CN100439813C - 碟形组件 - Google Patents

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Abstract

一种碟形组件，其包括：中心轮毂(11)；外轮缘件(12)；以及从该中心轮毂延伸到该外轮缘件的多个同心的弧形结构件(13)；该弧形结构件具有箱形截面构形，并且沿其内和外弧形表面紧靠，以便使得载荷从外弧形结构件传递到内弧形结构件。

Description

碟形组件
技术领域
本发明涉及一种碟形组件。
在此使用的术语“碟形组件”指的是任何类型碟形的结构，其表面为曲面形，例如为抛物线形或锥形表面。
本发明可特定地应用于收集太阳辐射的碟形组件，但不限于此，并且在本说明书中本发明将参照其应用于太阳能收集器来进行描述。然而，应当理解本发明的碟形组件可应用于其它的使用碟形组件的领域，例如用于无线电望远镜和卫星或其它无线通讯装置的碟形天线。
背景技术
用于收集和聚集太阳辐射的碟形组件是公知的，其通过反射入射的辐射或光束辐射从而以1000倍来集中直接的太阳辐射。这些系统以0.1的照射直径的总误差自动地跟踪太阳，并且提供有减小的空气动力轮廓以便在强风中支承。它们将接收器或接收器-转变器的位置保持在被聚集的辐射的焦点，以便优于0.1的照射直径，并且试图实现最低的制造、安装、和维护成本。尽管一些已知的组件超过250平方米，但是该组件通常具有100-150平方米的孔径或收集区域。
发明内容
本发明的目的在于提供已知的碟形组件的替代形式。
本发明在一个方面中广泛地涉及一种碟形组件，其包括：
中心轮毂；
外轮缘件；以及
从该中心轮毂延伸到该外轮缘件的多个同心的弧形结构件；
该弧形结构件具有箱形截面构形，并且沿其内弧形表面和外弧形表面紧靠，以便使得载荷从外弧形结构件传递到内弧形结构件。
在此使用的术语“箱形截面构形”指的是具有至少三个侧面的结构件，所有的侧面或除了一个侧面的所有侧面是壁部件，当弧形结构件承受载荷时，如果不是壁部件的该一个侧面支承成便于保持箱形截面构形。
在此使用的术语“壁部件”应广义理解并且指的是任何大致平面的大致刚性的类似钢的材料。该术语包括不必是连续的具有切去部分的金属薄板。
该弧形结构件可以构造成环状。然而优选的是，该弧形结构件构造成有限长度的弧，并且碟形组件包括多个从该中心轮毂延伸到该外轮缘件的径向支承臂，该支承臂适于支承该弧形结构件的端部。
另外优选的是，该弧形结构件具有上通道部件和下通道部件，其配合以便构造成箱形截面构形。
另外优选的是，该上通道部件和下通道部件由大致矩形的金属薄板形成。
另外优选的是，制成弧形结构件的金属薄板的规格为在内弧形结构件中比在外弧形结构件中大。
另外优选的是，该上通道部件和下通道部件具有横截肋，其形成在通道内在通道凸缘之间横跨通道基部，该肋由该基部形成。
另外优选的是，通过向内折叠该基部的一部分从而形成该肋，该折叠部分在一个凸缘处比在另一凸缘处更深，以便使得该肋相应地在一个凸缘处比在另一凸缘处更深，由此该肋构造成悬臂，并且大致矩形的金属薄板的边缘在肋附近是倾斜的，由此在弧形结构件中形成弧形。
另外优选的是，该上通道部件和下通道部件的凸缘在每个构件的凸缘的相应末端具有向内的折回部和向外的折回部，以便当上通道部件和下通道部件配合以构造成具有箱形截面构形的弧形结构件时，该折回部构造成相邻的同心的弧形结构件的相应配合的键和槽，以便使得载荷可从外弧形结构件传递给相邻的内弧形结构件。
另外优选的是，该碟形组件还包括多个固定在上通道部件的通道基部上的反射镜，以便使得该碟形组件构造成太阳能收集器。
另外优选的是，反射镜是大致正方形的，其侧边大致为弧形结构件的宽度。
另外优选的是，该碟形组件还包括可支承在地基上的碟支承件，该碟支承件可接纳在轮毂件中的开口内并且适于与其配合以便相对于地基提升该碟形组件。
在另一方面中本发明广泛地涉及一种碟形组件，其包括：
中心轮毂，在其中具有中心开口；和
可支承在地基上的碟支承件，该碟支承件可接纳在轮毂件中的开口内并且适于与轮毂件配合以便相对于地基提升该碟形组件。
另外优选的是，该碟支承件是弧形梁，轮毂件沿该弧形梁移动，由此该碟可定位在第一位置与第二位置之间，在第一位置中其大致置靠在地面上，其轴线大致垂直，在第二位置中其支承在碟支承件上，其轴线大致水平。
