AT522583A4

AT522583A4 - Vorrichtung mit einem Wärmetauscher

Info

Publication number: AT522583A4
Application number: ATA50912/2019A
Authority: AT
Inventors: Hofbauer Dipl Ing Ursula; Alexandru Baur Dragos
Original assignee: Ecool Advanced Urban Eng Gmbh
Priority date: 2019-10-22
Filing date: 2019-10-22
Publication date: 2020-12-15
Also published as: EP4048960A1; CN114630992A; CN114630992B; AT522583B1; WO2021078502A1; US20220373228A1

Abstract

Vorrichtung mit einem Wärmetauscher (1) mit einer ersten Flut (5), die von einem ersten gasförmigen Wärmeträger durchströmt wird, und mit einer zweiten Flut (6), die von einem zweiten gasförmigen Wärmeträger durchströmt wird. Vor der ersten Flut (5) ist eine Brennkammer (4) angeordnet, die gegebenenfalls bis in die erste Flut (5) reicht. An die erste Flut (5) sind zwei Zuführleitungen (2, 3) angeschlossen, von denen die erste Zuführleitung (2) mit einer thermischen Solaranlage (23) und die zweite Zuführleitung (3) mit einer Quelle (50) für ein brennbares Gas-Luft-Gemisch oder für ein nicht brennbares Gas, insbesondere ein sauerstoffhaltiges Gas, wie Luft, verbunden ist.

Description

durchströmt wird, und mit einer zweiten Flut, die von einem zweiten gasförmigen Wärmeträger durchströmt wird, wobei vor der ersten Flut eine Brennkammer angeordnet ist, die gegebenenfalls bis in die erste

Flut reicht.

Aus der US 2018/0347858 Al ist eine derartige Vorrichtung bekannt, bei der eine thermische Solaranlage mit einem Brenner für ein Luft-GasGemisch kombiniert ist. Die bekannte Vorrichtung ist allerdings nachteilig, weil der Brenner unmittelbar im Bereich der Solaranlage bzw. deren Hohlspiegel angeordnet sein muss, was ein gewisses Sicherheitsrisiko darstellt, und der Wärmetauscher unter Umständen weit von der Anlage entfernt ist, in der die erzeugte Wärme benötigt

wird.

Der Erfindung liegt die Aufgabe zugrunde, hier Abhilfe zu schaffen.

Gelöst wird diese Aufgabe mit einer Vorrichtung mit den Merkmalen des

Anspruchs 1.

Erfindungsgemäß sind an die erste Flut zwei Zuführleitungen angeschlossen, von denen die erste Zuführleitung mit einer thermischen Solaranlage verbunden ist. Die zweite Zuführleitung kann, je nach Bedarf, mit einer Quelle für ein brennbares Gas-Luft-Gemisch oder für ein nicht brennbares Gas, insbesondere ein sauerstoffhaltiges Gas, wie Luft, verbunden werden. Wenn die thermische Solaranlage ausreichend Wärme produziert, wird der ersten Flut des Wärmetauschers ausschließlich das erwärmte Gas aus der Solaranlage zugeführt. Wenn die thermische Solaranlage nicht ausreichend Wärme produziert, wird der ersten Flut des Wärmetauschers in einer Ausführungsform der Erfindung ausschließlich brennbares Gas-Luft-Gemisch zugeführt, das in

der Brennkammer verbrannt wird.

Zum Zünden des brennbaren Gas-Luft-Gemisches kann bei Bedarf eine

Zündeinrichtung in der Brennkammer angeordnet sein.

Um die Strömung durch die Zuführleitungen zu steuern, kann in einer Ausführungsform der Erfindung vorgesehen sein, dass in der zweiten Zuführleitung ein Ventil angeordnet ist, das die zweite Zuführleitung

mit einer Zuleitung zur thermischen Solaranlage verbindet und die

1200 °C, besonders bevorzugt zwischen 700 °C und 1000 °C.

Es ist auch eine Ausführungsform der Erfindung möglich, bei der das der Solaranlage zugeführte Gas nicht nur reine Luft ist, sondern diesem auch Brennstoff zugefügt wird, der in weiterer Folge in der Brennkammer verbrennt. Diese Ausführungsform ist von Vorteil, wenn das Gas, z.B. bei bewölktem Himmel, in der Solaranlage zwar erwärmt wird, allerdings nicht auf eine ausreichend hohe Temperatur. Durch den Brennstoff kann in der Brennkammer schließlich Gas mit ausreichend hoher Temperatur erzeugt werden. Bei dieser Ausführungsform ist darauf zu achten, dass die Temperatur, auf die das Gas in der Solaranlage erwärmt wird, und der Sättigungsgrad des Brennstoff-Luft-Gemischs so auf einander abgestimmt werden, dass es zu keiner Verbrennung oder Verpuffung in der Solaranlage kommt. Der Temperaturbereich, auf den das Gas in der Solaranlage erwärmt wird, liegt bei dieser Ausführungsform bevorzugt zwischen 400 °C und 600 °C und das Mischungsverhältnis des Brennstoff-Luft-Gemischs ist überstöchiometrisch, d.h. es ist ein Luftüberschuss, bevorzugt im

Verhältnis von 1,5:1 bis 3:1, bevorzugt von 2:1 bis 2,5:1, vorhanden.

Wenn die Temperatur des Gases in der Solaranlage nicht ausreichend hoch ist, kann in einer alternativen Ausführungsform der Erfindung auch Brennstoff mittels einer Einrichtung direkt in die Brennkammer zugeführt (eingespritzt bei flüssigen Brennstoffen bzw. eingedüst bei gasförmigen Brennstoffen) werden. Die Einrichtung zum Zuführen von Brennstoff kann auch verwendet werden, wenn die Solaranlage überhaupt nicht in Betrieb ist und lediglich ein sauerstoffhaltiges Gas, wie Luft, durch die zweite Zuführleitung direkt der Brennkammer zugeführt

wird.

Als Brennstoff wird bevorzugt Gas, insbesondere Biogas oder

Wasserstoff, verwendet.

werden.

Ein Vorteil der erfindungsgemäßen Vorrichtung ist in jedem Fall, dass sich der Wärmetauscher nicht in unmittelbarer Nähe der thermischen Solaranlage befinden muss, und dass durch die getrennte Zuführung von Gas aus der Solaranlage durch die erste Zuführleitung und von gegebenenfalls brennbarem Gas-Luft-Gemisch durch die zweite Zuführleitung und die vorstehend beschriebenen Kombinationsmöglichkeiten eine sicherere und gut steuerbare

Betriebsführung ermöglicht wird.

Im Rahmen der Erfindung kann jede bekannte thermische Solaranlage verwendet werden, mit der ein heißes Gas, vorzugsweise heiße Luft, mit

der gewünschten Temperatur erzeugt werden kann.

Bevorzugt ist im Rahmen der Erfindung allerdings, wenn die Solaranlage einen Hohlspiegel, vorzugsweise einen Parabolspiegel, d.h. einen Hohlspiegel in Form eines Rotationsparaboloids, aufweist, da mit einem derartigen Spiegel im Brennpunkt des Spiegels hohe Temperaturen

erzeugt werden können.

