用于太阳能收集的支撑件的制作方法
用于太阳能收集的支撑件的制作方法
【技术领域】
[0001]本文所公开的发明整体涉及太阳能系统，其包括用于太阳能收集装置的支撑件。
【背景技术】
[0002]一些较大的太阳能收集器设施包括太阳跟踪式太阳能收集器组件阵列。此类组件可结合光伏模块、集中式光伏模块以及集中式热太阳能收集器装置使用。
[0003]此类太阳跟踪式收集器包括用于自动调整收集器装置的位置以跟踪在空中移动时的太阳的硬件。这种跟踪移动可采用多种不同方式实现。一些系统使用单轴跟踪系统，其中收集器装置围绕单条轴线枢转。此类单轴型跟踪系统通常包括限定单条枢转轴线的驱动轴或“扭矩管”。其他系统使用多条旋转轴线。
[0004]因为扭矩管围绕轴线枢转通过有限旋转范围，所以此类应用不必采用常规的滚柱轴承；这种常规的滚柱轴承在此类应用中原本是一笔很大的不必要开销。因此，一些太阳跟踪式太阳能系统包括其他类型的轴承。
【发明内容】
[0005]本文公开的至少一个发明的一方面包括实现以下目的:太阳跟踪式太阳能收集系统的轴承可被简化，同时还容许安装期间出现不对齐。例如，用于支撑太阳跟踪式太阳能收集系统的扭矩管的一些轴承需要扭矩管的枢转轴线与轴承的旋转轴线精确对齐。太阳跟踪式太阳能系统的部件可能相当大且重，所以这种对齐在安装期间可能难以实现。
[0006]因此，根据本文公开的至少一个实施例，一种太阳跟踪式光伏太阳能收集器阵列可包括多个光伏装置。支撑组件可支撑光伏装置，以使光伏装置能绕枢转轴线枢转。该支撑组件可包括支撑着多个光伏模块的至少第一枢轴、支撑着第一枢轴以使该第一枢轴能绕枢转轴线枢转的至少第一轴承，以及将该轴承支撑在位于支撑表面上方的位置的至少一个粧。该轴承包括至少部分为超环面的内表面。
[0007]根据另一个实施例，太阳跟踪式光伏太阳能收集器阵列可包括多个光伏装置。支撑组件可支撑光伏装置，以使光伏装置能绕枢转轴线枢转。该支撑组件可包括至少第一枢轴，该第一枢轴支撑着多个光伏模块并具有外表面。至少第一轴承可支撑第一枢轴以使该第一枢轴能绕枢转轴线枢转。至少一个粧可将该轴承支撑在位于支撑表面上方的位置。该轴承可包括至少第一减小摩擦构件，此减小摩擦构件包括被定位成在第一枢轴围绕枢转轴线枢转时抵靠该枢轴的外表面滑动的内表面，此内表面至少部分为超环面的。
[0008]根据又一个实施例，轴承组件可包括轴承壳体。此轴承壳体可具有固定部分，该固定部分被构造受紧固以便相对地面固定。此轴承壳体还可包括至少第一轴承座，该第一轴承座被构造用于支撑第一轴承构件。第一轴承构件可具有适于由轴承座支撑的外表面，和被构造为可滑动地支撑驱动轴的内表面，该内表面至少部分为超环面的。
[0009]提供本
【发明内容】
的目的是以简要形式介绍一系列概念，这些概念将在以下【具体实施方式】中进一步描述。本
【发明内容】
并非意图辨识要求保护的主题的关键特征或本质特征，也非意图在确定要求保护的主题的范围中用作帮助。
【附图说明】
[0010]当结合以下附图考虑时，通过参见【具体实施方式】和权利要求书可以更完全地理解所述主题，其中在所有附图中，类似的附图标记是指类似的元件。
[0011]图1是太阳能收集器系统的示意性俯视平面图；
[0012]图2是图1所示系统的示意图，包括具有各种电气部件的该收集器系统的可选电气连接；
[0013]图3是图1的太阳能收集系统的非集中式光伏实施例的透视图，示出了安装到地面并支撑着多个扭矩管的多个粧，本发明的轴承可用于该实施例中；
[0014]图4是图1的太阳能收集系统的集中式光伏实施例的太阳能收集器组件的示意性侧正视图，本发明的轴承也可用于该实施例中；
[0015]图5是图4实施例的透视图，并且包括太阳跟踪器驱动装置；
[0016]图6是根据一个实施例的轴承组件的分解图，该轴承组件具有上部轴承构件和下部轴承构件，以及上部轴承壳体部分和下部轴承壳体部分；
[0017]图7是图6所示下部壳体部分和下部轴承构件的俯视平面图；
[0018]图8是沿图7的线8.-8.观察图6所示组装壳体所看到的剖面图；
[0019]图9是图6所示下部轴承构件的放大平面图；
[0020]图10是图9所示轴承构件的透视图。
【具体实施方式】
[0021]以下【具体实施方式】本质上只是示例性的，并非意图限制所述主题的实施例或此类实施例的应用和用途。如本文所用，词语“示例性的”是指“作为例子、实例或举例说明”。本文示例性描述的任何实施方式不一定被理解为比其他实施方式更优选或有利。此外，并不意图受前述技术领域、【背景技术】、
【发明内容】
或以下【具体实施方式】中提出的任何明示或暗示的理论的约束。
[0022]以下描述中仅为了参考的目的使用了某些术语，因此这些术语并非意图进行限制。例如，如“上部”、“下部”、“上方”或“下方”等术语是指附图中提供参考的方向。诸如“正面”、“背面”、“后面”和“侧面”等术语描述在一致但任意的参照系内组件的某些部分的取向和/或位置，通过参考描述所讨论组件的文字和相关的附图可以清楚地了解这些取向和/或位置。此类术语可以包括上面具体提及的词语、它们的衍生词语以及类似意义的词语。类似地，术语“第一”、“第二”和其他这些涉及结构的数字术语并不暗示顺序或次序，除非上下文明确指示。
[0023]在非集中式和集中式光伏阵列和模块的语境中描述本文所公开的发明。然而，这些发明也可在其他语境中使用，例如集中式热太阳能系统等中。
[0024]在下文陈述的说明中，在由多个太阳能收集模块形成的语境中描述太阳能收集系统10，这些太阳能收集模块被驱动装置以枢转方式调整以实现太阳跟踪目的。每个模块可包括支撑着多个太阳能收集装置的支撑构件(这些太阳能收集装置可以是集中式或非集中式太阳能收集装置)，以及用于将各种太阳能收集装置连接到彼此并连接到其他模块的线路。
[0025]系统10还可包括用于减少与安装这种系统相关联的劳动、硬件，或降低与安装这种系统相关联的其他成本的装置。具体地讲，举例而言，太阳跟踪式太阳能收集系统可包括轴承组件，该轴承组件包括被设计用于降低此类轴承的制造和/或安装成本的一个或多个特征。
[0026]图1至图4示出了可在其中使用本文所公开的发明的不同环境。图1是太阳能收集系统10的示意图，该太阳能收集系统10可被视为利用集中式或非集中式原理工作的发电场。
[0027]太阳能收集系统10可包括太阳能收集器阵列11，后者包括多个太阳能收集模块12。每个太阳能收集模块12可包括多个由驱动轴或扭矩管16支撑的太阳能收集装置14。每个扭矩管16由支撑组件18支撑在地面上方。每个支撑组件18可包括粧和轴承组件20。因而，扭矩管16可被视为用于支撑模块12的枢轴。
