a和155b连接到壳体105。
在一个变型中，太阳能收集器100可以是例如大约8英尺长，大约2.5 英尺高，在底部大约1.5英尺宽，并且在顶部大约5英尺宽。在所示示例 中，太阳能收集器100具有由例如壳体105和/或反射镜110a-110b限定的 盆槽状形状。 一般来说，包括太阳能收集器100的文中公开的太阳能收集 器可具有任何合适的尺寸和形状。作为另外的示例，在一些变型中，在此 详细描述中的稍后描述的太阳能收集器200 (图1)和400 (图4)可具有 盆槽状形状，并且例如为大约8英尺长，大约15"高，在底部大约7"宽而 在顶部大约30"宽。
如在此详细描述中稍后描述的，在一些变型中，文中公开的各个太阳 能收集器可结合到一起以形成两个、三个或更多个收集器的区段。该区段 可然后联接到一起以形成一行或多行。在一些变型中，排成一行的收集器 被位于该行的每个末端的电动机驱动以跟踪太阳，并且支承架位于区段支 承轴承之间，该区段可在轴承上枢转。各个收集器可被类似地驱动以跟踪 太阳。
用于枢转或以其它方式定向太阳能收集器的电动机可^L未示出的跟踪 设备控制，其确定太阳的朝向，并且枢转太阳能收集器以优化太阳辐射的 收集。跟踪设备可以是例如本领域普通技术人员已知的传统太阳跟踪设备。 这种跟踪设备可采用例如光强度检测器(例如，光电探测器)以检测太阳 的位置，并且利用数字逻辑(例如，硬件或软件)或模拟控制方法以基于 光强度检测器的信号控制电动机。
在所示示例中，壳体105 (包括端盖180,图1D)和透明盖150包封 反射镜110a-110d和热收集器115，并且因而可保护这些部件免于被侵蚀 (例如，由盐和湿度导致)、磨损(例如，由灰尘或沙砾导致)以及其它 环境有害效应。还可通过在形成壳体105的面板(例如，125a、 125b、 135a、 135b)与托架(例如130、 140a、 140b、 155a和115b )之间的接合部中，
21以及在透明盖150与托架155a和155b之间的接合部中放置村垫材料以更 好地密封这些接合部，使太阳能收集器100不受天气影响，下文将对此进 行更详细地描述。另外，透明盖150和壳体105可由耐冲击材料构成，以 更好地抵抗风暴或其它恶劣天气造成的损害。
在这种不受气候影响的变型中，文中公开的太阳能收集器可良好地适 用于在该处环境状况可能会促进侵蚀的热带和沿海应用，以及在该处沙砾、 灰尘或粗砂会磨损未被保护的部件的沙漠应用。但是，这种不受气候影响 的变型的各个方面(包括例如使用透明盖和/或密封衬垫以包封反射镜和热 收集器)是可选的，并不必须存在于或全部存在于文中公开的太阳能收集 器中。
由面板、托架和/或肋板构成的太阳能收集器(或太阳能收集器壳体) 的模块化构造，和/或反射镜使用托架在壳体中的安装，可使得太阳能收集 器易于组装和维修，并且可灵活地布置和使用。多组相同或基本相同的反 射镜(例如，110a和110b; 110c和110d)、面板(例如，125a和125b; 135a和135b)、侧托架(例如，140a和140b)、上部托架(例如，155a 和155b)和/或肋板(例如，145a-145d)的4吏用也可提供这才羊的优点。如 文中使用的，相同部件在制造公差范围内具有相同形状和大小。基本相同 的部件足够相似，它们具有相同的总体形状和大小，但是可例如在附连的 零件或形状的部分方面有所不同。基本相同的零件常常由被认为相同的基 础零件形成，但是可以一些方式修改为具有例如额外的特征。
另外，在其中一些或全部反射镜在安装之前基本是平的和/或一些或全 部面板基本是平的变型(下文将更详细地描述其中的一些变型)中，太阳 能收集器的部件可更容易地制造、贮存、包装和/或装运至它们的最终使用 位置。但是，这种模块化是可选的，并且文中所述的太阳能收集器可不使 用或较少使用托架、面板、基本平的面板、基本平(在未安装时)的反射 镜和/或相同或基4^目同的部件构造。
如上文指出的以及下文将进一步说明的，文中公开的太阳能收集器不 需要包括图1A-1D中所示的所有特征，并且可包括这些附图中未示出的额
22外特征或特征的变型。 一般来说，文中所述的太阳能收集器中的任何一个 可包括文中所述或所示的特征(或它们的变型)以及其的对于本领域普通 技术人员显而易见的任何修改或变型的任何合适的组合。接下来将在标识
特征的标题下描述太阳能收集器(例如，图1A-1D中所示的太阳能收集器 100)的特征及其变型的另外的细节。
反射镜
图1A-1D中所示的太阳能收集器100包括四个反射镜110a-110d,该 反射镜布置成将太阳辐射聚集在热收集器115上。但是，在其它变型中， 文中公开的太阳能收集器可包括更多或更少的反射镜。例如，太阳能收集 器可包括单个大的反射镜以替代反射镜110a-110d。其它变型包括两个反 射镜例如图2中所示的太阳能收集器200中的反射镜210a和210b。在此 详细描述中稍后描述的示例性太阳能收集器(图21)包括六个反射镜。一 般来说，任何一个文中公开的太阳能收集器可使用任何合适数量的反射镜。
在太阳能收集器100中，反射镜110a-110d布置形成单个、大致为抛 物面的形状，并且线焦点大致位于(在所示的示例中，管状)热收集器115 的中心轴线上。但是， 一般来说，文中公开的太阳能收集器中使用的反射 镜可以为抛物面形状、柱面形状(部分圓形横截面)或任何其它合适的形 状。当使用多个反射镜时，反射镜可共用焦点，或相反可布置成聚焦到两 个或更多个不同的位置。例如，太阳能收集器可包括四个抛物面反射镜， 它们布置成聚焦到热收集器的四个不同的部分。
另外，当使用多个反射镜时，该反射镜中的两个或更多个可相同或基 本相同。如上文提到的，例如，在太阳能收集器100中，反射镜110a与反 射镜110b相同或基本相同，并且反射镜110c与反射镜110d相同或基本相 同。类似地，太阳能收集器200的反射镜210a和210b(图2)相同或基本 相同。使用多组相同或基本相同的反射镜可例如简化太阳能收集器的制造、 组装和维修。但是，使用两个或多个相同或基本相同的反射镜不是必需的。
再次参照图1A,太阳能收集器100中的反射镜110a-110d由可弹性变形(例如，有弹力)的材料制成，该材料可在没有变形力的情况下呈现基
本平的形状，但是在安装到壳体105中时呈现抛物面形状或其它弯曲形状。 安装后的反射镜110a-110d的抛物面形状是由将该反射镜联接到壳体105 的托架130、 140a、 140b、 155a和155b在反射镜上施加的压缩力造成的， 和/或由支承反射镜的肋板145a-145的形状造成的。太阳能收集器200中 的反射镜210a和210b (图2 )也由可弹性变形的材料制成，并且在没有变 形力的情况下呈现基本平的形状。反射镜210a和210b由于将该反射镜联 接到壳体205的基部托架230以及上部托架255a和255b在反射镜上施加 的压缩力而呈现抛物面形状。
这种可弹性变形的反射镜可例如由高反射性铝板、例如ALANOD Aluminium-Veredhmg GmbH&Co. KG of Ennepetal, Germany制造的产 品名称为MIRO-SUN⑥的涂层(不受气候影响)高反射性铝板制成。在其 它变型中，可弹性变形的反射镜可由其它材料例如带反射涂层的塑料和其 它反射性的或带反射涂层的金属制成。在一些变型中，可弹性变形的材料 可包括反射膜，例如由可弹性变形的基底例如塑料或未抛光的铝板或面板 支承的反射性的或带反射涂层的聚对苯二曱酸乙二酯(例如，Mylar )膜。 在一些变型中，反射镜的厚度可例如为大约0.3 111111到大约0，8111111，长度 可例如为大约8英尺。
在没有变形力的情况下呈现基本平的形状的可弹性变形的反射镜可作 为一堆基本平的反射镜被方便地贮存和/或装运。这样可降低贮存或装运反 射镜的成本，因为与相应数量的弯曲反射镜相比， 一堆平面反射镜占据较 少的空间并且可更易于被包装。
但是，文中公开的太阳能收集器中使用的反射镜不需要如前文刚刚描 述地用可弹性变形材料制成。相反，反射镜可在安装到太阳能收集器中之 前被预先形成所希望的辐射聚集形状，或者在安装期间例如通过弯曲形成 所希望的形状。另外，在一些变型中，反射镜可被支承框架支承成所希望 的形状。任何合适的反射材料例如被抛光的或带涂层的金属或带反射涂属 的聚合物或玻璃可用于制造这种反射镜。另外，在一些变型中，反射膜例
24如反射性的或带反射涂层的聚对苯二甲酸乙二酯(例如，Mylar )膜可用 于制成反射镜。 一般来说，文中公开的任何太阳能收集器中使用的反射镜 可由任何合适的材料制成。
在公开的太阳能收集器的一些变型中，可容易地移除一个或多个反射 镜以便替代、维修或清洗。例如，在太阳能收集器100 (图1A)中，可通 过分别从托架140a或140b上移除(例如，拧紧的)限制板142a或142b， 然后从各个上部托架155a或155b抽出反射镜的上缘，来移除上部反射镜 110c和110d。可通过从托架140a或140b上移除(例如柠紧的)限制板 143a或143b,然后从基部托架130抽出反射镜的下缘，来移除下部反射镜 110a和110b。参照图3A，反射镜110a和110b(未示出)可包括狭槽300, 支柱170的杆175 (图1A)通过该狭槽300以接合壳体105的一部分(例 如，基部托架130)。此设计允许在支柱170处于适当位置的情况下从基 部托架130上移除反射镜110a和110b。可选择地(图3B)，支柱杆175 可通过反射镜110a和110b (未示出)中的孔305接合壳体105的一部分