Bei der Erfindung muss der Hohlspiegel nicht in seiner Gesamtheit die Form eines idealen Parabolspiegels aufweisen, wenngleich dies für eine optimale Nutzung der Sonnenenergie empfehlenswert ist. Es kann aber auch ausreichend sein, wenn der Hohlspiegel wenigstens in Abschnitten eine parabolisch gekrümmte Spiegelfläche aufweist. Insbesondere kann der Hohlspiegel in Abschnitten auch eine (gg£. annähernd) kegelförmige

Spiegelfläche aufweisen.

Da sich der Hohlspiegel üblicherweise im Freien befindet, ist es von Vorteil, wenn dieser vor Witterungseinflüssen, insbesondere starkem Wind, geschützt werden kann. Dies erfolgt erfindungsgemäß dadurch, dass die Spiegelfläche wenigstens zum Teil von verstellbaren

Abschnitten gebildet wird.

Hierfür gibt es erfindungsgemäß wiederum mehrere Möglichkeiten. Eine Möglichkeit ist, dass der Hohlspiegel an seiner Basis eine Schüssel mit einer parabolischen Spiegelfläche aufweist, und dass die

verstellbaren Abschnitte schwenkbar an der Schüssel angeordnet sind.

Spiegelflächen der Lamellen nach innen bzw. unten geklappt werden.

In einer alternativen Ausführungsform sind die verstellbaren Abschnitte ringförmige Lamellen, die, ausgehend von der Schüssel, in Richtung der Achse des Paraboloids aneinandergereiht sind. D.h., dass eine ringförmige Lamelle an die Schüssel anschließt und die weitere oder weiteren, gegebenenfalls vorhandene (n) ringförmige(n) Lamelle(n) dann sukzessive aneinander anschließt bzw. anschließen, wenn sich der Hohlspiegel in seiner Betriebsstellung befindet. Wenn die Solaranlage nicht in Betrieb ist, können die ringförmigen Lamellen in Richtung der Achse des Hohlspiegels bzw. Parabolspiegels abgesenkt werden, sodass

diese etwa auf Höhe der Schüssel liegen und diese umgeben.

Bei Verwendung eines Hohlspiegels bzw. Parabolspiegels ist in dessen

Innerem, vorzugsweise im Brennpunkt, ein Heizkopf angeordnet.

Bei der Erfindung ist es auch möglich bzw. bevorzugt, wenn wenigstens ein Abschnitt des Hohlspiegels etwa die Form eines Kegels und ggf£. zusätzlich eine Basis bzw. ein Unterteil des Hohlspiegels die Form eines Rotationsparaboloids oder dergleichen aufweist. Dies ermöglicht es, die Sonnenstrahlen nicht genau auf den Brennpunkt, an dem sich der Heizkopf befindet, zu fokussieren, was insbesondere bei größeren Hohlspiegeln sehr hohe örtliche Temperaturen auf einzelnen Bereichen des Heizkopfes erzeugen würde, sondern die Strahlen gleichmäßiger auf

die angestrahlte Fläche des Heizkopfes zu verteilen.

Erfindungsgemäß ist der Heizkopf am Ende einer Halterung angeordnet, die zwei konzentrische, vorzugsweise isolierte, Rohre aufweist, die zwischen sich eine Zuleitung in Form eines Ringspalts bilden, durch die die Zufuhr des kühleren, gasförmigen Wärmeträgers zum Heizkopf erfolgt, wobei die Abfuhr des heißeren, gasförmigen Wärmeträgers durch

das innere Rohr erfolgt.

Der Heizkopf ist somit an einer Halterung angeordnet, wobei die

Halterung nicht zwingend, aber vorzugsweise von den beiden

sehr einfacher Aufbau der Vorrichtung.

Eine weitere Möglichkeit, den Hohlspiegel vor Witterungseinflüssen zu schützen, besteht erfindungsgemäß darin, dass der Hohlspiegel gegenüber der Halterung und dem Heizkopf verschiebbar angeordnet ist. Auf diese Weise kann der Hohlspiegel, wenn die Halterung beispielsweise vertikal angeordnet ist, von einer gehobenen Stellung in eine abgesenkte Stellung verschoben werden. In dieser abgesenkten Stellung kann der Hohlspiegel bei Bedarf auch von einem Gehäuse, Dach

oder dergleichen geschützt werden.

Die Halterung selbst mit dem Heizkopf ist in diesem Fall bevorzugt ortsfest angeordnet, was den Vorteil bietet, dass der von seinem Betrieb gegebenenfalls noch sehr heiße Heizkopf auch beim Absenken des Hohlspiegels in der ursprünglichen Betriebsstellung verbleibt, in der die Gefahr, dass durch den noch heißen Heizkopf ein Brand ausgelöst

wird, äußerst gering ist.

Um die Solaranlage der Sonne nachzuführen, kann der Hohlspiegel - wie an sich bekannt - gegenüber der Halterung in vertikaler Richtung verschwenkbar angeordnet sein. Dazu kann der Hohlspiegel einen Schlitz aufweisen, der, vorzugsweise ausgehend von der Achse des Hohlspiegels, entlang einer Erzeugenden des Holspiegels angeordnet ist, wobei die

Halterung durch den Schlitz geführt ist.

Weitere bevorzugte Ausführungsformen der Erfindung sind Gegenstand der

übrigen Unteransprüche.

Weitere Merkmale und Vorteile der Erfindung ergeben sich aus der nachfolgenden Beschreibung bevorzugter, den Schutzbereich nicht beschränkender, Ausführungsbeispiele der Erfindung unter Bezugnahme

auf die angeschlossenen Zeichnungen. Es zeigt:

Fig. 1 eine erfindungsgemäße Ausführungsformen eines Wärmetauschers, der bei der erfindungsgemäßen Vorrichtung verwendet werden kann, in einer ersten Betriebsstellung,

Fig. 2 den Wärmetauscher von Fig. 1 in einer zweiten Betriebsstellung,

Fig. 3 eine erste erfindungsgemäße Ausführungsformen einer thermischen Solaranlage mit verschwenkbaren Lamellen,

Fig. 4 eine Draufsicht auf die Solaranlage von Fig. 3,

Fig. 6 die Solaranlage von Fig. 5 von links,

Fig. 7 eine Draufsicht auf eine Schüssel der Solaranlage ohne Lamellen,

Fig. 8 die Solaranlage von Fig. 3 in einer Ruhestellung mit nach innen geschwenkten Lamellen,

Fig. 9 die Solaranlage in der Stellung von Fig. 8 in Draufsicht,

Fig. 10 einen Stellmechanismus der Solaranlage von Fig. 3 bis 9,

Fig. 11 eine zweite Ausführungsform der erfindungsgemäßen Solaranlage in der Betriebsstellung und im Schnitt,

Fig. 12 die Solaranlage von Fig. 11 mit nach innen geschwenkten Lamellen,

Fig. 13 die Solaranlage von Fig. 11 und 12 in Draufsicht, wobei nur einige Lamellen nach innen geschwenkt sind,

Fig. 14 eine dritte Ausführungsform der erfindungsgemäßen Solaranlage in der Betriebsstellung,

Fig. 15 die Solaranlage von Fig. 14 mit nach innen geschwenkten Lamellen in der Ruhestellung,

Fig. 16 die Solaranlage in der Stellung von Fig. 15 von oben,

Fig. 17 die Solaranlage gemäß Fig. 14 bis 16, bei der nur ein Teil der Lamellen nach innen geschwenkt ist,

Fig. 18 eine Draufsicht auf die Schüssel der Solaranlage von Fig. 14 bis 17 ohne Lamellen,

