DE102011053092B3

DE102011053092B3 - Haltesystem eines ein Wärmeträgermedium führenden Rohres

Info

Publication number: DE102011053092B3
Application number: DE102011053092A
Authority: DE
Inventors: Stefan Decker; Hendrik Nicolaus; Jens Kötter; Nils GATHMANN
Original assignee: Flagsol GmbH
Current assignee: Tsk Flagsol Engineering De GmbH
Priority date: 2011-08-29
Filing date: 2011-08-29
Publication date: 2012-12-06
Anticipated expiration: 2031-08-30

Abstract

Bei einem Haltesystem eines ein Wärmeträgermedium führenden Rohres (4), insbesondere eines Absorberrohres, soll erreicht werden, eine Lösung zu schaffen, mittels welcher die Führung des Rohres, insbesondere des Absorberrohres eines Sonnenkollektors, bei einer Längenänderung des Rohres verbessert werden kann, um insbesondere beim Einsatz in einem Sonnenkollektor, die Energieausbeute insbesondere beim Anfahren des Sonnenkollektors zu steigern. Dies wird dadurch erreicht, dass das Haltesystem ein ein erstes Ende (2) und ein dem ersten Ende (2) gegenüberliegendes zweites Ende (3) aufweisendes Halteelement (1) aufweist, wobei das Halteelement (1) mit seinem ersten Ende (2) gelenkig mit dem Rohr (4) verbunden ist und das Halteelement (1) mit seinem zweiten Ende (3) an einer Halterung (5) verfahrbar angeordnet ist, wobei das Halteelement (1) derart relativ zu der Halterung (5) verfahrbar ist, dass bei einer Längenänderung des Rohres (4) das Rohr (4) mit seiner Längsachse in einer Ebene, in welcher das Rohr mit seiner Längsachse in einem ungedehnten Zustand angeordnet ist, geführt ist.

Description

Die Erfindung richtet sich auf ein Haltesystem eines ein Wärmeträgermedium führenden Rohres. Ferner richtet sich die Erfindung auf einen Sonnenkollektor, insbesondere einen Parabolrinnenkollektor, umfassend ein Rohr mit einem entsprechend ausgebildeten Haltesystem.
Haltesysteme eines ein Wärmeträgermedium führenden Rohres sind beispielsweise aus der DE 10 29 630 A und der AT 193 670 B bekannt.
Zur Nutzbarmachung von Solarenergie finden solarthermische Kraftwerke Verwendung, bei welchen in Form von mehreren in Reihe und/oder parallel geschalteten, verspiegelten Parabolrinnen eines Sonnenkollektors die Sonnenstrahlung eingefangen und auf eine Absorberleitung in Form eines Absorberrohres reflektiert wird. In dem Absorberrohr wird ein Wärmeträgermedium transportiert, das die aufgrund der Einstrahlung gewonnene Wärmeenergie aufnimmt und zur Erzeugung von Dampf in dem Solarkraftwerk weitertransportiert. Das Absorberrohr ist über ein Haltesystem an einem Torsionsrohr des Sonnenkollektors befestigt. Im Betrieb, wenn Sonnenstrahlung auf das Absorberrohr reflektiert wird, kann das Wärmeträgermedium eine Temperatur von 400°C bis 500°C erreichen. Nachts, wenn keine Sonnenstrahlung auf das Absorberrohr reflektiert wird, kühlt sich das Wärmeträgermedium in dem Absorberrohr auf eine Temperatur von unter 150°C ab. Das Absorberrohr ist dadurch größeren Temperaturdifferenzen ausgesetzt als die Trägerstruktur des Sonnenkollektors selber. Das Absorberrohr weist üblicherweise in der Mitte des Sonnenkollektors eine feste Lagerung an dem Sonnenkollektor bzw. dem Torsionsrohr des Sonnenkollektors auf. Dadurch erfolgt eine Längenänderung des Absorberrohres aufgrund einer Temperaturänderung des das Absorberrohr durchfließenden Wärmeträgermediums.
