气垫形聚集器制造技术

本发明专利技术涉及一种气垫形聚集器（1），所述气垫形聚集器（1）用于将电磁辐射，尤其是太阳辐射（S）聚集在吸收器（2）中，所述气垫形聚集器（1）包括在运行期间面向入射的辐射的透射膜（3）和在所述吸收器（2）的方向上反射所述入射的辐射的反射膜（4）。为了构造简单设计的低成本的气垫形聚集器（1），利用所述气垫形聚集器（1）可以将所述电磁辐射高效地聚集在所述吸收器（2）中，所述透射膜（3）和所述反射膜（4）形成腔室（6）的外壳（5），所述腔室（6）填充气体至超压，其中，张力元件（7）布置在所述透射膜（3）和所述反射膜（4）之间，所述张力元件（7）在所述反射膜（4）上产生收紧（E），所述收紧使所述反射膜（4）的凹形弯曲部分（A）分开。

【技术实现步骤摘要】
【国外来华专利技术】
本专利技术涉及一种用于将电磁辐射，尤其是太阳辐射聚集在吸收器中的气垫形聚集器，该聚集器包括透射膜和反射膜，透射膜在运行期间面向入射的辐射，反射膜反射在吸收器方向上入射的福射。
技术介绍
AT 505075B1公开了一种由至少两个腔室组成的可充气的太阳能集热器，该两个腔室被单侧可反射的反射膜分隔并且适于彼此独立地受气体影响。细长的吸收器配置在管形外壳的表面的区域中的反射膜的上方。由于该两个腔室中的每一个承受不同的压力，因此达到了将入射的太阳辐射反射在吸收器中所需的反射膜的曲度。该太阳能集热器基本上理想地运行，并且例如，适合于较小的地面太阳能工厂。US 2004/027310A1描述了用于聚集太阳福射的球形外壳。该球形外壳被镜分成两 个基本上成半球形的腔室，在这两个腔室之间保持有压力差。因此，该现有技术至少需要外壳和反射膜或镜，反射膜或镜分别置于外壳的内部，这使制造变得复杂。此外，由于聚集器彼此之间必须间隔相当大的距离而定位以最小化早晨和晚上的相互遮蔽，因此这种布置导致较差的地面使用。一方面，DE 102008020851A1公开了一种在充气条件下呈现抛物面形状的可充气气垫。借助耦合镜且利用反射膜，将入射的辐射耦合到光导型撑管中，该光导型撑管通过光导管将辐射能导入吸收器。相应地，这里的吸收器布置在气垫的外侧。附加地，描述了一种薄膜-抛物面形-槽形-组件，该组件形成为“环形物(rondel)”并且具有盖结构。该盖结构包括盖，具有镜膜的抛物面形的槽装置悬置在盖上，该抛物面形的槽装置将入射的太阳辐射聚集在吸收器管上。此外，提供了用于稳定透明盖的杆装置。然而，膜的悬置取决于重力，从而位置的改变将对膜的形状产生影响。因此，该设计不适合于可灵活地重定位的装置。EP 0050697A1公开了一种空气动力的翼形的聚集器,该聚集器包括透射膜和由表层围绕的支撑结构。该支撑结构的上侧覆盖有反射膜，反射膜与透射膜一起形成填充气体至超压的气垫，因此该反射膜为凸状弯曲。入射的辐射被聚集在布置在气垫外侧的吸收器系统中。此外，提供了将部分力传递至该支撑结构的网状物，从而可使薄膜变薄。可由硬质泡沫或相似材料制成的准匀质的支撑结构可以被支柱和肋构成的支撑框架所替代。因此，需要布置在气垫外侧的复杂的支撑结构或合适的支撑框架，以实现期望形状的聚集器。US 5990851公开了一种设想用在太空中的不同的天线结构，该天线结构包括反射面，该反射面由管的形式的承载结构所支撑，该管具有圆环的形状。天线结构还包括张力结构，该张力结构由沿对角线或在周向方向上延伸的竖直连接元件的可伸缩的网状物形成(条带、带等)。反射膜被紧固至竖直连接元件，从而形成聚焦的(抛物面形)表面。GB 1602434公开了一种具有反射器和透明盖部分的太阳能集热器。为了装置的稳定，提供了一种用在外侧的框架结构，该框架结构具有臂和紧固在臂上的吸收器。DE 202007000702U1描述了一种用于安装在浮岛上的光电发电厂的跟踪系统。DE 10058065A1公开了一种可充气的反射器，例如，用于抛物面形天线的可充气的反射器，该反射器包括布置在接合支撑壁处的多个可充气的腔室，该接合支撑壁涂覆有电磁反射层和/或光反射层。该支撑壁可紧固有绳等构成的紧固网状物。
技术实现思路