[0028]继续参见图1，系统10还可包括跟踪系统30，该跟踪系统30连接到扭矩管16并被构造为使扭矩管16枢转，以便致使相关联的收集器装置14跟踪太阳的移动。在图示实施例中，扭矩管16被大体上水平布置，并且模块12彼此电连接，如2011年7月5日提交的美国专利申请N0.13/176，276中更全面地描述，该专利申请的全部内容据此以引用方式明确地并入本文。跟踪系统可包括单个电机和适于驱动多个平行扭矩管组件(例如，包括一系列端到端连接的轴向对齐扭矩管的组件)的驱动部件；或可包括多个电机，每个电机连接一个或多个轴向对齐扭矩管16。
[0029]任选地，系统10可包括多个由相对于水平面倾斜的扭矩管16支撑的模块12，其中扭矩管16并不以端到端型式连接，诸如美国专利公布N0.2008/0245360中示出并公开的布置方式。2008/0245360专利公布的全部内容(包括对轴承40和72的图解和描述)据此以引用方式明确地并入本文。另外，本文所公开的发明可与提供围绕两条轴线的受控倾斜的系统一起使用，但这些系统未在本文中示出。
[0030]太阳能收集装置14可呈光伏面板、热太阳能收集装置、集中式光伏装置或集中式热太阳能收集装置的形式。
[0031]参见图2，太阳能收集系统10还可包括电气系统40，该电气系统40连接到阵列11。例如，电气系统40可包括阵列11作为电源，该电源由电力线44连接到远程连接装置42。电气系统40还可包括公用事业电源、仪表、具有主断路器的配电板、联结点、电力负载和/或具有公用事业电源监视器的逆变器。电气系统40可根据美国专利公布N0.2010/0071744中所陈述的说明来构造和工作，该专利公布的全部内容据此以引用方式明确地并入本文。
[0032]图3示出了阵列11的太阳跟踪式非集中式光伏实施例，其中只保留了一个太阳能收集装置14。如图3所示，每个支撑组件18包括支撑在粧22的上端的轴承20。扭矩管16可具有任何长度，并且可形成为一个或多个工件。粧22相对于彼此的间距可基于对支撑结构18间的扭矩管16的挠曲程度、风力负荷和其他因素的所需限制来确定。
[0033]倾斜驱动装置30可包括驱动撑条32，该驱动撑条32以某种方式与扭矩管16耦接，以便在驱动撑条32沿着其 长度轴向移动时使扭矩管16枢转。驱动撑条32可利用扭矩臂组件34与扭矩管16连接。在图示实施例中，扭矩臂组件34设置在每个扭矩管16的末端。另外，阵列11可包括电线托盘60，该电线托盘60由一个或多个粧22支撑、或用其他方式支撑。
[0034]图4和图5示出了阵列11的太阳跟踪式集中式光伏实施例的部件。例如，如图4示意性示出，集中式光伏太阳能组件100可包括粧102和扭矩管106，粧102支撑着一个或多个横梁104。横梁104继而支撑着第一组集中元件120和第二组集中元件140。
[0035]在图示实施例中，一组集中元件120面向一个方向，第二组集中元件140被定位为以使面向相反方向，这两组集中元件的转变在扭矩管106处发生。粧102可以是支撑太阳能集中器组件100的单根柱子或若干柱子之一。
[0036]连接器150相对于横梁104支撑起集中元件120和140。另外，光伏收集器132、134、152、154可安装在集中元件120和140的背侧上。在这种构型中，集中元件120和140中的每一个被构造用于将一束集中光聚焦到光伏单元132、134、152、154上。太阳跟踪式驱动系统200可驱动扭矩管16围绕枢转轴线A枢转。有关集中式光伏使用环境的可选构型的另外细节在2010年12月22日提交的美国专利申请N0.12/977, 006中陈述，该专利申请的全部内容据此以引用方式并入本文。
[0037]轴承20可被直接支撑在上文结合图1至图4描述的粧102上。任选地是，轴承组件20可任选地由粧200支撑(图6)。粧200可呈沟槽结构件的形式，例如广泛市售的槽钢。此类粧200可包括幅材部分202和凸缘204、206。任选地是，粧200可包括附加的向内延伸凸缘208、210。此类粧200可被打粧到地里，并且/或者使用水泥基层进一步固定。
[0038]在安装此类粧200期间，打粧过程和/或基层形成过程可能导致粧200出现不对齐。这种不对齐要么是粧200的高度不对齐，要么是它们相对于扭矩管16的旋转轴线A侧向不对齐和平行不对齐。
[0039]因此，粧200可包括椭圆形孔212、214，以容许可能在粧200的安装过程中出现的至少一些不对齐。也可以使用另外的粧设计。
[0040]参见图6至图8，这些图示出了轴承组件20的一个实施例。应当注意，在太阳能收集系统10中，可能有多个轴承支撑着每一个扭矩管16。然而，本文仅示出并描述了一个轴承组件20，原因是多个这种轴承组件20可以在系统10中的各处使用。
[0041]轴承组件20可包括轴承壳体组件220和轴承构件组件222。
[0042]轴承壳体220可由连接在一起的一个或多个零件制成。例如，轴承壳体220可包括下部壳体部分224和上部壳体部分226。
[0043]壳体220的下部部分224可包括固定部分230，该固定部分230被构造为牢固地连接到粧，如粧200。在图示实施例中，固定部分230包括两个狭槽形孔232、234，这些孔的大小被设计为能让螺纹紧固件(未示出)穿过。这些螺纹紧固件可以穿过孔232、214，234、212，从而使固定部分230与粧200紧固在一起。另外，孔212、214、232、234中每一者的狭槽形状使固定部分230能以一系列位置固定到粧200，以允许安装工人在将粧200固定到地面后调整固定部分的位置，由此实现轴承组件20与扭矩管16的所需位置的期望对齐。
[0044]任选地是，固定部分230可包括大体平坦的表面部分240，该表面部分240被构造为抵靠着粧200的幅材部分202平展放置。可在表面部分240中提供孔232、234。
[0045]壳体220的下部部分224还可包括轴承座部分250。任选地是，轴承座部分250可被构造用于支撑轴承构件的一部分。例如，轴承座部分250可被构造为围绕轴承构件的一部分延伸并为其提供支撑，以便从下方为轴承构件的至少约三分之一至约二分之一提供支撑。
[0046]这可以提供另外的好处，原因在于，当正在安装太阳能收集系统10时，可将壳体的下部部分224连同轴承构件的一部分一起固定就位，接着便可降低扭矩管16，使其接触相关轴承构件的下部部分224。然后可继续安装轴承组件20的剩余部分，直到组件安装完毕。扭矩管组件可能相当长且重，所以上述构造使组件安装过程变得简单。
[0047]在图示实施例中，轴承支撑部分250是大体半圆形的，围绕约180度的弧延伸，如图8所示。也可使用其他构型。
[0048]在下部壳体部分224围绕轴承组件20的中心轴线B约180度延伸的构型中，上部壳体部分226也可包括具有互补形状的轴承座，以提供绕轴线A延伸完整360度的轴承座。这种轴承座在下文有进一步详细描述。
