CN109237818A - 八面体空间框架以及相关的系统和方法 - Google Patents

Abstract

八面体空间框架包括在纵向方向上设置在第一行中的第一多个双八面体结构，所述第一多个双八面体结构中的相邻的双八面体结构共享两个共用构件。所述第一多个双八面体结构中的每个双八面体结构包括相应的第一单八面体结构和第二单八面体结构，所述第一单八面体结构和所述第二单八面体结构在横向方向上连接并且共享三个共用构件，所述横向方向与所述纵向方向正交。

Description

八面体空间框架以及相关的系统和方法

相关申请的交叉引用

本申请要求于2017年5月5日提交的No.15/587,586美国专利申请的权益，其全部内容通过引用并入本文。

背景技术

太阳能热力发电厂(也称为集中式太阳能发电厂)将太阳光集中以加热流体并且输送该受热流体的热能，以驱动诸如发电涡轮机或者发动机的过程。流体流经包括抛物面槽体和接收管的集中式太阳能收集器组件。该抛物面槽体包括反射表面，所述反射表面将入射的太阳光反射到接收器(流体流经该接收器)上。可以使抛物面槽体与接收器一起旋转以跟踪太阳。空间框架为抛物面槽体提供结构支撑。空间框架经历例如由风引起的显著的扭转载荷。空间框架必须承受抛物面槽体的重量，特别是在该抛物面槽体旋转时，并且在扭转载荷下不会失效。空间框架必须进一步提供足够的刚度，使得抛物面槽体不会从最优收集光的期望位置偏转。根据所有这些要求，空间框架可能占集中式太阳能收集器组件的总安装成本的约25％。

发明内容

申请人已经开发出能够有效承载扭转载荷且同时保持扭转刚度的八面体空间框架。在某些实施方案中，八面体空间框架支撑集中式太阳能收集器组件的抛物面槽体。在特定的实施方案中，八面体空间框架包括设置在一行中的多个双八面体结构，每个双八面体结构包括两个单八面体结构。具有所述特征的八面体空间框架的某些实施方案包括当在纵向方向上观察八面体空间框架时形成的V形开口。某些实施方案包括被支撑在八面体空间框架的V形开口中的抛物面槽体。

在一方面，八面体空间框架包括在纵向方向上设置在第一行中的第一多个双八面体结构，所述第一多个双八面体结构中相邻的双八面体结构共享两个共用构件。在该方面的一个实施方案中，第一多个双八面体结构中的每个双八面体结构均包括相应的第一八面体结构和第二单八面体结构，所述第一八面体结构和所述第二单八面体结构在横向方向上连接并且共享三个共用构件，所述横向方向与所述纵向方向正交。

在一个实施方案中，例如，如当在所述纵向方向上观察所述八面体空间框架时所见，所述第一多个双八面体结构共同形成V形开口。

在一个实施方案中，例如，所述V形开口具有大于0度且小于或等于180度的内角。

在一个实施方案中，例如，所述第一多个双八面体结构中的每个双八面体结构均包括二十一个构件。

在一个实施方案中，例如，所述第一多个双八面体结构中的每个双八面体结构的所述二十一个构件中的每个构件均具有相等的长度。

在一个实施方案中，例如，当在所述纵向方向上观察时，所述八面体空间框架具有矩形轮廓。

在一个实施方案中，例如，所述第一多个双八面体结构中的每个双八面体结构均包括二十一个构件，其中所述二十一个构件中的七个构件具有共同的第一长度，并且所述二十一个构件中的十四个构件具有共同的第二长度，所述第二长度与所述第一长度不同。

在一个实施方案中，例如，八面体空间框架还包括：第一轴向弦杆，所述第一轴向弦杆在所述纵向方向上连接所述第一多个双八面体结构的每个第一单八面体结构；以及第二轴向弦杆，所述第二轴向弦杆在所述纵向方向上连接所述第一多个双八面体结构的每个第二单八面体结构。

在一个实施方案中，例如，八面体空间框架还包括：第一多个轴向弦杆，所述第一多个轴向弦杆在所述纵向方向上连接所述第一多个双八面体结构的每个第一单八面体结构；以及第二多个轴向弦杆，所述第二多个轴向弦杆在所述纵向方向上连接所述第一多个双八面体结构的每个第二单八面体结构。

在一个实施方案中，例如，八面体空间框架还包括设置在所述第一多个双八面体结构的端部处的端部构件组件。在该实施方案中，所述端部构件组件包括：一个或多个第一端部构件，连接到第一多个双八面体结构的端部双八面体结构的所述第一单八面体结构；以及一个或多个第二端部构件，连接到第一多个双八面体结构的端部双八面体结构的所述第二单八面体结构。

在一个实施方案中，例如，八面体空间框架还包括设置在第一多个双八面体结构的端部双八面体结构处的扭矩传递组件。

在一个实施方案中，例如，所述扭矩传递组件包括至少一个扭矩传递板和中心扭转元件。

在一个实施方案中，例如，八面体空间框架还包括在所述纵向方向上设置在第二行中的第二多个双八面体结构，所述第二多个双八面体结构中在纵向方向上相邻的双八面体结构共享两个共用构件，所述第一行和所述第二行在横向方向上连接。

