CN107407504A - 用于太阳能收集器的反射器组件 - Google Patents
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Abstract
本发明提供了一种用于太阳能收集器的反射器组件,该反射器组件包括:片状反射器;和托架,其被构造成(i)将反射器保持在预定弯曲中,并且(ii)将反射器附接到安装座。反射器可以用来制造轻便且低成本的抛物线形太阳能收集器,该太阳能收集器是用于将太阳辐射会聚在吸收器上的类型。
Description
技术领域
本发明涉及太阳能收集器的领域。特别地,本发明涉及通过使用反射器将太阳辐射会聚到吸收器上来操作的太阳能收集器。
背景技术
再生能源的领域已经知道通过使用诸如抛光的金属反射镜的反射器将太阳辐射会聚到吸收器上来收集来自太阳的功率。反射器通常被构造成会聚太阳辐射,使得它入射在吸收器上并加热吸收器。热传递介质(例如,油)通常被泵送通过吸收器,在那里吸收热能。吸收的热能通常在远离收集器的位置被释放,在那里,能量被转化为可用的功。一种用于能量转化的常用方法涉及将加热的介质泵送至锅炉,在那里,热交换器将热能从介质转移至水。蒸汽被从锅炉收集并被导向至旋转的涡轮机和发电机以产生电力。或者,加热的介质可以用来直接加热建筑物,或者作为工业过程中的输入热能。
抛物线槽式收集器是一种类型的太阳能热收集器,其通常并入具有抛物线轮廓(横截面)的细长的反射器。太阳辐射的能量入射在平行于其对称平面的反射器上,并且因此沿着焦线聚焦。包含热传递介质的管在槽的焦线处延伸槽的长度,反射器定向成使得反射的太阳辐射会聚在管上以加热热传递介质。为了保持效率,槽通常可围绕其长轴线旋转,使得槽能够在一天的大部分时间跟踪太阳。
虽然明显有用,但抛物线反射器难以制造且昂贵。特别地,支撑结构复杂、笨重且难以运输至遥远的现场。许多支撑结构设计成围绕一系列悬臂,悬臂用来使多个反射镜小平面与吸收器保持正确的距离,并且也保持正确的角度,以便形成反射性的基本上抛物线的槽。
反射表面和支撑硬件必须能够承受在收集器上不可避免地由风产生的相当大的力。除了将槽从地面移位之外,风可导致反射表面的挠曲,这破坏了槽的焦线。因此,抛物线槽的支撑结构通常由重型金属管制成。
虽然在提供总体稳固的结构方面有效,但现有技术抛物线槽较重且难以运输。此外,这样的支撑件在现场组装复杂,并且因此不适合在工程能力可能欠缺的欠发达国家实施。
本发明的一个方面是通过提供一种用于在太阳能热能收集中使用的反射器的简单、轻便且低成本的支撑部件来克服或改善现有技术的问题。另一个方面是提供一种对现有技术支撑件的可用的备选方案。
在本说明书中包括对文献、动作、材料、装置、制品等的讨论仅仅出于为本发明提供上下文的目的。并不建议或表示这些对象中的任何或全部构成现有技术基础的一部分,或者是本发明的相关领域的公知常识,因为其在本申请的每个权利要求的优先权日之前已存在。
发明内容
在一个方面,但不一定是最广泛的方面中,本发明提供了一种用于太阳能收集器的反射器组件,该反射器组件包括:片状反射器;托架,其被构造成(i)将反射器保持在预定弯曲中,并且(ii)将反射器附接到安装座。
在一个实施例中,反射器为细长的,并且两个或更多个托架沿着反射器设置。
在一个实施例中,托架包括具有预定弯曲的上面,该上面可以是基本上抛物线形的曲线的一段。
在一个实施例中,托架包括构造成接纳紧固件的孔,该紧固件被构造成将反射器紧固到托架。
在一个实施例中,托架为基本上细长的,并且托架的一个端部厚于另一个端部。
在一个实施例中,反射器组件包括单个托架,其中,托架延伸片状反射器的长度的大部分或基本上全部。