相比之下，本专利技术的目的在于提供一种简单设计的低成本的最初提及的类型的气垫形聚集器，利用该聚集器，可将电磁辐射，尤其是太阳辐射高效地聚集在吸收器中。利用最初提及的类型的气垫形聚集器实现该目的，因为透射膜和反射膜形成填充气体至超压的腔室的外壳，其中，张力元件布置在透射膜和反射膜之间，所述张力元件在反射膜上产生收紧，该收紧使反射膜的凹形弯曲部分分开。在根据本专利技术的聚集器中，反射膜为围绕位于外壳内部的充气的腔室的外壳的一部分。电磁辐射穿透沿着辐射源的方向取向的透射膜进入，在反射膜(例如反光膜)处被反射，然后被聚集在吸收器中并且在吸收器中发生能量转化。介质流经的管、光电元件等可作为吸收器。由于在加压腔室和外表面之间的压力梯度，朝外指向的力分别作用在透射膜或相对的反射膜上。张力元件对抗其拉紧条件下的主要超压力。采用这种方式，可以利用张力元件具体调节气垫形聚集器的所期望的几何形状。透射膜和反射膜共同形成聚集器的外壳，从而不需要在外壳的内部单独布置反射膜。因此，实现了特别节约材料且因此节省成本的设计。由于反射膜和透射膜通过布置在封闭的腔室的内部的张力元件而间接地和/或直接地彼此拉紧，因此在大面积设计聚集器气垫的情况下，也可特别地实现稳定的配置。至于入射的辐射在吸收器中的有效聚集，张力元件在反射膜上产生收紧，该收紧使反射膜的凹形弯曲的部分分开。从入射光束的方向观察，在聚集器的内部的加压气体分别导致反射膜或透射膜在各个膜处的张力元件的接触点之间凹形弯曲或向内弯曲。借助由张力元件的接触点所形成的反射膜的收紧的配置，可以产生反射膜的弯曲部分，该弯曲部分使入射的辐射根据吸收器的几何形状方便地且有效的聚集。至于节省材料的低成本设计，有利的是，在拉伸载荷下张紧的纵向元件，尤其是在垂直于其纵向延伸方向可变形的纵向元件，优选为绳，或刚性纵向元件，优选为杆，被提供作为张力元件。因此,一旦某个最小压力存在于聚集器的密封的腔室中，则张力元件在张力下拉紧。纵向元件分别被紧固至在透射膜或反射膜处的基本上点状的或小面积的接触点，从而形成基本上点状的或小面积的收紧。如果可变形的绳等用作为纵向元件，则在聚集器运行之前可实现聚集器的特别节省空间的配置。另一方面，可使用例如杆等的刚性纵向元件，该元件促使外壳的拉紧，而不用考虑气压。尤其在气垫形聚集器的大面积设计的情况下，如果透射膜或反射膜分别支撑在至少一个刚性纵向支架上，则是有利的。该纵向支架在布置成基本上平行于聚集器的主延伸面的平面内延伸。优选地，尤其布置成彼此平行的多个刚性纵向支架分别与透射膜或反射膜连接。在优选的实施例中，两个或更多个张力元件均设置成紧固至特别是刚性纵向支架的接合紧固区。相应地，两个张力元件的末端区均接合在所述紧固区中。优选地，如果张力元件布置成在框架中沿着外壳的纵向方向倾斜，则可以实现将外壳分成相同的部分。如在其它构造情景下已知的“Z字形拉紧”促使空间的优化利用，以及外壳的特别稳定、规律的拉紧，并且同时较少地遮蔽镜表面。反射膜的其它特别有利的形状，例如以棋盘格或蜂窝形状布置的平行的槽及盘的形状，可以通过适当地选择张力元件的紧固区，尤其是结合能够偏转的刚性纵向支架或弹性纵向支架来实现。为了能够使气垫形聚集器特别地适应变化的条件，例如，适应太阳的位置的温度差异，对于实现单轴的跟踪，如果外壳安装成围绕旋转轴线转动，该旋转轴线垂直于外壳的主延伸面延伸，则是有利的。例如，在通过安装滚轴进行地面配置的情况下，可以实现聚集器的可转动配置。此外，特别地，如果通过作用在外壳上的浮力的局部变化，将外壳安装成围绕旋转轴线转动，该旋转轴线在外壳的主延伸面内延伸，这常常是有利的。因此，外壳适应于倾斜，如果聚集器设计成太阳能集热器，则这实现围绕另一轴线的关于太阳的位置的跟踪。可以以各种方式影响作用在外壳上的浮力。例如，可以在聚集器的独立的，尤其不对称布置的腔·室之间构建压力梯度。具体地，如果张力元件分别在居中定位于外壳的内部本文档来自技高网...

【技术保护点】

【技术特征摘要】
【国外来华专利技术】...

【专利技术属性】
技术研发人员：菲力克斯·帝文巴赫，约翰尼斯·霍夫勒，
申请(专利权)人：海力欧维斯公司，
类型：
国别省市：