专利名称：定日镜的反射装置的扭矩管的制作方法
技术领域：
本公开涉及太阳能发电塔，并特别涉及设计来用于该太阳能发电塔的定日镜，并具体涉及其部件。
背景技术：
能源供应商一直在致力于寻求替代性一次能源。一种这样的能源为太阳能，且一种利用太阳能的方式为采用太阳能发电塔。一种典型的太阳能发电塔装置包括定日镜的阵列以及收集塔。每个定日镜均被构造来跟踪太阳且将日光向收集塔的槽反射，从而加热此槽及其内容物。构成热传输介质的传热流体(其可为例如熔盐或热油的液体)容纳在上述槽中。将加热的热流体输送至发电站(例如蒸汽发电站)，其中热流体的热能用于驱动其一个或多个涡轮，以便以传统的方式如通过将每个涡轮的轮轴连接至发电机来发电。
实用新型内容根据本实用新型所公开的主题的一方面，提供了一种用于中央塔式发电站的定日镜的反射装置的扭矩管以将机械能传输至反射镜组件，该定日镜包括一个或多个用于产生机械能的运动元件，该反射装置包括反射镜组件，该反射镜组件包括至少一个反射表面和多个位于其后的支撑结构，其中所述扭矩管被构造来将机械能传输至反射镜组件。扭矩管可包括中空管，其包括公称尺寸为6英寸的表号为5的管。所述中空管的长度可为4390毫米。扭矩管可包括六个狭槽，其中狭槽中两个最外面狭槽中每个狭槽的向内边缘与第二最外面狭槽的向内边缘相隔875±0. 5毫米，第二最外面狭槽的向内边缘与两个第三最外面狭槽的向内边缘相隔875±0. 5毫米，两个第二最外面狭槽的向内边缘彼此之间相隔2605土2 晕米。扭矩管包括六个狭槽，该六个狭槽便于横梁穿过扭矩管，其中狭槽中的两个最外面狭槽中的每个狭槽的向内边缘与两个第二最外面狭槽的向内边缘相隔875±0. 5毫米，两个第二最外面狭槽的向内边缘与两个第三最外面狭槽的向内边缘相隔875±0. 5毫米，狭槽中的两个第二最外面狭槽的向内边缘彼此之间相隔2605±2毫米。根据一个实施例，扭矩管可以进一步包括固定在狭槽内的横梁，每个横梁包括形成于其中的孔，其中在固定在最外面狭槽内的横梁内形成的每个孔比在固定在第二最外面狭槽内的横梁内形成的相应孔高3. 63毫米；且在固定在第二最外面狭槽内的横梁内形成的每个孔比在固定在第三最外面狭槽内的横梁内形成的相应孔高1. 85毫米。应理解，在本文说明书和权利要求书中，对孔的相对位置的引述是以对所述孔的中心点的引述进行表述。[0013]根据另一个实施例，扭矩管可以进一步包括固定在狭槽内的横梁，每个横梁包括形成于其中的孔，其中在固定在最外面狭槽内的横梁内形成的每个孔比在固定在第二最外面狭槽内的横梁内形成的相应孔高1. 97毫米；且在固定在第二最外面狭槽内的横梁内形成的每个孔比在固定在第三最外面狭槽内的横梁内形成的相应孔高O. 95毫米。根据另一个实施例，扭矩管可以进一步包括固定在狭槽内的横梁，每个横梁包括形成于其中的孔，其中在固定在最外面狭槽内的横梁内形成的每个孔比在固定在第二最外面狭槽内的横梁内形成的相应孔高1. 31毫米；且在固定在第二最外面狭槽内的横梁内形成的每个孔比在固定在第三最外面狭槽内的横梁内形成的相应孔高O. 69毫米。根据另一个实施例，扭矩管可以进一步包括固定在狭槽内的横梁，每个横梁包括形成于其内的孔，其中在固定在最外面狭槽内的横梁内形成的每个孔比在固定在第二最外面狭槽内的横梁内形成的相应孔高O. 96毫米；且在固定在第二最外面狭槽内的横梁内形成的每个孔比在固定在第三最外面狭槽内的横梁内形成的相应孔高O. 57毫米。