Fig. 19 eine vierte Ausführungsform der erfindungsgemäßen Solaranlage in der Betriebsstellung,

Fig. 20 die Ausführungsform von Fig. 19 in der Betriebsstellung und im Schnitt,

Fig. 21 ein Detail der Ausführungsform von Fig. 19 und 20 im Schnitt,

Fig. 22 die Ausführungsform von Fig. 19 bis 21 in einer Zwischenstellung zwischen der Betriebsstellung und der Ruhestellung,

Fig. 23 die Ausführungsform von Fig. 19 bis 22 in der Ruhestellung,

Fig. 24 ein Detail einer fünften Ausführungsform der erfindungsgemäßen Solaranlage in der Betriebsstellung und im Schnitt,

Fig. 25 eine sechste Ausführungsform der erfindungsgemäßen Solaranlage in der Betriebsstellung,

Fig. 26 ein Detail der Ausführungsform von Fig. 25 in der Betriebsstellung und im Schnitt,

Fig. 27 das Detail der Ausführungsform von Fig. 25 und 26 in der Ruhestellung,

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Fig. 29 eine erfindungsgemäße Ausführungsform eines Heizkopfes der Solaranlage,

Fig. 30 den Heizkopf von Fig. 29 im Schnitt, und

Fig. 31 ein Detail einer verbesserten Ausführungsform eines

Heizkopfes.

In den Zeichnungen sind Ausführungsformen erfindungsgemäßer Vorrichtungen dargestellt, die aber nur beispielhaft sind und, abgesehen von den erfindungsgemäßen Merkmalen, wie sie in den Ansprüchen definiert sind, im Rahmen der vorliegenden Erfindung bezüglich vieler Komponenten auch anders ausgeführt sein können, ohne

dass dies im Folgenden einer besonderen Erwähnung bedarf.

In Fig. 1 ist eine erfindungsgemäße Ausführungsformen eines Wärmetauschers 1 dargestellt, der bei der erfindungsgemäßen Vorrichtung verwendet werden kann. Der Wärmetauscher 1 weist eine erste Zuführleitung 2 für einen gasförmigen Wärmeträger, beispielsweise Luft, auf, die mit einer thermischen Solaranlage verbunden ist, wie sie beispielsweise in den Fig. 2 bis 29 dargestellt ist. Mit einer zweiten Zuführleitung 3 wird dem Wärmetauscher 1 von einer Quelle 50 entweder Luft oder ein brennbares Gas-Luftgemisch

zugeführt.

Die beiden Zuführleitungen münden in eine Brennkammer 4, von der eine erste Flut des Wärmetauschers 1, die durch den Pfeil 5 symbolisch dargestellt ist, ausgeht. Eine zweite Flut des Wärmetauschers wird beispielsweise durch Rohre 6 gebildet, durch die ein weiterer fluider Wärmeträger strömt, der bevorzugt gasförmig ist, aber für bestimmte Anwendungen auch flüssig sein kann. Die Brennkammer 4 wird durch einen Boden 7, in dem die Rohre 6 montiert sind, eine Begrenzungswand 8 und einen Deckel 9 begrenzt. Der Boden 20 kann gleichzeitig die Wand eines

Zylinders z.B. einer Kompressionswärmekraftmaschine bilden.

Zwischen der Begrenzungswand 8 und dem Deckel 9 befindet sich ein offener Ringspalt 10, durch den der gasförmige Wärmeträger, nachdem er einen Großteil seiner Wärme an den Wärmeträger in den Rohren 6 abgegeben hat, aus der Kammer 4 abströmen kann. Nachdem der gasförmige Wärmeträger durch den Ringspalt 10 aus der Kammer 4 ausgetreten ist, strömt er durch einen inneren Ringraum 11, der von der Begrenzungswand

8 und einer inneren Trennwand 12 begrenzt wird, nach unten und durch

dem einströmenden Gas übertragen.

Das durch die zweite Zuführleitung 3 zugeführte Gas wird zunächst durch zwei Ringräume 14, 15 geführt und tritt in der in Fig. 1 dargestellten Position eines Ventils 21 durch eine Öffnung 19 ebenfalls in die Brennkammer 4 der ersten Flut 5 ein. Der äußere Ringraum 14 wird dabei von einer Außenwand 17 und einer äußeren Trennwand 18 begrenzt, und der mittlere Ringraum 15 von der äußeren Trennwand 18 und der inneren Trennwand 12. Die innere Trennwand 12 dient auch als Wärmetauscher, um Restwärme des aus dem Wärmetauscher 1 durch den inneren Ringraum 11 abströmenden Gases auf das durch den

mittleren Ringraum 15 zuströmende Gas zu übertragen.

Das Ventil 21, mit dem die Strömung des durch den mittleren Ringraum 15 zuströmenden Gases umgeleitet werden kann, befindet sich vor einer Eintrittsöffnung 19. Wenn sich das Ventil in der in Fig. 1 dargestellten Stellung befindet, wird das Gas, wie bereits erwähnt, aus dem mittleren Ringraum 15 und über die zweite Zuführleitung 3 durch die Eintrittsöffnung 19 in die Kammer 4 geleitet. Wenn sich das Ventil 21 Jedoch in der in Fig. 2 dargestellten Stellung befindet, wird die Eintrittsöffnung 19 geschlossen und das Gas wird durch eine Zuleitung in Form eines Ringspaltes 22, der sich um die erste Zuführleitung 2 erstreckt, zur thermischen Solaranlage geleitet. Dort wird das Gas erhitzt und in weiterer Folge durch die erste

Zuführleitung 2 in die Kammer 4 geleitet.

Das Gas, das bei einer Ventilstellung gemäß Fig. 2 durch die Zuleitung 22 zur thermischen Solaranlage geleitet wird, kann beispielsweise Luft

oder ein anderes Gas bzw. Brennstoff-Luft-Gemisch sein.

In einer Ausführungsform der Erfindung kann Brennstoff mittels einer Einrichtung, beispielsweise eine oder mehrere Düsen 20, direkt in die Brennkammer 4 zugeführt werden. Der erfindungsgemäße Wärmetauscher 1 kann dann auch verwendet werden, wenn die Solaranlage überhaupt nicht in Betrieb ist oder Wärme in einem nicht ausreichenden Ausmaß liefert, und lediglich ein sauerstoffhaltiges Gas wie Luft durch die zweite

Zuführleitung direkt der Brennkammer zugeführt wird.

Zum Zünden des Brennstoffes in der Brennkammer 4 kann eine

Zündeinrichtung 16 verwendet werden.

andererseits zu Eintrittsöffnung 19 steuert.

Mit Bezug auf die Zeichnungen Fig. 3 bis 27 werden bevorzugte Ausführungsformen thermischer Solaranlagen in Form von im Wesentlichen parabolischen Hohlspiegeln beschrieben. Grundsätzlich könnte bei der Erfindung Jeder beliebige Hohlspiegel bzw. Jede andere thermische Solaranlage verwendet werden, Jedoch weisen die Hohlspiegel der Fig. 3 bis 27 den Vorteil auf, dass sie bewegliche Lamellen aufweisen, durch die die Angriffsfläche des jeweiligen Hohlspiegels z.B. bei starkem Wind oder Sturm verringert werden kann. Bei der Ausführungsform der Fig. 3 bis 18 kann zusätzlich die Spiegelfläche des Hohlspiegels vor

Beschädigung bzw. Verschmutzung geschützt werden.

