本发明专利技术涉及一种太阳能热集中收集器中使用的反射器元件及其支撑结构之间的铰接式连接系统。由于反射器上的角偏差，该系统允许在其所有锚固点内的反射镜和支撑结构之间的连接而没有任何形式的应力。它包括一个连接主体（2），用于固定在反射器元件（13）相对太阳辐射的入射面的面上，其包括用于接收一个凸形固定元件（3）的孔（14）和适合的接合装置，该装置允许在反射器元件（13）和所述支撑结构之间的连接空间内自由转动。该适合的接合装置包括允许螺纹杆（3）由此穿过的通孔（15），螺纹杆（3）具有固定在连接主体（2）的孔中的第一端和接收螺母或凹形螺纹部分的第二端，该凹形螺纹部分用于刚性地固定整个反射器元件（13）和支撑结构组件。
【技术实现步骤摘要】
【国外来华专利技术】
本专利技术涉及一种太阳能反射器元件与支撑结构的铰接式连接系统。一方面该系统在反射器元件的寿命期间抵抗作用在系统上的力时保证空间和时间的不动性(连续性和永久性)，同时在将反射器元件固定及锚定到支撑结构的处理过程中保证时间弹性的平衡，其最小化反射器元件保持其在放松的平衡位置上时获得的应力，并因此保留了其光学集中特性。该铰接式连接系统可应用到通过太阳辐射集中的发电领域内的反射器元件与支撑结构的连接。
技术介绍
包括本专利技术在内的技术被称为太阳能热集中技术，由于集中太阳辐射时获得的高温，其允许获得的热蒸汽或空气用于按照常规方法的发电中。从由太阳辐射集中发电的不同变型中，本专利技术的固定元件对象的使用对抛物线型槽(PTC)技术是相当有利的。在本专利技术的上下文中，槽型几何形状是用来表示由平行线形成的表面和在表面的任何点与垂直于其的平面交叉确定的连贯曲线。在特定情况下，其中所提到的截面定义了一个大致抛物曲线，可以说它有一个抛物线型槽几何形状。抛物线型槽技术使用收集器，该收集器通过一系列具有抛物线型槽截面的反射器捕获太阳辐射，所述抛物线型槽截面将太阳光线集中到位于反射器焦线内的接收管上。工作流体流过此管被加热时，直到最后它的热量转移到锅炉或蓄电系统。反射器和接收管(也称为吸收器管)都组装到金属结构上，该金属结构为系统提供刚度并允许执行围绕旋转轴跟踪太阳的运动以优化入射辐射。由反射器、吸收器管、支撑结构和跟踪系统形成的组件被称为太阳能集热器。用于捕捉辐射的反射器在其制造中必须具有高几何精度的集中，这由被称为截距系数的反射器固有特性定义。截距系数被定义为存在于反射器在吸收器管上反射的能量和照射反射器的总能量之间的比率，以百分比表示。太阳能集中站的收集器是一个精确的系统，在其中组装捕获系统的结构必须具有足够的定位精度使得当组装反射器和吸收器管时，其彼此相对的位置能尽可能接近理论位置，并因此保持已制造的反射器具有的截距系数。然而，反射器在支撑结构上的设置和固定并不保证由反射器的截距系数定义的吸收器管上反射的太阳辐射的百分比，而是假设一旦组装过程结束会有不可避免的截距损失。所述的截距损失或多或少是重要的，这取决于金属结构的制造和组装精度、反射器的表面质量以及反射器和结构之间的连接质量。这使得有必要使用昂贵的工艺来制造和组装金属结构，保证最小的精度即使如此截距损失仍旧是不可避免的。同样地，反射器和结构之间的连接成为反射器制造工艺中一个关键的参数，其需要很高的组装精度，这使得它们接近合理技术的限度并且需要非常昂贵的质量控制。捕获太阳辐射以生成太阳热能的功能部件是收集器。由于近年来这一产业经历了巨大的发展，出现了各种各样的收集器设计，其中一些例子可参见文件ES2274710A1和ES2326303A1。 目前在生产厂中建造和操作的以抛物线型槽技术为基础的所用的收集器类型虽然具有不同的变体，但具有相同的基本特征。每个收集器的通用使用长度在100米和150米的范围内。反过来，每个收集器细分成一般是12米长的模块，其在组装过程中形成建设性单元。每个模块都由以下基本元件组成:-抛物线型槽反射器:太阳辐射直接照射反射器，反射器将其反射和集中在挤出的抛物线的焦线上。