在一个实施方案中，例如，所述第二多个双八面体结构中的每个双八面体结构均包括二十一个构件。

在一个实施方案中，例如，所述第一行和所述第二行共享至少一个共用轴向弦杆。

在一个实施方案中，例如，八面体空间框架还包括在纵向方向上设置在第三行中的第三多个双八面体结构，所述第三多个双八面体结构中在纵向方向上相邻的双八面体结构共享两个共用构件，所述第三行在竖直方向上与所述第一行和所述第二行中的每个连接，所述竖直方向与所述纵向方向和所述横向方向正交。

另一方面，一种集中式太阳能收集器组件包括八面体空间框架。在该方面的一个实施方案中，所述八面体空间框架包括在纵向方向上设置在第一行中的多个双八面体结构，所述多个双八面体结构中相邻的双八面体结构共享两个共用构件，如当在所述纵向方向上观察所述八面体空间框架时所见，所述多个双八面体结构在所述八面体空间框架中共同形成V形开口。在该方面的一个实施方案中，所述多个双八面体结构中的每个均包括相应的第一单八面体结构和第二单八面体结构，所述第一单八面体结构和第二单八面体结构在横向方向上连接并且共享三个共用构件，所述横向方向与所述纵向方向正交。在该方面的一个实施方案中，八面体空间框架还包括设置在所述八面体空间框架中的所述V形开口中的抛物面槽体。

在一个实施方案中，例如，V形开口具有大于0度且小于或等于180度的内角。

在一个实施方案中，例如，集中式太阳能收集器组件还包括被配置为承载传热流体的接收器，所述抛物面槽体被配置为将入射在所述抛物面槽体上的光反射到所述接收器上。

在一个实施方案中，例如，所述集中式太阳能收集器组件还包括配置为在结构上支撑所述接收器的接收器支撑元件。

在一个实施方案中，例如，接收器具有在所述纵向方向上延伸的细长轴。

在一个实施方案中，例如，集中式太阳能收集器组件还包括配置成使所述传热流体循环通过所述接收器的流体分配子系统。

在一个实施方案中，例如，所述八面体空间框架的所述多个双八面体结构中的每个双八面体结构均包括二十一个构件。

在一个实施方案中，例如，所述多个双八面体结构中的每个双八面体结构的所述二十一个构件中的每个构件均具有相等的长度。

在一个实施方案中，例如，所述集中式太阳能收集器组件的所述八面体空间框架还包括：第一轴向弦杆，所述第一轴向弦在所述纵向方向上连接所述多个双八面体结构的每个第一单八面体结构；以及第二轴向弦杆，所述第二轴向弦杆在纵向方向上连接所述多个双八面体结构的每个第二单八面体结构。

在一个实施方案中，例如，所述集中式太阳能收集器组件的所述八面体空间框架还包括：第一多个轴向弦杆，所述第一多个轴向弦杆在所述纵向方向上连接所述第一多个双八面体结构的每个第一单八面体结构；以及第二多个轴向弦杆，所述第二多个轴向弦杆在所述纵向方向上连接所述第一多个双八面体结构的每个第二单八面体结构的。

在一个实施方案中，例如，所述集中式太阳能收集器组件的八面体空间框架还包括设置在所述多个双八面体结构的端部处的端部构件组件。在该实施方案中，所述端部构件组件包括：一个或多个第一端构件，连接到所述多个双八面体结构的端部双八面体结构的第一单八面体结构；以及一个或多个第二端部构件，连接到所述多个双八面体结构的所述端部双八面体结构的第二单八面体结构。

在一个实施方案中，例如，所述集中式太阳能收集器组件的所述八面体空间框架还包括设置在所述多个双八面体结构的所述端部双八面体结构处的扭矩传递组件。

在一个实施方案中，例如集中式太阳能收集器组件的转矩传递组件还包括至少一个扭矩传递板和中心扭转元件。

在一个实施方案中，例如，集中式太阳能收集器组件还包括：多个塔架，所述多个塔架被配置为支撑所述八面体空间框架和所述抛物面槽体；以及跟踪子系统，所述跟踪子系统被配置为使所述八面体空间框架和所述抛物面槽体相对于所述多个塔架旋转，以跟踪入射光源。

另一方面，一种用于在集中式太阳能收集器组件中支撑抛物面槽体的方法包括：将所述抛物面槽体的重量传递到八面体空间框架，该八面体空间框架包括在纵向方向上设置在第一行中的多个双八面体结构，其中(a)所述多个双八面体结构中的相邻的双八面体结构共享两个共用构件，并且(b)所述多个双八面体结构中的每个双八面体结构均包括相应的第一单八面体结构和第二单八面体结构，所述第一单八面体结构和第二单八面体结构在横向方向上连接并且共享三个共用构件，所述横向方向与所述纵向方向正交；以及通过多个塔架将所述抛物面槽体和所述八面体空间框架的重量传递到基面。

在一个实施方案中，例如，用于支撑抛物面槽体的方法还包括承载扭转载荷同时保持扭转刚度。

在一个实施方案中，例如，所述基面是地面。

在一个实施方案中，一种用于捕获太阳能的方法包括：用于在集中式太阳能收集器组件中支撑抛物面槽体的方法；将入射在所述抛物面槽体上的光反射到接收器上；以及使传热流体循环通过接收器。

