Bei thermischen Solarkollektoren wird das einfallende Sonnenstrahlung mit Hilfe eines optischen Elementes, beispielsweise einer Fresnel-Linse, auf einen Absorber fokus- siert, der von Wärmeträgerfluid durchströmt wird. Durch einfallende Sonnenstrahlung wird das Wärmeträgerfluid im

Absorber erhitzt. Die in Form von Wärme gespeicherte Energie im Wärmeträgerfluid kann anschließend über Rohrleitungen mit dem Solarkollektor verbundenen Vorrichtungen, bspw. Wärmetauschern, zugeführt und dort nutzbar gemacht werden.

Es ist auch bekannt, dass das Wärmeträgerfluid in dem Absorber so stark erwärmt wird, dass es ein Phasenübergang hin zur Gasform mitmacht. Das gasförmige Wärmeträgerfluid kann dann zum Antrieb einer Turbine genutzt werden, wobei es sich wieder abkühlt, in einen flüssigen Zustand übergeht und dem Absorber erneut zugeführt werden kann.

Um einen möglichst hohen Wirkungsgrad bei einem thermischen Solarkollektor zu erreichen, ist es erforderlich, dass der thermische Solarkollektor der Sonne nachgeführt wird. Das optische Element soll dazu immer möglichst senkrecht zur auftreffenden Sonnenstrahlung ausgerichtet sein. Es ist bekannt, den Solarkollektor zu diesem Zweck um wenigstens eine Achse schwenkbar zu lagern, so dass das optische Element dem Sonnenstand nachgeführt werden kann.

Der Absorber in der Regel fest mit dem optischen Element verbunden. Deshalb ändert sich auch die Lage des Absorbers bei der vorbeschriebenen Nachführung des Solarkollektors. Je nachdem, ob eine ein- oder zweiachsige Nachführung des Solarkollektors erfolgt, wird der Absorber um eine oder zwei Achsen verschwenkt. Dennoch muss die Zuführung und Ableitung von Wärmeträgerfluid - und damit die Durchströmung des Absorbers - gewährleistet bleiben. Der Erfindung liegt die Aufgabe zugrunde, eine Vorrichtung zu schaffen, welche die Zuführung und Ableitung von Wärmeträgerfluid in flüssigem oder gasförmigem Zustand entlang einer Schwenkachse eines thermischen Solarkollektors ermöglicht .

Die Aufgabe wird gelöst durch eine Vorrichtung gemäß dem Hauptanspruch, sowie durch ein System gemäß dem nebengeordneten Anspruch. Vorteilhafte Ausführungsformen ergeben sich aus den abhängigen Ansprüchen.

Demnach betrifft die Erfindung eine Drehdurchführung für Wärmeträgerfluid in flüssigem oder gasförmigem Zustand zur Verwendung in solarthermischen Anlagen umfassend eine Welle mit einer Hohlbohrung, einem die Welle ringförmig umgeben- den Druckverteilerraum, der in axialer Richtung von wenigstens einem fest mit der Welle verbundenen Federbund begrenzt ist, und mit einer im Bereich des Druckverteiler- raums angeordneten Verbindungsbohrung durch die Wand der Hohlbohrung, sowie wenigstens eine Dicht- und Lagerbuchse, wobei jede der Dicht- und Lagerbuchsen bündig an der von dem Druckverteilerraum abgewandten Seite des ihr jeweils benachbarten Federbundes anliegend und dagegen vorgespannt ist.

Die Erfindung betrifft weiterhin ein System umfassend einen um wenigstens eine Schwenkachse schwenkbar gelagerten, thermischen Solarkollektor mit einem optischen Element und einem Absorber, der zur Durchströmung mit Wärmeträgerfluid ausgebildet ist, und wenigstens einer Drehdurchführung mit einer Welle mit einer Hohlbohrung, einem die Welle ringförmig umgebenden Druckverteilerraum, der in axialer Richtung von wenigstens einem fest mit der Welle verbundenen Feder- bund begrenzt ist, und mit einer im Bereich des Druckverteilerraums angeordneten Verbindungsbohrung durch die Wand der Hohlbohrung, und wenigstens eine Dicht- und Lagerbuchse, wobei jede Dicht- und Lagerbuchse bündig an der von dem Druckverteilerraum abgewandten Seite des ihr jeweils be- nachbarten Federbundes anliegend und dagegen vorgespannt ist, wobei die Welle der wenigstens einen Drehdurchführung koaxial mit einer der wenigstens einen Schwenkachse angeordnet ist und der Absorber des thermischen Solarkollektors drehfest und fluidleitend mit der Hohlbohrung oder dem Druckverteilerraum verbunden ist.

Bei der erfindungsgemäßen Drehdurchführung kann Wärmeträgerfluid in den Druckverteilerraum eingebracht werden. Der Druckverteilerraum ist ringförmig um die Welle angeordnet und durch wenigstens einen, mit der Welle fest und druckdicht verbundenen Federbund begrenzt. Bevorzugt ist es, wenn der Druckraum durch zwei (voneinander beabstandete) Federbünde begrenzt ist, sodass der Druckverteilerraum zwi- sehen den beiden Federbünden liegt. Weiterhin sind entsprechend der Anzahl der Federbünde auch Druck- und Lagerbüchsen vorgesehen. Die Welle kann dabei drehbar bzw. gleitend in der oder den Dicht- und Lagerbuchsen gelagert sein. Je eine Dicht- und Lagerbuchse liegt dichtend an der vom

Druckverteilerraum abgewandten Seite des jeweils benachbarten Federbundes an und ist gegenüber diesem vorgespannt. Somit ist sichergestellt, dass Wärmeträgerfluid vom Druckverteilerraum nicht zwischen einem Federbund und der daran anliegenden Dicht- und Lagerbuchse hindurchgelangen kann.