Die Ausführungsformen von Hohlspiegeln gemäß den Fig. 3 bis 27 und die Ausführungsform des Heizkopfes 74 mit der Halterung 75 können auch unabhängig von der in den Fig. 1 und 2 dargestellten Ausführungsform der erfindungsgemäßen Vorrichtung mit dem Wärmetauscher verwendet

werden und somit eine eigenständige Erfindungen darstellen.

In den Fig. 3 bis 10 ist eine erste Ausführungsform einer erfindungsgemäßen Solaranlage 23 dargestellt, die einen Hohlspiegel 24 aufweist, dessen Innenfläche bzw. Spiegelfläche 25 im Wesentlichen die Form eines Rotationsparaboloids zu aufweist. Der Hohlspiegel weist einen Unterteil bzw. eine Basis in Form einer Schüssel 26 auf, an deren oberen Rand 27 verstellbare Abschnitte in Form von länglichen, etwas gekrümmten Lamellen 28 montiert sind, die sich im Wesentlichen in Richtung von Erzeugenden des Rotationsparaboloids erstrecken, von den Erzeugenden in Umfangsrichtung aber mit zunehmendem Abstand von der Schüssel in einem zunehmenden Winkel x weg gekrümmt sind. Die Lamellen 28 sind über Schwenklager 29 mit der Schüssel 26 verbunden, deren Schwenkachsen 31 in einer Ebene liegen, die parallel zum Rand 27 der Schüssel 26 liegt, jedoch in einem Winkel ß von etwa 70° zu einer

Radialen 33 der Schüssel 26 geneigt sind (Fig. 7).

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Durch diese Schrägstellung der Schwenkachsen 31 werden die Lamellen 28 beim Verschwenken aus ihrer in den Fig. 3 bis 6 dargestellten Betriebsstellung in die in Fig. 8 bis 10 dargestellte Ruhestellung nicht radial nach innen, sondern schräg zur radialen Richtung verstellt. Dies hat den Vorteil, dass sich die Lamellen 28 beim Verschwenken in die Ruhestellung nicht gegenseitig im Wege stehen,

sondern sich enger aneinanderlegen können.

Als Schwenkantrieb 34 für die Lamellen 28 werden in der dargestellten Ausführungsform der Erfindung zwei Druckmittelzylinder 39, z.B. Hydraulik- oder Pneumatikzylinder, verwendet, die an gegenüberliegenden Seiten der Schüssel 26 an einer Halterung 38 der Schüssel 26 montiert sind. Ein Kolben 40 des jeweiligen Druckmittelzylinders 39 ist mit einem die Schüssel 26 umgebenden Ring 41 verbunden. An den Lamellen 28 sind Stäbe 42 befestigt, an deren freien Enden Zugfedern 43 eingehängt sind, die mit ihrem anderen Ende

an Ansätzen 44 an der Schüssel 26 eingehängt sind.

Wenn die Kolben 40 durch Erhöhen des Drucks in den Zylindern 39 ausgefahren werden, drückt der Ring 41 die Stäbe 42 nach oben, wodurch die Stäbe 42 die Lamellen 28 in Richtung zur Mitte der Schüssel 26 hin verschwenken. Wenn demgegenüber der Druck in den Zylindern 39 abgelassen wird, ziehen die Zugfedern 43 die Stäbe 42 wieder nach unten, wodurch die Lamellen 28 um die Schwenklager 29 wieder aus der

Ruhestellung in die Betriebsstellung verschwenkt werden.

In den Fig. 11 bis 13 ist eine im Vergleich zur Ausführungsform der Fig. 3 bis 10 vereinfachte Ausführungsform einer erfindungsgemäßen Solaranlage 23 dargestellt, bei der die Lamellen 45 gerade sind und sich in der Betriebsstellung etwa in Richtung von Erzeugenden des Rotationsparaboloids erstrecken. Wie bei der Ausführungsform der Fig. 3 bis 10 sind die Lamellen 45 über Schwenklager 29 mit der Schüssel 26 verbunden, deren Schwenkachsen 31 in einer Ebene liegen, die parallel zum Rand 27 der Schüssel 26 liegt. Bei dieser Ausführungsform sind die Schwenkachsen 31 jedoch alle in einem Winkel ß von etwa 83° zur

Radialen 33 der Schüssel 26 geneigt.

Als Schwenkantrieb 34 für die Lamellen 45 wird bei dieser Ausführungsform nur ein einziger Druckmittelzylinder 39, z.B. ein Hydraulik- oder Pneumatikzylinder, verwendet, der einerseits an einer

Halterung 38 an der Schüssel 26 und andererseits an einer der Lamellen

45 gelagert ist. Wenn der Kolben 40 des Schwenkantriebs 34 ausgefahren wird, wird, wie in Fig. 13 bei einem Teil der Lamellen 45 zu sehen ist, sukzessive die Jeweils gegen den Uhrzeigersinn nächstliegende Lamelle 45 nach innen gedrückt, bis alle Lamellen 45 die in Fig. 12 dargestellte geschlossene Position bzw. Ruhestellung eingenommen haben. Wenn demgegenüber der Kolben 40, ausgehend von der in den Fig. 12 und 13 dargestellten Position zurückgezogen wird, wird sukzessive die Jeweils im Uhrzeigersinn nächstliegende Lamelle nach außen gedrückt, bis alle Lamellen die in Fig. 11 dargestellte

Betriebsstellung eingenommen haben.

Diese Ausführungsform hat den Vorteil, dass nur eine einzige Lamelle 45 mittels eines Schwenkantriebes 34 verschwenkt werden muss und die somit aktiv verschwenkte Lamelle 45 sukzessive alle anderen Lamellen 45 mitnimmt, weil diese sich ebenso sukzessive an den jeweiligen

Längsrändern 35 überlappen.

In den Fig. 14 bis 18 ist eine dritte Ausführungsform der erfindungsgemäßen Solaranlage dargestellt, die der in den Fig. 3 bis 10 dargestellten Solaranlage ähnlich ist, aber zwei Reihen von gekrümmten Lamellen 28a, 28b aufweist. Die Lamellen 28a, 28b der beiden Reihen sind abwechselnd nebeneinander bzw. einander etwas überlappend angeordnet, wie insbesondere in Fig. 17 zu sehen ist, wobei eine Reihe von Lamellen 28a innen und die zweite Reihe von

Lamellen 28b außen angeordnet ist.

Anders als bei der Ausführungsform gemäß den Fig. 3 bis 10 sind die Lamellen 28a, 28b abwechselnd an Schwenklagern 29, 30 mit unterschiedlich ausgerichteten Schwenkachsen 31, 32 am Rand 27 der Schüssel 26 gelagert, wobei die Schwenkachsen 31 der Lamellen 28a der inneren Reihe in einem Winkel ß von etwa 60°, und die Schwenkachsen 32 der Lamellen 28b der äußeren Reihe in einem Winkel v von etwa 83° zu

einer Radialen 33 der Schüssel 26 geneigt sind (Fig. 18).

Aus illustratorischen Gründen sind in Fig. 17 die Lamellen 28a der inneren Reihe in der Ruhestellung und die Lamellen 28b der äußeren Reihe in der Betriebsstellung dargestellt. Tatsächlich werden alle Lamellen 28a, 28b mit einem gemeinsamen Schwenkantrieb 34, wie er bereits zur Ausführungsform gemäß den Fig. 3 bis 10 beschrieben wurde,

gleichzeitig angetrieben und verschwenkt.