[0049]轴承座250可包括大体上从表面240错开的中心线。例如，如图7所示，轴承座250的中心线252可间隔开距离254。这种错开可能有助于平衡施加到粧200上的负荷。举例而言，在使用具有C型沟槽构型的粧(例如粧200)时，轴承座250的中心线从幅材202错开可能有助于平衡轴承组件220受到侧向负荷(即，垂直于轴线A的负荷)时由粧200产生的反作用力。比方说，如本领域所熟知的，当槽形梁受到侧向负荷(即，垂直于其幅材并指向C形横截面内某一点的负荷)时，这种力基于槽形梁的惯性矩可能对该槽形梁产生扭转负荷。因此，通过让轴承座250的中心线252 (图7)从幅材202 (图6)错开，加在粧200上的所得负荷便可能更像是纯粹的弯曲负荷，从而可防止轴承座250相对于轴线A扭弯(即，绕如图6中所见的大体垂直延伸的轴线扭弯)。可基于已知技术计算间距254。
[0050]下部部分224还可包括从固定部分230的下端向上延伸到下部部分224的上端的侧向凸缘。这些凸缘由附图标记256、258标出。可选择凸缘256、258以及表面部分240和轴承座250的尺寸，以提供所需刚度。
[0051 ] 下部部分224的上端可包括孔260，这些孔260可用于使下部部分224与上部部分226紧固在一起。
[0052]上部部分226在其下端处也可包括孔260，以图8所示取向把上部部分226和下部部分224结合起来时，这些孔260的位置和间距使它们能与下部部分224中的孔260对齐。
[0053]上部部分226还可包括绕轴线B延伸的轴承座部分262 (当处于图8所示位置时)，以便补充下部部分224的轴承座250并向轴承构件222提供支撑。
[0054]在图示实施例中，轴承座250和262具有大体为C形的横截面(如图7所示)。在图示实施例中，轴承座250的内表面264和轴承座262的内表面266具有部分为超环面的形状，更具体地讲，这两个内表面为超环面中绕超环面中心孔的那部分。然而，也可使用其他形状。
[0055]另外，可采用其他比例制作轴承座250和262。例如，下部部分224可能有仅绕轴线A延伸约90度的轴承座250，上部部分可包括绕轴线A延伸剩余360度的一个或多个片段。相似地，下部部分224可包括围绕约120度延伸的轴承座250，在此情况下，由一个或多个部分制成的上部部分226绕轴线A延伸剩余240度。另外，轴承座250和262可以是不连续的，也就是说，可将它们分别形成为仅绕轴线A延伸的两两间有间隔的多个区段。也可采用其他构型。另外，内表面264和266可被成形为补充轴承构件222的外表面。因此，假如轴承构件222具有与图示实施例不同的外表面，那么外表面264和266可具有不同的构型。
[0056]参见图7、图9和图10，轴承构件222可由一个或多个片段形成。在图示实施例中，轴承构件222各自绕轴线B延伸约180度。然而，轴承构件222可被制成另外的尺寸。轴承构件222由滑过扭矩管16的外表面时仅产生减小的滑动摩擦力的材料制成。因此，可将轴承构件222视为减小摩擦构件。例如，轴承构件222可由任何材料制成，包括超高分子量聚乙烯(UHMWPE)塑性材料。然而，也可使用其他材料，如浸透油脂的棉花、木材、迭尔林、尼龙、聚乙烯、聚氨醋、聚四氟乙烯、黄铜、聚苯乙烯、聚甲醛、丙烯腈丁二烯苯乙烯、聚酰胺、聚苯醚、其他塑料，或另外的材料。
[0057]在使用图示设计和其他设计时，多个上部轴承构件222和下部轴承构件222的形状可能全都是一样的。因此，下面将仅详细描述一个轴承构件222。
[0058]继续参见图9和图10，轴承构件222可具有大体为C形的横截面。当如图8所示把多个轴承构件222结合起来时，它们便会形成基本上为完整的圆形、部分为超环面的轴承表面。在图示实施例中，该轴承表面可被视为轴承构件222的内表面270。该内表面270可具有单一曲率半径或多种曲率半径。在图示实施例中，表面270包括具有单一曲率半径的外部部分272和274，以及大体为圆柱形(即，横截面没有弯曲)的中心部分276。在一些实施例中，内表面270的中心部分276的宽度278可能为约1/4英寸至1/2英寸。也可使用其他尺寸。
[0059]轴承构件222还包括外表面280。此外表面280可被成形和构造为与轴承座250的外表面264和轴承座262的外表面 266 (图8)配合。在上文公开的使用环境中，轴承座250和262的部分为超环面的形状与被成形为和其互补的轴承构件222外表面280的部分为超环面的形状可提供特定的好处。
[0060]举例而言，这些配合的部分为超环面的表面配合起来以抵抗可被施加到延伸穿过组装轴承组件20 (如图8所示)的扭矩管的纵向负荷(例如平行于轴线A延伸的力)将轴承构件222维持在所需位置，同时向一般由下部部分224和位置最低的轴承构件222支撑的扭矩管提供对抗该扭矩管重量的充分支撑。然而，上部轴承构件222和壳体组件220的上部部分226还起到(例如)由于光伏装置12 (图1)受到空气动力而导致扭矩管抬升时，将扭矩管16保持在轴承构件222之间的作用。
[0061]任选地是，轴承组件20可包括用于把轴承构件222与下部部分224和上部部分226中的一者或两者紧固在一起的连接器。采用这种连接器后，便可以在组装太阳能收集系统10的工序期间使轴承构件222更好地固定在适当位置。例如，如上所述，在构造系统10期间，通过打粧和/或水泥基层把粧200固定到地面。接下来，将壳体220的下部部分224固定到粧200。再将一个轴承构件222固定到下部壳体部分224的轴承座250。
[0062]以这种构型，贯穿系统10，都可降低扭矩管16，使其接触所有部分组装状态的轴承组件20。在把扭矩管降低以接触轴承构件222时，扭矩管可能会压贴着轴承构件222的一侧。例如，如由图8的箭头290所指示。施加到轴承构件222上的这种不平衡力可能导致轴承构件沿箭头292顺着弧形方向滑动。如果出现这种类型的滑动，轴承构件222可能被逐出其轴承座250，从而可能需要对轴承构件222的位置作出额外调整，才可以完全组装好轴承组件220。因此，在这种安装工序期间添加用于把轴承构件222连接到壳体220的下部部分224的连接器可在防止轴承构件222移动方面提供额外益处。
