CN103261813B - 可充气的用于使辐射汇聚的集光器及其制造方法 - Google Patents

Abstract

本发明涉及一种可充气的集光器（1），用于使辐射、特别是太阳辐射在能固定在该集光器上的吸收器中会聚，所述集光器具有：在充气的运行状态下基本上为软管状的外壳（2）和将外壳（2）分成至少两个空腔（5）的反射膜（4），所述外壳具有透光的入口窗（3），用于耦入辐射，所述反射膜具有朝吸收器的方向反射耦入的辐射的镜面（4ˊ），其中，外壳（2）由单个的、经由拼接连接（11；11ˊ、17）相互连接的薄膜元件组成，外壳（2）在未充气的状态下能设置在可卷起的运输位置中，设有至少一个基本上在外壳（2）的整个长度上延伸的拼接连接（11ˊ），该拼接连接在外壳（2）的未充气的状态下限定外壳（2）的纵向边缘。

Description

可充气的用于使辐射汇聚的集光器及其制造方法

技术领域

本发明涉及一种可充气膨胀的集光器，用于使辐射、特别是太阳光在可固定在该集光器上的吸收器中会聚，具有在充气的运行状态下基本上为软管状的外壳、所述外壳具有透光的入口窗，用于耦入辐射，还具有将外壳分成至少两个空腔的反射膜，所述反射膜具有将耦入的辐射朝吸收器的方向反射的镜面。

本发明还涉及一种用于制造至少一个可充气的集光器的方法，所述激光器用于使辐射、特别是太阳光在可固定在该集光器上的吸收器上会聚，所述集光器具有在充气的运行位置中基本上为圆柱形的外壳、所述外壳具有透光的入口窗，用于耦入辐射，还具有将外壳分成至少两个空腔的反射膜，所述反射膜具有朝吸收器的方向反射辐射的镜面。

背景技术

由US2009/0260620A1已知一种辐射收集器，所述太阳集光器具有透明的薄膜、反射膜和下部薄膜。这些薄膜通过沿收集器的纵向方向延伸的边缘相互连接。根据这种已知的辐射收集器的一个实施形式，透明的薄膜和下部的薄膜是分成两部分的，各薄膜半部通过夹子相互连接。这里所述夹子居中地设置在透明薄膜或下部薄膜的薄膜半部之间。但这个实施形式会不利地导致，太阳集光器在未充气的状态下在居中设置的夹子的区域内形成凸棱或增厚部，所述凸棱或增厚部使得太阳集光器的卷起明显变得困难或者完全妨碍其卷起。在任何情况下，在卷起时会产生大的空间需求。这种已知的能充气的太阳集光器的另一个缺点是，下部的夹子在运输时可能损坏薄膜结构。

在AT505075B1中记载了另一种能充气的太阳集光器，其形式为圆柱形的软管，所述太阳集光器在将软管分成两个腔的反射膜的上方是透明的。镜面的反射膜基本上在直径方向上沿整个软管延伸。为了转换太阳能，在反射膜的上方设有沿纵向方向设置的吸收器，所述吸收器例如可以构造成由介质流动通过的管；可选地，吸收器可以通过光电元件构成。为了实现陆上获取能源，所述太阳集光器设置在相对于太阳高度有利的位置并跟随太阳运行。太阳光由反射膜朝吸收器的方向反射，由此吸收器中的介质被强烈加热，这可以用于获取能量。

能充气的太阳集光器原则上是一种非常有前景的利用太阳能的技术，并在未来对于可再生能源的供应有决定性的贡献。但在实践中已经证明有问题的是，这种集光器复杂的且高成本的制造，这会妨碍可充气的集光器的更为广泛的推广应用。集光器因此主要作为单件由大面积的薄膜制成，所述薄膜要以很大的耗费组装成制造完成的枕状结构。因此希望能实现这种集光器的批量生产。可充气太阳集光器的这种已知的方案、也包括传统的由镜面和钢结构组成的碟状槽发电设备的另一个缺点在于，通常在使用现场才能完成建造，因为长度例如可达50m以上的大型设备的尺寸使得运输变得困难；但现场的装配需要经过培训的人员，在很多使用地点不具备这种人员。另一方面，在运输完成的集光器时，由于即使在未充气的状态仍然很大的空间需求，会出现高昂的运输成本，这使得集光器的单件价格保持很高。但如开头所述的那样，已知的太阳集光器不适于或者仅非常有限地适于以紧凑的状态运输。

发明内容

因此本发明的目的在于，提供一种开头所述类型的集光器，所述集光器能经济地制造，在长期使用中能可靠地承受载荷，能以特别节省空间的布置形式运输。另外，在运输时应防止薄膜结构的损坏。

所述目的在能开头所述类型的可充气的集光器中这样来实现，即，外套由由单个的、经由拼接连接相互连接的薄膜元件组成，外壳在未充气的状态下能设置在可卷起的运输位置中，设有至少一个基本上在外壳的整个长度上延伸的拼接连接，该拼接连接在外壳的未充气的状态下限定外壳的纵向边缘。