Von dem Druckverteilerraum gelangt das Wärmeträgerfluid durch die Verbindungsbohrung in die Hohlbohrung der Welle. Die Hohlbohrung ist bevorzugt als axiales Sackloch ausge- führt. Die Hohlbohrung weist dann lediglich eine Öffnung an einem Ende der Welle auf. Die Verbindungsbohrung ist als Durchgangsloch durch die Wand der Hohlbohrung ausgeführt, so dass Druckverteilerraum und Hohlbohrung fluidleitend miteinander verbunden sind. Durch die wenigstens eine Öff- nung der Hohlbohrung kann das Wärmeträgerfluid abfließen. Ist die Hohlbohrung als axiales Sackloch ausgeführt, so kann das Wärmeträgerfluid durch die Öffnung an dem einem Ende der Welle abfließen. Ist die Hohlbohrung als axiales Durchgangsloch ausgeführt, so kann das Wärmeträgerfluid durch die Öffnungen an den jeweiligen Enden der Welle abfließen.

Da die Welle - und somit auch die wenigstens eine Öffnung der Hohlbohrung - gegenüber den Druck- und Lagerbuchsen so- wie dem Druckverteilerraum drehbar ist, wird eine Drehdurchführung für ein Wärmeträgerfluid erreicht. Ein gegenüber dem Druckverteilerraum fest stehendes und mit diesem verbundenes Bauteil kann gegenüber einem mit der Welle verbundenen Bauteil verschwenkt werden, ohne dass eine

Fluidströmung durch die erfindungsgemäße Drehdurchführung unterbrochen werden würde.

Die erfindungsgemäße Drehdurchführung kann auch in umgekehrter Richtung durchströmt werden. Das Fluid fließt dann in entgegen gesetzter Richtung, nämlich von der wenigstens einen Öffnung der Hohlbohrung durch die Verbindungsbohrung in den Druckverteilerraum.

Bei thermischen Solarkollektoren kann insbesondere der Absorber drehfest an der Welle befestigt und fluidleitend mit wenigstens einer Öffnung der Hohlbohrung verbunden sein. Der Solarkollektor kann dann um die Achse der Welle der

Drehdurchführung und gegenüber dem Druckverteilerraum verschwenkt werden, ohne dass der Zu- oder Abfluss von Wär- meträgerfluid zum oder vom Absorber unterbrochen werden würde. Es ist aber selbstverständlich auch möglich, dass der Absorber drehfest gegenüber dem Druckverteilerraum befestigt ist und die Schwenkbewegung gegenüber der Welle der Drehdurchführung bzw. einem damit verbundenen Bauteil erfolgt. Es ist bevorzugt, wenn die Dicht- und Lagerbuchsen in einem Gehäuse gehaltert sind, welches eine Öffnung zur Durchführung der Welle sowie eine Ein- und AuslaufÖffnung aufweist, wobei die Ein- und AuslaufÖffnung in den Druckverteilerraum mündet. Bei Ausführungsformen mit mehr als einem Federbund liegt der Druckverteilerraum dabei zwischen den Federbünden der Welle. Über die Ein- und AuslaufÖffnung im Gehäuse kann Wärmeträgerfluid in den Druckverteilerraum eingebracht oder aus diesem abgeführt werden. Da die Dicht- und Lagerbuchsen im Gehäuse gehaltert sind und die Welle gegenüber den

Dicht- und Lagerbuchsen drehbar ist, ist die Welle auch gegenüber dem Gehäuse drehbar gelagert. Der Druckverteilerraum und die Dicht- und Lagerbuchsen sind gegenüber dem Ge- häuse abgedichtet, so dass Fluid aus dem Druckverteilerraum nur durch die Ein- und AuslaufÖffnung im Gehäuse oder der Verbindungsbohrung der Welle abfließen bzw. in den Druckverteilerraum einströmen kann. Um diese Abdichtung sicherzustellen, aber auch um die oben beschriebene Vorspannung der Dicht- und Lagerbuchsen zu erreichen, kann an dem Gehäuse eine umlaufende Federlippe vorgesehen sein. Die Federlippe liegt dazu im zusammengebauten Zustand der Vorrichtung an einer Dicht- und Lagerbuchse an und übt aufgrund elastischer Verformung eine Vorspannungskraft auf ei- ne Dicht- und Lagerbuchse in Richtung des benachbarten Federbundes aus. Da die Federlippe umlaufend ist, ist die Anlage an einer Dicht- und Lagerbuchse auch druckdicht. Zwischen einer Dicht- und Lagerbuchse und der daran anliegenden Federlippe ist also ein Fluiddurchtritt nicht möglich.

Es ist bevorzugt, wenn der Bereich wenigstens einer Dicht- und Lagerbuchse, der bündig an einem der Federbünde anliegt, ballig ausgestaltet ist. Aufgrund der balligen Ausgestaltung wird eine kleine Dichtfläche bei gleichzeitig hoher Flächenpressung zwischen Dicht- und Lagerbuchse und Federbund erreicht. Auch bei einer leichten Schiefstellung der Welle gegenüber einer der Dicht- und Lagerbuchsen wird aufgrund dieser balligen Ausgestaltung eine gute Dichtwirkung erreicht .

Aufgrund der geringen jeweiligen Dichtfläche zwischen

Dicht- und Lagerbuchsen und Federbünden ist das Losbrechmoment bei der erfindungsgemäßen Drehdurchführung sehr ge- ring. Mit „Losbrechmoment" wird jenes Moment bezeichnet, das zur Überwindung der Haftreibung zwischen Dicht- und Lagenbuchsen und Federbünden bzw. der Welle erforderlich ist. Ein geringes Losbrechmoment, wie es mit der erfindungsgemä- ßen Drehdurchführung erreicht wird, ist besonders vorteilhaft für die Verwendung in solarthermischen Anlagen, da die Drehgeschwindigkeit um die Schwenkachse der Solarkollektoren sehr gering ist. Die Dicht- und Lagerbuchsen können jeweils einteilig als

Bundbuchse ausgeführt sein. Es ist aber auch möglich, dass sie zweiteilig mit jeweils einem Bund- und einem Buchsenteil ausgeführt sind. Letzteres bietet den Vorteil der einfacheren Herstellung der Dicht- und Lagerbuchsen. Aller- dings kann sich dadurch der Montageaufwand der Drehdurchführung erhöhen.