另外优选的是，该碟支承件安装在可旋转的平台上，以便改变该碟的方位定位。
在另一方面中本发明广泛地涉及一种在远位置建立碟形组件的方法，该碟形组件具有中心轮毂和外轮缘件，该方法包括：
将多个平叠置的大致矩形的金属薄板或由其形成的嵌套部分运送到该远位置；
在该远位置由该大致矩形的金属薄板或由其形成的嵌套部分形成多个箱形截面构形的弧形结构件；
将多个弧形结构件定位成从中心轮毂同心地延伸到外轮缘件，该弧形结构件沿其内弧形表面和外弧形表面紧靠，以便使得载荷从外弧形结构件传递到相邻的内弧形结构件。
另外优选的是，该方法还包括：
定位从中心轮毂延伸到外轮缘件的多个径向支承臂；和
将该弧形结构件支持在该径向支承臂上。
另外优选的是，该方法还包括：
使得该大致矩形的金属薄板或由其形成的嵌套部分形成为上通道部件和下通道部件；和
连接该上通道部件和下通道部件以便形成该弧形结构件。
另外优选的是，该方法还包括由该通道基部形成横截肋，该横截肋在通道内在通道凸缘之间横跨该通道基部。
另外优选的是，该方法还包括向内折叠该基部的一部分，该折叠部分在一个凸缘处比在另一凸缘处更深，以便使得由此形成的该肋相应地在一个凸缘处比在另一凸缘处更深，由此该肋构造成悬臂，并且大致矩形的金属薄板的边缘在肋附近是倾斜的，由此在弧形结构件中形成弧形。
另外优选的是，该方法还包括：
将碟支承件安装在地基上；和
在轮毂件中的开口内支承该碟支承件，该轮毂件适于与该碟支承件配合以便相对于地基提升该碟形组件。
在另一方面中本发明广泛地涉及一种在地基上提升碟形组件的方法，其包括：
提供在该碟形组件的中心部分中的开口；
在地基上安装碟支承件；
在该开口中将该碟形组件安装在该碟支承件上；以及
使得该碟形组件沿该碟支承件移动。
附图说明
参照附图并结合本发明的优选实施例，可更好地理解本发明及其实际效果，在附图中：
图1是本发明的碟形组件的侧视图，其中提升角为60度；
图2是完全提升的碟形组件的正视图，其中示出了位于同心的弧形结构件上的同心带状的反射镜以及示出了轮毂、径向支承件和外轮缘；
图3是图2所示的部分的放大图，其中详细示出了反射镜；
图4是完全提升的碟形组件的截面侧视图；
图5是两个碟形组件的侧视图，其中碟形组件安置在靠近地基的位置；
图6是碟平台的平面图，其中示出了完全提升和完全安置的碟位置；
图7是弧形结构件的立体图；
图8是上、下通道部件分别在弧形地弯折通道以形成肋之前的立体图；
图9A和9B是上、下通道部件分别在形成肋之后且在图7所示的组装形成箱形截面构形时的立体图；
图10是形成肋的工具的立体图；
图11和12是大致矩形的薄板材料在形成肋之前和之后的正投影视图；
图13A-13D是形成肋的操作的侧视图，其中图13A和13C示出了用于形成多边形环的上部和下部的特定结构的弯折机构，其中将图13B所示的上或下通道部件的截面形状改变为图13D所示的情况，图13D对应于工具在图13C所示的所在位置，图13B对应于工具在图13A所示的所在位置；
图14示出了由通道和肋形成操作实现的弯折角的导出；
图15示出了增强太阳能收集的会聚的小面细分过程；
图16是双油缸结构的540度旋转的方位驱动注释图，其中正齿轮围绕垂直的轴线旋转经过540度并且固定到旋转的基部和碟上，杆161和162固定到地基上，还示出了带有所装附的齿条的液压缸、加强的混凝土地基164和轨道165；
图17是另一结构的双油缸的方位驱动注释图，其中15度重叠(170)的凸轮借助与静止凸轮的相互作用与驱动点锁定和脱开锁定，驱动点171固定在基部上，液压油缸172双动作，杆75毫米、孔100毫米、行程2800毫米，用于每个油缸的枢轴173和174从地基交叉梁进行安装，还示出的是R1500(175)以及泵阀和罐176；
图18是提升碟的双油缸结构的注释图，其中表示了凸轮操纵的锁定件1801、碟支承件1802、机械联接1803、伸出的与支承梁脱开锁定的油缸1804、缩回的与支承梁锁定并且围绕水平轴线使得碟旋转的油缸1805、连接油缸的凸轮锁定致动器1806、油缸枢轴1807和1808、轮毂1809、扭矩管1810以及水平轴线上的方位指示管1811；和
