[发明专利]用于将支撑构件插入地面的系统和方法

说明书

相关申请的交叉引用

本申请要求于2011年1月10日提交的第61/431,303号美国临时申请的权益，该美国临时申请通过引用方式以其全部内容并入本文中。

技术领域

本公开通常涉及将支撑元件安装进入地面中，更具体地，涉及用于将薄壁的支撑元件(诸如定日镜支撑构件)安装到相对坚硬的和/多岩石的土壤中。

发明内容

例如，定日镜的支撑构件(或其他安装在场中的部件)可以为中空且薄壁的以减少施工和/或材料费用。然而，在使用打桩方式将支撑构件推入相对多岩石的和/或被压紧的土壤中时，这样的支撑构件可能相对脆弱并且易受膨胀或其他损坏的影响。为了避免损坏支撑构件，需在将支撑构件插入土壤之前将土壤预处理以松弛土壤。螺旋钻可在土壤中钻孔并且之后可被反转以使在移除螺旋钻之后，土壤保留在孔中和/或随后被重新引入孔中，从而在孔中留下实质上松弛的土壤柱体。振动锤击可引起支撑构件周围土壤的暂时液化以使得在减少对支撑构件的潜在的损坏的同时将支撑构件插入土壤柱体中。

在一个或多个实施例中，安装定日镜的方法可以包括通过使用螺旋钻在土壤中钻孔。然后在移除螺旋钻时可以反转孔中螺旋钻的方向，以使在孔中留下松弛土壤柱体。接着通过振动锤击(“振动锤”)可以将定日镜的支撑构件插入土壤柱体中。

在一个或多个实施例中，一种用于安装太阳能装置的方法可以包括通过使用螺旋钻在土壤中钻孔。该孔可以具有直径D_H。在移除螺旋钻时孔中螺旋钻的方向可被反转，以使得在所述孔中留下松弛土壤柱体。在形成孔的过程中被钻的大部分土壤可在反转期间留在孔中。该方法可以进一步包括通过振动锤击将太阳能装置的支撑构件插入土壤柱体中。代替物可被用于在插入期间支持支撑构件的圆形横截面形状以防止支撑构件的膨胀和扭结。接着定日镜镜子组件和光电阵列组件中的一种可被装配到支撑构件上。支撑构件可以为具有最大外径D_S、管壁厚度t_S和长度L_S的中空管。孔直径D_H可以至少为支撑构件直径D_S的三倍。管壁厚度t_S可以小于支撑构件直径D_S的5％。长度L_S可以至少为支撑构件直径D_S的20倍。支撑构件可以有轴向和/或径向延伸元件，延伸元件被布置以使得一旦支撑构件被插入土壤柱体中就能阻止支撑构件围绕其纵向轴旋转。支撑构件可以具有被插入松弛土壤柱体中的封闭的锥形远端和在所述插入之后保留在地面上方的开口端。振动锤击可以在支撑构件被插入所述柱体时使在支撑构件远端处或支撑构件远端附近的松弛土壤经受液化。振动锤击可包括在经代替物向支撑构件施加向下推挤力(crowd force)的同时，在支撑构件纵向方向上施加往复力。代替物可以包括具有与中空管管壁内表面紧密符合的外径的插入件、具有与中空管管壁外表面紧密符合的内径的外支撑件、具有用于啮合中空管管壁内表面的径向延伸元件的内夹具和具有用于啮合中空管管壁外表面的径向延伸元件的外夹具中的至少一种。

在一个或多个实施例中，一种用于安装太阳能装置的方法可以包括通过使用螺旋钻在孔中产生松弛土壤柱体。该孔可以具有直径D_H。所述产生期间孔中的大部分土壤会保留在孔中。该方法可以进一步包括将太阳能装置的支撑构件通过振动锤击插入土壤柱体中，并且将定日镜镜子组件和光电阵列组件中的一种装配到支撑构件上。支撑构件可以为具有最大外径Ds，管壁厚度t_s和长度L_s的中空管。孔直径D_H可以至少为支撑构件直径Ds的三倍。管壁厚度t_s可以小于支撑构件直径Ds的5％。长度Ls可以至少为支撑构件直径Ds的20倍。支撑构件可以包括径向延伸元件，该径向延伸元件被布置以使得一旦支撑构件被插入土壤柱体中就能阻止支撑构件围绕其纵向轴旋转。支撑构件可具有被插入松弛土壤柱体中的封闭的锥形远端和在所述插入之后保留在地面上方的开口端。在支撑构件被插入所述柱体时，振动锤击可使在支撑构件远端或其附近的松弛土壤经受液化。振动锤击可包括在向支撑构件施加向下推挤力的同时，在支撑构件纵向方向上施加往复力。