(57)【要約】太陽集光用の反射器及びその形成方法。反射組立体（1340）は、連続したトラフ（1330）を形成する複数の細長いパネル（370）と、パネルを支持するように構成されたフレーム（1230）とを含み、パネルに取り付けられた状態のフレームが、トラフの上面に放物線の輪郭を画定する。【選択図】図１３【特許請求の範囲】
【請求項１】
太陽集光用の反射器（1300）であって、
連続したトラフ（1330）を形成する複数の細長いパネル（370）を含む反射組立体（1340）と、
前記パネルを支持するように構成されたフレーム（1230）とを含み、前記パネルに取り付けられた状態の前記フレームが、前記トラフの上面に放物線の輪郭を画定する、反射器（1300）。
【請求項２】
前記複数のパネルが、ｚ湾曲部（910）又はフランジ（900）の少なくとも１つを用いて接合されて、接着、ボルト締め及びリベット打ちの少なくとも１つによって互いに取り付けられる、請求項１に記載の反射器。
【請求項３】
前記複数のパネルが、接着、ボルト締め及びリベット打ちの少なくとも１つによって前記パネルに取り付けられる接続ストリップ又はチャネル（920）を用いて接合される、請求項１に記載の反射器。
【請求項４】
隣接するパネル（370）により画定された継ぎ目（930）にわたって配置された接続ストリップ（920）を更に含む、請求項１に記載の反射器。
【請求項５】
前記反射組立体が少なくとも３枚のパネルを含む、請求項１に記載の反射器。
【請求項６】
少なくとも１枚のパネルが、金属シートを含む、請求項１に記載の反射器。
【請求項７】
少なくとも１枚のパネルが、基材上に配置されたフィルムを含む、請求項１に記載の反射器。
【請求項８】
前記フレームが複数の離隔された支持体を含む、請求項１に記載の反射器。
【請求項９】
少なくとも１つの支持体がトラスを含む、請求項８に記載の反射器。
【請求項１０】
前記トラスが、オフセットパラボラを画定する表面を有する少なくとも１つのリブ（300）を含む、請求項９に記載の反射器。
【請求項１１】
前記少なくとも１つのリブが管（310）を含む、請求項１０に記載の反射器。
【請求項１２】
太陽反射鏡（1300）を製作する方法であって、
連続したトラフ（1330）を形成するために、弧状表面（1050）上に複数の細長いパネル（370）を位置合わせするステップと、
前記パネルの裏面にフレーム（1230）を固定するステップとを含む、方法。
【請求項１３】
前記複数のパネルが、少なくとも３枚のパネルを含む、請求項１２に記載の方法。
【請求項１４】
前記弧状表面がオフセットパラボラを画定する、請求項１２に記載の方法。
【請求項１５】
前記フレームが複数の離隔された支持体を含む、請求項１２に記載の方法。
【請求項１６】
少なくとも１つの支持体がトラスを含む、請求項１５に記載の方法。
【請求項１７】
前記トラスが、オフセットパラボラ表面を有する少なくとも１つのリブ（300）を含む、請求項１６に記載の方法。
【請求項１８】
前記少なくとも１つのリブが管（310）を含む、請求項１７に記載の方法。
【請求項１９】
前記複数のパネルをフランジ（900）で相互接続することを更に含む、請求項１２に記載の方法。
【請求項２０】
溶接、ろう付け、ボルト締め、及び接着の少なくとも１つによって前記複数のパネルを相互接続することを更に含む、請求項１２に記載の方法。
【請求項２１】
オフセットパラボラ表面（350）を有する管（310）を形成するための方法であって、
ａ．リングロール成形機械（400）のローラ（410、420）間に中空管（310）を挿入するステップと、
ｂ．所定の曲率半径（443）を有する弧へと前記管の一部をロール成形するステップと、
ｃ．前記機械を調整し、直前の曲率半径（443）と異なる所定の曲率半径（442）を有する弧へと前記管の次の部分をロール成形するステップと、
ｄ．前記ステップｃを１回又は複数回繰り返して、前記管のオフセットパラボラ表面の形成を完了するステップとを含む、方法。
【請求項２２】
各所定の曲率半径が、前記中空管により画定されるべきオフセットパラボラ上の３つの等しく離隔された点（501〜507）に適合される円の半径からなる、請求項２１に記載の方法。
【請求項２３】
前記中空管が、アルミニウム、亜鉛メッキ鋼、及びスチールからなるグループから選択された材料からなる、請求項２１に記載の方法。
【請求項２４】
前記ステップｃが、少なくとも２回繰り返される、請求項２１に記載の方法。
【請求項２５】
前記管が、正方形および長方形の少なくとも１つを画定する横断面を含む、請求項２１に記載の方法。
【請求項２６】
第１の中空管からなる下部管（720）と、
第２の中空管からなり、前記下部管から離隔されている上部管（310）と、
前記下部管と前記上部管との間に配置された複数のスペーサ（710）とを含み、
少なくとも前記上部管がオフセットパラボラ表面（350）を画定する、リブ（700）。
【請求項２７】
前記第１の中空管および前記第２の中空管の少なくとも一方が、アルミニウム、亜鉛メッキ鋼、及びスチールからなるグループから選択された材料からなる、請求項２６に記載のリブ。
【請求項２８】
前記複数のスペーサが、アルミニウム、亜鉛メッキ鋼、及びスチールからなるグループから選択された材料からなる、請求項２６に記載のリブ。
【請求項２９】
前記下部管を支持する真束（320）及び少なくとも２つのすじかい（330）を更に含む、請求項２６に記載のリブ。
【請求項３０】
不適切に湾曲した細長い管（310）を修正するための方法であって、
前記管（310）の一部を貫いて切断部（610）を作成するステップと、
前記管をオフセットパラボラの弧（350）へと曲げるステップと、
前記切断部へパートナ（630）を付着することにより、所定の弧を安定化するステップとを含む、方法。
【請求項３１】
前記管を曲げることが、リングロール成形機械（400）を用いることを含む、請求項３０に記載の方法。
【請求項３２】
前記管が中空である、請求項３０に記載の方法。
【請求項３３】
前記パートナが、アルミニウム、亜鉛メッキ鋼、及びスチールからなるグループから選択された材料からなる、請求項３０に記載の方法。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本開示は、太陽熱発電（ソーラーパワー）システムに使用するためのトラフ、及びその形成方法に関する。
【０００２】
関連出願に対する相互参照
本出願は、2014年5月13日に出願され、「Low Cost Parabolic Cylindrical Trough forConcentrated Solar Power」と題する米国仮特許出願第６１／９９２３７３号の優先権および恩典を主張しており、参照により全体として本明細書に組み込まれる。
【背景技術】
【０００３】
集光型太陽熱発電システムは、電力を生み出すための従来の熱機関、通常は蒸気タービンで使用するための蒸気を生成するために作動流体を加熱するために太陽のエネルギーを集束させる。一般に、しばしばトラフと呼ばれる放物面（パラボラ）円筒形反射器は、反射器の焦線に沿って位置するレシーバ又は吸収装置に太陽エネルギーを集束させる。図１を参照すると、例示的なシステムにおいて、多数の反射器１００が大型アレイ１１０に取り付けられて、各反射器に当たる太陽光がそのレシーバ１２０に集光され得るように太陽の動きを追跡するように組み込まれた設備に取り付けられる。レシーバは、作動流体が場（フィールド）及び熱機関を介して連続したループで流れることができるように相互接続される。https://en.wikipedia.org/wiki/Concentrated_solar_powerにおける、「Part of the 354 MW SEGS solar complex innorthern San Bernardino County, California」の画像を参照されたい。
【０００４】