图19是示出了碟的双油缸结构的注释图，其中表示了凸轮操纵的锁定件1901、碟支承件1902、机械联接1903、缩回的脱开锁定的油缸1904、伸出的与碟支承梁锁定的油缸1905、连接油缸的凸轮锁定致动器1906、油缸枢轴1907和1908、轮毂1909、扭矩管1910以及水平轴线上的方位指示管1911。。
具体实施方式
参照整个附图，在本发明的优选实施例中提供了一种碟形组件10，其具有中心轮毂11、外轮缘件12、和多个同心的从中心轮毂11延伸到外轮缘件12的弧形结构件13(参见图1)。弧形结构件13具有箱形截面的构形(参见图7)并且分别沿其内弧形表面和外弧形表面14、15邻接，以便载荷从外弧形件传递到内弧形件。
该弧形结构件13构造成有限长度的弧，并且碟形组件10具有多个从中心轮毂11延伸到外轮缘件12的径向支承臂36(参见图2)。径向支承臂36支承弧形结构件13的端部16、17(参见图7)。
弧形结构件13具有上通道部件和下通道部件18、19(参见图7-9)，其配合以便提供箱形截面的构形。如图10-13所示，上通道部件和下通道部件18、19由大致矩形的金属薄板20形成。上通道部件和下通道部件18、19具有形成在通道内横截肋21，其在通道凸缘23、24之间横跨通道基部22。
该肋21由通道基部22的材料借助使得通道基部22的一部分向内折叠成折痕25，其在一个凸缘23处比在另一凸缘24处更深，以便使得肋21对应地在一个凸缘23处比在另一凸缘24处更深(参见图9A和9B)。因此每一肋21构造成一悬臂。此外，由于肋21由通道基部材料22以自损方式形成，因此大致矩形的薄板20的边缘围绕肋21倾斜，以便形成弧形件13的弧形段。
上通道部件和下通道部件18、19的凸缘23、24在其的相应末端具有向内的折回部和向外的折回部27、28。因此，当上通道部件和下通道部件18、19彼此配合以构造成具有箱形截面的构形的弧形结构件13时，折回部27、28构造成相邻的同心弧形结构件13的相应配合的键29和槽30(参见图7)，以便使得载荷可从外弧形结构件传递到相邻的内弧形结构件。
如图3所示，碟形组件具有多个固定在上通道部件18的通道基部22上的反射镜31，以便使得该碟形组件构造成太阳能收集器。反射镜31是大致正方形的，其侧边大致为弧形结构件的宽度。
为了使得该碟形组件升高，碟支承件32安装在可旋转的平台35上，其支承在地基33上(参见图1)。碟支承件32经轮毂11中的开口被接纳，并且这两者使得碟形组件10可相对于地基33升高。
还应当理解，在另一优选实施例中，本发明可构造成这样的碟形组件10，其轮毂11具有在其中的中心开口，并且碟支承件32支承在地基33上并容纳在轮毂件11的中心开口内，并与轮毂件11配合以便使得碟形组件10相对于地基33升高。碟支承件32是弧形梁，轮毂件11沿该弧形梁移动，由此使得碟形组件10可定位在第一位置(如图5所示)与第二位置(如图4所示)之间的中间位置处(如图1所示)，在第一位置中碟形组件大致置靠在地面上，其轴线大致垂直，在第二位置中碟形组件支承在碟支承件32上，其轴线大致水平。
碟支承件32安装在可旋转的平台35上，以便改变该碟形组件的方位位置。
通常可以看出，本发明的碟形组件(以下称为“碟”)具有大型的圆壳体形状结构，直径大约为25米，其由一系列的嵌套的同心中空箱形截面的多边形环形成，该多边形环由装配在外环12内的弧形部段13构造成。多边形环由金属薄板制成，并且金属的厚度优选为随直径增加而减小。多边形环分为适当的扇形区，以便在制造和组装过程有助于操作，并且多边形环在沿半径定位的支架板(径向支承件36)处连接，该支架板将相同多边形环的扇形区和相邻环连接在一起。
每一箱形截面的嵌套的多边形环的内侧和外侧14、15平行于共同的碟轴线，并且制造成沿经过中心的周边线包括槽30和突起29。顶面和底面围绕半径相对于共同轴线是对称的，并且构造成相对于垂直该共同轴线的平面是倾斜的。嵌套的箱形截面的顶面形成近似于抛物线形凹表面的小面。压制的浅的对角线槽37以常规的方式加强了顶面和底面。(为了简化在图7中示出了一组这样的槽)。如果需要，底面具有孔口，或者从底面切去一部分，以便操作紧固件进行固定或有助于固定操作。平的镜面玻璃薄板31粘接到倾斜的顶面上。箱形截面的顶面设计成提供用于将入射辐射反射到聚集该辐射的焦点的适当角度，该入射辐射平行该共同轴线。