在一个实施例中,托架为芯结构,片状反射器结合或施加到该芯结构上以形成复合结构。
在一个实施例中,反射器组件包括支撑结构,该支撑结构结合或施加到托架以形成复合结构。
在一个实施例中,托架由下部基部和上部反射器支撑件构成。
在一个实施例中,下部基部由金属片材制成。
在一个实施例中,上部发射器支撑件的上表面具有预定弯曲。
在一个实施例中,反射器包括构造成接纳紧固件的孔,该紧固件被构造成将反射器保持在托架上。
在一个实施例中,反射器为加强的。
在一个实施例中,反射器为金属材料。
在一个实施例中,反射器为边缘加强的。
在另一个方面中,本发明提供了一种太阳能收集器,其包括本文所述反射器组件和吸收器,其中,反射器组件被构造成将太阳辐射反射到吸收器上。
在一个实施例中,太阳能收集器包括一系列反射器组件,每个反射器组件具有一个或多个托架,所述一个或多个托架被构造成保持反射器以将弯曲表面呈现给太阳。
在一个实施例中,太阳能收集器的每个反射器组件被构造成使得所有反射器组件叠加地用来提供基本上抛物线形的反射器。
在一个实施例中,吸收器设置成使得基本上所有反射的太阳辐射中的大部分入射在吸收器上。
本发明的另一个方面提供了一种零件的套件,该套件包括本文所述两个或更多个反射器组件或本文所述反射器组件的任意两个或更多个零件。
在一个实施例中,套件包括一个或多个紧固件,所述一个或多个紧固件被构造成将反射器紧固到托架。
在一个实施例中,套件包括吸收器。
在另一个方面中,本发明提供了一种收集太阳能的方法,该方法包括以下步骤:提供本文所述太阳能收集器;将太阳能收集器定向成使得太阳辐射被反射到吸收器上。
附图说明
图1和图2示出了在本发明的优选实施例中用于支撑反射性片状材料的托架。
图3示出了根据本发明的优选实施例的图1和图2的托架,其带有支撑和保持在其上的反射性片状材料。
图4A、图4B和图4C示出了根据本发明的优选实施例的反射器结构,其包括托架和支撑并保持在托架上的片状材料。
图5是图4A的实施例的端视图。
图6是图4和图5的反射器结构的图解表示,展示了吸收器的位置和设置在相邻的反射器片材之间的可变的距离。由所有反射性片材的加成效应逼近的虚拟抛物面以虚线显示。
图7示出了由简单的L形托架和单独的反射器支撑件制成的本发明的优选实施例。
图8示出了图7的实施例,但没有在上面安装托架的安装构件,以更清楚地示出剩余物件。
图9示出了图8的实施例,但没有反射器以更清楚地示出剩余物件。
图10示出了图9的实施例,但没有反射器支撑件,以更清楚地示出托架的简单的L形部分。
图11A示出了本发明的复合反射器的分解的图解视图,其具有延伸反射器片材的整个长度的单个托架。
图11B示出了图11A的组装好的复合反射器。
具体实施方式
在考虑此描述之后,如何在各个备选实施例和备选应用中实施本发明对于本领域技术人员将显而易见。然而,虽然本文将描述本发明的各种实施例,但应当理解,这些实施例仅以举例方式提出,而不进行限制。因此,各种备选实施例的该描述不应理解为限制本发明的范围或广度。此外,优点或其它方面的陈诉适用于具体的示例性实施例,而不一定适用于权利要求书涵盖的所有实施例。
贯穿本说明书的描述和权利要求,词语“包括”及其变体,例如“包含”并非意图排除其它的添加物、部件、整数或步骤。
本说明书通篇对“一个实施例”或“实施例”的引用意味着结合该实施例描述的特定特征、结构或特性被包括在本发明的至少一个实施例中。因此,在本说明书通篇的各个位置中出现的短语“在一个实施例中”或“在实施例中”不一定全部指相同的实施例,但有可能。
诸如“上部”的取向术语旨在参照反射器组件的安装后的取向来理解。因此,术语“上部”通常表示朝向太阳。因此,考虑到太阳在天空中的移动,上表面面对的方向可能在一天中改变取向。
