專利名稱：用于太陽能反射器系統(tǒng)的托架和驅(qū)動裝置的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明涉及太陽能反射器系統(tǒng)的托架和驅(qū)動裝置，其用于把入射輻射反射到太陽能采集系統(tǒng)。
背景技術(shù)：
各種太陽能反射器-采集器系統(tǒng)已被開發(fā)來利用太陽能輻射，其入射區(qū)域范圍的大小從5×101平方米(m2)到25×106平方米(m2)。對此可參考1996年3月28日和1997年12月19日公告的澳大利亞專利第694335號和第724486號所披露的采集器系統(tǒng)。
早期已知的最相關(guān)的反射器-采集器系統(tǒng)，包括披露在上述參考專利中的那些系統(tǒng)，采用一定范圍的反射器，該反射器受到驅(qū)動以跟蹤太陽(相對于地球)的運動，并取向為將入射的輻射反射到遠端的、升高的采集器系統(tǒng)。在披露于澳大利亞專利第694335號中的系統(tǒng)的情況下，至少一些反射器安裝和布置成以這樣的方式驅(qū)動，使得它們的取向可以改變，以將反射的輻射的方向從一個采集器系統(tǒng)移動到另一個采集器系統(tǒng)。。
本發(fā)明是基于對這樣一種托架需求的認識而研制出來的該托架適合于用在支撐反射器系統(tǒng)中的反射器部件，同時也提供了便利的來自于驅(qū)動電動機的太陽跟蹤動力的傳輸。

發(fā)明內(nèi)容
概括地定義，本發(fā)明提供用于太陽能反射系統(tǒng)的托架和驅(qū)動裝置，包括a)托架構(gòu)造，具有i)支撐反射器部件的平臺，ii)框架部分，其包括環(huán)形端構(gòu)件，該平臺伸展在其間，和iii)支撐構(gòu)件，其通過該端構(gòu)件支撐該框架部分，并且適合于關(guān)于旋轉(zhuǎn)軸旋轉(zhuǎn)該托架構(gòu)造，該旋轉(zhuǎn)軸與該反射器部件在被平臺支撐時的縱軸基本上重合；和
b)驅(qū)動系統(tǒng)，其結(jié)合電動機將旋轉(zhuǎn)驅(qū)動傳給該托架構(gòu)造。
在本發(fā)明的一個實施例中，托架構(gòu)造可以某種方式由支撐構(gòu)件承載，即其適合于托架構(gòu)造關(guān)于旋轉(zhuǎn)軸的單向旋轉(zhuǎn)，該旋轉(zhuǎn)軸同反射部件的縱軸基本上重合?！盎旧现睾稀币庵冈撔D(zhuǎn)軸定位重合于或接近于反射器部件的縱軸。
依照本發(fā)明的一個實施例，結(jié)合電動機的驅(qū)動系統(tǒng)可以配置將單向旋轉(zhuǎn)驅(qū)動傳給托架構(gòu)造。通過提供這樣的單向驅(qū)動，避免了對于伴隨反沖和其他問題的可逆電動機或旋轉(zhuǎn)機構(gòu)的傳統(tǒng)需求。同時，通過應(yīng)用這樣的驅(qū)動系統(tǒng)，在轉(zhuǎn)動(旋轉(zhuǎn))該托架構(gòu)造每24小時周期轉(zhuǎn)動360度的過程中，該托架構(gòu)造可以被置于一個選定的、反射器部件朝著下方的角度位置，以保護它抵御不良的周圍環(huán)境條件。此外，在每24小時周期內(nèi)的任何時間，托架構(gòu)造帶同反射器部件可以臨時旋轉(zhuǎn)到選定的角度位置，指向脫離潛在的危險天氣條件的方向。
同樣，根據(jù)本發(fā)明的一個實施例，通過托架構(gòu)造的框架部分的僅一個環(huán)形端構(gòu)件，驅(qū)動系統(tǒng)可以將單向驅(qū)動傳到托架構(gòu)造。