図２を参照すると、図１のシステムで使用するのに適したエネルギー集積メカニズムは、放物面円筒形状のトラフ２２０を画定する反射面２１０を有する太陽熱収集器／集光器２００を含むことができる。トラスシステムのような支持構造体は表面を提供することができる。支持構造体は、例えば入来する太陽エネルギーの方向を追跡する及び／又はトラフ構造体の格納を行うために表面の指し示す方向を変更するように適合され得る。構造体２３０ａ及び２３０ｂは、トラフの焦線に沿って位置する管状レシーバ２５０を支持するためにトラフの各端部に設けられ得る。これら構造体は、トラフがアクチュエータ２４０の制御下で支柱の上部の回りに枢動することができるような態様でトラフに固定される。米国特許出願公開第２０１３／００４７９７８号を参照されたい。係る米国特許は、適用法令により許可される最大限まで参照により本明細書に組み込まれる。
【０００５】
大型放物面（パラボラ）反射器（例えば、トラフ）は、高効率に必要な高度の表面精度に起因して、製作するのに困難でコストが高くつく可能性がある。要因は、反射面が好適には、指し示す角度の範囲にわたって及び変わりやすい風と熱の負荷にわたってを含む様々な動作条件にわたって放物面精度を維持する点である。駆動要因は、反射面を支持するために及びその精度を維持するために使用される構造体、例えばリブ及び／又はトラスが、精密に設計されて製作される必要がある点である。一般的な技術は、これらトラスに関してウォータージェット製作を使用するべきであり、コストが高くつくプロセスである。代案として、これら構造体は、それほど精密でなく製作されることができるが、多くの調整および位置合わせが、必要な精度を達成するために現場において構造体に成される必要があるかもしれない。
【０００６】
放物面（パラボラ）反射器と共に使用するための構造体を精密に形成、形作り及び維持するための安価な方法、並びに大型で正確に形作られた反射面が必要とされている。
【０００７】
概要
本発明の一実施形態に従って、方法は、太陽エネルギーの収集（集積）および集光用の大型（例えば、６ｍ×１２ｍの開口を有する）放物面円筒形トラフを構築することを可能にする。大型トラフは、低い組み立てコストで業界標準の金属構成要素から安価に製作されることができ、それは運用条件の下で高い固有の集光効率を維持する。高い効率は、表面形状の精度（一般にほんの２〜３ｍｍの範囲または１万のうちの約２〜３の部品）の結果であり、それにより当該トラフによってほぼ１００％の集光効率を可能にすることができる。更に、トラフが製作されるパネルは、パネルが本発明の実施形態に従って製作されたリブの形状を担うので、予め湾曲される必要がない。予め湾曲するステップを取り除くことは、経済的利点という結果になる。
【０００８】
一態様において、本発明の実施形態は、太陽集光用の反射器を含み、その反射器は、（ｉ）連続したトラフを形成する複数の細長いパネルを含む反射組立体、及び（ii）パネルを支持するように構成されたフレームを含み、パネルに取り付けられた状態のフレームが、トラフの上面に放物線の輪郭を画定する。
【０００９】
１つ又は複数の以下の特徴が含まれ得る。複数のパネルは、接着、ボルト締め及びリベット打ちの少なくとも１つによって互いに結合されるｚ湾曲部またはフランジの少なくとも１つを用いて接合され得る。複数のパネルが、接着、ボルト締め及びリベット打ちの少なくとも１つによってパネルに取り付けられる接続ストリップ又はチャネルを用いて接合され得る。接続ストリップが、隣接するパネルにより画定された継ぎ目にわたって配置され得る。
【００１０】
反射組立体は少なくとも３枚のパネルを含むことができる。少なくとも１枚のパネルは金属シートを含むことができる。少なくとも１枚のパネルは、基材上に配置されたフィルムを含むことができる。
【００１１】
フレームは複数の離隔された支持体を含むことができる。少なくとも１つの支持体はトラスを含むことができる。トラスは、オフセットパラボラを画定する表面を有する少なくとも１つのリブを含むことができる。少なくとも１つのリブは管を含むことができる。
【００１２】
別の態様において、本発明の実施形態は、太陽反射鏡を製作する方法を含み、その方法は、連続したトラフを形成するために、弧状表面上に複数の細長いパネルを位置合わせすること、及びパネルの裏面にフレームを固定することを含む。
【００１３】
１つ又は複数の以下の特徴が含まれ得る。複数のパネルは、少なくとも３枚のパネルを含むことができる。弧状表面はオフセットパラボラを画定することができる。フレームは複数の離隔された支持体を含むことができる。少なくとも１つの支持体はトラスを含むことができる。トラスは、オフセットパラボラ表面を有する少なくとも１つのリブを含むことができる。少なくとも１つのリブは管を含むことができる。複数のパネルはフランジで相互接続され得る。複数のパネルは、溶接、ろう付け、ボルト締め、及び／又は接着によって相互接続され得る。
【００１４】
更に別の態様において、本発明の実施形態は、オフセットパラボラ表面を有する管を形成するための方法を含む。その方法は、リングロール成形機械のローラ間に中空管を挿入することを含む。管の一部は、所定の曲率半径を有する弧へとロール成形される。当該機械を調整して、管の次の部分は、直前の曲率半径と異なる所定の曲率半径を有する弧へとロール成形され、このステップは１回又は複数回繰り返されて、前記管のオフセットパラボラ表面の形成を完了する。
【００１５】
１つ又は複数の以下の特徴が含まれ得る。各所定の曲率半径は、中空管により画定されるべきオフセットパラボラ上の３つの等しく離隔された点に適合される円の半径を含むことができる。中空管は、アルミニウム、亜鉛メッキ鋼、及び／又はスチールを含むことができる。管は、正方形および／または長方形を画定する断面を含むことができる。
【００１６】
更に別の態様において、本発明の実施形態は、第１の中空管を含む下部管を有するリブを含む。上部管は、第２の中空管を含み、下部管から離隔され得る。複数のスペーサが、下部管と上部管との間に配置され得る。少なくとも上部管がオフセットパラボラ表面を画定することができる。
【００１７】
１つ又は複数の以下の特徴が含まれ得る。第１の中空管および第２の中空管の少なくとも一方は、アルミニウム、亜鉛メッキ鋼、及び／又はスチールを含むことができる。複数のスペーサは、アルミニウム、亜鉛メッキ鋼、及び／又はスチールを含むことができる。リブは、下部管を支持する真束および少なくとも２つのすじかいを含むことができる。
【００１８】
別の態様において、本発明の実施形態は、不適切に湾曲した細長い管を修正するための方法を含む。その方法は、管の一部を貫いて切断部を作成することを含む。管はオフセットパラボラの弧へと曲げられる。切断部へパートナを付着することにより、所定の弧が安定化される。
【００１９】
１つ又は複数の以下の特徴が含まれ得る。管を曲げることは、リングロール成形機械を用いることを含むことができる。管は中空とすることができる。パートナは、アルミニウム、亜鉛メッキ鋼、及び／またはスチールを含むことができる。
【図面の簡単な説明】
【００２０】
【図１】集光型太陽熱発電のトラフのアレイの略図である。
【図２】従来技術による、放物面円筒形トラフの略等角図である。
【図３】本発明の一実施形態に従って構築されたリブの略側面図である。
【図４Ａ】本発明の一実施形態による、３ローラのロール成形機械において曲げられている管の略側面図である。
【図４Ｂ】本発明の一実施形態による、三円の近似法において曲率半径を画定するための異なる半径と中心の選択を示す半管の略側面図である。
【図５Ａ】本発明の一実施形態による、オフセット放物面（パラボラ）を近似するための三円方法の図である。
【図５Ｂ】本発明の一実施形態による、三円近似方法に含まれるステップの詳細な図である。
【図６Ａ】本発明の一実施形態による、湾曲状態（曲率）が修正された状態の管の略側面図である。
【図６Ｂ】本発明の一実施形態による、湾曲状態（曲率）が修正された状態の管の略側面図である。