据此，集光器外壳由单个或分开的薄膜元件构成，所述薄膜元件通过拼接连接相互连接。根据本发明的由拼接的薄膜元件构成的集光器外壳的结构相对于外壳的不同薄膜的一体的结构有这样的优点，即可以使用面积较小的薄膜片，这些薄膜片使得可以使用在原理上已知的用于加工（塑料）薄膜幅料的已知制造设备进行外壳的制造或者至少将制造工艺设计得明显更为简单。外壳的批量生产特别是还使得可以成本高效地生产较大的外壳，这种外壳目前为止仅能按单件生产来制造；至少可以明显降低单件成本，这对于可充气的集光器的推广是有利的。集光器这里优选具有大于20米，特别是大于50米的总长，并具有大于3米、特别是大于5米的直径。外壳的各薄膜元件优选由合适的塑料材料制成。使用外壳的各个薄膜元件之间的拼接连接一方面使得外壳在未充气或未填充的状态下设置在基本上无折叠线（或无翻折线或弯折线）的运输位置中，在所述运输位置中外壳的不同的薄膜作为依次设置的层堆叠。由此外壳的拼接连接可以在该实施形式中可以替代折叠、翻折或弯折线，所述折叠、翻折或弯折线在薄膜的一件式的构型中是必然会出现的，特别是出现在外壳的纵向边缘上。可选地，拼接连接可以在外壳的纵向边缘上构成确定的纵向折缝。由此可以已知的集光器的缺点，在这种集光器中在未充气状态下在纵向边缘上折叠线或翻折线没有确定走势地设置，从而在试图卷起外壳时，会导致外壳的起皱。目前为止，还不能实现或仅能有限地实现外壳节省空间的、紧凑的卷起。相反由拼接的薄膜元件组成的外壳为了运输可以以特别节省空间的方式由基本上无折叠线或具有确定纵向折缝的运输位置卷绕到卷筒、套筒或类似结构上。在拼接连接基于未充气的状态优选地应用在外壳的纵向边缘上时，可以实现在卷起以进行运输时外壳特别紧凑的布置形式。考虑到卷绕的外壳的较少的位置需求，因此可以明显降低运输成本，由此自动降低了单件成本。此外，各个拼接连接可以在未充气的状态下固定外壳的边缘，由此在卷绕具有预先规定的宽度的外壳时提供了一种定位辅助。最后，根据本发明的拼接连接防止外壳被损坏。如结合所述的方法还将再次说明的那样，拼接连接此外还在制造工艺上具有明显的优点，因为各个薄膜元件在制造线上能够以基本上平面的位置拼接成相应的薄膜，其中在制造技术上复杂的对薄膜的翻折不是必需的。在卷起状态下节省空间地运输外壳之后，可以在使用地点安装所述外壳；接下来可以安装通常与外壳分开运输的吸收器。为了运行所述集光器，用空气（或其他合适的气体）填充外壳的空腔。由此集光器设计成自承载的，从而可以不再使用复杂的运输装置。由此可以相对于传统的太阳集光器实现将重量降低多倍，这当然对于制造或运输成本起有利的作用。为了能够以特别节省空间的能卷绕的运输位置设置外壳，至少一个拼接连接基本上在外壳的整个长度上延伸。因此在集光器的纵向方向上延伸的拼接连接在外壳未充气的状态下限定了外壳的纵向边缘，在所述纵向边缘上薄膜元件的两个相叠设置的层相接触。因此，在集光器未充气的状态下,拼接连接在外壳的纵向边缘上延伸，由此，可以使得集光器的卷起明显变得容易，因此集光器能够节省空间地运输到使用地点。此外，拼接连接沿外壳的纵向边缘的设置还有这样的优点，当外壳在未充气的状态下卷起时，可靠地避免薄膜结构的损坏。根据外壳的结构，拼接连接一方面可以在薄膜元件之间形成确定的纵向折缝。另一方面，纵向侧的拼接连接在外壳的未充气状态下可以在卷起时代替在外壳的起皱方面不利的、不确定的折叠线，所述折叠线在薄膜的一件式结构中可能由于纵向侧的翻折而形成。纵向侧的拼接连接此外还有这样的优点，即，外壳能够快速而简单地打开。

特别是总体为圆柱形的集光器的一个优选的实施例设定，外壳具有底部薄膜，所述底部薄膜在相对置的各纵向边缘上分别通过拼接连接与下部的侧壁薄膜连接。底部薄膜优选通过塑料薄膜构成。在一个特别有利的实施形式中，在外壳未充气的状态下，纵向侧的拼接连接在运行中朝向底部面的底部薄膜和下部的侧壁薄膜之间构成外壳的相对置的纵向边缘。底部薄膜和下部的侧壁薄膜因此在运输位置中作为基本上平面的层相叠设置。纵向侧的拼接连接这里在外壳未充气的状态下可以替代没有确定走势的纵向侧的折叠线或翻折线，所述折叠线或翻折线在底部薄膜的一体的构型中强制性地与下部的侧壁薄膜一起存在。如上所述，由此外壳为了运输可以基本上不起皱地、节省空间地卷起。

此外在根据本发明的集光器中有利的是，外壳具有连接在下部的侧壁薄膜上的上部的侧壁薄膜，所述上部的侧壁薄膜在相对置的各纵向边缘上分别通过拼接连接与盖薄膜连接。据此，下部的和上部的侧壁薄膜在集光器的充气的运行位置中构成集光器的侧壁。上部的或下部的侧壁薄膜优选由塑料制成。在外壳的未充气的状态下，沿外壳的纵向延伸的拼接连接由通过上部或下部的侧壁薄膜确定的层限定，以便在纵向边缘上替代没有确定的走势的折叠线，所述折叠下在卷起集光器时会构成妨碍。

