吸收器系统的制作方法

文档序号:11850759阅读:250来源:国知局
吸收器系统的制作方法与工艺

这种吸收器系统已经由德国专利文献DE 10 201 1 088 829 B3已知。这里建议,吸收器管借助于滑块装置悬挂在轨道上。所述轨道在具体实施形式中是双T形轨道,在所述轨道上,在两侧嵌入滚动元件,所述滚动元件承载能沿轨道运动的滑块。在所述滑块上悬挂吸收器管,所述吸收器管这样升高地定位在环绕分布的主反射器上方,使得主反射器将入射的阳光转向到吸收器管上并以线性聚焦的形式加热吸收器管。

具体而言,所述预先给定的解决方案首先设置了一种承载结构,所述承载结构简单地由竖直的支柱和在上侧终结支柱的横杆构成。这种T形的布置结构在具体的设计方案中完全也可以例如构成Y形的,在所述布置结构上安装保持框架,所述保持框架基本上构成矩形。与这些保持框架一体地形成弹簧片,所述弹簧片将夹在各个支柱之间的元件与支柱连接。由于关于支柱构成固体铰链的所述弹簧片,在由于温度差发生长度变化时可以进行补偿,从而由于长度变化出现的材料运动不会导致损坏。

由此,作为各个支柱之间的元件首先要提及的是上面所述的轨道元件,吸收器管借助于能在轨道元件上纵向运动的承载滑块悬挂在轨道元件上。这使得承受极端温度波动的吸收器管可以在其悬挂部上明显可运动地支承在轨道元件上,以便避免压缩或过度伸长。DE 10 201 1 008 829 B3独立于此地设想了一种吸收器盖板,在所述吸收器盖板中悬挂次级反射器,从而所述次级反射器本身通过所述固体铰链相对于吸收器管以及相对于支柱至少能有限地运动。这样的吸收器盖板这里构造成箱形的并且本身与支柱固定连接。所述吸收器盖板由多个单件组成,这些单件分别形成壳体的部段并且以最多三个部分绕吸收器管和次级反射器设置。

但在已知的解决方案在不同的方面是复杂的并且因此较为昂贵,并且会带来一些缺点。这里首先可以确认的是,吸收器盖板作为焊接结构制造较为复杂,因为直角弯边的罩部件要彼此独立地与支柱连接。此外,各个罩部件要这样组装,即,同时使得吸收器管的承载滑块可以运动穿过所述罩部件,因此轨道悬挂部设置在通过吸收器盖板形成的壳体上方。这又使得吸收器管的承载滑块会受到天气影响,从而会发生较为强烈的磨损。次级反射器的支承也要求在吸收器盖板和支柱的保持框架的区域内采取单独的措施。容纳吸收器管的卡箍直接包围吸收器管,从而从吸收器管向卡箍发生热传递,并由此使得卡箍本身受到强烈的加热。这一方面明显加大了保持吸收器管的卡箍以及直接与这种卡箍连接的承载滑块的材料负荷。另一方面会导致较大的热辐射,因为由此明显扩大了辐射表面。这种较大的辐射作为损失热量会引起效率降低。最后,借助于测量仪器对当前已知的结构进行测量看起来较为复杂,因为为此必须使用单独的轨道布置结构,以便实现对到达吸收器管的日光入射进行连续测量。

由所述问题出发并且结合现有技术已知的问题,本发明的目的是,提出一种吸收器系统,所述吸收器系统能消除现有技术的大量问题并且简化了吸收器的制造以及运行和此所需的其他安装,使得所述制造、运行和安装更为高效。

所述目的通过本发明的不同方面、特别是根据权利要求1的特征的吸收器支承装置、根据权利要求1的特征的吸收器支承装置、根据权利要求14的特征的吸收器盖板、根据权利要求20的特征的吸收器承载装置、根据权利要求23的特征的吸收器系统以及根据权利要求24的特征的构造方法来实现。所述方法以及所述装置部件和整个系统合理的实施方案分别在从属权利要求中给出。