【図７】本発明の一実施形態に従って構築されたリブの略側面図である。
【図８】本発明の一実施形態による、パネルの略斜視図である。
【図９Ａ】本発明の一実施形態による、パネルを互いに固定するために使用されるフランジと湾曲部の略側面図である。
【図９Ｂ】本発明の一実施形態による、パネルを互いに固定するために使用されるＵ字チャネルストライプの略側面図である。
【図１０】本発明の一実施形態による、トラフ組立体固定具の略側面図である。
【図１１Ａ】リブに接続されたパネル背面のｚ湾曲部／フランジの等角図である。
【図１１Ｂ】リブに接続されたパネル背面のＵ字チャネルの等角図である。
【図１２】本発明の一実施形態による、トラフ組立体固定具の略側面図である。
【図１３】本発明の一実施形態に従って形成された放物面トラフの略斜視図である。
【００２１】
詳細な説明
一般に、集光型太陽熱発電用の大型の放物面（パラボラ）トラフを正確に製作するための方法は、複数の長方形の反射パネルを、隣接するパネルの縁部（エッジ）を位置合わせすることにより組み立て、放物面トラフを画定するために正確に形作られた一組のリブにこれらパネルの背面を機械的に固定することを含む。リブを形作るための革新的な方法が提供される。連続的なシェルとして実現された反射パネルがトラフの全体にわたる剛性および強度に寄与することに欠くことのできない役割を果たす革新的な設計が提供される。
【００２２】
好適には、業界標準材料および技術が使用されて、特殊構成要素を製作する必要性が取り除かれる。亜鉛メッキ材料が腐食防止のために、及び塗装のような保守を避けるために使用され得る。
【００２３】
精密に形作られたリブの製作
一実施形態において、精密なリブは、放物面トラフの形成を容易にするために製作され得る。図３を参照すると、単一ブレースドリブ３００、即ち辺毎に単一のすじかい（ブレース、斜材）を有するリブが、業界標準サイズの中空管から丸められた精密ロール成形管から構成された上部管３１０を組み込む。上部管は、中心（中央）で接合（結合）された２つの半管（３１５ａ、３１５ｂ）（例えば、それぞれが同じ半管）から構成されることができ、又は代案として、単一の管から丸められ得る。上部管は、真束３２０（例えば、垂直支柱）及びすじかい３３０と組み合わされて、剛性が高くて安定した構造体を提供することができ、この場合、すじかい及び真束も標準的なサイズの管から製作されている。接合プレート３４０が様々な構造要素を剛構造へと接続するために設けられ得る。構造用接着剤、ボルト、リベット、溶接、又は他の金属接合技術の何らかの組み合わせを用いて、リブ部品を結合して剛構造を生むことができる。
【００２４】
管のそれぞれは、例えばアルミニウム又は亜鉛メッキ鋼から作成された標準サイズの中空管とすることができる。亜鉛メッキ鋼は安価であるかもしれないが、代案としてアルミニウムはそのより少ない重量が望まれるかもしれない。トラフの端部において使用するためのリブは一般に、端部のリブ間に間隔を置いて配置された内側リブよりも強い。その理由は、端部リブがトラフの全重量を支えるからである。内側リブに適切な湾曲上部管は、長方形の横断面（例えば、正方形の横断面、又は４０ｍｍの幅×８０ｍｍの奥行きの寸法を有する横断面）を有して、３ｍｍの厚さを有することができる。内側リブの他の構造部材は、４０ｍｍ×４０ｍｍ×３ｍｍの寸法を有することができる。端部リブに適切な上部管は、８０ｍｍ×１２０ｍｍの寸法で４ｍｍの厚さを有することができるか、又は十分な強度を得るために互いに接合される幾つかの湾曲管から構成され得る。端部リブの他の構造部材は、８０ｍｍ×８０ｍｍ×４ｍｍの寸法を有することができる。一般に、中空管は、その剛性対重量比の故に好適である。
【００２５】
湾曲上部管は、業界標準のロール成形機械、例えばアイオワ州ダベンポートのErcolina CNCから市販されているCE 100 Angle Roll/Section Benderのような３ローラのロール成形機械において、形作られ得る。
【００２６】
トラフ反射面の精度は、リブ３００の上側または上面３５０の精度により決定され得る。理解されるべきは、トラフの反射面３８０は、放物形に従うべきであり、上部管３１０の表面３５０は、反射面パネル３７０自体の厚さ３６０（例えば、１．６１ｍｍのパネルの厚さ３６０）だけ放物形（パラボラ、放物線、放物面）からオフセットしている。従って、リブの上部管の上面の所望形状は、オフセットパラボラである。１つのパネル３７０だけが図３に示されているが、当業者には理解されるように、複数の反射面パネル３７０がリブの上面３５０上に配置され得る。
【００２７】
図４Ａを参照すると、業界標準の３ローラのロール成形機械が、直線形状を円弧へと丸める。３ローラのロール成形機械４００は一般に、上側ローラの底面と下側ローラの上面を接続する直線との間の可変間隔ｄ１により画定された上側ローラ４１０及び２つの下側ローラ４２０を有する。奥行きｄ２を有する管３１０は、ｄ２がｄ１より小さい限り、３つのローラ間で送られ得る。例えば、８０ｍｍの奥行きの管は、間隔ｄ１が８５ｍｍかそこらまで増加される場合に、容易に機械へと送り込まれ得る。管の端部がロール成形機械へ挿入された直後に、可変間隔ｄ１は好適には、管に生じさせるべき所望の曲率（湾曲状態）の程度に依存して、ｄ２より小さい値（例えば、当該例において８０ｍｍより小さい）まで低減される。管が強制的にローラを通り抜ける際、管は円弧へと湾曲する。
【００２８】
オフセットパラボラは、放物面（パラボラ）トラフの形成に使用され得る。原点に焦点を有する焦点距離Fｌの放物面の式は、以下の式により与えられる。
【００２９】
【数１】
2017519173.tif 000002
【００３０】
パネルの厚さｔの場合、パネルが付着されるリブの上部に関するオフセットパラボラの曲線（湾曲）は、以下の式により与えられる。
【００３１】
【数２】
2017519173.tif 000003
【００３２】
放物線の弧の各半分について一組の円弧、即ち少なくとも２つ及び好適には３つの円弧により所望のオフセットパラボラを近似することによって、所望の精度が実際に達成され得ることを例証した。
【００３３】
図４Ｂを参照すると、３つの円の近似は、以下のように半管３１５を丸めるために実行され得る。一組の７つの等しい間隔を置いて配置された基準点４３１〜４３７は、丸められるべき部分の両極端を越えて半管３１５が移動する際にロール成形機械において半管を支持するための各端部における多少の材料を残しながら、半管３１５を６つの等しい長さのセグメント４５１〜４５６へ分割する。円の近似は、図示されたような３つの異なる曲率半径（半径４４１、半径４４２、半径４４３）でもって、基準点４３１〜４３３、４３３〜４３５、及び４３５〜４３７の３つのセクションに関して計算される。直線状の半管が３ローラのロール成形機械のローラ間に挿入される。ローラは最初に、上側半管の基準点４３５〜４３７の端部セクションに適切な曲率半径、半径４４３を提供するように間隔をあけられ、点４３１〜４３７の全体の半管がこの曲率半径まで丸められる。次に、基準点４３５〜４３７の端部セクションがローラを越えるように、部分的に丸められた半管が配置された後、ローラの間隔は、基準点４３３〜４３５のセクションに適切なより小さい曲率半径を提供するように低減され、半管は基準点４３１と４３５との間で丸められる。次に、基準点４３３〜４３７の部分がローラを越えて位置するように、部分的に丸められた半管が配置された後、ローラの間隔は、基準点４３１〜４３３のセクションに適切なより小さい曲率半径を提供するように再び低減され、半管は基準点４３１と４３３との間で丸められる。最後に、ローラは、湾曲した上側半管を解放するために離れ離れに移動し、点４３１と４３７の外側の丸められていない直線状の余分な材料が除去される。このプロセス中、調整は最初に、丸められる際に丸められた半管の外形（プロファイル）から「スプリングバック」する傾向を補償するためになされるが、これら較正調整がひとたび行われたならば、半管は調整なしで逐次に丸められ得る。実際には、幾つかの練習的な丸め作業を実行することが有用であり、正確にウォータージェット切断されたテンプレートを用いて進捗を検査することができ、微調整を行うことができる。更に、当業者には認識されるように、プロセスに対する微調整により、３つの近似円間で滑らかに移行することができる。
