CH620286A5

CH620286A5 -

Info

Publication number: CH620286A5
Application number: CH677276A
Authority: CH
Inventors: Alfred Boeckmann
Original assignee: Alfred Boeckmann
Priority date: 1975-06-28
Filing date: 1976-05-31
Publication date: 1980-11-14
Also published as: JPS527043A; FR2315671A1; AU502707B2; NL7606485A; BE843249A; BR7604145A; DE2529001A1; US4158686A; IT1062386B; AU1531976A; FR2315671B1

Description

Die Erfindung betrifft ein Verfahren zur Herstellung eines einen Speicher aufweisenden Sonnenenergiewandlers, der 15 wenigstens eine Energiewandlereinheit besitzt, die wenigstens einen an einen Speicherraum eines Speicherbehälters angeschlossenen Durchlaufraum für einen Wärmeträger und wenigstens einen Isolierraum aufweist, die etwa in Richtung der einfallenden Sonnenstrahlen übereinander angeordnet und in 2o einem selbsttragenden Hohlkörperaufbau vorgesehen sind, der ausser Aussenwänden wenigstens eine Zwischenwand aufweist, wobei diese Wände kraft- und formschlüssig miteinander verbunden sowie im Abstand voneinander angeordnet sind und den wenigstens einen Durchlauf- und Isolierraum begrenzen. Bei 25 einer bevorzugten Ausführungsform dieses Verfahrens weist der Speicherbehälter mehrere Speicherräume auf, die in einem zweiten selbsttragenden Hohlkörperaufbau vorgesehen sind, der ausser Aussenwänden wenigstens eine Zwischenwand aufweist, wobei diese Wände kraft- und formschlüssig miteinander .m verbunden sowie im Abstand voneinander angeordnet sind und die Speicherräume begrenzen.

Aufgabe der Erfindung ist es, ein Verfahren zu schaffen, das eine kostengünstige Herstellung eines Sonnenenergiewandlers und Speichers für die umgewandelte Energie ermöglicht. 35 Diese Aufgabe wird gemäss der Erfindung dadurch gelöst, dass zunächst ein einstückiger Hohlkörper mit einem einzigen Hohlraum hergestellt wird; und dass dann der selbsttragende Hohlkörperauf bau dadurch hergestellt wird, dass jede weitere Wand, die dem einstückigen, einen einzigen Hohlraum aufwei-4d senden Hohlkörper hinzugefügt wird, in einem Rotationsformvorgang eines Rotationsformverfahrens hergestellt wird.

Die Erfindung wird nachstehend anhand einiger, in den Fig. 1 bis 3 der Zeichnung im Prinzip dargestellter, besonders bevorzugter Ausführungsbeispiele näher erläutert ; es zeigen: 45 Fig. 1 einen Querschnitt durch eine Energiewandlereinheit ;

Fig. 2 einen Grundriss eines Speicherbehälters, der als eigentlicher Speicher oder als Zwischenspeicher verwendbar ist ; und

Fig. 3 einen Schnitt durch zwei benachbarte Wände eines 5« Hohlkörperaufbaus oder eines Speicherbehälters mit gegenüber den Fig. 1 und 2 abgewandelten, abstandhaltenden Wandfortsätzen.

In Fig. 1 ist ein Querschnitt durch eine Energiewandlereinheit 1 dargestellt, der bei 2 unterbrochen ist, da sich diese 55 Energiewandlereinheit normalerweise über relativ grosse Flächen erstreckt, deren Abmessungen im Verhältnis zu ihrer Dicke wesentlich grösser sind.

Im einzelnen weist die Energiewandlereinheit 1 einen ersten Durchlaufraum 3 und einen zweiten Durchlaufraum 4 sowie so einen Isolierraum 5 auf, die in Richtung der einfallenden Sonnenstrahlung, die durch die Pfeile 6 angedeutet ist, etwa übereinander angeordnet sind.