如图13、14清晰所示，借助凸缘23、24弯折到相应的端面22上，实现了箱形截面13相对于碟轴线的倾斜度。通过折叠矩形的金属薄板20从而形成凸缘23、24，并且凸缘相对于通道部件基部22是倾斜的。最内端的凸缘23折叠的角度在此称为弯折角。外凸缘24平行于凸缘23折叠。在优选的结构中，该弯折角从在轮毂处的大致90度改变为在外轮缘件12处的大致113度，并且每一弧形结构件13而言是独特的。
参照图14所示的方式来描述弯折角的导出，其中线AB是经过焦点F的碟轴线，并且以垂直线来表示。点S和F是固定的，S的坐标取决于相对于弧形结构件的内凸缘的轮毂的位置，F的坐标取决于碟的优选的聚集特性。
当AB对准辐射源时，经过P的垂直线代表了在P处被反射的直射光束辐射，其在F处与AB相交。T、P、S是共线的，并且P是T和S之间的中点。对于ST的法线经过P在B处与AB相交。T和S之间的距离是恒定的，其作为通道部件20的基部22的宽度。经过T、P、S的线在A处与AB相交。
弯折角是这样导出的，即通过使得ST围绕S旋转，改变PB和PA的方向及其在AB上的截距，直到长度FA与长度FB相等。ST与在ST上的水平截距之间的角度由符号γ表示。弯折角是90度加上γ。
顶面在制造过程变形，以便形成多个相对于单个小面角度适当倾斜的平面或小面，例如当较小的平的镜面玻璃薄板装接时，会聚度增大。这如图15所示。
外环12、镜面多边形环13、以及支架板36围绕中空的柱形轮毂11组装，并且由杆辐条48进行支撑。环和轮毂具有相同轴线，并且轮毂的一个端部定位在距离外环平面的非碟侧大致1米处，该外环平面的非碟侧上该外环与轴线相交。
轮毂大约5米长，直径为1米，并且在其外表面上装接到径向支杆39的一端上，距离碟的凸侧面上的其端部大约1.5米，这被认为构造成扭矩管。该管大约12米长，并且足够坚固以便足以抗弯和抗扭。轮毂的直径和扭矩管的轴线在其连接点处是对准的。
扭矩管在其另一端处装接到方位指示管(bearing tube)的中心上，该方位指示管是大约18米长的柱形梁。这形成了由支杆支撑的T形结构，该支杆将每一侧连接到扭矩管的近似中心和方位指示管的端部上。扭矩管的轴线与方位指示管的轴线成直角并且与方位指示管的直径对准。
接收器40构造成便于刚性地围绕焦点悬伸以便横截所会聚的辐射。对于接收器的优选支承是装接到轮毂上的中心柱，其由拉索41紧固到外环上并与碟轴线对准。
该碟连接到包括结构“I”梁的框架的基部上，该框架在水平面中在十字交叉形状中大约0.6米深。十字交叉形状的主臂42大约18米长，并且副臂43大约16米长(参见图6)，并且它们从主臂的一端连接大约4米。结构“I”梁44大约0.25米深且3米长，并且构造成装接到每一侧上且与主臂平行的较小的臂。支架杆装接成便于连接十字交叉形状的相邻端部以及十字交叉形状的相邻臂的中点之间的连接部。主臂可变型成增加其抗扭刚度，这可通过将侧板装接成便于在副臂相交点与小臂的端部之间形成沿长度的箱形截面来实现。水平轴承装接在副臂的端部和中心处。
基部承载部分在末端具有轮式车道组件45以及还具有方位枢转轴承46和沿其主臂半途中的垂直轴。车道承载了垂直向下的载荷以传递给地基并且取向成沿着圆形路径，并且枢转轴承承载了水平和上下的垂直载荷。
提升驱动梁32是“I”形截面的弯曲梁，并且连接到垂直支杆47的端部以便在弯曲梁的端部形成支承柱。该支承柱的另一端连接到基部的主臂42的端部，更靠近副臂43。提升驱动梁32的其余端部在主臂的另一端处连接，使得曲面在垂直平面中在基部的主臂42之上。“I”形截面在曲面中大约0.8米深，在垂直面中对于中轴的曲率半径大约12米，并且弧长度大约为圆的四分之一。支承柱的上端由固定到小臂的端部上的杆来支撑。
混凝土加强的地基33具有足够的强度以便承载重力和空气动力载荷，并且其包括直径大约18米的水平环，以便形成用于车道轮的平的圆形轨道。轮的轮胎具有高强度的聚合物，适于将垂直向下的载荷传递给混凝土。径向的结构加强混凝土交叉梁将环的中心连接到圆形轨道地基上，并且它们相交，以便提供对于方位枢转轴承垂直轴的安装。