【００３４】
看取され得るように、上記のプロセスは、説明されたような半管３１５の代わりに、上部管３１０の全体を丸めるために拡張され得る。
【００３５】
オフセットパラボラのセクションに関して、円のパラメータ、例えばその中心とその半径は、円が３つの点、即ちオフセットパラボラの当該セクションの開始点、当該セクションの中間点、当該セクションの終点においてオフセットパラボラを横切るように計算され得る。それに応じて円弧を画定する円の点は、弧の角度が大きくなりすぎない場合に放物面（パラボラ）に対する良好な近似となることができる。図５Ａ及び図５Ｂは、原点に焦点を有し、１７１０ｍｍの焦点距離を有する放物面に関する半管の３つの円の近似を示す。オフセットパラボラ湾曲部（曲線）５００は、オフセットパラボラ湾曲部の中心からその外縁までオフセットパラボラ湾曲部の表面上に位置する一組の７つの等しい間隔を置いて配置された点５０１〜５０７により、６つのセグメントへ分割される。６つの直線５１０はこれら７つの点を接続し、６つの直交直線５２０は、これら接続している線に垂直に描かれる。最初の２つの直交直線の交点５３０は、最初の近似円の中心を決定する。直交直線の第２の対の交点５４０は、第２の円の中心を確立する。直交直線の第３の対の交点５５０は、第３の円の中心を決定する。第１の近似円の半径は、点５３０から点５０１、５０２又は５０３の何れかまでの距離であり、それらの距離は作図により等しい。同様に、第２の近似円の半径は、点５４０から点５０３、５０４又は５０５の何れかまでの距離であり、それらの距離は作図により等しく、第３の円も同様である。第１の円弧は、５０１、５０２、５０３と表記された点を通過し、第２の円弧は、点５０３、５０４、及び５０５を通過する等である。この３つの円の近似により、斜面における小さい不連続部が、２つの異なる半径の弧が結合する点５０３と５０５において形成されるが、これは実際には小さく、ロール成形機械の特性により滑らかにされる傾向がある。
【００３６】
３つの点に基づく円の近似は、当業者にはよく知られており、例えば、Stephen R.I Schmittによる「Center and Radius of a Circle from Three Points」に説明されており、それはhttp://mysite.verizon.net/res148h4j/zenosamples/zs_circle3pts.htmlで入手可能であり、以下のように記載されている。即ち、
３つの点が与えられた場合、これらの点に適合する円の中心と半径を如何にして求めるか？３つの点は、それらが同じ直線上にない場合かつその場合に限り、一意の円を決定する。解析幾何学から、我々は、３つの点、即ち
（ｘ１、ｙ１）、（ｘ２、ｙ２）、（ｘ３、ｙ３）
を通過する一意の円が存在することが分かっている。
それは、以下の行列式を解くことにより求められ得る。即ち
【００３７】
【数３】
2017519173.tif 000004
【００３８】
これは、行列式の第１の行の余因数を算出することにより解かれることができる。行列式は、これら余因数（余因子）の式として次ぎのように書かれ得る。即ち、
（ｘ２＋ｙ２）Ｍ１１−ｘ・Ｍ１２＋ｙ・Ｍ１３−Ｍ１４＝０
ここで、（ｘ２＋ｙ２）＝ｒ２なので、これは以下のように簡略化され得る。
【００３９】
【数４】
2017519173.tif 000005
【００４０】
半径ｒ０と中心（ｘ０、ｙ０）を有する円の一般式は、
（ｘ−ｘ０）２＋（ｙ−ｙ０）２−ｒ０２＝０
となる。
これを展開すると、
（ｘ２−２ｘｘ０＋ｘ０２）＋（ｙ２−２ｙｙ０＋ｙ０２）−ｒ０２＝０
となる。
項を並べ替えて代入すると、
ｒ２−２ｘｘ０−２ｙｙ０＋ｘ０２＋ｙ０２−ｒ０２＝０
となる。
行列式から類似の項を同等とみなし、円の一般式は以下により与えられる。即ち
【００４１】
【数５】
2017519173.tif 000006
【００４２】
留意すべきは、Ｍ１１がゼロに等しい場合、解は存在しない。この場合、点は円上に存在せず、それらの全ては直線上に存在するであろう。
【００４３】
オフセットパラボラをより良好に近似するために、４つ以上の円を使用することができるが、実際には３つが、誤差を１ｍｍ未満まで低減するのに十分であると分かっている。
【００４４】
例えば、原点に焦点を有し、１．７１ｍの焦点距離、及び１．６１ｍｍの厚さのパネルを用いたことの結果としての１．６１ｍｍのオフセットを有する放物面（パラボラ）の場合、上述した方法を用いて構築された第１の近似円は、図５Ｂに詳細に示されるように、ｘ＝−０．０１２ｍ及びｙ＝１．８５２ｍに中心を置いて半径３．６５ｍを有し、オフセットパラボラの点５０１、５０２及び５０３を通過する。
【００４５】
有利な点は、所望の形状（プロファイル）に従って管がローラを介して移動する際に、位置の関数としてローラの間隔を動的に変更する（例えば、連続的に又は継続的に間隔を動的に変更する）ことができるロール成形機械が利用できる場合、円の近似は、不可欠ではなく、管は理想的には、１つの連続通過において丸められ得る。
【００４６】
３ロールの機械において丸めること（ロール成形）から提供され得ることを超える丸め精度を改善および維持するために、２つの方法が考案された。各リブを組み立てるために精密なジグを使用して、例えばリブの上面に載るための正確な表面を組み込むことができる。第１に、上部管は図３に示されるように、リブを形成するためにすじかいを施されるので、真束３２０と連係するすじかい（斜材、ブレース）３３０を用いて、３つの取り付け箇所における正確な位置に管を保持し、何らかの大きな誤差を取り除くことができる。一般に、すじかいは、上部管の長さに沿った距離の２／３の上部管に取り付けられる。すじかいは、すじかい及び真束の取り付けの箇所において精度が強化され且つ維持されるように、所定位置へ固定され得る。
【００４７】
第２に、管は部分的に切断されて、その箇所の近くの誤差を取り除くためにその切断部において曲げられ、管がその新たな形状を保持するように復元されたその強度を有することができる。これら「切断と復元」の設計において、精密なジグ６００が、利益を得るために使用され得る。この工程の詳細を示す図６Ａを参照すると、不適切に湾曲した管３１０は、誤差６２０が低減されるべき箇所において、トラフ表面に面する側から離れた側で部分的に切断６１０される。その強度が弱められた状態で、管は、必要不可欠な形状を備える精密なジグに押し付けることにより、形を整えられて、管の構造強度を復元するように切断部を覆って取り付けられた材料によってこの位置に固定される。図６Ｂは、切断された管にパートナ６３０を取り付けてその強度を復元することによる、強度復元の１つの好都合な方法を示す。パートナは好都合には、管自体と同じ寸法と材料からなることができる。他の強度復元方法には、切断部における溶接、又は管の側面および上面にプレートを取り付ける、又は切断部の上にチャネル形状を取り付けることが含まれ得る。湾曲した管における誤差を修正するためのこの方法の能力は、剛比、又は切断された管の剛性に対する慣性、又は管の強度が復元された状態での管の慣性に依存し、容易に１０を超える比となることができ、そのため誤差は、良好に修正され得る。このタイプの設計は、高慣性比の設計と呼ばれ得る。
【００４８】
ロール成形機械は、丸められている管の奥行きと厚さに依存して、それらが丸めることができる材料のサイズを制限する。長くて幅の広いトラフの端部リブは、利用できる機械によって丸められることができない寸法を必要とする可能性がある。これらの場合、複合リブ組立体が必要になるかもしれない。
【００４９】