根据本发明,吸收器系统主要包括三个部件,即吸收器承载装置、支承在吸收器承载装置上的吸收器盖板以及吸收器支承装置,吸收器管悬挂地支承在所述吸收器支承装置上。吸收器支承装置这里根据本发明同样包括承载滑块,所述承载滑块能在轨道元件上移动。但与现有技术不同,本发明这里设定,承载滑块配设有用于包围吸收器管的卡箍,所述卡箍在中间嵌入多个在卡箍内周上分布的、隔热的并且必要时也是电绝缘的支承元件的情况下固定地保持吸收器管。就是说,实现了与在运行中非常热的吸收器管的在一定程度上点状的接触,所述接触此外还借助于隔热的支承元件实现。由于直接在首次接触吸收器管时就实现了吸收器管的隔绝,由于对不必要的其他部件的加热导致的基于热辐射、热传导和对流发生的热损失被最小化。热损失基本上完全限制于吸收器管本身。

由于支承元件不会或基本上不会传输吸收器管的热量,卡箍并且由此还有承载滑块的其余部分保持不是明显地高于环境温度,从而此外还可以保持这些元件的材料负荷尽可能低。实际上,使用这种支承元件会带来这样的问题,即所述支承元件必须由具有适当的热绝缘特性以及必要时电绝缘特性的材料制成。特别是陶瓷材料对此特别合适,但这本身又会带来这样的问题,即所述陶瓷材料是碰撞敏感的。就是说,如果根据本发明由陶瓷制成支承元件,则可以由于可能由于吸收器管的热引起的长度变化而可能出现的在吸收器管上的撞击,使得支承元件发生永久性损坏。因此特别设定,采取与用于相对于支承元件缓冲所述撞击的措施。一种缓冲的可能性在于,支承元件分别借助于用于固定在卡箍上的容纳部容纳,所述容纳部分别设置在弹簧板上。所述弹簧板可以由卡箍的实心材料加工而成,其方式是,在容纳部下方引入沿周向方向指向的材料缝隙,弹簧板的材料在发生碰撞时可以向所述材料缝隙中偏移。由此,尽管支承元件本身不是弹性的,但其在卡箍上的容纳部在最终效果上能够缓冲管中的撞击。

对此的一个备选方案在于,在吸收器管和支承元件之间或备选地在支承元件和卡箍之间设置可延展的嵌入层,就是说设置中间层,所述中间层由有弹性的材料制成。这种可延展的嵌入层可以例如由铜或铝制造。由于所要求的基本上对应于支承元件与吸收器管的或者与卡箍上容纳部的接触面的尺寸,这种可延展的衬层在实践中不会导致附加的辐射损失。

在有利的实施方案中,支承元件可以沿吸收器管的纵向成型,特别是具有至少一个沿吸收器管的径向方向延伸的槽。由此在槽的两侧形成支承板,其中,所述支承板的自由端与吸收器管直接接触。特别是所述槽可以设置成用于在该槽中容纳吸收器管的焊缝,由此在卡箍和吸收器管之间发生附加的固定。

如所述的那样,卡箍本身悬挂在承载滑块上,所述承载滑块具有一个或多个滚动件。所述滚动件设置成用于容纳在轨道元件上,承载滑块借助于滚动件能沿所述轨道元件移动。滚动件本身固定在承载滑块的弹簧板上,所述承载滑块主要包括承载体,还在各个滚动件的固定部的上方和/或下方向所述承载体中引入材料缝隙。从而这里在吸收器管发生碰撞或者说在轨道元件上碰撞时也可以通过弹簧板朝材料缝隙方向的运动缓冲所述撞击。如果弹簧板居中地设置在承载滑块的承载体中,则合理的是,在滚动元件悬挂部的两侧设置材料缝隙。

