CH620982A5

CH620982A5 - Solar-energy collector

Info

Publication number: CH620982A5
Application number: CH54877A
Authority: CH
Inventors: Yu Kun Pei
Original assignee: Owens Illinois Inc
Priority date: 1976-01-26
Filing date: 1977-01-17
Publication date: 1980-12-31
Also published as: DK567276A; JPS5292143A; JPS6032092B2; ES454627A1; FR2339819A1; IT1082665B; LU76608A1; IE44859L; BE850757A; BR7700413A; GB1575031A; MX145456A; IE44859B1; FR2339819B1; ZA7722B; IL50978A0; JPS57198959A; NL7614466A; IL50978A

Description

Vorliegende Erfindung befasst sich mit einem Sonnenenergiekollektor. The present invention is concerned with a solar energy collector.

Bei bekannten Ausbildungen - vergleiche z.B. die US-PS 3 952 724 - besteht ein inneres, die einfallende Sonnenenergie absorbierendes Rohr aus Metall, ein Hüllrohr dagegen aus Glas. 55 Es ergeben sich dabei Schwierigkeiten bezüglich der gegenseitigen Abdichtung dieser Rohre, die ja wegen ihren verschiedenen Wärmeausdehnungskoeffizienten und der grossen Temperaturunterschiede, die im Betrieb auftreten, sich verschieden stark ausdehnen. Es ist deshalb praktisch unmöglich, im Zwischen- 60 räum zwischen den Rohren ein Vakuum aufrecht zu erhalten, welches erforderlich ist, um Wärmeverluste nach aussen auf ein Minimum zu reduzieren. With known training courses - compare e.g. US Pat. No. 3,952,724 - an inner tube absorbing the incident solar energy is made of metal, while a cladding tube is made of glass. There are difficulties with regard to the mutual sealing of these pipes, which expand to different extents because of their different thermal expansion coefficients and the large temperature differences that occur during operation. It is therefore practically impossible to maintain a vacuum in the space between the pipes, which is necessary to reduce heat loss to the outside to a minimum.

Diesen Schwierigkeiten will die Erfindung begegnen, und zwar durch eine Ausbildung wie sie im Patentanspruch 1 65 The invention intends to counter these difficulties, namely by means of a training as set out in claim 1 65

umschrieben ist. is circumscribed.

Inbezug auf weitere Besonderheiten von Ausführungsformen wird auf die Ansprüche 2-7 hingewiesen. With regard to further special features of embodiments, reference is made to claims 2-7.

Die Erfindung wird nachfolgend unter Bezugnahme auf die beiliegende Zeichnung beispielsweise erläutert. Es zeigen: The invention is explained below with reference to the accompanying drawing, for example. Show it:

Fig. 1 eine perspektivische Ansicht, welche die Anordnung eines Sonnenenergiekollektors auf einem Hausdach veranschaulicht, 1 is a perspective view illustrating the arrangement of a solar energy collector on a house roof,

Fig. 2 einen Aufriss, teilweise im Schnitt, eines Kollektorgliedes, 2 is an elevation, partly in section, of a collector member,

Fig. 3 eine explodierte Perspektivansicht, welche teilweise im Schnitt, eine Ausführungsform des Sonnenenergiekollektors veranschaulicht, bei welcher Kollektoreinzelglieder auf beiden Seiten eines Verbindungsgliedes angeordnet sind, 3 is an exploded perspective view, partially in section, illustrating an embodiment of the solar energy collector, in which individual collector elements are arranged on both sides of a connecting element,

Fig. 4 einen Teilschnitt eines Abschnittes des Verbindungsgliedes, das in der Ausführungsform der Fig. 3 vorhanden ist, FIG. 4 shows a partial section of a section of the connecting link which is present in the embodiment of FIG. 3,

Fig. 5 eine perspektivische Ansicht einer Endkappe, die zur Abstützung des inneren Endes des mit dem Absorptionsbelag versehenen Zwischenrohres am entsprechenden Ende des äusseren Hüllrohres dient, 5 is a perspective view of an end cap which serves to support the inner end of the intermediate tube provided with the absorption coating at the corresponding end of the outer cladding tube,

Fig. 6 eine Stirnansicht eines Kollektoreinzelgliedes, teilweise im Schnitt nach der Linie 6-6 der Fig. 2, 6 is an end view of a single collector element, partly in section along the line 6-6 of FIG. 2,