Um eine Längenänderung des Absorberrohres auszugleichen, ist es bekannt, dass an der Außenseite des Sonnenkollektors das Absorberrohr mit einem Halteelement eines Haltesystems an dem Torsionsrohr befestigt ist, welches derart ausgebildet ist, dass es bei einer Längenänderung des Absorberrohres zusammen mit dem Absorberrohr seitlich wegkippen kann. Der maximale Kippwinkel am Ende einer 100 m langen Sonnenkollektorhälfte beträgt ca. 21°. Um eine Kippbewegung zu realisieren, ist es bekannt, ein an der Außenseite des Sonnenkollektors angeordnetes Halteelement des Haltesystems an einem dem Absorberrohr abgewandten Ende des Halteelementes mit einem Federblech zu versehen, welches beispielsweise aus einem 3 mm dicken Federstahl besteht. Alternativ ist es bekannt, anstelle des Federbleches ein Gelenk vorzusehen
Nachteilig bei diesen beiden Lösungen ist es jedoch, dass bei einem seitlichen Wegkippen des Halteelementes das Absorberrohr verbogen wird, wodurch das Absorberrohr bis zu 100 mm nach unten aus der Ebene, in welcher das Rohr in seiner Ausgangslage angeordnet ist, heraus bewegt wird. Dies führt dazu, dass sich das Absorberrohr nicht mehr vollständig im Fokus der einfallenden Sonnenstrahlen, insbesondere in der sogenannten Fokallinie, auch Brennlinie genannt, die die Ausgangslage definiert, befindet, was wiederum zu einem Verlust an zu gewinnender Wärme bzw. Energie führt, da keine optimale Aufnahme der reflektierten Sonnenstrahlung durch das Absorberrohr mehr erfolgen kann. Besonders problematisch ist dies in den Morgenstunden während des Anfahrens des noch kalten Solarfeldes bzw. Sonnenkollektors des Solarfeldes.
Aufgabe der Erfindung ist es daher, eine Lösung zu schaffen, welche die Führung eines Rohres, insbesondere eines Absorberrohres eines Sonnenkollektors, bei einer Längenänderung des Rohres verbessert, um insbesondere beim Einsatz in einem Sonnenkollektor, die Energieausbeute, insbesondere beim Anfahren des Sonnenkollektors, zu steigern.
Bei einem Haltesystem der eingangs näher bezeichneten Art wird diese Aufgabe erfindungsgemäß dadurch gelöst, dass das Haltesystem ein ein erstes Ende und ein dem ersten gegenüberliegendes zweites Ende aufweisendes Halteelement umfasst, wobei das Halteelement mit seinem ersten Ende gelenkig mit dem Rohr verbunden ist und das Halteelement mit seinem zweiten Ende an einer Halterung verfahrbar angeordnet ist, wobei das Halteelement derart relativ zu der Halterung verfahrbar ist, dass bei einer Längenänderung des Rohres das Rohr mit seiner Längsachse in einer Ebene, in welcher das Rohr mit seiner Längsachse in einem ungedehnten Zustand angeordnet ist, geführt ist, wobei zur Realisierung der Verfahrbewegung eine Führung vorgesehen ist, welche einen ersten Führungsbereich und einen zweiten Führungsbereich aufweist, wobei der erste Führungsbereich und der zweite Führungsbereich getrennt voneinander ausgebildet sind.
Ferner wird bei einem Sonnenkollektor, insbesondere einem Parabolrinnenkollektor, diese Aufgabe erfindungsgemäß dadurch gelöst, dass der Sonnenkollektor ein Rohr mit einem Haltesystem nach einem der Ansprüche 1 bis 13 umfasst.
Vorteilhafte Weiterbildungen und zweckmäßige Ausgestaltungen der Erfindung sind in den Unteransprüchen beschrieben.
