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在太阳能热应用中使用的具有可滑动拆卸的反射面板的太阳能收集器

摘要

在本说明书中提供了具有反射板的太阳能收集器,所述反射板可滑动插入和/或可滑动拆卸,用于快速安装、构造、拆卸、维修和/或更换。还提供具有受到张力的反射板的太阳能收集器。进一步提供用于构造太阳能收集器的方法。另一方面,在本说明书中提供用于引导和/或止动可滑动拆卸的反射板以及将所述反射板保持为限定形状的导轨。

著录项

法律信息

  • 法律状态公告日

    法律状态信息

    法律状态

  • 2015-11-25

    授权

    授权

  • 2011-07-20

    实质审查的生效 IPC(主分类):F24J2/10 申请日:20090708

    实质审查的生效

  • 2011-06-08

    公开

    公开

说明书

相关申请的互相参引

本申请要求于2008年7月9日提交的第61/079,394号美国临时专利申请的利益和优先权,所述美国临时专利申请特此以引用的方式全文纳入。

发明背景

本发明属于太阳能热电力生产领域。本发明总体涉及太阳能槽(trough)及其部件,用于收集、聚集太阳能以及太阳能转换成热或者电。

当前,太阳能发电占全球总电力供应的一小部分;然而,在世界范围使用太阳能聚集技术发电存在巨大的潜力。太阳能热发电比使用光伏技术的太阳能发电具有优势,包括免去了对用于光伏电池的生产的大量晶体硅的需要。

一种用于太阳能发电的技术利用反射槽阵列,用于通过反射将入射的太阳辐射聚集在接收器上,所述接收器能够高效地将所述太阳辐射转换为用于随后应用——例如发电——的热。具有抛物线横截面的线性槽在太阳能槽的优选形状中,并且存在多种槽的设计。

例如,第4,596,238号美国专利公开了一种具有带有反射面的大体矩形的柔性板的太阳能槽。所述板通过一对同样的成形构件被成型为聚集形状,所述成形构件被定位在所述柔性板的平行边缘处且包括定位在所述成形构件之间的张力装置。

第4,611,575号美国专利也公开了一种太阳能槽,其利用抛物线棱和横向构件来形成刚性结构,以及利用由钢形成的反射板,所述反射板上粘性地结合有反射膜。所述反射板通过附接至接合构件而被成型为抛物线形状,所述接合构件被附接至抛物线棱。

第5,964,216号美国专利公开了槽型抛物线聚光器,其利用被弯成槽形状的反射片以及由多个木制框架制成的支撑结构。所述木制框架使用螺钉被接合在一起以形成单一的抛物线段,并且导轨被附接至两个相邻的抛物线段,以迫使所述反射片具有抛物线形状。所述反射片通过布置在段的外部末端的木制或金属止动器而被固定以防止滑动。

第4,372,027号美国专利公开了一种具有附接至抛物线弓的反射板的单壳式抛物线槽型太阳能聚光器。还公开了一种辊轧成型方法,用于将反射层压板附接至所述单壳式槽的板的表面。

上面描述的太阳能槽的一个缺点是,所述反射板总体上被永久地附接至所述支撑和/或成形结构。为了维修或者更换这些反射板,所述槽结构必须经受大量的拆卸,从而增加了维修和组装的时间和成本。

发明内容

这里提供了太阳能聚光器,其具有可滑动插入和/或可滑动拆卸的反射板,用于快速安装、构造、拆卸、维修和/或更换。还提供了太阳能聚光器,其具有受到张力的反射板。这里进一步提供用于构造太阳能收集器的方法。另一方面,这里提供用于引导和/或止动可滑动拆卸的反射板的导轨。

第一方面,这里提供一种用于引导和止动可滑动拆卸的反射板的导轨。该方面的导轨包括轨体,该轨体具有纵向轴线以及一个或多个纵向通道,所述纵向通道的大小和形状被设置为用于引导和止动一个或多个可滑动拆卸的反射板的纵向边缘。在一特定实施方案中,导轨包括轨体,该轨体具有纵向轴线以及一个或多个纵向通道,所述纵向通道的大小和形状被设置为用于引导和止动一个或多个可滑动拆卸的反射板的纵向钩形边缘或纵向摺起(hemmed)边缘。在一个实施方案中,导轨包括轨体,该轨体具有纵向轴线以及一个或多个具有止动形状的纵向通道。在一特定实施方案中,用于引导和止动一个或多个可滑动拆卸的反射板的纵向边缘的所述纵向通道包括外部通道部分和比所述外部通道部分更宽的内部通道部分。

具有止动形状或所述内部和外部部分的纵向通道是有用的,例如用于引导和止动一个或多个可滑动拆卸的反射板的纵向钩形边缘或摺起边缘。在特定实施方案中,所述通道的内部部分具有从约0.080”至约0.250”中选定的深度,或者更优选地从约0.090”至约0.175”中选定的深度,或者甚至更优选地从约0.100”至约0.125”中选定的深度。在特定实施方案中,所述通道的内部部分具有从约0.270”至约1.000”中选定的宽度,或者更优选地从约0.500”至约0.800”中选定的宽度,或者甚至更优选地从约0.650”至约0.700”中选定的宽度。在特定实施方案中,所述通道的外部部分具有从约0.050”至约0.125”中选定的深度,更优选地从约0.068”至约0.110”中选定的深度,或者甚至更优选地从约0.085”至约0.100”中选定的深度。在特定实施方案中,所述通道的外部部分具有从约0.040”至约0.250”中选定的宽度,更优选地从约0.100”至约0.225”中选定的宽度,或者甚至更优选地从约0.150”至约0.215”中选定的宽度。

在一个实施方案中,导轨包括具有上表面和下表面的轨体,并且进一步包括被定位在所述上表面上以用于止动可滑动拆卸的反射板的一对纵向突出部。在另一实施方案中,导轨包括纵向通道,该纵向通道的大小和形状被设置为用于附接至支撑棱。在一特定实施方案中,所述支撑棱具有抛物线或基本上抛物线形的纵向形状,并且使得所述导轨采用抛物线或基本上抛物线形的纵向形状,在特定实施方案中,支撑棱具有从0.040”至0.400”中选定的厚度,或者更优选地从0.060”至0.350”中选定的厚度,或者甚至更优选地从0.120”至0.300”中选定的厚度。在一特定实施方案中,所述方面的导轨具有纵向通道,所述纵向通道的大小和形状被设置为用于附接至被定位在具有上表面和下表面的导轨的下表面上的支撑棱。

在一个实施方案中,所述导轨包括通过挤压而形成的单件材料,例如钢、铝或塑料。在另一实施方案中,导轨具有包括一个或多个件(例如顶部件和底部件)的轨体。例如当不可能通过挤压在单件中形成具有期望横截面形状的导轨时,由多个件形成的导轨是有用的。在一特定实施方案中,所述顶部件和底部件分别地限定用于引导和/或止动一个或多个可滑动拆卸的反射板的纵向边缘的所述一个或多个纵向通道的顶部表面和底部表面。

在一个实施方案中,导轨包括主体和联锁件。所述主体包括纵向通道,所述联锁件用于将一个或多个可滑动拆卸的反射板止动在所述通道中。在一个示例性实施方案中,机械机构被可选地用于插入所述联锁件。所述实施方案的优点是在所述可滑动拆卸的反射板上不需要边缘加工。

在一个实施方案中,导轨包括用于固定可滑动拆卸的反射板的一个或多个止动装置。例如,有用的止动装置包括:止动销和用于在其中插入的配合孔或者横向定位至所述导轨的轨构件。在一特定实施方案中,横向轨构件例如通过夹紧机构被附接至可滑动拆卸的反射板的横向边缘。横向轨构件还可被用于通过在一个或多个点处的横向轨附接至导轨和/或支撑棱,将所述可滑动拆卸的反射板固定就位。