就是说,承载吸收器管的卡箍首先悬挂在承载滑块上并且因此由于重力向下悬垂。为了更为精确地定向,卡箍可以附加地在两侧配设悬臂,所述悬臂使得能够支撑在搭接吸收器管的吸收器盖板上。此外,悬臂可以配设由滚动元件,所述滚动元件使得可以滚动地支承在吸收器盖板的内侧上,从而这里也确保了滑块的可运动性。由于在轨道元件上以及在吸收器盖板的两个点处的这种三点支撑,将吸收器管带入准确限定的位置,只是沿吸收器管的纵向方向仍存在可运动性,由于管的热膨胀,必须确保这种可运动性。这使得可以通过主反射镜的定向非常精确地使太阳光直接转向到吸收器管上。

已知在紧邻吸收器管的周围给吸收器管配设次级反射器,以便将在吸收器管旁边经过的、由主反射镜反射的太阳入射光再次从另一侧返回投射到吸收器管上,并由此提高效率。这里也要求在次级反射器和吸收器管之间实现非常精确的定向。由于次级反射器与吸收器管之间明显更小的间距,这里实现精确的定向甚至要重要得多。因此,与现有技术不同,表现得更为合理的是,次级反射器特别的是不是独立于吸收器管地悬挂,而是与吸收器管一起实现悬挂。因此,给悬臂附加地配设弹簧元件,通过弹簧元件将次级反射器分配给弹簧元件。次级反射器作为罩状结构搭接吸收器管以及包围吸收器管的卡箍,并且在这里放置在卡箍的悬臂上。由于这种弹性的固定,也可以吸收相对于次级反射器的碰撞。由于吸收器管和次级反射器这种共同的、纵向可移动的悬挂,这两个元件精确地保持它们之间相互的位置,这使得入射的能量辐射更为精确地对准吸收器管。

补充于次级反射器,所述次级反射器本身也可以由保护罩包围,所述保护罩因此设置在次级反射器和外部的吸收器盖板之间。这种保护罩特别是可以由钢板、特别是由不锈钢板制成,从而保护罩本身能够实现一定的反射。在玻璃反射器发生损坏的情况下,由钢板制成的保护罩保护吸收器盖板,不会由于由主反射器入射的辐射被强烈加热并且可能由此发生损坏。保护罩和次级反射器之间的连接例如可以通过粘结建立。

根据本发明,吸收器系统还具有吸收器盖板,所述吸收器盖板相对于外部环境保护吸收器管和包围吸收器管的次级反射器,防止发生损坏和污染。但与现有技术不同,这里根据本发明设定,吸收器盖板不仅覆盖吸收器管和次级反射器,而且还覆盖整个悬挂部,从而基本上避免了例如由于天气影响导致的污物进入。这特别是对于吸收器管和次反射镜的光学表面是特别重要的,由此使得清洁次数最小化。考虑到由此避免了天气影响导致的材料负荷还提高了持久性和布置系统的效率。此外,轨道元件例如可以是向下敞开的C形轨道,因此这里也再次使得外部影响的侵入变得困难。承载滑块在这种情况下基本上设置成具有面式承载体的结构,所述承载体在两侧具有滚动件,所述滚动件此时穿入C形轨道中。但也可以使用很多其他的轨道形状,例如双T形轨道。

吸收器盖板包括吸收器罩,所述吸收器罩借助于在其纵向延伸上分布的多个门形的保持框架保持其形状。保持框架搭接吸收器罩,使得吸收器罩实际上从保持框架的内轮廓上悬垂下来。特别是设定,保持框架具有圆形或多边形的内轮廓,从而吸收器罩的外轮廓互补地也构造成弧形或多边形的。对于多边形构型特别要说明的是,这种构型带来了高刚度并允许实现精确的制造。

在吸收器盖板的改进方案中设定,保持框架在内轮廓的范围内配设有保持弓架,所述保持弓架优选在内轮廓顶点的区域内伸入由保持框架限定的范围。保持弓架这里向下敞开并适于容纳轨道,在该实施例中是C形轨道或双T形轨道。这意味着,保持弓架至少基本上与轨道的外轮廓相匹配,从而轨道能够穿过保持弓架,并且在这里仅在其纵向方向上具有自由度。尽管保持弓架具有向下敞开的结构,由此还避免了(轨道)向下脱落。保持弓架的开口尺寸这里基本上对应于轨道的开口尺寸,从而承载滑块能够在轨道中移动并由于保持弓架的开口可以不受妨碍地经过保持弓架。