Der erste Durchlaufraum 3 wird auf seiner der Sonnenstrahls lung zugewandten Seite von einer für die Sonnenstrahlung durchlässigen, vorzugsweise durchsichtigen, Wand 7 begrenzt, die z.B. aus Kunststoff, Glas oder einem anderen Werkstoff bestehen kann. Der zweite Durchlaufraum 4 ist in Richtung der

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Pfeile 6 hinter dem ersten Durchlaufraum 3 angeordnet und von letzterem durch eine Wand 8 getrennt. Schliesslich folgt in Richtung der Pfeile 6 auf den zweiten Durchlaufraum 4 der Isolierraum 5, und die letzteren beiden Räume sind durch eine Wand 9 voneinander getrennt. Der Isolierraum 5, der auf der 5 der Wand 9 entgegengesetzten Seite von einer tragenden Wand 10 begrenzt wird, kann mit wärmeisolierendem Kuntstoff 11 ausgeschäumt sein.

In dem zweiten Durchlaufraum 4 befindet sich als erster Wärmeträger eine Flüssigkeit, die von der Sonnenstrahlung 10 erwärmt werden soll. Zur Verbesserung der Wärmeübertragung der Sonnenstrahlung auf die im zweiten Durchlaufraum 4 befindliche Flüssigkeit kann zumindest die der Sonnenstrahlung zugewandte Seite der Wand 8 stumpf-schwarz eingefärbt sein. In dem ersten Durchlaufraum 3 befindet sich ein zweiter Wär- 15 meträger, der vorzugsweise ein Gas ist, aber auch eine Flüssigkeit sein kann. Die beiden Durchlaufräume 3 und 4 sind über nicht dargestellte Anschlussstutzen an gleiche oder unterschiedliche, vorzugsweise zueinander konzentrische Speicherräume eines oder mehrerer Speicherbehälter, die als Haupt- oder 20 Zwischenspeicher dienen können, anschliessbar. Ein Ausführungsbeispiel eines solchen Speicherbehälters 12, auf das weiter unten noch näher eingegangen werden wird, ist in Fig. 2 gezeigt.

Die in Fig. 1 dargestellte Energiewandlereinheit 1 besitzt einen Hohlkörperaufbau, der einen ersten Hohlkörper 13 25 umfasst, welcher die erste Fertigungsstufe des gesamten Hohl-körperaufbaus bildet. Dieser Hohlkörper 13 ist vorzugsweise einstückig und enthält einen einzigen Hohlraum, nämlich den Durchlaufraum 4, dessen beide Wände 8 und 9 durch abstandhaltende, zylindrische Teile 14, abgesehen von den Seitenwän- 10 den 15, miteinander verbunden sind, wobei diese Teile 14 vorzugsweise einstückig mit den Wänden 8 und 9 sind. Der Hohlkörper 13, der aus den Wänden 8 und 9 sowie den Seitenwänden 15 und den abstandhaltenden Teilen 14 besteht, kann im Rotationsformverfahren aus irgendeinem Thermoplasten 15 hergestellt werden. Aber es ist auch eine Herstellung dieses Hohlkörpers 13 auf irgendeine andere bekannte Weise und aus irgendeinem anderen Werkstoff, der mit Thermoplasten verbindbar ist bzw. eine Bindungsfähigkeit gegenüber Thermoplasten besitzt, möglich. Der Hohlkörper 13 wird mit einem offe- 4(1 nen Hohlkörper 17, der ein trogartiges Tragelement darstellt, das die Wand 10 mit umfasst und die Seitenwände S aufweist, im Rotationsformverfahren zu einem einheitlichen Hohlkörperaufbau 16 vereinigt. Das Rotationsformverfahren ist an sich bekannt und braucht deshalb hier nicht näher erläutert zu 45 werden. Dieser Hohlkörperaufbau 16, der gewissermassen ein Mehrfach-Hohlkörper ist, weist die bereits erläuterten Wände 8,9 und 10 auf, die im Abstand voneinander angeordnet sind, sowie die abstandhaltenden Teile 14 und die Seitenwände 15 und S. 511