另一方面,所述导轨可被用于形成一组件,所述组件包括:导轨;以及,可滑动拆卸的反射板,其具有止动在所述导轨的纵向通道中的纵向边缘。在一特定实施方案中,所述可滑动拆卸的反射板包括材料(例如金属,并且优选地为铝或钢)板。本发明的各种实施方案可用的可滑动拆卸的反射板具有一个或多个反射面,例如能够反射大部分所述入射光的表面。在一个实施方案中,有用的反射面能够承受长期暴露在元件下。在一个实施方案中,可滑动拆卸的反射板包括反射膜,例如ReflecTechTM镀银膜,或者抛光或阳极氧化的金属表面。在特定实施方案中,可滑动拆卸的反射板具有从约0.020”至约0.080”中选定的厚度,或者更优选地从约0.025”至约0.065”中选定的厚度,或者甚至更优选地从约0.030”至约0.055”中选定的厚度。在一特定实施方案中,可滑动拆卸的反射板包括粘性地附接至材料板的反射膜。

在一个实施方案中,反射组件包括:导轨;以及,第一可滑动拆卸的反射板,其具有定位在所述导轨的一个或多个纵向通道中并且大体定位在所述导轨的上表面上方的两个纵向边缘。在一特定实施方案中,所述第一可滑动拆卸的反射板进一步允许所述导轨的通道包括止动形状。在一特定实施方案中,反射组件进一步包括定位在所述导轨的通道中的一个或多个附加的可滑动拆卸的反射板,其中所述一个或多个附加的可滑动拆卸的反射板被所述第一可滑动拆卸的反射板所止动。在一替代实施方案中,所述第一可滑动拆卸的反射板被定位在所述导轨的上表面上方的一个或多个夹子所替代,以允许所述导轨的通道连同所述一个或多个夹子包括一个止动形状。

另一方面,本发明提供太阳能收集器的反射组件,其包括:一对支撑棱;一对导轨,每个支撑棱上安装一个导轨,用于引导一个或多个可滑动拆卸的反射板的纵向边缘;以及一个或多个可滑动拆卸的反射板,其具有安装在该对导轨的纵向通道内的纵向边缘。一特定的反射组件实施方案进一步包括一个或多个附加的支撑棱、导轨和可滑动拆卸的反射板。所述反射组件是有用的,例如因为它可具有更长的横向长度。

在一个实施方案中,所述反射组件的导轨的形状被设置为限定所述一个或多个可滑动拆卸的反射板的光学表面,例如将大部分的入射光反射至太阳能接收器的光学表面。在一个实施方案中,有用的导轨形状是线性形状,从而限定平面的光学表面。在另一实施方案中,有用的导轨形状是基本上抛物线形状,从而限定槽形的光学表面。在一特定实施方案中,所述支撑棱可跨越所述导轨的整个长度。在一个实施方案中,所述支撑棱包括共同跨越所述导轨的整个长度的多个件。在一个实施方案中,所述一个或多个反射板的纵向边缘是纵向摺起边缘。在另一实施方案中,一个或多个反射板的纵向边缘是纵向钩形边缘。

在一些实施方案中,所述可滑动拆卸的反射板的纵向钩形边缘和/或摺起边缘由辊轧成型工艺制作。于2009年1月14日提交的第61/144,703号美国临时专利申请描述了通过辊轧成型生产纵向钩形边缘和纵向摺起边缘的方法,所述临时专利申请的全部内容在此以引用的方式纳入。

一方面,所述反射组件的一个或多个可滑动拆卸的反射板中的至少一个受到张力,例如通过由所述导轨施加张力。在该方面的一特定实施方案中,该方面的反射组件进一步包括一个或多个弹簧,所述一个或多个弹簧被附接至所述对支撑棱的至少一个,用于使所述一个或多个可滑动拆卸的反射板受到张力。在特定实施方案中,所述反射组件进一步包括一个或多个柔性部(compliant feature),例如用于将张力施加至所述一个或多个可滑动拆卸的反射板。在一相关的实施方案中,所述一个或多个可滑动拆卸的反射板包括一个或多个柔性部。在另一实施方案中,所述对支撑棱之间的距离未固定且是可调节的。这是有用的,因为,例如,可通过增加支撑每一可滑动拆卸的反射板的这对支撑棱之间的距离来使所述一个或多个可滑动拆卸的反射板受到张力。

在一个实施方案中,反射组件进一步包括安装在这对支撑棱之间的横向轨组件,用于附接至、支撑或者止动所述一个或多个可滑动拆卸的反射板的一个或多个横向边缘,例如通过夹紧机构。在一特定实施方案中,所述横向轨构件具有一个或多个横向通道,用于止动一个或多个所述可滑动拆卸的反射板的一个或多个横向边缘。横向轨构件包括:包含单一轨构件的实施方案;以及,包含两个相邻轨构件的实施方案,所述两个相邻轨构件例如通过联锁部、螺母和螺栓、螺钉、夹具、夹子或本领域内已知的其他附接装置被紧固在一起。

在一个实施方案中,所述横向轨构件被定位,以在所述反射组件的边沿(rim)处附接至、支撑或者止动一个或多个可滑动拆卸的反射板的一个或多个横向边缘。在另一实施方案中,所述横向轨构件被定位,以在所述反射组件的纵向内部位置处附接至、支撑或者止动一个或多个可滑动拆卸的反射板的一个或多个横向边缘。在另一实施方案中,所述横向轨构件延伸超出该对支撑棱和/或该对导轨,以附接至、支撑或者止动相邻的反射组件的一个或多个可滑动拆卸的反射板的一个或多个横向边缘。

在一个实施方案中,所述横向轨构件包括:第一部分,其被定位在所述一个或多个可滑动拆卸的反射板的第一表面上;以及,一个或多个第二部分,每个第二部分都被定位在所述一个或多个可滑动拆卸的反射板的第二表面(与所述第一表面相对)上在一对支撑棱之间。在一特定实施方案中,所述横向轨构件的第一部分通过一个或多个附接装置延伸跨越和/或附接至一个或多个导轨。有用的附接装置包括:螺栓、螺钉、夹具或本领域内已知的其他附接方法。在一特定实施例中,T型螺栓或其他螺栓被插入一个或多个导轨的纵向通道,用于将所述横向轨的第一和/或第二部分附接至一个或多个导轨。在替代实施方案中,其他附接装置被用于代替所述T型螺栓。与其他横向轨构件实施方案相比,将所述横向轨构件附接至所述导轨可使得所述可滑动拆卸的反射板的光学表面具有更少的变形。

对于一些实施方案,所述横向轨的第一和第二部分通过夹紧机构来止动所述一个或多个可滑动拆卸的反射板的一个或多个横向边缘。例如,所述横向轨构件可进一步包括一个或多个夹子,用于将所述横向轨的第一和第二部分夹紧在所述一个或多个可滑动拆卸的反射板的一个或多个横向边缘上。在一特定实施方案中,所述横向轨构件包括用于附接所述夹子的凹槽。在另一实施方案中,螺钉紧固件或者螺栓和螺母可被用于将所述横向轨的第一和第二部分夹紧在所述一个或多个可滑动拆卸的反射板的一个或多个横向边缘上。

所述横向轨构件还可包括一个或多个自定位部,用于正确地将所述横向轨构件与所述导轨、支撑棱、可滑动拆卸的反射板或所述反射组件的其他部分对齐。在一个特定实施方案中,自定位部在将横向轨构件的第一和第二部分彼此对齐时是有用的。

在另一方面,这里提供了一种反射槽,其包括:支撑结构;多个支撑棱,其被安装在所述支撑结构上;多个导轨,在每一支撑棱上至少安装一个导轨;以及,多个可滑动拆卸的反射板,其具有被安装在所述导轨的通道内的纵向边缘。在所述方面的一个优选实施方案中,所述反射槽是抛物线形的槽。

在一个实施方案中,所述支撑结构、多个支撑棱以及多个导轨的形状被设置为向所述可滑动拆卸的反射板提供一具有槽形状的光学表面。在一个实施方案中,所述光学表面将大部分的入射光反射至太阳能接收器。在一特定实施方案中,所述支撑结构包括空间框架。在一特定实施方案中,所述支撑棱以规则的间隔被安装在所述支撑结构上。在另一实施方案中,所述支撑棱以多种间隔被安装在所述支撑结构上。

在一个实施方案中,所述支撑棱和/或导轨限定所述多个可滑动拆卸的反射板的光学表面,例如每个都将大部分的入射光反射至太阳能接收器的光学表面。在所述方面的一个实施方案中,反射槽进一步包括被安装在基本上最佳能量捕获点处用于吸收大部分入射光的太阳能接收器。在一特定实施方案中,太阳能接收器沿着所述反射槽的横向焦点线或者基本上最佳的能量捕获线安装。