多种变化的反射器具有不同的材料，如塑料、玻璃、金属……然而，到现在为止，已证明其有效性并在太阳能领域商业使用的反射器使用的是玻璃基板。抛物线型的太阳能反射器的一个典型配置是一个单片或层状玻璃，热处理可有可无，4或5毫米厚，并具有大概1700毫米乘以1600毫米的展开尺寸。一般来说，每个模块有28个在其上布置并沿7个抛物线型槽截面组装的反射器，这样每个截面由四个独立的反射器组成。-吸收器管:它接收来自反射器的集中辐射，它将以热能形式传递给在其中循环的流体。-机械支撑结构:它用于支撑剩余部件以确保相对于彼此的相对位置，并为系统提供刚性。-跟踪系统:机械装置围绕单个轴线来转动组件以优化在反射器的孔径区域上的入射太阳辐射。该金属结构必须能承受运输和组装应力以及操作应力，例如风应力和热应力等。反过来，它必须允许所有不同的部件有合适和足够精确的连接以保证组件的光学性能。结构设计有多种变化。然而，当今最普遍的设计，本专利技术对其非常有利的是所谓的“中心主体和臂结构”。此结构包括一个中心主体，也称为扭力盒或管，其平行于吸收器管的轴线布置，一套臂垂直地固定于该轴线，这套臂通常具有一个悬臂式金属桁架结构。所述反射器随后以确定数量的刚性连接固定在这些臂上，一般每个反射器具有至少四个刚性连接。这种类型的结构实施例描述在上述文件ES2274710A1、ES2326303A1中。在太阳能热发电厂操作所需的全部部件中，反射器是生产能力方面最关键的一环。决定反射器质量的特性是取决于反射涂层应用的材料和方法的反射率和完全取决于反射器几何形状的优点的截距系数。这两个参数值直接与在太阳能热站产生的能量值成正t匕，并由此与其收入水平成正比。这意味着，截距系数增加百分之一则自动反映发电厂的财政收入增加约百分之一(略少)。当今包括抛物线型槽技术在内的主要集中技术，概念上是基于抛物线的几何性质。从这些性质的应用可以推断出截距系数完全取决于与抛物线在所有点正切的线的方向。因此，当抛物线的实际形状相对于其理论的几何形状呈现变化时，这意味着在该点的切线斜率发生了变化。在这些条件下，反射光线不再照到理论焦点，而是相对于自身呈现出角偏差，这个角度值正好是由理论切线和的新的实际切线在这一点上定义的值的两倍。可从前面的段落推断出极端敏感性的抛物线几何形状，其中小的局部变形为10至20毫弧度，甚至是使用常规的测量系统不能测量的更小的局部变形，可导致在焦点处的辐射入射损失，并因此给太阳能热站的效益造成严重的经济损失。在制造反射器的过程中，只能通过直接或间接的光线反射方法来测定光学几何形状(或截距系数)。在测量过程中，反射器的抛物型槽基板必须支撑在支撑点上，所述支撑点设置在与相对于彼此和基板表面的完全相同的相对位置上，这将在支撑结构内具有理论的支持点。所述支撑用于作为在基板尺寸控制过程中的支持件，所述支持件建设性地设计为简单支撑，以防止在基板上产生应力，这可使基板变形并因此扭曲测量结果。简单的支持被理解为两个结构构件之间的连接，其允许一个构件相对于其他构件旋转但不移动。一般来说，现场组装的反射器在其支撑结构上使用四个支持件，虽然在例外的情况下，像在趋于具有高风载荷的区域可以使用多达九个。目前制造抛物线型槽式反射器的技术允许在吸收器管的直径为70毫米时，达到的截距系数值大于99.5%。制造过程的例子描述在文件EP2096375A1中，由本申请的相同专利技术人开发的。反射器的制造不会因为形成其基板而结束，相反必需提供装置将反射器固定在机械结构上。当今使用的解决方案是在反射器的每个支撑点将其固定在结构上，所述支撑点由陶瓷零件组成，其连接在与太阳辐射入射面相对的反射器表面上。该连接是通过使用粘接剂粘附，从而确保适当的强度和耐久性。此外，该连接必须具有弹性模量，使得通过维持刚性的连接条件，允许吸收来自基板材料和陶瓷零件本身之间的不均匀膨胀的应力。硅酮已被证明是能满足这些条件的合适材料。陶瓷零件具有空腔，一具有凹形内螺纹部分的金属嵌件容纳其中。陶瓷零件和金属嵌本文档来自技高网...