Fig. 7 einen Aufriss eines Kollektoreinzelgliedes, das zu einer zweiten Ausführungsform gehört, teilweise im Schnitt, 7 is an elevation, partly in section, of a single collector element belonging to a second embodiment,

und and

Fig. 8 eine Einzelheit aus Figur 7 im grösseren Massstab. Die Fig. 1 veranschaulicht eine typische Anordnung eines erfindungsgemässen Sonnenenergiekollektors an einem Gebäude, z.B. einem Wohnhaus 10. Auf der am meisten der Sonne zugewendeten Seite des Daches 11 sind mehrere Kollektoreinheiten 12 angebracht. Es bleibt dem Bauingenieur bzw. dem Architekten überlassen, wie viele solcher Einheiten im besondern Fall angebracht werden sollen bzw. werden können. 8 shows a detail from FIG. 7 on a larger scale. Fig. 1 illustrates a typical arrangement of a solar energy collector according to the invention on a building, e.g. a dwelling house 10. On the most sun-facing side of the roof 11, several collector units 12 are attached. It is up to the civil engineer or the architect how many such units should or can be attached in a particular case.

Eine Einheit des Sonnenenergiekollektors ist im einzelnen in Fig. 3 veranschaulicht. Diese Baueinheit weist ein zentrales, längsverlaufendes Verbindungsglied auf, von dem in Fig. 3 nur ein Abschnitt 13 gezeigt ist, und das sich in Gebrauchslage nach Fig. 1 längs der Fallirne des Daches 1 erstreckt. An beiden Seiten des Verbindungsgliedes 13 sind in Reihenanordnung mehrere Kollektorglieder 14 angeschlossen, und zwar durch Einstecken in seitliche Öffnungen 15, die an den gegenüberliegenden Seitenflächen bzw. Wandungen 16 und 17 des Verbindungsgliedes 13 vorgesehen sind. Im Innern des Verbindungsgliedes 13 erstrecken sich in Längsrichtung Kanäle 18 und 19 an diesen Öffnungen 15 vorbei. Zwischen den Kanälen 18 und 19 und von ihnen durch zu den Seitenwänden parallele Trennwände 21 und 22 abgetrennt, erstreckt sich ein zentraler Kanal 20. Die Trennwände 21 und 22 haben Öffnungen 23, die auf zugeordnete Öffnungen 15 koaxial ausgerichtet sind. A unit of the solar energy collector is illustrated in detail in FIG. 3. This assembly has a central, longitudinal connecting link, of which only a section 13 is shown in FIG. 3, and which extends in the position of use according to FIG. 1 along the drop bulb of the roof 1. On both sides of the connecting member 13, a plurality of collector members 14 are connected in a row arrangement, to be precise by inserting them into lateral openings 15 which are provided on the opposite side surfaces or walls 16 and 17 of the connecting member 13. In the interior of the connecting member 13, channels 18 and 19 extend in the longitudinal direction past these openings 15. A central channel 20 extends between the channels 18 and 19 and separated from them by partitions 21 and 22 parallel to the side walls. The partitions 21 and 22 have openings 23 which are coaxially aligned with associated openings 15.

Das Verbindungsglied 13 ist in einen Fluidkreislauf eingesetzt, zu dem ein Leitungsrohr 24 mit oberem Kanal 25 und unterem Kanal 26 und ein Wärmeaustauscher WA gehören. Der Kanal 25 leitet das verhältnismässig kühle Fluid, das z.B. aus Wasser, Luft od. dgl. bestehen kann, und führt es dem mittleren Kanal 20 des Verbindungsgliedes durch aufeinander ausgerichtete Öffnungen 39 und 27 in der Seitenwand 24a des Leitungsrohres bzw. der Stirnwand 28 des Verbindungsgliedes hindurch zu. Wobei das Leitungsrohr 24 an dieser Stirnwand 28 mittels Schrauben 30 angebracht ist unter Einfügung einer Dichtungsplatte 29. Durch aufeinander ausgerichtete Öffnungen 32 und 33 in der Leitungsrohrseitenwand 24 und 34 und 35 in der Stirnwand 28 sind die Kanäle 18 und 19 mit dem Kanal 26 verbunden zum Leiten des in den Kollektorgliedern 14 The connecting member 13 is inserted into a fluid circuit, which includes a conduit 24 with an upper channel 25 and lower channel 26 and a heat exchanger WA. Channel 25 conducts the relatively cool fluid, e.g. can consist of water, air or the like, and leads it to the central channel 20 of the connecting member through aligned openings 39 and 27 in the side wall 24a of the conduit or the end wall 28 of the connecting member. Wherein the conduit 24 is attached to this end wall 28 by means of screws 30 with the insertion of a sealing plate 29. Through aligned openings 32 and 33 in the conduit side wall 24 and 34 and 35 in the end wall 28, the channels 18 and 19 are connected to the channel 26 for Managing the in the collector members 14