在一个实施方案中,横向轨构件与反射组件和槽一起使用,例如用于附接至、支撑或者止动可滑动拆卸的反射板的横向边缘。在一个实施方案中,横向轨构件用于沿着所述横向方向来增加所述可滑动拆卸的反射板的硬度,例如有助于限定所述可滑动拆卸的反射板的光学表面和/或有助于反射组件或反射槽的组装。

在一个实施方案中,所述横向轨构件包括一个或多个横向通道。在一个实施方案中,横向轨构件附接至、支撑或止动单个可滑动拆卸的反射板的横向边缘。在另一实施方案中,横向轨构件延伸跨越至少三个支撑棱,用于附接至、支撑或止动至少两个可滑动拆卸的反射板的横向边缘。横向轨构件可被定位在所述反射槽的边沿处或者所述反射槽的内部位置。

如同上面描述的反射组件,一些反射槽实施方案可进一步包括一个或多个柔性部。在一个实施方案中,所述一个或多个柔性部沿横向方向施加张力至多个可滑动拆卸的反射板的至少一个。在一个实施方案中,所述支撑结构提供所述柔性部。在另一实施方案中,所述柔性部通过所述可滑动拆卸的反射板中的至少一个来提供。所述反射槽还可包括一个或多个压缩和/或拉伸弹簧,用于沿着横向方向将张力施加至所述多个可滑动拆卸的反射板中的至少一个。除了一个或多个弹簧以外,所述方面的反射槽可进一步包括穿过所述一个或多个弹簧中的至少一个的中心的一个或多个螺栓或螺纹杆。

反射槽实施方案还可进一步包括用于在横向方向上平移所述多个支撑棱中的至少一个的装置。例如,所述反射槽可包括一个或多个棱平移轨。通过增加所述支撑每一可滑动拆卸的反射板的支撑棱之间的距离,张力可被施加至所述可滑动拆卸的反射板中的一个或多个。

另一方面,本发明提供一种用于构造反射太阳能组件的一种方法。所述方面的一种方法包括如下步骤:将一个或多个导轨附接至一个或多个支撑棱;以及,将一个或多个可滑动拆卸的反射板的相对纵向边缘滑动进入到附接至横向相邻棱的所述导轨的纵向通道中。在所述方面的一特定方法中,将横向轨构件附接至所述可滑动拆卸的反射板的横向边缘,然后将所述可滑动拆卸的反射板的纵向边缘滑动进入到所述导轨的纵向通道。根据一些实施方案,首先将横向轨构件附接至所述反射板便于进入所述纵向通道的安装并且阻止所述反射板松垂或弯曲。在另一实施方案中,通过使用在最终的横向轨构件被安装前被移除的临时横向支撑件,安装所述反射板,然后附接所述横向轨构件。

为了使所述可滑动拆卸的反射板中的至少一个沿横向方向受到张力,该方面的方法进一步包括增加相邻棱之间的横向间距的步骤。在所述方面的一特定方法中,所述支撑棱首先被附接至一支撑结构。在该方面的方法中,增加横向相邻棱之间的横向间距有助于将所述一个或多个可滑动拆卸的反射板中的至少一个更牢固地放置在所述导轨上。

为了使所述可滑动拆卸的反射板中的至少一个沿纵向方向受到张力,在一个实施方案中,所述支撑结构包括一个或多个柔性部。在一个实施方案中,所述支撑结构包括一个或多个弹簧和/或挠性部分,用于将张力施加至至少一个可滑动拆卸的反射板。在一个实施方案中,所述支撑结构包括用于在横向方向上平移所述多个支撑棱中的至少一个的装置,例如一个或多个棱平移轨。

不希望被任何具体理论所约束,这里可进行有关本发明的基础原则的看法或理解的讨论。应意识到,不考虑对任何机械解释或假设的最终修正,本发明的一个实施方案可以是有效的和有用的。对本领域普通技术人员将明显的是,附图可能未按比例绘制,以更好地解释本发明的某些方面。

附图说明

图1A示出了沿纵向方向观察的第一示例性导轨的横截面。

图1B示出了所述第一示例性导轨的横截面,所述可滑动拆卸的反射板具有止动在纵向通道中的钩形边缘,以及支撑棱安装在第二纵向通道中。

图2A示出了沿纵向方向观察的第二示例性导轨的横截面。

图2B示出了所述第二示例性导轨的横截面,一对可滑动拆卸的反射板具有止动在纵向通道中的钩形边缘,以及支撑棱安装在第二纵向通道中。

图3A示出了沿纵向方向观察的第三示例性导轨的横截面。

图3B示出了所述第三示例性导轨的横截面,可滑动拆卸的反射板具有止动在纵向通道中的摺起边缘,以及支撑棱安装在第二纵向通道中。

图4A示出了沿纵向方向观察的第四示例性导轨的横截面。

图4B示出了所述第四示例性导轨的横截面,一对可滑动拆卸的反射板具有止动在第一和第二纵向通道中的摺起边缘,以及支撑棱安装在第三纵向通道中。

图5A和图5B示出了用于止动可滑动拆卸的反射板的纵向边缘的替代性纵向通道的止动形状的实施方案。

图6A示出了沿纵向方向观察的第五示例性导轨的横截面,该导轨包括顶部部分和底部部分。

图6B示出了所述第五示例性导轨的横截面,一对可滑动拆卸的反射板具有止动在第一和第二纵向通道中的摺起边缘,以及支撑棱安装在第三纵向通道中。

图7A示出了沿纵向方向观察的第六示例性导轨的横截面,所述导轨具有一对纵向突出部(tab),用于引导和止动纵向的反射带(strip)。

图7B示出了所述第六示例性导轨的横截面,一对可滑动拆卸的反射板具有被止动在第一和第二纵向通道中的摺起边缘,支撑棱安装在第三纵向通道中,以及反射带被所述纵向突出部止动。

图8A示出了沿纵向方向观察的第七示例性导轨的横截面,所述导轨具有一对纵向突出部,用于引导和止动纵向的反射带。

图8B示出了所述第七示例性导轨的横截面,一对可滑动拆卸的反射板具有位于第一和第二纵向通道中的纵向边缘,支撑棱安装在第三纵向通道中,以及反射带被所述纵向突出部止动。

图9A、图9B和图9C示出了由单件材料形成的支撑棱和导轨的实施方案。

图10示出了示例性反射组件实施方案的横截面。

图11A示出了示例性导轨的横截面,可滑动拆卸的反射板的纵向边缘被止动在纵向通道中。所述反射板通过压入所述纵向通道的纵向联锁构件被固定就位。

图11B示出了示例性导轨的横截面,可滑动拆卸的反射板的纵向边缘被止动在纵向通道中。所述反射板通过压入所述纵向通道的纵向联锁构件被固定就位。图11B中的所述纵向联锁构件具有锁眼形状,而非图11A中示出的圆形。

图11C示出了用于将所述纵向联锁构件压入图11A和图11B的导轨的纵向通道的一种机构和装置。

图12A示出了沿纵向方向观察的太阳能收集器的反射组件实施方案的横截面视图。

图12B示出了太阳能收集器的反射组件实施方案的立体图。

图12C示出了太阳能收集器的反射组件实施方案的立体图,且述可滑动拆卸的反射板从所述导轨局部拆卸。

图13A示出了具有三个可滑动拆卸的反射板的太阳收集器的反射组件的前立体图。

图13B示出了具有三个可滑动拆卸的反射板的太阳能收集器的反射组件的后立体图。

图14示出了沿横向方向观察的反射槽的横截面,且示出了入射光最佳地聚焦在太阳能接收器上。

图15示出了反射组件的立体图,该反射组件包括被定位用于吸收大部分所述入射光的太阳能接收器;图15中的嵌入图进一步示出了被止动在所述导轨的通道中的示例性可滑动拆卸的反射板的纵向边缘的放大图。