Bei allen beschriebenen Ausführungsformen hat jede Lamelle 28, 28a, 28b, 45 an einem Längsrand 35 eine Kröpfung 36, mit der sie am Längsrand 37 der benachbarten Lamelle 28, 28a, 28b, 45 aufliegt. Bei der Ausführungsform gemäß den Fig. 11 bis 13 ist die Überlappung benachbarter Lamellen 45 erforderlich, damit die angetriebene Lamelle 45 die benachbarten Lamellen 45 beim Öffnen und Schließen des Hohlspiegels 24 sukzessive mitnimmt. Zusätzlich hat diese Überlappung bei allen Ausführungsformen den Vorteil, dass sich die Lamellen 28, 28a, 28b, 45 in der Betriebsstellung aneinander abstützen können, was nicht nur eine präzisere Geometrie der Spiegelfläche 25 gewährleistet, sondern auch die Stabilität des Hohlspiegels 24 bei äußeren Witterungseinflüssen, zum Beispiel bei Wind oder Schnee. Die Kröpfung 36 bzw. Überlappung der einzelnen Lamellen 28, 28a, 28b, 45 kann dabei sowohl an jeweils nur einem Längsrand 35 jeder Lamelle 28, 28a, 28b, 45 angeordnet sein, als auch, wie am besten Fig. 17 zeigt, an beiden Längsrändern 35, 37. Ebenso ist es möglich, dass Lamellen abwechselnd Kröpfungen 36 an beiden Längsrändern 35, 37 oder überhaupt keine Kröpfungen 36 aufweisen. Alternativ oder zusätzlich kann, wenn die Lamellen 28, 28a, 28b, 45 eine etwas größere Wandstärke aufweisen, auch an einem Rand 35 oder beiden Längsrändern 35, 37 eine längslaufende Vertiefung angebracht sein, in der der jeweils anderen Längsrand 35, 37 aufgenommen ist, um eine Überlappung benachbarter

Lamellen 28, 28a, 28b, 45 zu schaffen.

In den Fig. 19 bis 23 ist eine vierte Ausführungsform der erfindungsgemäßen Solaranlage dargestellt, die in Fig. 20 in der Betriebsstellung und im Schnitt gezeigt ist. Diese Ausführungsform weist ringförmige Lamellen 46a, 46b auf, wobei die untere ringförmige Lamelle 46a unmittelbar an den Rand 27 der Schüssel 26 und die obere ringförmige Lamellen 46b an die darunterliegende ringförmige Lamelle 46a anschließt. Die Lamellen 46a, 46b sind in Richtung der Achse 47 des Hohlspiegels verschiebbar. Grundsätzlich ist es natürlich auch möglich, mehr als zwei oder auch nur eine einzige ringförmige Lamelle 46a zu verwenden, die relativ zur Schüssel 26 verschiebbar angeordnet

ist.

Bei der in den Fig. 19 bis 23 dargestellten Ausführungsform sind zum Verschieben der Lamellen 46a, 46b zwei Druckmittelzylinder 48 auf gegenüberliegenden Seiten des Hohlspiegels 24 vorgesehen. Ein Zylinder 49 Jedes Druckmittelzylinders 48 ist an einer Halterung 51 montiert, die in der dargestellten Ausführungsform die Form einer Scheibe hat,

die an der Schüssel 26 befestigt ist.

Zwischen dem Rand 27 der Schüssel 26 und der scheibenförmigen Halterung 51 sind insgesamt vier gleichmäßig um den Umfang der Schüssel 26 verteilte Streben 52 angebracht. An der unteren Lamelle 46a sind ebenfalls entsprechend angeordnete Streben 53 angebracht, die sich zwischen einem oberen Rand 54 der unteren Lamelle 46a und Streben 56 erstrecken, die in einer Radialebene liegen, und etwa auf Höhe des unteren Randes 55 der Lamelle 46a angeordnet sind. Die Streben 52 und 53 dienen dazu, die Jeweils darüberliegende ringförmige Lamelle 46a, 46b zu führen, wenn die Lamellen 46a, 46b von der in den Fig. 20 und 21 dargestellten Betriebsstellung in die in Fig. 23 dargestellte

Ruhestellung verschoben werden.

Der Druckmittelzylinder 48 weist in der dargestellten Ausführungsform einen 2-stufigen Kolben 57 auf, wobei jede Stufe etwa die Höhe einer Lamelle 46a, 46b hat. Die obere Stufe 58 des Kolbens 57 ist an ihrem freien Ende 61 mit dem oberen Rand 62 der oberen Lamelle 46b verbunden. Wenn der Druck aus dem Druckmittelzylinder 48 abgelassen wird, senken sich die ringförmigen Lamellen 46a, 46b durch ihr Eigengewicht ab und drücken dabei sukzessive den 2-stufigen Kolben 57 des Druckmittelzylinders 48 in den Zylinder 49, wie in Fig. 22 dargestellt ist, bis die in Fig. 23 dargestellte Endstellung bzw. Ruhestellung erreicht ist. Wenn der Druckmittelzylinder 48 unter Druck gesetzt wird, werden die beiden Stufen des 2-stufigen Kolben 57 nacheinander oder gleichzeitig aus dem Zylinder 49 gedrückt und verschieben die ringförmigen Lamellen 46a, 46b in die in Fig. 19 bis

21 dargestellte Position.

In Fig. 24 ist eine gegenüber der Ausführungsform gemäß den Fig. 19 bis 23 geringfügig abgeänderte, weitere Ausführungsform der erfindungsgemäßen Solaranlage 23 dargestellt, bei der die Streben 52, 53 weggelassen sind. Stattdessen ist die untere ringförmige Lamelle 46a im Bereich ihres oberen Randes 63 mit einem Bügel 64 verbunden, der mit dem oberen Ende 65 der unteren Stufe 59 des 2-stufigen Zylinders 57 verbunden ist. Die seitliche Führung der beiden ringförmigen Lamellen 46a, 46b erfolgt bei dieser Ausführungsform durch die Druckmittelzylinder 48, weswegen die Streben 52, 53 der Ausführungsform gemäß den Fig. 19 bis 23 nicht erforderlich sind. Abgesehen von dem soeben beschriebenen Unterschied ist die Ausführungsform gemäß den Fig. 24 so wie die Ausführungsform gemäß

Fig. 19 bis 23 ausgeführt.

In den Fig. 25 bis 27 ist eine Ausführungsform der Erfindung dargestellt, die vier ringförmige Lamellen 46a bis 46d aufweist. Als Antrieb für die Lamellen 46a bis 46d ist in der dargestellten Ausführungsform auf vier Seiten des Hohlspiegels 24, jeweils um 90° versetzt, ein Riemen- oder Kettenzug 66 an einer scheibenförmigen Halterung 67 angebracht, die an der Schüssel 26 montiert ist. Jeder Riemen- oder Kettenzug 66 weist ein um Umlenkräder 72, 73 laufendes, endloses Zugelement 68 auf, an dem Mitnehmer 69a bis 69d angeordnet sind, auf denen an den ringförmigen Lamellen 46a bis 46d angebrachte Stege 7la bis 71d aufliegen. Angetrieben werden die Zugelemente von nicht dargestellten Motoren, die mit den unteren Umlenkrädern 72

verbunden sind.