根據(jù)本發(fā)明的一個實施例，用于反射器部件的平臺包括可以包括帶有凹槽或波紋的金屬板，該凹槽或波紋形成平臺的加強部件。在這種情形下，反射器部件將被支撐在凹槽或波紋的頂部上。此外，盡管凹槽或波紋可以沿著與該反射器部件的縱軸相交的方向延伸，但是該凹槽或波紋最好是沿著平行于該反射部件的縱軸。
同時，盡管平臺可以形成為平面或平臺形成為凹槽或波紋的頂端位于平面上，但是平臺最好是在垂直于反射器部件縱軸的方向凹型彎曲。
托架構(gòu)造的框架構(gòu)造可以包括具有環(huán)形端構(gòu)件的骨架框架構(gòu)造，環(huán)形端構(gòu)件繞著該托架構(gòu)造的旋轉(zhuǎn)軸伸展，平臺在環(huán)形端構(gòu)件之間延伸。
通過環(huán)形端構(gòu)件支撐托架構(gòu)造的支撐構(gòu)件可包括分隔開的支撐輥。最好是這些輥被設(shè)定大小，或者布置成在相應(yīng)的端構(gòu)件的槽形區(qū)域內(nèi)尋跡。
根據(jù)本發(fā)明的一個實施例，用于驅(qū)動托架構(gòu)造的驅(qū)動系統(tǒng)可以與至少一個環(huán)狀端構(gòu)件連接，它最好是結(jié)合一個扁節(jié)鏈(link chain)，伸展圍繞并固定在端構(gòu)件上，有效地形成齒輪。在后面的實例中，將提供鏈輪(sprocket)嚙合扁節(jié)鏈，并從電動機實施驅(qū)動到端構(gòu)件。通過這種驅(qū)動裝置，可以采用相對較便宜的電動機，配有適當(dāng)大小的托架構(gòu)造的端構(gòu)件，驅(qū)動速度大大減低，而獲得的扭矩傳輸相應(yīng)的增加。
反射器部件可以包括單板玻璃鏡片或反射金屬板，但是理想地其包括多個正方形或矩形玻璃鏡片，這些鏡片邊緣相接地安裝在支撐平臺上。在這種情形下，背面，即鏡片的鍍銀表面通過用硅樹脂或其他適當(dāng)?shù)拿芊鈩┓忾]四周的縫隙和間隔進行保護，以抵御不利的周圍環(huán)境。如上所述，當(dāng)用于反射器部件的平臺被彎曲成凹型，反射器部件將以這樣的方式固定在平臺上，以便凹型傳輸?shù)椒瓷淦鞑考姆瓷浔砻妗?br> 本發(fā)明的托架構(gòu)造和驅(qū)動系統(tǒng)可以實現(xiàn)在各種裝置中，通過舉例的方式，現(xiàn)在對其中之一，參照附圖加以描述。在完整的反射器系統(tǒng)的上下文中描述托架構(gòu)造和驅(qū)動系統(tǒng)。


在附圖中圖1表示帶有托架構(gòu)造的反射器系統(tǒng)的示意圖，該系統(tǒng)旋轉(zhuǎn)到有角度的位置，在該位置反射器部件沿著向上的方向反射；圖2表示同一個反射器系統(tǒng)的示意圖，但是所帶的托架旋轉(zhuǎn)180度暴露在平臺下面，以及反射器部件的骨架框架構(gòu)造；圖3以放大的比例表示端構(gòu)件的局部和反射器系統(tǒng)的驅(qū)動系統(tǒng)；圖4同樣以放大的比例表示端構(gòu)件的局部和用于反射器系統(tǒng)的相應(yīng)固定裝置；具體實施方式
如圖所示，所舉實施例的反射器系統(tǒng)包括托架構(gòu)造10，其安裝有反射器部件11。托架構(gòu)造本身包括由骨架框架構(gòu)造支撐的、長的板狀平臺12。框架構(gòu)造包括2個環(huán)形端構(gòu)件14。
構(gòu)件14關(guān)于旋轉(zhuǎn)軸對中并繞旋轉(zhuǎn)軸延伸，該旋轉(zhuǎn)軸近似地同反射器部件11的中心縱向伸展的軸相重合。該旋轉(zhuǎn)軸不需要精確地同反射器部件的縱軸重合，但是理想地二個軸間至少要相互基本上接近。
依照反射器系統(tǒng)的總尺寸，平臺12大約是12米長，端構(gòu)件14的直徑大約是2米。