erwärmten Betriebsfluidums. heated operating fluid.

Zum Verbindungsglied 13 gehören auch eine Deckwand 36, eine Bodenwand 37 und, an dem von der Stirnwand 28 entfernten Ende, eine Stirnwand 38. The connecting member 13 also includes a top wall 36, a bottom wall 37 and, at the end remote from the end wall 28, an end wall 38.

Kollektorglied - Erstes Ausfiihrungsbeispiel Collector element - first exemplary embodiment

Die Kollektorglieder 14, die in den Fig. 2 und 3 gezeigt sind, sind unter sich gleich und weisen je ein gläsernes Hüllrohr 40 The collector members 14, which are shown in FIGS. 2 and 3, are the same among themselves and each have a glass cladding tube 40

3 3rd

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auf, dessen Länge z.B. zwischen 2,1 und 2,8 m und dessen Aussendurchmesser z.B. 50,8 mm beträgt. Die untere Hälfte kann, wie bei 45 angedeutet, einen reflektierenden Belag haben, um die von oben eintreffende Strahlung zurückzuwerfen. whose length e.g. between 2.1 and 2.8 m and its outside diameter e.g. Is 50.8 mm. The lower half, as indicated at 45, can have a reflective coating in order to reflect back the radiation arriving from above.

Unter Freilassung eines kleinen Spaltes 49 auch beim halb- 5 kugeligen Ende erstreckt sich im Hüllrohr 40 ein Absorptionsrohr 41, welches an seiner Aussenoberflache einen energieab- » sorbierenden Belag 42 mit hohem Absorptionsvermögen und niedrigem Emittiervermögen besitzt. Als Beispiel solcher Beläge können genannt werden, solche mit einer Unterschicht 10 von auf dem Glas aufgedampftem Aluminium oder Silber und einer überlagerten Schicht aus Halbleitermaterial, welches auf Strahlung in gewünschtem Wellenlängenbereich anspricht. Ein guter solcher Belag hat ein Absorptionsvermögen von 0,8 oder mehr und ein Infrarotemissionsvermögen von 0,1 oder weniger. 15 While leaving a small gap 49 at the hemispherical end, an absorption tube 41 extends in the cladding tube 40, which on its outer surface has an energy-absorbing coating 42 with a high absorption capacity and low emissivity. An example of such coatings can be mentioned, those with a lower layer 10 of aluminum or silver vapor-deposited on the glass and an overlaid layer of semiconductor material which responds to radiation in the desired wavelength range. A good such covering has an absorbance of 0.8 or more and an infrared emissivity of 0.1 or less. 15