Bewegt sich das Zugelement 68 in Richtung des Pfeiles 70 gegen den Uhrzeigersinn, bewegen sich die ringförmigen Lamellen 46a bis 46d durch ihr Eigengewicht ebenfalls nach unten, bis die in Fig. 27 dargestellte Ruhestellung erreicht ist. Die drei unteren Mitnehmer 69a bis 69c ragen unterschiedlich weit vom Zugelement 68 weg, wobei der unterste Mitnehmer 69a vom Zugelement 68 am weitesten und der oberste Mitnehmer 69c vom Zugelement 68 am wenigsten weit weg ragt. Die drei unteren Stege 71a bis 71c sind ebenfalls unterschiedlich lang, wobei der unterste Steg 71a mit dem größten Abstand, der darüberliegende Stege 71b mit einem etwas kleineren Abstand und der darüberliegende Stege 71c mit einem noch kleineren Abstand vom Zugelementen 68 endet. Dadurch können sich die Mitnehmer 69b und 69c am jeweils darunterliegenden Steg 7l1a und 71b vorbei bewegen, wenn das Zugelementen 68 gegen den Uhrzeigersinn in Richtung des Pfeiles 70

bewegt wird.

Die Stege 71a bis 71c an den drei unteren ringförmigen Lamellen 46a bis 46c liegen auf den Mitnehmern 69a bis 69c nur auf. Der oberste Mitnehmer 69d und der oberste Steg 71d sind fest miteinander verbunden, sodass die unter der obersten Lamelle 46d liegenden Lamellen 46a bis 46c von der obersten Lamelle 46d zwangsweise nach unten gedrückt werden, sollten sie sich nicht durch ihr Eigengewicht automatisch nach unten bewegen, wenn die Mitnehmer 69a bis 69c nach

unten bewegt werden.

In Fig. 28 sind zwei unterschiedliche Ausführungsformen der Geometrie der Spiegelfläche 25 und deren Einfluss auf die Einstrahlung des reflektierten Sonnenlichts auf den Heizkopf 74 dargestellt, wobei in

der linken Hälfte von Fig. 28 eine parabolischen Spiegelfläche 25 und

in der rechten Hälfte von Fig. 28 eine weniger gekrümmte Spiegelfläche

25 gezeigt ist.

Wie in der linken Hälfte von Fig. 28 zu sehen ist, wird das reflektierte Sonnenlicht, symbolisch dargestellt durch die Lichtstrahlen 105, bei einer parabolischen Spiegelfläche 25 nur auf einen seitlichen Bereich 106 des Heizkopfes 74 reflektiert, womit dieser Bereich wesentlich stärker erhitzt wird, als der obere Bereich

107 des Heizkopfes 74.

Wenn, wie in der rechten Hälfte von Fig. 28 dargestellt, die Spiegelfläche - in der Schnittebene betrachtet - weniger stark gekrümmt ist, insbesondere im oberen Randbereich 108 gerade oder im Wesentlichen gerade ist, wie dies bei einer Kegelfläche der Fall ist, kann auch der obere Teil 107 des Heizkopfes 74 durch reflektiertes Sonnenlicht, symbolisch dargestellt durch die Lichtstrahlen 105, bestrahlt und somit erhitzt werden. Durch eine geeignete Krümmung des Hohlspiegels 24 kann somit die Sonneneinstrahlung in vorteilhafter Weise regelmäßiger auf die gesamte Oberfläche des Heizkopfes 74

verteilt werden.

Die erfindungsgemäße, thermische Solaranlage 23 weist eine in den Fig. 29 und 30 detaillierter dargestellte, erste Ausführungsform eines rotationssymmetrischen Heizkopfes 74 auf, der am Ende einer Halterung 75 montiert ist. Der Heizkopf 74 ist im Inneren des Hohlspiegels 24,

vorzugsweise genau im Brennpunkt des Hohlspiegels 24, angeordnet.

Bei der Erfindung kann eine beliebige Halterung verwendet werden, an der der Heizkopf 74 montiert ist, wobei durch Leitungen die Zu- und Ableitung des Wärmeträgers gewährleistet sein muss. Bevorzugt ist bei der Erfindung allerdings, wenn der Heizkopf 74 am Ende einer stabförmigen bzw. rohrförmigen Halterung 75 angeordnet ist, die zwei konzentrische, vorzugsweise isolierte, Rohre 76, 77 aufweist, die zwischen sich einen Ringspalt 78 bilden, wobei die Zufuhr des kühleren, gasförmigen Wärmeträgers zum Heizkopf 74 durch den Ringspalt 78 und die Ableitung des heißeren, gasförmigen Wärmeträgers durch das

innere Rohr 76 erfolgt.

Jedes der beiden Rohre 76, 77 besteht aus einem inneren und einem äußeren Mantelrohr 79, 81 mit einer dazwischen angeordneten Isolierung 82. Am dem Heizkopf 74 zugewandten Ende weisen die inneren Mantelrohre

79 beider Rohre 76, 77 einen nach außen ragenden Flansch 83 als

Abstandhalter zum Jeweils äußeren Mantelrohr 81 auf. Das äußere Mantelrohr 81 des inneren Rohres 76 weist ebenfalls Abstandhalter 84 auf, die in Umfangsrichtung des äußeren Mantelrohrs 81 allerdings nur kurz sind, um die Strömung des Wärmeträgers durch den Ringspalt 78 und

in den Heizkopf möglichst wenig zu behindern.

In der in den Zeichnungen dargestellten, bevorzugten Ausführungsform weist der Heizkopf 74 eine abgerundete Form mit einer Einschnürung 85 im Bereich des Überganges zur Halterung 75 auf. Durch die abgerundete Form treffen die vom Hohlspiegel 24 auf den Heizkopf 74 reflektierten Sonnenstrahlen bevorzugt etwa im rechten Winkel auf die Oberfläche des Heizkopfes auf, was den Wirkungsgrad verbessert. Durch die Einschnürung 85 ist dies auch für einen größeren Teil der

Sonnenstrahlen möglich, der von unten auf den Heizkopf 74 trifft.

Der Heizkopf 74 ist über einen Flansch 86 mit der rohrförmigen Halterung 75 verbunden, wobei sich der Ringspalt 78 der Halterung 75 in einen Ringspalt 87 im Heizkopf fortsetzt. Die Form des eine im Wesentlichen gleichbleibende Breite aufweisenden Ringspaltes 87 ist der Außenkontur des Heizkopfes 74 angepasst und wird von einer im Anschluss an den Flansch 68 mit gleichbleibender Wandstärke

ausgeführten Außenwand 88 begrenzt.

Am Scheitel 89 des Heizkopfes 74 weist dieser eine zentrale Vertiefung 91 auf, die sich in Verlängerung eines Innenrohres 92 des Heizkopfes 74 befindet. Damit kann die Wandstärke der Außenwand 88 auch in jenem Bereich weitgehend konstant gehalten werden, in dem der Ringspalt 87 am Scheitel 89 nach innen gekrümmt ist und in das Innenrohr 92 des Heizkopfes 74 übergeht, das in der Verlängerung des inneren Rohres 76

der Halterung 75 Liegt.