本发明至少部分地基于申请人的以下研究结果:使用根据用途设计的托架支撑并保持在所需曲度的反射性片状材料的使用可用作太阳能收集器的轻便但坚固的部件。通常,在本发明中,使用多个细长的反射器组件,反射器并排设置以提供功能上基本上连续的弯曲表面,该弯曲表面通常在横截面上为基本上抛物线形的。
在第一方面中,本发明提供了一种用于太阳能收集器的反射器组件,该反射器组件包括:
片状反射器,
托架,其被构造成
(i)将反射器保持在预定弯曲,以及
(ii)将反射器附接到安装座。
反射器通常为柔性的,并且因此在与托架组装时弯曲以提供预定弯曲。该弯曲可以通过将反射器的全部或一部分紧固或以其它方式粘附到托架的全部或一部分来保持,这样的手段在下文中更充分地进行讨论。
然而,在其它实施例中,片状材料可以是基本上刚性的材料,并且大体上根据所需弯曲预成形。在这些实施例中,托架用来防止或限制反射器在风、热、冷或其它因素作用下的变形。
本发明显著地偏离了现有技术反射器组件,后者依赖于大面积的框架来支撑一系列重的反射镜以形成所需的弯曲反射器表面。轻便的片状反射器的组合由具有弯曲上表面的托架支撑(并可选地保持)。
反射器将是充分反射的,并且具有充分均匀的表面性质,以便至少反射大部分入射的太阳辐射,从而形成可限定的焦线或可限定的焦点。
如所需要的,反射器可以是一体的,例如高度抛光的金属片材,其中铝是一种示例性材料。在另一个实施例中,反射器为复合材料,其可选地具有作为组分的聚合物材料。合适的聚合物材料包括聚丙烯、聚对苯二甲酸乙二醇酯、尼龙、聚乙烯等。
在一个实施例中,反射器在边缘处和/或在沿着反射器的中点处被加强。在此上下文中,加强的目的是防止或限制反射器的变形。例如,在片状反射器为细长的并且由相隔一距离的两个托架支撑的情况下,弯曲可以在托架之间的区域中改变(或甚至完全变平)。考虑到反射器的聚光作用,这当然会减少入射在吸收器上的太阳辐射的量。加强提高了反射器在一距离上保持限定的弯曲(例如,一段抛物线)的能力。
甚至在反射器固有地能够保持托架之间的轮廓的情况下,该轮廓可以被风力或材料或支撑结构的热膨胀改变。已经发现,边缘加强提供对托架之间的反射器变形的简单且低成本的解决方案。
技术人员完全熟悉用于加强片状材料的多种技术。例如,材料可包括加厚区域(例如肋),以提高对变形的回弹力。在片状反射器为聚合物的情况下,加厚区域可以在浇注过程中形成,以提供一体的经加强的材料。备选地,诸如金属网片或金属肋的加强装置可以浇注在聚合物材料内,以提高对变形的回弹力。作为另一备选方案,细长的U形顶盖可以沿着反射器的相对的边缘装配,该顶盖具有比片状材料更大的对变形的回弹力。
应当理解,任何加强装置都可以设置在反射器的边缘处或周围,和/或在材料的中心区域中。
在其中片状材料包括金属片材或由金属片材组成的实施例中,加强可以通过折叠或辊轧成形过程实现。例如,金属片材可以在片材的中心区域中折叠到自身(以形成变平的S形),以提供由三层金属组成的一体化肋。在另一个实施例中,浅的V形或U形轮廓可以形成为提供加强,并且可选地V形或U形的壁可以压紧在一起。
备选地,金属片材的相对边缘可以向内折叠到片材上以提供两层金属。边缘没必要完全折叠,折叠部形成能够提供一些加强的在约10度和约170度之间的角度。
在一个实施例中,折叠部成一角度形成,以与由托架提供的角度相符。优选地,折叠部的角度大于或等于约90度。参照图4B和图4C,示出了该实施例的高度优选的形式,其中片状材料以大于90度的角度沿着长边缘折叠。
类似的加强效果可以通过将边缘卷成弯曲轮廓来提供。
考虑到提供了未中断的反射表面,不改变片状反射器的反射表面的加强装置是优选的。就这一点而言,边缘加强、使用肋和一体化的增强是特别优选的。
