DE2738597A1

DE2738597A1 - Reflektor fuer sonnenkollektoren

Info

Publication number: DE2738597A1
Application number: DE19772738597
Authority: DE
Inventors: Karl Dipl Ing Wildenrotter
Original assignee: MAN Maschinenfabrik Augsburg Nuernberg AG
Current assignee: MAN AG
Priority date: 1977-08-26
Filing date: 1977-08-26
Publication date: 1979-03-01
Also published as: ES244811U; ES244811Y; DE2738597C2

Description

Reflektor für Sonnenkollektoren
Derartige Kollektoren bestehen im wesentlichen aus einem Absorber und einem Reflektor, der die Sonnenstrahlen konzentriert und auf den Absorber richtet. Die Strahlenenergie wird dann durch den Absorber in Wärmeenergie umgewandelt und an eine mit dem Absorber in wärmeleitendem Kontakt stehenden Wärmeträger abgeleitet. Der durch die Konzentration der Strahlen erzielbare Wirkungsgrad eines Kollektors wird im wesentlichen von der Güte der Reflektorgeometrie beeinflußt.
Bekannt sind halbzylinderförmige Reflektoren mit parabelförmigem Querschnitt. Der Vorteil derartiger Kollektoren besteht darin, daß parallel senkrecht einfallende Strahlen auf einen linienförmigen Brennfleck reflektiert werden, in dem dann ein rohrförmiger Absorber angeordnet werden kann.
Bei der Herstellung von derartigen Reflektoren ist man daher bestrebt, die Parabelgeometrie so weit wie möglich an die theoretische Parabel-Zylinderfläche anzupassen.
Schwierigkeiten, eine Abweichung möglichst gering zu halten, entstehen insbesondere bei großflächigen Reflektoren, bei denen bedingt durch das Material, z.B. Glas, die Steifigkeit nicht ausreicht, um die gewünschte Geometrie beizubehalten.
Der Erfindung liegt die Aufgabe zugrunde, durch einfache Maßnahmen die Angleichung eines Reflektors an die gewünschte Geometrie möglichst weitgehend zu ermöglichen.
Die Aufgabe ist erfindungsgemäß dadurch gelöst, daß der Reflektor aus einem in einem Tragkörper justierbar eingespannten Spiegel besteht.
Hierdurch lassen sich Korrekturen bei dem Einbau eines Reflektors bzw. des Spiegels im Kollektor vornehmen, so daß durch sorgfältige Messungen und entsprechenden Verstellung der Befestigungselemente die Reflektorfläche eines nach dem üblichen Verfahren hergestellten Reflektors nachträglich korrigiert und an die gewünschte Flächengeometrie angeglichen werden kann.
Der Tragkörper kann vorteilhaft ein Rahmen mit einer der Flächengeometrie entsprechenden Geometrie bestehen, der mit elastischen und verstellbaren Spannelementen ausgerüstet ist. Um Material und Gewicht einzusparen, kann der Rahmen mit einzelnen miteinander verbundenen Leisten hergestellt sein, die entsprechend den angrenzenden Flächenlinien des Reflektors verformt sind. Ein derartiger Rahmen wird dann im allgemeinen aus vier, zu einem Reckteck verbundenen Leisten bestehen, auf denen die Kanten des Spiegels zum Au fliegen kommen. Im Falle eines Parabolkollektors werden dafür zwei gerade und zwei parabolförmig gebogene Leisten verwendet.
Die erfindungsgemäße Ausbildung eines Reflektors hat ferner den Vorteil, daß sehr große Reflektoren durch Zusammenfügen von mehreren Spiegelsegmenten hergestellt werden können.
Die gewünschte Form wird in diesem Fall am Rahmen, der aus entsprechend vielen Längs- und Querstreben oder Leisten hergestellt sein kann, durch Justierung von verstellbaren Spannelementen vordefiniert, so daß nach Auflegen und Befestigen der einzelnen Spiegelsegmenten der gesamte Reflektor die erforderliche Geometrie annimmt.
Die Justierung erfolgt gemäß einer Ausgestaltung der Erfindung mittels den Spannelementen zugeordneten Auflagen für den Reflektor, deren Abstand vom Rahmen einstellbar ist. Die Angleichung des Reflektors an die gewünschte Flächengeometrie erfolgt über Einstellung der einzelnen Auflagen von den auf dem Rahmen verteilten Spannelementen und damit durch lokale Anhebung oder Absenkung des Spiegels gegenüber dem als Fixpunkt dienenden Rahmen.
Eine fertigungstechnisch einfache Ausführung der Spannelemente besteht in einer mit dem Rahmen befestigten Schraube, auf der eine Auflagescheibe aufgeschraubt ist, einer Spannmutter sowie zwei Federelementen mit vorbestimmter Spannkraft.
Ein mit der Auflagescheibe verbundenes Distanzstück dient als Anschlag für die Spannmutter.
Ein derartiges Element ist nicht nur fertigungstechnisch einfach und wirtschaftlich billig herzustellen, sondern es dient auch für einen raschen Zusammenbau des Reflektors.
Nach Einstellung der Auflagescheiben, die entweder selbstsichernd sind oder durch einen Lackpunkt fixiert werden, und dem Auflegen der Reflektoren bzw. Reflektorsegmenten brauchen lediglich die Spannmuttern nur noch mit erforderlichem Anzugsdrehmoment bis auf Anschlag festgezogen werden. Der Reflektor wird an allen Stellen mit gleicher durch die Federelemente bestimmter Vorspannkraft am Rahmen sicher festgehalten. Eine sichere Montage ist selbst bei Spiegelglas-Reflektoren gewährleistet.
Ein Ausführungsbeispiel gemäß der Erfindung ist in der Zeichnung dargestellt. Es zeigen: Fig. 1 eine Seitenansicht und Fig. 2 eine Draufsicht des Ausführungsbeispieles, Fig. 3 und 4 je Einzelheiten aus Fig. 1 und 2.
In Fig. 1 ist der Querschnitt eines Parabolreflektors 10 dargestellt. Der Reflektor besteht aus einem zylinder-parabolförmigem Spiegel 11 aus Glas, Metall oder einem Material mit verspiegelter Oberfläche und einem als Rahmen 12 ausgebildeten Tragkörper, an dem der Spiegel 11 mittels Spannelementen 13 befestigt ist. Der Tragkörper 12 besteht aus mehreren zu einem Rahmen zusammengefügten Längsleisten 14 und Querleisten 15, wie es in Fig. 2 gezeigt ist.
In der dargestellten Ausführung besteht der Spiegel 11 aus sechs Spiegel- bzw. Reflektorsegmenten 16, die zusammengehalten im Rahmen 12 den parabolförmigem Reflektor 10 bilden.
Bei einem einteiligen Spiegel wird der Rahmen zweckmäßig polygonartig die Kontur des Spiegels annehmen, Mittelleisten können dabei entfallen. Es ist selbstverständlich auch möglich, den Rahmen anstelle aus Leisten flächig herzustellen.
Die Querleisten 15 werden bogenförmig einer Parabel 20 angleichend geformt. Um Toleranz fehler ausgleichen zu können, dient nicht die Leiste 15 bzw. der Rahmen 12 als direkte Auflage des Spiegels 11, sondern verstellbare Auflagescheiben 21, die entlang der Leisten 14 und 15 in Abständen angeordnet sind und ein Teil der Spannelemente 13 bilden.
Die Auflagescheibe 21, die in Fig. 4 näher dargestellt ist, ist mit einer mit der Leiste 15 festverbundenen Schraube 22 axial verschiebbar gelagert. Durch Drehen werden diese Auflagescheiben 21 einjustiert derart, daß sie gemäß Fig. 3 auf einer theoretischen Parabel 20 liegen. In dieser Stellung werden sie fixiert. Nach dem Einlegen von Federelementen 24 werden die Spiegelsegmente 16 zur Auflage gebracht und unter Verwendung eines zweiten Federelementes 25 mit einer Spannmutter zwischen die Federelemente 24 und 25 eingespannt.
Ein mit der Auflagescheibe 21 verbundenes Distanzstück 27 dient als Anschlag für die Mutter 26, um eine rasche und sichere Montage zu gewährleisten, bei der keine Gefahr besteht, die Spiegel 16 durch einen zu hohen Anzugsmoment zu zerstören. Die Spiegel 16 haben hierin einen sicheren Halt und sie können kleine Verschiebungen in Richtung der Tangentialebene ausführen, die aufgrund von Wärmedehnungen und anderen Faktoren notwendig sind. Sie sind aber in Richtung der Spannelementenachse 28 fixiert.
Die Vorspannkraft für die Spiegel 16 kann genau durch Werkstoffwahl und deren Formgebung zu Federelementen 24 und 25 ausgelegt werden. In Fig. 4 sind Federelemente in der Form einer konkaven Scheibe 24 und einer mit herausgestellten federnden Laschen 29 ausgestatteten Scheibe 25 gezeigt.
Die Federelemente können ferner ein- oder beiderseitig beispielsweise kunststoffbeschichtet sein, um Kantenpressungen zu vermeiden. Vorteilhaft ist ferner, wenn mindestens eine der beiden Scheiben 24 bzw. 25 eine in der Art von der federnden Lasche 29 herausgestellte Trennlaschen aufweist, die zwischen die beiden seitlich anliegenden Spiegel zu liegen kommt und damit als Verdrehsicherung dient.