所述扭矩管可以进一步包括第四最外面狭槽，其向内边缘与第三最外面狭槽的向内边缘相隔293. 50 ± I晕米，并且彼此之间相隔268+1_3/_Q. 3晕米。所述扭矩管可以进一步包括最里面狭槽，其向内边缘与第四最外面狭槽的向内边缘相隔98. 50±1毫米，并且彼此之间相隔71±0. 5毫米，所述最里面狭槽的中线相对其它狭槽的中线移位15±0. 5度角。根据本实用新型所公开的主题的另一方面，提供了一种用于定日镜的反射装置，该反射装置包括如上所述的扭矩管。本实用新型所提供的用于中央塔式发电站的定日镜的反射装置的扭矩管能够很好地将机械能传输至反射镜组件。
为了理解本实用新型所公开的主题以及为了 了解在实践中本实用新型是如何实施的，现将参照附图且仅以非限制示例方式来对实施方案进行描述，其中图1为太阳能发电塔的示意图；图2为图1中所示的太阳能发电塔的定日镜的透视图；图3A和图3B分别为根据本实用新型所公开的主题的反射装置的顶部透视图和底部透视图；图4A为图3A和图3B中所示的反射装置的扭矩管的透视图；图4B为图4A中所示的扭矩管的俯视局部视图；图5A为图3A和图3B中所示的反射装置的支撑臂的前视图；图5B为沿图5A中的线V-V截取的支撑臂的剖视图；[0034]图6A为图3A和图3B中所示的反射装置的斜杆的前视图；图6B为图6A中所示的斜杆的顶端的近透视图；图6C为图6A中所示的斜杆的底端的近前视图；图7为图3A和图3B中所示的反射装置的横梁的透视图；图8为图3A和图3B中所示的反射装置的桁架和扭矩管的近透视图；以及图9A和图9B分别为图3A和图3B中所示的反射装置的中心托架和侧部托架的透视图。
具体实施方式
如图1所示，提供了通常以10表示的太阳能发电塔。太阳能发电塔10包括定日镜12的阵列，其被构造来向收集塔14反射撞击的太阳辐射。收集塔14含有由反射的太阳辐射加热并从而用于向发电站提供电力的热流体(未包括在内)。发电站可为例如水力发电，在这种情况下，加热的热流体用于使水过热，这些水随后通过涡轮膨胀，以获取有用能源并进行发电。如图2所示，每个定日镜12均包括被构造来将定日镜支撑在地面中的固定位置的底座装置16以及由底座装置支撑的定日镜组件18。底座装置16包括固定在地面中的塔架20以及尤其是支撑定日镜组件18的位置且由塔架支撑的接口装置22。底座装置进一步包括方位角驱动器24和仰角驱动器26，其分别控制定日镜组件18的反射表面的方位角和仰角。定日镜组件18包括支撑多个支撑臂30的扭矩管28。若干支撑臂30通过多个托架34来支撑构成定日镜12的反射表面的反射镜32，每个托架34均包括例如通过胶合附接至反射镜的背面的垫片36。还提供用于支撑的斜杆38。两个斜杆38和一个支撑臂30一起构成三角形结构，以提供支撑。支撑臂30、反射镜32、托架34和斜杆38构成反射镜组件。如图3A和3B所示，反射装置600包括通常以601表示的反射镜组件，和扭矩管28。每个支撑臂30与两个斜杆38和横梁602 —起构成反射镜组件601的桁架604。横梁602还用于支撑扭矩管28，从而便于将其运动传输至反射镜32。如图4A所示，扭矩管28为在两端开口的中空管。所述中空管可具有168. 3毫米的外径和2. 7毫米的壁厚。中空管可为例如公称尺寸为6英寸的表号为5的管。所述中空管的长度为4390毫米。扭矩管28包括多个便于各种固体构件穿过其中的狭槽444、554、606a、606b、606c。