DE19525994A1 - Drehstuhl für Solarkollektoranlage - Google Patents

Description

Die Erfindung betrifft einen Drehstuhl zur Aufnahme einer Solarkollek­ toranlage, welcher mithilfe eines Motorgetriebeantriebes über eine Zeitschaltgerätsteuerung jeweils nach Sonnenstand regulierbar eine maximal erreichbare Sonnenausbeute für Warmwasser und Warmlufterzeugung erreichen läßt,wobei auch mehrere Drehstuhle mit aufmontierten Solar­ kollektoranlagen jeweils bis zu 6 m² Fläche/Drehstuhl gemeinsam von einem Antrieb nach Sonnenstand justiert werden können, als eine Einheit der im Oberbegriff des Patentanspruchs 1 angegebenen Gattung.

Es ist bekannt, eigene Erfindung DE-P 195 22 426.4 Solar-Energiestation mit drehbaren Traggerüst-Oberteil über einen Dreh- und Zahnkranzantrieb welche auch nur hier Anwendung findet, und für Großanlagen ungeeignet ist.

Es ist bekannt, daß überwiegend die Festmontage auf der Dachhaut üblich ist, wobei der schlechte Wirkungsgrad, Leistungs-Kostenverhältnis wegen kurz zeitiger Sonnenbestrahlung vorprogrammiert ist.

Es ist nicht bekannt, daß bestehende Solarkollektoranlagen weder einzeln noch im Verbund nach dem Sonnenstand justiert werden.

Der Erfindung liegt die Aufgabe zugrunde, Solarkollektoranlagen bis zu etwa sechs Quadratmeter Fläche aufzunehmen und einzeln oder im Verbund, bis zu acht Solarkollektoreinheiten gemeinsam vom Sonnenauf­ gang, bis Sonnenuntergang,nach dem jeweiligen Sonnenstand zu richten, um ganzjährig die maximale Leistungsfähigkeit und Sonnenenergie-Um­ setzung zur Warmwasser- und Warmlufterzeugung für große Schwimmhallen und sonstige Großabnehmer zu erreichen.

Durch eine allerorts frei aufstellbare drehstuhlartige Tragkonstruktion, deren strahlenartige Stützarme, die leicht geneigte Solarkollektor­ anlage mit einer Seitenlänge bis zu 2,5 m (insgesamt sechs m² Kollek­ torfläche) in einen geschlossenen Winkelprofil-Eisenrahmen aufnehmen, unabhängig der Solarkollektorhersteller, wird auch die Wirtschaftlichkeit der marktüblichen Solarkollektoranlagen über die Sonnenschein­ dauer wirksam,um ein vielfaches verbessert.

Durch die kreuzartig verbundenen Trägerprofile deren Auflagerflächen sowohl mit jeder Stahlbeton- oder Trägerdecke verschraubbar,ebenso auch auf Einzelfundamente anbringbar ist, ermöglichen eine freie Standortbestimmung, wobei das angeordnete schwenkbare Drehteil über Nadel-Axial-Kugellager (unten) und Nadellager (oben) im Schwerpunkt die mittige Last aufnimmt und über beide Stützarme die äußere Last auf das Nadel-Axial-Kugellager überträgt und die Drehung in beiden Richtungen zuläßt.

Durch die Anbringung einer Seil- oder Keilnutscheibe am schwenkbaren Drehteil, mit Befestigungsteil für Drahtseil oder Riemen, lassen sich mehrere neben- und hintereinander aufgestellte Drehstuhle über ein gemeinsames Antriebsseil mittels eines Antriebes gemeinsam nach Sonnenstand ausrichten.

Bei einem Drehstuhl für Solarkollektoranlagen der im Oberbegriff des Patentanspruchs 1 bezeichneten Art, wird diese Aufgabe gemäß der Er­ findung gelöst, durch die im kennzeichnenden Teil des Anspruchs 1 angegebenen Merkmale.