Das Haltesystem gemäß der Erfindung zeichnet sich dadurch aus, dass dieses es ermöglicht, dass bei einer Längenänderung des Rohres aufgrund einer Temperaturänderung des in dem Rohr geführten Wärmeträgermediums das Rohr nicht nach unten gebogen wird, sondern das Rohr auch trotz der Längenänderung mit seiner Längsachse in einer Ebene, in welcher sich das Rohr auch in seinem ungedehnten Zustand befindet, verbleibt, so dass bei der Verwendung des Haltesystems in einem Sonnenkollektor das Rohr auch bei einer Längenänderung vollständig im Fokus der einfallenden Sonnenstrahlen, d. h. in der Fokallinie bzw. der Brennlinie, verbleibt. Das Rohr ist hierfür an einem ersten Ende eines länglich ausgebildeten Halteelementes gelenkig gelagert, so dass das Rohr um das erste Ende des Halteelementes verkippt bzw. verschwenkt werden kann. An dem dem ersten Ende gegenüberliegenden zweiten Ende ist das Halteelement an einer in einer festen Position fixierten Halterung derart angeordnet, dass das Halteelement und damit auch das an dem Halteelement befestigte Rohr relativ zu der Halterung bewegt, insbesondere verfahren, werden kann. Durch diese Verfahrbarkeit des Halteelementes relativ zu der Halterung ist es möglich, dass bei einer Längenänderung des Rohres das Rohr mit seiner Längsachse in einer Ebene, in welcher das Rohr mit seiner Längsachse in einem ungedehnten Zustand angeordnet ist, geführt ist und somit in dieser Ebene verbleibt. Der ungedehnte Zustand ist der Ausgangszustand des Rohres, bei welchem das Rohr seine Ausgangslänge aufweist und keiner Längenänderung aufgrund einer Temperaturänderung des Wärmeträgermediums unterworfen ist. In dieser Ausgangslage befindet sich das Rohr, im Falle eines Absorberrohres eines Sonnnenkollektors, vollständig in der Fokallinie bzw. Brennlinie. Mit der erfindungsgemäßen Lösung ist es möglich, zu jeder Zeit eine optimale Lage des Rohres in der Fokallinie bzw. der Brennlinie gewährleisten zu können, so dass bei einem Sonnenkollektor das Absorberrohr auch beim Anfahren des Sonnenkollektors in den Morgenstunden bereits in der optimalen Position, d. h. vollständig innerhalb der Fokallinie bzw. Brennlinie, positioniert ist. Das Haltesystem gemäß der Erfindung ermöglicht es, dass sich das Rohr, insbesondere ein Absorberrohr, auf einer geraden, horizontalen Bahn, parallel zu den Sonnenkollektorflächen, insbesondere der jeweiligen Parabolrinne, bewegen kann und sich der radiale Abstand des Rohres zu der Halterung bzw. zu den Sonnenkollektorflächen dabei nicht verändert, sondern im Wesentlichen gleich bleibt. Mittels des erfindungsgemäßen Haltesystems ist es somit möglich, die in Bezug auf die Drehachse des Sonnenkollektors radiale Bewegung des Rohres bzw. des Absorberrohres, die sonst üblicherweise durch das Abkippen entsteht, auszugleichen. Das Rohr bzw. Absorberrohr kann dadurch unabhängig von der Temperatur des Wärmeträgermediums immer im Fokus der Sonnenkollektorflächen, d. h. in der Brennlinie bzw. Fokallinie, gehalten werden. Dadurch kann das Wärmeträgermedium, beispielsweise ein Wärmeträgeröl, in den Morgenstunden schneller aufgewärmt werden und das gesamte Solarkraftfeld kann schneller hochgefahren werden. Hierdurch kann der Wirkungsgrad und die Gesamtenergieausbeute eines Sonnenkollektors deutlich gesteigert werden.
Die zur Realisierung der Verfahrbewegung vorgesehene Führung kann sowohl an dem Halteelement als auch an der Halterung ausgebildet sein. Die Führung ermöglicht eine Verfahrbewegung des Halteelementes und damit des Rohres in zwei verschiedene Richtungen, wobei die Kombination dieser zwei Verfahrrichtungen eine gezielte Steuerung der Position des Rohres bei einer Längenänderung des Rohres ermöglicht. Der erste Führungsbereich und der zweite Führungsbereich sind derart ausgebildet, dass sie sowohl eine seitliche Neigung des Halteelementes als auch einen Höhenunterschied des Rohres bei einer Längenänderung des Rohres ausgleichen, um zu verhindern, dass sich das Rohr nach unten biegen kann. Dehnt sich das Rohr in seiner Länge aus, wird das Halteelement zusammen mit dem Rohr über die beiden Führungsbereiche sowohl nach oben bewegt als auch seitlich verkippt, um die bei einer Längenänderung üblicherweise auftretende Höhenveränderung des Rohres auszugleichen. Alternativ zu der getrennten Ausbildung des ersten Führungsbereiches und des zweiten Führungsbereiches ist es auch möglich, dass die beiden Führungsbereiche miteinander verbunden sind.
Der erste Führungsbereich kann dabei geradlining, vertikal zur Längsachse des Rohres oder einen gebogenen Verlauf aufweisend ausgebildet sein und der zweite Führungsbereich kann geradlinig mit einem Winkel von 10° ≤ α ≤ 80° zum ersten Führungsbereich ausgebildet sein.
Alternativ zu dieser Ausführungsform gemäß der Erfindung kann es auch vorgesehen sein, dass der erste Führungsbereich geradlinig, vertikal zur Längsachse des Rohres oder einen gebogenen Verlauf aufweisend ausgebildet ist und der zweite Führungsbereich einen gebogenen Verlauf aufweisend ausgebildet ist.