(下文中，狭槽606a、606b和606c将共同由606表示。)狭槽554和606可沿着扭矩管28的长度方向纵向设置，狭槽444相对于狭槽554、和606略微成角度偏移。狭槽444、554便于连接至定日镜12的运动元件，而狭槽606便于连接至桁架604，从而有助于将机械能从定日镜的运动元件传输至反射镜组件。扭矩管28可由任何合适的材料制成，且具有足够的机械强度，以将旋转运动形式的机械能传输至反射镜组件601，而不会发生显著变形，即达到所述变形将不利地影响其工作的程度。形成狭槽606以使得扭矩管28每一侧上的三个向内边缘607a、607b、607c彼此之间相隔875±O. 5毫米(参见图4B)。扭矩管28每一侧上的中部狭槽606b的向内边缘607b彼此之间相隔2605±2毫米。形成每个狭槽554和紧邻其的狭槽606c以使得所述狭槽的向内边缘607c、555彼此之间相隔293. 50 ± I毫米。形成两个狭槽554以使得所述狭槽的向内边缘555彼此之间相隔268+13/_α3毫米。形成狭槽444以使得其向内边缘445彼此之间相隔71 ±0. 5毫米，并且每个向内边缘445与紧邻狭槽444的狭槽554的向内边缘555相距98. 50 ± I晕米。狭槽554和606的中线557、609a、609b和609c为纵向对齐，即所述中线沿与扭矩管28的长度方向平行的单条虚线设置。狭槽444的中线447相对中线557、609a、609b和609c移位15±0· 5度角。提供了支撑臂30以沿其宽度支撑反射镜32。通常，为每个反射镜32提供若干个(例如，三个)彼此平行间隔的支撑臂30。例如从图5A和图5B中所看到的，每个支撑臂30形成为具有一般L形外形的细长构件，其具有主板条608和基本垂直地从其中伸出的较短的底部边沿610。支撑臂30可通过挤出或通过任何其它合适的方法来形成。每个支撑臂30的主板条608形成为具有多个如下通孔八个托架安装孔612a、612b、612c和612d (下文中，托架安装孔将统一由612表示)沿支撑臂的上边缘614形成，两个斜杆安装孔616形成于支撑臂的相对侧，且横梁安装孔618形成于支撑臂的长度中点或其附近，此时靠近支撑臂的底部边沿。孔612、616、618可绕对称垂直轴设置，其中该轴在高度方向将支撑杆30分开，并穿过支撑臂的长度中点。此外，其它孔620可形成于支撑杆30中。在使用或部署反射镜组件601时，这些孔无任何功能用途，但是其被形成来便于反射镜组件601的制造，例如通过便于在制造或部署反射镜组件或其部件时用钩或其它类似的支撑构件来将其悬挂起来。六个最外面的托架安装孔612a、612b和612c和托架安装孔612d之间的中点可沿支撑臂30的长度彼此等距间隔。这些孔可沿抛物线轨迹形成，其中最里面的托架安装孔612d与上边缘614的间隔最远，且抛物线轨迹的顶点位于两个最里面的托架安装孔612d之间，即，该抛物线的开口朝 向反射镜32。托架安装孔612的抛物线布置使反射镜32在平行于支撑臂30长度的方向上呈抛物线形状。如上所述，斜杆安装孔616形成于支撑臂的相对侧。它们对称地形成，即与轴 等距间隔。如图6A和6B所示，每个斜杆38形成为具有一般L形外形的细长构件，其具有主板条622和基本垂直地从其中伸出的次板条624。斜杆38可通过挤出或通过任何其它合适的方法来形成。如图6C所示，每个斜杆38的底端626可形成角度，S卩，其侧部边缘628是直的，且与主板条622的顶部边缘629a和底部边缘629b形成非垂直的角。