Das wesentliche der Erfindung ist die volle Sonnennutzung über den ganzen Tag,und ebenso über das ganze Jahr durch die ständige dem Sonnenlauf folgende Solarkollektorfläche und der damit verbundenen höheren Leistungskraft und Wirtschaftlichkeit, Sonnenenergie nutzbar zu machen.

Der besondere Vorteil der Erfindung ist die maximal erreichbare hohe Ausbeute oder Unsetzung der Sonnenenergie als Wirtschaftsgröße. Die Schonung der Umwelt, den Abbau von Umweltschadstoffen aus Verbren­ nung fossiler Brennstoffe, Arbeitsmarktbelebung durch Schaffung neuer Produkte, vielseitigere Anwendung und Nutzung von Solarkollektor­ anlagen für öffentliche Schwimmbäder, Industrie, Gewerbe, Hotel, Meerwasserentsalzung, Wasseraufbereitung des Badewassers, Entkeimung desselben,Sauerstoffanreicherung durch Warmluftdüsen im Badewasser und vieles mehr.

Die Erfindung ist nachstehend anhand der Zeichnung beispielsweise naher erläutert; diese zeigt in

Fig. 1 in Seitenansicht einen Drehstuhl mit eingelegten Solarkollektor im betriebsbereiten Zustand für sich gemäß der Erfindung;

Fig. 2 in Draufsicht das Ständerfußkreuz des Drehstuhles mit mittiger Führungswelle zur Aufnahme des schwenkbaren Drehteiles für sich gemäß der Erfindung;

Fig. 3 im Schnitt den Ständerfuß des Drehstuhles wie vor, für sich gemäß der Erfindung;

Fig. 4 im Schnitt das schwenkbare Drehteil mit Führungslager und Drucklager, Seilscheibe,Anschlußflansche für Stützarme, und Kopfteil für sich gemäß der Erfindung;

Fig. 5 in Ansicht Stützarme mit Tragrahmen für Solarkollektoranlage für sich gemäß der Erfindung;

Fig. 6 in schematischer Darstellung Einsatz in einer Großanlage wie Schwimmbäder, Meerwasserentsalzung, mit Wasseraufbe­ reitung-Mineralanreicherung für sich gemäß der Erfindung.

Bei den in Fig. 1 wiedergegebenen Ausführungsbeispiel, sei der Drehstuhl mit eingelegter Solarkollektoranlage S im funktionstüchtigem Zustand dargestellt, wobei der Ständerfuß 1 verstellbare Auflager 3 und ebenso feststellbare Laufrollen 4 bei Einzelaufstellung eine freie Standort­ bestimmung erkennen läßt.

Die Tragsäule 4 (Führungssäule) nimmt die Trägerarme 2 (strahlenförmig) auf und garantiert die Standfestigkeit des Drehstuhles, wobei Einschnü­ rungen 8 der Tragsäule 5 das Nadel-Axial-Kugellager 6 unten und Nadellager 7 oben im schwenkbaren Drehteil 10 aufnehmen.

Das Drehteil 10, das schwenkbare Tragelement, sichert durch Einschnürung 8 das Nadel-Axial-Kugellager 6, sowie Nadellager 7 und ist beidseitig mit einem Anschlußflansch 14 zur Aufnahme der Stützarme 18 und Kopfanschlußteil 24 ausgeführt.

Eine Schraubsicherung 9 verhindert das Abheben des Drehteiles 10. Die untere Flanschverbindung 15 nimmt die Stützarme 18 und die Seil­ scheibe 11-13 auf, wobei ein Umfassungsrahmen 20 die Solarkollektor­ anlage S einlegen läßt.

Fig. 2 zeigt in Draufsicht das Ständerfußkreuz 1 mit mittiger Trag­ säule 5 deren Einschnürungen 8 den Sitz der Druck- 6 und Führungsla­ ger 6 bestimmen, wobei die Trägerarme 2 im Stützpunkt verstellbare Auflager 3, alternativ feststellbare Laufrollen 4 aufweisen.

