本发明涉及用于聚集太阳能装置的结合部。
背景技术
聚集太阳能装置(csp)包括多个抛物面镜(抛物线槽)，以将太阳能聚集在设置于该镜的焦点中的供热传递流体流动穿过的相应的接纳管上。
热传递流体所达到的高温允许使用积聚的热来产生穿过热交换器的过饱和的蒸汽，例如，过饱和的蒸汽可以使涡轮机旋转并产生电能。
为了增大该装置的效率，镜构造成跟随太阳的视运动而旋转。因此，在白天期间，接纳管与抛物面镜一体地旋转并且借助于固定的地面管相互连接。
因此，必须提供一种设置在旋转管与固定管之间的流体紧密的结合部。出于此目的，通常使用还允许接纳管的热膨胀的柔性管。
然而，这些管由于它们经受循环弯曲、扭曲应力和高温而承受抗疲劳极限。
csp装置的效率与热传递流体所达到的最高温度紧密相关。因此，在高温处可以稳定的物质的使用是令人感兴趣的。
作为热传递流体的导热油的使用为操作温度设定了可能不能超过400℃的上限。
已经测试了可以经受600℃的操作温度的物质，其目的是增大装置的效率。这些物质中的一些物质——例如熔融盐的混合物、比如硝酸盐和亚硝酸盐——由于其不易燃并且没有污染而相对于导热油还具有另外的优点。
然而，这些物质在与导热油相比时具有相对较高的凝固温度，其值可以甚至达到240℃。一方面，这些物质的使用允许增大装置的能量效率，但是另一方面，它会带来另外的技术要求，比如需要防止热传递流体的凝固，热传递流体的凝固除了在管中形成内含物以外，还可能在固态残余物的熔融步骤期间由于从固相至液相同时发生的体积增大而损坏管的结构。
出于这些原因，管被低电压且高安倍电流(大约400a)穿过以借助于焦耳效应保持能够防止流体凝固的温度。
技术实现要素：
本公开的目的是提供一种位于csp装置的固定管与可动管之间的允许解决上述问题的连接单元。
上述目的是通过根据权利要求1的结合部来实现的。
附图说明
为了更好地理解本发明，现在将对作为非限制性示例的并且参照附图的优选的实施方式进行描述，在附图中：
图1是根据本发明制成的连接单元的立体图；
图2是图1的单元的以部分截面的形式的侧视图；
图3是图1的单元的部分剖开的立体图，其中，为了清晰起见部件被移除；
图4是沿着图2的线iv-iv截取的截面；
图5是图3的细节x的放大；以及
图6是本发明的第二实施方式的立体图。
具体实施方式
参照图1和图2，附图标记1作为整体表示用于密封地连接两个同轴的、相互旋转的管2、3(部分地示出)的连接单元。特别地，管2可以由固定的地面管形成；管3可以由与csp系统(未示出)的抛物面镜的接纳管连接的连接管形成，其中，csp系统采用凝固温度较高的热传递流体，例如nano3+kno3。管3优选地是柔性管。
连接单元基本上包括：
第一端部管4，第一端部管4刚性地且密封地连接至管2；
第一中间管5；
绝缘结合部6，该绝缘结合部6将第一端部管4连接至第一中间管5并且在轴向上置于第一端部管4与第一中间管5之间；
第二管7；以及
旋转结合部11，旋转结合部11将第一中间管5密封地连接至第二管7。
单元1与管3之间的连接借助于第二端部管8和导电结合部9而方便地实现，其中，导电结合部9将第二中间管7连接至第二端部管8并且在轴向上置于第二中间管7与第二端部管8之间。
管4、5、7、8由导电的金属材料制成且与彼此以及旋转结合部11是同轴的。
绝缘结合部6包括：凸缘15，凸缘15固定至第一端部管4；凸缘16，凸缘16固定至第一中间管5；以及电绝缘垫片17(例如云母)，电绝缘垫片17置于这两个相向的凸缘15与16之间。凸缘15包括径向的导电附件19，附件19的作用将在后面说明。凸缘15、16可以方便地焊接至相应的管4、5并且优选地借助于多个螺栓20以可移除的方式连接。
与绝缘结合部6类似但具有导电垫圈的导电结合部9包括固定至第二管7的凸缘25和固定至第二端部管8的凸缘26。凸缘25包括径向的导电附件27，附件27的作用将在后面说明。凸缘25、26可以方便地焊接至相应的管7、8并且优选地借助于多个螺栓28以可移除的方式连接。