(例如，基部托架130)。此后一种设计需要至少一个杆175与壳体105 分离以便移除反射镜110a或110b。
作为另 一个示例，在太阳能收集器200 (图2 )中，反射镜210a和210b 中的任一个可这样被容易地移除，即弯曲该反射镜以便从基部托架230或 各个顶部托架255a或255b释放该反射镜的边缘，然后从反射镜的保持托 架抽出反射镜的另一个边缘。反射镜210a和210b可包括类似于狹槽300
(图3A)的狭槽，以允许在支柱170处于适当位置的情况下移除反射镜。 可选择地，反射镜210a和210b可包括类似于孔305的孔以容纳支柱170 的杆175，在此情况下移除反射镜需要至少一个杆175与壳体205分离。 在其中太阳能收集器100不包含肋板145a-145d或者仅包含肋板145a-145d 中的一些的变型(见下文)中，可通过就如针对反射镜210a和210b描迷 地那样弯曲一个或多个反射镜110a或110b来容易地移除该反射镜。
如图1A所示以及上文描述的，太阳能收集器100中的反射镜 110a-110d通过托架(下文将更详细地描述)联接到壳体105,该托架还将壳体105的多个部分相互联接，从而在太阳能收集器100中具有双重结构 作用。但是，在公开的太阳能收集器的其它变型中，反射镜可通过连接到 壳体但不将壳体的多个部分联接在一起的托架联接到壳体。另外，在一些 变型中，反射镜可不使用托架，而使用紧固件(例如，螺钉、螺栓和铆钉)、 粘合剂、焊接或任何其它合适的连接方法连接到壳体或其它结构构件(例 如，肋板145a-145d)。 一般来说，在文中公开的任何太阳能收集器及其 变型的壳体中，可使用任何合适的连接方法来固定反射镜。
壳体和面板
如文中公开的太阳能收集器的壳体可具有例如方形、矩形、梯形、抛 物面形、部分圆形或U形横截面。如上文提到的，壳体例如可具有盆槽状 形状。 一般来说，可使用任何合适的壳体形状。壳体可由例如金属、塑料、 木材或任何其它合适的材料制成。
在一些变型中，壳体由通过托架相互联接的面板构造成。如上所述， 例如，太阳能收集器100的壳体105 (图1A-1D)由通过托架130、 140a 和140b联接到一起的四个l/16"厚的铝板面板125a、 125b、 135a和135b 形成。在一些变型中，太阳能收集器壳体可由更多或更少的面板形成。例 如太阳能收集器200的壳体205 (图2 )由通过基部托架230相互联接的两 个铝板面板(225a, 225b)形成。 一般来说，文中公开的太阳能收集器的 壳体可包括通过托架相互联接以形成一部分或整个壳体的任何合适数量的 面板。
在一些变型中，构造成太阳能收集器壳体的面板的一些或全部可基本 是平的。例如，太阳能收集器100的上部面板135a和135b基本是平的。 在未示出的其它变型中，构造成壳体的所有面板基本是平的。这种壳体中 的平的面板可成一定角度地相互连接(例如，通过托架)以产生必要的拐 角以便限定所希望的壳体形状。这种平的面板可易于贮存、包装、装运， 并且在太阳能收集器的组装期间易于处理。
如文中公开的太阳能收集器的壳体还可由弧形的或弯曲的面板构造成，或者由平的、弧形的和/或弯曲的面板的任何合适的组合构造成。参照
图2,例如，在太阳能收集器200中，每个面板235a和235b包括两个弯 曲部，其限定壳体205的基本平的上部、中部和底部部分。在太阳能收集 器100(图1A)中，每个下部面板125a和125b包括一个弯曲部，限定壳 体105的基本平的底部和下侧部。
在一些变型中，壳体包括两个或更多个相同或基本相同的面板。如上 文指出的，例如，太阳能收集器IOO (图1A)包括成对的相同或基本相同 的由板。类似地，太阳能收集器200的面板225a和225b(图2)相同或基 本相同。使用多组相同或基本相同的面板可例如简化太阳能收集器的制造、 组装和维修。但是，使用两个或更多个相同或基本相同的面板不是必需的。
尽管在上述示例中壳体面板由铝板制成，但是文中公开的任何太阳能 收集器中使用的壳体面板可由任何合适的材料制成。合适的材料包括但不 局限于金属、塑料包括耐冲击塑料和木材。
文中公开的太阳能收集器的壳体不需要包括通过托架相互联接的面
板。在一些变型中，面板可通过例如焊接或使用紧固件例如螺钉、螺栓或 铆钉相互直接联接。另外， 一部分或整个壳体可用例如金属或(例如，耐 冲击)聚合物模制或铸造而成。壳体还可包括铸造或模制部分(例如，底 部部分)，面板通过托架或使用其它方法联接到该部分。
基部托架、支柱和J4！
在图1A-1D的示例中，太阳能收集器100包括基部托架130,其使下 部面板125a和125b相互联接以形成壳体105的底部部分，将反射镜110a 和110b的下缘固定在壳体105上，并且将支柱170的杆175固定在壳体 105上。在所示变型中，面板125a和125b的端部净皮定位在基部托架130 的底面的凹入(即，凹口)部分中，并且分别通过紧固件185a和185b连 接到基部托架130的底面，该紧固件185a和185b穿过面板以接合基部托 架130的底部。凹部或凹口可帮助相对于基部托架130在合适位置配准面 板。但是，这种凹部或凹口是可选的。
27可选的基板132分别通过紧固件l卯a和190b固定在面板125a和125b 上。额外的紧固件195a和195b穿过M 132并且分别穿过面板125a和 125b,以接合基部托架130的底部以进一步将基板、面板和基部托架相互 固定在一起。可选的基板132为壳体105的底部部分提供了附加的结构支 承。
紧固件185a、 185b、 l卯a、 l卯b、 195a和195b可例如是螺钉、螺栓、 铆钉或任何其它合适的紧固件。可使用比图IA和IB中所示的更多或更少 的这种紧固件以使基部托架、面板和可选的M相互联接。
基部托架130的上侧部中对称放置的有角度的狭槽196接纳反射镜 110a和110b的下缘，并且与侧托架140a和140b合作将反射镜110a和 110b固定在壳体105上。尽管狭槽196被示出向上形成角度，但是在其它 变型中，可使用其它朝向，例如基本平行于壳体105的底部定向的狭槽。
在所示示例中，如上文在标题为"反射镜"的讨论中所描述的，支柱 杆175穿过反射镜110a和110b中的孔或狭槽，以使杆175的螺紋端接合 基部托架130中的螺紋孔197。在其它变型中，支柱杆175可例如压配合 到基部托架130的孔中，借助于穿过基部托架130的底部以接合支柱杆175 的端部的紧固件连接到基部托架130,或者焊接到基部托架130上。上支 柱托架198a和下支柱托架198b使用紧固件(例如螺钉)199围绕热收集 器115夹紧以将热收集器115固定在支柱170上。
如图1C所示，在所示示例中，基部托架130表现为沿太阳能收集器 100的长度延伸的轨道的形式。但是，在其它变型中，相反，多个较短的 基部托架130可沿太阳能收集器的长度间隔开。在一些变型中，表现为延 伸轨道的形式的托架可使用挤出/挤压成形工艺方便地形成(至少部分)。 另外，在一些变型中，与较短的托架相比，具有延伸轨道形式的托架可在 壳体105的部件之间提供更好的密封接合。 一般来说，文中所述的基部托 架可实现为具有延伸轨道形式的变型或将用作一个或多个较短托架的变 型。
文中公开的太阳能收集器中所使用的基部托架不需要实现基部托架130所实现的所有功能(联接面板，固定反射镜，固定热收集器支柱)。 例如，太阳能收集器200中的基部托架230 (图2)将面板225a和225b 联接在一起以形成壳体205，并且以类似于基部托架130的方式将反射镜 210a和210b的下缘固定在壳体205中。但是，基部托架230没有将支柱 170的杆175固定在壳体205上。相反，杆175由紧固件285a和285b固 定在壳体205上，该紧固件285a和285b分别穿过J41132以及面板225a 和225b，但是没有穿过或进入基部托架130。在其它变型中，基部托架可 将面板联接到一起以形成壳体的部分，并且将支柱固定在壳体上，但是没 有固定反射镜。
尽管上述支柱170包括两个杆175，其通过该杆被支承在太阳能收集 器壳体中并连接到该壳体，但是在其它变型中，热收集器被经由单个杆连 接到基部托架的支柱支承。参照图4,例如，另一个太阳能收集器400包 括反射镜410a和410b，该反射镜被定位在壳体405中以将太阳辐射聚集 到热收集器415上，该热收集器415通过支柱470被支承在壳体405中。 支柱470通过单个杆或支脚联接到形成壳体405的一部分的基部托架430。
壳体405包括通过基部托架430相互联接的面板425a和425b，基部 托架430包括可分离的上部(430U)和下部(430L)部分。现在参照图4 和6,为了组装壳体405的下部部分，将支柱杆175插入上部托架部分430U 的(可选的)轴环部分479中的通孔478。然后，将螺紋底座480通过上 部托架部分430U的下侧插入以接合支柱杆475的底部中的螺紋孔485。将 面板425a和425b定位在上部430U和下部430L托架部分之间，然后将上 部430U和下部430L托架部分滑动到相互紧靠的位置，并^f吏用分别在上部 和下部托架部分上的可滑动地互锁的特征485a和485b将该上部和下部托 架部分保持在合适位置。可选地，穿过下部托架部分430L进入上部托架 部分430U的紧固件(例如，螺钉、螺栓、铆钉)可进一步紧固该组件。
在其它变型中，支柱杆475可例如压配合到基部托架430中的孔中， 或焊接到基部托架430。另外，在其它变型中，下部基部托架部分430L可 通过紧固件(例如，螺钉、螺栓、铆钉)而不是互锁部分485a和485b连