在一个实施例中,片状反射器是结合到反射层的金属片材层。因此,金属片材层提供机械强度以有助于保持所需的弯曲,而反射层用来反射入射的太阳辐射。金属片材层通常是耐腐蚀的,或者固有地或者通过施加诸如锌的涂层。优选地,金属片材层为涂有锌或锌/铝合金的钢。示例性的商业产品为Zincalume™ (Bluescope, Australia)。
反射层优选地为高度反射性膜。这样的膜(本领域已知)具有与传统玻璃反射镜相同或类似的反射性质,但比玻璃显著更轻且更便宜。优选地,反射膜具有至少约70%、80%或90%的半球反射率的太阳能加权平均值。一种特别合适的膜是ReflecTech Mirror Film(Reflec Tech Inc, USA)。该膜为自粘的,半球适于结合到基板金属片材层上。
反射器厚度可以根据所用材料以及支撑托架之间的距离、任何加强装置的存在与否等变化。在反射器由金属片材材料(例如,Zincalume™,该材料在长跨度上相对抗变形)制成的情况下,可以使用至多约0.6mm的厚度。
在使用纯铝材料的情况下,反射器厚度可以在0.3mm至0.5mm的范围内。这类以高度反射性为目的设计的材料由诸如Alanod GmbH & Co. KG (德国)和Almeco S.p.A. (意大利)的公司制造。这些材料具有相对低的抗变形性,并且因此需要将托架相对密集地间隔开和/或显著地加强。
在使用塑料材料的情况下,可能需要大于约0.6mm、或1.0mm、或1.5mm、或2.0mm、或2.5mm、或3mm的厚度来抵抗变形。
构想,在置于张力下时,可以利用薄膜和柔性片材(包括金属箔)来抵抗变形。例如,具有层合在其上的反射材料的聚合物膜可被拉伸横跨两个托架,使得在托架之间的膜被置于张力下。
至少由于成本和实用性的原因,具有边缘加强的高抗拉强度钢片材是优选的。
为了避免遮蔽效应,托架通常设置在反射器下方,使得它邻接反射器的底侧。
反射器可以采取大体上细长的形式,并且可以是基本上矩形的。这样,多个细长的反射器组件可以沿着它们的长边缘邻接以形成基本上连续的反射表面。
托架通常具有使得它支撑反射器的整个长度或宽度的几何形状和尺寸。在反射器为基本上细长的情况下,托架可以延伸整个宽度(即,直接从长边缘至长边缘),从而提供沿着线或带的支撑。
在一个实施例中,反射器接触托架的整个上表面。该实施例为反射器提供了高度的支撑,并且在材料被固定到托架的情况下,材料响应于例如风力而从托架提升的机会减少。因此,托架的上表面在这样的实施例中的弯曲是反射性的反射器材料所需的弯曲。在一个示例性实施例中,托架的上表面的弯曲是抛物线曲线的一段。
优选的是,反射器以某种方式固定到托架的上表面,以便抑制提升,提升可能破坏材料的弯曲。在一个实施例中,使用紧固件作为固定装置。紧固件可以是能够将反射器机械连结到托架的任何类型,但优选地提供对材料从托架提升的显著的抵抗力。诸如螺钉、波普空心铆钉、按扣、开口销等的紧固件均为可构思到不同程度地可操作的。
在一个实施例中,反射器包括紧固件可以插入其中的一个或多个穿孔。
作为紧固件的备选方案,任何合适的装置都可以用来将反射器结合到托架。例如,可以使用粘合剂或塑料焊接。一种特别方便的粘着性部件是由3M (美国)供货的超高结合力(UHB)和甚高结合力(VHB)的双面胶带。这样的胶带通常用于汽车和航空应用中。
在一个实施例中,紧固件包括头部区域,该区域具有足够的尺寸,以便抑制或完全防止紧固件被拉过穿孔并且因此反射器从托架移位。备选地,紧固件的外部边缘可以与反射器中的穿孔的内表面摩擦接合。
类似的布置可以提供用于托架接纳装置,该装置可包括可以将紧固件插入其中的凹部或孔。凹部可具有带凸缘的紧固件进入点,其中紧固件具有能够响应于拉出力而卡住凸缘的末端。