Der gebogene Verlauf ist vorzugsweise in Form eines Kreissegmentes, U-förmig oder V-förmig ausgebildet. Das Kreissegment ist vorzugsweise in Form eines Viertelkreises ausgebildet, so dass eine Verkippbewegung des Halteelementes in eine Richtung erfolgen kann. Bei einer U-förmigen oder V-förmigen Ausbildung kann eine Verkippbewegung des Halteelementes in zwei entgegensetzt zueinander ausgebildete Richtungen erfolgen, wodurch die Länge der Verfahrbewegung des Halteelementes in dem Führungsbereich quer zur Längsachse des Rohres und auch der Winkel der Verkippbewegung reduziert werden kann.
Bevorzugt ist es vorgesehen, dass der erste Führungsbereich und der zweite Führungsbereich an der Halterung in Form von Langlöchern oder länglich ausgebildeten Führungsnuten ausgebildet sind, in welche jeweils ein an dem Halteelement ausgebildetes Führungselement eingreift. Bei dieser möglichen Ausführungsform sind die Führungsbereiche an der Halterung ausgebildet und das Halteelement weist Führungselemente auf, welche in den Führungsbereichen geführt werden. Die Führungselemente sind vorzugsweise jeweils in Form eines Stiftes oder Bolzens ausgebildet, welche in jeweils einen als Langloch oder Führungsnut ausgebildeten Führungsbereich eingreifen, um das Haltelement relativ zu der Halterung zu führen. Anstelle der Langlöcher oder der in die Wandung der Halterung eingefrästen Führungsnuten können auch Führungsschienen als Führungsbereiche vorgesehen sind.
Bei einer derartigen Ausgestaltung des ersten Führungsbereiches und des zweiten Führungsbereiches ist es vorzugsweise vorgesehen, dass das Halteelement an seinem zweiten Ende eine Platte aufweist, an welcher die Führungselemente angeordnet sind. Durch die Verwendung einer zusätzlichen Platte kann die Genauigkeit der Führung des Halteelementes in den an der Halterung ausgebildeten Führungsbereichen verbessert werden.
Alternativ hierzu kann es auch vorgesehen sein, dass der erste Führungsbereich und der zweite Führungsbereich an dem zweiten Ende des Halteelementes in Form von Langlöchern oder länglich ausgebildeten Führungsnuten ausgebildet sind, in welche jeweils ein an der Halterung ausgebildetes Führungselement eingreift. Bei dieser möglichen Ausführungsform sind die Führungsbereiche an dem Halteelement ausgebildet und die Halterung weist feststehende Führungselemente auf, wobei das Halteelement über seine Führungsbereiche relativ zu der Halterung und der daran ausgebildeten Führungselemente bewegt wird. Die Führungselemente sind auch hier vorzugsweise jeweils in Form eines Stiftes oder Bolzens ausgebildet, welche in jeweils einen als Langloch oder Führungsnut ausgebildeten Führungsbereich eingreifen, um das Haltelement relativ zu der Halterung zu führen. Anstelle der Langlöcher oder der in die Wandung des Halteelementes eingefrästen Führungsnuten können auch hier Führungsschienen als Führungsbereiche vorgesehen sind, die im Bereich des zweiten Endes an dem Halteelement angeordnet sind.
Zur Minimierung der Reibung zwischen den Führungselementen und der Führungsbereiche ist es bevorzugt vorgesehen, dass die Führungselemente Gleitlagerbuchsen aufweisen. Die Gleitlagerbuchsen werden auf die Außenfläche der Führungselemente aufgesetzt.
Gemäß einer weiter bevorzugten Ausgestaltung der Erfindung ist die Halterung wannenförmig ausgebildet, wobei das Halteelement entlang einer Innenwand der wannenförmigen Halterung bewegbar ist. Das Halteelement ist dabei in dem Bereich seines zweiten Endes von der Innenwand der wannenförmigen Halterung umgeben und das Halteelement wird bei einer Bewegung des Halteelementes entlang der aufgrund der Wannenform schräg bzw. geneigt ausgebildeten Innenwand geführt, so dass die Führung des Halteelementes besonders gezielt und sicher erfolgen kann.
Das Halteelement weist bei dieser Ausgestaltung vorzugsweise ein Rollelement auf, mittels welchem das Halteelement in dem zweiten Führungsbereich geführt ist. Der zweite Führungsbereich selber wird hierbei durch die schräg ausgebildete Innenwand der wannenförmigen Halterung ausgebildet, so dass ein zusätzliches Vorsehen von Langlöchern, Führungsnuten oder Führungsschienen nicht mehr notwendig ist. Mittels des Rollelementes kann das Halteelement entlang der schräg ausgebildeten Innenwand verfahren werden, wodurch eine Verschiebung des Halteelementes in seiner Höhe bewirkt werden kann, um den radialen Abstand des Rohres zu der Halterung bei einer Längenänderung des Rohres nicht zu verändern.