为了使太阳光线耦入集光器，有利的是，特别是由多个、优选四个薄膜元件组成的盖薄膜为了构成入口窗具有用于透明的薄膜元件封闭的缺口。为了使太阳光束以高效率耦入外壳中，有利的是，入口窗通过高度透明的薄膜元件、特别是由乙烯-四氟乙烯共聚物（ETFE）组成的薄膜元件构成。这种材料的特征在于其突出的耐抗恶劣天气性和出色的自清洁效果。

在一个特别优选的实施形式中，盖薄膜由四个薄膜元件组成。因此，盖薄膜具有两个沿外壳的纵向延伸的细长的薄膜片，所述薄膜片相互隔开间距设置，所述间距确定入口窗的宽度；此外，在该实施形式中在横向连接两个端部区域的端部段上设有两个细长的薄膜片，端部段相互间的间距确定入口窗的长度。由此可以在盖薄膜的制造中避免或至少大大降低在切出所述缺口时形成的下脚料。

为了构成在运行中朝吸收器方向反射耦入的太阳光的镜面，有利的是，分别特别是由多个、优选四个薄膜元件组成的下部的侧壁薄膜和上部的侧壁薄膜分别具有一个通过反射膜封闭的缺口。在集光器的运行中，通过空腔之间的压力差调整反射膜的拱曲，所述拱曲实现向吸收器中耦入的太阳光的适宜的聚焦。由此通过改变压力差能精确地调整会聚的辐射的焦点。反射膜优选由镜面化的塑料薄膜构成。对应于盖薄膜的多件式的构型，为了避免出现下脚料，优选的是，上部或下部的侧壁薄膜由特别是四个薄膜元件组成，这些薄膜元件限定由反射膜封闭的缺口。

为了在需要时、特别是为了执行装配或维护工作特别简单地打开集光器，有利的是，至少一个拼接连接、特别是底部薄膜和下部的侧壁薄膜之间的拼接连接或上部的侧壁薄膜与盖薄膜之间的拼接连接设置在薄膜元件的相对于外壳位于外部的连接面上。因此，至少一个沿外壳的纵向延伸的拼接连接能够从外部触及；因此在需要时位于外部的拼接连接可以快速且简单地分离并接着重新建立。此外设置在空腔外面的连接面的优点是，可以设置特别稳固的拼接连接，因为连接面在两侧、即从上面和下面触及。

为了能承受在能充气的集光器的运行中出现的载荷，有利的是，拼接连接在薄膜元件的连接区域具有缝合缝。所述缝合缝优选设置在相应要拼接的薄膜元件的位于外部的连接面上。

为了气密地密封连接区域，有利的是，拼接连接具有薄膜元件的相互接触的连接面之间的焊缝。适宜地在各个连接面上设置多个焊缝，这些焊缝特别是通过超声波焊接法构成。

在一个可选的优选实施形式中，作为薄膜元件之间的拼接连接设置粘结-缝合连接，所述粘结缝合连接具有设置在薄膜元件的边缘侧的连接面之间的粘结层和穿过薄膜元件和粘结层的缝合部。为了防止空气缓慢地从外壳流出，这里有利的是，粘结层在薄膜元件的连接面之间基本上气密地与在粘结层未硬化状态下设置的缝合部连接。在粘结层未硬化状态下设置缝合部的优点是，粘结层密封地粘合在缝合部上。此外，缝合缝通过特别是在外侧在缝合缝突出的部段的区域中设置的塑料条密封。

作为薄膜元件之间的另一种优选的拼接连接，设置气密的拉链（Reissverschluss）。气密的拉链原理上在现有技术中已知；另一方面在根据本发明的集光器中，当气密的拉链用作外部的连接部位之间的纵向侧的拼接连接时，可以得到特别有利的应用，因为由此明显便于打开集光器。

为了封闭特别是软管状的集光器，有利的是，在外壳的端侧的端部区域形成的开口用匹配的端部件气密地封闭。

在适宜地制造集光器的方面，有利的是，端部件通过外壳的薄膜元件的延长部形成，各所述延长部通过至少一个横向于外壳纵向延伸的拼接连接相互连接。

为了实现在外壳未充气的状态下能卷起的运输位置，有利的是，在上部的侧壁薄膜和盖薄膜之间或者在下部的侧壁薄膜或底部薄膜之间分别设置一个横向于外壳的纵向延伸的拼接连接。上部的侧壁薄膜和盖薄膜之间或下部的侧壁薄膜或底部薄膜之间的横向延伸的拼接连接优选基本上设置在与外壳相应的薄膜元件之间的沿外壳纵向延伸的拼接连接相同的水平平面内。由此，由端部件在外壳中导致的应力可以明显降低。因此，在充气的运行状态下外壳的希望的几何形状几乎不受端部件影响。在外壳的未充气的状态下，横向延伸的拼接连接与相配的分别基本上设置在相同的平面中的纵向侧的拼接连接一起限定基本上平面的层，这些层可以有利地不形成（或形成较小）折痕地卷起。