图16示出了包括横向轨构件的反射组件的立体图。

图17A、图17B和图167示出了示例性横向轨构件的横截面视图或者立体图。图17D示出了在反射组件中安装就位的所述横向轨构件。

图18A、图18B和图18C示出了止动构件的截面图或立体图。

图19A和图19B分别示出了示例性横向轨构件的横截面视图和立体图。

图20A和图20B示出了其他的横向轨实施方案的横截面。

图21A和图21B示出了两个替代的横向轨构件实施方案的横截面。

图21C、图21D、图21E和图21F示出了横向轨构件实施方案在反射组件中安装就位的各种截面图。

图21G示出了横向轨构件实施方案在反射组件中安装就位的立体图。

图22A示出了包括多个部分的示例性支撑棱的横截面。

图22B示出了示例性反射组件的横截面视图,所述示例性反射组件具有受到张力的两个可滑动拆卸的反射板,并且包括具有多个部分的支撑棱。

图23A和图23B示出了两个示例性棱平移轨实施方案。

图24示出了示例性反射组件的横截面视图,所述反射组件包括具有多个部分的支撑棱以及棱平移轨。

具体实施方式

总体来说,这里使用的术语和措辞具有它们本领域认可的意义,其可通过参考本领域普通技术人员公知的标准文本、参引文献和上下文来发现。提供下列定义来阐明它们在本发明背景下的特定用途。

“导轨”、“轨体”和“导轨主体”可替换地指的是具有通道(在此也称作轨道、凹槽或缝)的轨结构,所述通道沿着所述轨结构延伸,用于引导、导向、止动、附接、锁定板或者面板和/或使板或者面板成形。在一些实施方案中,导轨是被附接至另一结构(例如棱或者其他支撑结构)的单独构件。在另一些实施方案中,导轨可指的是一种物体,该物体具有包含在其内的通道,例如在支撑棱或支撑结构中切入或者形成的通道。

“纵向”、“纵向方向”或“纵向轴线”指的是平行于导轨(例如反射组件或者反射槽的导轨)的长轴线的方向或者轴线。所述纵向轴线可包括所述轴线是线性的或者非线性的(例如抛物线或者半圆形)实施方案。例如,抛物线或者其他曲线形的导轨的纵向轴线应理解为以连续的相切方式沿着所述导轨延伸。板或者面板的纵向轴线应理解为与附接至、支撑、止动、引导或者导向所述板或者面板的任何导轨或者支撑棱的纵向轴线相平行的所述板或者面板的轴线。

“横向”、“横向方向”或“横向轴线”指的是垂直于导轨的纵向轴线的方向或者轴线。在一些实施方案中,横向轴线是沿着反射槽的边沿延伸的轴线,或者沿着抛物线槽的太阳能接收器的长度延伸的轴线。

“通道”指的是物体或者主体的凹陷区域。通道可具有一个或多个深度、一个或多个宽度和/或一个或多个长度。通道还指的是被称作轨道、凹槽和/或缝的特征。在一个实施方案中,纵向通道指的是具有纵向尺寸的物体的凹陷区域。在一个实施方案中,通过从物体的主体中移除材料来在物体中形成通道。在另一实施方案中,在物体的构造或者成型期间,例如通过模塑或者挤压,通道在物体中形成。在另一实施方案中,在物体的构造或成型以后,例如通过冲压或者机械加工,通道在物体中形成。

“可滑动插入”或者“可滑动拆卸”指的是物体的一种能力,即,所述物体非永久地固定至另一结构,通过所述物体和结构的相对平移以滑动方式被轻易地安装或者从所述结构的止动、支撑或者附接位置拆卸。

“反射板”指的是具有用于将入射光反射的高反射性表面的板、面板或者膜。在一个实施方案中,反射板包括薄的材料板,例如金属(优选地为铝或钢)板,在该材料板上具有对供太阳能收集器使用时可接受的反射率的反射膜(例如,ReflecTechTM镀银膜)。在一个实施方案中,反射板包括具有抛光或阳极氧化表面的金属板。在一个实施方案中,反射板包括反射膜。

“支撑棱”指的是坚硬的纵向构件,其沿着纵向方向支撑另一物体并且能够将所述物体的重量传递至地面或者其他支撑结构。在一些实施方案中,支撑棱具有精确成形的尺寸,例如线性或者抛物线表面,所述精确成形的尺寸可用于限定或促成附加至所述支撑棱或者由所述支撑棱支撑的另一物体的形状。在一个实施方案中,多个支撑棱被用于支撑跨越多个支撑棱而安置的材料板的重量。支撑棱还可施加张力至由多个支撑棱支撑的结构。支撑棱还可用于将环境力(例如,由所述支撑棱支撑的材料板上的风或者雪载荷而产生的力)传递至地或支撑结构。

“支撑结构”或者“支撑件结构”指的是坚固的设备,其用于支撑另一物体,将所述物体的重量传递至地,和/或保持或者控制所述物体的位置。在一个实施方案中,支撑结构由多个坚固构件组成。在一个实施方案中,支撑结构被用于大体上限定由所述支撑结构支撑的物体的形状。

“止动形状”指的是导轨的纵向通道的形状,该纵向通道用于止动可滑动拆卸的反射板的纵向边缘,以使所述可滑动拆卸除的反射板不能通过平移或一连串平移而从所述纵向通道拆卸或脱离,除非通过大体上沿着所述纵向方向的平移。在一特定实施方案中,止动形状包括导轨的纵向通道和反射板的纵向边缘的一形状对或匹配形状。在一个实施方案中,止动形状包括封闭形状,即,用于环绕反射板的纵向边缘的止动形状。在一些实施方案中,通过所述反射板的旋转或者通过沿着所述纵向方向的平移,可滑动拆卸的反射板的纵向边缘可从具有有用的止动形状的纵向通道拆卸或脱离。在某些实施方案中,具有止动形状的纵向通道还将可滑动拆卸的反射板保持为由所述导轨的形状所限定的形状。

“止动”或“锁定”指的是一个物体将另一物体保持就位的能力,例如,以防止所述物体在至少一个方向上相对移动。在一个实施方案中,一个物体通过机械摩擦而被另一物体止动。在一个实施方案中,一个物体通过物理限制例如止动销而被另一物体止动。在一个实施方案中,一个物体通过夹紧机构而被另一物体止动。

“摺起边缘”指的是物体的在其自身上被卷绕或者被折叠的末端。摺起边缘还可指一物体的端部,该端部在另一物体上被卷绕或折叠以产生宽的或者增大的以及相对坚硬的边缘。在一个实施方案中,所述反射板的边缘在其自身上被卷绕,以形成摺起边缘;所述摺起边缘可被用于将所述反射板止动在导轨的通道中。在一特定实施方案中,摺起边缘包括单个摺起,例如一个物体的边缘在其自身上被卷绕或者被折叠一次。在另一特定实施方案中,摺起边缘包括双摺起,例如一个物体的边缘在其自身上被卷绕或者被折叠两次。在一特定实施方案中,摺起边缘通过辊轧成型而被制造。

“钩形边缘”指的是物体的被弯曲以形成像钩一样的形状的末端。在一个实施方案中,具有钩形边缘的物体的横截面与钩的大体形状相似。在一个实施方案中,反射板的边缘在其自身上被卷曲、弯曲或折叠,以形成连续的钩形边缘。在一个实施方案中,反射板的钩形边缘被锁定或者止动在导轨的通道内。在一特定实施方案中,钩形边缘通过辊轧成型而被制造的。

“纵向突出部”指的是从纵向物体的主体延伸出的纵向结构。在一个实施方案中,纵向突出部被用于锁定板或带的纵向边缘。

“非固定地附接”指的是多个物体的布置,以使所述物体以任何机械方式而非摩擦方式非永久性地或暂时地附接至彼此。在一个实施方案中,非固定地附接至彼此的物体可被止动或锁定。在一个实施方案中,非固定地附接的物体可通过机械摩擦被止动。

“机械地附接”指的是多个物体的布置,以使所述物体在一个或多个附接点处通过任意机械附接装置(例如螺钉、螺栓或止动销)被附接至彼此,并且所述物体可通过拆卸所述机械附接装置而被分开。在一特定实施方案中,多个物体通过夹具被附接至彼此。