[0063]在一些实施例中，这种连接器可以在轴承构件222的外表面280上呈突起294和296的形式。突起294和296可被构造为分别与轴承座250上形成的孔298和300 (图8)配合。在图示实施例中，突起294和296呈倾斜突起的形状，这种倾斜突起被构造为分别与孔298和300形成卡扣配合。鉴于此，不使用任何工具便可将轴承222连接到轴承座250。换句话讲，突起294和孔298、突起296和孔300相互配合，以提供不需工具就能实现的连接。另外，突起294和孔298、突起296和孔300可与轴承构件222外表面280的部分为超环面的形状(图10)和轴承座内表面264和266的部分为超环面的形状配合以将轴承构件222保持在所需位置，从而抵抗轴承构件222沿轴向方向和圆周方向的移动。
[0064]相似地，上部部分226也可在其外表面266上具有类似的孔，以便与轴承构件222上的突起294和296配合。此类连接可进一步简化安装工序。
[0065]继续参见图8，轴承构件222和壳体220的尺寸可被设计成在扭矩管外表面与轴承构件222内表面270间提供空隙304。例如，在扭矩管16的外径为大约127毫米的情况下，空隙304可为大约2.25毫米。鉴于此，由轴承222内表面270的中心部分278的内表面限定的内径可比扭矩管16的外径长约4.5毫米。然而，也可使用其他空隙。
[0066]使用约2.25毫米的空隙304得到的轴承组件20可容许扭矩管16的枢转轴线A与轴承构件222所限定的中心轴线B (图6)之间出现最大约九度的不对齐角度306，同时仍向扭矩管16提供摩擦足够低的支撑。
[0067]虽然前面的详细描述已展示至少一个示例性实施例，但应当理解，还存在许多变型形式。还应当理解，本文所述的一个或多个示例性实施例并不旨在以任何方式限制要求保护的主题的范围、适用性或构型。相反，上述详细说明将为本领域技术人员提供实施所述一个或多个实施例的便利操作路径图。应当理解，可在不脱离本权利要求书所限定的范围(其包括提交本专利申请时已知的等同物和可预知的等同物)的情况下对元件的功能和布置方式进行多种改变。
【主权项】
1.一种太阳跟踪式光伏太阳能收集器阵列，包括: 多个光伏装置； 支撑组件，所述支撑组件支撑着所述光伏装置以使所述光伏装置能绕枢转轴线枢转，所述支撑组件包括: 至少第一枢轴，所述第一枢轴支撑着所述多个光伏模块并具有外表面； 至少第一轴承，所述第一轴承支撑着所述第一枢轴以使所述第一枢轴能绕所述枢转轴线枢转；和 至少一个粧，所述粧将所述轴承支撑在位于支撑表面上方的位置，所述轴承包括至少第一减小摩擦构件，所述第一减小摩擦构件包括被定位成在所述第一枢轴围绕所述枢转轴线枢转时抵靠所述第一枢轴的外表面滑动的内表面，所述内表面至少部分为超环面的。2.根据权利要求1所述的太阳跟踪式光伏太阳能收集器阵列，其中所述第一减小摩擦构件围绕至少约180度的第一弧延伸。3.根据权利要求1所述的太阳跟踪式光伏太阳能收集器阵列，其中所述至少部分为超环面的内表面包括具有中心平坦部分以及弯曲的第一侧面部分和第二侧面部分的横截面。4.根据权利要求1所述的太阳跟踪式光伏太阳能收集器阵列，其中所述至少部分为超环面的内表面的内径充分大于所述第一枢轴的外表面的外径，使得所述第一枢轴的枢转轴线能够从所述第一减小摩擦构件的中心轴线轴向错开约九度。5.根据权利要求1所述的太阳跟踪式光伏太阳能收集器阵列，其中所述第一减小摩擦构件包括至少部分为超环面的外表面。6.根据权利要求5所述的太阳跟踪式光伏太阳能收集器阵列，其中所述第一轴承包括轴承座，所述轴承座的外表面至少部分为超环面的并支撑所述第一减小摩擦构件的外表面。7.根据权利要求1所述的太阳跟踪式光伏太阳能收集器阵列，其中所述第一轴承包括支撑着所述第一减小摩擦构件的轴承座，另外还包括将所述第一减小摩擦构件直接连接到所述轴承座的连接器。8.根据权利要求7所述的太阳跟踪式光伏太阳能收集器阵列，其中所述连接器是免工具连接器。9.根据权利要求8所述的太阳跟踪式光伏太阳能收集器阵列，其中所述连接器包括位于所述第一减小摩擦构件的外表面上的突起，所述突起被构造为与所述轴承座上的孔形成卡扣配合。10.根据权利要求9所述的太阳跟踪式光伏太阳能收集器阵列，另外还包括至少第二减小摩擦构件，所述轴承还包括第二轴承座，所述第二轴承座相对于所述第一轴承座固定并支撑着所述第二减小摩擦构件，所述第一减小摩擦构件和所述第二减小摩擦构件被布置为绕所述第一枢轴的外表面的周围延伸。11.一种轴承组件，包括: 轴承壳体，所述轴承壳体具有固定部分，所述固定部分被构造为受紧固以便相对地面固定，所述轴承壳体还包括至少第一轴承座，所述第一轴承座被构造为支撑所述第一轴承构件； 第一轴承构件，所述第一轴承构件具有适于由所述轴承座支撑的外表面，和被构造为可滑动地支撑驱动轴的内表面，所述内表面至少部分为超环面的。12.根据权利要求11所述的轴承组件，其中所述至少部分为超环面的内表面包括具有中心平坦部分以及弯曲的第一侧面部分和第二侧面部分的横截面。13.根据权利要求11所述的轴承组件，其中所述第一轴承构件包括至少部分为超环面的外表面。14.根据权利要求13所述的轴承组件，其中所述第一轴承座包括至少部分为超环面的并适于被接纳在所述第一轴承构件的至少部分为超环面的外表面内的内表面。15.根据权利要求14所述的轴承组件，另外还包括将所述第一轴承构件直接连接到所述第一轴承座的连接器。16.根据权利要求15所述的轴承组件，其中所述连接器包括免工具连接器，所述免工具连接器被构造为与所述第一轴承座的部分为超环面的内表面和所述第一轴承构件的部分为超环面的外表面配合，以将所述第一轴承构件保持抵靠在所述第一轴承座上。17.根据权利要求11所述的轴承组件，还包括将所述第一轴承构件直接连接到所述第一轴承座的连接器。18.根据权利要求15所述的轴承组件，其中所述连接器是免工具连接器。19.根据权利要求15所述的轴承组件，其中所述连接器包括位于所述第一减小摩擦构件的外表面上的突起，所述突起被构造为与所述轴承座上的孔形成卡扣配合。20.根据权利要求11所述的轴承组件，另外还包括至少第二轴承构件，所述第二轴承构件具有至少部分为超环面的内表面，所述轴承壳体还包括第二轴承座，所述第二轴承座相对于所述第一轴承座固定并支撑着所述第二轴承构件，所述第一轴承构件和所述第二轴承构件被布置为绕驱动轴的外表面的周围延伸。
【专利摘要】本发明公开了一种太阳能收集系统，其可包括用轴承制成的支撑装置。此类轴承可包括用于滑动接触和支撑扭矩管外表面的部分为超环面的内表面。所述超环面表面可被制成具有单一曲率半径或多种曲率半径，和圆柱形部分。所述轴承可包括用于将所述轴承构件连接到支撑壳体的连接器。所述连接器可以是免工具连接器。
【IPC分类】H02S20/32
【公开号】CN104904113
【申请号】CN201380068739
【发明人】维森特·里波利·阿古略
【申请人】太阳能公司
【公开日】2015年9月9日
【申请日】2013年12月11日
【公告号】US20140182654, WO2014105426A1
【技术领域】