【技术保护点】
【技术特征摘要】
【国外来华专利技术】2010.05.31 EP 10382156.71.种太阳能反射器元件与支撑结构的铰接式连接系统(1、1’、1’’)，包括 连接主体(2、2’、2’’)，用于固定在反射器元件(13)相对太阳辐射的入射面的面上，其包括一个接收凸形固定元件(3、3’、3’ ’ )的孔(14、14’、14’ ’)， 至少一个合适的接合装置，其允许在反射器元件(13)和支撑结构之间的连接空间内自由转动， 其中所述至少一个合适的接合装置包括一个通孔，其允许凸形固定元件(3、3’、3’’)在此穿过，该凸形固定元件(3、3’、3’’)具有容纳在所述连接主体(2、2’ )的孔(14)的第一端和接收凹形固定元件(5、5’ )的第二端，该凹形固定元件(5、5’ )用于刚性地固定整个反射器元件(13)和支撑结构组件。2.据权利要求1所述的铰接式连接系统(I)，其特征在于， 连接主体(2)包括两个球形壳体(6、7)，通过孔(14)连接，并在空间内具有共同的转动中心， 系统(I)包括一个具有通孔(15)的球形垫圈(4)，和 凸形固定元件(3)包括一个球形头部(9)，其中 球形垫圈(4)安置在连接主体(2)的球形壳体(7)上， 凸形固定元件(3)的球形头部(9)安置在连接主体(2)的球形壳体(6)上，以及 通孔(14)的直径基本上大于所述凸形固定元件(3)的直径，以允许所述凸形固定元件(3)在空间中围绕任意轴线穿过连接主体(2)的球形壳体(6)和(7)的固定转动点的转动。3.据权利要求2所述的铰接式连接系统(I)，其特征在于，通孔(14)的直径允许凸形固定元件(3)以一定角度转动，其 最大值为3° ,优选为2°。4.据权利要求2至3中任意一项所述的铰接式连接系统(I)，其特征在于，它包括一个设置在支撑结构(10)和凹形固定元件(5)之间的垫圈(12)。5.据权利要求2至4中任意一项所述的铰接式连接系统(I)，其特征在于，它包括应用于连接主体(2)的区域上并固定在反射器元件(13)相对太阳辐射的入射面的面上的保护膜(8)。6.据权利要求1所述的铰接式连接系统(I’)，其特征在于， 连接主体(2’)包括壳体(19)，在其中设置有带螺纹孔(14’ )的凹形部件(17)， 系统(I’ )包括双球形垫圈(4’、4’ ’ )的第一组件和双球形垫圈(6’、6’ ’ )的第二组件，其中 双球形垫圈(4’、4’’)的第一组件设置在连接主体(2’)和支撑结构(10)之间，双球形垫圈(6’、6’ ’ )的第二组件设置在支撑结构(10)的相对面，以及在连接位置中，...
【专利技术属性】
技术研发人员：何赛普·乌瓦奇·卡尔特盖，伊格纳西奥·加西亚孔德·诺列加，
申请(专利权)人：里奥玻璃太阳能有限公司，
类型：
国别省市：
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