“光学表面”指的是精确地机械加工、布置、成型、图案化和/或定形的表面,用于聚焦、反射或吸收入射光。

“大部分”指的是百分比大于或者等于50%。

“太阳能接收器”指的是能够吸收入射的太阳辐射的部件。在一个实施方案中,太阳能接收器被定位在一特定位置,用于吸收从一个或多个反射板所反射的大部分太阳辐射。

“基本上最佳能量捕获点”指的是太阳能接收器的位置,其中所述太阳能接收器被安装,以使入射在反射面上的大部分光被反射在太阳能接收器上。在一特定实施方案中,所述基本上最佳能量捕获点是这样的所述太阳能接收器的位置,在该位置,所述太阳能接收器接收和/或吸收最大量或者接近最大量的反射光。在一特定实施方案中,安装在基本上最佳能量捕获点处的太阳能接收器吸收入射在所述太阳能接收器表面上的大部分光线。

在反射槽中,“基本上最佳能量捕获线”是与沿着所述反射槽的一系列点相对应的一连续系列的基本上最佳能量捕获点。

“反射组件”指的是包括一个或多个反射板、一个或多个导轨以及一个或多个支撑棱的组件。在一些实施方案中,所述一个或多个导轨以及一个或多个支撑棱包括一个整体的结构。取决于特定的应用,反射组件可具有抛物线形状、平面形状或者本领域中已知的其他形状。在一个实施方案中,多个反射组件被彼此相邻和/或邻接地构造和/或定位,以形成长的反射结构。

“棱平移轨”指的是允许支撑棱平移的结构。在一个实施方案中,棱平移轨允许支撑棱在横向方向上移动,并且允许调整相邻的棱之间的距离和/或允许施加张力至跨越多个支撑棱被支撑的材料板。

“反射带”指的是具有用于反射入射光的反射面的窄(即,比它的宽更长)板、窄面板或窄膜。在一个实施方案中,反射带包括材料(例如金属,优选地为铝或钢)板,在该材料板上带有具有在太阳能接收器使用时可接受的反射率的反射膜(例如,ReflectTechTM镀银膜)的。在一个实施方案中,反射带包括具有抛光或者阳极氧化表面的金属板。在一个实施方案中,反射带包括反射膜。

“柔性部(compliant feature)”指的是结构的一部分——其硬度小于周围结构的硬度,导致该部分可承受由其移动(例如,弯曲移动)引起的施加力。

“挠性部分”指的是能够以可逆的方式经受弯曲或者挠曲移动的结构的一部分。挠性部分还可指的是具有比结构的其他部分的硬度更小的所述结构的一部分。在一个实施方案中,挠性部分可被纳入结构中,以给所述结构一个用于施加、抵制或者承受施加至所述结构的力或者张力的装置。

“内部部分”指的是大体上面向或者被定位在最接近所述物体的中心的物体的部分。术语“内部部分”还可指的是所述物体的内部。在一个实施方案中,所述通道的内部部分是所述通道的最深或者最内侧的部分。

“深度”指的是主体内的物体或区域(例如导轨的通道)的距离尺寸,该距离尺寸与所述物体或区域距所述主体的表面的距离有关。

“外部部分”指的是大体上背向或者被定位在最远离所述物体的中心的物体的部分。术语“外部部分”还可指的是所述物体的外部。在一个实施方案中,所述通道的外部部分是所述通道的最浅或者最外侧部分,或者与所述物体的表面连接的通道的一部分。在一个实施方案中,基于所述通道的尺寸(例如,宽度)的变化,所述通道的外部部分和内部部分被进一步彼此区分。在一个实施方案中,所述通道的内部部分具有比所述通道的外部部分更宽的宽度。

“宽度”指的是物体或者区域的距离尺寸,例如所述导轨的通道的横向尺寸。

关于反射槽或者反射组件所使用的“边沿(rim)”指的是所述反射槽或反射组件的横向边缘。

“自定位”指的是一个物体将其自身与另一物体对齐的能力。在一些实施方案中,两个物体的特征允许所述物体彼此自定位。

在一个方面中,本发明提供太阳能收集器,用于将太阳能聚集以作为能量产生设备。一方面,这里所描述的太阳能收集器包括一个或多个导轨,用于引导、止动和/或成形可滑动拆卸的反射板。本发明的导轨实施方案包括具有一个或多个纵向通道的纵向轨体,所述纵向通道用于引导和/或止动一个或多个可滑动拆卸的反射板的纵向边缘。

在一个实施方案中,本发明的导轨包括具有纵向轴线以及第一纵向通道的轨体,所述第一纵向通道的大小和形状被设置为引导和止动一个或多个可滑动拆卸的反射板的纵向钩形边缘或纵向摺起边缘。在一特定实施方案中,所述第一纵向通道包括外部部分以及比所述外部部分更宽的内部部分。图1A示出了沿纵向方向观察的第一示例性导轨的横截面。轨体101具有:第一纵向通道102,其具有外部通道部分103和比外部通道部分103更宽的内部通道部分104;以及,第二纵向通道105,用于将所述导轨安装在支撑棱上。外部通道部分103的一个边缘被圆整,以更好地与可滑动拆卸的反射板的钩形边缘配合。图1B示出了导轨,可滑动拆卸的反射板106从轨体101横向延伸且具有止动在第一纵向通道102内的钩形边缘107,以及支撑棱108安装在第二纵向通道105内。图1A和图1B的导轨可用作反射太阳能组件的导轨,并且在一特定实施方案中可用作反射槽的末端(第一个和/或最后一个)导轨。在一些实施方案中,导轨的一侧比另一侧较厚,或者比另一侧具有附加的材料,以更好地处理由可滑动拆卸的反射板所施加的力,例如所述可滑动拆卸的反射板的重量、由所述可滑动拆卸的反射板所施加的张力和/或所述可滑动拆卸的反射板上的环境力。

图2A示出了沿着纵向方向观察的第二示例性导轨的横截面。轨体201具有:第一纵向通道202,其具有外部通道部分203和比外部通道部分203更宽的内部通道部分204;以及,第二纵向通道205,用于将所述导轨安装在支撑棱上。外部通道部分203的边缘被圆整,以更好地与所述可滑动拆卸的反射板的钩形边缘配合,但是其他实施方案包括矩形或者锲形边缘。图2B示出了导轨201,第一和第二可滑动拆卸的反射板206A和206B以相反的方向从轨体201横向延伸且具有止动在所述第一纵向通道202中的钩形边缘207A和207B,以及支撑棱208安装在第二纵向通道205内。图2A和图2B的导轨可被用作反射太阳能组件的导轨,并且在一特定实施方案中可被用作反射槽的导轨。

图1和图2示出了导轨主体101或201是与支撑棱108或者208分离的部件的实施方案。在这些或者其他实施方案中,所述导轨主体和支撑棱可通过本领域中已知的附接装置(包括焊接、粘合剂结合、螺旋铆钉、卷边(crimping)、夹具或者其他附接装置)被附接或者保持在一起。分离的导轨主体和支撑棱元件是有用的,例如由于分离部件允许每一元件的有效生产,而不管不同的制作和结构要求。例如,所述支撑棱可被制作得坚硬,即,以抵制弯曲,并且可被制作来遵循精确的曲线形状。例如,所述导轨可通过线性工艺(例如挤压)来制作,然后被成型为遵循所述支撑棱的曲线。在一特定实施方案中,将所述支撑棱和轨体分离为两部分,这允许所述轨体更容易被弯曲,以沿着纵向方向来遵循所述支撑棱的曲线。

图3A示出了沿纵向方向观察的第三示例性导轨的横截面。轨体302具有:第一纵向通道302,其具有外部通道部分303和比外部通道部分303更宽的内部通道部分304;以及,第二纵向通道部分305,用于将所述导轨安装在支撑棱上。图3B示出了导轨,可滑动拆卸的反射板306从轨体301横向延伸且具有止动在所述第一纵向通道302中的纵向摺起边缘307,支撑棱308安装在第二纵向通道305中。图3A和图3B的导轨可被用作反射太阳能组件的导轨,并且在一特定实施方案中,可被用作反射槽的第一和/或最后一个导轨。

图4A示出了沿纵向方向观察的第四示例性导轨的横截面。轨体401具有:第一和第二纵向通道402A和402B,它们具有外部通道部分403A和403B以及比外部通道部分403A和403B更宽的内部通道部分404A和404B;以及,第三纵向通道405,用于将导轨401安装在支撑棱401上。图4B示出了导轨,第一和第二可滑动拆卸的反射板406A和406B以相反的方向从轨体401横向延伸且具有止动在所述第一和第二纵向通道402A和402B中的摺起边缘407A和407B,以及支撑棱408安装在第三纵向通道405中。图4A和图4B的导轨可被用作反射太阳能组件的导轨,并且在一特定实施方案中,可被用作反射槽的内部导轨,因为它们适于与以相反方向延伸的一个或多个可滑动拆卸的反射板一起使用。

