BESCHREIBUNG
Die Erfindung betrifft einen Empfänger mit den Merkmalen des Oberbegriffs des Anspruchs 1.
Aus der CH PS 661 976 ist ein solcher Empfänger bekannt, bei dem das Absorbermaterial aus vertikal hängenden Drähten oder gegebenenfalls mit diesen zusammen aus an Teilkanalwänden abgestützten Metallgestrick-Matten besteht. Die vertikal hängenden Absorberdrähte bilden eine an sich gute Ausführungsform des Empfängers, sind aber relativ aufwendig und werden bei einem Kanal mit grossen Abmessungen sehr kostspielig. Es hat sich ferner gezeigt, dass bei der Ausführungsform mit den Metallgestrick Matten die vertikal hängenden Drähte die Teilkanalwände vor direkter Bestrahlung und - damit zusammenhängend vor Überhitzung schützen.
Es ist Aufgabe der Erfindung, einen Empfänger der eingangs genannten Art so abzuändern, das für das Absorbermaterial keine vertikal aufgehängten Drähte mehr verwendet werden.
Diese Aufgabe wird erfindungsgemäss durch die kennzeichnenden Merkmale des Anspruchs 1 gelöst. Hierdurch wird der Aufbau des Empfängers vereinfacht, indem aus Stahlwolle, Drahtgeflecht, Metallgestrick-Matten und dergleichen bestehendes Absorbermaterial, verwendet werden kann, ohne dass sich Probleme bei grösseren Abmessungen des Empfängers ergeben. Ferner wird ein sicherer Schutz der Tragplatte und der Stege gegen die konzentrierte Sonnenstrahlung und somit gegen Überhitzung erreicht, so dass eine lange Lebensdauer des Empfängers gewährleistet ist.
Einige Ausführungsbeispiele der Erfindung werden in der folgenden Beschreibung näher erläutert. Es zeigen jeweils schematisch vereinfacht:
Fig. 1 im Schnitt einen Empfänger nach der Erfindung,
Fig. 2 das Detail A aus Fig. 1 in grösserem Massstab,
Fig. 3 ein weiteres Detail des Empfängers nach Fig. 1,
Fig. 4 im Schnitt einen abgewandelten Empfänger,
Fig. 5, 6 je ein konstruktives Detail des Empfängers nach Fig. 4,
Fig. 7 eine Draufsicht eines Ausschnitts eines weiteren Empfängers,
Fig. 8 eine Draufsicht auf die Tragplatte eines Empfängers,
Fig. 9 ein Detail der Ausführung nach Fig. 8, mit Absorbermaterial bedeckt und
Fig. 10 eine Draufsicht einer aus mehreren ebenen Abschnitten gebildeten, im wesentlichen kalottenartigen Tragplatte.
Wie bei der in der CH PS 661 976 beschriebenen Anlage befindet sich der erfindungsgemässe Empfänger am oberen Ende eines Turms innerhalb eines Kanals 3, der sich im wesentlichen in Richtung der konzentrierten, von einem Spiegelfeld reflektierten Sonnenstrahlung erstreckt und in Richtung des Pfeiles 6 von Kühlluft durchströmt ist. Gemäss Fig. list luftströmungsabwärts von Absorbermaterial 4 eine Tragplatte 71 vorgesehen, auf deren Rückseite ringförmige Trennwände 18 angeordnet, die parallel zur Luftströmungsrichtung 6 angeordnet und an der Tragplatte 71 befestigt sind.
Die Trennwände 18 bilden dadurch einen zentralen zylindrischen und mehrere ringförmige Teilkanäle. In den Teilkanälen sind Steuerklappen 19 vorgesehen, mit denen die durch jeden Teilkanal hindurchströmende Luftmenge gesteuert werden kann. Vorzugsweise werden die Steuerklappen 19 von nicht gezeigten Temperatursensoren in den entsprechenden Kanälen gesteuert, so dass eine gleichmässige Temperaturverteilung im ganzen Querschnitt des Kanals 3 erreicht wird, und zwar unabhängig von Störfaktoren, wie z.B. ungleichmässige Verteilung der Sonnenstrahlung im Kanal 3. Eine gleichmässige Temperaturverteilung kann zusätzlich dadurch erreicht werden, dass in den Bereichen, in denen normalerweise eine grössere Strahlungsdichte vorkommt, der Durchtrittsquerschnitt der durchlochten Platte 71 grösser als in den Bereichen kleinerer Strahlungsdichte bemessen wird.
Das Absorbermaterial 4 besteht aus einzelnen Drahtgeweberingen 31 (Fig. 3), wobei das Gewebe in jeder Schicht aus zueinander rechtwinklig sich kreuzenden, im wesentlichen geraden Drähten 30 besteht. Aus Fig. 3 ist ersichtlich, dass die Drähte 30 sich gegenseitig sehr gut halten, so dass ein Herausfallen von Drähten kaum möglich ist. Die einzelnen Drahtgeweberinge 31 unterscheiden sich voneinander durch unterschiedliche Durchmesser und werden zu Paketen gepresst, von denen jeweils eines zwischen zwei ringförmige Stege 7 eingeklemmt wird, die auf der konkaven Fläche der Platte 71 befestigt sind, z.B. durch Schweissen. Wegen der abgestuften Durchmesser folgen die Ringe der Form der Tragplatte 71. Die Ringe 31 ragen über die Höhe der Stege 7 hinaus, um diese vor der Strahlung zu schützen.