Vor Beginn des Rotationsformvorgangs, bei dem der offene Hohlkörper 17 gebildet werden soll, wird der Hohlkörper 13 in die formbereite Rotationsform eingelegt bzw. in dieser befestigt, und ein Thermoplast in flüssigem oder pulverförmigem 55 Aggregatzustand wird in die Rotationsform eingebracht. Die dann erhitzte Rotationsform bringt auch den pulverförmigen Thermoplasten zum Schmelzen, und die Schmelze legt sich,

indem sie den offenen Hohlkörper 17 bildet, an die Innenwan-dung der Rotationsform an. Dabei umschliesst die Thermoplast- 60 schmelze auch die Randbereiche des Hohlkörpers 13, und zwar so, dass sie innig an diesem haftet, so dass der geschlossene Hohlkörper 13 nach dem Erkalten innig und fest sowie fluid-dicht mit dem offenen Hohlkörper 17 verbunden ist. Von der im übrigen nicht gezeigten Rotationsform wahlweise zum Hohlkör- M per 13 aufragende bzw. auskragende, dornartige Fortsätze F erhalten beim Rotationsformvorgang ebenfalls einen Belag aus Thermoplastschmelze, der zur Wand 9 des Hohlkörpers 13 hin gelangt und sich auf dieser festsetzt, so dass er nach dem Erkalten einen stützenden Verbindungssteg zwischen der Wand 9 und der Wand 10 bildet. Es ist aber auch möglich, dass man den offenen Hohlkörper 16 gesondert als Hohlkörper im Rotationsformverfahren herstellt und dann, wenn er sich noch im gelartigen Zustand befindet, den Hohlkörper 13 darin einsetzt. Das kann nach dem Schmelzen des Materials und dessen Rotieren in der Rotationsform geschehen, indem man das Rotieren der Rotationsform nach einer bestimmten Zeit stoppt und öffnet und dann den Hohlkörper 13 in den gelartigen, offenen Hohlkörper 17 einsetzt. Auf einem Absatz A des Hohlkörperaufbaus 16 wird die erwähnte Wand 7 festgeschrumpft. Durch Anwendung bzw. Anordnung von zwei oder mehr durchsichtigen Wänden 7 im Abstand voneinander können mehrere Erwärmungsräume für einen vorzugsweise gasförmigen Wärmeträger geschaffen werden.

Nunmehr sei auf den Speicherbehätler 12 in Fig. 2 eingegangen, der beispielsweise als Zwischenspeicher dienen kann. Dieser Speicherbehälter 12 besteht im wesentlichen aus einem Hohlkörperaufbau, der, von innen nach aussen gesehen, im Abstand aufeinanderfolgende Wände 18, 19, 20 und 21 besitzt, wobei die letzteren beiden Wände nur angedeutet sind, da der Speicher beispielsweise von diesen Wänden auch nur die Wände 18 und 19 aufweisen kann. Alle Wände 18 bis 21, die im vorliegenden Fall die Form von konzentrischen Hohlkörpern haben, werden nacheinander aus mindestens einem Thermoplasten erzeugt, und zwar in gleichartiger bzw. ähnlicher Weise, wie bereits im Zusammenhang mit Fig. 1 erläutert worden ist.

Zuerst wird die Wand 18, die einen inneren Raum des Speicherbehälters umgrenzt, hergestellt, und zwar gegebenenfalls mit einem Mannloch 22. Die Herstellung erfolgt vorzugsweise im Rotationsformverfahren, und dann wird in jeweils einem weiteren Rotationsformvorgang in jeweils einer entsprechend erweiterten Rotationsform die Wandung 19 bis 21 hergestellt, so dass sich insgesamt die Speicherräume 23,24,25 und 26 ergeben, wobei die Wand 21 den Speicher 12 von aussen her begrenzt.

Benachbarte Wände, beispielsweise die Wände 18 und 19, können durch Abstandshalter 27 miteinander verbunden werden, die, ebenfalls wie die Abstandshalter F in Fig. 1, vorzugsweise mit der jeweiligen Wand einstückige, konische Ausstülpungen sind. Die Abstandshaiter 27 werden bei dem Rotations-formungsvorgang der Wand 19 ausgebildet und gleichzeitig durch das zur Ausbildung der Wand 19 verwendete flüssige Material mit der Wand 18 verbunden, wie es im übrigen bezüglich der Abstandshaiter in Fig. 1 bereits erläutert worden ist.