托架可具有在一端相比另一端更大的高度。在这一方面,术语“高度”旨在表示从托架的最近侧下表面到托架的上表面的距离。该布置适合于其中托架的上表面是曲线(特别是抛物线形曲线)的一段的实施例。较高的曲线段的末端可以在具有较大高度的托架端处或朝具有较大高度的托架端设置,较低的曲线的末端在具有较小高度的托架端处或朝具有较小高度的托架端设置。
本发明的反射器组件可包括2个、3个、4个、5个、6个、7个、8个、9个、10个或更多个托架。托架相对于反射性反射器材料大体上均匀地间隔开,以便提供反射器的最一致的支撑或保持。在反射器相对较小的情况下,或者在反射器抗变形的情况下,可以仅需要两个托架(例如,沿着两个相对边缘)。通常更常见的是,反射器为柔性的和细长的,并且需要沿着反射器的长度设置的一系列托架。
在给定的反射器和托架以及受益于本说明书的情况下,技术人员能够沿着反射器以合适的间隔设置托架,以实现所需水平的保持或支撑。
托架可以由任何适当地刚性的材料通过标准技术制成,例如,木材(包括乙酰化的木材,其中Accoya™为一种示例性形式)、金属(例如,浇铸或机加工的铝)、塑料或合成树脂,如本领域所已知的。例如,托架可以通过注塑或其它合适的技术由诸如下列的市售材料制成:热塑性聚氨酯(TPU);离聚物树脂;乙烯-醋酸乙烯(EVA);聚丙烯(PP)、聚对苯二甲酸乙二醇酯(PET)、聚氯乙烯(PVC);丙烯腈丁二烯苯乙烯三元共聚物(ABS);聚碳酸酯和丙烯腈丁二烯苯乙烯共聚物的共混物(PC/ABS)。其它合适的材料和形成方法对于本领域的技术人员将显而易见。
在反射器组件的一些实施例中,使用沿着片状反射器的整个长度延伸的单个细长的托架。通常,托架采取芯结构的形式,片状反射层通过结合固定到该结构上以形成复合结构。
这样形式的反射器可以具有最小的厚度,例如,小于约3、4、5、6、7、8、9或10mm。已经发现,厚度在4至6mm之间的反射器提供足够的变形回弹力,同时保持非常浅的轮廓。应当理解,浅的轮廓能够实现在包装、运输和搬运过程中的效率。
本发明的反射器组件可以组装成反射器结构。通常,反射器组件是基本上细长的并且并排设置。优选的是,部件之间的间距被调适,以便防止或最小化对任何反射的太阳辐射的阻挡。
托架自身可以支撑在简单的平行细长构件上,该构件从中心线向外且在相对的方向上延伸。
反射器结构又可以与其它部件组装,以形成起作用的太阳能热收集器。通常,吸收器(具有技术人员熟知的任何类型)设置在反射结构的反射表面上方合适的位置和距离处,使得反射的太阳辐射入射在吸收器上。在反射器结构被构造成用作槽式反射器并且吸收器为细长的情况下,吸收器设置成使得其中心纵向轴线与反射器结构的焦线重合。
本发明的反射器和反射器组件在现有技术的太阳能热收集器和系统以及这样的应用中可以通过降低总成本、简化运输或简化建造而提供优点。例如,反射器和反射器组件适合建造并入线性菲涅耳反射装置的太阳能收集器系统,特别是在反射装置固定的情况下,例如在公开为WO/2011/130794的国际专利申请PCT/AU2011 /000460中所描述的太阳能系统中。
通常,太阳能收集器具有跟踪装置,其被构造成在白天的时间内将反射器结构的反射表面朝太阳导向。这样的装置可包括马达,其被构造成使槽围绕一轴线旋转。
本发明的套件包括反射器组件,以及诸如吸收器、安装构件、框架部件、紧固件、马达和组装说明书的其它部件。
本发明的优点在于,反射器组件是轻便的,并且能够在“平坦包装”构型下运输。在这方面的一个示例性构型可包括简单的Zincalume片材,其被折叠成“L形”以形成托架。由塑料、金属或乙酰化木材制成的单独的反射器安装构件可以设置在托架的上表面上以支撑反射器。反射器安装构件在上表面上具有所需弯曲,并且下表面被构造成接触托架的上表面。