在一个实施方案中，例如，用于捕获太阳能的方法还包括使所述抛物面槽体和所述八面体空间框架相对于所述多个塔架旋转，以跟踪入射光源。

附图说明

图1示出了根据一个实施方案的抛物面槽体系统的一部分。

图2A例示了单八面体结构的一个实施方案。图2B例示了图2A单八面体结构的两个实例。图2C例示了根据一个实施方案通过连接图2B的两个单八面体结构实例而形成的双八面体结构。

图3A例示了第一双八面体结构和第二双八面体结构。图3B示出了在一个实施方案中当将第一双八面体结构和第二双八面体结构连接时形成的多个双八面体结构。

图4例示了根据一个实施方案的八面体空间框架。

图5例示了根据另一个实施方案的八面体空间框架。

图6A和图6B分别例示了在一个实施方案中在纵向方向和横向方向上观察的八面体空间框架的侧视图。

图7例示了根据一个实施方案由八面体空间框架支撑的抛物面槽体。

图8示出了在纵向方向观察的图7抛物面槽体系统的侧视图。

图9A、图9B和图9C示出了根据一个实施方案的八面体空间框架的俯视图、纵向侧视图和横向侧视图。

图10A至图10C例示了图2A单八面体结构的替代实施方案，该单八面体结构的形状是不规则的八面体，其中构件具有两个或多个长度。

图11A至图11C例示了根据一个实施方案的双八面体结构的几个实施例在纵向方向上的侧视图，该实例与单八面体结构的形状不同。图11A示出了包括类似于正八面体的单八面体结构的双八面体结构的实施方案。图11B和图11C示出了包括类似于不规则八面体的单八面体结构的双八面体结构的另外实例。

图12A、图12B和图12C例示了根据一个实施方案的八面体空间框架的俯视图、纵向侧视图和横向侧视图，该八面体空间框架包括诸如图10C所示的不规则单八面体结构，其中V形开口的内角为180度，诸如图11B所示的。

图13A至图13B分别例示了八面体空间框架的实施方案的横向方向和纵向方向的侧视图，所述八面体空间框架包括根据一实施方案的在竖直方向上连接的双八面体结构。

图14描绘了在一个实施方案中用于在集中式太阳能收集器组件中使用八面体空间框架来支撑抛物面槽体以及用于捕获太阳能的操作方法。

具体实施方式

通常，本文使用的术语和短语具有本领域公认的含义，其可以通过参考本领域技术人员已知的标准文本、期刊文献和背景来找到。

参考附图，相同的数字表示相同的元件，并且出现在一个以上附图中的相同的数字是指相同的元件。

本文可以讨论与本文公开的装置和方法相关的基本原理的信念或者理解，但不希望受到任何特定理论的约束。应当认识到的是，无论任何机械解释或者假设的最终准确性如何，然而本发明的实施方案可以是有效的且有用的。

申请人公开了空间框架以及相关的系统和方法，其中面共享和/或边缘共享的八面体结构被配置为生成多层格栅空间框架。空间框架的某些实施方案形成平坦表面、复杂表面、或者平坦表面和复杂表面的组合。例如，空间框架用作在集中式太阳能发电应用中使用的抛物面槽体的支撑结构。在某些实施方案中，每个空间框架(此后指代八面体空间框架)均包括沿着轴线重复并且共享边缘的多对面共享双八面体结构以生成用于支撑抛物面槽体的长结构。

八面体空间框架的某些实施方案在与抛物面槽体一起使用时提供结构支撑，作为集中式太阳能收集器组件的一部分。八面体空间框架有效地承载扭转载荷，同时保持扭转刚度，总重量较低。

八面体空间框架的某些实施方案的另一优点是降低了复杂性。在某些实施方案中，构件(例如，支柱和/或弦杆)具有相同的长度，从而允许用于制造八面体空间框架的大多数支柱具有相同的长度。在该实施方案中，八面体空间框架采用对于抛物面槽体应用而言理想的形式，在该应用中抛物面槽体被支在由该结构限定的V形中。因此，可能不需要额外的空间框架元件或者需要最少的空间框架元件来支撑抛物面槽体。与传统的空间框架相比，具有本文所述特征的八面体空间框架降低了安装成本。

八面体空间框架的某些配置还可以在期望可配置的多层格栅空间框架结构的建筑、民用、结构和其他工程领域中具有实用性。

图1示出了包括八面体空间框架102的示例性抛物面槽体系统100的一部分。例如，抛物面槽体系统100是太阳能集中式太阳能发电系统的集中式太阳能收集器组件的一部分。八面体空间框架102支撑一个或多个抛物面槽体104。抛物面槽体104将入射的环境光反射到接收器106上，该接收器在结构上由接收器支撑元件108支撑。塔架110为抛物面槽体系统提供结构支撑。抛物面槽体系统100可以包括由一个或多个八面体空间框架102支撑的一个或多个抛物面槽体104。