Fig. 3 zeigt im Schnitt den Ständerfuß 1 deren Trägerarme 2 mit der Trägersäule 5 unlösbar verbunden sind und eine Einheit bilden.

Fig. 4 zeigt im Schnitt das schwenkbare Drehteil 10, (das Oberteil) mit den Lagersitzringen für Nadel-Axial-Kugellager 6 und Nadel­ lager 7, sowie den Anschlußflanschen 14 oben und unten für Seilscheibe 11 und Kopfstütze 19.

Fig. 5 zeigt in Ansicht die Stützarme 18 mit beidseitigen Anschluß­ flansche 14 mit anmontierten Winkel-Umfassungsrahmen 21 zur Aufnahme einer Solarkollektoranlage S.

Fig. 6 zeigt in schematischer Darstellung den möglichen Einsatz einer Mehrzahl von Solarkollektoreinheiten hintereinander und nebenein­ ander formiert auf Drehstühlen montiert mit einem gemeinsamen Motor­ getriebeantrieb entsprechend dem Sonnenstand gerichtet in Funktion, wobei mittels Spezial-Solarkollektoranlage im Tagesablauf das Wasser des Schwimmbeckens bei geringen Druck auf die gewellte umgedrehte Rinne aufgegeben und dünnschichtig verteilt, entkeimt wird, so daß das sich bildende Kondensat und das Überschußwasser seitlich in die an­ grenzenden tieferliegenden mit Kieselsteinmischung Körnung 15 bis 30 mm gefüllten Sammelrinnen durchströmt, was eine mineralische Aufbereitung des Badewassers bei gleichmäßiger Beheizung einschließlich Feinfilterung und Einleitung in das Schwimmbecken eine stetige Erneuerung des Becken­ inhaltes bedeutet und eine zusätzliche Desinfizierung mittels Chlor­ zusatz entbehrt.

Selbst die freiwerdende Warmluft wird in das Becken über Rohr, und Düsen geleitet um eine Auffrischung des Sauerstoffes im Badewasser zu erreichen. Selbstverständlich werden die Einheiten nach Bedarf gewählt,so zum Beispiel Beckenwasseraufbereitung und Beheizung mit Sonnenkraft wie beschrieben, und entsprechende Zahl auch für erforderlichen Duschwasser­ bedarf kombiniert.

All die dargestellten und beschriebenen Fig. 1 bis 6, sollen deutlich machen, daß mit geringen Aufwand wie hier ein Drehstuhl für Solarkollek­ toranlagen, der Weg für eine vielseitige, grenzenlose Nutzung der Sonnen­ energie und die Anwendung von unterschiedlichen Kollektorkonstruktionen alle Bedürfnisse bezüglich Wasserreinigung-Wasseraufheizung-Wasserauf­ bereitung, Mineralienanreicherung, Sauerstoffanreicherung und vieles mehr zur Gesundung für alle und für alles im ausreichenden umwelt­ freundlichen und umweltschonenden Maße wirtschaftlich erreichbar ist. Mit Sicherheit würden hier auch kommunale Kassen gesunden.

Wenn wir in unserer Region auch nur ca. 2000 Sonnenstunden im Jahr haben, so gilt es diese 2000 Sonnenstunden tatsächlich zu nutzen.

Bezugszeichenliste

1 Ständerfuß
2 Trägerarme
3 verstellbare Auflager
4 feststellbare Laufrollen
5 Tragsäule
6 Nadel-Axial-Kugellager
7 Nadellager
8 Einschnürung
9 Schraubensicherung
10 schwenkbares Drehteil
11 Seilscheibe
12 Befestigungsteil
13 Seilklaue
14 Anschlußflansch
15 Flanschverbindung
16 Befestigungsschrauben
17 Seilnuten zu 11
18 Stützarme
19 Kopfstütze
20 Gegenflansch
21 Umfassungsrahmen
22 Lochplatte
23 Knotenblech
24 Anschlußteil mitte
25 Bolzen
26 Rohrführung
27 Luftführung
28 Endschalter
F Fundamente,
D Dachdecke,
S Solarkollektoranlage