为了改善在外壳的充气状态下端部件的三维拱曲，有利的是，端部件至少部分地由可弹性变形的材料形成。该实施形式使得可以保持端部件对于外壳的特别是圆柱形的几何形状的影响较小。

此外，本发明的技术问题还通过开头所述类型的方法来解决，其中有材料幅料制成各单个薄膜元件，这些薄膜元件通过拼接连接在基本上平面的位置中组装成完成的外壳，所述外壳在未充气的状态下能卷绕成运输位置。

因此，在制造设备中输送材料幅料，由所述材料幅料制造各个薄膜元件，所述薄膜元件在基本上平面的位置中拼接。这在制造技术上的优点是，可以避免要拼接的材料的侧向翻折；薄膜沿折叠线的折叠特别是对于拼接薄膜的薄壁结构是不可能的或仅能以大的耗费实现。为了运输集光器，外壳可以卷起至运输位置，以便在这种节约空间的布置形式中运输到使用地点；通常由刚性材料制成并因此不可卷起的吸收器或者说接收器此时与外壳分开运输并且在使用地点才与集光器外壳连接。

为了运输外壳特别有利的是，制成的外壳在运输位置中卷绕在一个卷筒上。在卷绕状态下，不同的薄膜按分层的、基本上无折叠线的布置形式存在。由此可以有利地“成卷”地进行制造，在这种制造中，制造外壳所需的材料幅料在卷筒上提供，并在制造设备中加工成外壳，所述外壳为了运输而卷绕到合适的卷筒上。

为了降低集光器的制造成本，同样有利的是，为了连续地生产多个外壳，由连续幅料制成各个薄膜元件，这些连续幅料按确定的间距断开。由此可以以连续的无中断生产方式制造可充气的集光器，从而相对于单件制造或小批量制造明显降低了单件成本。集光器的批量制造所使用的制造设备这里具有在现有技术中本身已知的输送或处理装置，所述输送或处理装置提供连续幅料，根据需要将其合并或分开并在适当的位置将其相拼接。按固定的时间间隔分离制造完成的外壳，以便继续接下来的外壳的制造。

为了避免产生下脚料，特别有利的是，外壳的各薄膜，特别是下部的侧壁薄膜、上部的侧壁薄膜、或盖薄膜由细长的材料幅料制造，所述材料幅料以固定的间距通过端部段连接，其中形成用于反射膜的缺口或用于透明薄膜的缺口。因此，为了制造具有中央的缺口的薄膜，制造各单个薄膜元件，所述薄膜元件在设备中批量制造（konfektionieren）、合并并相互连接。与从一件式的薄膜元件中切割出用于反射膜的缺口的方案不同，由此几乎不会产生下脚料，因为细长的材料幅料以恰当的间距通过端部段这样连接，使得缺口构造成具有希望的用于接下来嵌入的反射膜的形状。此外，这种实施形式的优点还在于，比较狭窄的材料幅料在制造设备中可以明显更为容易地操作，由此可以进一步降低生产成本。

附图说明

下面根据在附图中示出的实施例详细说明本发明，但本发明并不应仅限于该实施例。

附图中具体示出：

图1示出根据本发明的第一实施形式的用于汇聚太阳光的可充气的集光器的一个局部的透视图，所述实施形式具有圆柱形的外壳，所述外壳由单个的、通过拼接连接相互连接的薄膜元件组成；

图2以放大的比例示出在图1中用矩形框起的细部A；

图3以放大的比例示出在图2中用矩形框起的细部B；

图4示出根据图1至3的可充气的集光器的不同的薄膜的分解视图；

图5a示出根据图1至图4的枕式集光器的示意性横向剖视图，以便显示各个薄膜元件之间的拼接连接；

图5b示出对应于图5a的不构成本发明的一部分的集光器的横向剖视图，其中各个薄膜侧向翻折；

图5c示出枕式集光器的一个可选实施形式的示意性横向剖视图；

图6a示出外壳的下部的侧壁薄膜的一个局部，所述外壳由四个薄膜元件组成，这些薄膜元件限定用于反射膜的缺口；

图6b示出下部的侧壁薄膜的一个可选的实施形式的与图6a对应的视图；

图7示出集光器的侧视图，所述集光器在外壳的端侧的端部区域用端部件气密地封闭；

图8示出根据图7的集光器的总体透视图，其中可以看到外壳的端部件上的横向于外壳的纵向延伸的拼接连接；

图9示意性示出作为组合的缝合缝/焊接连接的拼接连接的优选实施形式；

图10示出与图9对应的视图，但具有粘结-缝合连接；

图11示意性示出用于制造所述集光器的制造设备的一个局部，材料幅料在基本上平面的位置中拼接；以及

图12示意性示出具有中央的缺口的薄膜的批量制造，所述缺口通过周期性地潜入端部段形成。

具体实施方式

图1示出可充气的集光器1，用于使太阳光会聚，以便将太阳的辐射能量转换成可用的能量。集光器1具有细长的、基本上圆柱形或软管形的外壳2，所述外壳具有透光的入口窗3，用于耦入太阳光。所述外壳2通过反射膜4分成至少两个分开的空腔5，所述空腔分别气密地封闭。反射膜4具有镜面4’，所述镜面朝吸收器（在图中没有示出）的方向使耦入的太阳光会聚。吸收器或太阳能面板在外壳2上部的空腔5内部位于镜面4’的焦点区域中。特别是可以设置介质流过的管或光电元件作为吸收器。集光器1由此可以用于聚焦光伏（CPV=ConcentratedPhotovoltaics），也可以用于聚热式太阳能（CSP=ThermalConcentratedSolarPower）。在集光器1的运行中，在空腔5中形成压力差，由此反射膜4均匀地凹状拱曲，从而耦入的太阳光由镜面4’会聚到吸收器中。由于外壳2设计成利用空腔5中的压力空气自承载的，因此不需要承载的支承装置。由此可以相对于传统太阳能集光器实现明显更低的重量。