图5A示出了具有止动形状或者用于引导和止动可滑动拆卸的反射板的纵向边缘的导轨通道的其他实施方案。

图5B示出了导轨通道的实施方案,所述导轨通道具有止动形状以及对应的反射板形状,且反射板不能通过一个或多个平移而从通道中移除,除非通过大体上沿着所述导轨通道的纵向方向平移。

图5C示出了具有止动形状的通道的三个导轨的实施方案。在这些实施方案中,所述止动通道的上部和外部部分被倾斜一角度,例如5°角,以使所述导轨的仅仅单一部分与止动在所述纵向通道中的可滑动拆卸的反射板相接触。对于某些实施方案,这样的配置导致减小用于插入/拆卸可滑动拆卸的反射板的插入/拆卸力。

图5D示出了一个导轨的实施方案,其中支撑棱的一部分延伸穿过所述导轨。所述实施方案是有用的,用于允许支撑支柱(例如用于太阳能接收器的支撑支柱)穿过导轨。

在一个实施方案中,导轨由单一材料——例如钢、铝或塑料——制成,并且在一特定实施方案中,导轨通过挤压被制成,尽管它们可通过其他方法被制成。想到了包括多种材料的实施方案,例如,导轨包括滑动涂层(这包括塑料、Teflon、或者其他涂层),用于减小在从所述导轨的纵向通道中安装或者拆卸可滑动拆卸的反射板时,沿着所述导轨和可滑动拆卸的反射板之间的纵向方向的摩擦。想到了其他实施方案,其中所述导轨由光滑材料例如Delrin制成。想到了另一个实施方案,其中所述导轨由铝制成,并且所述导轨的表面被阳极氧化,例如以增加表面硬度。在一些实施方案中,导轨和可滑动拆卸的反射板的表面具有不同的硬度,例如其中所述导轨表面比可滑动拆卸的反射板更硬或者更软。不同硬度的使用是有用的,例如,当可滑动拆卸的反射板被滑进、滑出导轨或者沿着导轨滑动时,以减小或者消除表面擦伤。

对于一些实施方案,不可能将本发明的导轨制成单一的挤压结构;例如,不可能为单一件制作合适的挤压模。这种问题的一种解决方法是提供由多个件形成的导轨;这里所描述的任何导轨实施方案可进一步以多个件制成。这些件可通过胶粘剂、多点焊接、摩擦、联锁结构、螺钉、螺栓或者这些或者本领域已知的其他附接方法的任何组合而被连接。例如,图6A和图6B示出了由两个件形成的导轨的横截面,所述两个件被连接在一起,以形成与图4A和图4B相似的单一导轨结构。图6A的导轨包括被连接至底部件601B的顶部件601A。这里,这些件在大面积区域上被连接(例如,通过胶粘剂),以增加所述两个件之间的粘合强度。顶部件601A和底部件601B分别限定纵向通道602A和602B的顶部和底部表面,纵向通道602A和602B包括比外部通道部分603A和603B更宽的内部通道部分604A和604B。底部件601B进一步包括用于安装在支撑棱上的纵向通道605。图6B示出了具有止动在由件601A和601B所形成的导轨的通道中的纵向摺起边缘607A和607B的可滑动拆卸的反射板606A和606B,以及安装在底部件601B的纵向通道605中的支撑棱608。

为了增加包括导轨的组件的有用反射面积,在一个实施方案中,所述导轨被改进为具有定位在它们的上表面上的纵向反射带。在该方面的一特定实施方案中,所述导轨包括一对纵向突出部,用于止动可滑动拆卸的反射带。图7A、图7B、图8A和图8B示出了包括用于止动可滑动拆卸的反射带的装置的导轨的横截面。图7A和图7B示出了包括具有一对纵向通道702A和702B的示例性导轨701的横截面,所述导轨701具有:比外部通道部分703A和703B更宽的内部通道部分704A和704B,;纵向通道705,用于将所述导轨安装在支撑棱上;以及,一对纵向突出部709A和709B,用于引导和止动可滑动拆卸的反射带。图7B示出了安装在支撑棱708上的导轨,可滑动拆卸的反射板706A和706B具有止动在纵向通道702A和702B中的纵向摺起边缘,以及可滑动拆卸的反射带710被纵向突出部709A和709B所止动。

图8A和图8B示出了另一示例性导轨的横截面,所述导轨具有纵向突出部809A和809B,用于引导和止动可滑动拆卸的反射带810。轨体801包括:一对纵向通道802A和802B,用于引导可滑动拆卸的反射板806A和806B;以及,第三纵向通道805,用于安装在支撑棱808上。

图9A、图9B和图9C示出了其中支撑棱和导轨是整体结构的实施方案;也就是说,支撑棱和导轨由单一件形成且具有一个或多个纵向通道(例如,902A、902B、902C、902D)。所述支撑棱/导轨实施方案可由多种方法制作,例如首先将毛坯(blank)切割为所述支撑棱的形状,然后在支撑棱中加工一个或多个导轨通道。在替代实施方案中,一个或多个导轨通道通过模压操作而形成。同样地,支撑棱和一个或多个导轨通道可通过一系列连续的模压操作而形成。替代实施方案包括具有导轨的支撑棱由铸造、注射成型或本领域中已知的其他制作方法来形成。

图10示出了包括导轨的反射组件的一特定实施方案,使一对可滑动拆卸的反射板1006A和1006B止动在所述导轨的通道中。图10的反射组件进一步包括覆盖所述导轨的上表面的第三可滑动拆卸的反射板1006C,第三可滑动拆卸的反射板1006C将可滑动拆卸的反射板1006A和1006B止动在所述导轨的通道内。在另一实施方案中,代替第三可滑动拆卸的反射板,一个或多个夹子1006C可被用于止动可滑动拆卸的反射板1006A和1006B。

图11A和图11B示出了两个示例性导轨的横截面,使两个可滑动拆卸的反射板1106A和1106B止动在导轨1101的通道中。第二和第三部分1101A和1101B被压入就位,以在安装反射板之后固定所述反射板。图11B中示出实施方案的特征还在于:第三可滑动拆卸的反射板1106C覆盖所述导轨的上表面。图11B中还示出的是用于将导轨安装在支撑棱上的实施方案。在所述实施方案中,卷边机构将导轨1101固定在支撑棱1108上。

图11C示出了用于将第二和第三导轨部分1101A和1101B压入就位以固定反射板的设备的一个实施方案。所述第二和第三导轨部分可可选地被手动插入所述纵向通道,以固定所述反射板。

图12A示出了沿纵向方向观察的太阳能收集器的反射组件实施方案的横截面视图。导轨1201A和1201B被安装在支撑棱1208A和1208B上,以及可滑动拆卸的反射板1206具有止动在导轨1201A和1201B的通道中的纵向钩形边缘。图12B和图12C示出了所述反射组件的立体图。图12C示出了从所述组件局部拆卸的可滑动拆卸的反射板1206;双箭头表示所述可滑动拆卸的反射板的移动方向。

在一个实施方案中,本发明的太阳能收集器的反射组件包括多个可滑动拆卸的反射板。图13A示出了具有三个可滑动拆卸的反射板的太阳能收集器的反射组件的前立体图。图13B示出了具有三个可滑动拆卸的反射板的太阳能收集器的反射组件的后立体图;四个导轨和支撑棱也组成图13A和图13B中示出的反射组件。

在一个实施方案中,本发明的反射太阳能组件具有弧形横截面,以使大部分的入射光被反射和聚集至太阳能接收器。在一特定实施方案中,所述反射太阳能组件的横截面是抛物线,如图14中所示;入射的平行光线最佳地被聚集在定位在所述抛物线的焦点处的太阳能接收器1411上。本领域内已知的许多横截面形状是有用的,用于将大部分的入射光聚集在太阳能接收器上,包括但是不限于抛物线、近似抛物线、基本抛物线、复合抛物线、椭圆、半椭圆和弧形。所述导轨和反射组件可被用于构造具有所述形状的反射组件和反射槽。