図７を参照すると、例示的な実施形態において、複合リブ組立体７００は、複数の短い湾曲隔置管（又はパートナ）７１０が上部湾曲管３１０と下部湾曲管７２０との間に配置された状態で、上部湾曲管３１０と下部湾曲管７２０を含むサンドイッチ構造を含むことができる。単一のブレースド（すじかいを施された）設計において、２つのすじかい３３０及び真束３２０は、剛性が高いリブをもたらすために管のサンドイッチへと接合（結合）される。これら管と、すじかいと、真束とは、リブの各側面に配置されたプレートを用いて、構造用接着剤、ボルト、リベット、溶接または高い剛性のリブ構造を生じさせるための他の金属接合技術の幾つかの組み合わせによって接合され得る。プレートの面積は、強い接合という結果になるために構造部材に十分な重なりを提供するように選択される。質量対強度の検討から、全ての管は好適には、中空である。３ローラのロール成形機械が管を形作るために使用されることができ、この場合、隔置管の曲率および下部管の曲率は好適には、オフセットパラボラの上部管３１０の曲率とは異なり、そのため新たな円近似が、下部管およびスペーサのために計算され得る。
【００５０】
例示的な複合リブにおいて、湾曲管およびスペーサは、８０ｍｍの奥行き×６０ｍｍの幅で４ｍｍ厚の中空管から製作されることがき、複合リブ構造に２４０ｍｍの奥行きを与える。この例において、真束およびすじかいの適切な寸法は、８０ｍｍ×６０ｍｍとすることができる。
【００５１】
係る複合リブは、精密なジグを用いて製作され得る。一般に、スペーサにより分離された２本の管からなり且つ互いに単一のユニットへと接合されたこれらサンドイッチ状設計に関して、複合組立体の慣性（剛性）は、構成要素の部片が精密な成形具またはジグに押し付けられて互いに取り付けられた際のような個々の構成要素の慣性（剛性）の合計よりも遙かに大きく、全体としての複合組立体の剛性は、複合組立体がジグから解放される際に「スプリングバック」又は変形を制限する。従って、複合組立体は、非常に精密なジグ又は成形具の形状を非常に厳密に保持する。複合リブは、丸めプロセスの誤差が慣性比により修正され得るという点で、高慣性比設計の別の例である。
【００５２】
複合リブの実施形態は、より奥行きのある（幅の広い）リブ、それ故に遙かに強いリブがこのサンドイッチ設計により形成され得るという利点を有する。ロール成形機械は、それらが丸めることができるセクションの最大の奥行き（深さ）において制限されるが、２つの丸められたセクションをスペーサと結合することにより、奥行き制限の３倍の複合セクションが生成され得る。更に、強度対重量の最適化に関して、上部管および下部管の奥行き以外の奥行きを有するスペーサが使用され得る。一般に、このように奥行きのあるリブは、大きなトラフの端部における力とトルクの集中に起因して、そこに使用されるが、中間リブとして使用するために有利に軽くすることができる。
【００５３】
また、精密なジグに対する湾曲した管のプレス成形も企図され得る。ジグの形状は好適には、管がプレス機から解放された際にある程度スプリングバックするように精密に制御され、補償がこの現象を補償するために組み込まれ得る。この方法は、１回の通過（パス）で湾曲した管を形成することができるが、それは柔軟性がなく、僅かにパラメータが変化した管を異なる製作から得る場合、プレスジグが変更される必要があるかもしれない。
【００５４】
これら技術の幾つかの組み合わせによって、±１ｍｍより良好なリブ表面の形状精度が達成されることができ、その結果として、固有の反射効率が１００％に近づく状態で、レシーバにおいてエネルギーを捕捉および集束することができるトラフのパラボラ表面につながる。
【００５５】
パネルの準備
反射パネルは、リブに接合されて反射トラフを形成することができる。一般に、これらは有利には、高い効率と耐久性のフィルム、例えばミネソタ州セントポールの3M Companyにより製造されている3M(登録商標)Specular Film-Protected、又はコロラド州アーバダのReflecTech, Inc.により製造されているReflecTech（登録商標）PlusMirror Filmで基材（例えば、シートメタル）の片側をコーティングすることにより、形成され得る。本発明の一実施形態に従って、トラフ表面の形成用のパネルが提供される。図８を参照すると、例えば１２ｍの長さのトラフに関して、各パネル３７０は１２ｍの長さｌを有することができる。これらパネルは、例えば４フィート（１．２２ｍ）幅の幅ｗである標準ロールから伸ばされて平板化され、剪断され得る。材料のロールは、ニューハンプシャー州コンコードのCohen Steelから入手可能な亜鉛メッキされた鋼板（例えば、１６〜１８ゲージ）とすることができる。これら６枚のシートパネルは、ミラーフィルムで上面８１０が覆われ得る。長縁対長縁に配置されて、端部リブと内側リブのオフセットパラボラの上面に押し付けて固定され、７．３２ｍの幅を有する６枚のこれらパネルは、１２ｍの長さ及び投射開口６．４６ｍの放物面円筒形反射面へと湾曲され得る。
【００５６】
非常に望ましいことは、パネルは、以下の３つの理由で連続的またはモノリシック（一体構造）のシェルを作成するために、それらの当接する縁部に沿って連続的に接合される。縁部を接合することは、リブ間の箇所におけるトラフ表面の精度を改善する。第２に、パネル及びトラフ自体に関して、有用な長手方向の補剛、即ちリブの横方向に垂直な補剛が、それにより生じることができる。第３に、パネルを接合するために利用される手段が、リブにパネルを固定するためにも有用に使用され得る。
【００５７】
図９Ａを参照すると、一実施形態において、フランジ又は湾曲部は、パネル３７０が伸ばされている際に、又はパネルが所定の長さに切断された後に、パネルの縁部に沿って形成される。この実施形態は、パネルの１つの縁部に形成されたフランジ９００、及び他の縁部に沿って形成されたｚ湾曲部９１０を示す。それ故に、ｚ湾曲部およびフランジは、パネルの表の反射面８１０が邪魔されない状態にしながら、パネルの裏面に突出する。２つのパネルが接合される際、フランジの外側縁部は、パネルを互いに堅固に保持するような係る態様でｚ湾曲部の外側縁部に固定される。堅固に嵌合（mate：接合、結合）するための２つのパネルに関して、フランジの奥行きは好適には、ｚ湾曲部の奥行きよりも小さい。構造用接着剤、ボルト、リベット、溶接、又は他の金属接合技術の何らかの組み合わせを用いて、ｚ湾曲部とフランジを接合することができる。例示的な設計は、４２ｍｍ幅のフランジと共に、６７ｍｍの奥行きと５１ｍｍの幅のｚ湾曲部を有することができる。看取され得るように、パネル接合部は、パネルに垂直な方向に奥行き（ｄ）、及びパネルに平行な方向に幅（ｗ）を有する。
【００５８】
ｚ湾曲部およびフランジの幾つかの組み合わせによってこのようにパネルを接合することは、パネルを接合するために追加の構造的部片が必要ないという利点を有するが、各パネルの反射面積が、ｚ湾曲部およびフランジへ組み込まれる材料の量だけ低減されるという欠点が存在する。例示的な設計において、幅１．２２ｍのパネルは、曲げ半径の許容誤差を含んで、１．０７ｍの有用な幅に低減され得る。
【００５９】
図９Ｂに示されたような代替の実施形態において、Ｕ字形状のチャネル９２０が、パネルを互いに接合して長手方向の剛性を提供するために、当接する縁部（例えば、継ぎ目）９３０に沿って固定され得る。例示的な設計は、１００ｍｍの幅（ｗ）及び８０ｍｍの奥行き（ｄ）を有することができ、パネル自体の厚さに等しい金属厚を有する。代替の実施形態は、第１の実施形態に対して、構造的材料の追加の部片を使用するが、各反射パネルの最大１．２２ｍの表面が今や利用できる。背面でパネルを接合するための他の設計は、容易に着想されることができ、例えば、Ｕ字チャネルにフランジを追加する、Ｕ字チャネルの代わりに中空の長方形管を使用する等である。極限では、Ｕ字チャネルは、簡単な接合ストリップに単純化され得る。
【００６０】