Bei den Federbünden handelt es sich um fest mit der Welle verbundene Tellerfedern. Der Verbindung von den Federbünden zur Welle ist dabei druckdicht ausgestaltet. „Druckdicht" im Sinne dieser Erfindung bedeutet, dass ein Fluid- durchtritt zwischen zwei druckdicht miteinander verbundenen Elementen nicht möglich ist. Die Federbünde können einstückig mit der Welle hergestellt werden. Es ist aber auch möglich, dass sie nachträglich an der Welle angebracht werden, bspw. durch Schweißen.

Im gesamten Arbeitsbereich der erfindungsgemäßen Drehdurchführung sollte sichergestellt werden, dass sich die Feder- bünde immer im Elastizitätsbereich ihres Materials befinden. Nur so kann dauerhaft eine ausreichend hohe Dichtwirkung erreicht werden. Die Federbünde sind daher bevorzugt aus korrosionsbeständigem Federstahl. Weiter bevorzugt ist es, wenn die Welle aus korrosionsbeständigem Federstahl gefertigt ist. Weiter bevorzugt ist es, wenn wenigstens eine Dicht- und Lagerbuchse oder wenigstens der Bundteil einer zweiteiligen Dicht- und Lagerbuchse aus Graphit ist. Gra- phit zeichnet sich durch gute Selbstschmierungseigenschaften und Hitzeverträglichkeit aus.

Durch eine entsprechende Materialwahl wird sichergestellt, dass die erfindungsgemäße Drehdurchführung für hohe Tempe- raturen von über 450 °C sowie hohen Drücken von bis zu 150 bar geeignet ist. Entsprechende Einsatzbereiche sind insbesondere bei solarthermischen Anlagen erforderlich, in denen mit Hilfe der Sonnenstrahlung Wärmeträgerfluid vom flüssigen in den gasförmigen Zustand gebracht wird.

Um eine einfache Montage der erfindungsgemäßen Drehdurchführung zu ermöglichen, ist es bevorzugt, wenn das Gehäuse zweigeteilt ausgeführt ist, wobei die beiden Teile vorzugsweise durch eine Quetschdichtung aus Kupfer gegeneinander abgedichtet sind. Es ist weiter bevorzugt, wenn der Druckverteilerraum in einem der beiden Gehäuseteile angeordnet ist. Dadurch wird verhindert, dass die Trennfuge zwischen den beiden Gehäuseteilen durch den Druckverteilerraum verläuft und eine mögliche undichte Stelle am Druckverteiler- räum bildet.

Die wenigstens eine Öffnung der Hohlbohrung kann als Dichtkegel ausgeführt werden, so dass ein weiteres Bauteil, bspw. einem Absorber oder ein Leitungsrohr, druckdicht mit der erfindungsgemäßen Drehdurchführung verbunden werden kann. Weiter bevorzugt ist es, dass am Ende der Welle, an der das Sackloch angeordnet ist, ein Gewinde- oder Spannring vorgesehen ist. Alternativ ist es möglich, dass am En- de der Welle, an der das Sackloch angeordnet ist, ein Teil einer Schneidringverbindung ausgebildet ist.

Um Belastungsspitzen an den Verbindungspunkten der Dreh- durchführung mit weiteren Bauteilen zu verringern, können drehfest gegenüber dem Verteilerraum und/oder drehfest gegenüber der Welle Drehmomentstützen vorgesehen sein. Über eine solche Drehmomentstütze können Belastungen an den Verbindungsbereichen zwischen Drehdurchführung und weiteren Bauteilen verringert werden.

Das erfindungsgemäße System umfasst einen thermischen Solarkollektor mit einem optischen Element und einem Absorber. Mithilfe des optischen Elementes kann einfallende Son- nenstrahlung auf den Absorber fokussiert werden. Der Absorber ist dabei so ausgebildet, dass er von Wärmeträgerfluid durchströmt werden kann.

Der thermische Solarkollektor ist schwenkbar um wenigstens eine Schwenkachse gelagert. Indem der thermische Solarkol- lektor schwenkbar gelagert ist, kann das optische Element so ausgerichtet werden, dass es möglichst senkrecht zur einfallenden Sonnenstrahlung steht. Ist lediglich eine Schwenkachse vorgesehen, so ist eine Nachführung des Solar- kollektors nach dem tageszeitlichen Sonnenstand möglich. Lässt sich der Solarkollektor auch noch um eine zweite Schwenkachse verschwenken, so ist auch ein Ausgleich der jahreszeitlichen Sonnenbewegung möglich. Der Absorber kann als längliches Absorberrohr ausgeführt werden. Bei dem optischen Element kann es sich um eine lineare Fresnel-Linse handeln, welche die einfallende Sonnenstrahlung auf das Absorberrohr fokussiert. Eine lineare Fresnel-Linse bündelt die einfallende Sonnenstrahlung nicht auf einen Punkt sondern entlang einer Fokuslinie. Das Ab- sorberrohr ist dann entlang dieser Fokuslinie angeordnet. Das erfindungsgemäße System umfasst weiterhin eine erfindungsgemäße Drehdurchführung. Zur Erläuterung der Drehdurchführung wird auf die oben stehenden Ausführungen verwiesen. Bei dem erfindungsgemäßen System ist das Absorberrohr mit der Drehdurchführung verbunden, und zwar entweder drehfest und fluidleitend mit der Hohlbohrung oder mit dem Druckverteilerraum. Die Welle der Drehdurchführung ist koaxial mit einer der wenigstens einen Schwenkachse angeordnet.