吸收器罩可以作为一体的元件制成并且可以例如通过弯曲使其具有希望的外轮廓,所述吸收器罩在其顶点的区域内具有容纳部,所述容纳部允许保持弓架穿过吸收器罩的材料。这一方面使得吸收器盖板能与保持框架精确地贴合,另一方面这还在吸收器罩内侧上模仿由保持弓架包围的内轮廓。在吸收器罩和保持框架这样插接在一起之后,可以接着在吸收器罩的下方将轨道移动穿过伸入吸收器罩内部的保持弓架,从而由此借助于轨道实现了吸收器罩与保持框架之间的初步固定。为了完成吸收器盖板,一方面可以借助于夹紧元件将轨道挤压到保持框架上,其方式是,采用例如借助于夹紧螺钉在吸收器罩和轨道之间涨开的夹紧元件。在保持框架的自由端上,所述保持框架例如可以通过端侧的螺纹连接与吸收器罩连接。

这种由吸收器盖板和位于吸收器盖板中的吸收器支承装置以及由此悬挂的吸收器管组成的整体结构现在设置在吸收器承载装置上,所述吸收器承载装置在其朝向吸收器盖板的侧面上是分叉的并且在每两个叉状撑杆之间留出用于在吸收器盖板下方沿纵向延伸方向能移动的行驶滑架的行驶路径。由于吸收器盖板基于这种结构而在支柱的分叉部之间或在保持框架的自由端之间不需要横杆,形成了足够的空间,在所述空间中行驶滑架能够在吸收器管的下方沿其纵向方向移动。所述行驶滑架无中断地对准吸收器管,因为例如没有如现有技术中那样由于支柱的横杆发生中断。叉状撑杆或者还有吸收器盖板这里可以配设两侧的行驶面,在所述行驶面上能沿吸收器管的纵向延伸方向引导行驶滑架。例如这种行驶面可以直接与吸收器盖板的下棱边相邻,从而一个行驶滑架能支承在两个行驶面上并且由于这种侧向的限制使得行驶滑架不会脱轨。

在这种结构中,各个支柱有利地由多个Y形的层构成,所述层尽管共同设置在支柱上,但保持能相互运动。这种可运动性这里也通过固体铰链来实现,其方式是,Y形布置结构的叉状撑杆分别弹性地构成。这又使得可以吸收材料不同的热膨胀,这种热膨胀由支柱承受并避免了材料中的压缩和延长。

