[发明专利]斯特林发动机系统、设备和方法

说明书

相关申请的交叉引用

本申请要求2008年10月13日提交的美国临时申请No.61/104,915和2008年10月13日提交的美国临时申请No.61/196,042的优先权和权益，每篇申请公开的整体内容为所有目的通过引证结合于此。

技术领域

本发明总体上涉及能量转换装置(诸如斯特林发动机)的领域。具体地，本发明涉及便于收集和转换太阳能和其他类型能量的装置、系统、子系统、部件和方法。

背景技术

目前基于光伏的系统制造昂贵，并需要一至二十年来产生制造其自身所需的能量的量。因此，存在对其他可与基于光伏的方法竞争或优于其的能量转换技术的需求。

发明内容

本发明提供能量转换设备，诸如斯特林机器或发动机和相关部件、方法、设备，以及具有有利的装配、热交换、制造、快速镜对准、过度日照控制、振动控制、环框架、接收器组件、装配工具、热区域隔离、面板(face plate)，以及其他特性和特征的系统。因此，具有在这里公开的一些新颖设备和方法，这些设备和方法涉及热交换、装置保护、振动控制以及其他特征以适于斯特林循环以产生太阳能功率。

在一个实施方式中，本发明涉及一种机械组件，其包括太阳能收集器(collector)(典型地是反射表面或镜阵列)和能量转换设备。在一个实施方式中，能量转换设备包括斯特林循环发动机。可这样构造自由活塞斯特林发动机实施方式，使得在立柱上相对于地面升高收集器和能量转换设备，以使得能够更好地收集太阳能并定位发动机。

一个实施方式提供一种用于将太阳能转换成电的系统。该系统可包括：具有非平面的前表面的太阳能集中器(concentrator，聚光器)，其包括限定非平面的前表面的多个板(panel)，每个板包括多个边缘；吊杆(boom)；以及能量转换设备。能量转换设备可包括：入射太阳能接收表面，被对准以接收从太阳能集中器反射的太阳能；环框架，包括多个支撑件和顶部基本上圆形的区域，该区域包括外圆周和内圆周并包括多个附接支座(attachment mount)；以及设置于发动机壳体内部的发动机，发动机壳体悬挂在内圆周内并基本上垂直于顶部基本上圆形的区域，吊杆将能量转换设备和太阳能集中器连接并对准。在一些实施方式中，集中器具有定位在相对于入射太阳能接收表面偏移的点处的焦点。

在一些实施方式中，该系统包括被定位成检测在入射太阳能接收表面中的温度变化的温度传感器。在一些实施方式中，该系统包括连接至太阳能集中器和温度传感器的驱动单元，驱动单元被编程，以使当温度传感器测量到的温度超过预定阈值时，集中器与太阳能的来源不对准，并且减少撞击在入射太阳能接收表面上的太阳能的量。

在一些实施方式中，每个板包括非平面的表面，其中，非平面的表面包括第一部分，第一部分包括第一边缘和第二边缘，当板定位在凹面反射器(concave reflector)中时，第一边缘和第二边缘相对于凹面反射器的中心径向地定向；其中，非平面的表面包括第二部分，第二部分包括第三边缘和第四边缘，当板定位在凹面反射器中时，第三边缘和第四边缘相对于第二中心径向地定向，第二中心与凹面反射器的中心不同心；并且其中，当在凹面反射器中装配时，凹面反射器包括从基本上反射器的中心延伸至反射器的圆周的狭槽，该狭槽具有平行边缘。

在一些实施方式中，n个板包括多个板，其中，n是大于2的整数，板被布置成由n个板的布置来形成非平面的凹面盘，非平面的凹面盘限定星形孔和由n个板的多个边缘形成的狭槽，此n个板在形状上是基本相同的。

在一些实施方式中，凹面盘具有超大尺寸，以相对于能量转换设备在过热之前能够容许的相对最大量的太阳能提供超量的太阳能。

在一些实施方式中，多个附接支座中的每个基本上垂直于顶部基本上圆形的区域。

在一些实施方式中，该系统包括连接至基本上圆形的区域的外圆周的细长回转板(slew plate)，细长回转板限定用于盖子的附接点，盖子的尺寸构造为基本上包围能量转换设备，同时使入射太阳能接收表面暴露以接收太阳能。