八面体空间框架包括一个或多个双八面体结构，每个双八面体结构均包括两个单八面体结构。图2A例示了单八面体结构200，该单八面体结构由12个构件(例如，支柱和/或弦杆)202形成。为了例示目的，图2A中仅明确地标出了十二(12)个构件202中的两个。在一个实施方案中，单八面体结构200的形状是正八面体，其中每个构件202均共享一个共同的长度。在某些其他实施方案中，单八面体结构200的形状是不规则八面体，诸如图10A至图10C中的任何一者所示的八面体，例如，在单八面体200中，构件202具有两个、三个、四个或者五个不同长度。图2B例示了第一单八面体结构210和第二八面体结构212，它们中的每个都是是单八面体结构200的实施方案。第一八面体结构210和第二八面体结构212优选地彼此相同。如图2C所示，第一八面体结构210和第二八面体结构212在横向方向206上被有效地连接，使得在所得到的双八面体结构250的实施方案中共享三个构件(例如，支柱和/或弦杆)204。共享构件204是构件202的实施方案。双八面体结构250包括二十一(21)个构件(例如，支柱和/或弦杆)202(包含共享构件204)。在一个实施方案中，双八面体结构250的二十一个构件202(包含共享构件204)中的每个均具有相等的长度。在某些其他实施方案中，双八面体结构250的二十一个构件202(包含共享构件204)具有两个、三个、四个或者五个不同的长度。

图3A例示了第一双八面体结构310和第二双八面体结构312，它们中的每个都是双八面体结构250的实施方案。第一双八面体结构310和第二双八面体结构312优选地彼此相同。第一双八面体结构310和第二双八面体结构312由构件202形成，为了例示目的，仅明确标出了构件中的两个。图3B示出了当第一双八面体结构310和第二双八面体结构312在与横向方向206正交的纵向方向208上被有效地连接时形成的多个(即两个)双八面体结构300，使得在所得到的多个双八面体结构300中第一双八面体结构310和第二双八面体结构312的两个构件302是共享的。共享构件302是构件202的实施方案。在一个实施方案中，多个八面体结构300中的构件202(包含共享构件302)中的每个均具有相等的长度。在某些其他实施方案中，多个双八面体结构300的构件202(包含共享构件302)具有两个、三个、四个或者五个不同的长度。在某些实施方案中，多个双八面体结构300包括三个或更多个有效地连接的双八面体结构，诸如250、310和312。

图4例示了八面体空间框架400，该八面体空间框架是具有本文所述特征的八面体空间框架的一个可能的实施方案。八面体空间框架400包括在纵向方向208被设置成一行的多个双八面体结构420，其为多个双八面体结构300的实施方案。多个双八面体结构420包括在纵向方向208上有效连接的六个双八面体结构250(在图4中标记了其中的一个)，任何两个相邻的双八面体结构250共享两个共用构件。具有本文所述特征的八面体空间框架的其他实施方案在多个双八面体结构420中包括不同数量的双八面体结构250，而不脱离本发明的范围。八面体空间框架400包括沿着纵向方向208彼此相对的第一纵向端部410和第二纵向端部412。八面体空间框架400还包括沿横向方向206彼此相对的第一横向侧414和第二横向侧416。为了例示和清楚的目的，图4中仅标记了一个单八面体结构200。八面体空间框架400包括轴向弦杆404，该轴向弦杆是构件202的实施方案。如图4所示，三个串联的六个线性连接的轴向弦杆404沿纵向方向208在第一纵向端部410和第二纵向端部412之间延伸，最终将八面体空间框架400的第一纵向端部410处的扭矩传递板452的端部连接到第二纵向端部412处的扭矩传递板452的对应端部。在其他实施方案中，在第一纵向端部410和第二纵向端部412之间串联连接的轴向弦杆404的数量是n，其中n是在多个双八面体结构420内在纵向方向208上有效地连接的双八面体结构250的数量。在某些实施方案中，任何数量的构件404可以是例如支柱。八面体空间框架400还包括轴向弦杆402。两个串联的五个线性连接的轴向弦杆402在纵向方向208上在第一纵向端部410和第二纵向端部412之间延伸，每个串联的轴向弦杆402在相应的第一横向侧414或者第二横向侧416连接多个双八面体结构420中的每个纵向相邻的双八面体结构250的上顶点252。换言之，在纵向方向208上，第一串联中的轴向弦杆402连接每个相邻的第一单八面体结构210，并且第二串联中的轴向弦杆402连接每个相邻的第二八面体结构212。在其他实施方案中，每个串联中连接的轴向弦杆402的数量，换言之，连接每个第一单八面体结构210的轴向弦杆402的数量和连接每个第二八面体结构212的轴向弦杆402的数量是(n-1)。在不脱离本发明的范围的情况下，具有本文所述特征的八面体空间框架的其他实施方案包括不同数量的轴向弦杆402。例如，在八面体空间框架400中，一个轴向弦杆402可以跨越两个单八面体结构200或者任何其它数量的单八面体结构。在一个实施方案中，每个轴向弦杆404的长度近似为单八面体结构中的每个支柱构件的长度。在一个实施方案中，轴向弦杆402的长度等于轴向弦杆402所连接的任何两个上顶点252之间的距离。