附图说明

下面根据实施例来详细说明前面描述的说明。

其中

图1示出吸收器盖板从斜上方观察的分解透视图,

图2示出吸收器盖板沿吸收器盖板的纵向延伸观察方向的端侧主视图,

图3用端侧的视图示出根据图2的吸收器盖板顶点的细节,

图4用端侧的视图示出根据图2的吸收器盖板的自由棱边的细节,

图5用端侧的视图与支柱一起示出根据图2的吸收器盖板,

图6示出承载滑块的侧视图,

图7用端侧的视图示出带有置入的承载滑块和固定在承载滑块上的带有悬臂的卡箍的根据图2的吸收器盖板,

图8用端侧的视图示出根据图2的吸收器盖板,这里没有承载滑块,仅带有装入的次级反射器和保护罩,以及

图9用端侧的视图示出完整的吸收器系统,包括吸收器盖板、吸收器支承装置、吸收器管以及支柱,并且还示出行驶滑架。

具体实施方式

图1示出吸收器罩2,所述吸收器罩通过弯曲由钢板一体地制成。吸收器罩2具有多边形的外轮廓4,并且在顶点区域总具有两个孔口3。在其纵向棱边的区域内,所述吸收器罩2还具有卷边。在吸收器罩2的上方,用分解视图的方式示出保持框架5,所述保持框架具有多边形的内轮廓7。多边形的内轮廓7这里这样成形,使得所述内轮廓与吸收器罩2的多边形外轮廓4相对应。此外,保持框架5在其顶点区域还具有保持弓架6,所述保持弓架向下敞开并包围一个缺口。使保持框架5这样下降,使得保持弓架6的一部分穿过孔口3,由此吸收器罩2的多边形外轮廓4可以与保持框架5的多边形内轮廓7发生贴靠。由此,保持弓架6和由保持弓架包围的成形切口伸入吸收器罩2,从而接着可以通过所述成形切口将配合卡接结构推入。由于所述配合卡接结构,接下来使得吸收器罩2和保持框架5不会分离。保持框架5补充地在其自由端上具有螺钉面,通过所述螺钉面能够在吸收器罩2沿其纵向棱边的卷边的区域内与吸收器罩2进行螺纹连接。建立根据本发明的吸收器盖板1需要这个组装步骤,该步骤在最简单的情况下仅包括插入配合卡接结构,例如插入用于容纳承载滑块的C形轨道。

图2用端侧的视图示出吸收器盖板1,现在具有其他附加的元件。可以清楚地看到保持框架5的多边形内轮廓7,吸收器罩2直接贴靠在所述内轮廓上。在吸收器罩2贴靠之后,如图中所示,C形轨道8被插入保持弓架6中并接着用夹紧装置9夹紧。在保持框架5的自由端上或在吸收器罩2的卷边上,在其纵向棱边上设置行驶面11。

图3作为细节示出C形轨道8在保持框架5的顶点中的固定。C形轨道8这里具有基本上矩形的横截面,在C形轨道8的开口的区域内出现变窄部。所述变窄部一方面保证C形轨道8在对应成形的保持弓架6中的精确定位,另一方面它还确保后面示出的在C形轨道8中引导的承载滑块28的对中。在将吸收器罩2与保持框架5组装之后,C形轨道8可以首先容易地沿吸收器罩2的纵向方向插入保持弓架6中。接着,设置在C形轨道8上方的夹紧装置9可以通过旋入夹紧螺钉相对于C形轨道8夹紧。这是这样实现的,即,固定的夹紧装置9通过旋入夹紧螺钉10被推压离开C形轨道8,这作为反应导致,C形轨道8由于夹紧装置9无法偏移而被向保持弓架6的轮廓中压入。以这种方式,可以在吸收器罩2、保持框架5和C形轨道8之间实现非常简单但有效的连接。

图4示出保持框架5的自由端,吸收器罩2的纵向棱边区域中的卷边绕所述自由端分布。在所述自由端上通过螺纹连接安装附加的成型元件,所述成型元件在吸收器罩2的内侧上实现了行驶面11。

图5示出在图2中示出的吸收器盖板1的组合,所述吸收器盖板1与支架13连接。这里也通过在保持框架5的相应自由端和支架13的区域中的螺纹连接14来实现连接,从而在保持框架5和支架13之间围成另一个空间。在该空间的下部区域中留出用于行驶滑架的行驶路径,所述行驶滑架可以支承在行驶面11上并且悬挂到行驶路径16中。如后面示出的那样,由于通过吸收器罩2或吸收器盖板1对行驶面11的侧向限制,避免了定位在行驶路径16中的行驶滑架35发生侧向滑脱。侧向的叉状撑杆15在支架13处构造成固体铰链,就是说,由薄弹簧钢制成,从而叉状撑杆能够沿吸收器管的纵向方向退让。

图6示出承载滑块28的承载体17,所述承载体17应在吸收器盖板1的C形轨道8中移动。为了导入C形轨道8中,承载体17在两个端部上分别具有箭头形的、末端的穿入辅助件21,所述穿入辅助件21便于将承载滑块28插入C形轨道8中。在C形轨道8中直接容纳滚动件18,所述滚动件18在两侧在前面和后面设置在承载体17上。滚动件18分别固定在一个弹簧板19上,所述弹簧板19在所示实施例中居中地设置在承载体17中。由此要求所述弹簧板19在两侧借助于材料缝隙20与承载体17分开,从而在发生竖直碰撞的情况下,弹簧板19可以与滚动件18一起向材料缝隙20中偏移。由此已经能在这样构成的弹簧元件中吸收一些碰撞力。