６枚のパネルの例示的な設計は、５つのパネル接合部を含む。図９Ａ及び図９Ｂに示されるように、パネルがトラフへと組み立てられる前に、パネルを互いに接合することができる。代案として、パネルは、リブに押し付けて湾曲された後に接合されてもよい。このようにパネルが湾曲され及びＵ字チャネルが平坦であるが、曲率はＵ字チャネルの幅にわたって十分に小さく、Ｕ字チャネルがパネルと良好に接触し続けるであろう。代案としてパネル対が湾曲される前に接合されることができ、これら３つの対が湾曲された後に接合され得る。
【００６１】
適切に実行された設計において、６枚の接合されたパネルは、機械的に１枚の連続的なシェル又は薄板としての役割を果たす。パネルがリブに取り付けられた際に湾曲するので、その結果は、パラボラ自体の奥行きを有する薄いシェルを生じることができる。２つの外側縁部の補強が追加されたこの薄いシェルは、パラボラ自体のかなりの奥行きの故に、本質的に比較的強い。
【００６２】
トラフの組み立て
太陽光の集光用反射器は、連続したトラフを形成する複数の細長いパネル及び当該パネルを支持するように構成されたフレームを含む反射組立体を含むことができる。一実施形態において、フレームは、複数の間隔を置いて配置された支持体、例えばトラスを含むことができ、この場合、各トラスは、オフセットパラボラを画定する表面を有する少なくとも１つのリブを含む。更に、当該実施形態は、フレームを形成するために組み立てられるべき主要な構成要素として、一組の精密なリブ（即ち５つの内側リブと２つの端部リブ）、及び６枚の反射パネルを含むことができる。内側リブはそれぞれ、真束および２つのすじかいに配置された単一の上部管を含むことができる。端部リブは、より強くすることができ、２本の管の間にスペーサが配置された状態で２本の管からなるサンドイッチ構造を含むことができ、真束および２つのすじかいも組み込んでいる。
【００６３】
図１０を参照すると、トラフは、従来のボート製作技術に類似して、組み立てジグ又は固定具１０００に押し付けて、逆さまに組み立てられ得る。トラフ組み立て成形具１０１０は、７つのリブが位置することになる場所において精密なパラボラ表面１０５０を提供する。一般に、組み立て固定具はトラフの多数のセットを構築するために何度も再使用されるので、成形具のパラボラ上面１０５０は、ウォータージェット切断または数値制御機械加工のような精密技術を用いて製作され得る。例示的な具現化形態は、７つの成形具１０１０を構築し、精密に且つ安定した態様でそれらを固定具基部１０２０に取り付けることができる。成形具は２ｍ離れて隔置され、そのため組み立てジグの全長（Ｌ）は、１２ｍである。交差すじかい１０３０及び水平すじかい１０４０は、構造全体の慎重な位置合わせ（アラインメント）を維持するために採用された。複数の交差すじかい１０３０が組み立てジグ１０００に配置され得る（例えば、１つ又は複数の組の交差すじかいが各成形具１０１０内に配置され得るか、又は交差すじかいが幾つかの成形具１０１０内に配置され得るが、他の成形具１０１０内には配置されない）。
【００６４】
典型的な実施形態において、２つの平坦なパネルからなる対が、３つのパネル対を作成するためにそれらの長縁に沿って予備接合され得る。大きな接合面積の故に、構造用接着剤が好適な接合方法となることができるが、ボルト締め又はリベット打ちのような他の機械的接合技術を採用してパネルを接合することができる。次いで、これらの対は、組み立て固定具の成形具に反射面を押し付けて配置される。第１のパネル対は、固定具の右側縁部に沿って配置され、第２のパネル対は固定具の左側縁部に沿って配置され、第３のパネル対は中央に配置され得る。パネルが横方向において強度が少ししかないので、この段階において、パネルは成形具の湾曲状態に応じ始める。次いで、３つのパネル対が、それらの２つの当接する縁部に押し付けて接合され、その結果、それにより全部で６枚のパネルが接合される。代案として、全部で６枚のパネルは、予備接合されることができるか、又は全てのパネル接合工程は、６枚の個々のパネルがトラフ組み立て固定具に配置された際に行われ得る。実際には、パネルは、例えば長さ１２ｍの１枚のモノリシック（一体構造）パネルになる。弧の幅は、パネルがＵ字チャネルにより接合された場合には最大７．３２ｍ（２４フィート）であるが、フランジ又はｚ湾曲部をパネルへ成形することによってパネルの幅が低減された場合には、それは幾分小さい。
【００６５】
次に、リブは、成形具が存在する場所においてパネル上に配置される。配置前に、リブは接着剤を塗られることができるか、又は接着剤はリブが取り付けられるパネルの裏面に配置され得る。この段階において、６枚のパネルは、それらの下にある成形具とそれらの上にあるリブとの間に保持されて、以前に平坦であったパネルを精密なパラボラ上面を有する形状へと押しやられる。亜鉛メッキ材料に適合する相対的な瞬間接着剤、例えばLoctite（登録商標）H8600（登録商標）Speedbonder（登録商標）(Henkel Coporation)は、低コストに起因して好適な接合手法である。
【００６６】
リブがトラフの反射面の裏面に配置されるので、それらが前面においてシャドーイング又は妨害を引き起こさず、高い光学効率につながる。
【００６７】
トラフの裏面において、リブと長手方向のｚ湾曲部／フランジ又はＵ字チャネルとの間の機械的な干渉は好適には、回避される。リブは交差するｚ湾曲部／フランジ又はチャネルのために予め切り込みを付けられて、リブの強度が切り込みの周りにプレートを付着することにより復元され得るか、又はリブが交差する場所のｚ湾曲部／フランジ又はチャネルが切り取られて取り除かれる。第２の代替案は、横方向のリブが長手方向の部品よりも重要な構造要素であるので、好適とすることができる。どちらにしても、パネルの裏面構造体を介してパネルをリブに接続することが不可欠である。ブラケットが、中断されたフランジ又はチャネルの強度を復元するために、及びそれらをリブに取り付けるためにもリブの上に使用されることができ、それらがモノリシック構造を作成するために交差する。ブラケットは、リブの上で交差して、リブの片側の２つのｚ湾曲部／フランジ又はストリンガに及びリブ自体に取り付けるように設計される。
【００６８】
４０ｍｍの幅を有するリブに関して及び２ｍの間隔のリブに関して、図１１Ａに示されたような例示的な設計において、ｚ湾曲部／フランジは、２ｍ毎に４０ｍｍの幅の切断（削除）で切り込みを付けられ、その結果、４０ｍｍ幅のリブ３００は、当該切断（削除）部に嵌め込んで、リブの上部と接触するパネル底面に装着することができる。リブが２ｍ毎に隔置されている状態で、ｚ湾曲部／フランジの途切れない長さは、１．９６ｍである。タブ１１１６を有するブラケット１１１５は、リブ自体の上に配置されて、タブによってリブの両側のｚ湾曲部／フランジに取り付けられ得る。ブラケットは、好適にはリブの中立軸に沿って、穴１１２９を用いてリブにボルト締めされることができ、穴１１２８を用いてｚ湾曲部／フランジの組み合わせを貫通して更にボルト締めされ得る。構造用接着剤を用いて、ボルトを補う、又は構造的接合（機械的接合）の唯一の手段を提供することができる。
【００６９】
パネルを接合するためにＵ字チャネルを採用する代替の例示的な設計において、Ｕ字チャネル９２０の底部は、図１１Ｂに示されるように、リブの高さ（例えば、８０ｍｍ）にほぼ等しい長さだけ伸ばされて、８０ｍｍのリブ３００に接触するためのタブ１１２１を形成するように上に曲げられ得る。次いで、このタブ１１２１はリブの側面に取り付けられる。更に、Ｕ字チャネルの側面は、Ｕ字チャネルの底部の長さと同じ長さだけ、例えば８０ｍｍだけ更に伸ばされることができ、更なる取り付け面積をもたらすために、リブの側面に接触するためのタブ１１２２として外側に曲げられる。当然のことながら、穴がタブに設けられて、リブを介してタブをボルト締めすることができる。更に、タブ１１２１はさらに伸ばされることができ、その結果、それは更にいっそうの取り付け面積を提供するためにリブの底面の上に曲げられ得る。