使用单独的反射器安装构件可以有利于制造,因为所需弯曲可以被简单地模制或以其它方式形成,而不存在与托架有关的任何约束。换句话说,托架可以被简单地形成(例如,由折叠的金属片材形成),而不存在与在上表面上形成所需弯曲有关的任何约束。
具体实施方式
图1示出了本发明的托架,其被构造成支撑并保持抛光的金属反射器(未示出)。考虑侧视图(图1A),其中示出了托架10,其具有上表面12,上表面12提供了在上面设置反射器材料的基本上平坦的表面。虽然从图中不一定明显看出,但上表面12具有作为抛物线的一段的轮廓,其中该段的较陡梯度部分存在于托架的较高端处(托架左侧,如图所示),并且该段的较浅梯度部分存在于托架的较低端处(托架右侧,如图所示)。安装孔14存在于托架的下部区域中,以允许插入安装构件(未示出)。凹部16提供了邻近上表面12的侧开口。开口被构造成允许紧固件侧向地进入凹部。
考虑图1B中所示平面图,可以看到,每个凹部16是具有到托架10的面18的开口的狭槽。
图1C中的剖视图(穿过图1B的线x-x截取)更清楚地示出了凹部16的结构,并且显示了凸缘20,其用来防止拉出设置在其中的紧固件25。紧固件25具有扩张的下部,其插入形成于凸缘20下方的水平狭槽22内。增强元件24横贯托架10的上部区域。托架的下部区域在截面x-x中为基本上实线的。
现在转到图2,绘出了图1所示托架的透视图。该视图更清楚地显示了带狭槽的凹部16,该部件在此优选实施例中数量为3个。
图3A是剖视图,示出了设置在托架10的上表面12上的抛光的铝片材26。抛光的铝片材26由紧固件(在此截面中未示出)保持,紧固件延伸穿过片材26中的穿孔(未示出)。穿过线y-y和z-z的截面分别在图3B和图3C中示出。
在图3D中示出了托架的端视图(从在页面的右手侧的较高端观察的视图)。还示出了安装构件32,托架设置在该构件上并由其支撑。
图4A是太阳能收集器反射器的透视图,该反射器包括多个高度抛光的铝片材28,每个片材28由沿着长度的一系列托架支撑和保持。在图4中,为清楚起见,仅示出单个托架10。
中心安装构件30形成用于反射器旋转的中心轴线。
片材28根据到中心轴线30的距离以增加的角度被支撑。增加的角度由从托架10的高端到低端的较大的总梯度提供。因此,在较靠近中心轴线30处,高端与低端的比率相对较低,而对于远离中心轴线30使用的托架,该比率相对较高。
每个片材28的横截面轮廓是一段抛物线曲线,所有片材28的功能结果是反射性基本上抛物线形的槽。通过此布置,太阳辐射沿着焦线会聚。管状吸收器(未示出)设置成使得会聚的太阳辐射入射在其表面上。反射器结构围绕轴线旋转。
托架10又通过一系列支撑构件32来支撑。拉撑构件34用来提供对整个反射器结构的变形的抵抗力。
图4B更清楚地示出了片材28在托架10上的设置。
图4C示出了从图4B的托架10移除的片材28。在图4C中将更清楚地看出,通过沿着长边缘折叠以形成接近90度的角度,片材28被边缘加强。折叠部形成两个纵向壁29,其大体上向下延伸经过支撑片材的托架的上表面。
图4A的反射器结构的侧视图在图5中示出,该图更清楚地示出了片材28根据到反射器结构的中心轴线30的距离增加的角度。还清楚地示出了托架10在安装构件32上的安装,其中紧固螺钉(未示出)经由安装孔14插入穿过托架并进入构件32中。
图6是图4A和图5的反射器结构的高度图解性的表示,其包括吸收器29的纵向轴线的位置和示例性尺寸。应当指出,在相邻反射器片材28之间的距离根据到中心轴线的距离而增加,这是为了确保片材不阻挡由相邻片材反射的太阳辐射。