Claims (7)

1. Drehstuhl für Solarkollektoranlage welcher jede handelsübliche quadratisch hergestellte Solarkollektor­ anlage von sechs m² Flächengröße aufnehmen kann und mittels Motor­ getriebeantrieb oder auch Handverstellung nach der Sonne ausrichtet, um die tatsächlich anfallenden jährlichen Sonnenstunden mit dem maximal erreichbaren Leistungswirkungsgrad wirtschaftlich umzusetzen, welcher mehrere hintereinander und nebeneinander aufgestellte Solar­ kollektoranlagen über Stahlseilverbindung-Seilscheibe alle zeitgleich mit einem Motorgetriebeantrieb und Zeitschaltuhr nach dem Sonnenstand ausrichtet und zu einer Großanlage werden läßt, dadurch gekennzeichnet, daß ein freiaufstellbarer Drehstuhlartiger Ständerfuß (1) mit mittig angeordneten schwenkbaren Drehteil (10), welches über Flanschverbindung (15) strahlenförmig angeordnete Stützarme (18), samt einen Umfassungsrahmen (21) in den Abmessungen der Solarkollektoranlage S aufnimmt - verbindet, den handelsüblichen Solarkollektor S einlegen und befestigen läßt, daß mit einem Motorgetriebeantrieb M, über Seilscheibe (11), Stahlseil (29), Befestigungsteil (12) und Seilklaue (13) bis zu acht Drehstühle mit aufgesetzter Solarkollektoranlage S nach dem Sonnenstand gemeinsam ausgerichtet werden und gemeinsam den Ausgangspunkt Sonnenaufgang des anderen Tages im Rücklauf erreichen.

2. Drehstuhl für Solarkollektoranlage nach Anspruch 1, dadurch ge­ kennzeichnet, daß die auf einen Drehstuhl montierte Solaranlage S über verstellbare Auflager (2) auf jede Dachdecke D, und ebenso auf Einzelfundamente F (Hofbefestigung) instationär als Einzelanlage einsetzbar ist.

3. Drehstuhl für Solarkollektoranlage nach Anspruch 1, dadurch gekenn­ zeichnet, daß die Seilscheibe (11) für mindestens drei Umdrehungen zur Fuhrung des Stahlseiles Seilnuten (17) aufweist und mit einem Be­ festigungsteil (12) (Seilklemme) gegen Verrutschen gesichert ist.

4. Drehstuhl für Solarkollektoranlage nach Anspruch 1 dadurch gekenn­ zeichnet, daß die vier Stützarme (18) längenverstellbar sind und im Anschlußpunkt als Gegenflansch (20), auch Gabelgelenke aufweisen können, zwecks Verstellung des Neigungswinkel zur Sonnenachse.

5. Drehstuhl für Solarkollektoranlagen nach Anspruch 1 dadurch gekenn­ zeichnet, daß bei wechselbaren Einsatz der Ständerfuß (1) des Drehstuhles feststellbare Laufräder- oder Rollen (4) und verstellbare Auflager (3) für eine instationäre Benutzung aufweist.

6. Drehstuhl für Solarkollektoranlage nach Anspruch 1 dadurch gekenn­ zeichnet, daß der Drehbereich des schwenkbaren Drehteiles (10) ca. 180 Winkelgrade über Endschalter (28) gesteuert wird, im Bereich eines Ausschnittes deren Endpunkte bei Drehung ein Bolzen (25) als Anschlag sichert.

7. Drehstuhl für Solarkollektoranlage nach Anspruch 1 dadurch gekenn­ zeichnet, daß die Tragsäule (5) als Rohr ausgebildet ist und alle flexiblen Rohrleitungen für Wasser (26) und Luft (27) aufnehmen und im Bereich des Ständerfußes (1) für den Gebrauchsanschluß austreten.