外壳2具有底部薄膜6，所述底部薄膜在集光器1的运行中朝向安装地点的地面。此外可以设置（在图中未示出的）补充调节装置，以便使外壳2跟随太阳运行。外壳2的侧壁（基于集光器1的充气的运行位置）通过下部的侧壁薄膜7和上部的侧壁薄膜8形成。下部的侧壁薄膜7和上部的侧壁薄膜8具有基本上全等的缺口7’或8’（见图4），所述缺口通过反射膜4封闭。上部的侧壁薄膜8与盖薄膜9相连，所述盖薄膜具有用透明的薄膜元件10封闭的缺口9’，以构成入口窗3（见图4）。

这种能充气的太阳集光器目前为止仅作为单件制造，因为为了形成外壳2而对大面积薄膜进行的处理被证实是非常困难的。此外，还会产生高的运输费用，因为这种集光器可能具有非常大的尺寸，其中长度大于20m，特别是还大于50m。即使在未填充空气的状态下，集光器1的外壳2也占据非常多的空间，从而这种类型的已知集光器1的运输目前为止要以非常高的耗费和非常高的成本才能实现。

为了在所述问题方面改进集光器1，外壳2具有单个的薄膜元件，这些薄膜元件通过拼接连接11相互连接。外壳2这里在未充气的状态下能够设置在基本上无折叠线的、分层的、能卷起的运输位置中。集光器1可以在该运输位置中节省空间地卷起或卷绕，从而能够简单且成本高效地运输到安装地点。

图2示出外壳2在外壳2的侧壁区域中的细节视图。底部薄膜6在其两个分别位于外壳2的相对置的侧面上的纵向边缘上分别通过沿外壳2的纵向2’（见图7）延伸的拼接连接11’与下部的侧壁薄膜7连接。底部薄膜6和下部的侧壁薄膜7为此具有连接面12，所述连接面通过底部薄膜6或下部的侧壁薄膜7的法兰式地向外弯折的纵向边缘形成。上部的侧壁薄膜8和盖薄膜9相应地在外壳2两侧通过沿外壳2的纵向2’延伸的拼接连接11’相互连接。作为连接面12这里设有法兰式地向外弯折的纵向边缘，在这种情况下是上部的侧壁薄膜8和盖薄膜9的纵向边缘。拼接连接11’这里基本上在集光器1的整个长度上延伸。为了实现装配或维护工作，可以以简单的方式使位于外部的拼接连接11’分开，因为连接面12能够从外面接近；外壳12的重新封闭同样可以在外面的连接面12上进行。此外，设置在外面的拼接连接11’的优点是，所述拼接连接能够从两侧接近，这使得可以使用特别稳固的拼接连接11。

如由根据图3的细节视图所示，下部的侧壁薄膜7、上部的侧壁薄膜8和反射膜4通过沿外壳2的纵向2’延伸的拼接连接11’相互连接，所述拼接连接设置在边缘侧的、相对于外壳2位于内部的连接面12之间。在所示的优选实施例中，反射膜4的纵向边缘在外壳2的两侧分别与上部的侧壁薄膜8的法兰式的向内弯折的纵向边缘连接，所述纵向边缘本身安装在下部的侧壁薄膜7的法兰式地向内突出纵向边缘上。但当然这里也可以设想另外的顺序。

图4示出外壳2的不同的薄膜的分解视图，这里从左向右示出盖薄膜9、构成入口窗3的透明薄膜10、上部的侧壁薄膜8、镜面膜4、下部的侧壁薄膜7和底部薄膜6。此外，在图4中标注出了的拼接连接11的配套的各连接面12。具体而言，在图4中用“A”表示上部的侧壁薄膜8、反射膜4和下部的侧壁薄膜8之间的特别是由图3可见的连接面12；下部的侧壁薄膜7和底部薄膜6之间的连接用“B”表示；“C”表示盖薄膜9和透明薄膜10之间的配套的连接面12；最后“D”表示盖薄膜9和上部的侧壁薄膜8的相应连接面12。

图5a示出在图1至4中示出的外壳2的示意性横向剖视图，其中可以看到（仅示意性绘出的）拼接连接11的布置。底部薄膜6和下部的侧壁薄膜7之间或上部的侧壁薄膜8和盖薄膜9之间的纵向侧的拼接连接11’这里替代折叠或翻折线，从而外壳2在未充气的状态下作为基本上平面的多个层组成的序列存在。这一方面使得可以紧凑地卷起外壳2；此外可以在制造时实现重要的优点，如下面还要详细说明的那样。