Zuinnerst erstreckt sich ein gläsernes Fluidleitrohr 43, welches das verhältnismässig kühle Betriebsfluid im Kollektorglied bis in die Nähe des geschlossenen Endes des Absorptionsrohres 41 leitet. Das innere Ende 43a liegt dort der etwa kugeligen Stirnwand 41a des Absorptionsrohres gegenüber (Fig. 2). 20 Anlässlich des Zusammensetzens der Teile zu Kollektorgliedern 14 wird auf das geschlossene Ende 41a jedes Hüllrohres 41 eine Stützkappe 46 (Fig. 5) aufgesetzt ; diese hat einen etwa halbkugeligen Teil und etwa drei oder vier Krallen 47. Sie ist aus Metall oder Kunststoff gefertigt und hat ein gewisses Federver- 25 mögen, um sich mit ihren Krallen 47 auf dem benachbarten Teil des Absorptionsrohres 41 festzuhalten. Letzteres wird dann in das Hüllrohr 40 eingesetzt und, bei diesem ersten Ausführungsbeispiel, am Hüllrohr befestigt durch Anschmelzen seines offenen Endes am Absorptionsrohr 41 zur Herstellung einer Ver- 30 bindung 40a (Fig. 2). In üblicher Technik wird dann durch eine Öffnung in der geschlossenen Stirnwand des Hüllrohres die Luft herausgesogen und die Öffnung bei 48 geschlossen ; das Vakuum liegt in der Grössenordnung von 10~4 Torr. Zuletzt wird noch das Leitrohr 43 eingesetzt. 35 A glass fluid guide tube 43 extends to the inside, which guides the relatively cool operating fluid in the collector member up to the vicinity of the closed end of the absorption tube 41. The inner end 43a lies there opposite the approximately spherical end wall 41a of the absorption tube (FIG. 2). 20 On the occasion of the assembly of the parts into collector members 14, a support cap 46 (FIG. 5) is placed on the closed end 41a of each cladding tube 41; this has an approximately hemispherical part and approximately three or four claws 47. It is made of metal or plastic and has a certain spring capacity in order to hold its claws 47 on the adjacent part of the absorption tube 41. The latter is then inserted into the cladding tube 40 and, in this first exemplary embodiment, attached to the cladding tube by melting its open end on the absorption tube 41 to produce a connection 40a (FIG. 2). In conventional technology, the air is then sucked out through an opening in the closed end wall of the cladding tube and the opening is closed at 48; the vacuum is on the order of 10 ~ 4 torr. Finally, the guide tube 43 is used. 35

Das Anschliessen der einzelnen Kollektorglieder an das Verbindungsglied 13 geschieht wie folgt. Das freie Ende 43b des Leitrohres 43 hat ungefähr den gleichen Aussendurchmesser wie die Öffnungen 23 in den Wänden 20 und 21 des Verbindungsgliedes. Ein aus gummiartigem Material bestehender 40 Dichtungsring 50 ist auf dem Endteil 43b des Leitrohres aufgesetzt, um die Abdichtung in der Öffnung 23 zu gewährleisten. In ähnlicher Weise ist der Aussendurchmesser des freien Endes 41b des Absorptionsrohres praktisch gleich gross wie der Durchmesser der Öffnung 15 in der einen oder anderen der 45 Seitenwände 16,17. Ein O-Ring 51 aus gummiartigem Material ist auf diesem Ende 41b aufgesetzt, um es in der Öffnung 15 abzudichten. Die Wandungen der Öffnungen 15 und 23 haben je eine Ringnut 51a bzw. 50a zur Aufnahme der Dichtungsringe 51 bzw. 50. 50 The individual collector elements are connected to the connecting element 13 as follows. The free end 43b of the guide tube 43 has approximately the same outside diameter as the openings 23 in the walls 20 and 21 of the connecting member. A sealing ring 50 made of rubber-like material is placed on the end part 43b of the guide tube in order to ensure the sealing in the opening 23. Similarly, the outer diameter of the free end 41b of the absorption tube is practically the same size as the diameter of the opening 15 in one or the other of the 45 side walls 16, 17. An O-ring 51 made of rubber-like material is placed on this end 41b to seal it in the opening 15. The walls of the openings 15 and 23 each have an annular groove 51a and 50a for receiving the sealing rings 51 and 50. 50

Kollektorglied—Zweites Ausführungsbeispiel Collector link — Second embodiment

In den dieses zweite Ausführungsbeispiel veranschaulichenden Figuren 7 und 8 sind Teile, die solchen des ersten Ausführungsbeispiels entsprechen, mit dem gleichen Bezugszeichen, 55 allerdings zusätzlich mit dem Prim-Zeichen bezeichnet. In FIGS. 7 and 8, which illustrate this second exemplary embodiment, parts which correspond to those of the first exemplary embodiment are denoted by the same reference symbol, 55 but additionally by the prime symbol.