29接到上部基部托架部分430U。
再次参照图4，通过将反射镜410a和410b的上端部分别接合到上部 托架455a和455b中，并将其下端部接合到上部基部托架部430U中的狭 槽496中，将反射镜410a和410b固定在壳体405中。
现在参照图5，另一个示例性太阳能收集器500包括四个反射镜510a -510d，该四个反射镜被定位于壳体505中以将太阳辐射聚集在热收集器 415上，如太阳能收集器400 —样，热收集器415被通过单个杆或支脚475 联接到基部托架430的支柱470支承。基部托架430使下部面板525a和 525b相互联接以形成壳体505的底部部分。壳体505的上侧部由通过侧托 架540a联接到下部面板525a的上部面板435a，以及通过侧托架540b联 接到下部面板525b的上部面板435b形成。通过将反射镜510a和510b的 下端部接合在基部托架430的狭槽中，并且将它们的上端部分别接合在侧 托架540a和540b的狭槽中，将反射镜510a和510b固定在壳体505中。 通过将反射镜510c和510d的上端部分别接合在上部托架555a和555b的 狹槽中，并且将它们的下端部分别接合在侧托架540a和540b的狹槽中， 将反射镜510c和510d固定在壳体505中。
一般来说，文中公开的任何合适的基部托架可用于文中公开的任何太 阳能收集器。但是，在一些变型中，如文中公开的太阳能收集器可不包括 将面板联接在一起以形成壳体的底部部分的基部托架。在一些缺少基部托 架的变型中，壳体的底部部分(或更多部分)可通过例如利用焊接或使用 紧固件如螺钉、螺栓或铆钉将面板直接相互联接来构造成。在其它缺少基 部托架的变型中，壳体的底部部分(或更多部分)由例如金属或(例如， 耐冲击)聚合物模制或铸造成。
尽管所示的基部托架被示出使用狭槽来固定反射镜边缘，但是在其它 变型中，代替狭槽或者除狭槽之外，基部托架可包括夹具或夹紧机构来固 定反射镜边缘。基部托架130 (图1A)的变型可用夹具替代狭槽196。例 如，限定狭槽196的上壁的基部托架130的上部部分可被柠紧的或弹簧加 载的构件(例如板)替代以形成可用于将反射镜固定在托架上的夹具的上部夹钳。文中公开的其它基部托架的变型可被类似地改动以使用夹具或夹 紧机构。
侧托架
在图1A-1D的示例中，太阳能收集器100包括相同或基本相同的侧托 架140a和140b。侧托架140a将面板125a和135a相互联接以形成壳体105 的侧部，并且还将反射镜110a和110c的边缘固定到壳体105上。类似地， 侧托架140b将面板125b和135b相互联接以形成壳体105的另一个侧部， 并且还将反射镜110b和110d的边缘固定到壳体105上。在所示的示例中， 面板的端部被定位在侧托架140a和140b的面向外的表面的凹入(即，凹 口 )部分内，并且借助于穿过面板以接合侧托架的紧固件144连接到侧托 架的面向外表面。凹部或凹口帮助相对于侧托架在合适的位置配准面板。 4旦是，这种凹部或凹口是可选的。
紧固件144可例如是螺钉、螺栓、铆钉或任何其它合适的紧固件。可 使用比图1A-1D中所示的更多或更少的这种紧固件将面板联接到侧托架 上。
侧托架140a和140b还包括对称放置的狭槽146，其接纳反射镜 110a-110d的边缘，并且与基部托架130以及上部托架155a和155b合作 来将反射镜固定在壳体105上。在所示的示例中，反射镜110a-110d通过 (例如，拧紧的)限制板142a、 142b、 143a和143b被固定在狭槽146中， 该限制板形成每个狭槽的一个壁，并且可被松开和/或移除以有助于将反射 镜定位在托架中。在一些变型中，狭槽146的深度可被选择成使得(例如， 拧紧的)限制板夹紧反射镜使之处于适当位置，在此情况下侧托架可被看 作包含夹具而不是狭槽。
还可使用侧托架的其它变型。参照图7，例如，除了用侧托架740a和 740b替代侧托架140a和140b (并且还缺少基板132 )之外，太阳能收集 器700与太阳能收集器100基本相同。侧托架740a和740b不包括可松开 的或可移除的限制板。
31接纳并且固定反射镜边缘的侧托架中的狭槽不需要对称地定位或者在
托架中定位于相同的高度。参照图8，例如，在一些变型中，侧托架840 包括被定位于不同高度处的第一狭槽846a和第二狭槽846b。反射镜狭槽
共用一个焦点或不共用一个焦点)的反射镜。侧托架840还包括凹部/凹口 847a和847b (类似于侧托架140a, 140b中的凹部/凹口 )，面板135a和 135b的端部分别被定位在该凹部/凹口中。紧固件144穿过面板135a和 135b进入侧托架840以将面板固定在侧托架上。
参照图9A-9C，在一些其它变型中，侧托架900a和卯0b均分别具有 单个可调整的夹具或夹紧狭槽910a或910b，其用于接收和固定反射镜端 部。可使用紧固件(例如螺钉)915a或915b调整狭槽(夹具)的宽度， 以分别将上部夹钳件920a或920b夹在下部夹钳件925a或925b上。狭槽 的宽度可被调整以便例如夹紧并从而将反射镜端部固定在狭槽内，和/或弯 曲或调整^^射镜的形状以更好地将太阳辐射聚集在热收集器上。在一些变 型中，上部夹钳部可被移除或枢转到侧面，以使得反射镜的端部可被容易 地插入狭槽或从狭槽移除。在其它变型中，不是或除了可利用螺钉或其它 紧固件调整之外，夹紧狭槽910a和910b可例如被弹簧加载以在适当位置 夹紧反射镜。
在图9A-9C的示例中，侧托架卯Oa和卯Ob没有将面板联接在一起以 形成壳体的一部分。相反，两个托架连接到单个弯曲的面板930,该面板 930形成壳体的侧部。面板930在其弯曲处包括T形轨道935,托架900a 和900b的底座部分940a和940b可分别(例如通过滑动)插入该轨道。 托架还可使用紧固件945固定在面板上，该紧固件945可以是螺钉、螺栓、 铆钉或任何其它合适的紧固件。
侧托架900a和900b可被单独从面板935移除和更换。如图所示，托 架900a和卯Ob可被选择为将它们的狭槽定位于不同的高度。可选择地， 托架可被选择为在相同的高度定位它们的狹槽。
在一些变型中，侧托架高度可被改变以使得单个标准化壳体尺寸和形
32状可支持多种反射镜构型或形状。参照图5，例如，侧托架540a和540b 的高度使得反射镜510a-510d相对于壳体505的侧部有很大偏移，并且使 得四个反射镜限定了特定形状的反射表面。可通过用具有不同高度的类似 侧托架替代侧托架540a和540b，来改变反射镜限定的表面的形状。这种 替换可用于例如才艮据需要使反射镜聚焦于或不聚焦于热收集器415上，以 影响热收集器将工作流体加热到的温度。为了有助于这种替换，侧托架 540a和540b可通过例如传统的可容易地移除的紧固件例如螺钉和螺栓连 接到面板。
侧托架可具有延伸轨道状的形式。例如，图1C中所示的侧托架140a 和140b表现为沿太阳能收集器100的长度延伸的轨道的形式。图10中所 示的侧托架1040也具有延伸轨道状形式。在其它变型中，多个较短的侧托 架可沿太阳能收集器的长度间隔开，以替代延伸轨道类型的侧托架。在一 些变型中，表现为延伸轨道的形式的侧托架可部分使用挤出工艺方便地形 成。另外，在一些变型中，与较短的托架相比，具有延伸轨道形式的侧托 架可在壳体的部件之间提供更好的密封接合。 一般来说，文中所述的侧托 架可实现为具有延伸轨道形式的变型或将用作一个或多个较短托架的变 型。
参照图10，尽管侧托架1040中的反射镜狹槽1046a和1046b被示出 处于不同的高度，但是在其它变型中，狭槽高度可相同。侧托架1040可用 于例如通过使用传统的紧固件、粘合剂或焊接将一个面板连接到底面 1048a而将另一个面板连接到底面1048b，将两个面板联接在一起以形成壳 体的一部分。可选择地，侧托架1040可被定位在壳体的单个弯曲面板部分 的弯曲处，并且通过任何相同方法连接到面板。
上述示例性侧托架中的许多侧托架被示出或描述为将面板联接在一起 以形成太阳能收集器壳体的一部分。但是， 一般来说，文中所述的侧托架 也可被实现为这样的变型，即该侧托架将连接到单个面板(例如，可能是 弯曲的、平的或弧形的)以将反射镜固定在壳体上而无需将面板联接在一 起。可选择地，在一些变型中，侧托架将面板联接在一起以形成壳体的一
33部分，而没有将反射镜固定在壳体上。
尽管文中所述的太阳能收集器的一些变型利用多个相同或基本相同的 侧托架，但是使用相同或基本相同的侧托架不是必需的。
尽管所示侧托架中的 一些被示出使用狭槽来固定反射镜边缘，但是代 替狭槽或除了狹槽之外，这种侧托架的其它变型可包括夹具或夹紧机构(例 如，如上文针对数个夹紧变型所描述的)以固定反射镜边缘。
一般来说，文中公开的任何合适的侧托架可用于文中公开的任何太阳 能收集器。但是，在一些变型中，如文中公开的太阳能收集器不包括将面
板联接在一起或固定反射镜的侧托架。例如，太阳能收集器200 (图2)不 采用侧托架。
上部托架
在太阳能收集器100 (图1A-1D)中，上部托架155a包括用于接纳和 固定反射镜110c的上端部的第一狭槽，以及用于接纳和固定透明盖150的 边缘的第二狭槽。这些狭槽相对于彼此成锐角地布置。上部托架155a可如 图所示通过传统紧固件(例如，螺钉、螺栓、铆钉)，或者在其它变型中 通过焊接、粘合或任何其它合适的连接方法连接到面板135a。在一些变型 中，连接到上部托架155a的面板135a的端部被定位在上部托架155a的面 向外表面的凹入(即，凹口)部分内。在所示变型中，围绕第二狹槽的上 部托架155a的一部分沿横向远离面板135a和壳体105突出，以便为风暴 盖夹具165提供支座。