Claims

Patentansprüche (1 Reflektor für Sonnenkollektoren, dadurch gekennzeichnet, daß der Reflektor (10) aus einem in einem Tragkörper (12) justierbar eingespannten Spiegel (11) besteht.
2. Reflektor nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß der Tragkörper (12) aus einem Rahmen besteht, der mit elastischen, verstellbaren Spannelementen (13) ausgerüstet ist.
3. Reflektor nach Anspruch 2, dadurch gekennzeichnet, daß der Rahmen (12) entsprechend der Flächengeometrie des Spiegels geformt ist.
4. Reflektor nach Anspruch 2 oder 3, dadurch gekennzeichnet, daß der Rahmen (12) aus miteinander verbundenen Leisten (14, 15) besteht, die entsprechend den angrenzenden Flächenlinien des Spiegels geformt sind.
5. Reflektor nach Anspruch 2, dadurch gekennzeichnet, daß die Spannelemente (13) je eine verstellbare Auflage (21) haben, auf denen der Spiegel (11) aufliegt.
6. Reflektor nach Anspruch 5, dadurch gekennzeichnet, daß die Spannelemente (13) aus am Rahmen (12) befestigten Schrauben (22) bestehen, auf denen je eine Auflagescheibe (21) aufgeschraubt ist, zwischen der und einer Befestigungsmutter (26) die Spiegelkanten eingespannt sind.
7. Reflektor nach Anspruch 6, dadurch gekennzeichnet, daß ein mit der Auflagescheibe (21) bewegbarer Anschlag (27) für die Befestigungsmutter (26) vorgesehen ist.
8. Reflektor nach Anspruch 6 oder 7, dadurch gekennzeichnet, daß zu beiden Seiten des Spiegels (11 bzw.

16) je ein Federelement (24, 25) zwischengelegt ist.
9. Reflektor nach Anspruch 8, dadurch gekennzeichnet, daß die Federelemente (24, 25) entsprechend einer vorbestimmten Spannkraft verformte Scheiben sind.