Durch die Drehdurchführung ist es möglich, dass dem Absorber des Solarkollektors Wärmeträgerfluid zugeführt wird o- der ablaufen kann, und zwar unabhängig davon, in welcher Position um die wenigstens eine Schwenkachse sich der ther- mische Solarkollektor befindet. Das Wärmeträgerfluid kann bspw. vom Druckverteilerraum über die Verbindungsbohrung und die Hohlbohrung in das eine Ende des Absorberrohres gelangen. Ist eine weitere Drehdurchführung an dem gegenüberliegenden Ende des Absorberrohres vorgesehen, kann das Wär- meträgerfluid über diese weitere Drehdurchführung abfließen. Der thermische Solarkollektor ist also um die Schwenkachse verschwenkbar, ohne dass die Zufuhr oder der Abfluss von Wärmeträgerfluid unterbrochen werden würde. Durch eine zusätzliche Vorrichtung kann die in dem erhitzten, aus dem Absorberrohr abgeführten Wärmeträgerfluid gespeicherte Energie in nutzbare Energie umgewandelt werden. Diese zusätzliche Vorrichtung kann ein Wärmetauscher oder eine Turbine sein. Das in der zusätzlichen Vorrichtung abgekühlte Wärmeträgerfluid kann dem Absorber dann erneut zugeführt werden. Es ist bevorzugt, wenn pro Schwenkachse zwei Drehdurchführungen vorgesehen sind. Über die eine Drehdurchführung kann dann die Zuführung von Wärmeträgerfluid gewährleistet werden, während über die andere Drehdurchführung die Ableitung von Wärmeträgerfluid aus dem Absorber erfolgt.

Neben der Funktion der Flüssigkeitszuführung können die Drehdurchführungen auch die Funktion der Lagerung des thermischen Solarkollektors um eine Schwenkachse erfüllen. Gesonderte Lager sind dann nicht mehr erforderlich.

Erfolgt die Nachführung des thermischen Solarkollektors um zwei Achsen, so können auch an der zweiten Schwenkachse Drehdurchführungen vorgesehen sein. Die Erfindung wird nun anhand beispielhafter Ausführungsformen unter Bezugnahme auf die beigefügten Zeichnungen näher beschrieben. Es zeigen:

Fig. 1 eine erste Ausführungsform einer erfindungsgemäßen

Drehdurchführung;

Fig. 2 eine Schnittdarstellung durch die erste Ausführungsform entlang Schnittlinie II-II aus Figur 1; Fig. 3 einen Schnitt durch die erste Ausführungsform entlang der Schnittlinie III-III aus Figur 1; Fig. 4 eine Schnittdarstellung durch die erste Ausfüh- rungsform entlang der Schnittlinie IV-IV aus Figur 1; Fig. 5 eine Schnittdarstellung einer zweiten Ausführungsform einer erfindungsgemäßen Drehdurchführung;

Fig. 6 eine Schnittdarstellung einer dritten Ausführungsform einer erfindungsgemäßen Drehdurchführung;

Fig. 7 eine Draufsicht auf die dritte Ausführungsform gemäß Figur 6; und

Fig. 8 eine schematische Darstellung eines erfindungsgemä- ßen Systems.

In Figuren 1 bis 4 ist ein erstes Ausführungsbeispiel einer erfindungsgemäßen Drehdurchführung 1 dargestellt. Figur 1 zeigt eine Seitenansicht der Drehdurchführung 1, in Figur 2 ist eine Schnittdarstellung der Drehdurchführung 1 entlang der Schnittlinie II-II aus Figur 1 dargestellt.

Die Drehdurchführung 1 umfasst eine Welle 10, die drehbar in einem Gehäuse 20 gelagert ist. Die Drehdurchführung 1 ist so gestaltet, dass - unabhängig von der Position der Welle 10 gegenüber dem Gehäuse 20 - Wärmeträgerfluid im flüssigen oder gasförmigen Zustand von einer Ein- und Auslassöffnung 21 im Gehäuse 20 zu einer Öffnung 11 an einer Stirnseite 12 der Welle 10 (oder umgekehrt) fließen kann.

Hinter der Öffnung 11 an der einen Stirnseite 12 der Welle 10 ist eine Hohlbohrung 13 vorgesehen. Die Hohlbohrung 13 ist konzentrisch mit der Achse der Welle 10 ausgerichtet und als Sackloch ausgeführt.

Weiterhin ist ein Druckverteilerraum 14 vorgesehen, der die Welle 10 ringförmig umgibt. Der Druckverteilerraum 14 ist in axialer Richtung der Welle 10 durch zwei Federbünde 15 begrenzt. Die Federbünden 15 sind einstückig mit der Welle 10 ausgebildet und somit fest und druckdicht mit dieser verbunden .

Im Bereich des Druckverteilerraums 14 ist eine Verbindungsbohrung 16 vorgesehen. Bei der Verbindungsbohrung 16 handelt es sich um eine Durchgangsbohrung durch die Wand der Hohlbohrung 13. Durch die Verbindungsbohrung 16 sind Hohl- bohrung 13 und Druckverteilerraum 14 fluidleitend miteinander verbunden.

Aufgrund der Verbindungsbohrung 16 und der Hohlbohrung 13 ist die Öffnung 11 an der einen Stirnseite 12 der Welle 10 so mit dem Druckverteilerraum 14 verbunden, dass Wärmeträ- gerfluid vom Druckverteilerraum 14 zur Öffnung 11 an der einen Stirnseite 12 der Welle 10 gelangen kann. Auch eine umgekehrte Fließrichtung des Wärmeträgerfluids ist selbstverständlich möglich.