【００７０】
ブラケット等でリブにパネルを取り付けることは優先的に、構造用接着剤を用いて行われ、必要に応じてボルト締め又はリベット打ちのような他の標準的な接合方法によって補われ得る。留意されるべきは、全ての固着および固定の工程は、トラフの裏面で行われ、そのため前面の反射表面は全く影響を受けない。
【００７１】
トラフの組み立てにおける２つの最後のステップとして、補剛管が、放物面円筒形の２つの外側縁部に沿って、及びパネルの２つの外側縁部に取り付けられ、リブは何らかの方法で交差すじかいとなることができる。
【００７２】
代替の組み立て技術が図１２に示される。この組み立て技術において、トラフは、一時的な組み立て固定具１２００（例えば、トラフ組み立てジグ）を形成するためにリブ自体を用いて所定位置に直立に組み立てられ得る。２つのトラフ端部支持体（図示せず）が所定位置に置かれ、端部リブ（図１３のリブ３００ａを参照）がこれら支持体の回転軸上に配置されて固定される。次いで、５つの内側リブ３００が、２つの端部リブと位置合わせされて直立にそれらを保持する位置合わせ基部１２１０（例えば、組み立てジグ基部）上に所定位置に配置される。リブ交差すじかい１２２０が、プロセスにおけるこの段階において適用され得る。次に、パネル対が所定位置に配置されて、トラフの中心にあるパネル対から始まって、次いで２つのパネル対を反対側に追加する。パネル対が所定位置に反射面を直立に配置される際、パネル対がリブに接触して取り付けられることになるパネル対の裏面に、構造用接着剤が塗布される。適切な曲率および良好な接着を確実にするために、ある種の重量または力が、リブの線上のパネルの前側に印加される。当然のことながら、重み付け材料は、フィルム表面に損傷を与えない又はひっかいて傷を付けないように、コンプライアンスのある滑らかな表面を有することができる。パネル対は、前述されたようにリブに取り付けられる。
【００７３】
第２及び第３のパネル対が所定位置に配置される際、パネルがリブに接触する場所、及びパネル対が、隣接するパネル対を接合する場所に、構造用接着剤が塗布される。再度、重み付けを利用して、リブの上面にパネル対を押し付ける。必要に応じて、パネル対を接合するために、リベット及びボルトが追加されることができ、これらパネル対は、前述した方法の１つによって、リブに取り付けられる。トラフの組み立てにおける最後の主要なステップとして、補剛管１３２０（例えば、補剛ビーム）が、図１３に示されるように、パラボラの２つの外側縁部に沿って、パネルの２つの外側縁部に取り付けられ得る。幾つかの実施形態において、リブ３００ａ及び３００ｂの下側部分は、反射器１３００の構造を補強することができるストリンガビーム１３５０に結合され得る。交差すじかい１２２０が図１３に示されていないが、反射器１３００のリブ３００は、幾つかの実施形態（例えば、図１２に示されたように）において、交差すじかいを施され得る。
【００７４】
代案として、パネルは、対で取り付けられる代わりに、一つずつ取り付けられ得る。
【００７５】
ひとたび何らかの構造用接着剤が十分な強度まで硬化されると、リブの下にある位置合わせ基部が取り除かれる。その結果、所定位置に構築されて回転軸上にあるトラフとなり、最後のステップの準備が整う。
【００７６】
リブ及びパネル組立体の結果は、モノリシックシェルであり、そのモノリシックシェルはその奥行き及びリブの奥行きからその強度を獲得している。パネルが太陽光を反射するためだけではなくて、トラフの構造強度に寄与するためにも利用されるので、大規模な裏面のスペースフレームは必要でない。溶接または大規模なボルト締めのようなコストのかかる組み立て技術は必要ではなく、亜鉛メッキ材料が使用され得る。パネルは、リブの湾曲部からなる精密なオフセットパラボラに押し付けて固定されることからそれらの形状を取るので、パネルは予め湾曲される必要がない。それ故に、リブの上面の精度が、最終的な精度、従ってトラフの効率の決定要因である。
【００７７】
トラフの奥行きは、パラボラの奥行き、及びフレーム１２３０により生じた裏面のトラス（例えば、リブ及びそれらの交差すじかい）の奥行きを含む。この奥行き、及び適切に結合（接合）および接着された際に全体構造が単一の構造体として働くという事実は、重力荷重および風荷重を受ける際の剛構造につながる。この方式で構築されたトラフは、大きな回転剛性を有しておらず、結果として、トラフを回転させるためのアクチュエータがトラフの両端部に取り付けられ得る。従って、トラフは、互いに独立であり、不整地での容易な据付けにつながる。
【００７８】
トラフの完成
太陽熱収集器の分野で使用するためのトラフを完成するために、それが所定位置に構築されない場合、トラフは好適には、図１３に示されるように、トラフが１つの次元における軸の周りを回転することができるように、軸１３１０を組み込む２つの支持体に装着される。次いで、レシーバがトラフの焦線に沿って装着される。レシーバは一般に４ｍの長さで入手可能であるので、レシーバの設計は、レシーバ支持構造体が端部リブに及び他の内側リブ毎に取り付けられ得る限り、２ｍ毎に離隔されたリブと適合する。トラフを完成するための最後の主な作業は、トラフ回転用の手段を組み込むことである。風の状況で及び１時間当たり公称１５°の非常に低い回転速度の状況で必要とされ得る大きなトルクの結果として、低電力を暗示し、油圧装置が好適である。これらの準備が完了した状態で、トラフは、隣接するトラフに接続されることができ、その結果、作動流体がトラフの場を介して流れることができ、次いでトラフが、太陽追尾システムの制御下で動作させることができる。
【００７９】
図１３を参照すると、結果としての反射器１３００は、長縁に沿って位置合わせされて接合され、７つの精密な裏面リブ（例えば、端部リブ３００ａ及び内側リブ３００ｂ）に機械的に固定された６枚のパネル３７０から形成されたトラフ構造体１３３０を備える反射組立体１３４０を含むことができ、当該裏面リブはパネルの長さに沿って、例えば２ｍ毎に均等に配置されている。トラフの反射表面８１０を形成するパネルは、湾曲し、裏面リブ３００のオフセットパラボラ形状によって必要なパラボラ形状へ保持される。パラボラの好適な焦点距離は、１．４〜２．０ｍであり、より好適には３．４ｍの曲率半径の中心に対応する１．７ｍである。トラフの曲率が大きすぎる場合、パネル面積は効率的に使用されず、それに対して曲率が小さすぎる場合、指向エラーがトラフの縁部において悪化され、トラフは強度および剛性を得るのに十分な奥行きがない。
【００８０】
本発明の説明された実施形態は、単なる例示であることが意図されており、多くの変形および変更が当業者には明らかになるであろう。全ての数値および範囲は例示であり、制限すると考えられるべきではない。材料、プロセスステップ及び値の全ての組み合わせ及び置換を含む、係る変形および変更の全ては、添付の特許請求の範囲に定義されたような本発明の範囲内にあることが意図されている。
【図１】
2017519173.tif 000007
【図２】
2017519173.tif 000008
【図３】
2017519173.tif 000009
【図４Ａ】
2017519173.tif 000010
【図４Ｂ】
2017519173.tif 000011
【図５Ａ】
2017519173.tif 000012
【図５Ｂ】
2017519173.tif 000013
【図６Ａ】
2017519173.tif 000014
【図６Ｂ】
2017519173.tif 000015
【図７】
2017519173.tif 000016
【図８】
2017519173.tif 000017
【図９Ａ】
2017519173.tif 000018
【図９Ｂ】
2017519173.tif 000019
【図１０】
2017519173.tif 000020
【図１１Ａ】
2017519173.tif 000021
【図１１Ｂ】
