DE19514778A1

DE19514778A1 - Spannmechanismus für Folien in Sonnenkollektoren

Info

Publication number: DE19514778A1
Application number: DE19514778A
Authority: DE
Inventors: Karlheinz Dr Raetz
Original assignee: Individual
Current assignee: Individual
Priority date: 1995-04-21
Filing date: 1995-04-21
Publication date: 1996-10-24

Description

Das deutsche Patent P 27 39 797 beschreibt einen Sonnenkollektor, dessen Absorberboden einem Plattenheizkörper ähnelt. Das sonnenseitige Deckblech ist glatt, das rückseitige Profil blech dagegen so profiliert, daß flache Wasserkanäle entstehen, durch die das wärmeübertra gende Wasser strömen kann. Der Absorberboden ist leicht konvex gewölbt, damit eine dünne Metallfolie, die über den Absorberboden gespannt ist, an den Absorberboden angepreßt wird, wodurch ein thermischer Kontakt entsteht. Der in P 27 39 797 beschriebenen Erfindung liegt die Idee zugrunde, daß optisch wirksame Schichten, wie beispielsweise schwarz-selektiv absorbierende Schichten für die thermische Nutzung oder Solarzellen für die gleichzeitig elektrische sowie thermische Nutzung austauschbar sein sollten, um den Teil eines Kollek tors, der wesentlich den Wirkungsgrad bestimmt, in gewissen Zeitabständen dem neuesten Stand der Technik anpassen zu können. Die Funktionselemente einer solaren Energieanlage, welche die große Masse ausmachen, sollen dagegen mehrere Jahrzehnte ihren Dienst tun (nachhaltiges Wirtschaften).

Erfindungsgemäß wird ein Folien-Spannmechanismus beansprucht, der den speziellen technischen Erfordernissen im Konvex-Sonnenkollektor genügt. Einige sollen aufgelistet werden:

- Der Spannmechanismus muß so konstruiert sein, daß sowohl eine einzige, die gesamte Absorberbreite ausfüllende Folie, aber auch mehrere, parallel nebeneinander liegende Folien eingespannt werden können.
- Die Halteelemente, z. B. Metallrohre, dürfen nicht seitlich gehalten werden, beispiels weise durch Achsen, damit keine Lücken zwischen den Folien entstehen.
- Die Spannelemente müssen zwei Freiheitsgrade haben, damit die thermische Längenaus dehnung und auch eine evtl. nicht rechtwinklige Spannung ausgeglichen werden.
- Die einzuspannenden Enden der Folie bzw. der Folien müssen so ausgebildet sein, daß sie leicht und sicher einspannbar sind und deren Federweg so exakt festgelegt ist, daß keine Zwänge, wie beispielsweise eine Berührung der Spannrollen mit dem Absorberboden oder dem Kollektorrahmen, auftreten können.

Der erfindungsgemäße Spannmechanismus wird in den Figuren dargestellt. Es zeigen

Fig. 1 Schnitt durch einen erfindungsgemäßen Folien-Spannmechanismus.

Fig. 2 perspektivische Darstellung der Endenausbildung der Folie.