上部托架155a的结构使得其能够将反射镜110c、壳体105的面板 135a、透明盖150和(可选的)风暴盖160相互联接。上部托架155b被类 似地、相同地或基本相同地构造，以使得其能够将反射镜110d、面板135b、 透明盖150和(可选的)风暴盖160相互联接。
如图1C所示，在所示变型中，上部托架155a和155b表现为沿太阳 能收集器100的长度延伸的轨道的形式。但是，在其它变型中，相反，多 个较短的上部托架155a和155b可沿太阳能收集器的长度间隔开。在一些
34变型中，具有延伸的轨道形式的上部托架可部分使用挤出工艺方便地形成。 另外，在一些变型中，与较短的托架相比，具有延伸轨道形式的上部托架 可在壳体的部件之间提供更好的密封接合。 一般来说，文中所述的上部托 架可实现为具有延伸轨道状形式的变型或将用作一个或多个较短托架的变 型。
太阳能收集器400中的上部托架455a (图4)也包括用于接纳和固定 反射镜(410a)的上端部的第一狭槽，以及用于接纳和固定透明盖150的 边缘的第二狭槽，并且第一和第二狭槽相对于彼此成锐角地布置。上部托 架455a还包括第三狭槽，该第三狭槽基本平行于第二狭槽并且远离壳体开 口 。第三狭槽或该上部托架的形成该第三狭槽的下部壁的部分可为风暴盖 夹具提供支座以将风暴盖夹在透明盖150上。上部托架455a可通过例如传 统紧固件(例如螺钉、螺栓、铆钉)或通过焊接、粘合或任何其它合适的 连接方法连接到面板425a的上部水平部分。
上部托架455a的结构使得其能够将反射镜410a、面板425a、透明盖 150和(可选的)风暴盖相互联接。上部托架455b被类似地、相同地或基 本相同地构造，以使得其能够将反射镜410b、面板425b、透明盖150和
(可选的)风暴盖相互联接。
尽管上部托架155a、 155b、 455a和455b中的每一个均执行多个功能
(联接到壳体、反射镜和透明盖)，但是所有这些功能并不必须由单个上 部托架执行。参照图2，例如，在太阳能收集器200中，面板225a的上端 部被折叠以形成水平狭槽，该狭槽用于接纳透明盖150的边缘并且将其固 定在壳体205上。上部托架255a表现为弯曲成钝角以形成第一基本平的部 分和第二基本平的部分的板材或板的形式，该第一基本平的部分插入由面 板225a的折叠上端部形成的狭槽，该第二基本平的部分与面板225a形成 用于固定反射镜210a的上端部的狭槽。上部托架255a的插入由面板225a 的折叠上端部形成的狭槽的部分可通过例如传统紧固件(例如，螺钉、螺 栓、铆钉)或通过焊接、粘合或任何其它合适的连接方法固定在面板225a 上。尽管所示的上部托架被示出为使用狹槽来固定反射镜边缘，但是在其 它变型中，代替狭槽或除了狭槽之外，上部托架可包括夹具或夹紧机构来
固定反射镜边缘。上部托架155a和155b (图1A)的变型可用夹具替代接 纳反射镜110c和110d的狭槽。例如，限定反射镜狭槽的一个壁的上部托 架155a的薄部分可被拧紧的或弹簧加载的构件(例如板)替代，以形成可 用于将反射镜固定在托架上的夹紧钳。文中公开的其它上部托架的变型可 被类似地改动以使用夹具或夹紧机构。
尽管在所示示例中，成对的上部托架已相同或基本相同，但是这并不 是必需的。 一般来说，文中公开的任何合适的上部托架或其变型可用于文 中公开的任何太阳能收集器。但是，在一些变型中，透明盖和反射镜可在 不使用这种上部托架的情况下被固定在太阳能收集器中，因此没有使用上 部托架。
肋板
太阳能收集器100 (图1A-1D)包括多个肋板145a-145d，该肋板形状 形成为可支承所希望形状(例如，抛物面形)的反射镜110a-110d。肋板 145a-145d还可为壳体105提供额外的结构强度。肋板145a-145d可通过例 如传统紧固件(例如，螺钉、螺栓、铆钉)或通过粘合剂、焊接或任何其 它合适的连接方法分别连接到壳体面板125a、 125b、 135a和135b。肋板 145a-145d的端部可接触并且形状形成为配合和接合上部托架、侧托架或 底部托架的(例如，凹口)侧面。在一些变型中，肋板通过例如传统紧固
方法连接到它们所接触的托架。
在一个变型中，肋板由厚度为大约1.6mm的铝板制成(例如，切割或 压印)。但是，也可使用任何其它合适的材料和厚度。例如，在一些变型 中，肋板可由其它金属、塑料或木材制成。
参照图1C，太阳能收集器100包括沿收集器的长度间隔开的两组相同 或基本相同的肋板145a-145d，该间隔在所示变型中为大约8英尺。但是，在各组肋板之间可使用任何合适的间隔。
尽管太阳能收集器100包括一组或多组四个肋板145a-145d，但是如 文中公开的太阳能收集器中的这种肋板的使用是可选的，并且每组可使用 更多或更少的这种肋板。参照图11，例如，除了太阳能收集器IIOO仅包 括下部肋板145a和145b,而不包括上部肋板145c和145d之外，太阳能 收集器1100与太阳能收集器100基本相同。作为另外的示例，所示的太阳 能收集器200 (图2 ) 、 400 (图4)和500 (图5)不包括肋板。
但是，在其它变型中，太阳能收集器200、 400、 500和文中公开的其 它太阳能收集器可包括任何合适数量和构型的肋板，以便支承反射镜和/ 或为该收集器提供额外的结构强度。
在一些变型中，不具有壳体的太阳能收集器包括设置形成支承反射镜
的框架的如文中公开的托架(或轨道)和肋板(或其的合适变型)，该反 射镜将太阳辐射聚集在热收集器上。参照图1A-1D,例如，在一些变型中， 除了缺少面板125a、 125b、 135a和135b之外，太阳能收集器与太阳能收 集器100基本相同。在这样的变型中，肋板145a-145d可通过例如传统紧 固件或通过如文中公开的或本领域普通技术人员已知的任何其它合适的连 接方法连接到它们所接触的底部托架、侧托架和顶部托架。这样的变型可 以可选地包括透明盖150和/或可移除的风暴盖160。可对文中公开的其它 太阳能收集器做出类似的修改以提供具有或不具有壳体的太阳能收集器， 该太阳能收集器包括设置形成支承反射镜的框架的托架和肋板(或轨道)， 该反射镜将太阳辐射聚集在热收集器上。
热收集器
在一个变型中，太阳能收集器100中的热收集器115 (图1A-1D)是 被安置成大致与抛物面反射镜110a-110d的线焦点重合的不锈钢或铜管或 导管，沿太阳能收集器100的长度延伸，并且具有大约0.65"到大约0.87" 的内径以及大约0.75"到大约l.O"的外径。在一些变型中，热收集器115 可被涂覆有涂层(例如油漆层)，该涂层可促进入射到热收集器115上的太阳辐射的吸收。在一些变型中，热收集器115被涂覆可从POR-15，Inc.， Morristown New Jersey得到的POR-20黑色、丝绒光泽耐高温漆，以促进 太阳辐射的吸收。在另一个变型中，热收集器115被涂覆可从Sherwin Williams Company得，J的Sherwin Williams Flame Control SW-B68-B-A2
黑色漆。还可使用任何其它合适的涂层。
当多个太阳能收集器被分组成区段或延伸的行(见下文)时，在一些 变型中，它们的热收集器可串联接合以提供单个长的、有效的热收集器。 在其它变型中，单个连续的热收集器(例如，管或导管)可通过整个区段 或行。
工作(例如，热传递)流体流过热收集器115并JU皮该热收集器115 加热。工作流体可例如是水、油、乙二醇，或任何其它合适的热传递流体。 在一些变型中，工作流体可以是可从Solutia， Inc.得到的Therminol⑥热传 递流体。在其它变型中，工作流体可以是可从Radco Industries, Inc.得到 的Xceltherm⑧热传递流体。加热的工作流体可直接用于为应用提供热量， 或者例如用作用于驱动发电用涡轮机的工作流体。可选择地，工作流体可 用作热传递流体，其将太阳能收集器100中收集的热量传递给随后用于应 用的另一种工作流体。
当工作流体为油时，在一些变型中，其在通过一个或多个太阳能收集 器之后可达到大约200下到大约550下的温度。
在一些变型中，热收集器115的内表面刻有膛线，或者包含突出部、 叶片或其它流动扰动特征，该特征促进工作流体在通过热收集器115时的 混合和/或对流热传递。这种流动扰动特征可在工作流体是粘性流体(例如， 粘性油)的情况下尤其有利，否则该工作流体将倾向于作为通过热收集器 115的大致层流移动。
尽管在所示变型中，热收集器115具有管形结构，但是在文中^^开的 太阳能收集器中可使用本领域普通技术人员已知的其它热收集器构型或其 变型。例如，热收集器115可包括多个管，工作流体流过该管。另外，在 一些变型中，热收集器115可被包封在透明的(例如，玻璃)封套内以提
38供绝缘层，以降低热收集器115的热损失。在一些变型中，透明封套可包 含空气、其它气体，或被抽空或部分抽空。
透明盖
在一些变型中，文中公开的太阳能收集器可包括透明盖例如各个附图 中所示的透明盖150。如本详细描述中前文提到的，透明盖150及其变型 可帮助保护太阳能收集器的反射镜、热收集器以及其它部件不受有害的环 境状况影响。例如，结合密封的或部分密封的壳体，透明盖150可帮助保 护这些部件使之免于腐蚀。但是，在太阳能收集器100 (图1A-1D)的变 型中以及文中公开的其它太阳能收集器的变型中，这种透明盖的使用是可 选的。