[0001]本文所公开的发明整体涉及太阳能系统，其包括用于太阳能收集装置的支撑件。
【背景技术】
[0002]一些较大的太阳能收集器设施包括太阳跟踪式太阳能收集器组件阵列。此类组件可结合光伏模块、集中式光伏模块以及集中式热太阳能收集器装置使用。
[0003]此类太阳跟踪式收集器包括用于自动调整收集器装置的位置以跟踪在空中移动时的太阳的硬件。这种跟踪移动可采用多种不同方式实现。一些系统使用单轴跟踪系统，其中收集器装置围绕单条轴线枢转。此类单轴型跟踪系统通常包括限定单条枢转轴线的驱动轴或“扭矩管”。其他系统使用多条旋转轴线。
[0004]因为扭矩管围绕轴线枢转通过有限旋转范围，所以此类应用不必采用常规的滚柱轴承；这种常规的滚柱轴承在此类应用中原本是一笔很大的不必要开销。因此，一些太阳跟踪式太阳能系统包括其他类型的轴承。
【发明内容】
[0005]本文公开的至少一个发明的一方面包括实现以下目的:太阳跟踪式太阳能收集系统的轴承可被简化，同时还容许安装期间出现不对齐。例如，用于支撑太阳跟踪式太阳能收集系统的扭矩管的一些轴承需要扭矩管的枢转轴线与轴承的旋转轴线精确对齐。太阳跟踪式太阳能系统的部件可能相当大且重，所以这种对齐在安装期间可能难以实现。
[0006]因此，根据本文公开的至少一个实施例，一种太阳跟踪式光伏太阳能收集器阵列可包括多个光伏装置。支撑组件可支撑光伏装置，以使光伏装置能绕枢转轴线枢转。该支撑组件可包括支撑着多个光伏模块的至少第一枢轴、支撑着第一枢轴以使该第一枢轴能绕枢转轴线枢转的至少第一轴承，以及将该轴承支撑在位于支撑表面上方的位置的至少一个粧。该轴承包括至少部分为超环面的内表面。
[0007]根据另一个实施例，太阳跟踪式光伏太阳能收集器阵列可包括多个光伏装置。支撑组件可支撑光伏装置，以使光伏装置能绕枢转轴线枢转。该支撑组件可包括至少第一枢轴，该第一枢轴支撑着多个光伏模块并具有外表面。至少第一轴承可支撑第一枢轴以使该第一枢轴能绕枢转轴线枢转。至少一个粧可将该轴承支撑在位于支撑表面上方的位置。该轴承可包括至少第一减小摩擦构件，此减小摩擦构件包括被定位成在第一枢轴围绕枢转轴线枢转时抵靠该枢轴的外表面滑动的内表面，此内表面至少部分为超环面的。
[0008]根据又一个实施例，轴承组件可包括轴承壳体。此轴承壳体可具有固定部分，该固定部分被构造受紧固以便相对地面固定。此轴承壳体还可包括至少第一轴承座，该第一轴承座被构造用于支撑第一轴承构件。第一轴承构件可具有适于由轴承座支撑的外表面，和被构造为可滑动地支撑驱动轴的内表面，该内表面至少部分为超环面的。
[0009]提供本
【发明内容】
的目的是以简要形式介绍一系列概念，这些概念将在以下【具体实施方式】中进一步描述。本
【发明内容】
并非意图辨识要求保护的主题的关键特征或本质特征，也非意图在确定要求保护的主题的范围中用作帮助。
【附图说明】
[0010]当结合以下附图考虑时，通过参见【具体实施方式】和权利要求书可以更完全地理解所述主题，其中在所有附图中，类似的附图标记是指类似的元件。
[0011]图1是太阳能收集器系统的示意性俯视平面图；
[0012]图2是图1所示系统的示意图，包括具有各种电气部件的该收集器系统的可选电气连接；
[0013]图3是图1的太阳能收集系统的非集中式光伏实施例的透视图，示出了安装到地面并支撑着多个扭矩管的多个粧，本发明的轴承可用于该实施例中；
[0014]图4是图1的太阳能收集系统的集中式光伏实施例的太阳能收集器组件的示意性侧正视图，本发明的轴承也可用于该实施例中；
[0015]图5是图4实施例的透视图，并且包括太阳跟踪器驱动装置；
[0016]图6是根据一个实施例的轴承组件的分解图，该轴承组件具有上部轴承构件和下部轴承构件，以及上部轴承壳体部分和下部轴承壳体部分；
[0017]图7是图6所示下部壳体部分和下部轴承构件的俯视平面图；
[0018]图8是沿图7的线8.-8.观察图6所示组装壳体所看到的剖面图；
[0019]图9是图6所示下部轴承构件的放大平面图；
[0020]图10是图9所示轴承构件的透视图。
【具体实施方式】
[0021]以下【具体实施方式】本质上只是示例性的，并非意图限制所述主题的实施例或此类实施例的应用和用途。如本文所用，词语“示例性的”是指“作为例子、实例或举例说明”。本文示例性描述的任何实施方式不一定被理解为比其他实施方式更优选或有利。此外，并不意图受前述技术领域、【背景技术】、
【发明内容】
或以下【具体实施方式】中提出的任何明示或暗示的理论的约束。
[0022]以下描述中仅为了参考的目的使用了某些术语，因此这些术语并非意图进行限制。例如，如“上部”、“下部”、“上方”或“下方”等术语是指附图中提供参考的方向。诸如“正面”、“背面”、“后面”和“侧面”等术语描述在一致但任意的参照系内组件的某些部分的取向和/或位置，通过参考描述所讨论组件的文字和相关的附图可以清楚地了解这些取向和/或位置。此类术语可以包括上面具体提及的词语、它们的衍生词语以及类似意义的词语。类似地，术语“第一”、“第二”和其他这些涉及结构的数字术语并不暗示顺序或次序，除非上下文明确指示。
[0023]在非集中式和集中式光伏阵列和模块的语境中描述本文所公开的发明。然而，这些发明也可在其他语境中使用，例如集中式热太阳能系统等中。
[0024]在下文陈述的说明中，在由多个太阳能收集模块形成的语境中描述太阳能收集系统10，这些太阳能收集模块被驱动装置以枢转方式调整以实现太阳跟踪目的。每个模块可包括支撑着多个太阳能收集装置的支撑构件(这些太阳能收集装置可以是集中式或非集中式太阳能收集装置)，以及用于将各种太阳能收集装置连接到彼此并连接到其他模块的线路。
[0025]系统10还可包括用于减少与安装这种系统相关联的劳动、硬件，或降低与安装这种系统相关联的其他成本的装置。具体地讲，举例而言，太阳跟踪式太阳能收集系统可包括轴承组件，该轴承组件包括被设计用于降低此类轴承的制造和/或安装成本的一个或多个特征。
[0026]图1至图4示出了可在其中使用本文所公开的发明的不同环境。图1是太阳能收集系统10的示意图，该太阳能收集系统10可被视为利用集中式或非集中式原理工作的发电场。
[0027]太阳能收集系统10可包括太阳能收集器阵列11，后者包括多个太阳能收集模块12。每个太阳能收集模块12可包括多个由驱动轴或扭矩管16支撑的太阳能收集装置14。每个扭矩管16由支撑组件18支撑在地面上方。每个支撑组件18可包括粧和轴承组件20。因而，扭矩管16可被视为用于支撑模块12的枢轴。