八面体空间框架400还包括靠近第一纵向端部410和第二纵向端部412中每个的端部构件组件440。在该实施方案中，每个端部构件组件440包括端部轴向弦杆406和端部构件442。如图4所示，每个端部轴向弦杆406连接到靠近相应的纵向端部410或者412以及相应的横向侧414或者416的靠近的上顶点252，并且连接到八面体空间框架400的相应纵向端部和相应横向侧处的靠近的端部构件442。换言之，靠近每个纵向端部410和412，端部轴向弦杆406将靠近的第一单八面体结构连接到靠近的端部构件442，而另一个端部轴向弦杆406将靠近的第二单八面体结构连接到靠近的端部构件442。在一个实施方案中，如图4所示，端部构件442连接靠近的端部轴向弦杆406和扭矩传递板452的靠近的端部。在其他实施方案中，端部构件组件440可以包括其他数量的端部轴向弦杆406和端部构件442。在某些实施方案中，每个端部轴向弦杆406均可以是悬臂式的，使得端部弦杆406的端部部分是悬臂的，可选地，由其他结构构件(诸如支柱以外的支架)支撑。端部构件442是构件202的实施方案，并且可以是支柱。八面体空间框架400包括位于第一纵向端部410和第二纵向端部412中的每个处的转矩传递组件450。在第一纵向端部410和第二纵向端部412中的每个处，中心扭转元件454位于靠近轴向弦杆404和扭矩传递板452的内端连接的位置。中心扭转元件454的中心与抛物面槽体104的旋转轴线重合。

图5例示了八面体空间框架500，该八面体空间框架是具有本文所述特征的八面体空间框架的另一个可能的实施方案。八面体空间框架500包括轴向弦杆502。一个轴向弦杆502从第一纵向端部510到第二纵向端部512跨越八面体空间框架500的长度，连接多个双八面体结构420中的每个双八面体结构250的每个第一单八面体结构的上顶点252。另一个轴向弦杆502从第一纵向端部510到第二纵向端部512跨越八面体空间框架500的长度，连接多个双八面体结构420中的每个双八面体结构250的每个第二单八面体结构的上顶点252。在其他实施方案中，八面体空间框架500可以包括多于三个的轴向弦杆502。八面体空间框架500还包括轴向弦杆504。如图5所示，每个轴向弦杆504在第一纵向端部510和第二纵向端部512之间从转矩传递板452的一个端部延伸到扭矩传递板452的对应端部。例如，一个轴向弦杆504在第一纵向端部510处的中心扭转元件454与第二纵向端部512处的中心扭转元件454之间跨越八面体空间框架500的长度。在某些实施方案中，轴向弦杆502和轴向弦杆504是等同的。八面体空间框架500的其他特征与八面体空间框架400是共同的。

在某些实施方案中，具有本文所述特征的八面体空间框可以具有八面体空间框架400和八面体空间框架500的特征的任何组合。

图6A例示了在纵向方向208上观察的一个实施方案八面体空间框架400中的八面体空间框架的侧视图。在八面体空间框架400的侧视图的上部处形成有V形开口。角度602描述了V形开口的内角。图6B例示了在横向方向206观察的八面体空间框架(例如400)的侧视图。

图7例示了在一个实施方案八面体空间框架400中，由八面体空间框架支撑的抛物面槽体104。在一个实施方案中，图7中示出的元件可以是抛物面槽体系统100的一部分，并且进一步是集中式太阳能收集器组件的一部分。接收器106在结构上由接收器支撑元件108支撑。抛物面槽体104被配置为将入射光(诸如太阳光)反射到载有传热流体的接收器106上。接收器106具有在纵向方向208上延伸的细长轴。图8示出了在一个实施方案中，在纵向方向208上观察的图7抛物面槽体系统的侧视图。在一个实施方案中，抛物面槽体支撑元件802给设置在八面体空间框架400的V形开口中的抛物面槽体104提供结构支撑。在一个实施方案中，抛物面槽体支撑元件802是支架或者支柱。

具有本文所述特征的八面体空间框架的某些实施方案包括多于一个的在横向方向206上有效地连接的多个双八面体结构300，以及包括在每个多个双八面体结构300中的一个或多个双八面体结构250。图9A至图9C分别示出了具有本文所述特征的八面体空间框架的实施方案的俯视图、纵向侧视图和横向侧视图。在该实施方案中，八面体空间框架900包括三个在横向方向206上有效地顺序连接的多个双八面体结构920、922和924，多个双八面体结构920、922和924中的每个包括六个在纵向方向208上有效地顺序连接的双八面体结构910。为了例示目的，仅示出了八面体空间框架900的构件202。在其他实施方案中，例如，八面体空间框架900包括八面体空间框架400和/或八面体空间框架500的特征。

图10A至图10C例示了单八面体结构200的替代的实施方案，所述单八面体结构的形状为不规则八面体，其中构件具有两个或者更多个长度。

图11A至图11C例示了双八面体结构250的某些示例性实施方案的沿纵向方向208的侧视图，这些实施例不同于包括单八面体结构的形状。图11A示出了包括类似于正八面体的单八面体结构的双八面体结构300的实施方案。在该实施方案中，角度602约为141度。图11B和图11C分别示出了包括类似于不规则八面体的单八面体结构的双八面体结构300的实施方案，使得角度602分别为180度和90度。在其他实施方案中，角度602可以大于0度并且小于或等于180度。