三个主要部件即碟、基部、和地基组装形成有助于碟围绕垂直和水平轴旋转的系统。碟借助在方位指示管内的三组轴承和轴从而连接到基部上，方位指示管从基部的副臂支承在突起的轴台上。该轴台在副臂之上的高度充分地大于方位指示管的半径，以便允许该方位指示管旋转。方位指示管制造成在管壁中在中心有开口，以便使得突起的轴台与方位指示管轴线对准。围绕水平轴线大约90度的角度位移是借助在装接到基部上的提升驱动梁与碟的轮毂之间施加力的驱动机构的致动来实现的。
基部和碟的组合围绕垂直轴线的+/-135度的角度位移是借助在基部与地基之间施加力的驱动机构的致动来实现的。优选的驱动装置是带有适当的泵、控制阀、和互连部分的一对双动作的液压缸或油缸中的一个，以便在固定和移动部件上的机械连接之间施加力。当达到伸出或缩回的极限时自动的控制过程可改变缸之间的驱动。
为了使得支承在轮式车道上的基部和碟围绕垂直轴线旋转，两个油缸装接到适当的枢轴上，其在交叉梁的面对的侧面上并在由交叉梁形成的一个四分之一部分中。一个油缸经由油缸操作联接装置连接到基部上的驱动杆，以便当伸出或缩回时围绕垂直轴线对基部施加扭矩。
两个油缸中的第二个在不使用时保持其完全伸出的位置，并且当第一油缸到达其完全伸出状态时第二油缸经由油缸操作联接装置连接到驱动杆。该联接装置构造成使得至少一个油缸总是在连接状态并且当第二油缸缩回时第一油缸脱开连接。当两个油缸都在接近完全伸出位置时并进行超过15度的旋转时，出现过渡情况。借助伸出或缩回，第二油缸围绕垂直轴线对基部施加扭矩。
当来自任一油缸的扭矩充分超过由轴承摩擦、惯性、和风阻产生的阻力扭矩时，碟和基部的组件进行旋转。每一油缸构造成具有足够的伸出量，以便使得碟和基部的组件旋转经过135度，并且当碟的水平轴线与垂直的北/南面正交时出现油缸之间的过渡情况。如果需要，在完全伸出时，驱动油缸可由手动操作来脱开连接，并且碟在外界驱动的作用下可再旋转45度。
两个油缸的结构适于在热带地区之外的两个半球的区域，在该区域中旋转是单极的。在热带地区，围绕垂直轴线的旋转需要两个极，并且优选的选择是对于单个的双动作液压缸而言驱动在轮毂处的齿条和正齿轮的组件，将范围延伸到正和负270度。
在这种构型中(参见图16)液压油缸具有这样的结构，即杆固定到地基和液压缸上，当流体从活塞的一侧移动到另一侧时所装接的齿条可随之移动。阀和泵的组件设计成具有最小的流体总量。
为了使得支承在方位指示管上的碟围绕水平轴线旋转，两个油缸装接到轮毂内的适当枢轴上。油缸每四次交替地操作，以便借助液压致动的缸或锁定装置与提升驱动梁连接和脱开连接。油缸构造成至少一个油缸总是连接的。
当油缸相同时，当一个缸在伸出状态时的移动量与使得另一油缸以相同速率缩回所需的量是相同的。控制系统和阀可补偿小的差别。
在完全伸出或缩回完成时，未连接的油缸与另一连接的油缸对准，并且借助由小型双动作液压缸形式的连接油缸的力所驱动的机构来进行连接。
为了便于描述，参照有注释的附图16-19来描述在碟的各种方位构形和高度位置中的双动作的油缸的操作。
在电子系统的控制下，驱动油缸在两个轴上伸出或缩回，并且适当的油缸接合或脱开接合，以便使得碟旋转并使得碟轴线与所需方向对准。优选的是，仅当所需方向与碟轴线之间的角度差不可被接受时才进行驱动。在追踪太阳的模式下，可接受的差别为大约0.1度，并且在超过该差别之前实现了成对的油缸驱动的转变。
对于达到涉及的追踪风速率而言，追踪过程可在其整个角度范围内进行，90度的提升和+/-135的方位。对于风速大于追踪速率，碟安置在其保持位置，即零提升且凹面向上。
应当理解碟可设计成使得对于反射镜的安装点由位置和多边形环的精确度来确定。使得环嵌套和紧固在一起的过程、包括支架板及其由辐条的支承、箱形截面的结构特性以及环的环箍强度，组合在一起以便在空间中保持这些安装点的所需的光学系统的精确度。反射镜安装面定位成近似抛物面，并且在该结构中不允许调节。