Bei den Federbünden 15 handelt es sich um fest und druckdicht mit der Welle 10 verbundene Tellerfedern. „Druckdicht" bedeutet, dass zwischen Federbünden 15 und der Welle 10 kein Fluid hindurchtreten kann.

Die Federbünde 15 können - wie dargestellt - einstückig mit der Welle ausgeführt sein. Sie können aber auch getrennt von der Welle 10 hergestellt und anschließend mit der Welle 10 druckdruckdicht, bspw. durch Schweißen, verbunden werden. Die Federbünde 15 sind so ausgestaltet, dass sie sich in axialer Richtung der Welle 10 elastisch verschwenken bzw. verformen lassen.

Die Welle 10 ist in zwei Dicht- und Lagerbuchsen 30 gelagert. Zwischen Dicht- und Lagerbuchsen 30 und der Welle 10 besteht eine Gleitlagerung. Jeweils eine der Dicht- und Lagerbuchsen 30 liegt bündig an der von dem Druckverteiler- räum 14 abgewandten Seite 17 eines Federbundes 15 an und ist gegenüber diesem vorgespannt. Zwischen einer Dicht- und Lagerbuchse 30 und dem benachbarten Federbund 15 herrscht also ein Anpressdruck. Durch den am Federbund 15 anliegenden Teil der Dicht- und Lagerbuchse 30 wird verhindert, dass Fluid zwischen Dicht- und Lagerbuchse 30 und Welle 10 hindurchtreten kann.

Die Dicht- und Lagerbuchsen 30 sind als Bundbuchsen ausgeführt, wobei die an der einen Seite 17 eines Federbundes 15 anliegende Bundsektion 31 der Dicht- und Lagerb chse 30 ballig ausgestaltet ist. Aufgrund der balligen Ausgestaltung der Bundsektion 31 der Dicht- und Lagerbuchsen 30 entsteht eine kleine Dichtfläche 32 zwischen einem Federbund 15 und einer Dicht- und Lagerbuchse 30. Aufgrund der klei- nen Dichtfläche 32 kommt es dort zu einer hohen Flächenpressung, was eine gute Dichtwirkung zur Folge hat. Aufgrund der balligen Ausgestaltung der Bundsektion 31 der Dicht- und Lagerbuchsen 30 wird selbst dann noch eine hohe Dichtwirkung erreicht, wenn es zu einer leichten Schief- Stellung der Welle 10 gegenüber einer Dicht- und Lagerbuchse 30 kommt. Besteht im Druckverteilerraum 14 ein gegenüber der Umgebung erhöhter Druck, so werden die Federbünden 15 aufgrund dieses Überdrucks und ihrer elastischen Verformbarkeit gegen die Dicht- und Lagerbuchsen 30 gedrückt. Die Flächenpres- sung zwischen Federbünden 15 und Dicht- und Lagerbuchsen 30 wird dadurch weiter erhöht. Aufgrund der geringen Dichtfläche zwischen den beiden vorgenannten Elementen bleibt das Losbrechmoment der Welle 10 gegenüber den Dicht- und Lagerbuchsen 30 dennoch gering.

Die Dicht- und Lagerbuchsen 30 sind drehfest im Gehäuse 20 gehaltert. Das Gehäuse 20 umfasst einen ersten und einen zweiten Gehäuseteil 22, 23, die mit einem metallischen 0- Ring (beispielsweise einer Quetschdichtung 24 aus Kupfer) gegeneinander abgedichtet sind. Der Druckverteilerraum 14 ist in einem 22 der beiden Gehäuseteile 22, 23 angeordnet. Die Trennfuge 28 zwischen den beiden Gehäuseteilen 22, 23 verläuft also nicht durch den Druckverteilerraum 14. Die Trennfuge 28 bildet daher keine mögliche undichte Stelle am Druckverteilerraum 14.

Die oben bereits erwähnte Ein- und Auslassöffnung 21 ist im ersten Gehäuseteil 22 vorgesehen und so angeordnet, dass sie im fertig montierten Zustand der Drehdurchführung 1 in Verbindung mit dem Druckverteilerraum 14 steht. Die Ein- und Auslassöffnung 21 ist mit einem Innengewinde 25 versehen. Dadurch wird der Anschluss der Ein- und Auslassöffnung 21 an ein Rohrleitungssystem (nicht dargestellt) vereinfacht. Das Gehäuse 20 weist außerdem noch eine Öffnung 27 zur Durchführung der Welle 10 auf.

Die Welle 10 und die damit einstückig verbundenen Federbünde 15 sind aus korrosionsbeständigem Federstahl herge- stellt. Dadurch wird gewährleistet, dass auch bei extremen Einsatzbereichen mit Temperaturen von über 450 °C und hohen Drücken bis 150 bar sich die Federbünde 15 immer noch elastisch verformen lassen. Die Dichtwirkung zwischen Federbün- den 15 und Dicht- und Lagerbuchsen 30 wird auch bei solchen extremen Einsatzbereichen gewährleistet. Die Dicht- und Lagerbuchsen 30 sind aus Graphit gefertigt. Dadurch wird eine geringere Reibung zwischen Dicht- und Lagerbuchsen 30 sowie der Welle 10 erreicht, was ein geringes Losbrechmoment der Drehdurchführung 1 zur Folge hat.

Die Öffnung 11 des Sacklochs 13 ist als Dichtkegel ausgeführt . Im Bereich der Stirnseite 12, an der sich die Öffnung 11 der Hohlbohrung 13 befindet, weist die Welle 10 ein Außengewinde 18 auf. An diesem Außengewinde 18 ist ein Gewindering 40 befestigt, der die Welle 10 ringförmig umgibt und regelmäßig über seinem Umfang verteilt Durchgangslöcher 41 mit Innengewinde aufweist. An dem Gewindering 40 lässt sich ein gegenüber der Welle 10 drehfestes, gegenüber dem Gehäuse 20 drehbares Bauteil befestigen. Durch die Ausgestaltung des Sacklochs 11 als Dichtkegel lässt sich eine druckfeste, fluidleitende Verbindung zwischen einem drehbaren Bauteil und der Welle 10 bewerkstelligen.