Der erste Führungsbereich ist bei dieser Ausgestaltung vorzugsweise in Form von an der Halterung ausgebildeten Langlöchern oder länglich ausgebildeten Führungsnuten ausgebildet, in welchen jeweils ein an dem Halteelement ausgebildetes Führungselement eingreift. Die Führungselemente sind vorzugsweise jeweils in Form eines Stiftes oder Bolzens ausgebildet, welche in jeweils einen als Langloch oder Führungsnut ausgebildeten Führungsbereich eingreifen, um das Haltelement relativ zu der Halterung zu führen. Anstelle der Langlöcher oder der eingefrästen Führungsnuten können auch Führungsschienen, die an der Innenwand der Halterung angeordnet sind, als Führungsbereiche verwendet werden.
Weiter ist es vorzugsweise vorgesehen, dass ein Federelement vorgesehen ist, über welches das Halteelement mit seinem zweiten Ende mit der Halterung verbunden ist. Das Federelement, welches vorzugsweise als Zugfeder ausgebildet ist, ermöglicht eine Anpressung des Halteelementes an die Innenwand der Halterung, um die Führung des Halteelementes bei einer Verfahrbewegung zum Ausgleich der Längenänderung des Rohres gezielt und sicher ausführen zu können.
Das Rohr ist vorzugsweise ein Absorberrohr, vorzugsweise ein Absorberrohr eines Sonnenkollektors.
Die Erfindung ist nachstehend anhand von Zeichnungen beispielhaft in Form von mehreren möglichen Ausführungsformen näher erläutert. Es zeigen:
1 eine schematische Darstellung eines Haltesystems gemäß einer ersten Ausführungsform der Erfindung in einer ersten Position,
2 eine schematische Darstellung des in 1 gezeigten Haltesystems gemäß der ersten Ausführungsform der Erfindung in einer zweiten Position,
3 eine schematische Detaildarstellung des in 1 gezeigten Haltesystems gemäß der ersten Ausführungsform der Erfindung in einer perspektivischen Ansicht,
4 eine schematische Darstellung eines Halteelementes des in 1 gezeigten Haltesystems gemäß der ersten Ausführungsform der Erfindung in einer Draufsicht,
5 eine schematische Darstellung einer ersten möglichen Ausgestaltung einer Führung des in 1 gezeigten Haltesystems gemäß der ersten Ausführungsform der Erfindung,
6 eine schematische Darstellung einer zweiten möglichen Ausgestaltung der Führung des in 1 gezeigten Haltesystems gemäß der ersten Ausführungsform der Erfindung,
7 eine schematische Darstellung einer dritten möglichen Ausgestaltung der Führung des in 1 gezeigten Haltesystems gemäß der ersten Ausführungsform der Erfindung, und
8 eine schematische Darstellung eines Haltesystems gemäß einer zweiten Ausführungsform der Erfindung.
In den 1 und 2 ist ein Haltesystem gemäß einer ersten Ausführungsform der Erfindung gezeigt, welches ein Halteelement 1 aufweist, das ein erstes Ende 2 und ein dem ersten Ende 2 gegenüberliegendes zweites Ende 3 aufweist. An dem ersten Ende 1 ist ein Rohr 4 gelenkig angeordnet, so dass das Rohr 4 um das erste Ende 2 des Halteelementes I verschwenkt werden kann. Mit seinem zweiten Ende 3 ist das Halteelement 1 an einer ortsfest positionierten Halterung 5 derart angeordnet, dass das Halteelement 1 relativ zu der Halterung 5 in der Halterung 5 verfahrbar ist. Die Halterung 5 kann beispielsweise, wie hier gezeigt ist, aus zwei sich gegenüberliegenden plattenförmigen Elementen ausgebildet sein, in welchen jeweils eine Führung eingebracht ist, um eine Verfahrbewegung des Halteelementes 1 relativ zu der Halterung zu ermöglichen. Eine Führung weist einen ersten Führungsbereich 6 und einen getrennt von dem ersten Führungsbereich 6 ausgebildeten zweiten Führungsbereich 7 auf, wobei bei der hier gezeigten Ausführungsform die beiden Führungsbereiche 6, 7 in Form von Langlöchern ausgebildet sind. Der erste Führungsbereich 6 ist geradlinig und vertikal zur Längsachse des Rohres 4 ausgebildet. Der zweite Führungsbereich 7 ist ebenfalls geradlinig, mit einem Winkel α von ca. 30° zum ersten Führungsbereich 6 ausgebildet. An dem Halteelement 1 sind zwei Führungselemente 8 in Form von Bolzen oder Stiften ausgebildet, wobei ein erstes Führungselement 8 in den ersten Führungsbereich 6 und ein zweites Führungselement 8 in den zweiten Führungsbereich 7 eingreift. Die Führungselemente 8 sind an einer Platte 9 angeordnet, welche an dem zweiten Ende 3 des Halteelementes 1 befestigt ist.