所有的反射镜部件是相同尺寸的正方形。反射镜尺寸确定了：正方形的会聚度越小，则会聚度越高。对于高的会聚度，亚小面(sub-facet)压制到形成多边形表面一部分的主面中。嵌套的多边形环是在现场由镀锌钢板制成的，由辐条支承到轮毂上，并且形成准连续的表面，其近似抛物面的形状以便承载反射镜。由于平的小面所涉及的光学特性需要在该表面上沿半径线是不连续的(半菲涅耳镜)，因此该形状是近似的。对于更高的会聚度，借助使得多边形面亚小面化并将反射镜细分成更小但仍然为正方形的部件，从而形成一定程度的凹度。对于带有平反射镜的这种结构的优选会聚度是1000∶1(参见图15)。当保持正方形的玻璃反射镜的情况下，每一具有相同尺寸但是初始的四分之一或九分之一，所获得的比率是阶梯的，1000∶1、4000∶1、9000∶1，例如平的亚小面2×2、亚小面3×3作为面板。
碟具有与轮缘相切的水平轴线枢轴并且在碟中心的平面中垂直于碟轴线并通过在其中心施加力从而可围绕水平轴线旋转进行提升并且压靠在与方位指示管连接的扭矩管上以便提供横截于平衡风力的抗力。
在碟中重力和风载荷的传递部分地经由每一多边形环的扇形区，其终止在径向支架板处，支架板以杆支承形状借助杆48连接到轮毂。具有凸缘的箱形截面加强了板以便抵抗局部翘曲，当箱形截面在装接到支架板上时被横截。此外，每一扇形区经下一个扇形区经由在内多边形垂直面14上的翅片29朝向中心传递。在下一个环的外多边形垂直面15上该翅片29接合在匹配的腔30或槽中。
多边形形成过程在箱形截面中在顶部和底部产生了内部渐缩梁或肋21，并且在与翅片29连接的内表面14上产生了垂直梁49。当翅片29与槽30接合并固定到该槽中时，相同的垂直梁49使得外表面15稳固，该外表面15承载槽30以便抵抗翘曲。与轮毂11的最终联接借助(未示出的)制成的槽，其包括两个紧密间隔的环之间的空间，最内的多边形部分的翅片与其接合并紧固在其中。这种结构考虑到当中心轮毂靠近并且由内环的金属厚度增加提供了叠加强度时，在所有的在前的环上的载荷的累加效应。内部梁的深度随环的直径减小而增大，并且随着载荷增大而增加刚度。
碟在现场在其基部上进行组装，所使用的只是预先在工厂制成的部件，即轮毂、扭矩管、方位指示管、和外环。这些部件中最重的是1.5吨的扭矩管39，并可用中型的叉车放置就位。支架板36具有150KG，6毫米厚，镀锌的，并且钢板肋栓接紧固到轮毂11上，并由坚固的钢辐条来支承轮毂的顶部和底部。辐条在一端处具有螺纹以便可拉紧。除了辐条连接到轮毂顶部的装接点之外，在该组件中的所有部件在基部之上小于3米。这与7-10米的相应系统相比具有明显的优点。
在现场由平或卷绕的钢板可形成多边形的箱形截面，优选为在工厂中进行预先穿孔的制备，并且对于平板，通过向上翻转大约60毫米的小基准来处理一个边缘。使得仅一个边缘向上翻转可便于平板彼此紧密的叠置从而高效的运输。如果以平板形式，其被切割成适于所需的多边形扇形区的范围的长度。预先穿孔形成了适当的切去部分，以便在相邻且倾斜的表面上同时形成梁并且便于操纵该紧固装置即插入紧固件以便连接嵌套的环。
图13A和13C示出了用于形成多边形环的上部18和下部19的特定结构的弯折机构。固定在一起形成箱形截面13的两个部分或通道18、19具有凸缘和冲压的端部，这是在该过程的一部分中形成的。借助双面的粘接带紧固在一起是优选的，并具有足够的强度来处理扇形区、装接镜面玻璃、并且传送到碟上以便装接到在先安装的环和支架板上。这两个部分的最终紧固可结合在相邻的嵌套环的紧固过程中，其中在槽中的翅片以规则的间隔在半自动的过程中连接在一起。
参照图13A和13B，可以看出工具50形成了肋21和49，由此将图13B所示的上或下通道部件的截面形状改变为图13D所示的情况，图13D对应于工具50在图13C所示的所在位置，图13B对应于工具50在图13A所示的所在位置。工具50包括力施加器51，其以借助角度调节器52的设定来确定的角度来提供力，其设定成弯折角的一半。力以预定角度施加到一对连接的辊子53、54上，其将力分别施加到第一阳模55和第二阳模56上。模53在上点处可枢转并且以离开枢转点增加的深度与第一阴模57接合。模55适于借助线形轴承58的动作从而朝向模57垂直移动，并且以均匀的深度与其接合。当薄板22放置在上阳模55、56与阴模57之间时，力施加器51的致动使得肋21形成在模55和57之间，而肋49形成在模56和57之间。