Der Gewindering 40 ist in Figur 3 als Schnittansicht gemäß der Schnittlinie III-III aus Figur 1 detailliert dargestellt .

Der Gewindering 40 ist auf das Außengewinde 18 der Welle 10 aufgeschraubt und durch einen Gewindestift 42 gegen ein unerwünschtes Lösen von der Welle 10 gesichert. Er ist also drehfest mit der Welle 10 verbunden. Der Gewindering 40 weist gleichmäßig über dem Umfang und um die Öffnung für die Welle 10 verteilte Bohrungen mit Innengewinde 41 auf. An diesen Bohrungen mit Innengewinde 41 kann über Schrauben oder Bolzen ein Bauteil an dem Gewindering 41 und damit mit der Welle 10 verbunden werden. Das Bauteil ist bevorzugt so ausgeführt, dass es bei der Befestigung am Gewindering 41 auch fluidleitend mit der Öffnung 11 an der Stirnseite 12 der Welle 10 verbunden wird.

An dem Gewindering 40 ist weiterhin eine Drehmomentstütze 43 vorgesehen, mit der Belastungen auf die Bohrung mit Innengewinde 41 bzw. darin eingeführte Schrauben oder Bolzen aufgrund von Drehmomenten um die Achse der Welle 10 stark verringert werden können.

In Figur 4 ist eine Schnittdarstellung des Gehäuses 20 gemäß der Schnittlinie IV-IV aus Figur 1 dargestellt. Der dargestellte erste Gehäuseteil 22 weist über den Umfang verteilt und um die Achse der Welle 10 angeordnet Bohrungen 26 auf. Die Bohrungen 26 sind mit einem Innengewinde ausgestattet. Über Schrauben oder Bolzen, die in das Innengewinde der Bohrungen 26 eingreifen, kann der zweite Gehäuse- teil 23 fest mit dem ersten Gehäuseteil 22 verbunden werden.

In Figur 5 ist ein zweites Ausführungsbeispiel einer erfindungsgemäßen Drehdurchführung 1 dargestellt. Die Drehdurch- führung 1 aus Figur 2 ist in weiten Teilen zur Drehdurchführung 1 aus den Figuren 1 bis 4 identisch, weswegen auf die dortigen Ausführungen verwiesen wird. Im Folgenden wird lediglich auf die Unterschiede zwischen den beiden Ausführungsbeispielen eingegangen.

Anstelle einer einzelnen Verbindungsbohrung 16 (vgl. erstes Ausführungsbeispiel, Fig. 2) sind bei dem in Figur 5 dargestellten Ausführungsbeispiel zwei Verbindungsbohrungen 16 vorgesehen. Die beiden Verbindungsbohrung 16 liegen auf einer gemeinsamen Achse und können in einem Herstellungsschritt als Durchgangsbohrung durch die Welle 10 herge- stellt werden. In dem zwei Verbindungsbohrungen 16 vorgesehen sind, kann der Strömungswiderstand der Drehdurchführung 1 reduziert werden.

Im Ausführungsbeispiel gemäß Figur 5 sind die Dicht- und Lagerbuchsen 30 zweiteilig ausgeführt und zwar mit einem Buchsenteil 33 und einem Bundteil 34. Die Buchsenteile 31 dienen der Gleitlagerung der Welle 10 im Gehäuse 20. Die Bundteile 32 der Dicht- und Lagerbuchsen 30 liegen jeweils an der von dem Druckverteilerraum 14 abgewandten Seite ei- nes der Federbünde 15 der Welle an. Durch einen am Federbund 15 anliegenden Bundteil 32 wird verhindert, dass Fluid zwischen dem Bundteil 32 und der Welle 10 durchtreten kann. Es wird also eine Abdichtung des Druckverteilerraums 14 gegenüber der Außenseite der Welle 10 bzw. der Umgebung er- reicht. Wie bereits beim ersten Ausführungsbeispiel ist der Bereich der Dicht- und Lagerbuchsen 30 bzw. der Bundteile 32, der an einem der Federbünde 15 anliegt, ballig ausgestaltet . In Figur 5 ist weiterhin dargestellt, wie ein weiteres Bauteil 90 an der Welle 10 befestigt werden kann. Das Bauteil 90 weist ein Fluidkanal 91 auf, dessen ein Ende 92 in den Dichtkegel der Öffnung 11 der Hohlbohrung 13 der Welle 10 eingeführt werden kann.

Das Bauteil 90 weist weiterhin einen umlaufenden Vorsprung 93 auf, der von einem Spannring 94 hintergriffen wird. Der Spannring 94 ist über Schrauben 95, die in die Bohrungen mit Innengewinde 41 des Gewinderings 40 eingreifen, mit dem Gewindering 40 und damit der Welle 10 drehfest verbunden. Indem das Bauteil 90 bzw. das eine Ende 92 des Fluidkanals 91 in den Dichtkegel der Öffnung 11 der Hohlbohrung 13 gedrückt wird, entsteht eine druckdichte, fluidleitende Verbindung zwischen der Hohlbohrung 13 und dem Fluidkanal 91 des Bauteils 90. Unabhängig von der Position des Bauteils 90 gegenüber dem Gehäuse 20 kann mit der erfindungsgemäßen Drehdurchführung 1 Fluid von der Ein- und Auslassöffnung 21 im Gehäuse 20 über dem Druckverteilerraum 14, die Verbindungsbohrungen 16 und die Hohlbohrung 13 Wärmeträgerfluid in den Fluidkanal 91 des Bauteils 90 gelangen. Selbstver— ständlich ist auch eine umgekehrte Strömungsrichtung möglich.