在一特定实施方案中,本发明的各方面可用的太阳能接收器被定位,以吸收由反射组件或者反射槽的可滑动拆卸的反射板所反射的光。在一特定实施方案中,太阳能接收器沿着反射太阳能槽的横向轴线而定位,跨越多个可滑动拆卸的反射板,并且定位在基本上最佳的能量捕获点处。图15示出了具有定位在基本上最佳的能量捕获点处的太阳能接收器1511的抛物线形反射组件的一特定实施方案。在所述实施方案中,所述每一导轨包括用于将支撑支柱1512附接至太阳能接收器的两个接入点。图15中的嵌入图进一步示出了止动在所述导轨中的可滑动拆卸的反射板的放大图。在一特定实施方案中,适于引导和止动以相反的横向方向延伸的两个可滑动拆卸的反射板的导轨可被用作反射组件的每一导轨,例如包括横向末端,在横向末端仅有一个被所述导轨止动的可滑动拆卸的反射板。

该方面的其他实施方案包括用于将支撑支柱附接至太阳能接收器的一个或多个接入点。在一些实施方案中,如图15中,每一导轨包括用于支撑支柱的接入点;在其他实施方案中,并非反射组件或反射槽中的每一导轨都包括接入点。有用的接入点包括用于将支撑支柱穿过所述导轨的孔,用于将所述支撑支柱附接至支撑棱或者支撑结构。接入点还包括将所述支撑支柱直接地附接至所述导轨的实施方案,例如通过使用螺栓、螺钉、联锁构件或者其他附接方法。在另一实施方案中,所述太阳能接收器被直接地安装在所述支撑结构上;在所述实施方案中,所述导轨不必包括接入点。

本发明的各种实施方案的反射组件可包括一个或多个横向轨构件。横向轨构件是有用的,例如用于增加可滑动拆卸的反射板的横向刚度和/或用于阻止可滑动拆卸的反射板在支撑棱和/或导轨之间松垂。在一个实施方案中,横向轨构件被定位在反射组件的纵向末端。在另一实施方案中,横向轨构件被定位在反射组件的内部。例如,图16示出了具有三个横向轨构件的反射组件的一特定实施方案,横向轨构件(1613A和1613B)分别被定位在所述反射组件的每个纵向端部,以及一个横向轨构件1613C被定位在所述反射组件的内部位置。在所述实施方案中,六个可滑动拆卸的反射板(1606A、1606B、1606C、1606D、1606E和1606F)组成所述反射组件,在每一对导轨之间放置两个反射板。

有用的横向轨构件包括许多不同的实施方案,用于附接至、支撑、止动和/或保护可滑动拆卸的反射板的横向边缘。在一个实施方案中,横向轨构件包括一段角架(angle stock),例如,钢或者铝角架。在另一实施方案中,横向轨构件包括被定位以形成T型或U型构件的两段角架。在另一实施方案中,横向轨构件包括挤压或辊轧成型的钢制品或铝制品;例如,钢制品或铝制品具有L型或本领域内已知的其他横截面形状。在另一实施方案中,横向轨构件包括具有一个或多个槽口或开孔的L型构件,用于穿过导轨和/或支撑棱。在另一实施方案中,横向轨构件包括具有一个或多个下部支撑区域的成角度的构件,所述下部支撑区域用于支撑和/或保护一个或多个可滑动拆卸的反射板的横向边缘。

图17A、图17B和图17C示出了横向轨构件实施方案1713的横截面和立体图,例如可用作定位在图16的反射组件的边沿处的横向轨构件。横向轨构件1713由第一部分1713A和第二部分1713B组成;所述两部分被螺栓1714和螺母1715机械地附接,这两者之间的上紧在被插入在所述第一和第二部分之间的可滑动拆卸的反射板上提供夹紧力。第二部分1713B进一步包括槽口1716A和1716B。图17D示出了所述组件的纵向方向上的视图,所述组件包括纵向轨构件1713、可滑动拆卸的反射板1706、两个导轨1701A和1701B、两个支撑棱1708A和1708B以及附接在所述支撑棱1708A和1708B周围且与槽口1716A和1716B接合的两个止动构件1717A和1717B。所述止动构件可进一步被机械地附接至所述支撑棱,例如通过螺钉或者紧固螺钉。图18A、图18B和图18C示出了所述止动构件的视图。

图19示出了另一横向轨构件实施方案的两个视图,例如,可用作定位在图16的反射组件的纵向内部位置处的横向轨构件。横向轨构件1913由第一部分1913A和第二部分1913B组成;所述两部分通过螺母1915和螺栓1914被机械地附接,这两者的上紧在被插入在所述第一和第二部分之间的可滑动拆卸的反射板上提供夹紧力。

在一特定实施方案中,横向轨构件2013A包括具有图20A中示出的横截面的挤压材料。在图20B示出的实施方案中,横向轨构件2013B被用于卡紧可滑动拆卸的反射板的横向边。

图21A示出了另一横向轨构件实施方案。在所述实施方案中,所述横向轨构件包括第一部分2113A、第二部分2113B和一个或多个夹子2113C。所述第一和第二部分包括自定位部2118,用于将第一部分2113A和第二部分2113B彼此对齐。在一些实施方案中,如图21A所示,所述第一和第二部分分别包括用于固定夹子2113C的凹槽2116A和2116B。

在图21B示出的替代实施方案中,横向轨构件的第一部分2113A和横向轨构件的第二部分2113B包括自定位部2118,并且通过一个或多个夹子2113C被附接至彼此。图21B中的实施方案是有用的,例如当第一部分2113A由挤压制成和/或当第二部分2113B由挤压或者辊轧成型形成时。在图21A和图21B示出的实施方案中,夹子2113C可由另一附接装置——例如螺钉、螺母和螺栓、螺栓接合螺纹孔、夹具、夹子或者这些和/或本领域中已知的其他附接装置的任何组合——所替代。

图21C示出了在反射组件中就位的图21A的横向轨构件沿着横向方向的截面图。一个或多个T型螺栓2114被插入导轨2101的纵向通道2102中,用于通过螺母2115将顶部部分2113附接至导轨2101。T型螺栓2114、螺母2115和夹子2113C都提供夹紧力,用于将可滑动拆卸的反射板2106止动至横向轨构件2113。附加地,夹子2113C将横向轨的第二部分2113B附接至第一部分2113A。对于一些实施方案,T型螺栓2114被其他类型的螺栓或者本领域中已知的其他附接装置代替,用于将第一部分2113附接至导轨2101。

图21D示出了如同图21C的在反射组件中就位的图21A的横向轨构件沿着纵向方向的横截面视图,并且包括围绕导轨的放大图。如同上面,一个或多个T型螺栓2114被插入导轨2101的纵向通道2102,用于通过螺母2115将顶部部分2113A附接至导轨2101。

图21E和图21F分别示出了如同图21C和图21D的在反射组件中就位的图21A的横向轨构件的顶部视图和底部视图,并且包括围绕导轨的放大图。图21E示出了横向轨的第一部分2113A中用于固定夹子2113C的凹槽2116A。图21E示出了横向轨的第二部分2113B中用于固定夹子2113C的凹槽2116B。图21G示出了如同图21C、图21D、图21E和图21F的在反射组件中就位的图21A的横向轨构件的立体图。

另一方面,本发明提供了一种反射槽,其包括:支撑结构;多个支撑棱,其中所述多个棱被安装在所述支撑结构上;多个导轨,其中至少一个导轨被安装在每个所述支撑棱上;以及,多个可滑动拆卸的反射板,其具有安装在所述导轨的通道内的纵向边缘。反射槽实施方案可用的支撑结构包括但是不限于空间框架、基于结构的扭矩管以及本领域中已知的其他支撑结构。于2008年7月9日提交的第61/079,382号美国临时专利申请以及于2008年8月22日提交的第61/091,095号美国临时专利申请描述了一种示例性支撑结构及其部件,所述美国临时专利申请的全文在此以引用的方式纳入本说明书。

为了提高所述可滑动拆卸的反射板的刚度,在一个实施方案中,可选地使得所述可滑动拆卸的反射板沿着横向方向受到张力。使得可滑动拆卸的反射板沿着横向方向受到张力总体上提高了所述反射板承受其他力(例如,由于风或者雪载荷引起的力)的能力。在一个实施方案中,通过增加所述可滑动拆卸的反射板被止动或者附接至的导轨和/或支撑棱的横向空间,使得所述可滑动拆卸的反射板受到张力。