在一些变型中，透明盖150由玻璃制成。在其它变型中，透明盖150 由可从General Electric Company得到的Lexan塑料制成。 一般来说，透 明盖150及其变型可由例如玻璃、塑料或对于太阳辐射基本是透明的任何 合适的材料制成。在一些变型中，透明盖150表现为透镜(例如，Fresnel 透镜)的形式，其进一步优化热收集器对太阳辐射的收集。
出于文中所示出和描述的目的，透明盖例如透明盖150可使用例如各 种托架和轨道结构连接到文中公开的太阳能收集器。但是，还可使用可选 择的连接方法。例如，透明盖可结合(例如，粘合)到太阳能收集器的壳 体或框架，铸造为其一部分，或使用任何合适的紧固件包括传统螺钉、螺 栓和铆钉进行连接。
衬垫密封、减振、防腐蚀
例如，衬垫状材料例如氯丁橡胶可用于文中公开的太阳能收集器的变 型中的各个位置。参照图1A，例如，在一些变型中，衬垫材料可设置于透 明盖150与上部托架155a和115b的透明盖150的边缘装配在其中的狭槽 的内表面之间，以便形成更好的密封。类似地，在一些变型中，为了提供 更好的密封，衬垫材料可被设置于基板132与面板125a和125b之间，基
39部托架130与面板125a和125b之间，各个面板与该面板连接到的侧托架 140a和140b的表面之间，和/或面板135a和135b与该面板连接到的上部 托架155a和155b的表面之间。另外，衬垫材料可被设置于接纳并固定反 射镜110a-110d的边缘的各个托架狭槽内，以便衰减反射镜的振动。在这 些不同位置设置村垫材料还可防止相异材料之间接触，该接触可导致腐蚀。 在文中公开的其它太阳能收集器中，可在与相对于太阳能收集器100 所描述的那些位置对应或相似的位置以及任何其它合适的位置设置衬垫状 材料或类似的合适材料。但是，这种衬垫状材料的使用不是必需的。
风暴盖
在一些变型中，如文中公开的太阳能收集器可包括可移除的耐冲击风 暴盖例如各个附图中所示的风暴盖160。如上文所描述的，风暴盖160在 操作期间被移除，但是可被安装以保护太阳能收集器的部件不受风暴或其 它严酷天气影响。但是，对于文中公开的太阳能收集器，风暴盖的使用不 是必需的。
风暴盖例如风暴盖160可例如由铝板、耐冲击塑料或任何其它合适的 材料制成。风暴盖的大小可形成为例如与个体太阳能收集器相配合。当数 个(例如，2、 3个)太阳能收集器接合在一起以形成一个区段时，在一些 变型中，风暴盖的大小形成为与整个区段相配合。在其它变型中，可使用 两个或更多个分离的风暴盖或一个多件式风暴盖覆盖这种接合的区段。例 如，三个太阳能收集器组成的一个区段在一些变型中可被使用三个风暴盖 (或三件式的风暴盖)覆盖，每个风暴盖均具有单个太阳能收集器的长度。
风暴盖可使用任何合适的方法连接到太阳能收集器。在多个附图中所 示出的变型中，风暴盖通过C形夹具165连接到太阳能收集器，该夹具165 接合风暴盖的顶面并且还接合太阳能收集器壳体的一部分(例如，如上文 所述以及各个附图中所示出的上部托架上的表面)以将风暴盖夹在壳体上。 这种夹具的使用还使得可容易地和迅速地安装风暴盖。在一些变型中还可 使用具有其它形状的夹具。在一些变型中，可使用Z形夹具。这种Z形夹具可以与c形夹具相类似的方式将风暴盖固定在收集器上，并且另外提供
杠杆臂(Z的底部)，该杠杆臂可用于容易地使夹具分开。在图12中所示 的另一变型中，风暴盖160经由穿过风暴盖以接合上部托架155a和115b 的部分的合适紧固件(例如，螺钉或螺栓)连接到壳体105。在其它变型 中，风暴盖可使用按扣、钩和孔连接器(eye connector)、线或绳索连接 到太阳能收集器。
如文中所述的可移除风暴盖及其变型还可有利地与本领域普通技术人 员已知的其它太阳能收集器一起使用。例如，风暴盖可安装在盆槽状收集 器、碟状收集器或反射镜阵列中的反射镜上以保护反射镜和其它部件不受 严酷天气影响。
分组
如在此详细描述中之前所提到的，在一些变型中，各个太阳能收集器 可接合到一起以形成两个、三个或更多个太阳能收集器组成的区段。区段 可然后联接到一起以形成行。但是，公开的太阳能收集器不必需以此方式 接合。
参照图13A,在一些变型中，两个太阳能收集器100通过接合件1305 相接合以形成区段。该区段的端部由端盖180形成，热收集器115可通过 该端盖突出，或者可通过该端盖接近该热收集器115。图13B类似地示出 通过两个接合件1305相接合以形成一区段的三个太阳能收集器100。在所 示的变型中，接合件1305是金属片托架，其在两个收集器壳体之间的接合 部处或附近钩连到或以其它方式接合到两个收集器壳体的上缘，并且在收 集器下方延伸以支承该接合部。在一些变型中，接合件1305可例如使用传 统紧固件连接到壳体。
尽管所示的变型使用接合件1305，但是任何合适的凸缘、托架、接合 件或接合方法可用于将公开的太阳能收集器接合到一起。
安装
41在一些变型中，单独的太阳能收集器和/或接合的太阳能收集器的区段 可被枢转地安装，从而例如它们可跟踪太阳或者被定向于最优的静止位置 以便收集太阳辐射。太阳能收集器可例如安装在地上，或者安装在建筑物 顶部。
参照图14A-14C,例如，在一些变型中，太阳能收集器例如太阳能收 集器100 (或太阳能收集器的接合区段)使用被支承架1415支承的枢转组 件1400可枢转地安装。在所示的变型中，枢转组件1400包括凸缘1405 和轴承组件1410。可枢转地联接到轴承组件1410的凸缘1405连接到太阳 能收集器的端盖180。在此变型中位于太阳能收集器100上或附近的热收 集器管115通过凸缘1405和轴承组件1410的中心，以在通过枢转组件1400 联接的太阳能收集器之间延伸。在一些变型中，轴承组件1410是分裂组件， 具有可被移除以使得可安装太阳能收集器的顶部。
现在参照图15A-15B，在一些变型中，支承架1415可互换地接纳适于 安装在屋顶上或其它硬的和平的表面上的底座1505，或更适合于地面安装 的底座1510。例如，横向延伸的底座1505可被螺栓连接到屋顶或其它硬 表面上。柱状底座1510可例如使用混凝土、砂砾或任何其它合适的材料固 定在地面1520中的孔1515中。图16A-16B示出使用底座1505安装在屋 顶或其它硬表面上的太阳能收集器的视图。图17A-17B示出使用底座1505 安装到地面1710中安置的(例如，混凝土或木制的)角柱1705上的太阳 能收集器的视图。
还可使用其它枢转地安装太阳能收集器的方法。例如，图18示出这样 的变型，其中连接到安装凸缘18的支承支架1810沿壳体1805的长度延伸 并且支承该壳体1805的底部。
作为另一个示例，图19示出这样的变型，其中太阳能收集器1卯0包 括设置在壳体1905中以将太阳能聚集在支柱1917所支承的热收集器1915 上的反射镜1910a和1910b。壳体1905安装在可枢转的水平支承杆1920 上，太阳能收集器1900可通过该水平支承杆1920枢转。在一些变型中， 热收集器1915经由支柱1917与水平支承杆1920的内部流体连通。在这样的变型中，水平支承杆1920可存储被热收集器1915加热的工作流体。
一般来说，可枢转地安装太阳能收集器的任何合适的方法可用于文中 公开的太阳能收集器。但是，在一些变型中，文中公开的太阳能收集器可 不需要枢转而进行操作。因此，枢转安装不是必需的。
另外的示例性太阳能收集器
图20A-20C示出另一个示例性太阳能收集器、太阳盆槽2000。太阳盆 槽2000跟踪太阳的运动，包括抵抗风暴的保护装置和用于维修的特征可移 除反射镜。盆槽被设计成将太阳的辐射能聚焦并且指引到热收集器管中， 该热收集器管加热流体，该流体然后用于产生蒸汽。蒸汽可用于电力、脱 盐、HVAC的吸收冷却和制冷、电解、重整和热水。
盆槽收集太阳生成的辐射能，并且将热和光>^射离开可移除的^^射器， 反射到热收集器管中以加热热传递流体。热传递流体在热收集器管中循环， 并且达到高达大约400T、 一般来说在大约IOO下到大约550下的范围内的 温度。
盆槽具有保护透镜(透明盖)，其包封系统并且保护系统使之免受内 部金属侵蚀和其它环境有害效应。在盆槽的上部外壳体的任一侧上，水平 放置的轨道(上部托架或轨道)沿盆槽的长度延伸。轨道用于紧固耐冲击 透镜护軍(风暴盖)以保护不受风暴破坏。
盆槽系统安装在水平支承杆的顶部。此支承杆可从0度平面枢转到270 度平面以移动整个盆槽以跟踪太阳的位置，以及将盆槽贮存处于透镜面向 地面的位置以保护不受风暴破坏。
在壳体内部，四个可移除反射器被夹具(带狭槽的托架或轨道)固定, 该夹具将抛物面形反射器金属保持在适当位置，并且将太阳热和光聚焦在 热收集器管上。可移除反射器可被替换以便盆槽可有效地长期操作。
热收集器管位于盆槽的中心，并且由支柱支承。支柱在盆槽的水平长 度上均勻地布置。此盆槽系统理想地适用于热带和沿海应用。盆槽可单独 应用，或者在多种构型中与其它盆槽合作地应用。
43该盆槽制造较便宜，组装较容易并且更加 成本高效。
盆槽形成为"U，，形，并且在内部壳体2020开口上具有清澈的透镜2034 (透明盖)，使得太阳热和光可进入该盆槽，但是可挡住湿气、盐分、灰 尘和其它不希望的环境因素使之不能入内。盆槽的向上位置为使透镜2034 面对太阳的方向的位置。盆槽的向下位置为使透镜2034面对地面方向的位 置。