In Fig. 31 ist ein schematischer Schnitt durch einen Teil einer verbesserten Ausführungsform eines Heizkopfes dargestellt, bei der die Außenwand 88 Vorsprünge in Form von beispielsweise in horizontalen oder vertikalen Ebenen um den Heizkopf 74 laufender Rippen 109 aufweist, in denen Strömungskanäle 111 angeordnet sind, die zum Ringspalt 87 hin offen sind. Diese beispielsweise als Rippen 109 ausgeführten Vorsprünge vergrößern die Oberfläche des Heizkopfes 74 und verbessern damit die Übertragung der Sonnenenergie auf den gasförmigen Wärmeträger, welcher durch den Ringspalt 87 und die

Strömungskanäle 111 strömt.

Um den Wärmeübergang von der Außenwand 88 und den Rippen 109 auf den gasförmigen Wärmeträger weiter zu verbessern, können die den Ringspalt 87 und die Strömungskanäle 111 begrenzenden Wände derart rau ausgeführt werden, dass der gasförmige Wärmeträger in Form einer turbulenten Strömung durch den Ringspalt 87 und die Strömungskanäle

111 strömt.

Um sich während des Tagesverlaufes ändernden Sonnenstand in vertikaler Richtung folgen zu können, ist im Bereich des Bodens der Schüssel 26 aller beschriebenen Ausführungsformen der erfindungsgemäßen Solaranlage 23 ein Schlitz 93 angebracht, durch den die Halterung 75 geführt ist. Entlang der Halterung 75 ist ein Stellelement 94 verschiebbar, an dem einerseits auf gegenüberliegenden Seiten der Schüssel 26 zwei Streben 95 und andererseits ein Druckmittelzylinder 96 gelenkig montiert sind. Wird der Kolben 97 des Druckmittelzylinders 96 ausgefahren, so wird der Hohlspiegel 24 von der beispielsweise in Fig. 3 dargestellten Ruhestellung in die beispielsweise in Fig. 5 dargestellte Betriebsstellung verschwenkt, in der seine Rotationsachse

in vertikaler Richtung optimal zur Sonne ausgerichtet ist.

Damit der Hohlspiegel 24 der Sonne auch in horizontaler Richtung folgen kann, sind die Streben 95 und der Druckmittelzylinder 96 an einem gegenüber einer Führungshülse 98 verdrehbaren Flansch 99 montiert. An der Führungshülse ist ein nicht dargestellter Antrieb eines Schneckengetriebes 101 angeordnet, der eine Schnecke 102 antreibt, die mit einem Schneckenrad 103 am Flansch 99 in Eingriff ist. Die Hülse 98 ist in Längsrichtung der Halterung 75 verschiebbar, gegenüber dieser aber nicht verdrehbar. Durch den Antrieb mit dem Schneckengetriebe 101 kann somit der Hohlspiegel 24 gegenüber der

Halterung 75 verdreht werden.

Der Hohlspiegel 24 ist entlang der Halterung 75 verschiebbar, um ihn aus einer angehobenen Stellung (z.B. Fig. 3 und 5), in der der Heizkopf 74 in seinem Zentrum bzw. Brennpunkt angeordnet ist, in eine abgesenkte Stellung (z.B. Fig. 8 oder 22), in der der Heizkopf 74 außerhalb angeordnet ist, verschieben zu können. Zu diesem Zweck ist an der Halterung 75 eine Zahnstange 104 angebracht, an der ein an der Führungshülse 98 gelagertes und durch einen nicht dargestellten Antrieb angetriebenes Ritzel 105 angreift. Durch Verdrehen des Ritzels 105 mittels des Antriebes kann der Hohlspiegel 24 entlang der

Halterung 75 auf und ab verschoben werden.

Die vom erfindungsgemäßen Wärmetauscher 1 abgegebene Wärme kann für beliebige Zwecke weiterverwendet werden, beispielsweise zum Heizen von Gebäuden, Anlagen bzw. Produktionsanlagen, oder aber auch weiteren Prozessen, wie thermischen (Kreis-)Prozessen, zugeführt werden. Des Weiteren kann der erfindungsgemäße Wärmetauscher auch in Verbindung mit einer Kompressionswärmekraftmaschine, z.B. einem Stirlingmotor, verwendet werden, der einen ersten Raum zum Erhitzen eines Arbeitsmediums und einen mit dem ersten Raum verbundenen zweiten Raum zum Kühlen des Arbeitsmediums aufweist, wobei das Arbeitsmedium im

ersten Raum über den erfindungsgemäßen Wärmetauscher erwärmt wird.

Bezugszeichenliste:

1 Wärmetauscher 38 Halterung 71d Stege

2 erste 39 Druckmittel- 72 Umlenkrad Zuführleitung zylinder 73 Umlenkrad

3 zweite 40 Kolben 74 Heizkopf Zuführleitung 41 Ring 75 Halterung

4 Brennkammer 42 Stäbe 76 inneres Rohr

5 Pfeil, erste 43 Zugfedern 77 äußeres Rohr Flut 44 Ansätze 78 Ringspalt

6 Rohre, zweite 45 gerade Lamellen 79 inneres Flut 46a ringförmige Mantelrohr

7 Boden Lamelle 80 ==

8 Begrenzungswand 46b ringförmige 81 äußeres

9 Deckel Lamelle Mantelrohr

10 Ringspalt 46c ringförmige 82 Isolierung

11 innerer Lamelle 83 Flansche Ringraum 46d ringförmige 84 Abstandhalter

12 innere Lamelle 85 Einschnürung Trennwand 47 Achse des 86 Flansch

13 Auslass Hohlspiegels 87 Ringspalt

14 äußerer 48 Druckmittel- 88 Außenwand Ringraum zylinder 89 Scheitel

15 mittlerer 49 Zylinder 90 -Ringraum 50 Quelle 91 Vertiefung

16 Zündeinrichtung 51 scheibenförmige 92 Innenrohr

17 Außenwand Halterung 93 Schlitz

18 äußere 52 Streben 94 Stellelement Trennwand 53 Streben 95 Streben

19 Eintritts- 54 oberer Rand 96 DruckmittelzyÖffnung 55 unterer Rand linder

20 Düse 56 Streben 97 Kolben

21 Ventil 57 2-stufiger 98 Führungshülse

22 Zuleitung Kolben 99 Flansch

23 Solaranlage 58 obere Stufe 100 =--

24 Hohlspiegel 59 untere Stufe 101 Schnecken-

25 Spiegelfläche 60 --- getriebe

26 Schüssel 61 freies Ende 102 Schnecke

27 Rand 62 oberer Rand 103 Schneckenrad

28 gekrümmte 63 oberer Rand 104 Zahnstange Lamellen 64 Bügel 105 Lichtstrahlen

28a gekrümmte 65 oberes Ende 106 seitlicher Lamellen 66 Riemen- oder Bereich

28b gekrümmte Kettenzug 107 oberer Bereich Lamellen 67 Halterung 108 oberer

29 Schwenklager 68 Zugelement Randbereich

30 Schwenklager 69a Mitnehmer 109 rippenförmige

31 Schwenkachsen 69b Mitnehmer Vorsprünge

32 Schwenkachsen 69c Mitnehmer 110 --

33 Radiale 69d Mitnehmer 111 Strömungskanäle

34 Schwenkantrieb 70 Pfeil

35 Längsrand 71a Stege X Winkel

36 Kröpfung 71b Stege ß Winkel

37 Längsrand 71c Stege Y Winkel

Claims

Patentansprüche:

Vorrichtung mit einem Wärmetauscher (1) mit einer ersten Flut (5), die von einem ersten gasförmigen Wärmeträger durchströmt wird, und mit einer zweiten Flut (6), die von einem zweiten gasförmigen Wärmeträger durchströmt wird, wobei vor der ersten Flut (5) eine Brennkammer (4) angeordnet ist, die gegebenenfalls bis in die erste (5) Flut reicht, dadurch gekennzeichnet, dass an die erste Flut (5) zwei Zuführleitungen (2, 3) angeschlossen sind, von denen die erste Zuführleitung (2) mit einer thermischen Solaranlage (23) und die zweite Zuführleitung (3) mit einer Quelle (50) für ein brennbares Gas-Luft-Gemisch oder für ein nicht brennbares Gas,

insbesondere ein sauerstoffhaltiges Gas, wie Luft, verbunden ist.