平臺12包括波形的金屬板和支撐在波紋頂端的反射部件11。波紋伸展平行于反射部件11的縱軸方向，平臺12由骨架框架構(gòu)造13的六個橫向框架構(gòu)件15支撐。兩個端部的橫向框架15有效地包括環(huán)形端構(gòu)件14的徑向構(gòu)件。
橫向框架構(gòu)件15包括具有矩形空心截面的鋼構(gòu)件，每個構(gòu)件形成了曲線，以便當(dāng)平臺12被固定到框架構(gòu)件15時，平臺在與反射器部件11縱向軸相垂直的方向成為凹型面(如圖1所示)。當(dāng)被固定在平臺12時，相同的凹型傳遞到反射器部件11。
橫向框架構(gòu)件15的半徑的范圍是20到50米，優(yōu)選為大約38米。
托架構(gòu)造10的骨架框架13還包括矩形空心部分的鋼脊骨構(gòu)件16，它同端構(gòu)件14相互連接；用管形鋼支柱17制造的空間框架(space frame)，它每個連接橫向框架構(gòu)件15的對應(yīng)端區(qū)域到該脊骨構(gòu)件16。這個骨架框架的排列與平臺12的波紋構(gòu)造共同提供帶有高扭轉(zhuǎn)剛度的組合托架構(gòu)造10。
環(huán)形端構(gòu)件14用槽鋼制成，因而每個端構(gòu)件帶有U-型圓周部分，如圖4所示，每個構(gòu)件14被支撐以便在安裝裝置上旋轉(zhuǎn)，該安裝裝置包含兩個分隔開的輥18。輥18定位尋跡在各自的端構(gòu)件14的槽形之內(nèi)，輥18提供了托架構(gòu)造10圍繞與反射器部件11的縱軸近似重合的旋轉(zhuǎn)軸的旋轉(zhuǎn)(例如，轉(zhuǎn)動)。
還如圖4所示，位于緊鄰支撐輥18位置的限制輥18a，定位在相關(guān)聯(lián)的端構(gòu)件14內(nèi)，防止反射器系統(tǒng)在不利的天氣條件下提升。
如圖3所示，驅(qū)動系統(tǒng)用于實施單向驅(qū)動托架10，因而，驅(qū)動反射器部件11。驅(qū)動系統(tǒng)包括屏蔽磁極式或其它類似的非可逆電動機19，它的從動軸通過減速齒輪21連接到鏈輪20。鏈輪20嚙合到扁節(jié)鏈22，通過它把傳動力引導(dǎo)到托架構(gòu)造10。
扁節(jié)鏈22伸展圍繞并固定在端構(gòu)造14之一的槽形外壁23的周緣上。即扁節(jié)鏈22有效地附著在端構(gòu)造上構(gòu)成齒輪形式，同鏈輪20嚙合。
由于端構(gòu)造14直徑大約為2.00米量級，而鏈輪20具有節(jié)距圓直徑(pitch circle diameter)0.05米，獲得的減速齒輪和轉(zhuǎn)矩放大約為(40r)∶1，這里“r”是通過在電動機19的輸出齒輪獲得的減速比。
反射部件11通過把5塊玻璃鏡片平接在一起而形成，每塊鏡片大小為1.8米×2.4米。硅樹脂密封劑用來密封鏡片周圍和之間的間隙，使得大氣損害到鏡片鍍銀背面的可能性減到最小，鏡片通過聚氨脂(urethane)黏合劑固定到平臺12的頂部。
鏡片具有0.003米的厚度，這樣，它們可以容易的在原位置彎曲以匹配支撐平臺12的曲率。
取決于需要，上述兩個或多個反射器系統(tǒng)可以線性地設(shè)置成一行，并通過相鄰的環(huán)形端構(gòu)件14逐個連接到一起。以這樣的排列，單驅(qū)動系統(tǒng)可以單向驅(qū)動到一整行的反射器系統(tǒng)。
對于如上通過范例的方式所描述的托架構(gòu)造所做的變化或修改，都不脫離所附權(quán)利要求的范圍。
權(quán)利要求
1.一種用于太陽能反射器系統(tǒng)的托架和驅(qū)動裝置，包括a)托架構(gòu)造，具有i)支撐反射器部件的平臺，ii)框架部分，其包括環(huán)形端構(gòu)件，該平臺伸展在其間，和iii)支撐構(gòu)件，其通過該端構(gòu)件支撐該框架部分，并且適合于關(guān)于旋轉(zhuǎn)軸旋轉(zhuǎn)該托架構(gòu)造，該旋轉(zhuǎn)軸與該反射器部件在被平臺支撐時的縱軸基本上重合；和b)驅(qū)動系統(tǒng)，其結(jié)合電動機將旋轉(zhuǎn)驅(qū)動傳給該托架構(gòu)造。