[0028]继续参见图1，系统10还可包括跟踪系统30，该跟踪系统30连接到扭矩管16并被构造为使扭矩管16枢转，以便致使相关联的收集器装置14跟踪太阳的移动。在图示实施例中，扭矩管16被大体上水平布置，并且模块12彼此电连接，如2011年7月5日提交的美国专利申请N0.13/176，276中更全面地描述，该专利申请的全部内容据此以引用方式明确地并入本文。跟踪系统可包括单个电机和适于驱动多个平行扭矩管组件(例如，包括一系列端到端连接的轴向对齐扭矩管的组件)的驱动部件；或可包括多个电机，每个电机连接一个或多个轴向对齐扭矩管16。
[0029]任选地，系统10可包括多个由相对于水平面倾斜的扭矩管16支撑的模块12，其中扭矩管16并不以端到端型式连接，诸如美国专利公布N0.2008/0245360中示出并公开的布置方式。2008/0245360专利公布的全部内容(包括对轴承40和72的图解和描述)据此以引用方式明确地并入本文。另外，本文所公开的发明可与提供围绕两条轴线的受控倾斜的系统一起使用，但这些系统未在本文中示出。
[0030]太阳能收集装置14可呈光伏面板、热太阳能收集装置、集中式光伏装置或集中式热太阳能收集装置的形式。
[0031]参见图2，太阳能收集系统10还可包括电气系统40，该电气系统40连接到阵列11。例如，电气系统40可包括阵列11作为电源，该电源由电力线44连接到远程连接装置42。电气系统40还可包括公用事业电源、仪表、具有主断路器的配电板、联结点、电力负载和/或具有公用事业电源监视器的逆变器。电气系统40可根据美国专利公布N0.2010/0071744中所陈述的说明来构造和工作，该专利公布的全部内容据此以引用方式明确地并入本文。
[0032]图3示出了阵列11的太阳跟踪式非集中式光伏实施例，其中只保留了一个太阳能收集装置14。如图3所示，每个支撑组件18包括支撑在粧22的上端的轴承20。扭矩管16可具有任何长度，并且可形成为一个或多个工件。粧22相对于彼此的间距可基于对支撑结构18间的扭矩管16的挠曲程度、风力负荷和其他因素的所需限制来确定。
[0033]倾斜驱动装置30可包括驱动撑条32，该驱动撑条32以某种方式与扭矩管16耦接，以便在驱动撑条32沿着其 长度轴向移动时使扭矩管16枢转。驱动撑条32可利用扭矩臂组件34与扭矩管16连接。在图示实施例中，扭矩臂组件34设置在每个扭矩管16的末端。另外，阵列11可包括电线托盘60，该电线托盘60由一个或多个粧22支撑、或用其他方式支撑。
[0034]图4和图5示出了阵列11的太阳跟踪式集中式光伏实施例的部件。例如，如图4示意性示出，集中式光伏太阳能组件100可包括粧102和扭矩管106，粧102支撑着一个或多个横梁104。横梁104继而支撑着第一组集中元件120和第二组集中元件140。
[0035]在图示实施例中，一组集中元件120面向一个方向，第二组集中元件140被定位为以使面向相反方向，这两组集中元件的转变在扭矩管106处发生。粧102可以是支撑太阳能集中器组件100的单根柱子或若干柱子之一。
[0036]连接器150相对于横梁104支撑起集中元件120和140。另外，光伏收集器132、134、152、154可安装在集中元件120和140的背侧上。在这种构型中，集中元件120和140中的每一个被构造用于将一束集中光聚焦到光伏单元132、134、152、154上。太阳跟踪式驱动系统200可驱动扭矩管16围绕枢转轴线A枢转。有关集中式光伏使用环境的可选构型的另外细节在2010年12月22日提交的美国专利申请N0.12/977, 006中陈述，该专利申请的全部内容据此以引用方式并入本文。
[0037]轴承20可被直接支撑在上文结合图1至图4描述的粧102上。任选地是，轴承组件20可任选地由粧200支撑(图6)。粧200可呈沟槽结构件的形式，例如广泛市售的槽钢。此类粧200可包括幅材部分202和凸缘204、206。任选地是，粧200可包括附加的向内延伸凸缘208、210。此类粧200可被打粧到地里，并且/或者使用水泥基层进一步固定。
[0038]在安装此类粧200期间，打粧过程和/或基层形成过程可能导致粧200出现不对齐。这种不对齐要么是粧200的高度不对齐，要么是它们相对于扭矩管16的旋转轴线A侧向不对齐和平行不对齐。
[0039]因此，粧200可包括椭圆形孔212、214，以容许可能在粧200的安装过程中出现的至少一些不对齐。也可以使用另外的粧设计。
[0040]参见图6至图8，这些图示出了轴承组件20的一个实施例。应当注意，在太阳能收集系统10中，可能有多个轴承支撑着每一个扭矩管16。然而，本文仅示出并描述了一个轴承组件20，原因是多个这种轴承组件20可以在系统10中的各处使用。
[0041]轴承组件20可包括轴承壳体组件220和轴承构件组件222。
[0042]轴承壳体220可由连接在一起的一个或多个零件制成。例如，轴承壳体220可包括下部壳体部分224和上部壳体部分226。
[0043]壳体220的下部部分224可包括固定部分230，该固定部分230被构造为牢固地连接到粧，如粧200。在图示实施例中，固定部分230包括两个狭槽形孔232、234，这些孔的大小被设计为能让螺纹紧固件(未示出)穿过。这些螺纹紧固件可以穿过孔232、214，234、212，从而使固定部分230与粧200紧固在一起。另外，孔212、214、232、234中每一者的狭槽形状使固定部分230能以一系列位置固定到粧200，以允许安装工人在将粧200固定到地面后调整固定部分的位置，由此实现轴承组件20与扭矩管16的所需位置的期望对齐。
[0044]任选地是，固定部分230可包括大体平坦的表面部分240，该表面部分240被构造为抵靠着粧200的幅材部分202平展放置。可在表面部分240中提供孔232、234。
[0045]壳体220的下部部分224还可包括轴承座部分250。任选地是，轴承座部分250可被构造用于支撑轴承构件的一部分。例如，轴承座部分250可被构造为围绕轴承构件的一部分延伸并为其提供支撑，以便从下方为轴承构件的至少约三分之一至约二分之一提供支撑。
[0046]这可以提供另外的好处，原因在于，当正在安装太阳能收集系统10时，可将壳体的下部部分224连同轴承构件的一部分一起固定就位，接着便可降低扭矩管16，使其接触相关轴承构件的下部部分224。然后可继续安装轴承组件20的剩余部分，直到组件安装完毕。扭矩管组件可能相当长且重，所以上述构造使组件安装过程变得简单。
[0047]在图示实施例中，轴承支撑部分250是大体半圆形的，围绕约180度的弧延伸，如图8所示。也可使用其他构型。
[0048]在下部壳体部分224围绕轴承组件20的中心轴线B约180度延伸的构型中，上部壳体部分226也可包括具有互补形状的轴承座，以提供绕轴线A延伸完整360度的轴承座。这种轴承座在下文有进一步详细描述。