盆槽安装在水平支承杆2022上，该水平支承杆2022被设计成围绕枢 转轴2038从使透镜2034面向右的0度平面逆时针枢转到270度平面，该 270度平面使透镜2034面向地面，并且顺时针移动返回O度平面。这使得 盆槽可在白天跟踪太阳的位置，并且在夜间或风暴期间被贮存处于面向下 的位置。电动机和齿轮(未示出)使水平支承杆2022转动。电动机可被与 设计用于计算与日期和时刻有关的太阳位置的协议合作操作的直接数字软 件程序控制，并且利用主动和即时^^艮告相对于盆槽开口的太阳光强度的光 电太阳电池板(未示出)。
耐冲击透镜外部轨道2040 (上部托架或轨道)在盆槽开口附近位于外 部壳体2018上。
在盆槽内侧上，四个可移除的反射器被形成为开口的面对的抛物面形 状，并且瞄准热收集器管2012。左上方的可移除反射器2004被内部反射 器上部夹具(上部托架或轨道)2026和内部反射器中间夹具(侧托架或轨 道)2028保持处于适当位置。左下方的可移除反射器2006被内部反射器 中间夹具(侧托架或轨道)2028和内部反射器基部夹具(基部托架中的狭 槽)2030保持处于适当位置。右上方的可移除反射器2008被内部反射器 上部夹具(上部托架或轨道)2026和内部反射器中间夹具(侧托架或轨道) 2028保持处于适当位置。右下方的可移除反射器2010被内部反射器中间 夹具(侧托架或轨道)2028和内部反射器基部夹具(基部托架中的狭槽) 2030保持处于适当位置。在一些变型中，反射器具有大于89%的反射率， 和/或由多层复合物组成。反射器金属的厚度可例如为大约0.5mm。
44热收集器管2012在盆槽中被水平悬挂，并且被均匀安置的支柱2032 支承。支柱被紧固在壳体的内部底部上。热收集器管2012被填充以热传递 流体2014,该热传递流体2014通过该盆槽循环。
在一些变型中，热收集器管2012经由支柱2032与水平支承杆2022 的内部流体连通。在这样的变型中，水平支承杆2012可贮存被热收集器管 2012加热的工作流体。在其它变型中，热收集器管2012没有与水平支承 杆2022流体连通，并且被加热的工作流体没有被l&存在水平支承杆2022 中。
耐冲击透镜护軍(风暴盖)2042可通过耐冲击透镜护軍紧固件2044 连接到耐冲击透镜外部轨道(上部托架或轨道)2040。
在其它变型中，外部壳体形状可被修改，所有部件可使用不同的材料、 大小和互连件，在可移除反射器后面的内部壳体壁的表面上可施加填充材 料，内部反射器中间夹具(侧托架)可被省去，和/或在盆槽中可存在多个 热收集器管。
现在参照图21，另一个示例性太阳能收集器2100包括六个反射镜 2110，该反射镜设置在壳体2105中以将太阳辐射聚集到热收集器2115上。 壳体2105被支承杆2120支承，在一些变型中太阳能收集器2100可围绕该 支承杆2120枢转。
图22示出便携式太阳能收集器系统2200,其包括安装(可选地，可 枢转地安装)在托台或台架2215上的太阳能收集器2210。太阳能收集器 2210可例如是文中公开的任何合适的太阳能收集器中的一个或多个。在一 个变型中，太阳能收集器2210是太阳能收集器100 (图1A-1D)或其变型。 在另一变型中，太阳能收集器2210是太阳能收集器200 (图2)或其变型。 在一些变型中，太阳能收集器系统2200可被安装在标准集装箱或其变型 内，从标准集装箱或其变型装运和/或操作。
便携式太阳能收集器系统2200可以例如被运输到太阳能收集器的较 大安装的建议地点并且在该处安装。在该地点，便携式太阳能收集器系统 2200可用于收集性能数据(例如工作温度)，利用该性能数据来评价该地点。这种性能数据可然后:f皮用于通过例如确定将要安装的太阳能收集器的 数量和/或类型来设计建议的太阳能收集器安装。
在其它变型中，便携式太阳能收集器系统2200可^皮运输至郊外地区， 例如用于产生热空气，利用该热空气以干燥农业材料(例如，谷物、澳洲 坚果、其它坚果、其它种子、其它生物物质(biomass))，然后当不再需 要时被从该位置移除。
在还其它的变型中，便携式太阳能收集器系统2200可被用作便携式太 阳能能源，用于太阳能空气调节或者产生家用或工业用热水。 一般来说， 太阳能收集器系统2200可用于任何合适的应用。
组装一个或多个太阳能收集器
在一些变型中，长度为大约8英尺的太阳能收集器被组装成3收集器 的区段，该区段长度为大约24英尺。该区段然后被组装成行。在一些变型 中， 一行可具有大约168英尺的典型长度(长度上为21个收集器，使用8 个支承杆分组成7个3收集器的区段)。 一行中的收集器在区段之间的支 柱所支承的轴承上枢转。在一行的每个端部处的一个、两个或更多个驱动 电动机可用于枢转收集器以跟踪太阳。
用于组装太阳能收集器以形成一行的方法可包括以下步骤，但是在一 些变型中， 一些步骤可以不同的顺序执行、可同时执行或被省略。在一些 变型中，组装方法还可包括额外的步骤。为了组装一行太阳能收集器100 (图1A-1D)的一个变型
1. 从收集器上下颠倒开始(上下颠倒"U")。
。得到底部托架。确保衬垫材料位于底部托架表面上，并且减振材料位 于反射器保持器上。
。使用例如螺钉将下部面板连接在底部托架表面上。 。使用例如螺钉将基板连接到下部面板之上。
2. 翻转U使之正面朝上，从而基板触碰地面。
。将4个支柱杆连接在底部托架中(以支承4个热收集器管保持器)。
46底部托架为了支柱杆而被攻螺紋，该支柱杆将直接拧在底部托架上。
3. 通过例如将下部肋板拧到面板上来在收集器的每8，长度上安装4个 下部肋板。
4. 将侧托架连接到下部面板。
。确保衬垫材料位于侧托架表面上，并且将下部面板紧固在侧托架中。 。确保减振材料位于反射器保持器上。
5. 安装下部反射器。
。反射器的下部部分将具有带狭槽的凹槽，其围绕支柱杆装配。 。将反射器模制成翼梁形状，并且将拧紧板连接在侧托架上以将底部反 射器锁定在适当位置。
6. 将端盖/端軍连接到收集器的一侧，并将其拧在下部面板上。
7. 使用例如螺钉在收集器的另 一侧将接合托架连接到下部面板。
8. 将上部托架连接到上部面板。
9. 将上部面板连接到侧托架、端盖/端軍和接合器托架。 o安装上部肋板
。通过将上部反射器首先插入上部托架并滑入侧托架来安装上部反射器。
。将拧紧板连接到侧托架以将反射器锁定在适当位置。
10. 对于2个额外的收集器完成步骤1-9,以构建一个3收集器区段。
11. 将透明盖(大约21英尺长)安置在收集器壳体上，在衬垫之上并 且连接到上部托架。
12. 使用升降机将3面板分组的收集器提升到支承架上。 。端軍将搁置于支承架之上。
13. 继续操作，直到构造出全部行(例如，168，长，包括21个8，收集 器，分组成7个3面板的区段以及8个支承架)。
14. 安装热收集器管
。对于行的整个长度，热收集器管基部支承托架应被安装在支柱之上。 。热收集器管,皮从行的一端沿直线安装，并且^L安置于托架之上。。必要时，管可具有联接器，其连接多个长度。 。在中间支承架中，管可被安放在安装架上。 。在行的端部，绝缘弯曲软管可将管连接到分配管道系统。 。 一旦热收集器管被安装，则顶部热收集器管托架被固定在支柱上，并 且净皮柠到适当位置，固定热收集器管。
应用
如文中公开的太阳能收集器可用于任何合适的应用。这种应用可包括 但不局限于产生热水或蒸汽(直接或经由来自工作流体的热传递)，和产
生热空气或其它气体。
文中公开的太阳能收集器产生的热水可用于例如家用或工业使用。太
阳能收集器产生的蒸汽可用于例如发电、脱盐、HVAC的吸收冷却和制冷、 电解、重整和产生热水。热空气或其它气体可用于例如干燥农业材料(例 如，谷物、澳洲坚果、其它坚果、其它种子、其它生物物质)。
已经描述了本发明并且叙述了本发明的特定示例。尽管已经依据具体 变型和说明性附图描述了本发明，但是本领域普通技术人员将认识到，本 发明并不局限于所述变型或附图。另外，上文所述的方法和步骤指示了按 特定顺序发生的特定事件，本领域普通技术人员应认识到，特定步骤的顺 序可被^^改，并且这种4务改与本发明的变型一致。另外，可能时， 一些步 骤可被通过并行处理同时执行，以及如上所述地顺序执行。因此，就本发 明存在多个变型而言，这些变型都在本公开的精神和权利要求内找到的本 发明的等同物中，此专利也将覆盖那些变型。最后，此说明书中提及的所 有出版物和专利申请这里都全文并入此作为参考文献，就如同在文中明确 和单独阐述了各个出版物或专利申请一样。
48
权利要求
1. 一种聚光太阳能收集器，包括a)框架或壳体；b)热收集器；和c)第一可弹性变形反射器；在没有变形力的情况下，所述第一可弹性变形反射器至少基本是平的；d)其中，所述框架或壳体构造成接纳所述第一可弹性变形反射器，并且施加压缩力，所述压缩力使所述第一可弹性变形反射器保持处于将所述太阳辐射的至少一部分聚集在所述热收集器上的形状。
2. 根据权利要求1的收集器，其特征在于，所述框架或壳体具有夹具，该夹具接纳所述第一反射器并施加所述压缩力。
3. 根据权利要求1的收集器，其特征在于，所述框架或壳体具有狭槽，该狭槽接纳所述第一反射器并施加所述压缩力。
4. 根据权利要求3的收集器，其特征在于，所述框架或壳体包括具有所述狭槽的托架。
5. —种聚光太阳能收集器，包括a) 热收集器；b) 第一和第二反射器，该第一和第二反射器定位成接收太阳辐射并且将所述太阳辐射的至少一部分聚集到所述热收集器上，该第一和第二反射器具有长度和纵向边缘；c) 第一托架，该第一托架具有至少为所述第一反射器的长度的长度，并且构造成接合所述第一和第二反射器的纵向边缘。
6. 根据权利要求5的收集器，其特征在于，所述第一托架具有夹具，该夹具接合所述第 一反射器的所述纵向边缘。
7. 根据权利要求5的收集器，其特征在于，所述第一托架具有狭槽，该狭槽接合所述第 一反射器的所述纵向边缘。