Das Kollektorglied 14' weist ein gläsernes Hüllrohr 40' auf, das durchsichtig oder durchscheinend ist und an seinem äusseren Ende, wie bei 48' gezeigt, verschlossen ist. Das andere Ende des Hüllrohres 40' ist offen. Das mit einem kleinen Zwischen- 6o räum darin eingesetzte Absorptionsrohr 41' hat an seiner Aus-senoberfläche einen Belag 42' mit hohem Absorptionsvermögen und niedrigem Emissionsvermögen ähnlich wie das Absorptionsrohr des ersten Ausführungsbeispiels. Das offene Ende dieses Absorptionsrohres 41' ist ausgeweitet wie bei 60 gezeigt, 65 wobei diese Ausweitung vorzugsweise vor Anbringen des Belages 42' vorgenommen wurde. Auf das geschlossene Ende des Absorptionsrohres ist eine schraubenlinienförmig-spiralig gewundene Drahtfeder aufgesetzt, die nach dem Einsetzen des Absorptionsrohres in das Hüllrohr am geschlossenen Ende dieses letzteren anzuliegen kommt. The collector member 14 'has a glass cladding tube 40' which is transparent or translucent and is closed at its outer end as shown at 48 '. The other end of the cladding tube 40 'is open. The absorption tube 41 'inserted with a small space therein has a coating 42' on its outer surface with high absorption capacity and low emission capacity, similar to the absorption tube of the first exemplary embodiment. The open end of this absorption tube 41 'is widened as shown at 60, 65, this widening preferably being carried out before the covering 42' is attached. On the closed end of the absorption tube, a helical-spiral wire spring is placed, which comes to rest on the closed end of the latter after inserting the absorption tube into the cladding tube.

Nach erfolgtem Einsetzen des Absorptionsrohres in das Hüllrohr wird der freie Raum des ausgeweiteten Endteiles 60 an den benachbarten Rand des Hüllrohres angeschmolzen, so dass sich eine dichte Verbindung zwischen den beiden Rohren ergibt. Danach wird durch eine Öffnung im geschlossenen Ende des Hüllrohres 40' der Zwischenraum in den Rohren 40' und 41 ' unter Vakuum gesetzt und anschliessend die Öffnung verschlossen wie bei 48' gezeigt. Ein Leitungsrohr 43 wird dann durch einen Wandungsteil 62 und einen Dichtungsteil 63 in einer Öffnung 15 ' oder 23 ' auf der einen oder anderen Seite des Verbindungsgliedes 13 eingesetzt. Ein Dichtungsring 51' ist in eine Ringnut 51a' der Öffnung 15' eingesetzt und liegt dicht an der Aussenoberfläche des Hüllrohres 40' an beim offenen Ende des Kollektorgliedes. Der Dichtungsring 51 ' bildet eine primäre Abdichtung für das Kollektorglied 14' in der zugehörigen Auf-nahmeöffnung des Verbindungsgliedes. After the absorption tube has been inserted into the cladding tube, the free space of the expanded end part 60 is melted onto the adjacent edge of the cladding tube, so that there is a tight connection between the two tubes. The gap in the tubes 40 'and 41' is then placed under vacuum through an opening in the closed end of the cladding tube 40 'and the opening is then closed as shown at 48'. A conduit 43 is then inserted through a wall part 62 and a sealing part 63 in an opening 15 'or 23' on one or the other side of the connecting member 13. A sealing ring 51 'is inserted into an annular groove 51a' of the opening 15 'and lies close to the outer surface of the cladding tube 40' at the open end of the collector member. The sealing ring 51 'forms a primary seal for the collector member 14' in the associated receiving opening of the connecting member.

Das Verbindungsglied 13 weist eine Lage von geschäumter Isolierung 64 auf, an ihrer Aussenoberfläche; an Stellen, die den Öffnungen in den tragenden Seitenwänden des Verbindungsgliedes entsprechen, hat diese Isolierlage Öffnungen 65'. Eine dünne Dichtungsringscheibe 66, die etwas nachgiebig ist, ist in der Dichtungslage so eingesetzt, dass sie in die Öffnung 65' hineinragt und an der Aussenoberfläche des Hüllrohres 40' The connector 13 has a layer of foamed insulation 64 on its outer surface; at locations corresponding to the openings in the supporting side walls of the connecting member, this insulating layer has openings 65 '. A thin sealing washer 66, which is somewhat flexible, is inserted in the sealing layer in such a way that it projects into the opening 65 'and on the outer surface of the cladding tube 40'.

eines eingesetzten Kollektorgliedes anliegt. of an inserted collector element.