在装配桁架604时，形成于侧部边缘628和主板条622的底部边缘629b之间的锐角α可与形成于斜杆38和支撑臂30之间的锐角相同。同样，每个斜杆38的顶端630也可形成角度，因此斜杆的主板条622具有梯形形状。每个斜杆38的主板条622形成为具有两个通孔632、634，每个通孔均靠近其端部。从图6Β中最清楚地看出，斜杆的次板条624可形成为具有邻近其顶端630的通孔636，在使用或部署反射镜组件601时，该通孔无任何功能用途，但是其可被形成来便于反射镜组件601的制造，例如通过便于在制造或部署反射镜组件或其部件时用钩或其它类似的支撑构件来将其悬挂起来。[0054]如图7所示，每个横梁602形成为具有一般平坦外形的细长构件。其包括靠近其顶端640的孔638，和两个靠近其底端644的孔642。每个孔640、642可形成为具有4. Q+a05A0毫米的直径。孔640与孔642之间的纵向距离可为270mm，并且孔642之间的横向距离可为26毫米。当装配桁架604时，横梁602可将形成在支撑臂30和两个斜杆38之间的三角形结构分开。桁架604装配如下提供了两个斜杆38，每个斜杆的顶端630通过固定穿过每个斜杆的孔632和支撑臂的斜杆安装孔616中的一个的紧固构件(其可为例如高强度抗疲劳铆钉)固定至支撑臂30 ；每个斜杆38的底端626通过固定穿过每个斜杆的孔634和靠近横梁的底端644形成的孔642中的一个的紧固构件固定至横梁602 ;且横梁602穿过扭矩管28的两个相对成形的狭槽606，然后该横梁602通过固定穿过支撑臂的横梁安装孔618和靠近横梁的顶端640形成的孔638的紧固构件固定至支撑臂30。应理解，当装配桁架604时，如果在侧部边缘628和主板条622的底部边缘629b之间形成的锐角α与在斜杆38和支撑臂30之间形成的锐角相同，则两个斜杆的边缘将彼此平行或齐平，如从图8中最清楚地看出。可将每个横梁602固定至扭矩管28以使得所述横梁在扭矩管的中心上方延伸160毫米，并且在扭矩管的底部边缘的下方 向下伸出75. 85±2. 5毫米。通过形成每个横梁以使得其孔640与相邻横梁的孔处于不同的高度，相邻桁架604沿扭矩管28以不同高度设置来形成桁架组件。根据第一实施例，每个最外面横梁(B卩，固定在狭槽606a内且下文将以602a提及的横梁)的孔640与每个相邻横梁(即，固定在狭槽606b内且下文将以602b提及的横梁)的孔640之间的高度差为3. 63毫米。每个横梁602b的孔640与每个最里面横梁(即，固定在狭槽606c内且下文将以602c提及的横梁)的孔640之间的高度差为1. 85毫米。根据另一个实施例，每个横梁602a的孔640与每个横梁602b的孔640之间的高度差为1. 97毫米。每个横梁602b的孔640与每个横梁602c的孔640之间的高度差为O. 95毫米。根据另一个实施例，每个横梁602a的孔640与每个横梁602b的孔640之间的高度差为1. 31毫米。每个横梁602b的孔640与每个横梁602c的孔640之间的高度差为O. 69毫米。根据另一个实施例，每个横梁602a的孔640与每个横梁602b的孔640之间的高度差为O. 96毫米。每个横梁602b的孔640与每个横梁602c的孔640之间的高度差为O. 57毫米。支撑臂30中的每一个平行于邻近桁架结构的支撑臂而延伸。