In Abänderung dieser Verbindungsweise kann aber auch jede Wand 18 und 19 oder jede andere Wand eines Paares benachbarter Wände Abstandshaiter 28 bzw. 29 aufweisen, die einander gegenüberliegen, wie z.B. in Fig. 3 gezeigt ist. Hierbei kann eine in einem Rotationsformverfahren oder in einem anderen Verfahren ausgebildete, weiter innen liegende Wand 30 die dornartigen Abstandshaiter 28 besitzen, die auf der Aussenseite der Wand 30, vorzugsweise um die Hälfte der Dicke D des beim nächsten Rotationsformverfahren gebildeten Hohlraums 31 von der Wand 30 vorstehen. Beim Rotationsformverfahren werden dann mittels der Rotationsform 32 gleichzeitig mit der nächsten Wand 33 die entsprechenden gegenüberliegenden, dornartigen Abstandshaiter 29 einstückig mit dieser Wand erzeugt, das heisst, sie bilden einen Teil der Wand 33. Die Thermoplastschmelze fliesst nämlich, wie schon bezüglich der Abstandshaiter der Fig. 1 erläutert wurde, über die an der Rotationsform 32 vorgesehenen, dornartigen Vorsprünge 34 hinweg zu den Abstandshaltern 28 und stellt zu diesen eine homogene Verbindung her, die nach dem Erkalten der beiden Wände 30 und 33 diese benachbarten Wände kraft-und formschlüssig miteinander verbindet und in dieser Lage festhält. Die Abstandshaiter 28 und 29 bzw. die dornartigen

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Vorsprünge 34 stehen, ebenso wie die Abstandshaiter in Fig. 1, sich konisch verjüngend von der jeweiligen Wand in den davon begrenzten Hohlraum vor.

Jeder Rotationsformvorgang erfolgt drucklos und führt zu nahtlosen Erzeugnissen, die auch bei den beispielsweise dargestellten, ineinandergeschachtelten Hohlkörperaufbauten 12 und 16, anders als beim Stand der Technik, keine besonderen Verschlüsse, Flansche und/oder Dichtungen erfordern.

Die Wände 18 bis 21 können gleich dick ausgebildet sein. Es empfiehlt sich jedoch schon aus statischen Gründen, die Dicke der Wände von der inneren Wand 18 her zur äusseren Wand 21 zu abnehmend auszubilden. Auf die Wand 21 kann abschliessend, z.B. auch im Rotationsformverfahren, eine Isolierschaumschicht aus einem geeigneten Kunststoff .aufgebracht werden.

Ist es aus irgendwelchen Gründen erforderlich, einen Hohlkörperaufbau 12 oder 16 in Teilen herzustellen, dann können diese Teile durch Schweissen zu dem jeweiligen Hohlkörperaufbau verbunden werden.

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1 Blatt Zeichnungen

Claims

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1. Verfahren zur Herstellung eines einen Speicher aufweisenden Sonnenenergiewandlers, der wenigstens eine Energiewandlereinheit besitzt, die wenigstens einen an einen Speicherraum eines Speicherbehälters angeschlossenen Durchlaufraum für einen Wärmeträger und wenigstens einen Isolierraum aufweist, die etwa in Richtung der einfallenden Sonnenstrahlen übereinander angeordnet und in einem selbsttragenden Hohlkörperaufbau vorgesehen sind, der ausser Aussenwänden wenigstens eine Zwischenwand aufweist, wobei diese Wände kraft- und formschlüssig miteinander verbunden sowie im Abstand voneinander angeordnet sind und den wenigstens einen Durchlauf- und Isolierraum begrenzen, dadurch gekennzeichnet, dass zunächst ein einstückiger Hohlkörper mit einem einzigen Hohlraum hergestellt wird; und dass dann der selbsttragende Hohlkörperaufbau dadurch hergestellt wird, dass jede weitere Wand, die dem einstückigen, einen einzigen Hohlraum aufweisenden Hohlkörper hinzugefügt wird, in einem Rotationsformvorgang eines Rotationsformverfahrens hergestellt wird.