1 zeigt das Haltesystem in einer ersten Position, in welcher sich das Halteelement 1 und das Rohr 4 in einer Ausgangslage, d. h. einem ungedehnten Zustand, befinden. Das Rohr 4 bzw. die Längsachse des Rohres 4 liegt dabei in der hier eingezeichneten Fokallinie 10, auch Brennlinie genannt. Bei einer Temperaturänderung des in dem Rohr 4 fließenden Wärmeträgermediums kann es zu einer Längenänderung des Rohres 4 kommen. Bei einer Längenänderung des Rohres 4, d. h. wenn sich das Rohr 4 in seiner Länge ausdehnt, wird das Halteelement 1 und das Rohr 4 in eine zweite, wie in 2 gezeigte, Position bewegt, wobei das Rohr 4 bzw. die Längsachse des Rohres 4 auch trotz dieser Bewegung im Wesentlichen in der Fokallinie 10 verbleibt. Dies wird dadurch erreicht, dass bei einer Längenänderung des Rohres 4 das Rohr 4 mit seiner Längsachse in einer Ebene, in welcher das Rohr 4 mit seiner Längsachse auch in dem ungedehnten Zustand angeordnet ist, geführt ist. Diese Ebene liegt in der Fokallinie 10. Bei der Überführung von der ersten Position in die zweite Position wird zum einen das Halteelement 1 relativ zu dem Rohr 4 über die gelenkige Lagerung an dem ersten Ende 2 des Halteelementes 1 verschwenkt. Zudem wird das Haltelement 1 an seinem zweiten Ende 3 in der in der Halterung 5 ausgebildeten Führung verfahren, so dass das Halteelement 1 seitlich verkippt und in der Höhe, d. h. quer zur Längsachse des Rohres 4, verschoben wird.
3 zeigt eine Detaildarstellung des in 1 gezeigten Haltesystems im Bereich des zweiten Endes 3 des Halteelementes 1 in einer perspektivischen Ansicht. Hierbei ist zu erkennen, dass die Halterung 5 aus zwei parallel zueinander angeordneten plattenförmigen Elementen 11a, 11b gebildet ist. In beiden plattenförmigen Elementen 11a, 11b ist jeweils ein erster Führungsbereich 6 und ein zweiter Führungsbereich 7 ausgebildet, in welchen das Halteelement 1 über darin eingreifende Führungselemente 8, die an einer an der zweiten Seite 3 des Halteelementes 1 angeordneten Platte 9 angeordnet sind, geführt ist. Der in dem ersten plattenförmigen Element 11a ausgebildete erste Führungsbereich 6 ist gegenüberliegend zu dem in dem zweiten plattenförmigen Element 11b ausgebildeten ersten Führungsbereich 6 positioniert. Der in dem ersten plattenförmigen Element 11a ausgebildete zweite Führungsbereich 7 ist ebenfalls gegenüberliegend zu dem in dem zweiten plattenförmigen Element 11b ausgebildeten zweiten Führungsbereich 7 positioniert. Ein Führungselement 8 kann dabei gleichzeitig in den ersten Führungsbereich 6 des ersten plattenförmigen Elementes 11a und in den ersten Führungsbereich 6 des zweiten plattenförmigen Elementes 11b eingreifen. Ebenfalls kann ein weiteres Führungselement 8 gleichzeitig in den zweiten Führungsbereich 7 des ersten plattenförmigen Elementes 11a und in den zweiten Führungsbereich 7 des zweiten plattenförmigen Elementes 11b eingreifen.
4 zeigt eine Draufsicht auf die in 3 gezeigte Darstellung des Haltesystems. Hierbei ist zu erkennen, dass auf der Außenfläche der Führungselemente 8 Gleitlagerbuchsen 15 angeordnet sind, die die Reibung der Führungselemente 8 in der Führung reduzieren.
In den 5–7 sind alternative Ausgestaltung zu der in 1–3 gezeigten Ausgestaltung der Führung dargestellt.