此外，桁架组件的桁架604的支撑臂30沿抛物线轨迹设置，最外面的支撑臂与扭矩管间隔最远，而最里面的支撑臂与其间隔最近，即，抛物线的开口朝向反射镜32。支撑臂30的抛物线布置使反射镜32在与支撑臂长度垂直的方向上呈抛物线形状。如上所述，提供了托架34，以便于支撑杆30支撑反射镜32。这些托架可由任何合适的材料制成，例如冲压钢板。提供了两种类型的托架中心托架34a，其附接至支撑杆30的中心；和侧部托架34b，其附接至支撑杆的其它点。(应理解，在本文中，中心托架34a和侧部托架34b统称为“一个托架34”或“多个托架34”)。如图9A所示，每个中心托架34a包括与上垫片支撑部分648和下底座650融合的略微弯曲的垂直竖管646。垫片支撑部分648通常从竖管646垂直伸出，并包括通孔(未不出)。底座650通常平行于竖管646而形成，并相对于其水平偏移，因此该底座650大约位于形成于垫片支撑部分648中的孔下面。底座650设有两个通孔652。上部和下部支撑结构654形成于竖管646中，以加强中心托架34a。支撑结构654彼此垂直间隔，从而为中心托架34a提供一定的柔性。每个支撑结构654包括中心垂直肋条656和绕其设置的通常U形的辅助肋条658。中心肋条656延伸至中心托架34a的端部，即，其穿过其上部的垫片支撑部分648和其下部的底座650。如图9B所示，每个侧部托架34b包括与上垫片支撑部分662和下底座664融合的略微弯曲的垂直竖管660。垫片支撑部分662通常从竖管660垂直伸出，并包括通孔(未不出)。底座664通常平行于竖管660而形成，并相对于其水平偏移，因此该底座664大约位于形成于垫片支撑部分662中的孔下面。底座664设有通孔666。构成支撑结构的垂直延伸的肋条668形成于竖管660中，以加强侧部托架34b。肋条668延伸至主托架34b的端部，即，其穿过其上部的垫片支撑部分662和其下部的底座664。每个托架34通过固定穿过其通孔652、666和支撑臂的托架安装孔612的铆钉附接至支撑臂30。为了便于托架支撑反射镜32，每个托架34包括位于其上部的垫片36。回到图9A和图9A，每个垫片36包括上平面670和向下伸出的隔圈672，该隔圈672带有若干个(例如，三个)从其中伸出径向延伸的肋条674。提供了垂直穿过隔圈672的孔(未示出)。提供了穿过孔以将垫片36固定到托架34的垫片支撑部分648、662的紧固构件(未示出)。在每个垫片36的上表面670上提供粘合剂(其可为快速固化的高强度商用粘合剂)，以便将其附接至反射镜32。反射镜32为具有高度反射表面的平面元件。这些反射镜32可由超白玻璃或任何其它合适的材料制成。这些反射镜32应至少具有略微的柔性，例如以便于其弯曲为如上所述的抛物线形状。反射镜的反射率可为90%以上，例如92.5%。反射镜的后面可设有涂层，该涂层被设计来保护其不受恶劣环境(例如沙漠环境)的影响。本实用新型所公开的主题所属的领域的技术人员将易于理解，在不脱离本实用新型(加以必要的修订)范围的情况下，可对其进行多种变化、变更和修改。
权利要求1.一种用于中央塔式发电站的定日镜的反射装置的扭矩管，其特征在于所述定日镜包括一个或多个用于产生机械能的运动元件，所述反射装置包括反射镜组件，所述反射镜组件包括至少一个反射表面和多个位于其后的支撑结构，其中所述扭矩管被构造来将所述机械能传输至所述反射镜组件，所述扭矩管包括中空管。