为了进行比较，在图5b中示出的集光器外壳2的结构不属于本发明的一部分，其中，外壳2的下半部在纵向边缘上构成没有确定的走势的翻折或折叠线13，所述翻折或折叠线妨碍在未充气的状态下紧凑地卷起外壳2或者至少使其变得非常困难。

在图5c中示出集光器外壳2的另一个实施形式。在这个实施形式中，也设有沿纵向2’延伸的拼接连接11’，其中在未充气的状态下，底部薄膜6和下部的侧壁薄膜7之间的或上部的侧壁薄膜8和盖薄膜9之间的拼接连接11’构成外壳2的纵向边缘。如图5c所示，构成外壳2纵向边缘的棱边绕与其相连的薄膜的相应棱边折叠，从而在底部薄膜6和下部的侧壁薄膜7之间或上部的侧壁薄膜8和盖薄膜9之间形成重叠部11’’。由此在未充气的状态下，形成确定的纵向折纹，相对于在外壳2的纵向边缘的区域内没有折叠棱边的确定走势的结构，如图5b所示那样，所述纵向折纹使得集光器外壳2的卷起变得明显更为容易。所示的拼接连接11’在充气的状态下主要受到剪切载荷。在拼接连接11’的这种构型中，优选使用焊接连接或粘结连接。

根据一个（未示出的）实施形式，当对于集光器外壳2的上半部或下半部使用多于两个薄膜幅料时，还可以设置集光器外壳2的另外的确定的纵向折纹。

图6a和图6b分别示出下部的侧壁薄膜7的一个优选的实施形式。为了在制造外壳2时保持废料较少，具有用于反射膜4或用于透明薄膜10的缺口的各薄膜，即盖薄膜9、下部的侧壁薄膜7和上部的侧壁薄膜8由多个、适宜地由四个薄膜元件组成。这在图6a、6b中以下部的侧壁薄膜7为例示出；盖薄膜9和上部的侧壁薄膜8可以相应地构成。

根据图6a，下部的侧壁薄膜7具有两个细长的、基本上在外壳2的整个长度上延伸的薄膜片14，这两个薄膜片在其两个纵向侧的端部区域上通过相对于它们横向设置的端部段15相互连接。细长的薄膜片14的间距确定镜面4’的宽度。镜面4’的长度通过两个端部段15沿外壳2的纵向2’的间距确定。端部段15的内边缘这里具有弧形弯曲的走势。由此缺口7’不是通过对一体的薄膜进行切割而形成的，而是构成为薄膜片14或端部段15之间的中间空间，由此可以明显减少下脚料。

图6b示出下部的侧壁薄膜7的略微改动的实施形式，其中，端部段15在下部的侧壁薄膜7的整个宽度上延伸。

图7和8分别示出软管式的集光器1的总体视图，所述集光器1在外壳2的端侧的端部区域中用合适的端部件16气密地封闭。端部件16通过外壳2的薄膜元件的延长部形成，这些延长部在外壳2的两个端部上分别通过两个横向于外壳2的纵向2’延伸的拼接连接17相互连接。横向延伸的拼接连接17设置在上部的侧壁薄膜8和盖薄膜9之间或在下部的侧壁薄膜7和底部薄膜6之间。特别是如图7所示，横向延伸的拼接连接17分别大致设置在外壳2的上半部或下半部的中央平面中。横向延伸的拼接连接17此外还设置在基本上与沿外壳的纵向2’延伸的在相应的薄膜元件之间、即上部的侧壁薄膜8和盖薄膜9之间或下部的侧壁薄膜7和底部薄膜6之间的拼接连接11’相同的平面内。这种实施形式的优点是，利用端部件16对外壳2端部侧的封闭在充气的运行状态下仅对外壳2的几何形状有很小的影响。如图7所示，外壳2在端部件16的区域内的外形仅在一个很短的部段内偏离外壳2其余部段的软管状或圆柱形的几何形状。因此可以实现反射膜4沿外壳2基本上保持不变的曲率。这一点的优点是，太阳光在吸收器中的汇聚基本上在外壳2的整个长度上在精确限定的焦线上实现。

图9示出拼接连接11的一个特别优选的实施形式，该拼接连接例如借助上部的侧壁薄膜8、下部的侧壁薄膜7和反射膜4之间的连接示出。因此，拼接连接11在各薄膜元件的连接区域内具有缝合缝20。在所示的实施例中，拼接连接11还具有薄膜元件的彼此相遇的连接面12之间的两个焊缝21。为了气密地封闭外壳2，如图9所示，上部的侧壁薄膜8绕下部的侧壁薄膜7的纵向侧的边缘弯曲。

图10示出拼接连接11的一个可选的实施例，该拼接连接构造成粘结-缝合连接22，所述粘结-缝合连接使各薄膜元件的边缘侧的连接面12相连接。粘结-缝合连接22具有粘结层23和穿过连接面12的缝合缝20。此外，为了气密地密封连接区域，还在外侧在缝合缝20的突出的部段内设置塑料条24。可选地，在一个（图中未示出）实施形式中设定，各薄膜元件连接面之间的粘结层基本上气密地与在粘结层未硬化的状态下设置的缝合缝20连接，由此粘结层紧密地贴合在缝合缝20上，并因此防止空气流出。