2.如權(quán)利要求1所述的托架和驅(qū)動裝置，其中該驅(qū)動系統(tǒng)設(shè)置成通過該端構(gòu)件之一將單向旋轉(zhuǎn)驅(qū)動傳給托架構(gòu)造。
3.如權(quán)利要求2所述的托架和驅(qū)動裝置，其中該驅(qū)動系統(tǒng)包括a)扁節(jié)鏈，伸展圍繞并固定到端構(gòu)件上，以有效地形成一個齒輪；和b)鏈輪，其從該電動機向該扁節(jié)鏈傳輸動力；
4.如權(quán)利要求1到3中任一項所述的托架和驅(qū)動裝置，其中該平臺包括形成有波紋形式的加強部件的板狀平臺，并且在該波紋的該頂端支撐該反射器部件。
5.如權(quán)利要求1到3中任一項所述的托架和驅(qū)動裝置，其中該平臺包括形成有凹槽形式的加強部件的板狀平臺，并且在該凹槽的該頂端支撐該反射器部件。
6.如權(quán)利要求4或5所述的托架和驅(qū)動裝置，其中該加強部件沿著平行于該反射器部件的該縱軸方向延伸。
7.如前述任一項權(quán)利要求所述的托架和驅(qū)動裝置，其中該平臺以垂直于該反射器部件的該縱軸的方向彎曲成凹型。
8.如權(quán)利要求7所述的托架和驅(qū)動裝置，其中該平臺彎曲的曲率半徑在20至50米的范圍內(nèi)。
9.如權(quán)利要求7或8所述的托架和驅(qū)動裝置，其中該反射器部件以這樣的方式固定在該平臺上，以便該平臺的該彎曲傳給該反射器部件。
10.如前述任一項權(quán)利要求所述的托架和驅(qū)動裝置，其中該反射器部件包括板狀玻璃鏡。
11.如權(quán)利要求1到9中任一項所述的托架和驅(qū)動裝置，其中該反射器部件包括多個邊緣相接的玻璃鏡。
12.如權(quán)利要求9到11中任一項所述的托架和驅(qū)動裝置，其中該反射部件粘結(jié)到該平臺上。
13.如權(quán)利要求1到12中任一項所述的托架和驅(qū)動裝置，其中每個該環(huán)形端構(gòu)件具有槽形截面的圓周部分和徑向延伸構(gòu)件，該徑向延伸構(gòu)件由該平臺的橫向框架構(gòu)件組成。
14.如權(quán)利要求13所述的托架和驅(qū)動裝置，其中該支撐構(gòu)件包括分隔開的支撐輥，其尋跡在相關(guān)聯(lián)的該端構(gòu)件的該圓周部分之內(nèi)。
15.托架和驅(qū)動裝置，基本上如附圖所示，并且基本上如參照其附圖所作的上述描述。
全文摘要
本發(fā)明揭示了用于太陽能反射系統(tǒng)的托架和驅(qū)動裝置。該裝置包括a)托架構(gòu)造(10)，其具有支撐反射部件(11)的平臺(12)；框架部分(13)，其包括環(huán)形端構(gòu)件(14)，平臺在其間伸展，和支撐構(gòu)件(18)，其通過端構(gòu)件支撐框架部分，并且關(guān)于旋轉(zhuǎn)軸調(diào)節(jié)旋轉(zhuǎn)托架構(gòu)造，旋轉(zhuǎn)軸與平臺支撐的反射器部件的縱軸基本上重合；和b)驅(qū)動系統(tǒng)，其結(jié)合電動機通過環(huán)形端構(gòu)件(14)單向旋轉(zhuǎn)驅(qū)動托架構(gòu)造。
文檔編號F24J2/54GK1813159SQ200480018459
公開日2006年8月2日 申請日期2004年7月1日 優(yōu)先權(quán)日2003年7月1日
發(fā)明者彼得·萊利弗 申請人:索拉爾熱力及電力有限公司