参照图7至图10,示出了本发明的更简化的实施例,其中,托架由简单的L形构件10构成,该构件由宽度300mm的0.6mm的Zincalume片材制成。抛物线轮廓通过由塑料(或诸如金属的任何其它合适的材料)制成的一系列成轮廓的反射器支撑件50实现,支撑件50机械地紧固到L形构件10的上表面。反射器支撑件50中的每一个具有对应于在曲线上的该点处的抛物线段的略微不同的曲线轮廓。
主支撑构件32是简单的全长C形截面檩条轮廓,其由容易商购获得的轻便的高抗拉Zincalume制成。檩条是工业标准的,具有已知的性能,并且通过辊轧成形装置在全球范围内生产。檩条的使用使得能够容易且经济地获得构造本发明的材料。
图11示出了反射器组件的优选复合形式的分解图。组件的主要部分是作为托架的中心芯60。芯60为细长的并且延伸反射器组件的整个长度,这不同于其中多个托架沿着反射器长度设置的其它实施例。芯60可以由诸如塑料的不贵且轻便的材料制成。合适的塑料为低密度聚乙烯(polytheylene)。诸如高密度聚乙烯的更刚性的材料可以被使用,并且在一些情况下可以消除对下文讨论的下部支撑层的需求。受益于本说明书的益处,技术人员能够识别用于芯的其它合适的材料。芯可以被模制或挤出或通过技术人员竖直的方法以其它方式形成。
芯60的上表面62具有为基本上抛物线形的曲线的段的弯曲。下表面64为基本上平面的。
结合到芯60的上表面是反射层66。反射层66可以是预成形的,以便互补于芯上表面62。更典型地,反射层为柔性的,并且在施加并结合到芯上表面62时能够适形于芯上表面62的抛物线形弯曲。
反射层66通常为高度反射性的,并且因此提供了镜状表面。在一个实施例中,反射层为结合到芯60的高反射率铝片材。反射层没必要预成形并结合到芯。在一些实施例中,通过将液体、气体、悬浮液或颗粒物直接沉积到芯60上(或芯上的中间层),以便形成基本上连续的反射层而就地形成反射层。诸如喷涂、气相沉积、超音速颗粒沉积等的方法是已知的技术,并且可能应用于本发明的此形式。
结合到下部芯表面64的是支撑层68,其可以是诸如铝或钢的金属片材。该层可以用来限制或防止芯60(和因此反射层66)的变形,这种变形可能由于风力或造成芯材料的膨胀和收缩的极端温度而发生。支撑层可以是平面的(如附图所示)或为了改善性能而包括用于增加变形抵抗力的装置。例如,支撑层60可包括加厚部段(例如,通过对金属辊轧成形而产生的肋)或截面转角。对本文中其它地方的公开内容进行引用以了解用于加强片状材料的装置的更多细节。
在一些实施例中,支撑层68的下面提供了这样的面:复合材料反射器可以在该面上与反射器支撑构件70接合。
应当理解,在本发明的示例性实施例的描述中,本发明的各种特征有时在单个实施例、图或其描述中组合在一起,目的是简化本公开并且帮助理解各种有创新性的方面中的一个或多个。然而,这种公开方法不应解释为体现如下意图:要求保护的发明需要比在每项权利要求中明确叙述的多的特征。相反,如所附权利要求体现的,有创新性的方面在于单个以上公开的实施例的少于全部的特征。
此外,虽然本文所述一些实施例包括一些特征,而不包括在其它实施例中包括的其它特征,但不同实施例的特征的组合意图在本发明的范围内,并且形成不同的实施例,如本领域的技术人员所理解的那样。例如,在所附权利要求中,要求保护的实施例中的任一个都可以任何组合使用。
在本文提供的描述中,阐述了多个具体细节。然而,应当理解,本发明的实施例可以在没有这些具体细节的情况下实施。在其它情况中,未详细示出熟知的方法、结构和技术,以免模糊对本描述的理解。
因此,虽然已经描述了被认为本发明的优选实施例的内容,但本领域的技术人员将认识到,在不脱离本发明的精神的情况下,可以对优选实施例做出其它的和进一步的修改,并且旨在要求保护落入本发明的范围内的所有这样的变化和修改。可以将功能添加到框图或从框图删除,并且可以在功能框之间互换操作。在本发明的范围内,可以将步骤添加到所描述的方法或从该方法删除。
