CN103140722A - 具有主反射器固定梁的结构 - Google Patents

Abstract

本发明公开了用于太阳能集热器的具有主反射器固定梁的结构，该结构包括下述主要部件：-至少两个以平行方式布置的部件（1），其包括呈等边三角形形式的三杆框架（11），所述三杆框架（11）的其中一个顶点（13）为该结构的最低点，所述三杆框架（11）还具有三个较短的内部杆（12），被放置成模拟具有内接六边形的三角形，其内部延伸有该结构的中心管或扭力盒；-两个悬臂梁（2），位于每个具有杆的三角形部件（1）内，其中一个悬臂梁从该三角形部件的其中一侧开始延伸，另一个悬臂梁从该三角形部件的另一侧开始延伸，所述两个悬臂梁完全对称，所述梁可以由管或冲压金属板制成；至少两个带（3），沿着所述结构纵向延伸，即平行于扭力盒和吸收管，并垂直于悬臂梁（2），将沿着所述结构重复的两个上述部件（1，2）整组连接。

Description

具有主反射器固定梁的结构

技术领域

本发明构造在太阳能集热器的内部，更具体来说涉及用于将用于聚集太阳辐射、尤其是用于在抛物柱面集热器中固定用于聚集太阳辐射的反射器（镜子）和接收器的结构。

背景技术

基于太阳辐射的电力生产设备可以采用各种类型的太阳能集热器（抛物柱面集热器、斯特林盘、具有定日镜的中央塔、菲涅耳集热器等等），这些集热器都需要用于镜子的支撑结构，所述镜子用于太阳辐射的聚集。

通常，所述结构还具有一种已知为太阳能跟踪器的设备，能够将这些太阳能集热器定位成朝向太阳，从而能够获得高性能。

据此，本发明请求保护的主题涉及太阳能集热器模块的支撑结构，随后连接到其上的太阳能跟踪器并不是本发明的目的。

现有技术中的许多发明都描述了支撑抛物柱面类型的集热器的网格结构。抛物柱面型集热器用于使用抛物柱面形状的镜子收集来自的太阳能量。管或集热器管通过抛物线的焦点，接收来自太阳的聚集光线并且其中流体得以加热。一旦流体被加热至接近于400℃的温度，如果所述流体成为蒸汽则被输送至用于发电的汽轮机，或在一些情况下输送至过热级以用于以后通过汽轮机。如果是另一种在所述温度下并不处于蒸汽相的热交换流体，那么这些流体被输送至用于产生蒸汽的热交换器。

支撑这些集热器的结构由多个梁、臂和两者之间的连接件形成，这些部件用作中心结构或扭力盒的支撑。这些梁可以承受较大的扭矩和弯曲应力，并且梁通常是非常的长，由于其产生弯曲而出现问题，另外还使得将梁运输到车间的过程复杂化。

在关于太阳能集热器模块的支撑结构的最近的现有技术中，例如专利文件PCT/ES2009/070430（所述文件的参考号）描述了一种适用于太阳能抛物柱面型集热器的改进结构，其包括由槽3支撑的模块3，具有支撑在梁5或扭矩传输筒上的镜子4，形成焦点交叉于吸收管6的抛物线。位于收集模块2或槽3上的吸收管6的支撑件9能够滑动，并使得轴8或扭矩传输筒能够纵向移动。

专利文件WO2010/055397（所述文件的参考号）描述了一种抛柱物面型的太阳能聚集器，其由两个用于支撑管13的塔12支撑，管可以在电机的作用下轴向旋转。支撑结构提供有多个肋14，所述肋能够横向固定于管13，并具有将镜子15连接到肋14上的基底17。基底17和肋14均由复合材料制成，并具有相同的热膨胀系数。肋设计有多个凹面和凸面以实现预期的刚度。每个臂或肋14由两个半肋18构成，其末端具有圆形的底座19，底座的内部设置有管13，然后旋紧两个半肋。

还有另一个作为例子的发明，专利文件ES2274710（所述文件的参考号）描述了一种保持臂、抛物柱面型的太阳能集热器的支撑件、以及用于制造该臂的方法。所述臂适合于通过托臂以大致上垂直于集热器的焦线2的方向连接到集热器的中心体1，所述臂为楔形，其具有：提供有支撑装置11的第一侧10，用于支撑至少一个镜子3；第二侧20；提供有支撑装置31的第三侧30，因此臂由中心体1支撑。由至少一个冲压金属板形成的臂适合于获得一种抗性结构，以提供刚度并通过多个肋42获得承载能力，形成具有位于多个肋之间的多个层压部分41的网格结构。

鉴于现有技术所描述的内容以及更多的现有技术，本发明的目的是提供一种类似于先前技术的结构，能够作为圆柱形-抛物面类型的太阳能集热器模块的支撑件，其具有多个特征以使其基本上不同于现有技术中的已有结构，并带来了重要的优势，即有关于结构抗力以及运输和组装过程中的便利性和成本降低。