Das Hüllrohr 40' ist aus einem Glas hergestellt, das sehr gut lichtdurchlässig ist und vorzugsweise einen niedrigen Eisengehalt aufweist. Das Absorptionsrohr 41 ' besteht vorzugsweise aus einem Glas mit derselben Zusammensetzung wie das Hüllrohr 40', dies zur Erleichterung der Herstellung der Schmelzverbindung und zwecks Vermeidens von Restspannungen in beiden Rohren nach dem Zusammenschmelzen. The cladding tube 40 'is made of a glass which is very translucent and preferably has a low iron content. The absorption tube 41 'is preferably made of a glass with the same composition as the cladding tube 40', to facilitate the production of the fusion joint and to avoid residual stresses in both tubes after the fusion.

Der Absorptionsbelag 42' an der Aussenoberfläche des Absorptionsrohres 41 ' besteht aus einem Material mit einem Absorptionsvermögen von 0,8 oder mehr und einem Emissionsvermögen von 0,1 oder weniger. Zur Erreichung des hohen Absorptionsvermögens besteht die Aussenschicht dieses Belages aus Oxyden oder Sulfiden von Chrom, Nickel oder Kupfer. Manchmal ist eine Kombination des Metalls und seiner Verbindung am besten für die Erreichung eines hohen Absorptionsvermögens für die Sonnenenergie. Zur Erzielung eines kleinen Emissionsvermögens ist es gut, wenn die untere Schicht des Belages aus Aluminium, Silber, Kupfer und/oder Gold besteht. The absorption coating 42 'on the outer surface of the absorption tube 41' consists of a material with an absorption capacity of 0.8 or more and an emissivity of 0.1 or less. To achieve the high absorption capacity, the outer layer of this covering consists of oxides or sulfides of chromium, nickel or copper. Sometimes a combination of the metal and its compound is best for achieving high solar energy absorbency. To achieve a low emissivity, it is good if the lower layer of the covering consists of aluminum, silver, copper and / or gold.

Zum Aufbringen der beiden Schichten des Belages stehen viele Verfahren zur Verfügung, u.a. Aufbringen in Vakuum, chemische Aufdampfverfahren, Ionplattieren und Aufspritzen (sputtering). There are many methods available for applying the two layers of the covering, including Vacuum application, chemical vapor deposition, ion plating and sputtering.

In dem hier vorgeschlagenen Kollektor können energieabsorbierende Beläge Anwendung finden, die für andere Typen von Kollektoren, z.B. solchen mit flachen Platten, nicht geeignet wären; dies rühr daher, dass im hier vorgeschlagenen Kollektor ein Zwischenraum 49' zwischen Absorptionsrohr und Hüllrohr vorliegt, welcher Zwischenraum auf ein hohes Vakuum in der Grössenordnung von 10~4 Torr gebracht worden ist. Eine chemische Einwirkung von Luft und von Feuchtigkeit kann nicht erfolgen und eventuelle Mängel im Anhaften des Belages sind nicht mehr schädlich. In the collector proposed here, energy absorbing pads can be used which are used for other types of collectors, e.g. those with flat plates would not be suitable; this is due to the fact that in the collector proposed here there is a space 49 'between the absorption tube and the cladding tube, which space has been brought to a high vacuum of the order of 10 ~ 4 Torr. A chemical effect of air and moisture cannot take place and any defects in the adhesion of the covering are no longer harmful.

Die Abstandhaltemittel, die zwischen den geschlossenen Enden der Rohre 40' und 41 ' zur Anwendung gelangen, können irgendeine geeignete Ausbildung haben, die eine gute Abstützung des Absorptionsrohres am Hüllrohr gewährleistet und die Beanspruchungen bei der Verbindung im Bereich der offenen aneinander angeschmolzenen Enden auf einem Minimum hält. Ein solches Abstützmittel muss es dem Absorptionsrohr ermöglichen, sich bei Temperaturänderungen zu verlän1 The spacing means which are used between the closed ends of the tubes 40 'and 41' can have any suitable configuration which ensures good support of the absorption tube on the cladding tube and the stresses in the connection in the region of the open, fused ends to a minimum holds. Such a support must enable the absorption tube to elongate when the temperature changes