2.根据权利要求1所述的扭矩管，其特征在于所述中空管包括公称尺寸为6英寸的表号为5的管。
3.根据权利要求2所述的扭矩管，其特征在于所述扭矩管的长度为4390毫米。
4.根据权利要求1所述的扭矩管，其特征在于包括六个狭槽，所述六个狭槽便于横梁穿过所述扭矩管，其中所述狭槽中的两个最外面狭槽中的每个狭槽的向内边缘与两个第二最外面狭槽的向内边缘相隔875±0. 5毫米，所述两个第二最外面狭槽的所述向内边缘与两个第三最外面狭槽的向内边缘相隔875±0. 5毫米，所述狭槽中的所述两个第二最外面狭槽的所述向内边缘彼此之间相隔2605±2晕米。
5.根据权利要求4所述的扭矩管，其特征在于进一步包括固定在所述狭槽内的横梁，每个所述横梁包括形成于其中的孔，其中 在固定在所述最外面狭槽内的横梁内形成的每个所述孔比在固定在所述第二最外面狭槽内的横梁内形成的相应孔高3. 63毫米；且 在固定在所述第二最外面狭槽内的横梁内形成的每个所述孔比在固定在所述第三最外面狭槽内的横梁内形成的相应孔高1. 85毫米。
6.根据权利要求4所述的扭矩管，其特征在于进一步包括固定在所述狭槽内的横梁，每个所述横梁包括形成于其中的孔，其中 在固定在所述最外面狭槽内的横梁内形成的每个所述孔比在固定在所述第二最外面狭槽内的横梁内形成的相应孔高1. 97毫米；且 在固定在所述第二最外面狭槽内的横梁内形成的每个所述孔比在固定在所述第三最外面狭槽内的横梁内形成的相应孔高O. 95毫米。
7.根据权利要求4所述的扭矩管，其特征在于进一步包括固定在所述狭槽内的横梁，每个所述横梁包括形成于其中的孔，其中 在固定在所述最外面狭槽内的横梁内形成的每个所述孔比在固定在所述第二最外面狭槽内的横梁内形成的相应孔高1. 31毫米；且 在固定在所述第二最外面狭槽内的横梁内形成的每个所述孔比在固定在所述第三最外面狭槽内的横梁内形成的相应孔高O. 69毫米。
8.根据权利要求4所述的扭矩管，其特征在于进一步包括固定在所述狭槽内的横梁，每个所述横梁包括形成于其中的孔，其中 在固定在所述最外面狭槽内的横梁内形成的每个所述孔比在固定在所述第二最外面狭槽内的横梁内形成的相应孔高O. 96毫米；且 在固定在所述第二最外面狭槽内的横梁内形成的每个所述孔比在固定在所述第三最外面狭槽内的横梁内形成的相应孔高O. 57毫米。
9.根据权利要求4至8中任一项所述的扭矩管，其特征在于进一步包括第四最外面狭槽，所述狭槽的向内边缘与所述第三最外面狭槽的所述向内边缘相隔293. 50±1毫米，并且彼此之间相隔268+1'3/^晕米。
10.根据权利要求9所述的扭矩管，其特征在于进一步包括最里面狭槽，所述狭槽的向内边缘与所述第四最外面狭槽的所述向内边缘相隔98.50± 1毫米，并且彼此之间相隔71 ±0.5毫米，所述最里面狭槽的中线相对其它狭槽的中线移位15±0.5度角。
专利摘要本实用新型提供了一种用于中央塔式发电站的定日镜的反射装置的扭矩管。该定日镜包括一个或多个用于产生机械能的运动元件。该反射装置包括反射镜组件，所述反射镜组件包括至少一个反射表面和多个位于其后的支撑结构。所述扭矩管被构造来将所述机械能传输至所述反射镜组件。
文档编号G05D3/10GK202886712SQ201220319549
公开日2013年4月17日 申请日期2012年7月2日 优先权日2012年7月2日
发明者S.赫斯, Z.什维茨, R.巴沃尔, M.斯卢茨基, N.克鲁格曼 申请人:光之源工业(以色列)有限公司