玻璃的装接优选为借助自动过程来完成，其中类似机器人的装置从叠置的玻璃中提升正方形玻璃并使得具有已经制备的端面。该预先制备是另一类似机器人的装置清洁该表面并在适当形式的点处在端面上施加粘接剂，优选为异氰基丙烯酸酯即时粘接形式。由于粘合过程的“即时”特性，省去了长时间的固化过程。完整地带有反射镜重量的最大的环扇形区低于150KG并且可用小型叉车来运送。
组装的优选顺序是制成一个扇形区随后将成型设备移动到相邻的另一扇形区，并且围绕碟持续。以这种方式，两组工作台或平台位于相邻的支架板处并且只有一组在每次转换时移动。
因此，还应当理解的是，在依据本发明的优选实施例的使用中，一种在远位置建立具有中心轮毂11和外轮缘件12的碟形组件10的方法涉及，将多个平叠置的大致矩形的金属薄板20(或由其形成的嵌套部分)运送到远位置，在远位置由大致矩形的金属薄板20或由其形成的嵌套部分形成多个具有箱形截面构形的弧形结构件13，定位多个弧形结构件13以便从中心轮毂11同心地延伸到外轮缘件12。弧形结构件13沿其内弧形表面和外弧形表面14、15紧靠，以便使得载荷从外弧形结构件传递到相邻的内弧形结构件。
多个径向支承臂36定位成从从中心轮毂11延伸到外轮缘件12，并且径向支承臂36支承弧形结构件13。大致矩形的金属薄板20或由其形成的嵌套部分形成为上、下通道部件18、19，其连接在一起以便形成弧形结构件13。横截肋21在通道内形成在凸缘23、24之间横跨通道基部22，这是通过将通道基部22的一部分向内折叠来实现的，该折叠部分在一个凸缘处比在另一凸缘处更深，以便使得如此形成的肋21相应地在一个凸缘处比在另一凸缘处更深。因此肋构造成悬臂，并且由于肋由通道基部材料制成，因此大致矩形的金属薄板20的边缘在肋附近是倾斜的，由此在弧形结构件13中形成弧形。
为了提升碟形组件10，碟支承件32安装在地基33上的可旋转的平台35上，该碟支承件32在轮毂件11的开口内支承碟形组件10，轮毂件11适于与碟支承件32配合以便相对于地基33提升碟形组件10。
本发明在其各个方面和优选实施例中提供了优于已知的碟形组件的多个优点，在已知的碟形组件中，具有面积超过250平方米的有限数量的碟具有多个缺点，其包括：
*对于可接受的能量输出成本而言，成本过高。
*空气动力载荷没有最小化。
*借助液压缸来致动，其没有优化以便使得在现场的油总量最小化并使用了复杂的且昂贵的油缸回收技术。
*使用加强的混凝土圆形轨道作为地基，这导致不必要的费用，因为这涉及到精确的水平要求和大量的嵌入的装接点。
*为了实现所需的会聚程度，在已知的系统中镜面玻璃承受双轴向的应力，或者在镀银之前经过加热成型以便获得双向曲率。镜面基底设计成具有足够的刚度以便在安装点之间跨越相当大的距离。
*在已知碟的安装过程中，在现场需要大型的吊车，以便将组件或部分组装的碟提升到基部或旋转枢轴的轴线上。另外，已知系统的部件尺寸和形状没有优化成可集装箱运输。
*现有的大型碟形组件具有大型的外骨架构形，具有较大的中空的框架，或者借助大量的芯梁和外围桁架来获得其刚性。主要部件不在现场制成，并且通常需要运输在集装箱内，这取决于安装的位置。然而，空间框架由各种直径的端部密封的钢管制成，并且具有较低的质量体积比。相似地，桁架形成中空区域并且具有较低的质量体积比。因此将已知的系统运输到现场位置是低效的。
本发明在其各个方面和优选实施例中提供了一种成本低的且可将反射镜基底集成为整体结构的碟。该碟的主要部件在现场制成，这降低了运输的成本。所运输的材料具有较高的质量体积比。大型的缸是端部开放的，在运输过程中其内部容积可容纳较小的部件。
碟材料具有抗腐蚀的光洁面，并且不需要在制造之后的抗腐蚀的处理。由于所使用的工艺，组装该碟只需要较短的时间。不需要树脂浇铸工艺及其相关的固化和凝固时间。另外，由于与其它结构相比该碟可以安置在靠近地面的位置，因此改进了空气动力轮廓。因此对于允许的风速而言结构要求的苛求度可降低。
玻璃反射镜面板是相同尺寸的，并且保持平的，不承受涉及曲率的应力。平反射镜的尺寸和构形也适于自动的拾取和放置操作。
这种结构是灵活的，其可通过使得平表面变形以接纳大量的更小的平的玻璃小面，从而实现高会聚度。安装不需要大区域和用于安装的大型吊车，并且该碟在基部上组装。
加工工厂是灵活的，并且例如形成多边形的机构的高成本部件是可调节的，以便覆盖所需的尺寸范围。