具有本文所述特征的八面体空间框架的某些实施方案包括其形状为不规则八面体的单八面体结构200，诸如图10A至图10C中所例示的。图12A至图12C例示了具有本文所述特征的八面体空间框架的实施方案的俯视图、纵向侧视图和横向侧视图。例如，在该实施方案中，八面体空间框架1200包括诸如图10C所示的不规则的单八面体结构1210，其中角度602为180度，如图11B所示。八面体空间框架1200包括三个在横向方向206上有效地顺序连接的多个双八面体结构1220、1222和1224，多个双八面体结构1220、1222和1224中的每个包括六个在纵向方向208上有效地顺序连接的双八面体结构1210。为了例示目的，仅示出了八面体空间框架1200的构件202。在其他实施方案中，例如，八面体空间框架1200包括八面体空间框架400和/或八面体空间框架500的特征。

在其他实施方案中，八面体空间框架包括在竖直方向1302上有效地连接的双八面体结构，该竖直方向1302正交于纵向方向208和横向方向206。图13A和图13B分别例示了具有本文所述特征的八面体空间框架的示例性实施方案的横向方向206和纵向方向208的侧视图。在该实施方案中，八面体空间框架1300包括多个双八面体结构1320，该双八面体结构包括在竖直方向1302上有效地连接的双八面体结构1310。为了例示目的，仅示出了八面体空间框架1300的构件202。在其他实施方案中，例如，八面体空间框架1300包括八面体空间框架400和/或八面体空间框架500的特征。

在一个方面中，图14描绘了用于在集中式太阳能收集器组件中利用八面体空间框架来支撑抛物面槽体并用于捕获太阳能的操作方法1400。在方法1400的实施方案中，抛物面槽体是抛物面槽体104，并且八面体空间框架是八面体空间框架400。在步骤1402中，例如，将抛物面槽体104的重量传递到八面体空间框架400上。在步骤1404中，例如，通过塔架110将抛物面槽体104和八面体空间框架400的重量传递到基面(诸如地面)。在步骤1406中，例如，由八面体空间框架400承载扭转载荷，同时保持扭转刚度。在步骤1408中，将入射到抛物面槽体104上的光反射到接收器(诸如接收器106)上。在步骤1410中，将传热流体(诸如油、蒸汽或者熔盐)循环通过接收器。在步骤1412中，例如，使抛物面槽体104和八面体空间框架400旋转以跟踪入射光源(诸如太阳)。尽管为了便于例示，图14例示了连续执行的步骤1402至1412，但是可以预期的是，步骤1402至1412中的一些或者全部将经常被并行执行。

关于变化的声明

为了清楚理解，现在已经通过例示和实施例对本发明进行了详细地充分地描述，本领域普通技术人员将清楚，可以在不影响本发明的范围或者本发明的任何具体实施方案的条件下，通过在条件、公式和其他参数的宽泛和等同范围内修改或者改变本发明来执行本发明，并且这些修改或者改变旨在被包括在所附权利要求的范围内。

本文中使用的术语和措辞被用作描述性而不是限制性的术语，并且这些术语和措辞的使用并不旨在使用排除所示出和描述的特征的任何等同物或者该等同物的部分的术语和措辞，但是应当认识到的是，在所要求保护的本发明的范围内可以进行各种修改。因此，应当理解的是，尽管本发明已由优选实施方案、示例性实施方案和可选特征具体公开，但是本领域技术人员可以采用本文公开的概念的修改和变化，并且这些修改和变化被认为落在所附权利要求限定的本发明的范围内。本文提供的具体实施方案是本发明的有用实施方案的示例，并且对于本领域技术人员显而易见的是，可以使用本说明书中的设备、设备组件、方法步骤的大量变型来执行本发明。可用于本方法的方法和装置可以包括大量可选的组合物和处理元件和步骤。

当本文公开一组取代物时，可以理解的是，分别公开了该组的所有个体成员和所有子组。当本文使用马库什组或者其他分组时，该组的所有个体成员以及该组中可能的所有组合和子组合被旨在单独包含在本公开中。

必须指出的是，如本文和所附权利要求中所使用的，除非上下文另有明确规定，单数形式“一(a)”，“一(an)”和“该(the)”包括复数参考意义。因此，例如，关于“加热管”包括多个这样的加热管以及本领域技术人员已知的等效加热管，等等。同样地，术语“一(a)”(或者“一(an)”)，“一个或多个”和“至少一个”在这里可以互换使用。还应注意的是，术语“包括(comprising)”、“包含(including)”和“具有(having)”可以互换使用。“权利要求XX至YY中任一项”的措辞(其中XX和YY表示权利要求编号)旨在以替代的形式提供多重从属权利要求，并且在一些实施方案中可与“如权利要求XX至YY中的任一项”互换。

尽管与本文所述类似或者等同的任何方法和材料可用于本发明的实践或者测试中，优选的方法和材料现已被描述。本文中的任何内容都不应当被解释为承认本发明无权凭借在先发明提前公开此公开。

无论何时在说明书中给出范围，例如，温度范围、时间范围、或者组成范围或者浓度范围，所有中间范围和子范围，以及包括在所给定范围内的所有个体值旨在被包括在本公开中。如本文所使用的，范围特别包括作为该范围的端点值提供的值。例如，1到100的范围特别包括端点值1和100。应当理解的是，可以从本文的权利要求中排除本文说明书中包括的任何子范围或者范围或子范围内的个别值。