Vorrichtung nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass in der zweiten Zuführleitung (3) ein Ventil (21) angeordnet ist, das die zweite Zuführleitung (3) mit einer Zuleitung zur thermischen Solaranlage (23) verbindet und die Verbindung der zweiten Zuführleitung (3) zum Wärmetauscher (1) unterbricht bzw. den

Durchfluss durch die zweite Zuführleitung (3) steuert.

Vorrichtung nach Anspruch 1 oder 2, dadurch gekennzeichnet, dass in der ersten Zuführleitung (2) ein erstes Absperr- oder Stellventil angeordnet ist und dass in einer Zuleitung zur thermischen Solaranlage (23) oder in der zweiten Zuführleitung (3)

ein zweites Absperr- oder Stellventil angeordnet ist.

Vorrichtung nach einem der Ansprüche 1 bis 3, dadurch gekennzeichnet, dass in der Brennkammer (4) eine Zündeinrichtung

(16) angeordnet ist.

Vorrichtung nach einem der Ansprüche 1 bis 4, dadurch gekennzeichnet, dass eine Einrichtung, z.B. eine Düse (20), zum Zuführen von Brennstoff direkt in die Brennkammer (4) vorgesehen

ist.

Vorrichtung nach einem der Ansprüche 1 bis 5, dadurch gekennzeichnet, dass die Solaranlage (23) einen Hohlspiegel (24)

aufweist. Vorrichtung nach Anspruch 6, dadurch gekennzeichnet, dass der

Hohlspiegel (24) wenigstens in Abschnitten eine parabolisch

und/oder kegelförmig gekrümmte Spiegelfläche (25) aufweist.

11.

12.

13.

14.

15.

21

Vorrichtung nach Anspruch 6 oder 7, dadurch gekennzeichnet, da die Spiegelfläche (25) wenigstens zum Teil von verstellbaren

Abschnitten gebildet wird.

Vorrichtung nach Anspruch 8, dadurch gekennzeichnet, dass der Hohlspiegel (24) an seiner Basis eine Schüssel (26) mit einer parabolischen Spiegelfläche aufweist, und dass die verstellbar

Abschnitte an der Schüssel (26) gelagert sind.

Vorrichtung nach Anspruch 9, dadurch gekennzeichnet, dass die

verstellbaren Abschnitte sich im Wesentlichen in Richtung von

Erzeugenden erstreckende Lamellen (28, 28a, 28b, 45) sind, die über Schwenklager (29, 30) mit der Schüssel (26) gelenkig

verbunden sind.

Vorrichtung nach Anspruch 9, dadurch gekennzeichnet, dass die verstellbaren Abschnitte ringförmige Lamellen (46a, 46b, 46c, sind, die, ausgehend von der Schüssel (26), in Richtung der Ac

(47) des Paraboloids aneinandergereiht sind.

Vorrichtung nach einem der Ansprüche 6 bis 11, gekennzeichnet durch einen Heizkopf (74), der in einer Betriebsstellung im Inneren, vorzugsweise im Brennpunkt, des Hohlspiegels (24)

angeordnet ist.

Vorrichtung nach Anspruch 12, dadurch gekennzeichnet, dass der Heizkopf (74) am Ende einer Halterung (75) angeordnet ist, die zwei konzentrische, vorzugsweise isolierte, Rohre (76, 77) aufweist, die zwischen sich einen Ringspalt (78) bilden, und d die Zufuhr des kühleren, gasförmigen Wärmeträgers zum Heizkopf (74) durch den Ringspalt (78) und die Abfuhr des heißeren,

gasförmigen Wärmeträgers durch das innere Rohr (76) erfolgt.

Vorrichtung nach Anspruch 12 oder 13, dadurch gekennzeichnet,

der Heizkopf (74) eine rotationssymmetrische Form aufweist.

Vorrichtung nach einem der Ansprüche 12 bis 14, dadurch gekennzeichnet, dass der Heizkopf (74) einen Ringspalt (87) aufweist, durch den der Wärmeträger geleitet wird und der der

Außenkontur des Heizkopfes (74) angepasst ist.

SS

en

46d)

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dass

17.

18.

19.

20.

21.

22.

23.

24.

22

Vorrichtung nach Anspruch 15, dadurch gekennzeichnet, dass der Ringspalt (87) im Heizkopf (74) in Verlängerung des Ringspaltes (78) der Halterung (75) Liegt.

Vorrichtung nach einem der Ansprüche 12 bis 15, dadurch gekennzeichnet, dass Wandflächen des Ringspaltes (87) rau bzw. uneben sind, sodass eine turbulente Strömung des Wärmeträgers im

Ringspalt (87) entsteht.

Vorrichtung nach einem der Ansprüche 12 bis 17, dadurch gekennzeichnet, dass eine Außenwand (88) des Heizkopfes (74)

Vorsprünge (109), insbesondere rippenförmige Vorsprünge, aufweist.

Vorrichtung nach Anspruch 18, dadurch gekennzeichnet, dass in den insbesondere rippenförmigen Vorsprüngen (109) Strömungskanäle (111) angeordnet sind, die vorzugsweise zum Ringspalt (87) hin

offen sind.

Vorrichtung nach einem der Ansprüche 6 bis 19, dadurch gekennzeichnet, dass der Hohlspiegel (24) gegenüber der Halterung

(75) verschiebbar angeordnet ist.

Vorrichtung nach einem der Ansprüche 13 bis 20, dadurch gekennzeichnet, dass der Hohlspiegel (24) gegenüber der Halterung

(75) verschwenkbar angeordnet ist.

Vorrichtung nach einem der Ansprüche 13 bis 21, dadurch

gekennzeichnet, dass die Halterung (75) ortsfest angeordnet ist.

Vorrichtung nach einem der Ansprüche 13 bis 22, dadurch gekennzeichnet, dass der Hohlspiegel (24) einen Schlitz (93) aufweist, der, vorzugsweise ausgehend von der Achse (47) des Hohlspiegels (24), entlang einer Erzeugenden des Holspiegels angeordnet ist, und dass die Halterung (75) durch den Schlitz (93) geführt ist.

Kompressionswärmekraftmaschine, z.B. Stirlingmotor, mit einem ersten Raum zum Erhitzen eines Arbeitsmediums und einem mit dem ersten Raum verbundenen zweiten Raum zum Kühlen des Arbeitsmediums, dadurch gekennzeichnet, dass an den ersten Raum die erste Flut (5) der Vorrichtung nach einem der Ansprüche 1 bis

23 angeschlossen ist.