图7示出由已经在图2中描述的吸收器盖板1和补充了卡箍22的承载滑块28组成的组合。承载体17以其滚动件18穿入C形轨道8中并承载卡箍20,所述卡箍20构造成圆形的,具有卡箍栅门23。通过打开螺纹连接24,卡箍22能够绕后面示出的吸收器管37布设并且此时使吸收器管与支承元件25环绕地接触。由此,借助于支承元件25实现对吸收器管37的固定,从而实现了环绕的三点悬挂。支承元件25这里由陶瓷制成,从而要求支承元件25分别设置在一个弹簧板26上,所述弹簧板26本身通过材料缝隙27与实际的卡箍22隔开距离。但由于材料缝隙27在空间上只是有限的,弹簧板26仍与卡箍22连接。在卡箍22上,在侧向上设置两侧的悬臂29,所述悬臂29借助于末端的滚动元件30提供了在吸收器罩22上的侧向支撑。由此防止布置系统侧向的往复摆动。此外,还在悬臂29上设置弹簧元件31,在所述弹簧元件上可以安装次级反射器33和所属的保护罩34。

图8示出为了清楚起见没有在图7中示出的附加元件。借助于弹簧支座32可以将由次级反射器33和保护罩34组成的组合安装到弹簧元件31上,从而可以实现吸收器管37和次级反射器33的同时移动或膨胀。这允许实现非常精确的相互定向,从而在从次级反射器33向吸收器管37传递能量时可以实现特别高的效率。围绕次级反射器33设置例如通过粘结与次级反射器33连接的保护罩34在次级反射器33发生损坏的情况下保护吸收器盖板1,防止由于集中入射的阳光发生损坏。

图9示出完整的吸收器系统,包括支架13,在所述支架13上安装吸收器盖板1。吸收器盖板1包括吸收器罩2,所述吸收器罩2放置在吸收器管37上方并保护吸收器管,防止天气影响。同时在吸收器罩2下面容纳承载滑块28,所述承载滑块28将吸收器管37保持就位。由于这种结构,在吸收器管37下方,在支架13侧向的叉状撑杆15之间留出用于行驶滑架35的行驶路径,所述行驶滑架35能够借助于滚动元件36支承在吸收器盖板1的边缘区域中的行驶面11上。这种行驶滑架35例如带有用于测量各主反射镜到达吸收器管37上的辐射的测量机器人,由此所述行驶滑架35能够沿整个吸收器管37执行测量,而不必在此期间取出或由于横杆中断测量。

前面记载了一种吸收器系统,包括吸收器盖板、吸收器承载机构以及吸收器支承装置,其中所述吸收器支承装置能纵向移动地支承吸收器管。由于吸收器盖板的这种新型结构,所述吸收器盖板一方面允许防天气影响地支承承载滑块,吸收器管悬挂在所述承载滑块上,就是说允许实现一种简单且经济的结构。由于其热以及电的绝缘方案,所述吸收器支承装置另一方面提供了吸收器管的一种高效的悬挂结构,并且降低了由于热辐射导致的能量损失。吸收器承载机构的结构此外还允许合理地设置行驶滑架,所述行驶滑架能够在吸收器管的区域中行驶。

附图标记列表

1 吸收器盖板

2 吸收器罩

3 孔口

4 多边形外轮廓

5 保持框架

6 保持弓架

7 多边形内轮廓

8 C形轨道

9 夹紧装置

10 夹紧螺钉

11 行驶面

12 螺纹连接

13 支架

14 螺纹连接

15 叉状撑杆

16 行驶路径

17 承载体

18 滚动件

19 弹簧板

20 材料缝隙

21 穿入辅助件

22 卡箍

23 卡箍格栅

24 螺纹练级

25 齿元件

26 弹簧板

27 材料缝隙

28 承载滑块

29 悬臂

30 滚动元件

31 弹簧元件

32 弹簧支座

33 次级反射器

34 保护罩

35 行驶滑架

36 滚动元件

37 吸收器管

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