2017519173.tif 000022
【図１２】
2017519173.tif 000023
【図１３】
2017519173.tif 000024
【手続補正書】
【提出日】平成28年3月11日(2016.3.11)
【手続補正１】
【補正対象書類名】特許請求の範囲
【補正対象項目名】全文
【補正方法】変更
【補正の内容】
【特許請求の範囲】
【請求項１】
太陽集光用の反射器（1300）であって、
当接する長縁に沿って接合された複数の細長いパネル（370）を含み、連続したトラフ（1330）を形成する反射組立体（1340）と、
前記パネルを支持するように構成されたフレーム（1230）とを含み、前記フレームが複数の離隔された支持体を含み、前記パネルに取り付けられた状態の前記フレームが、前記トラフの上面に放物線の輪郭を画定し、
前記当接する長縁に沿って前記パネルを接合することが、前記支持体の横方向に垂直な前記トラフの長手方向において、前記トラフに補鋼を与える、反射器（1300）。
【請求項２】
前記複数のパネルが、ｚ湾曲部（910）又はフランジ（900）の少なくとも１つを用いて接合されて、接着、ボルト締め及びリベット打ちの少なくとも１つによって互いに取り付けられる、請求項１に記載の反射器。
【請求項３】
前記複数のパネルが、接着、ボルト締め及びリベット打ちの少なくとも１つによって前記パネルに取り付けられる接続ストリップ又はチャネル（920）を用いて接合される、請求項１に記載の反射器。
【請求項４】
隣接するパネル（370）により画定された継ぎ目（930）にわたって配置された接続ストリップ（920）を更に含む、請求項１に記載の反射器。
【請求項５】
前記反射組立体が少なくとも３枚のパネルを含む、請求項１に記載の反射器。
【請求項６】
少なくとも１枚のパネルが、金属シートを含む、請求項１に記載の反射器。
【請求項７】
少なくとも１枚のパネルが、基材上に配置されたフィルムを含む、請求項１に記載の反射器。
【請求項８】
少なくとも１つの支持体がトラスを含む、請求項１に記載の反射器。
【請求項９】
前記トラスが、オフセットパラボラを画定する表面を有する少なくとも１つのリブ（300）を含む、請求項８に記載の反射器。
【請求項１０】
前記少なくとも１つのリブが管（310）を含む、請求項９に記載の反射器。
【請求項１１】
太陽反射鏡（1300）を製作する方法であって、
弧状表面（1050）上に複数の細長いパネル（370）を位置合わせするステップと、
連続したトラフ（1330）を形成するために、前記パネルをその当接する長縁に沿って接合するステップと、
前記パネルの裏面にフレーム（1230）を固定するステップであって、前記フレームが複数の離隔された支持体を含む、ステップとを含み、
前記パネルをその当接する長縁に沿って接合することが、前記支持体の横方向に垂直な前記トラフの長手方向において、前記トラフに補鋼を与える、方法。
【請求項１２】
前記複数のパネルが、少なくとも３枚のパネルを含む、請求項１１に記載の方法。
【請求項１３】
前記弧状表面がパラボラを画定する、請求項１１に記載の方法。
【請求項１４】
少なくとも１つの支持体がトラスを含む、請求項１１に記載の方法。
【請求項１５】
前記トラスが、オフセットパラボラ表面を有する少なくとも１つのリブ（300）を含む、請求項１４に記載の方法。
【請求項１６】
前記少なくとも１つのリブが管（310）を含む、請求項１５に記載の方法。
【請求項１７】
前記複数のパネルをフランジ（900）で相互接続することを更に含む、請求項１１に記載の方法。
【請求項１８】
溶接、ろう付け、ボルト締め、リベット打ち、及び接着の少なくとも１つによって前記複数のパネルを相互接続することを更に含む、請求項１１に記載の方法。
【請求項１９】
オフセットパラボラ表面（350）を有する管（310）を形成するための方法であって、
ａ．リングロール成形機械（400）のローラ（410、420）間に中空管（310）を挿入するステップと、
ｂ．所定の曲率半径（443）を有する弧へと前記管の一部をロール成形するステップと、
ｃ．前記機械を調整し、直前の曲率半径（443）と異なる所定の曲率半径（442）を有する弧へと前記管の次の部分をロール成形するステップと、
ｄ．前記ステップｃを１回又は複数回繰り返して、前記管のオフセットパラボラ表面の形成を完了するステップとを含む、方法。
【請求項２０】
各所定の曲率半径が、前記中空管により画定されるべきオフセットパラボラ上の３つの等しく離隔された点（501〜507）に適合される円の半径からなる、請求項１９に記載の方法。
【請求項２１】
前記中空管が、アルミニウム、亜鉛メッキ鋼、及びスチールからなるグループから選択された材料からなる、請求項１９に記載の方法。
【請求項２２】
前記ステップｃが、少なくとも２回繰り返される、請求項１９に記載の方法。
【請求項２３】
前記管が、正方形および長方形の少なくとも１つを画定する横断面を含む、請求項１９に記載の方法。
【請求項２４】
第１の中空管からなる下部管（720）と、
第２の中空管からなり、前記下部管から離隔されている上部管（310）と、
前記下部管と前記上部管との間に配置された複数のスペーサ（710）とを含み、
少なくとも前記上部管がオフセットパラボラ表面（350）を画定する、リブ（700）。
【請求項２５】
前記第１の中空管および前記第２の中空管の少なくとも一方が、アルミニウム、亜鉛メッキ鋼、及びスチールからなるグループから選択された材料からなる、請求項２４に記載のリブ。
【請求項２６】
前記複数のスペーサが、アルミニウム、亜鉛メッキ鋼、及びスチールからなるグループから選択された材料からなる、請求項２４に記載のリブ。
【請求項２７】
前記下部管を支持する真束（320）及び少なくとも２つのすじかい（330）を更に含む、請求項２４に記載のリブ。
【請求項２８】
不適切に湾曲した細長い管（310）を修正するための方法であって、
前記管（310）の一部を貫いて切断部（610）を作成するステップと、
前記管をオフセットパラボラの弧（350）へと曲げるステップと、
前記切断部へパートナ（630）を付着することにより、所定の弧を安定化するステップとを含む、方法。
【請求項２９】
前記管を曲げることが、リングロール成形機械（400）を用いることを含む、請求項２８に記載の方法。
【請求項３０】
前記管が中空である、請求項２８に記載の方法。
【請求項３１】
前記パートナが、アルミニウム、亜鉛メッキ鋼、及びスチールからなるグループから選択された材料からなる、請求項２８に記載の方法。
【請求項３２】
前記当接するパネルの長縁が、少なくとも１つのｚ湾曲部（910）又はフランジ（900）を用いて接合され、前記支持体が、ブラケットにより前記ｚ湾曲部またはフランジに接合される、請求項１に記載の反射器。
【請求項３３】
前記当接するパネルの長縁が、接続ストリップ又はチャネル（920）を用いて接合され、前記支持体が前記接続ストリップ又はチャネル（920）に固定される、請求項１に記載の反射器。
【請求項３４】
少なくとも１つのｚ湾曲部（910）又はフランジ（900）を用いて、前記当接するパネルの長縁を接合することを更に含む、請求項１１に記載の方法。
【請求項３５】
前記ｚ湾曲部またはフランジに前記支持体を接合することを更に含む、請求項３４に記載の方法。
【請求項３６】
前記支持体が、ブラケット（1115）により前記ｚ湾曲部またはフランジに接合される、請求項３５に記載の方法。
【請求項３７】
接続ストリップ又はチャネル（920）を用いて、前記当接するパネルの長縁を接合することを更に含む、請求項１１に記載の方法。
【請求項３８】
前記接続ストリップ又はチャネルに前記支持体を固定することを更に含む、請求項３７に記載の方法。
【請求項３９】
前記フレームが前記弧状表面を画定する、請求項１１に記載の方法。
【国際調査報告】
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