8. —种聚光太阳能收集器，包括a) 壳体；b) 具有狭槽的第一基部托架；c) 热收集器；和d) 第一反射器，该第一反射器定位于所述壳体中以接收太阳辐射，并且将所述太阳辐射的至少一部分聚集到所述热收集器上，所述反射器通过所述反射器的边缘的至少一部分插入所述基部托架中的狭槽而联接到所述壳体，所述基部托架具有至少为所述反射器的边缘的长度的长度。
9. 根据权利要求4、 7和8中任一项的收集器，其特征在于，所迷托架的具有所述狭槽的至少一部分的部分是可移除的，这使得能够移除或更换所述第一反射器。
10. 根据权利要求l-9中任一项的收集器，其特征在于，所述第二反射器与所述笫一反射器相同。
11. 根据权利要求10的收集器，还包括第三和第四反射器。
12. 根据权利要求11的收集器，其特征在于，所迷第三和第四反射器相同。
13. 根据权利要求4、 7、 8和9-12中任一项的收集器，其特征在于，所述收集器包括笫二托架，该笫二托架接合所述第一反射器的第二边缘。
14. 根据权利要求13的收集器，其特征在于，所述第二托架具有狭槽，该狭槽接合所述第一反射器的第二边缘。
15. 根据权利要求13或14的收集器，其特征在于，所述收集器包括第三托架，并且所述第一托架和所述第三托架接合所述第二反射器的边缘。
16. 根据权利要求15的收集器，其特征在于，所述第二托架和第三托架相同。
17. 才艮据权利要求13-16中任一项的收集器，其特征在于，所迷收集器具有第三和第四反射器，并且还包括接合所迷第四反射器的边缘的第四托架、接合所述第五反射器的边缘的第五托架，所述第四反射器的第二边缘接合所述第二托架，而所述第五反射器的第二边缘接合所述第三托架。
18. 根据权利要求17的收集器，其特征在于，所述第四托架和第五托架相同。
19. 根据权利要求15-18中任一项的收集器，其特征在于，所述第三、第四和第五托架具有接合所述边缘的狭槽。
20. 根据权利要求19的收集器，其特征在于，第一托架为底部托架，笫二和第三托架为侧托架，而第四和第五托架为所述收集器的上部托架。
21. 根据前述任一项权利要求的收集器，还包括肋板，该肋板接触至少一个所述反射器以使之成形。
22. 根据前述任一项权利要求的收集器，其特征在于，托架被另外构造成接纳一个或多个面板，以形成围绕所述收集器的一部分的壳体。
23. 根据权利要求4-22中任一项的收集器，其特征在于，所述第一托架接合形成所述太阳能收集器的壳体的至少一部分的第一和第二面板。
24. 根据权利要求23的收集器，其特征在于，所述第一托架与所述第一和第二面板具有相同或基本相同的长度。
25. 根据权利要求24的收集器，其特征在于，所述收集器具有第二和第三托架以及第三和第四面板，所述第二和第三托架以及第三和第四面板中的每一个均具有与所述第 一托架的长度相同或基本相同的长度，所述第二和第三托架使所述第三和第四面板分别接合到第一和第二面板。
26. 根据权利要求23-25中任一项的收集器，其特征在于，所述托架是桥压成形的金属。
27. 根据权利要求1-26中任一项的收集器,还包括第一支柱和第二支柱，所述第一支柱和第二支柱两者都沿所述热收集器的一个区域支承所述热收集器。
28. 根据权利要求27的收集器，还包括第三支柱和第四支柱，所述第三支柱和第四支柱两者沿所述热收集器的第二区域支承所述热收集器，该第二区域沿所述热收集器的轴线远离所述第一和第二支柱。
29. —种组装聚光太阳能收集器的方法，该方法包括a) 弯曲第一可弹性变形反射器，以将其定位于壳体或框架基部的狭槽中；b) 其中，在没有变形力的情况下，所述可弹性变形反射器基本是平的，并且所述壳体构造成接纳所述第一可弹性变形反射器，并且使所述第一可弹性变形反射器保持处于将入射太阳辐射的至少一部分聚集在热收集器上的形状。
30. 根据权利要求29的方法，还包括使所述第一可弹性变形反射器在所述壳体或框架中保持压缩，并且保持处于聚焦入射太阳能的形状。
31. 根据权利要求29或30的方法，其特征在于，该方法还包括弯曲第二可弹性变形反射器以将其定位于壳体或框架基部的第二狭槽中，并且使所述第二可弹性变形反射器在所述壳体或框架中保持压缩，并且保持处于聚焦入射太阳能的形状。
32. 根据权利要求29-31中任一项的方法，其特征在于，该方法还包括弯曲第三和第四可弹性变形反射器以将它们定位于壳体或框架中，并且使所述第三和第四可弹性变形反射器在所述壳体或框架中保持压缩，并且保持处于聚焦入射太阳能的形状。
33. —种维f^聚光太阳能收集器的方法，该方法包括a) 移除该收集器基部处的可移除保持器，该可移除保持器在压缩地处于壳体或框架中的第一可弹性变形反射器的边缘处限定狭槽，b) 从所述壳体或框架中移除第一可弹性变形反射器，c) 弯曲新的可弹性变形反射器以将其定位于壳体或框架中，以及d) 替换所述可移除保持器以将所述反射器压缩到所述壳体或框架中。
34. —种聚光太阳能收集器，包括a)包含第 一面板和第二面板的壳体；b) 连接该第一面板和第二面板的第一托架；c) 热收集器；和d) 第一反射器，该第一反射器被定位于所述壳体中以接收太阳辐射，并且将所述太阳辐射的至少一部分聚集到所述热收集器上，所述第一托架位于所述热收集器之下。
35. 根据权利要求34的收集器，其特征在于，所述托架具有接纳所述第一面板的一部分的第一凹口，和接纳所述第二面板的一部分的第二凹口 。
36. 根据权利要求34的收集器，其特征在于，所述托架具有第一狭槽以接纳所述第一反射器的一部分。
37. 根据权利要求36的收集器，其特征在于，所述托架具有第二狭槽以接纳第二反射器的一部分。
38. 根据权利要求37的收集器，其特征在于，所述第一狭槽和第二狭槽彼此相对。
39. 根据权利要求37的收集器，其特征在于，所述第一狭槽和第二狹槽相互偏置。
40. 根据权利要求37的收集器，其特征在于，所述第一狭槽和第二狭槽由可移除托架部分形成，该可移除托架部分具有形成所述第 一狭槽和第二狭槽的至少一部分的翼部，从而移除所述托架部分松开所述第 一反射器和第二反射器，使得能够移除或更换所述第一反射器和所述第二反射器。
41. 才艮据权利要求34的收集器，其特征在于，所述托架支承第一支柱，该第一支柱支承所述热收集器。
42. 根据权利要求41的收集器，其特征在于，所述托架支承第二支柱，该第二支柱支承所述热收集器。
43. 根据权利要求42的收集器，其特征在于，所述第一支柱和笫二支柱保持第一热收集器支承件，该第一热收集器支承件支承所述热收集器。
44. 根据权利要求43的收集器，其特征在于，所述托架还支承第三支柱和第四支柱，其中所述第三支柱和第四支柱在远离所述第一热收集器支承件的位置保持第二热收集器支承件，该第二热收集器支承件支承所述热收集器。
45. 根据权利要求34的收集器，其特征在于，所述托架的长度大约等于或等于所述第一面板和第二面板的长度。
46. 根据权利要求34的收集器，其特征在于，所述壳体包括通过第二托架连接到第一面板的第三面板，和通过第三托架连接到第二面板的第四面板。
47. 根据权利要求46的收集器，其特征在于，所述第一面板和第二面板大致相同或相同，并且所述第三面板和第四面板大致相同或相同。
48. 根据权利要求47的收集器，其特征在于，所述第二托架和第三托架大致相同或相同。
49. 根据权利要求46的收集器，其特征在于，所述收集器还包括a) 固定到第三面板上的第四托架和固定到第四面板上的第五托架，所述第一、第二、第三、第四和第五托架均具有至少一个反射器接纳狭槽，b) 第二反射器、第三反射器和第四反射器，c) 其中，所述第一反射器通过所述第一托架和第二托架的狭槽被压缩地固定，所述第二反射器通过所述第一托架和第三托架的狹槽被压缩地固定，所述第三反射器通过所述第二托架和第四托架的狭槽被压缩地固定，而所述第四反射器通过所迷第三托架和第五托架的狭槽被压缩地固定。
50. 根据权利要求49的收集器，其特征在于，所述第四托架和第五托架中的每一个另外具有彼此相对的狭槽以接纳透明盖，该透明盖保护所述反射器不受环境污垢影响。
51. 根据权利要求34的收集器，还包括第一肋板和第二肋板，所述第一肋板接触所述第一面板和所述第一反射器的至少一部分，所述第二肋板接触所述第二面板和所述第一反射器的至少一部分。
52. 根据权利要求34的收集器，还包括第二反射器、第一肋板和第二肋板，所述笫一肋板接触所述第一面板和所述第一反射器的至少一部分，所述笫二肋板接触所述第二面板和所述第二反射器的至少一部分。
53. 根据权利要求52的收集器，其特征在于，所述第一肋板的形状形成为使所述第一反射器具有第一抛物面的形状的一部分，所述第二肋板的形状形成为使所述第二反射器具有第二抛物面的形状的一部分，从而所述第一反射器具有与第二反射器的线焦点不同的线焦点。
54. 根据权利要求52的收集器，其特征在于，所述第一肋板的形状形成为使所述第 一反射器具有抛物面的第 一部分的形状，所述第二肋板的形状形成为使所述第二反射器具有所述抛物面的第二部分的形状。
55. 根据权利要求54的收集器，其特征在于，所述收集器还包括第三肋板和第四肋板，所述第三肋板与所述第一面板和第一反射器接触，所述第四肋板与所述第二面板和第二反射器接触。
56. 根据权利要求55的收集器，其特征在于，所述收集器还包括第五肋板和第六肋板，所述第五肋板与所述第一面板和第一反射器接触，所述第六肋板与所述第二面板和第二反射器接触。