Bei der in 5 gezeigten Führung ist der erste Führungsbereich 6 geradlinig und vertikal zur Längsachse des Rohres 4 ausgebildet. Der zweite Führungsbereich 7 weist hingegen einen gebogenen Verlauf, hier in Form eines als Viertelkreis ausgebildeten Kreissegmentes, auf.
Bei der in 6 gezeigten Führung ist der erste Führungsbereich 6 ebenfalls geradlinig und vertikal zur Längsachse des Rohres 4 ausgebildet. Der zweite Führungsbereich 7 weist einen gebogenen Verlauf auf, wobei der gebogenen Verlauf hier U-förmig ausgebildet ist, so dass das Halteelement 1 hierbei gegenüber den in 1–5 gezeigten Ausgestaltungen nicht nur in eine Richtung sondern in zwei entgegensetzt zueinander ausgebildete Richtungen verkippen kann.
Bei der in 7 gezeigten Führung ist der erste Führungsbereich 6 ebenfalls geradlinig und vertikal zur Längsachse des Rohres 4 ausgebildet. Der zweite Führungsbereich 7 weist einen gebogenen Verlauf auf, wobei der gebogene Verlauf hier V-förmig ausgebildet ist, so dass auch hier, genauso wie bei der in 6 gezeigten Ausgestaltung, das Halteelement 1 in zwei entgegensetzt zueinander ausgebildete Richtungen verkippen kann.
In 8 ist eine zweite Ausführungsform eines Haltesystems gemäß der Erfindung gezeigt, bei welcher die Halterung 5 wannenförmig ausgebildet ist und das Halteelement 1 entlang einer Innenwand 12 der Halterung 5 bewegbar ist. Hierfür weist das Halteelement 1 ein Rollelement 13 in Form von beispielsweise ein oder mehreren Rollen auf, welches entlang der Innenwand 12 der Halterung 5 abgerollt werden kann. Das Rollelement 13 und die Innenwand 12 bilden hierbei den zweiten Führungsbereich 7 aus. Der erste Führungsbereich 6 ist in Form eines oder mehrerer an der Halterung 5 ausgebildeten Länglöchern, Führungsnuten oder Führungsschienen ausgebildet, in welche jeweils ein an dem Halteelement 1 ausgebildetes Führungselement 8, in Form eines Bolzens oder Stiftes, eingreift. Ferner ist an dem zweiten Ende 3 des Halteelementes 1 ein Federelement 14 in Form einer Zugfeder angeordnet, über welche das Halteelement 1 zusätzlich an der Halterung 5 befestigt ist.
Das Haltesystem umfasst ferner ein weiteres, zweites Halteelement, welches hier nicht gezeigt ist, an welchem das Rohr 4 fest gelagert ist. Im Falle eines Sonnenkollektors ist dieses zweite Halteelement der Antriebspylon des Sonnenkollektors. Ausgehend von diesem zweiten Halteelement, an welchem das Rohr 4 fest gelagert ist, d. h. keine Verschiebung oder Verkippung stattfindet, wird das Rohr mittels dem zuvor beschriebenen und in den 1–8 gezeigten ersten Halteelement, welches verschiebbar und verkippbar ist, im Fokus, d. h. in der Fokallinie 10 bzw. Brennlinie, gehalten. Das zweite Halteelement ist vorzugsweise mittig entlang einer Längsachse des Rohres 4 in dem Bereich des Rohres 4 angeordnet, wo keine Längendehnung aufgrund einer Temperaturänderung des Wärmeträgermediums stattfindet, wohingegen das erste, erfindungsgemäße Halteelement 1 an einem äußeren Ende eines Rohres 4 angeordnet ist, wo die Längenänderung bzw. Längendehnung aufgrund einer Temperaturänderung des Rohres 4 am größten ist.
Das Haltesystem gemäß der Erfindung kann vorzugsweise überall dort eingesetzt werden, wo Längenänderungen eines Rohres aufgrund von Temperaturdifferenzen ausgeglichen werden müssen, jedoch dabei die Höhenlage des Rohres nicht verändert werden soll.
Bevorzugt ist der Einsatz des erfindungsgemäßen Haltesystems in einem Sonnenkollektor eines solarthermischen Kraftwerkes vorgesehen. Ein derartiges solarthermisches Kraftwerk kann ein Kraftwerk mit einer zuvor beschriebenen Parabolrinnenkollektor-Anlage, aber beispielsweise auch einer Fresnel-Kollektoranlage, sein.