在一特定实施方案中,所述支撑棱可包括多个部分,这些部分在横向方向上是相对可平移的,用于将张力施加至可滑动拆卸的反射板。图22A示出了包括多个部分的示例性支撑棱的横截面。示出在图22A中的支撑棱包括可移动部分2219和固定部分2220。这两个部分在界面2221处彼此接触,这允许可移动部分2219相对于固定部分2220在横向方向上的平移。界面2221可包括用于阻止可移动部分2219和固定部分2220沿着所述纵向方向相对平移的部件。界面2221还可或替代地包括用于阻止可移动部分2219和固定部分2220相对旋转的部件。例如,界面2221可包括可移动部分2219和固定部分2220之间的联锁部。图22A的支撑棱进一步包括通过螺母2215的调节将张力施加至可滑动拆卸的反射板的一个或多个压缩弹簧2222以及螺纹螺栓2214。在一特定实施方案中,多个压缩弹簧和螺纹螺栓沿着所述支撑棱被纵向定位,以分散所施加的张力。图22B示出了示例性反射组件的横截面视图,所述反射组件具有受到张力的两个可滑动拆卸的反射板2206,以及包括两个图22A的支撑棱。

在一特定实施方案中,所述支撑结构包括一个或多个棱平移轨,用于在横向方向上平移所述支撑棱中的一个或多个。在一个实施方案中,棱平移轨包括放置在支撑结构的一部分上方的且用于附接至支撑棱的一段管,以使所述支撑棱沿着横向方向平移。图23A描绘了示例性棱平移轨实施方案的立体图。支撑棱在附接支架2323处附接至所述棱平移轨,允许所述棱平移轨和支撑棱沿着由箭头示出的方向的平移。图23B描绘了具有方形横截面的另一棱平移轨实施方案的立体图。

图24示出了示例性反射组件的横截面视图,所述反射组件具有两个受到张力的可滑动拆卸的反射板,并且包括图23A的棱平移轨以及图22A的支撑棱。三个支撑棱在附接支架2423A、2423B和2423C处附接至支撑结构的一部分。这里,附接至附接支架2423A的支撑棱2408A被固定至支撑结构,以及支撑棱2408C的固定部分被附接至附接支架2423C,同时附加至附接支架2423B的支撑棱2408B可沿着示出的方向经由棱平移轨移动。以这种方式,由压缩弹簧2422所施加的力可通过可滑动拆卸的反射板传递,并且受到固定的支撑棱2408A抵制。

在一个实施方案中,所述支撑结构包括一个或多个挠性部分。在另一特定实施方案中,所述支撑结构包括一个或多个柔性部。棱平移轨、柔性部和/或挠性部分是有用的,例如,用于沿着横向方向将张力施加至一个或多个可滑动拆卸的反射板,或者用于承受由于温度的变化、所述反射板的底座和导轨随时间的逐渐变化和/或其他变化而引起的横向尺寸的变化。在一个示例性实施方案中,所述支撑结构包括一个或多个压缩弹簧,用于沿着横向方向将张力施加到至少一个可滑动拆卸的反射板;所述支撑结构可进一步包括一个或多个螺栓或螺纹杆,其贯穿每一压缩弹簧的中心并且允许待被调整的所述弹簧的压缩。

参考文献

美国专利4,372,027、4,423,719、4,510,923、4,596,238、4,611,575、4,678,292、5,058,565、5,071,243和5,964,216。

于2008年7月9日提交的第61/079,394号、于2008年7月9日提交的第61/079,382号、于2008年8月22日提交的第61/091,095号、以及于2009年1月14日提交的第61/144,703号美国临时专利申请在此通过引用的方式全文纳入。

数字参考列表

导轨或者导轨主体

101

201

301

401

601A、601B

701

801

1101、1101A、1101B

2101

纵向通道

102

202

302

402A、402B

602A、602B

702A、702B

802A、802B

902A、902B、902C

2102

纵向通道的外部部分

103

203

303

403A、403B

603A、603B

703A、703B

纵向通道的内部部分

104

204

304

404A、404B

604A、604B

704A、704B

支撑棱通道

105

205

305

405

605

705

805

可滑动拆卸的反射板

106

206A、206B

306

406A、406B

606A、606B

706A、706B

806A、806B

1006A、1006B、1006C

1106A、1106B、1106C

1206

1606A、1606B、1606C、1606D、1606E、1606F

1706

2106

2206

纵向钩形或摺起边缘

107

207A、207B

307

407A、407B

607A、607B

支撑棱

108

208

308

408

608

708

808

1108

1208A、1208B

1708A、1708B

2408A、2408B、2408C

纵向突出部

709A、709B

809A、809B

可滑动拆卸的反射带

710

810

太阳能接收器

1411

1511

支撑支柱

1512

横向轨构件

1613A、1613B、1613C

1713、1713A、1713B

1913、1913A、1913B

2013A、2013B

2113、2113A、2113B

螺栓

1714

1914

2114

2214

螺母

1715

1915

2115

2215

槽口或凹槽

1716A、1716B

2116A、2116B

止动构件

1717A、1717B

1817

自定位部

2118

支撑棱的可移动部分

2119

支撑棱的固定部分

2220

支撑棱的可移动/固定部分的界面

2221

弹簧

2222

2422

支撑棱的附接支架

2323

2423A、2423B、2423C

关于通过参引纳入及变体的声明

在本申请中的所有参引文本,例如包括授权或批准的专利文件或等同物、专利申请出版物、以及非专利文献文件或者其他源材料,特此以引用的方式整体纳入本说明书,就像通过引用的方式被单独纳入一样,以使得每一参引文本至少与本申请的公开内容局部不一致(例如,除去所述参引文本的局部不一致的部分以外,局部不一致的参考文本通过参引被纳入),用于实施以及书面说明的目的。

在本说明书中提及的所有专利和出版物表示本发明所属的领域中普通技术人员的水平。这里引用的参引文件以引用的方式被整体纳入本说明书,以表明现有技术,在一些情况下自它们的提交日期起,并且旨在所述信息可在这里被采用,如果需要,以排除(例如,放弃)在现有技术中的特定实施方案。

当一组部件在这里被公开时,应理解,这些组以及所有子组中的所有单个构件被单独地公开,当马库什(Markush)组或其他组在这里被使用时,所述组的所有单个构件以及所述组的全部组合以及可能的子组合都旨在被单独地包括在公开文本中。

所描述或者例证的部件的每一构想或组合可被用于实践该发明,除非另有提及。本领域内普通技术人员应理解,不同于那些特别例证的方法、设备元件、原始材料以及合成方法可在本发明的实践中被采用,而不依靠过量的实验。任何所述方法、设备元件、原始材料以及合成方法的所有本领域中已知的功能等同物都旨在被包括在本发明中。当在说明书中给定一范围时,例如温度范围、时间范围或者距离范围,则所有中间范围或者子范围,以及所有包括在给出的范围中的单个值都旨在包括在所述公开文本中。

如这里所使用的,“包括”与“包含”、“含有”或者“特征在于”统一,并且是非排除性的或者开放式的,并且不排除附加的、未引用的元件或方法步骤。如这里所使用的,“由……组成”排除未在权利要求中的元件中指定的元件、步骤或要素。如这里所使用的,“基本上由……组成”不排除未实质上影响该权利要求的基本和新颖特性的材料或步骤。这里措辞“包括”的任何引用——尤其在合成物的成分的描述中或者在设备的元件的描述中——应理解为包括基本上由所引用的部件或者元件组成以及由所引用的部件或者元件组成的合成物和方法。在缺少这里未明确公开的任何元件或元素、限值或局限性时,这里适当地示意性描述的本发明可被实践。

所采用的措辞和表达被用作说明而非限制的措辞,并且在所述措辞和表达的使用中不旨在排除示出和说明的器件的任何等同物或者他的部分,但是应意识到,在本发明所声明的范围内,各种变体是可能的。因此,应理解,尽管本发明已经由特定和/或优选的实施方案以及可选特征具体地公开,但是这里所公开的概念的改型和变体可由本领域普通技术人员做出,并且所述改型和变体被认为落在由随附的权利要求所限定的本发明的范围内。

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