57. 根据权利要求46-56中任一项的收集器，所述收集器具有第三和第四面板以及第一、第二、第三和第四反射器，并且另外包括接触笫三面板和第三反射器的第一肋板，接触第四面板和第四反射器的第二肋板，其中所述第一和第二肋板使所述第三反射器和第四反射器形成形状。
58. 根据权利要求57的收集器，还包括接触第三面板和第三反射器的第三肋板，接触第四面板和第四反射器的第四肋板，其中所迷第三和第四肋板使所述第三反射器和第四反射器形成形状。
59. 根据权利要求58的收集器，还包括接触第三面板和第三反射器的第五肋板，接触第四面板和第四反射器的第六肋板，其中所迷第五和第六肋板使所述第三反射器和第四反射器形成形状。
60. 根据权利要求34-59中任一项的收集器，其特征在于，所述第一托架的长度大约等于或等于所述第一面板和第二面板的长度。
61. 根据权利要求46-50和57-60中任一项的收集器，其特征在于，所述第二托架和所述第三托架中每一个的长度均大约等于或等于所述第一 面板和第二面板的长度。
62. —种收集器组件，包含相互固定的多个才艮据权利要求34-61中任 一项的收集器。
63. 根据权利要求62的组件，其特征在于，所述多个收集器通过一 个或多个双狭槽托架相互固定，该托架大小和形状为能够与所述多个收集 器的相邻收集器的第一和第二面板以及第一托架接口连接，以将所述相邻 收集器固定在一起。
64. 才艮据权利要求63的组件，其特征在于，所述多个收集器包括通 过所述双狹槽托架相互固定的至少三个所述收集器。
65. —种聚光太阳能收集器，包括a) 第一和第二面板；b) 构造成使所述第一和第二面板相互联接以形成壳体的底部区 段的至少一部分的第一托架；c) 热收集器；和d) 第一反射器，该第一反射器定位于所述壳体内以接收太阳辐 射，并且将所述太阳辐射的至少一部分聚集到所述热收集器 上，所述第一托架定位于所述第一反射器的一部分之下。
66. —种聚光太阳能收集器，包括a) 壳体的底部部分；b) 第一和第二面板；c) 笫一和第二托架，所述第一托架构造成将所述第一面板联接到 所述壳体的所述底部部分以形成所述壳体的第一侧面的至少 一部分，并且所述第二托架构造成将所述第二面板联接到所述 壳体的所述底部部分以形成所述壳体的第二侧面的至少一部分；d) 热收集器；和e) 第一反射器，所述第一反射器定位于所述壳体内以接收太阳辐<formula>formula see original document page 79</formula>
73. 根据权利要求71或72的方法，其特征在于，所述第一、第二和 第三托架的长度等于或大约等于所述壳体的长度。
74. —种包含根据权利要求1-70中任一项的聚光太阳能收集器的设 备，具有a) 包含底部和侧部的壳体；b) 热收集器；c) 第一反射器，该第一反射器定位于所述壳体内以接收太阳辐射 并且将所述太阳辐射的至少一部分聚集到所述热收集器上；和d) 耐冲击盖，该耐冲击盖构造成被定位在所述壳体的至少4艮大一 部分上，并且可移除地联接到所述壳体以使得能够方便地移除 和替换。
75. 根据权利要求74的设备，该设备还包括联接到所述壳体的透明 盖，并且所述第一反射器定位在所述壳体内以接收通过透明盖的太阳辐射。
76. —种用于转换太阳能的太阳能设备，包括a) 所述设备的光接收和能量转换部分；b) 与所述光接收和能量转换部分相邻的框架；以及c) 耐冲击盖，该耐冲击盖构造成被定位于所述框架的至少很大一 部分上，并且可移除地联接到所述框架以使得能够方便地和完 全地移除和替换。
77. 根据权利要求74-76中任一项的设备，其特征在于，所述耐冲击 盖构造成使用"C"或"Z"形夹具夹在壳体上。
78. 根据权利要求74-77中任一项的设备，其特征在于，所述耐冲击 盖包括多个部件，每个部件构造成可移除地联接到壳体或框架。
79. —种操作根据权利要求1-70和74-78中任一项的太阳能收集器的 方法，所述太阳能收集器包括壳体、联接到所述壳体的大致透明的盖，和 定位于所述壳体中以接收通过所述透明盖的太阳辐射的反射器，所述方法 包括a) 将耐冲击盖可移除地定位于所述透明盖的至少很大一部分上以至少部分地保护所述透明盖和所述反射器免受冲击，通过可 移除地将所述耐冲击盖连接到所述壳体、连接到所述透明盖、 或者连接到所述壳体和所述透明盖而可移除地定位所述耐冲击盖；并且b) 在所述太阳能收集器的正常操作期间移除所述耐冲击盖。
80. —种根据权利要求1-70和74-79中任一项的聚光太阳能收集器， 包括a) 热收集器；b) 形成壳体的至少一部分的相同或基本相同的第一和第二面板；和c) 第一反射器，该第一反射器定位于所述壳体内以接收太阳辐 射，并且将所述太阳辐射的至少一部分聚集到所述热收集器 上。
81. 根据权利要求80的收集器，其特征在于，所述收集器包括第二 反射器，所述第一反射器和第二反射器相同。
82. 根据权利要求81的收集器，其特征在于，所述第一反射器和第 二反射器是可弹性变形的平反射器，该反射器在所述壳体中被压缩以使所 述反射器弯曲。
83. 根据权利要求80的收集器，所述收集器还包括形成所述壳体的 一部分的相同或大致相同的第三和第四面板。
84. 根据权利要求83的收集器，其特征在于，所述第三和第四面板 是平的面板。
85. 根据权利要求83或84的收集器，所述收集器包括第三反射器和 第四反射器，其中所述第三反射器和第四反射器相同。
86. 根据权利要求85的收集器，其特征在于，所述第三反射器和第 四反射器为可弹性变形的平反射器，该反射器在所述壳体中被压缩以使所 述第三和第四反射器弯曲。
87. 根据权利要求80-86中任一项的收集器，其特征在于，所述第一和第二面板通过第一托架固定在一起，所述第一托架的长度大约等于或等 于所述第一和第二面板的长度。
88. 根据权利要求87的收集器，其特征在于，所述托架具有凹口部 分以接纳所述第一面板和所述第二面板。
89. 根据权利要求87或88的收集器，其特征在于，所述托架另外被 构造成支承所述反射器中的至少 一个。
90. 根据权利要求87-89中任一项的收集器，其特征在于，所述托架 另外被构造成支承一个或多个支柱，所述支柱支承热收集器。
91. 根据权利要求87-90中任一项的收集器，所述收集器具有第三和 笫四面板，并且还包括第二托架和第三托架，所述第二托架接合第一和第 三面板，并且第三托架接合第二和第四面板，其中所述第一、第二、第三 和第四面板以及第一、第二和第三托架具有相同长度。
92. 根据权利要求80-91中任一项的收集器，所述收集器还包括第一 热收集器支承件，该第一热收集器支承件具有支承所述热收集器的第一区 域的第一支柱和第二支柱。
93. 根据权利要求92的收集器，所述收集器还包括第二热收集器支 承件，所述第二热收集器支承件具有沿所述热收集器远离所述第一支柱支 承所述热收集器的第二区域的第三支柱和第四支柱。
94. 一种根据权利要求1-70和74-93中任一项的聚光太阳能收集器， 包括a) 框架或壳体；b) 第一反射器，该第一反射器定位于所述框架或所述壳体内以接 收太阳辐射，并且将所述太阳辐射的至少 一部分聚集到所述热 收集器上；和c) 热收集器，该热收集器由所述框架或所述壳体通过第一热收集 器支承件支承，该第一热收集器支承件具有第一支柱和第二支 柱。
95. 根据权利要求94的收集器，其特征在于，所述第一支承件具有横跨第一支柱和第二支柱的接触热收集器的部分。
96. 根据权利要求95的收集器，其特征在于，所述第一热收集器支 承件具有能够从所述支承件上移除以使得能够从收集器上移除所述热收集 器的部分。
97. 根据权利要求94-96中任一项的收集器，所述收集器还包括第二 热收集器支承件，所述第二热收集器支承件离所述第一热收集器支承件一 定距离定位并且具有第三支柱和第四支柱。
98. 根据权利要求94-97中任一项的收集器，其特征在于，所述热收集 器定位于所述收集器的旋转轴线上。
99. 一种根据权利要求1-70和74-98中任一项的聚光太阳能收集器， 包括a) 框架或壳体；b) 热收集器；c) 第一反射器；和d) 连接到该框架或壳体的贮液器，其中所述贮液器与该热收集器 流体连通。
100. 根据权利要求99的收集器，其特征在于，所述贮液器和热收集 器通过支承所述热收集器的热收集器支承件流体连通。
101. 根据权利要求99或100的收集器，其特征在于，所述贮液器包 括连接到所述框架或壳体的管。
102. 根据权利要求101的收集器，其特征在于，所述管是水平支承杆, 所述聚光太阳能收集器围绕所述水平支承杆枢转。
全文摘要
在一个实例中，聚光太阳能收集器(100)包括例如接合面板(125a，125b)以形成壳体的挤压成形侧托架(140a，140b)和挤压成形基部托架(130)。在没有变形力的情况下，第一可弹性变形反射器(110a)可至少基本是平的。框架或壳体被构造成接纳该第一可弹性变形反射器，并且施加压缩力，该压缩力使第一可弹性变形反射器保持处于将太阳辐射的至少一部分聚集到热收集器上的形状。附加的反射器(110b，110c和110d)、托架(155a，155b)和面板(135a，135b)合并入所示的收集器。侧托架(140a，140b)可相同，面板(125a，125b)、面板(135a，135b)、托架(155a，155b)和反射器(110a，110b以及110c，110d)也可相同。
文档编号F24J2/50GK101501410SQ200780029252
公开日2009年8月5日 申请日期2007年6月8日 优先权日2006年6月8日
发明者D·T·基穆拉, K·H·多普, S·D·瓦龙, S·M·斯皮斯伯格, S·S·克劳福德 申请人:索波吉公司