[0049]轴承座250可包括大体上从表面240错开的中心线。例如，如图7所示，轴承座250的中心线252可间隔开距离254。这种错开可能有助于平衡施加到粧200上的负荷。举例而言，在使用具有C型沟槽构型的粧(例如粧200)时，轴承座250的中心线从幅材202错开可能有助于平衡轴承组件220受到侧向负荷(即，垂直于轴线A的负荷)时由粧200产生的反作用力。比方说，如本领域所熟知的，当槽形梁受到侧向负荷(即，垂直于其幅材并指向C形横截面内某一点的负荷)时，这种力基于槽形梁的惯性矩可能对该槽形梁产生扭转负荷。因此，通过让轴承座250的中心线252 (图7)从幅材202 (图6)错开，加在粧200上的所得负荷便可能更像是纯粹的弯曲负荷，从而可防止轴承座250相对于轴线A扭弯(即，绕如图6中所见的大体垂直延伸的轴线扭弯)。可基于已知技术计算间距254。
[0050]下部部分224还可包括从固定部分230的下端向上延伸到下部部分224的上端的侧向凸缘。这些凸缘由附图标记256、258标出。可选择凸缘256、258以及表面部分240和轴承座250的尺寸，以提供所需刚度。
[0051 ] 下部部分224的上端可包括孔260，这些孔260可用于使下部部分224与上部部分226紧固在一起。
[0052]上部部分226在其下端处也可包括孔260，以图8所示取向把上部部分226和下部部分224结合起来时，这些孔260的位置和间距使它们能与下部部分224中的孔260对齐。
[0053]上部部分226还可包括绕轴线B延伸的轴承座部分262 (当处于图8所示位置时)，以便补充下部部分224的轴承座250并向轴承构件222提供支撑。
[0054]在图示实施例中，轴承座250和262具有大体为C形的横截面(如图7所示)。在图示实施例中，轴承座250的内表面264和轴承座262的内表面266具有部分为超环面的形状，更具体地讲，这两个内表面为超环面中绕超环面中心孔的那部分。然而，也可使用其他形状。
[0055]另外，可采用其他比例制作轴承座250和262。例如，下部部分224可能有仅绕轴线A延伸约90度的轴承座250，上部部分可包括绕轴线A延伸剩余360度的一个或多个片段。相似地，下部部分224可包括围绕约120度延伸的轴承座250，在此情况下，由一个或多个部分制成的上部部分226绕轴线A延伸剩余240度。另外，轴承座250和262可以是不连续的，也就是说，可将它们分别形成为仅绕轴线A延伸的两两间有间隔的多个区段。也可采用其他构型。另外，内表面264和266可被成形为补充轴承构件222的外表面。因此，假如轴承构件222具有与图示实施例不同的外表面，那么外表面264和266可具有不同的构型。
[0056]参见图7、图9和图10，轴承构件222可由一个或多个片段形成。在图示实施例中，轴承构件222各自绕轴线B延伸约180度。然而，轴承构件222可被制成另外的尺寸。轴承构件222由滑过扭矩管16的外表面时仅产生减小的滑动摩擦力的材料制成。因此，可将轴承构件222视为减小摩擦构件。例如，轴承构件222可由任何材料制成，包括超高分子量聚乙烯(UHMWPE)塑性材料。然而，也可使用其他材料，如浸透油脂的棉花、木材、迭尔林、尼龙、聚乙烯、聚氨醋、聚四氟乙烯、黄铜、聚苯乙烯、聚甲醛、丙烯腈丁二烯苯乙烯、聚酰胺、聚苯醚、其他塑料，或另外的材料。
[0057]在使用图示设计和其他设计时，多个上部轴承构件222和下部轴承构件222的形状可能全都是一样的。因此，下面将仅详细描述一个轴承构件222。
[0058]继续参见图9和图10，轴承构件222可具有大体为C形的横截面。当如图8所示把多个轴承构件222结合起来时，它们便会形成基本上为完整的圆形、部分为超环面的轴承表面。在图示实施例中，该轴承表面可被视为轴承构件222的内表面270。该内表面270可具有单一曲率半径或多种曲率半径。在图示实施例中，表面270包括具有单一曲率半径的外部部分272和274，以及大体为圆柱形(即，横截面没有弯曲)的中心部分276。在一些实施例中，内表面270的中心部分276的宽度278可能为约1/4英寸至1/2英寸。也可使用其他尺寸。
[0059]轴承构件222还包括外表面280。此外表面280可被成形和构造为与轴承座250的外表面264和轴承座262的外表面 266 (图8)配合。在上文公开的使用环境中，轴承座250和262的部分为超环面的形状与被成形为和其互补的轴承构件222外表面280的部分为超环面的形状可提供特定的好处。
[0060]举例而言，这些配合的部分为超环面的表面配合起来以抵抗可被施加到延伸穿过组装轴承组件20 (如图8所示)的扭矩管的纵向负荷(例如平行于轴线A延伸的力)将轴承构件222维持在所需位置，同时向一般由下部部分224和位置最低的轴承构件222支撑的扭矩管提供对抗该扭矩管重量的充分支撑。然而，上部轴承构件222和壳体组件220的上部部分226还起到(例如)由于光伏装置12 (图1)受到空气动力而导致扭矩管抬升时，将扭矩管16保持在轴承构件222之间的作用。
[0061]任选地是，轴承组件20可包括用于把轴承构件222与下部部分224和上部部分226中的一者或两者紧固在一起的连接器。采用这种连接器后，便可以在组装太阳能收集系统10的工序期间使轴承构件222更好地固定在适当位置。例如，如上所述，在构造系统10期间，通过打粧和/或水泥基层把粧200固定到地面。接下来，将壳体220的下部部分224固定到粧200。再将一个轴承构件222固定到下部壳体部分224的轴承座250。
[0062]以这种构型，贯穿系统10，都可降低扭矩管16，使其接触所有部分组装状态的轴承组件20。在把扭矩管降低以接触轴承构件222时，扭矩管可能会压贴着轴承构件222的一侧。例如，如由图8的箭头290所指示。施加到轴承构件222上的这种不平衡力可能导致轴承构件沿箭头292顺着弧形方向滑动。如果出现这种类型的滑动，轴承构件222可能被逐出其轴承座250，从而可能需要对轴承构件222的位置作出额外调整，才可以完全组装好轴承组件220。因此，在这种安装工序期间添加用于把轴承构件222连接到壳体220的下部部分224的连接器可在防止轴承构件222移动方面提供额外益处。
[0063]在一些实施例中，这种连接器可以在轴承构件222的外表面280上呈突起294和296的形式。突起294和296可被构造为分别与轴承座250上形成的孔298和300 (图8)配合。在图示实施例中，突起294和296呈倾斜突起的形状，这种倾斜突起被构造为分别与孔298和300形成卡扣配合。鉴于此，不使用任何工具便可将轴承222连接到轴承座250。换句话讲，突起294和孔298、突起296和孔300相互配合，以提供不需工具就能实现的连接。另外，突起294和孔298、突起296和孔300可与轴承构件222外表面280的部分为超环面的形状(图10)和轴承座内表面264和266的部分为超环面的形状配合以将轴承构件222保持在所需位置，从而抵抗轴承构件222沿轴向方向和圆周方向的移动。