虽然已参照具体示例描述了本发明,但本领域的技术人员应认识到本发明可以许多其它形式具体化。
Claims (24)
1. 一种用于太阳能收集器的反射器组件,所述反射器组件包括:
片状反射器,以及
托架,所述托架被构造成
(i)将所述反射器保持在预定弯曲,以及
(ii)将所述反射器附接到安装座。
2.根据权利要求1所述的反射器组件,其中,所述反射器为细长的,并且两个或更多个托架沿着所述反射器设置。
3.根据权利要求1或权利要求2所述的反射器组件,其中,所述托架包括具有预定弯曲的上面。
4.根据权利要求1至3中的任一项所述的反射器组件,其中,所述预定弯曲是基本上抛物线形曲线的一段。
5.根据权利要求1至4中的任一项所述的反射器组件,其中,所述托架包括构造成接纳紧固件的孔,所述紧固件被构造成将所述反射器紧固到所述托架。
6.根据权利要求1至5中的任一项所述的反射器组件,其中,所述托架为基本上细长的,并且所述托架的一个端部厚于另一个端部。
7.根据权利要求1至6中的任一项所述的反射器组件,包括单个托架,其中,所述托架延伸所述片状反射器的长度的大部分或基本上全部。
8.根据权利要求7所述的反射器组件,其中,所述托架为芯结构,所述片状反射器结合或施加到所述芯结构上以形成复合结构。
9.根据权利要求7或权利要求8所述的反射器组件,包括支撑结构,所述支撑结构结合或施加到所述托架以形成复合结构。
10.根据权利要求1至9中的任一项所述的反射器组件,其中,所述托架由下部基部和上部反射器支撑件构成。
11.根据权利要求10所述的反射器组件,其中,所述下部基部由金属片材制成。
12.根据权利要求10或权利要求11所述的反射器组件,其中,所述上部反射器支撑件的上表面具有预定弯曲。
13.根据权利要求1至12中的任一项所述的反射器组件,其中,所述反射器包括构造成接纳紧固件的孔,所述紧固件被构造成将所述反射器保持在所述托架上。
14.根据权利要求1至13中的任一项所述的反射器组件,其中,所述反射器为加强的。
15.根据权利要求1至14中的任一项所述的反射器组件,其中,所述反射器为金属材料。
16.根据权利要求14或权利要求15所述的反射器组件,其中,所述反射器为边缘加强的。
17.一种包括根据权利要求1至16中的任一项所述的反射器组件和吸收器的太阳能收集器,其中,所述反射器组件被构造成将太阳辐射反射到所述吸收器上。
18.根据权利要求17所述的太阳能收集器,包括一系列反射器组件,每个反射器组件具有一个或多个托架,所述一个或多个托架被构造成保持所述反射器以将弯曲表面呈现给太阳。
19.根据权利要求18所述的太阳能收集器,其中,每个反射器组件被构造成使得所有反射器组件叠加地用来提供基本上抛物线形的反射器。
20.根据权利要求19所述的太阳能收集器,其中,所述吸收器设置成使得基本上所有反射的太阳辐射中的大部分入射在所述吸收器上。
21.一种零件的套件,所述套件包括根据权利要求1至20中的任一项所述的两个或更多个反射器组件或根据权利要求1至20中的任一项所述的反射器组件的任意两个或更多个零件。
22.根据权利要求21所述的套件,包括一个或多个紧固件,所述一个或多个紧固件被构造成将所述反射器紧固到所述托架。
23.根据权利要求21或权利要求22所述的套件,包括吸收器。
24.一种收集太阳能的方法,所述方法包括以下步骤:提供根据17至20中的任一项所述的太阳能收集器;将所述太阳能收集器定向成使得太阳辐射被反射到所述吸收器上。
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