Fig. 1 zeigt einen Ausschnitt des Kollektorrahmens 1, der beispielsweise aus Holz gefertigt sein kann. Der Absorberboden 2 besitzt eine abgewinkelte Kante 3 mit einem kleinen Biege radius. Die Abwinkelung ist erforderlich, damit eine gerade Kante entsteht, auf welche die Metallfolie 4 nahezu tangential aufläuft. Der Spannmechanismus ist aus mehreren Teilen zusammengesetzt. Er enthält zwei Präzisionsrohre, die aus Metall, Glas , Keramik usw. hergestellt sein können. Das obere Rohr ist das Halterohr 5, das untere das Spannrohr 6. Das Halterohr 5 sitzt auf mindestens zwei Konsolen 7, die nur wenige Millimeter breit sind und auf vertikal verschiebbaren Metalleisten 8 befestigt sind. Damit die Metalleisten 8 verschieb bar sind, müssen die Bohrungen 9 als Langlöcher ausgebildet sein. Die untere Schraube 10 ist nur soweit eingeschraubt, daß die Metalleiste 8 unter dem Schraubenkopf gleiten kann. Die obere Schraube 11 kann nach dem Einlegen der Folie 4 festgezogen werden. Die Folie 4 ist an den Enden zu einer Schleife 12 gelegt. Das Folienende ist an der Folie befestigt. Hierzu können verschiedene Schweißverfahren wie Ultraschall, Rollnahtschweißen u. a. verwendet werden. Die Schleife 12 besitzt Ausnehmungen 13, damit die Konsolen 7 durch die Schleife 12 gesteckt werden können. Nach dem Einschieben des Halterohres 5 in die Schleife 12 und dem Auflegen auf die Konsole 7, wird ein Spannbügel 14 mittels einer losen, in die Konsole 7 einschiebbaren Achse 15 drehbar an der Konsole 7 befestigt. Durch eine Lang lochbohrung 16 in dem Spannbügel 14 ist eine Spannschraube 17 geführt, die in einem Sackloch 18 innerhalb des Rahmens 1 endet. Eine Druckfeder 19 liegt zwischen dem Kopf der Spannschraube 17 und der Metalleiste 8. Das Spannrohr 6 wird unter den Spannbügel 14 geschoben und die Spannschraube 17 mittels der Spannmutter 20 angezogen, so daß eine federnde Kraft gegen das Spannrohr 6 wirkt. Die Länge der Folie 4 und der Umfang der Schleife 12 müssen so bemessen sein, daß das Spannrohr 6 bei einer mittleren Temperatur (Raumtemperatur) etwa in der Mitte zwischen der Kante 3 des Absorberbodens 2 und dem Rahmen 1 zu liegen kommt. Damit wird verhindert, daß bei starkem Frost die Folie der Gefahr des Auseinanderreißens ausgesetzt ist, bzw. bei sehr hohen Temperaturen die Folie durch Anschlag an den Rahmen 1 ihre Spannung verliert. Ist die Metallfolie 4 eingespannt, können die Metalleisten 8 so nach oben oder unten bewegt werden, bis die Folie 4 an der Kante 3 berührend aufliegt, was an einer kleinen Ausbeulung erkennbar ist. Danach ist die Schraube 11 fest anzuziehen.

Die Fig. 2 zeigt in perspektivischer Darstellung die Ausbildung der Folienenden. Das Ende der Folie 4 ist zu einer Schleife 12 gelegt und mit der Folie 4 verschweißt. Die Schweiß naht 21 kann mit bekannten Verfahren hergestellt werden. Die schlitzförmigen Ausnehmun gen 13 in der Schleife 12 sind so breit und lang vorzusehen, daß sich die Folie 4 und die Spannschraube 17 nicht berühren.

Der Spannmechanismus wird mit einer verspiegelten Blende 22 abgedeckt.

Claims

1. Spannmechanismus zum Überspannen eines konvex gewölbten Absorberbodens (2) eines Sonnenkollektors mit einer beschichteten Folie (4), dadurch gekennzeichnet, daß die in einer Schleife (12) endende Folie (4) auf ein Halterohr (5) aufgesteckt ist, das auf Konso len (7) aufgelegt ist, die an den Rahmen (1) befestigt sind, wobei ein zwischen dem Halterohr (5) und dem Absorberboden (2) liegendes Spannrohr (6) gegen die Folie (4) mittels Druckfedern (19) unter einer Zugspannung gehalten wird.

2. Spannmechanismus nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß das Spannrohr (6) durch Spannbügel (14), die an den Konsolen (7) drehbar sitzen, gegen die Folie (4) gedrückt wird.

3. Spannmechanismus nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß zwischen der Achse (15) des Spannbügels (14) und dem Spannrohr (6) eine Spannschraube (17) durch den Spannbügel (14) gesteckt ist, wobei die Spannschraube (17) mittels einer im Rah men (1) versenkten Spannfeder (19) unter einer Zugspannung gehalten ist.

4. Spannmechanismus nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß die Zugspannung mittels einer Spannmutter (20) einstellbar ist.

5. Spannmechanismus nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß die Konsolen (7) in vertikaler Richtung verstellbar sind.

6. Spannmechanismus nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß die Folie (4) an den Enden zu Schleifen (12) ausgebildet ist, die mit zwei oder mehreren Ausnehmungen (13) versehen sind.