Es ist auch möglich, dass der Gewindering 40 mit dem Bauteil 90 verbunden ist und ein zugehöriger Spannring einen Vorsprung an der Welle 10 hintergreift (nicht dargestellt) .

In Figuren 6 und 7 ist ein drittes Ausführungsbeispiel einer erfindungsgemäßen Drehdurchführung 1 gezeigt. Die Drehdurchführung 1 aus Figuren 6 und 7 ist in weiten Teilen zur Drehdurchführung gemäß Figuren 1 bis 4, sowie 5 identisch, weswegen auf die dortigen Ausführungen verwiesen wird. Im Folgenden wird insbesondere auf die Unterschiede zwischen den Ausführungsbeispielen eingegangen. Auch ist es selbst- verständlich, dass einzelne Aspekte, wie z. B. die Ausgestaltung der Welle 10 zur Anbindung an weitere Bauteile 90 (vgl. Fig. 5), zwischen den einzelnen Ausführungsbeispielen austauschbar sind.

Die Drehdurchführung 1 gemäß Figuren 6 und 7 unterscheidet sich hauptsächlich darin, dass nur ein Federbund 15 an der Welle 10 vorgesehen ist. Mit diesem Federbund 15 wird der Druckraum 14 in axialer Richtung an einer Seite begrenzt. Die Begrenzung des Druckraums 14 in axialer Richtung auf der anderen Seite wird durch das Gehäuse 20 bzw. das erste Gehäuseteil 22 gewährleistet.

Da nur ein Federbund 15 vorgesehen ist, ist auch nur eine Dicht- und Lagerbuchse 30 vorhanden. Die Dicht- und Lagerbuchse 30 ist hierbei zweiteilig ausgeführt, wobei der Buchsenteil 33 der Gleitlagerung der Welle 10 dient, während der Bundteil 34 nicht zwingend zur Lagerung der Welle 10 beiträgt. Der Bundteil 34 wird, wie nachfolgend be- schrieben, mit einer Vorspannung an den Federbund 15 gedrückt, so dass zwischen Federbund 15 und Bundteil 34 keine Flüssigkeit hindurch gelangen kann.

Zur Erzeugung der genannten Vorspannung ist am zweiten Ge- häuseteil 23 eine umlaufende Federlippe 29 vorgesehen. Die Federlippe 29 liegt im dargestellten zusammengebauten Zustand der Drehdurchführung 1 an dem Bundteil 34 der Dicht- und Lagerbuchse 30 an und übt aufgrund elastischer Verformung eine Vorspannungskraft auf den Bundteil 34 in Richtung des Federbundes 15 aus. Da die Federlippe 11 außerdem umlaufend ist, ist die Anlage an dem Bundteil 34 der Dicht- und Lagerbuchse 30 druckdicht. Es kann also keine Flüssig- keit zwischen dem Bundteil 34 der Lagerbuchse 30 und der daran anliegenden Federlippe 29 hindurchtreten.

Die Welle 10 ist neben dem Buchsenteil 33 der Dicht- und Lagerbuchse 30 noch in einer Führungsbuchse 40 gelagert. Um zu verhindern, dass die Welle 10 ihre Position innerhalb des Gehäuses 20 verändert, ist außerdem noch ein Abstandshalter 41 in Form einer Kugel vorgesehen, mit dem der Abstand zwischen Welle 10 und Gehäuseteil 22 festgelegt wird. Die Welle 10 wird dann aufgrund der an dem Federbund 15 angreifenden Vorspannung und dem Abstandshalter 41 in Position gehalten, wobei sie selbstverständlich drehbar bleibt.

Der Bundteil 34 der Gleit- und Lagerbuchse 35 ist aus Gra- phit, der Buchsenteil 33 und die Führungsbuchse 40 können auch aus anderem Material gefertigt sein. Der Buchsenteil 33 und/oder die Führungsbuchse 40 können alternativ auch als Wälzlager ausgeführt sein. Die erfindungsgemäße Drehdurchführung 1 eignet sich sowohl für die Drehdurchführung von flüssigem Wärmeträgerfluid als auch von Wärmeträgerfluid in gasförmiger Form. Letzteres ist besonders für den Einsatz mit thermischen Solarkollektoren erforderlich, bei denen ein zunächst flüssiges Wärme- trägermedium so stark aufgeheizt wird, dass ein Phasenwechsel hin zur Gasform erfolgt. Ein System 100 mit einem entsprechenden thermischen Solarkollektor 101 ist in Figur 8 dargestellt . Das System 100 umfasst einen thermischen Solarkollektor 101 mit einem optischen Element 102 und einem Absorber 103. Bei dem optischen Element 102 handelt es sich um eine lineare Fresnel-Linse, die senkrecht auf das optische Element 102 auftreffende Sonnenstrahlung auf einer Fokuslinie bündelt. In der Fokuslinie des optischen Elementes 102 ist der Absorber 103 angeordnet. Der Absorber 103 ist als Absorber— röhr ausgeführt, der von Wärmeträgerfluid durchströmt wer- den kann. Das durch den Absorber 103 strömende Wärmeträgerfluid wird durch die auf den Absorber 103 fokussierte Sonnenstrahlung erhitzt.

Damit die Sonnenstrahlung immer senkrecht auf das optische Element 102 auftrifft, ist der thermische Solarkollektor 101 um eine erste und eine zweite Schwenkachse 201, 202 verschwenkbar. Aufgrund der Verschwenkbarkeit um die beiden Schwenkachsen 201, 202 ist eine zweiachsige Nachführung des thermischen Solarkollektors 101 zur Sonne hin möglich. Der thermische Solarkollektor 101 kann immer so zur Sonne ausgerichtet werden, dass die Sonnenstrahlen senkrecht auf das optische Element 102 auftreffen.