下面详细说明用于制造在图1至10中示出的集光器1的根据本发明的方法，其中，由材料幅料制造各个薄膜元件，这些薄膜元件通过拼接连接11组装成完成的外壳2。本发明的方法的一个重要的方面还在于，外壳2的各薄膜元件在一个基本上平面的位置中拼接，由此可以避免在制造技术上复杂地侧向翻折薄膜。

用于批量生产集光器1的制造设备为此具有各种不同的展开装置、输送装置、挤压装置、调节装置等，这些装置在原理上是由现有技术已知的并且因此在下面仅当对于本发明特别重要时才对其进行详细说明。

图11示意性示出制造设备的用于将底部薄膜6与之前在设备的其他工位已经拼装的侧壁薄膜7、8或反射膜4连接的部分。如图11所示，设有用于输送连续幅料31的输送装置30，所述连续幅料依次形成用于相继制造的集光器1的底部薄膜6。在输送装置30之后设有幅料棱边调节装置，所述幅料棱边调节装置用于调整连续幅料31的定向并用于修正可能的幅料行进误差。这里通过红外传感器31检测在旁边行进的薄膜棱边，并与额定值或基准值进行比较，并通过构成调节装置的调节元件的可摆动的摇杆再次使其精确地定位。连续幅料31通过转向辊33转向。接着，连续幅料31被引导在两个挤压辊34之间通过。在设备的所示工位中，还输送由事先拼接的连续幅料组成的连续幅料35，这些事先拼接的连续幅料形成侧壁薄膜7、8和反射膜4。连续幅料35在到达挤压辊34之前通过粘结剂喷嘴36设置粘结层，所述粘结层通过挤压辊34的挤压力在要拼接的连续幅料31、35之间固化。接着将粘结的连续幅料31、35供应给缝合单元37，所述缝合单元按已知的技术以上部丝线和下部丝线工作。为了实现纵向侧的拼接连接11’’，所述缝合单元37在连续幅料11和连续幅料35之间产生连续的纵向缝合缝20。在一个可选的（未示出）的实施形式中，替代粘结剂喷嘴36设置焊接装置，所述焊接装置在连续幅料31、35的彼此相遇的连接面12之间产生适当的焊缝21，所述焊缝接着由缝合缝20穿过。焊缝的布置形式在图9中结合下部的侧壁薄膜7和上部的侧壁薄膜8或镜面膜4示出。

如图11所示，连续幅料31、35在一个基本上平坦的、相互叠置的位置中拼接，从而不需要在纵向侧翻折连续幅料31、35。这特别是对于塑料薄膜的薄壁的结构实现了生产进程的明显改善，对于这种薄壁结构在制造技术上无法或仅能非常困难地实现翻折。另一个优点在于，纵向侧的拼接连接11’在外部沿外壳2设置并因此在两侧可接近，这实现了所述稳定的带有缝合缝20的拼接连接11的应用。

除了对相应薄膜元件的不同形状的特定适配等以外，图1至10所示的其余的拼接连接11的建立根据上面所述的示例进行，因此，为了避免重复，可以参考前面解释的内容。

图12示意性示出分别用于两个相继制造的外壳2的下部的侧壁薄膜7（左边）、上部的侧壁薄膜8（中间）和盖薄膜9（右边）的连续制造。制造方向在图12中用箭头38表示。如图12示意性示出的那样，下部的侧壁薄膜7、上部的侧壁薄膜8和盖薄膜9为了构成中央的缺口7’、8’、9’分别由四个薄膜元件，即两个细长的薄膜片14和两个相对于所述薄面块横向设置的端部段15组合拼装而成。为了制造细长的、纵向侧的薄膜片14，彼此隔开间距地连续输送各连续幅料39，所述间距确定缺口7'、8'、9'的宽度。连续幅料39可以实现通过将一个单一连续幅料分开而制成。根据集光器1的希望的长度，以适当的间隔装入端部段15，所述端部段在旁支生产线上制造。端部段15这里通过合适的拼接连接11、特别是焊接连接与薄膜片14连接。焊接连接例如可以按超声波焊接法在砧座（Amboss）和超声焊极（Sonotrode）（未示出）之间形成。缺口7'、8'、9'因此在所有侧面通过相应的薄膜元件（薄膜片14和端部段15）限定，从而相对于切割出缺口7'、8'、9'实现了节省材料。

为了制造完成外壳2，在两侧封闭外壳并使其与后面的外壳2分离。分离焊法（Trennschweiss）对此特别合适，利用分离焊法能在一个加工步骤中完成以下过程：“分离依次制造的外壳2”、“封闭空腔5”以及“密封外壳2”。由于在外壳2的端部件16区域内出现较小的载荷，可以使用简单的焊缝作为拼接连接11。可选地，也可以使用粘结-缝合连接22，但为此，在缝合端部件16之前，需要将制造完成的外壳2从后面的外壳2上分离。

Claims (22)