旋转结合部11(图2和图3)基本地包括密封件30，密封件30由一对相向的密封环31、32形成，所述一对相向的密封环31、32具有轴向接触并且通过在轴向上置于各密封环31、32与相应的中间管5、7之间的相应的金属波纹管33、34被推动成靠着彼此。
密封件30被壳体35围封，壳体35包括固定在第一中间管5的凸缘37上的钟形元件36和从钟形元件36轴向地延伸至第二管7的外部筒状部分38。
壳体35还在密封件30的相对于钟形元件36的相反侧上且在筒状部分38内包括固定至第二管7的凸缘40且面向钟形元件36的壁39。
筒状部分38与壁39之间设置有轴承41以允许筒状部分38与壁39的相对旋转。
壳体35还围封在图3和图4中清晰可见的加热元件42。
加热元件42包括容纳密封件30并且借助于穿过钟形元件的多个轴向螺钉44固定至钟形元件36(图5)的c形金属加热本体43。
螺钉44通过绝缘衬套45和绝缘垫片46而相对于钟形元件36电绝缘。
加热元件42还包括由平行的附件47、48形成的且从加热本体43的自由端部延伸的一对电端子。
附件47借助于成形的带49电连接至凸缘15的附件19。
附件48借助于柔性线缆50电连接至凸缘25的附件27。
加热本体43设置有布置在密封件30下方的竖向通孔51(图4和图5)以允许任何微泄漏的穿过，该微泄漏可以通过排出管52离开壳体35，该排出管52具有竖向轴线且在加热元件42的下方穿过筒状部分38。
单元1操作如下。
密封件30允许管2与管3之间的相对旋转，并且借助波纹管33、34在密封环31、32上的弹性推力确保了液压密封。为了防止热传递流体的凝固，必须通过连接单元1从管2传输至管3的低压且高安倍的电流流动穿过该装置。
电流从管2流动至第一端部管4，并且由此借助于凸缘15、附件19和带48流动至加热元件42。由此，电流流动穿过线缆50和导电结合部9流动至第二端部管8并且然后流动至管3。上述元件因此以其整体的方式形成密封件30的旁路电路，其中，加热元件42串联连接至该旁路电路。
绝缘结合部6将第一中间管5与第一端部管4隔离，并且因此将密封件30与第一端部管4隔离。因此，密封环31、32不经受电流的通过并且是等电位的。这避免了在处于相对运动的部件之间形成电弧。
被流动穿过该装置的电流穿过的加热元件42借助于焦耳效应被加热，并且对由于如前所述的被电流绕过而原本将是“冷的”的旋转结合部11、并且特别是密封件30和波纹管33、34的区域进行加热，因此防止了热传递流体的局部凝固。
对根据本发明制成的单元1的更仔细的审视清楚地表明其优势。
连接单元1解决了与现有技术相关联的上述问题。
特别地，单元1使管2与管3之间在存在高温和管中循环的电流的情况下能够相对旋转，并且使用电流来加热密封区域。因此，一方面防止了热传递流体在密封区域中的凝固，并且另一方面防止了在处于相对运动的部件之间产生电弧。单元的机械元件的扭曲疲劳应力也可以被避免。
单元1可以在没有另外的连接装置或热调节装置的情况下直接安装在csp系统的主管线上，因此直接拦截沿着装置流动的电流。
该单元容易安装、不需要维护并且在故障的情况下能够容易移除以更换部件。
根据图6中示出的变型，第二端部管8形成单元1的部分并且通过与结合部6类似的绝缘结合部54连接至第二管7。在这种情况下，第二管7的凸缘25与第二端部管8的凸缘26隔离，并且用于连接线缆50的附件27从凸缘26而非从凸缘25延伸。该解决方案提供了即使在结合部6故障的情况下也使密封件30与电流隔离的冗余电旁路。
最后，明显的是连接单元1可以进行不背离本发明的保护范围的修改和改变。
特别地，可以以不同的方式制成结合部6、9和11。
如果存在第一端部管4和第二端部管8，则第一端部管4和第二端部管8可以由将管2和管3固定至结合部6和结合部9的元件的任何端部元件代替。