如本文所使用的，“包括”与“包含”、“含有(containing)”或者“其特征在于(characterized by)”含义相同，并且是包容的或者开放式的，并且不排除附加的、未被记载的元件或者方法步骤。如本文所使用的，“由……组成(consisting of)”排除权利要求元件中未指定的任何元件、步骤或者成分。如本文所使用的，“基本上由……组成”不排除不会实质上影响权利要求的基本特征和新颖性特征的材料或者步骤。在本文的每个实例中，任何术语“包括”、“基本上由……组成”和“由……组成”可以用其他两个术语中的任何一个来代替。

在此，除非另有说明，否则术语“示例性”表示用作实施例、实例或者例示。

本领域普通技术人员将理解的是，在本发明的实践中可以使用除了具体示例的以外的装置元件和组件的组合，而不需要依靠过度实验。本发明旨在包括任何此类材料和方法的所有本领域已知的功能等同物。已经使用的术语和措辞被用作描述性而不是限制性的术语，并且不旨在使用这些术语和措辞来排除所示出和描述的特征或者特征的部分的任何等同物，但是应当认识到在所要求保护的本发明的范围内可以进行各种修改。因此，应当理解的是，尽管本发明已经通过优选实施方案和可选特征被具体公开了，但是本领域技术人员可以采用本文公开的概念的修改和变化，并且将这些修改和变化视为落在所附权利要求限定的本发明的范围内。

Claims (35)

1.一种八面体空间框架，包括：

第一多个双八面体结构，所述第一多个双八面体结构在纵向方向上设置在第一行中，所述第一多个双八面体结构中的相邻的双八面体结构共享两个共用构件；

所述第一多个双八面体结构中的每个双八面体结构包括相应的第一单八面体结构和第二单八面体结构，所述第一单八面体结构和所述第二单八面体结构在横向方向上连接并且共享三个共用构件，所述横向方向与所述纵向方向正交。

2.根据权利要求1所述的八面体空间框架，所述第一多个双八面体结构共同形成V形开口，如在所述纵向方向上观察所述八面体空间框架时可见的。

3.根据权利要求2所述的八面体空间框架，所述V形开口具有大于0度且小于或等于180度的内角。

4.根据权利要求1至3中任一项所述的八面体空间框架，所述第一多个双八面体结构中的每个双八面体结构包括二十一个构件。

5.根据权利要求4所述的八面体空间框架，所述第一多个双八面体结构中的每个双八面体结构的所述二十一个构件中的每个构件具有相等的长度。

6.根据权利要求1所述的八面体空间框架，所述八面体空间框架具有矩形轮廓，如在所述纵向方向上观察时可见的。

7.根据权利要求6所述的八面体空间框架，所述第一多个双八面体结构中的每个双八面体结构均包括二十一个构件，其中所述二十一个构件中的七个构件具有共同的第一长度，并且所述二十一个构件中的十四个构件具有共同的第二长度，所述第二长度与所述第一长度不同。

8.根据权利要求1至7中任一项所述的八面体空间框架，还包括：

第一轴向弦杆，在所述纵向方向上连接所述第一多个双八面体结构的每个第一单八面体结构；以及

第二轴向弦杆，在所述纵向方向上连接所述第一多个双八面体结构的每个第二单八面体结构。

9.根据权利要求1至7中任一项所述的八面体空间框架，还包括：

第一多个轴向弦杆，在所述纵向方向上连接所述第一多个双八面体结构的每个第一单八面体结构；以及

第二多个轴向弦杆，在所述纵向方向上连接所述第一多个双八面体结构的每个第二单八面体结构。

10.根据权利要求1至9中任一项所述的八面体空间框架，还包括：

设置在所述第一多个双八面体结构的端部处的端部构件组件；所述端部构件组件包括：

一个或多个第一端部构件，连接到所述第一多个双八面体结构中的端部双八面体结构的所述第一单八面体结构；以及

一个或多个第二端部构件，连接到所述第一多个双八面体结构中的端部双八面体结构的所述第二单八面体结构。

11.根据权利要求10所述的八面体空间框架，还包括扭矩传递组件，所述扭矩传递组件设置在所述第一多个双八面体结构中的所述端部双八面体结构处。

12.根据权利要求11所述的八面体空间框架，所述扭矩传递组件包括至少一个扭矩传递板和中心扭转元件。

13.根据权利要求1至12中任一项所述的八面体空间框架，还包括在所述纵向方向上设置在第二行中的第二多个双八面体结构，所述第二多个双八面体结构中的在纵向方向上相邻的双八面体结构共享两个共用构件，所述第一行和所述第二行在横向方向上连接。

14.根据权利要求13所述的八面体空间框架，所述第二多个双八面体结构中的每个双八面体结构包括二十一个构件。

15.根据权利要求13所述的八面体空间框架，所述第一行和所述第二行共享至少一个共用轴向弦杆。

16.根据权利要求13至15中任一项所述的八面体空间框架，还包括在纵向方向上设置在第三行中的第三多个双八面体结构，所述第三多个双八面体结构中的在纵向方向上相邻的双八面体结构共享两个共用构件，所述第三行在竖直方向上与所述第一行和所述第二行中的每行连接，所述竖直方向与所述纵向方向和所述横向方向中的每个正交。