1.一种可充气的集光器(1)，用于使辐射在能固定在该集光器上的吸收器中汇聚，所述集光器具有：在充气的运行状态下基本上为软管状的外壳(2)和将外壳(2)分成至少两个空腔(5)的反射膜(4)，所述外壳具有透光的入口窗(3)，用于耦入辐射，所述反射膜具有朝吸收器的方向反射耦入的辐射的镜面(4')，其特征在于，外壳(2)由单个的、经由拼接连接(11；11'、17)相互连接的薄膜元件组成，外壳(2)在未充气的状态下能设置在可卷起的运输位置中，设有至少一个基本上在外壳(2)的整个长度上延伸的拼接连接(11')，该拼接连接在外壳(2)的未充气的状态下限定外壳(2)的纵向边缘。

2.根据权利要求1所述的可充气的集光器(1)，其特征在于，所述辐射为太阳光。

3.根据权利要求1所述的可充气的集光器(1)，其特征在于，外壳(2)具有底部薄膜(6)，所述底部薄膜在彼此相对置的纵向边缘上分别通过拼接连接(11')与下部的侧壁薄膜(7)连接。

4.根据权利要求3所述的可充气的集光器(1)，其特征在于，外壳(2)具有连接在下部的侧壁薄膜(7)上的上部的侧壁薄膜(8)，所述上部的侧壁薄膜在彼此相对置的纵向边缘上分别通过拼接连接(11')与盖薄膜(9)连接。

5.根据权利要求4所述的可充气的集光器(1)，其特征在于，由多个薄膜元件组成的盖薄膜(9)具有用透明的薄膜元件(10)封闭的缺口(9')，以便形成入口窗(3)。

6.根据权利要求4所述的可充气的集光器(1)，其特征在于，分别由多个薄膜元件组成的下部的侧壁薄膜(7)或上部的侧壁薄膜(8)分别具有一个通过反射膜(4)封闭的缺口(7' ，8')。

7.根据权利要求5或6所述的可充气的集光器(1)，其特征在于，所述薄膜元件为四个。

8.根据权利要求1或2所述的可充气的集光器(1)，其特征在于，至少一个拼接连接(11；11'、17)设置在各薄膜元件的关于外壳(2)位于外部的连接面(12)上。

9.根据权利要求8所述的可充气的集光器(1)，其特征在于，底部薄膜(6)和下部的侧壁薄膜(7)之间的或上部的侧壁薄膜(8)和盖薄膜(9)之间的拼接连接(11')设置在各薄膜元件的关于外壳(2)位于外部的连接面(12)上。

10.根据权利要求1或2所述的可充气的集光器(1)，其特征在于拼接连接(11；11'、17)具有在薄膜元件的连接区域内的缝合缝(20)。

11.根据权利要求10所述的可充气的集光器(1)，其特征在于，拼接连接(11；11'、17)具有至少一个在薄膜元件的彼此相遇的连接面(12)之间的焊缝(21)。

12.根据权利要求1或2所述的可充气的集光器(1)，其特征在于，在薄膜元件之间设置气密的拉链作为拼接连接(11；11'、17)。

13.根据权利要求4所述的可充气的集光器(1)，其特征在于，在外壳(2)的端侧的端部区域构成的开口用合适的端部件(16)气密地封闭。

14.根据权利要求13所述的可充气的集光器(1)，其特征在于，端部件(16)通过外壳(2)的薄膜元件的延长部形成，所述延长部通过至少一个横向于外壳(2)的纵向(2')延伸的拼接连接(17)相互连接。

15.根据权利要求14所述的可充气的集光器(1)，其特征在于，在上部的侧壁薄膜(8)和盖薄膜(9)之间或下部侧壁薄膜(7)和底部薄膜(6)之间分别设有横向于外壳(2)的纵向(2')延伸的拼接连接(17)。

16.根据权利要求13所述的可充气的集光器(1)，其特征在于，端部件(16)至少部分地由可弹性变形的材料构成。

17.一种用于制造至少一个可充气的集光器(1)的方法，所述集光器用于使辐射在能固定在该集光器上的吸收器中汇聚，所述集光器具有：在充气的运行状态下基本上为圆柱形的外壳(2)和将外壳(2)分成至少两个空腔(5)的反射膜(4)，所述外壳具有透光的入口窗(3)，用于耦入辐射，所述反射膜具有朝吸收器的方向反射耦入的辐射的镜面(4')，其特征在于，由材料幅料支承各个薄膜元件，这些薄膜元件在基本上平面的位置中通过至少一个基本上在外壳(2)的整个长度上延伸的拼接连接(11；11'、17)组装成完成的外壳(2)，该拼接连接在外壳(2)的未充气的状态下限定外壳(2)的纵向边缘，所述外壳在未充气的状体下能在运输位置中卷起。

18.根据权利要求17所述的方法，其特征在于，所述辐射为太阳光。

19.根据权利要求17所述的方法，其特征在于，完成的外壳(2)在运输位置中卷绕到卷筒上。

20.根据权利要求17或18所述的方法，其特征在于，为了连续地制造多个外壳(2)，由连续幅料(31、35、39)制造各个薄膜元件，所述连续幅料按固定的间距分离。

21.根据权利要求17或18所述的方法，其特征在于，外壳(2)的薄膜由两个材料幅料制造，这两个材料幅料按固定的间距通过端部段(15)连接，此时形成用于反射膜(4)的缺口(7'、8')或用于透明薄膜(10)的缺口(9')。

22.根据权利要求21所述的方法，其特征在于，下部的侧壁薄膜(7)、上部的侧壁薄膜(8)、盖薄膜(9)由两个材料幅料制造。