2. Verfahren nach Anspruch 1, wobei der Speicherbehälter mehrere Speicherräume aufweist, die in einem zweiten selbsttragenden Hohlkörperaufbau vorgesehen sind, der ausser Aussenwänden wenigstens eine Zwischenwand aufweist, wobei diese Wände kraft- und formschlüssig miteinander verbunden sowie im Abstand voneinander angeordnet sind und die Speicherräume begrenzen, dadurch gekennzeichnet, dass zunächst ein einstückiger Hohlkörper mit einem einzigen Hohlraum hergestellt wird ; und dass dann der zweite selbsttragende Hohlkörperaufbau dadurch hergestellt wird, dass jede weitere Wand, die dem einstückigen, einen einzigen Hohlraum aufweisenden Hohlkörper hinzugefügt wird, in einem Rotationsformvorgang eines Rotationsformverfahrens hergestellt wird.

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PATENTANSPRÜCHE

3. Verfahren nach Anspruch 2, dadurch gekennzeichnet, dass die weiteren Wände, die dem einstückigen, einen einzigen Hohlraum aufweisenden Hohlkörper des zweiten Hohlkörperaufbaus hinzugefügt werden, in Form von konzentrischen Hohlkörpern hergestellt werden.

4. Verfahren nach einem der Ansprüche 1,2 oder 3,

dadurch gekennzeichnet, dass der Rotationsformvorgang in der Weise durchgeführt wird, dass man den einstückigen, einen einzigen Hohlraum aufweisenden Hohlkörper in die Rotationsform einlegt oder in dieser befestigt und die weitere Wand durch Herstellen eines weiteren Hohlkörpers in der Rotationsform herstellt.

5. Verfahren nach Anspruch 1 oder 2, dadurch gekennzeichnet, dass man zur Ausbildung einer weiteren Wand einen offenen Hohlkörper im Rotationsformverfahren herstellt und dann, wenn er sich noch in einem gelartigen Zustand befindet, den einstückigen, einen einzigen Hohlraum aufweisenden Hohlkörper darin einsetzt.

6. Verfahren nach einem der Ansprüche 1 bis 5, dadurch gekennzeichnet, dass die im Rotationsformverfahren aufeinanderfolgend hergestellten Wände des Hohlkörperaufbaus mit gleich grossen Wanddicken hergestellt werden.

7. Verfahren nach einem der Ansprüche 1 bis 5, dadurch gekennzeichnet, dass die im Rotationsformverfahren aufeinanderfolgend hergestellten Wände des Hohlkörperaufbaus mit abnehmenden Wanddicken hergestellt werden.

8. Verfahren nach einem der Ansprüche 1 bis 7, dadurch gekennzeichnet, dass benachbarte Wände des Hohlkörperaufbaus durch zueinandergerichtete laufende und abstandbildende Wandfortsätze der bereits gegebenen Wand und/oder der im Rotationsformverfahren entstehenden nächsten Wand miteinander verbunden werden.

9. Verfahren nach einem der Ansprüche 1 bis 8, dadurch gekennzeichnet, dass der im Rotationsformverfahren hergestellte Hohlkörperaufbau aus Thermoplast hergestellt wird.

10. Verfahren nach einem der Ansprüche 1 bis 9, dadurch gekennzeichnet, dass der einstückige, einen einzigen Hohlraum aufweisende Hohlkörper im Rotationsformverfahren hergestellt wird.

11. Verfahren nach einem der Ansprüche 1 bis 10, dadurch gekennzeichnet, dass der einstückige, einen einzigen Hohlraum aufweisende Hohlkörper mit abstandhaltenden, vorzugsweise zylindrischen und mit dem Hohlkörper einstückigen, Teilen hergestellt wird.