17.一种集中式太阳能收集器组件，包括：

八面体空间框架，所述八面体空间框架包括：

在纵向方向上设置在第一行中的多个双八面体结构，所述多个双八面体结构中的相邻的双八面体结构共享两个共用构件，所述多个双八面体结构在所述八面体空间框架中共同形成V形开口，如在所述纵向方向上观察所述八面体空间框架时可见的，

所述多个双八面体结构中的每个双八面体结构包括相应的第一单八面体结构和第二单八面体结构，所述第一单八面体结构和所述第二单八面体结构在横向方向上连接并且共享三个共用构件，所述横向方向与所述纵向方向正交；以及

设置在所述八面体空间框架中的所述V形开口中的抛物面槽体。

18.根据权利要求17所述的集中式太阳能收集器组件，所述V形开口具有大于0度且小于或等于180度的内角。

19.根据权利要求18所述的集中式太阳能收集器组件，还包括接收器，所述接收器被配置为承载传热流体，所述抛物面槽体被配置为将入射在所述抛物面槽体上的光反射到所述接收器上。

20.根据权利要求19所述的集中式太阳能收集器组件，还包括接收器支撑元件，所述接收器支撑元件被配置为在结构上支撑所述接收器。

21.根据权利要求19至20中任一项所述的集中式太阳能收集器组件，所述接收器具有在所述纵向方向上延伸的细长轴。

22.根据权利要求19至21中任一项所述的集中式太阳能收集器组件，还包括流体分配子系统，所述流体分配子系统被配置成使所述传热流体循环通过所述接收器。

23.根据权利要求17至22中任一项所述的集中式太阳能收集器组件，所述八面体空间框架的所述多个双八面体结构中的每个双八面体结构包括二十一个构件。

24.根据权利要求23所述的集中式太阳能收集器组件，所述多个双八面体结构中的每个双八面体结构的所述二十一个构件中的每个构件具有相等的长度。

25.根据权利要求17至24中任一项所述的集中式太阳能收集器组件，所述八面体空间框架还包括：

第一轴向弦杆，在所述纵向方向上连接所述多个双八面体结构的每个第一单八面体结构；以及

第二轴向弦杆，在所述纵向方向上连接所述多个双八面体结构的每个第二单八面体结构。

26.根据权利要求17至24中任一项所述的集中式太阳能收集器组件，所述八面体空间框架还包括：

第一多个轴向弦杆，在所述纵向方向上连接第一多个双八面体结构的每个第一单八面体结构；以及

第二多个轴向弦杆，在所述纵向方向上连接第一多个双八面体结构的每个第二单八面体结构。

27.根据权利要求17至26中任一项所述的集中式太阳能收集器组件，所述八面体空间框架还包括：

设置在所述多个双八面体结构的端部处的端部构件组件，所述端部构件组件包括：

一个或多个第一端部构件，连接到所述多个双八面体结构中的端部双八面体结构的所述第一单八面体结构；以及

一个或多个第二端部构件，连接到所述多个双八面体结构中的端部双八面体结构的所述第二单八面体结构。

28.根据权利要求27所述的集中式太阳能收集器组件，所述八面体空间框架还包括扭矩传递组件，所述扭矩传递组件设置在所述多个双八面体结构中的所述端部双八面体结构处。

29.根据权利要求28所述的集中式太阳能收集器组件，所述扭矩传递组件包括至少一个扭矩传递板和中心扭转元件。

30.根据权利要求28和29中任一项所述的集中式太阳能收集器组件，还包括：

多个塔架，所述多个塔架被配置为支撑所述八面体空间框架和所述抛物面槽体；以及

跟踪子系统，所述跟踪子系统被配置为使所述八面体空间框架和所述抛物面槽体相对于所述多个塔架旋转，以跟踪入射光源。

31.一种用于在集中式太阳能收集器组件中支撑抛物面槽体的方法，包括：

将所述抛物面槽体的重量传递到八面体空间框架，所述八面体空间框架包括在纵向方向设置在第一行中的多个双八面体结构，其中(a)所述多个双八面体结构中的相邻的双八面体结构共享两个共用构件，并且(b)所述多个双八面体结构中的每个双八面体结构包括相应的第一单八面体结构和第二单八面体结构，所述第一单八面体结构和所述第二单八面体结构在横向方向上连接并且共享三个共用构件，所述横向方向与所述纵向方向正交；以及

通过多个塔架将所述抛物面槽体和所述八面体空间框架的重量传递到基面。

32.根据权利要求31所述的方法，还包括承受扭转载荷，同时保持扭转刚度。

33.根据权利要求31和32中任一项所述的方法，所述基面是地面。

34.一种用于捕获太阳能的方法，包括：

根据权利要求31至33中任一项所述的方法，在集中式太阳能收集器组件中支撑抛物面槽体；

将入射在所述抛物面槽体上的光反射到接收器上；以及

使传热流体循环通过所述接收器。

35.根据权利要求34所述的方法，还包括使所述抛物面槽体和所述八面体空间框架相对于所述多个塔架旋转，以跟踪入射光源。