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4 4th

gern oder zu verkürzen, ohne dass die eben genannten Beanspruchungen nennenswert grösser werden. Ferner muss es eine minimale Kontaktoberfläche zwischen den beiden Rohren und dem Abstütztmittel gewährleisten zur Niedrighaltung von Wärmeverlusten durch Leitung, und schliesslich muss es auch als 5 Stützmittel dienen können, während dem Zusammenschmelzen der offenen Rohrenden. Wie schon erläutert, kann ein solches Abstützmittel beispielsweise die Form einer aufgesetzten Kappe 46 nach Fig. 5 oder einer aufgesetzten Feder 61 nach Fig. 7 annehmen. 10 like or shorten it, without the stresses just mentioned becoming appreciably greater. Furthermore, it must ensure a minimal contact surface between the two pipes and the support means to keep heat losses through conduction low, and finally it must also be able to serve as 5 support means during the melting together of the open pipe ends. As already explained, such a support means can for example take the form of an attached cap 46 according to FIG. 5 or an attached spring 61 according to FIG. 7. 10th

Da das Abstützmittel im unter hohem Vakuum stehenden Zwischenraum eingesetzt ist, soll es aus einem Baustoff bestehen, der keine Gase abgibt nach dem Ausbacken und Ver-schliessen des Hüllrohres beim Unter vakuumsetzen und Ver-schliessen dieses äusseren Rohres. Auch soll dieser Baustoff frei 15 von öliger Substanz und von organischem Bindemittel sein, welches beim Ausbackvorgang für die Untervakuumsetzung nicht eliminiert würde. Gereinigter rostfreier Stahl ist der bevorzugte Baustoff. Since the support is used in the high vacuum space, it should consist of a building material that does not emit any gases after baking and closing the cladding tube when vacuuming and closing this outer tube. This building material should also be free of oily substances and organic binders, which would not be eliminated during the baking process for under-vacuum conversion. Cleaned stainless steel is the preferred building material.

Im Betrieb des unter Bezugnahme auf Fig. 3 beschriebenen Kollektors wird ein fluides Medium, z.B. Luft, in den zentralen Kanal 20 des Leitungsrrohres 25 des Verbindungsgliedes hineingepumpt. Die freien Enden 43b der verschiedenen Kollektorglieder 14 stehen mit diesem Kanal in Verbindung; somit wird das eingepumpte Fluidum durch die Leitungsrohre 43 der Kollektorglieder fliessen und beim Ende 43a desselben austreten. Sonnenstrahlung durchdringt das Hüllrohr 40 und wird durch den Absorptionsbelag 42 des Absorptionsrohres 41 absorbiert. Nach Verlassen des Leitrohres 43 bei dessen Ende 43a durchströmt das Fluidum den zylindrischen Teil des Spaltes zwischen diesem Rohr und dem Absorptionsrohr, wobei es dank einem in diesen Zwischenraum eingesetzten Leitteil 44 einem In the operation of the collector described with reference to Figure 3, a fluid medium, e.g. Air, pumped into the central channel 20 of the conduit 25 of the connecting member. The free ends 43b of the various collector elements 14 are connected to this channel; thus the pumped-in fluid will flow through the line pipes 43 of the collector members and exit at the end 43a thereof. Solar radiation penetrates the cladding tube 40 and is absorbed by the absorption coating 42 of the absorption tube 41. After leaving the guide tube 43 at its end 43a, the fluid flows through the cylindrical part of the gap between this tube and the absorption tube, thanks to a guide part 44 inserted into this intermediate space

20 20th

25 25th

schraubenlinienförmigen Verlauf folgt und aus dem Absorptionsrohr 41 Wärme aufnimmt. Nach Verlassen des Endes 41b dieses Rohres gelangt das so erwärmte Fluid in den Kanal 18 oder 19 und danach in den Kanal 26, des Leitungsrohres 24, um dann im Wärmeaustauscher WA Wärme abzugeben. follows a helical course and absorbs heat from the absorption tube 41. After leaving the end 41b of this tube, the fluid thus heated passes into the channel 18 or 19 and then into the channel 26, the conduit tube 24, in order then to give off heat in the heat exchanger WA.

Einer der wichtigen Vorteile liegt darin, dass jedes beliebige Kollektorglied 14 oder 14' im Bedarfsfall, z.B. bei Beschädigung, leicht ersetzt werden kann. One of the important advantages is that any collector member 14 or 14 'when needed, e.g. if damaged, can be easily replaced.