Claims

Haltesystem eines ein Wärmeträgermedium führenden Rohres (4), mit einem ein erstes Ende (2) und ein dem ersten Ende (2) gegenüberliegendes zweites Ende (3) aufweisendes Halteelement (1), wobei das Halteelement (1) mit seinem ersten Ende (2) gelenkig mit dem Rohr (4) verbunden ist und das Halteelement (1) mit seinem zweiten Ende (3) an einer Halterung (5) verfahrbar angeordnet ist, wobei das Halteelement (1) derart relativ zu der Halterung (5) verfahrbar ist, dass bei einer Längenänderung des Rohres (4) das Rohr (4) mit seiner Längsachse in einer Ebene, in welcher das Rohr mit seiner Längsachse in einem ungedehnten Zustand angeordnet ist, geführt ist, wobei zur Realisierung der Verfahrbewegung eine Führung vorgesehen ist, welche einen ersten Führungsbereich (6) und einen zweiten Führungsbereich (7) aufweist, wobei der erste Führungsbereich (6) und der zweite Führungsbereich (7) getrennt voneinander ausgebildet sind.
Haltesystem nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass der erste Führungsbereich (6) geradlinig, vertikal zur Längsachse des Rohres (4) oder einen gebogenen Verlauf aufweisend ausgebildet ist und der zweite Führungsbereich (7) geradlinig mit einem Winkel von 10° ≤ α ≤ 80° zum ersten Führungsbereich (6) ausgebildet ist.
Haltesystem nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass der erste Führungsbereich (6) geradlinig, vertikal zur Längsachse des Rohres (4) oder einen gebogenen Verlauf aufweisend ausgebildet ist und der zweite Führungsbereich (7) einen gebogenen Verlauf aufweisend ausgebildet ist.
Haltesystem nach Anspruch 2 oder 3, dadurch gekennzeichnet, dass der gebogene Verlauf in Form eines Kreissegmentes, U-förmig oder V-förmig ausgebildet ist.
Haltesystem nach einem der Ansprüche 1 bis 4, dadurch gekennzeichnet, dass der erste Führungsbereich (6) und der zweite Führungsbereich (7) an der Halterung (5) in Form von Langlöchern oder länglich ausgebildeten Führungsnuten ausgebildet sind, in welche jeweils ein an dem Halteelement (1) ausgebildetes Führungselement (8) eingreift.
Haltesystem nach Anspruch 5, dadurch gekennzeichnet, dass das Halteelement (1) an seinem zweiten Ende (3) eine Platte (9) aufweist, an welcher die Führungselemente (8) angeordnet sind.
Haltesystem nach einem der Ansprüche 1 bis 4, dadurch gekennzeichnet, dass der erste Führungsbereich (6) und der zweite Führungsbereich (7) an dem zweiten Ende (3) des Halteelementes (1) in Form von Langlöchern oder länglich ausgebildeten Führungsnuten ausgebildet sind, in welche jeweils ein an der Halterung (5) ausgebildetes Führungselement (8) eingreift.
Haltesystem nach einem der Ansprüche 5 bis 7, dadurch gekennzeichnet, dass die Führungselemente (8) Gleitlagerbuchsen (15) aufweisen.
Haltesystem nach einem der Ansprüche 1 bis 4, dadurch gekennzeichnet, dass die Halterung (5) wannenförmig ausgebildet ist, wobei das Halteelement (1) entlang einer Innenwand (12) der wannenförmigen Halterung (5) bewegbar ist.
Haltesystem nach Anspruch 9, dadurch gekennzeichnet, dass das Halteelement (1) ein Rollelement (13) aufweist, mittels welchem das Halteelement (1) in dem zweiten Führungsbereich (7) geführt ist.
Haltesystem nach Anspruch 9 oder 10, dadurch gekennzeichnet, dass der erste Führungsbereich (6) in Form von an der Halterung (5) ausgebildeten Langlöchern oder länglich ausgebildeten Führungsnuten ausgebildet ist, in welche jeweils ein an dem Halteelement (1) ausgebildetes Führungselement (8) eingreift.
Haltesystem nach einem der Ansprüche 9 bis 11, dadurch gekennzeichnet, dass ein Federelement (14) vorgesehen ist, über welches das Halteelement (1) mit seinem zweiten Ende (3) mit der Halterung (5) verbunden ist.
Haltesystem nach einem der Ansprüche 1 bis 12, dadurch gekennzeichnet, dass das Rohr (4) ein Absorberrohr ist.
Sonnenkollektor, insbesondere Parabolrinnenkollektor, umfassend ein Rohr (4) mit einem Haltesystem nach einem der Ansprüche 1 bis 13.