发明内容

本发明包括一种具有主反射器的支撑梁的结构。该结构限定了用于抛物柱面型太阳能集热器模块的支撑。

两种可替换结构将会得以描述。两者的理念是相同的并且部件都是普通的，唯一不同之处在于支撑梁的几何形状。

-具有模拟内接六边形的杆的三角形部件：该结构的第一主要部件包括呈等边三角形形式的三杆框架，所述三杆框架被定位以使其中一个顶点为该结构的最低点。所述三杆框架还具有三个长度较短的内部杆，它们放置为模拟具有内接六边形的三角形。这种“内接六边形”被设计成其内部设置有该结构或扭力盒的中心管，用于支撑和传输该集热器受到的扭矩和弯曲应力，其设计并不是本发明的目的。通常，所有的内接六边形均使用热轧角钢建造。该第一部件将会以平行的方式沿该结构的整个长度重复若干次。

-悬臂梁：除了具有模拟内接六边形的三个内部杆的三角形部件之外，该结构还具有第二主要部件，例如在每个具有杆的三角形部件中的两个悬臂梁。其中一个悬臂梁从三角形部件的其中一侧开始延伸，另一个悬臂梁从该三角形部件的另一侧开始延伸。所述两个悬臂梁完全对称并取代了现有技术中特有的网格结构。悬臂梁由两个矩形钢管型材或冲压钢片形成。矩形钢管型材或冲压钢制片的选用将取决于对于每种情况而言哪个会更为合适，针对每个设计总是追求最佳的厚度，基于最大应力、线性屈曲和变形的计算。

-纵向带：该结构的第三主要部件是多个由“C”形型材形成的带，通常采用冷轧的带，所述带沿着该结构纵向延伸，即平行于扭力盒和吸收管并垂直于悬臂梁。这些带将上述两部件整组连接，并沿着所述结构重复。具有模拟内接六边形的三个杆的三角形部件；考虑到要支撑的抛物柱面型集热器的长度，所采用的部件或多或少。一组U形钉设置在带上，用于固定构成主反射器的镜子，因而形成支撑抛物面反射镜的空间结构。

该新型结构的基本特征以高效和经济的方式解决了在扭矩、弯曲应力、风载荷和结构组装方面迄今存在的难题。

附图说明

为了使得说明书更加完整，从而使得本发明得以更好地理解，附上了一组附图，其中附图作为一种阐述方式而并非限制方式，其描述如下：

图1为具有由管制成的梁的结构的透视图；

图2为具有由管制成的梁的结构的主视图；

图3为具有由金属板制成的梁的结构的透视图；

图4为具有由金属板制成的梁的结构的主视图；

图5为所述结构的平面图。

附图中的附图标记：

1.具有模拟内接六边形的杆的三角形部件

2.悬臂梁

3.纵向带

11.形成该三角形部件的杆

12.模拟该内接六边形的杆

13.该三角形部件的下顶点

14.该三角形部件的上顶点

21.由钢制成的短矩形管

22.由钢制成的长矩形管

23.冲压金属板

24.缺口

31.U形钉

具体实施方式

为了使得本发明获得更好理解，下面将描述根据优选实施例所述的太阳能集热器模块。

图1-2示出了本发明的一个优选实施例，其中悬臂梁使用矩形钢管的型材构造。

图1示出了本发明的组件的透视图。在图1中，可见的是一种用于支撑抛物柱面型集热器的完整结构。该结构由8个具有模拟内接六边形的杆的三角形部件1构成，所有的三角形部件都以彼此平行的方式定位，其内部支撑可为任何几何形状的中心管或扭力盒（未示出）。该结构还设置有多个悬臂梁2。每一个具有杆的三角形部件1的两侧固定着悬臂梁2。在第一优选实施例中，这些梁2由矩形钢管的型材构造。在图1中示出的第三部件为纵向带3。在这个优选实施例的情形下，示出了8个纵向带3。所有的纵向带都沿着该结构纵向延伸，即平行于扭力盒和吸收管（未示出）并垂直于悬臂梁2。这些带将上述部件整组连接在一起，如下部件沿着该结构平行重复：具有模拟内接六边形的杆的三角形部件1和悬臂梁2。一组Ｕ形钉31设置在带上，用于固定构成主反射器（未示出）的抛物面反射镜。

图2示出了该结构的主视图。在图2中，可以清楚地看到该结构的第一主要部件1。第一主要部件1包括有一个呈等边三角形形式的三杆框架11，该三杆框架的其中一个顶点13为该结构的最低点。该三角形部件还具有三个较短的内部杆12，被放置成模拟具有内接六边形的三角形。这个“内接六边形”被如此设计，以使得该结构的中心管或扭力盒（图中未示出）在其中延伸。在这个优选实施例中，所有的杆都由热轧角钢制造。悬臂梁2支撑在三角形部件的顶点13、14处。在第一实施例的这种情况下，悬臂梁由具有不同长度的两个管21、22形成。较短的管21通过其中一个上顶点14连接到三角形部件1，并以一定角度延伸直至另一个末端到达更高的位置。较短的管的这个末端连接到较长的管22的中间点处。较长的管22从三角形部件1的下顶点13开始延伸并终止于整个结构的较高点。在较长的管的长度上的中间点处固定有接合点，接合点用于连较短的管21的末端。悬臂梁2安装在具有杆的三角形部件1的另一侧，这与上述的悬臂梁相同，这就使该结完全对称。