Ein weiterer Vorteil ergibt sich daraus, dass die gläsernen Rohre, die im Ausbau der Kollektorglieder Verwendung finden, ohne weiteres in billiger herkömmlicher Zusammensetzung gefertigt werden können, z.B. einer solchen auf der Basis von Soda und Kalk oder von Borsilikat. Die einzelnen Kollektorglieder sowie auch der Kollektor als Ganzes können am Gebrauchsort leicht installiert werden, dagegen können die Einzelglieder leicht vorfabriziert und dann am Gebrauchsort zusammenmontiert werden. Des weiteren haben die einzelnen Glieder wie auch das Ganze ein verhältnismässig geringes Gewicht, weshalb sich in den allermeisten Anwendungsfällen vorgängige Verstärkungen der Dachkonstruktion erübrigen. Another advantage arises from the fact that the glass tubes that are used in the expansion of the collector members can be easily manufactured in a cheaper conventional composition, e.g. one based on soda and lime or borosilicate. The individual collector links as well as the collector as a whole can be easily installed at the place of use, whereas the individual links can easily be prefabricated and then assembled at the place of use. Furthermore, the individual links as well as the whole have a relatively low weight, which is why in most applications there is no need to reinforce the roof structure.

Im praktischen Gebrauch wird das Betriebsfluid die Kollektorglieder bzw. den ganzen Kollektor bei einer Temperatur über 120° C verlassen. Der sonnenenergieabsorbierende Belag 42 oder 42' ist vollständig geschützt, unterliegt deshalb keinem Verschleiss und seine Lebensdauer erstreckt sich über die ganze Lebensdauer der vollständigen Kollektoreinheit. In practical use, the operating fluid will leave the collector elements or the entire collector at a temperature above 120 ° C. The solar energy absorbing covering 42 or 42 'is completely protected, is therefore not subject to wear and its lifespan extends over the entire lifespan of the complete collector unit.

In der beschriebenen Ausführung sind Kollektorglieder auf beiden Seiten des Verbindungsgliedes vorgesehen. Es versteht sich aber, dass auch Ausführungen möglich sind (und mitgeschützt sein sollen), bei welchen nur auf einer Seite des Verbindungsgliedes Kollektorglieder angeordnet sind. In the described embodiment, collector links are provided on both sides of the connecting link. However, it goes without saying that designs are also possible (and should also be protected) in which collector links are arranged only on one side of the connecting link.

2 Blatt Zeichnungen 2 sheets of drawings

Claims

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2nd

PATENT CLAIMS

1. solar energy collector, characterized by a cladding tube (40, 40 ') which is transparent or translucent over its entire circumference with a closed end, a 5-glass absorption tube (41, 41') with a closed end inserted in this cladding tube leaving a gap,

which is adjacent to that of the cladding tube, which absorption tube is provided on its cylindrical outer surface with a solar energy absorbing coating, furthermore the two tubes at their opposite end from the closed end are sealed together by melting and the intermediate space is placed under vacuum, the absorbent coating also being present on the outer surface of the absorption tube and having an absorption capacity of 0.8 or more and an infrared emission capacity of 0.1 or less.

2. Solar energy collector according to claim 1, characterized in that the melted on the edge of the cladding tube edge of the absorption tube consists of an expanded end portion of the latter. 20th

3. solar energy collector according to claim 1 or 2,

characterized in that the covering has an aluminum, silver, copper or gold, reflective lower layer and an absorbent upper layer, which consists of oxides and sulfides of chromium, nickel and / or copper 25.

4. Solar energy collector according to one of claims 1-3, characterized by means (13, 43) for supplying an operating fluid into the interior of the absorption tube and for removing this waste after it has had a heat exchange relationship with this tube.

5. Solar energy collector according to claim 4, characterized in that the fluid supply means have a connecting member (13) which is connected close to the open end of the cladding tube for receiving the heated fluid from the absorption tube, further a source of operating fluid, which is connected to the connecting member is furthermore a fluid guide tube (43, 43 ') which is connected to the connecting member and extends within the absorption tube up to the vicinity of its closed end. 40

6. Solar energy collector according to claim 5, characterized in that this guide tube extending in the absorption tube also consists of glass.

7. Solar energy collector according to claim 1, characterized in that resilient, e.g. support means consisting of a 45 helical spring (49 ') are arranged between the closed ends of the cladding tube and the absorption tube.

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