另外并且通常的是，有限数量的超过250平方米的碟的原因在于该结构由常规技术制造时的重量。本发明有助于大面积的碟的结构具有单位面积较低的重量。
尽管详细地描述了本发明的最佳实施方式，但是本领域的普通技术人员应当理解，可在不脱离本发明的范围的情况下，对实施本发明的结构和实施方式进行各种变型。

Claims (17)

1.一种碟形组件，其包括：
中心轮毂；
外轮缘件；以及
从该中心轮毂延伸到该外轮缘件的多个同心的弧形结构件；
该弧形结构件具有箱形截面构形，并且沿其内弧形表面和外弧形表面紧靠，以便使得载荷从外弧形结构件传递到内弧形结构件。
2.如权利要求1所述的碟形组件，其特征在于，还包括多个从该中心轮毂延伸到该外轮缘件的径向支承臂，该支承臂支承该弧形结构件的端部。
3.如权利要求1所述的碟形组件，其特征在于，该弧形结构件具有上通道部件和下通道部件，其配合以便构造成箱形截面构形。
4.如权利要求3所述的碟形组件，其特征在于，该上通道部件和下通道部件由矩形的金属薄板形成。
5.如权利要求4所述的碟形组件，其特征在于，制成弧形结构件的金属薄板的规格为在内弧形结构件中比在外弧形结构件中大。
6.如权利要求5所述的碟形组件，其特征在于，该上通道部件和下通道部件具有横截肋，其形成在通道内在通道凸缘之间横跨通道基部，该肋由该基部形成。
7.如权利要求6所述的碟形组件，其特征在于，通过向内折叠该基部的一部分从而形成该肋，该折叠部分在一个凸缘处比在另一凸缘处更深，以便使得该肋相应地在一个凸缘处比在另一凸缘处更深，由此该肋构造成悬臂，并且矩形的金属薄板的边缘在肋附近是倾斜的，由此在弧形结构件中形成弧形。
8.如权利要求3所述的碟形组件，其特征在于，该上通道部件和下通道部件的凸缘在每个部件的凸缘的相应末端具有向内的折回部和向外的折回部，以便当上通道部件和下通道部件配合以构造成具有箱形截面构形的弧形结构件时，该折回部构造成相邻的同心的弧形结构件的相应配合的键和槽，以便使得载荷可从外弧形结构件传递给相邻的内弧形结构件。
9.如权利要求3所述的碟形组件，其特征在于，还包括多个固定在上通道部件的通道基部上的反射镜，以便使得该碟形组件构造成太阳能收集器。
10.如权利要求9所述的碟形组件，其特征在于，反射镜是正方形的，其侧边为弧形结构件的宽度。
11.如权利要求1所述的碟形组件，其特征在于，还包括可支承在地基上的碟支承件，该碟支承件接纳在轮毂件中的开口内并且与其配合以便相对于地基提升该碟形组件。
12.一种在远位置建立碟形组件的方法，该碟形组件具有中心轮毂和外轮缘件，该方法包括：
将多个平叠置的矩形的金属薄板或由其形成的嵌套部分运送到该远位置；
在该远位置由该矩形的金属薄板或由其形成的嵌套部分形成多个箱形截面构形的弧形结构件；
将多个弧形结构件定位成从中心轮毂同心地延伸到外轮缘件，该弧形结构件沿其内弧形表面和外弧形表面紧靠，以便使得载荷从外弧形结构件传递到相邻的内弧形结构件。
13.如权利要求12所述的建立碟形组件的方法，其特征在于，还包括：
定位从中心轮毂延伸到外轮缘件的多个径向支承臂；和
将该弧形结构件支持在该径向支承臂上。
14.如权利要求13所述的建立碟形组件的方法，其特征在于，还包括：
使得该矩形的金属薄板或由其形成的嵌套部分形成为上通道部件和下通道部件；和
连接该上通道部件和下通道部件以便形成该弧形结构件。
15.如权利要求14所述的建立碟形组件的方法，其特征在于，还包括：
由该通道基部形成横截肋，该横截肋在通道内在通道凸缘之间横跨该通道基部。
16.如权利要求15所述的建立碟形组件的方法，其特征在于，还包括：
向内折叠该基部的一部分，该折叠部分在一个凸缘处比在另一凸缘处更深，以便使得由此形成的该肋相应地在一个凸缘处比在另一凸缘处更深，由此该肋构造成悬臂，并且矩形的金属薄板的边缘在肋附近是倾斜的，由此在弧形结构件中形成弧形。
17.如权利要求12所述的建立碟形组件的方法，其特征在于，还包括：
将碟支承件安装在地基上；和
在轮毂件中的开口内支承该碟支承件，该轮毂件与该碟支承件配合以便相对于地基提升该碟形组件。
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