Trotz der für die Nachführung erforderlichen Verschwenkbar- keit um die beiden Schwenkachsen 201, 202 muss sichergestellt werden, dass der Absorber 103 unabhängig von der Stellung des thermischen Solarkollektors 101 um die

Schwenkachsen 201, 202 von Wärmeträgerfluid durchströmt wird. Um dies zu erreichen, umfasst das System 100 erfin- dungsgemäße Drehdurchführungen 1. Zur Erläuterung der erfindungsgemäßen Drehdurchführungen wird auf Figuren 1 bis 5 und die oben stehenden Erläuterungen verwiesen.

Um die Verschwenkbarkeit um die Schwenkachse 201 zu errei- chen, sind zwei Drehdurchführungen 1 vorgesehen, die mit ihrer jeweiligen Welle 10 koaxial mit der Schwenkachse 201 und mit den Stirnseiten 12 der jeweiligen Wellen 10 gegenüberliegend ausgerichtet sind. Der thermische Solarkollektor 101 ist fest mit den Wellen 10 der Drehdurchführung 1 verbunden. Aufgrund der drehbaren Lagerungen der Wellen 10 in den Gehäusen 20 der Drehdurchführungen 1 ist der Solarkollektor 101 gegenüber den Gehäusen 20 der Drehdurchführungen 1 um die Schwenkachse 201 verschwenkbar. Eine zusätzliche Lagerung des Solarkollektors 101 um die Schwenkachse 201 ist nicht erforderlich.

Die jeweiligen Öffnungen 11 in den Wellen 10 der Drehdurch- führung 1 sind über Rohre 104 mit jeweils einem Ende des Absorbers 103 fluidleitend verbunden. Es ist also möglich, dass Wärmeträgerfluid von der Ein- und Auslassöffnung 21 der einen Drehdurchführung 1 durch die Drehdurchführung 1 und durch die Rohrleitungen 104 zum Absorber 102 gelangt, diesen durchströmt, und wiederum durch Rohrleitungen 104 und der anderen Drehdurchführung 1 zur Auslassöffnung 21 der anderen Drehdurchführung 1 strömt . Diese Strömung von Wärmeträgerfluid ist unabhängig von der Stellung des Solarkollektors 101 um die Schwenkachse 201 möglich.

Das Gehäuse 20 der Drehdurchführung 1 sind fest auf einem Rahmen 105 montiert. Der Rahmen 105 ist drehbar um die Schwenkachse 202 gelagert. Als Lager dienen zwei erfindungsgemäße Drehdurchführungen 1. Die Drehdurchführungen 1 sind mit ihrer Welle 10 koaxial zur Schwenkachse 202 ausgerichtet und liegen sich mit den jeweiligen Stirnseiten 12 gegenüber. Die Ein- und Auslassöffnungen 21 der Drehdurchführungen 1 entlang der Schwenkachse 201sind über Rohrleitung 106 mit jeweils einer Öffnung 11 an den Stirnseiten 12 der Welle 10 der Drehdurchführung 1 verbunden.

Der Rahmen 105 - und damit die Schwenkachse 201 und der thermische Solarkollektor 101 - lässt sich um die Schwenk- achse 202 verschwenken. Aufgrund der Drehdurchführungen 1 entlang dieser Schwenkachse 202 kann Wärmeträgerfluid unabhängig von der Stellung des Solarkollektors 101 um die Schwenkachsen 201, 202 zum Absorber 103 gelangen bzw. von diesem weggeführt werden.

Das Gehäuse 20 der Drehdurchführung 1 um die Schwenkachse 202 sind mit einer lokalen Infrastruktur 300 verbunden. Die Infrastruktur 300 umfasst eine Pumpe 301, eine Turbine 302 und ein Rohrleitungssystem 304.

Mit der Pumpe 301 wird Wärmeträgerfluid durch das Rohrleitungssystem 304 zu einer Einlassöffnung 21 der einen Drehdurchführung 1 um die Schwenkachse 202 gefördert. Die Dreh- durchführung 1 wird - wie anhand von Figuren 1 bis 5 oben erläutert - durchströmt, so dass das Wärmeträgerfluid über die Rohrverbindung 106 zu einer der Drehdurchführungen 1 um die Schwenkachse 201 gelangt. Das Wärmeträgerfluid durchströmt auch diese Drehdurchführung 1 und gelangt über die Rohrleitung 104 in den Absorber 103. In dem Absorber 103 wird es durch die mit dem optischen Element 102 auf den Absorber 103 fokussierte Sonnenstrahlung so stark aufgeheizt, dass es seine Phase wechselt und gasförmig wird. Das gasförmige Wärmeträgermedium wird über die Rohrleitungen 104 aus dem Absorber 103 abgeführt und gelangt über die Drehdurchführungen 1 und die Rohrleitungen 106 wieder in das Rohrleitungssystem 303 der lokalen Infrastruktur 300. Das gasförmige Wärmeträgermedium wird dann der Turbine 302 zugeführt, wo es zur Erzeugung von elektrischer Energie ver- wendet wird. Während dieses Prozesses kühlt sich das Wärmeträgermedium wieder so stark ab, dass es seine Phase erneut wechselt und wieder in flüssiger Form vorliegt. Das flüssi- ge Wärmeträgermedium kann dann dem Absorber 103 über die Pumpe 301 wie beschrieben zugeführt werden.

Da das erfindungsgemäße System 100 die erfindungsgemäßen Drehdurchführungen 1 umfasst, ist es möglich, dass der Absorber 103 von Wärmeträgerfluid durchströmt wird, und zwar unabhängig davon, welche Stellung der thermische Solarkollektor 100 um die Schwenkachsen 201, 202 einnimmt.