[0064]相似地，上部部分226也可在其外表面266上具有类似的孔，以便与轴承构件222上的突起294和296配合。此类连接可进一步简化安装工序。
[0065]继续参见图8，轴承构件222和壳体220的尺寸可被设计成在扭矩管外表面与轴承构件222内表面270间提供空隙304。例如，在扭矩管16的外径为大约127毫米的情况下，空隙304可为大约2.25毫米。鉴于此，由轴承222内表面270的中心部分278的内表面限定的内径可比扭矩管16的外径长约4.5毫米。然而，也可使用其他空隙。
[0066]使用约2.25毫米的空隙304得到的轴承组件20可容许扭矩管16的枢转轴线A与轴承构件222所限定的中心轴线B (图6)之间出现最大约九度的不对齐角度306，同时仍向扭矩管16提供摩擦足够低的支撑。
[0067]虽然前面的详细描述已展示至少一个示例性实施例，但应当理解，还存在许多变型形式。还应当理解，本文所述的一个或多个示例性实施例并不旨在以任何方式限制要求保护的主题的范围、适用性或构型。相反，上述详细说明将为本领域技术人员提供实施所述一个或多个实施例的便利操作路径图。应当理解，可在不脱离本权利要求书所限定的范围(其包括提交本专利申请时已知的等同物和可预知的等同物)的情况下对元件的功能和布置方式进行多种改变。
【主权项】
1.一种太阳跟踪式光伏太阳能收集器阵列，包括: 多个光伏装置； 支撑组件，所述支撑组件支撑着所述光伏装置以使所述光伏装置能绕枢转轴线枢转，所述支撑组件包括: 至少第一枢轴，所述第一枢轴支撑着所述多个光伏模块并具有外表面； 至少第一轴承，所述第一轴承支撑着所述第一枢轴以使所述第一枢轴能绕所述枢转轴线枢转；和 至少一个粧，所述粧将所述轴承支撑在位于支撑表面上方的位置，所述轴承包括至少第一减小摩擦构件，所述第一减小摩擦构件包括被定位成在所述第一枢轴围绕所述枢转轴线枢转时抵靠所述第一枢轴的外表面滑动的内表面，所述内表面至少部分为超环面的。2.根据权利要求1所述的太阳跟踪式光伏太阳能收集器阵列，其中所述第一减小摩擦构件围绕至少约180度的第一弧延伸。3.根据权利要求1所述的太阳跟踪式光伏太阳能收集器阵列，其中所述至少部分为超环面的内表面包括具有中心平坦部分以及弯曲的第一侧面部分和第二侧面部分的横截面。4.根据权利要求1所述的太阳跟踪式光伏太阳能收集器阵列，其中所述至少部分为超环面的内表面的内径充分大于所述第一枢轴的外表面的外径，使得所述第一枢轴的枢转轴线能够从所述第一减小摩擦构件的中心轴线轴向错开约九度。5.根据权利要求1所述的太阳跟踪式光伏太阳能收集器阵列，其中所述第一减小摩擦构件包括至少部分为超环面的外表面。6.根据权利要求5所述的太阳跟踪式光伏太阳能收集器阵列，其中所述第一轴承包括轴承座，所述轴承座的外表面至少部分为超环面的并支撑所述第一减小摩擦构件的外表面。7.根据权利要求1所述的太阳跟踪式光伏太阳能收集器阵列，其中所述第一轴承包括支撑着所述第一减小摩擦构件的轴承座，另外还包括将所述第一减小摩擦构件直接连接到所述轴承座的连接器。8.根据权利要求7所述的太阳跟踪式光伏太阳能收集器阵列，其中所述连接器是免工具连接器。9.根据权利要求8所述的太阳跟踪式光伏太阳能收集器阵列，其中所述连接器包括位于所述第一减小摩擦构件的外表面上的突起，所述突起被构造为与所述轴承座上的孔形成卡扣配合。10.根据权利要求9所述的太阳跟踪式光伏太阳能收集器阵列，另外还包括至少第二减小摩擦构件，所述轴承还包括第二轴承座，所述第二轴承座相对于所述第一轴承座固定并支撑着所述第二减小摩擦构件，所述第一减小摩擦构件和所述第二减小摩擦构件被布置为绕所述第一枢轴的外表面的周围延伸。11.一种轴承组件，包括: 轴承壳体，所述轴承壳体具有固定部分，所述固定部分被构造为受紧固以便相对地面固定，所述轴承壳体还包括至少第一轴承座，所述第一轴承座被构造为支撑所述第一轴承构件； 第一轴承构件，所述第一轴承构件具有适于由所述轴承座支撑的外表面，和被构造为可滑动地支撑驱动轴的内表面，所述内表面至少部分为超环面的。12.根据权利要求11所述的轴承组件，其中所述至少部分为超环面的内表面包括具有中心平坦部分以及弯曲的第一侧面部分和第二侧面部分的横截面。13.根据权利要求11所述的轴承组件，其中所述第一轴承构件包括至少部分为超环面的外表面。14.根据权利要求13所述的轴承组件，其中所述第一轴承座包括至少部分为超环面的并适于被接纳在所述第一轴承构件的至少部分为超环面的外表面内的内表面。15.根据权利要求14所述的轴承组件，另外还包括将所述第一轴承构件直接连接到所述第一轴承座的连接器。16.根据权利要求15所述的轴承组件，其中所述连接器包括免工具连接器，所述免工具连接器被构造为与所述第一轴承座的部分为超环面的内表面和所述第一轴承构件的部分为超环面的外表面配合，以将所述第一轴承构件保持抵靠在所述第一轴承座上。17.根据权利要求11所述的轴承组件，还包括将所述第一轴承构件直接连接到所述第一轴承座的连接器。18.根据权利要求15所述的轴承组件，其中所述连接器是免工具连接器。19.根据权利要求15所述的轴承组件，其中所述连接器包括位于所述第一减小摩擦构件的外表面上的突起，所述突起被构造为与所述轴承座上的孔形成卡扣配合。20.根据权利要求11所述的轴承组件，另外还包括至少第二轴承构件，所述第二轴承构件具有至少部分为超环面的内表面，所述轴承壳体还包括第二轴承座，所述第二轴承座相对于所述第一轴承座固定并支撑着所述第二轴承构件，所述第一轴承构件和所述第二轴承构件被布置为绕驱动轴的外表面的周围延伸。
【专利摘要】本发明公开了一种太阳能收集系统，其可包括用轴承制成的支撑装置。此类轴承可包括用于滑动接触和支撑扭矩管外表面的部分为超环面的内表面。所述超环面表面可被制成具有单一曲率半径或多种曲率半径，和圆柱形部分。所述轴承可包括用于将所述轴承构件连接到支撑壳体的连接器。所述连接器可以是免工具连接器。
【IPC分类】H02S20/32
【公开号】CN104904113
【申请号】CN201380068739
【发明人】维森特·里波利·阿古略
【申请人】太阳能公司
【公开日】2015年9月9日
【申请日】2013年12月11日
【公告号】US20140182654, WO2014105426A1
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