图3-4示出了根据本发明的一个优选实施例，其中悬臂梁由冲压金属板型材制成，在这种特定情况中可采用钢制的冲压金属板。

图3是整个结构的透视图。该结构与上述结构相同，也包括8个具有杆的三角形部件1，每个三角形部件都持有两个对称的悬臂梁2，只是这时的悬臂梁是由冲压金属板制成，还具有将上述部件整组连接起来的8个纵向带3，纵向带上设置有多个U形钉31，U形钉能够支撑构成主反射器的抛物面反射镜。

在图4中，可以更清楚地看出这些梁是由钢制金属板制成。三角形部件1由三个杆11构成，并具有三个模拟内接六边形的内杆12，其与上述实施例中所述的完全相同。不同点在于固定到该三角形部件上的悬臂梁这时由冲压钢制金属片23形成。沿着相关三角形的整条边11，用柳钉或者等效的紧固装置固定到三角形部件上，不像上述情况那样仅在顶点处固定。另外，金属板还设置有多个孔，或者形成悬臂梁的金属板设置有一组孔或缺口24，以使所述结构的重量最小并减少风载荷。

在图5中示出了该结构的平面图，该平面图对于上述两种实施例都是相同的。在该图中，可以更清楚的看出优选实施例中所提供的具有杆的三角形部件1和悬臂梁2的个数（即8个），以及纵向带3覆盖的所有距离，纵向带3将所有上述平行部件连接在一起。

具有悬臂梁的上述结构特别适用于抛物柱面的集热器，但并不排除可以扩展到需要相同特征的其他工业领域。

Claims (12)

1.用于太阳能集热器的具有主反射器固定梁的结构，其特征在于，所述结构包括下述主要部件：

-至少两个以平行方式布置的部件（1），其包括呈等边三角形形式的三杆框架（11），所述三杆框架（11）的其中一个顶点（13）为该结构的最低点，所述三杆框架（11）具有三个较短的内部杆（12），被放置成模拟具有内接六边形的三角形，其内部延伸有该结构的中心管或扭力盒；

-两个悬臂梁（2），位于每个具有杆的三角形部件（1）内，其中一个悬臂梁从该三角形部件的其中一侧开始延伸，另一个悬臂梁从该三角形部件的另一侧开始延伸，所述两个悬臂梁完全对称；

至少两个带（3），沿着该结构纵向延伸，即平行于扭力盒和吸收管，并垂直于悬臂梁（2），将沿着该结构重复的两个上述部件（1，2）整组连接。

2.如权利要求1所述用于太阳能集热器的具有主反射器的固定梁的结构，其特征在于，悬臂梁（2）由矩形钢管的型材制成。

3.如权利要求2所述用于太阳能集热器的具有主反射器的固定梁结构，其特征在于，每个悬臂梁（2）由两个管（21，22）构成。

4.如权利要求3所述用于太阳能集热器的具有主反射器的固定梁结构，其特征在于，所述两个管（21，22）具有不同的长度。

5.如权利要求4所述用于太阳能集热器的具有主反射器的固定梁结构，其特征在于，所述两个管（21,22）中较短的管（21）通过其中一个上顶点（14）连接到三角形部件（1），并以一定角度延伸直到另一个末端达到更高位置处。

6.如权利要求5所述用于太阳能集热器的具有主反射器的固定梁结构，其特征在于，所述两个管（21，22）中较长的管（22）从三角形部件（1）的下顶点（13）开始延伸，并且终点构成整个结构的最高点，在该较长的管的长度上的中间点处具有接合点，用于将较短的管（21）的末端固定到其上。

7.如权利要求1所述用于太阳能集热器的具有主反射器的固定梁结构，其特征在于，悬臂梁（2）由冲压金属板（23）制成。

8.如权利要求7所述用于太阳能集热器的具有主反射器的固定梁结构，其特征在于，沿着相关三角形的整条边（11），通过柳钉或者等效紧固装置悬臂梁（2）固定到该三角形上。

9.如权利要求8所述用于太阳能集热器的具有主反射器的固定梁结构，其特征在于，形成悬臂梁的金属板具有多个孔或缺口（24），以使该结构的重量最小并减少风载荷。

10.如权利要求1所述用于太阳能集热器的具有主反射器的固定梁结构，其特征在于，具有内部杆的三角形部件（1）使用热轧角钢建造。

11.如权利要求1所述用于太阳能集热器的具有主反射镜的固定梁结构，其特征在于，所述纵向带（3）由冷轧的“Ｃ”形型材制成。

12.如权利要求1所述用于太阳能集热器的具有主反射器的固定梁结构，其特征在于，所述带（3）上设置有一组Ｕ形钉（31），用于固定构成主反射器的镜子，因而形成支撑抛物面反射镜的空间结构。

Images