Gemäss Fig. 4, 5 und 6 ist eine ebene Tragplatte 72 mit Löchern 72' vorgesehen, auf der Stege 7' sich so kreuzen, dass sie auf der Tragplatte 72 sechseckige Felder begrenzen (Fig. 5). Das Absorbermaterial 4 besteht hier aus Drahtgewebestreifen 32, die spiralförmig gewickelt und in die sechsekkigen Felder eingeklemmt sind. Um den gleichen Vorteil zu erreichen, wie bei den Drahtgeweberingen 31 in Fig. 3, sind hier die Drahtgewebestreifen 32 quer zu allen Drähten 30 ausgeschnitten, vorzugsweise unter einem Winkel von 45 (Fig. 6). Zu den rechteckigen Drahtgewebestreifen 32 ist noch zu bemerken, dass eine ansehnliche Anzahl Drähte 30 ähnliche Längen aufweisen, was wesentliche Vorteile in der rechnerischen, thermodynamischen Erfassung des Absorbermaterials mit sich bringt.
Wie aus der Fig. 4 zu ersehen ist, erstrecken sich die spiralförmig gewickelten Drahtgeflechtstreifen 32 soweit in Richtung gegen die Sonnenstrahlung, dass die Stege 7' vor der Strahlung geschützt sind.
Die kalottenartige Formgebung der Tragplatte 71 gemäss Fig. 1 begünstigt eine gleichmässigere Verteilung der Sonnenstrahlung für alle Sonnenstellungen als bei der eben geformten Tragplatte 72 nach Fig. 4. Es ist aber möglich, die Ausführung nach Fig. 4 dadurch zu verbessern, dass eine im wesentlichen kalottenartige Tragplatte aus mehreren ebenen Tragplattenteilen zusammengesetzt wird, wobei jedes einzelne Tragplattenteil wie in der Fig. 4 ausgebildet ist Diese einzelnen Tragplattenteile können z.B. sechseckig sein oder die Form eines von mehreren trapezartigen Flächen umfassten Vielecks aufweisen (Fig. 10).
Gemäss Fig. 7 sind auf einer ebenen Tragplatte gerade Stege 7" angebracht, die quadratische Felder definieren. In diesen Feldern sind Drahtgeweberechtecke 33 eingeklemmt, die in jedem Feld zueinander parallel angeordnet sind, wobei die Drahtgeweberechtecke von benachbarten Feldern aber quer zueinander gerichtet sind. Alle Rechtecke 33 erstrecken sich also in Richtung der einfallenden Strahlung bzw. des Pfeiles 6 in Fig. 1. Diese Variante ist herstellungsmässig sehr günstig.
Gemäss Fig. 8 und 9 ist eine Tragplatte 73 aus einer Vielzahl ebener, segmentartig geformter und mit Löchern 73' versehener Teilplatten zusammengesetz. Ebene Stege 7 t sind parallel zu den begrenzenden Radien der einzelnen Segmente angeordnet und definieren rhomboidale Felder auf der Tragplatte 73 (Fig. 9). Ähnlich wie im Beispiel der Fig. 7 besteht das Absorbermaterial aus Drahtgeweberechtecken 33, die in jedem Feld zueinander parallel angeordnet und in benachbarten Feldern quer zueinander gerichtet sind. Auch diese Ausführung ist herstellungsmässig sehr günstig, wobei die Tragplatte 73 sowohl flach als auch pyramidenförmig ausgebildet sein kann. Es ist auch denkbar, die Segmente im mittleren Bereich der Tragplatte 73 so zu schneiden, dass sie trapezartig geformt an ein Polygon angrenzen, das z.B. mit Absorbermaterial nach Fig. 4 versehen ist (Fig. 10).
DESCRIPTION
The invention relates to a receiver with the features of the preamble of claim 1.
Such a receiver is known from CH PS 661 976, in which the absorber material consists of vertically hanging wires or, if appropriate, together with these from knitted metal mats supported on part-channel walls. The vertically hanging absorber wires form a good embodiment of the receiver per se, but are relatively complex and become very expensive in the case of a duct with large dimensions. It has also been shown that in the embodiment with the metal knitted mats, the vertically hanging wires protect the subchannel walls from direct radiation and - in connection therewith from overheating.
It is an object of the invention to modify a receiver of the type mentioned in the introduction such that no vertically suspended wires are used for the absorber material.
According to the invention, this object is achieved by the characterizing features of claim 1. This simplifies the construction of the receiver, in that absorber material consisting of steel wool, wire mesh, metal mesh mats and the like can be used without problems with larger dimensions of the receiver. Furthermore, reliable protection of the support plate and the webs against the concentrated solar radiation and thus against overheating is achieved, so that a long service life of the receiver is guaranteed.
Some embodiments of the invention are explained in more detail in the following description. Each shows schematically simplified:
1 in section a receiver according to the invention,
2 shows the detail A from FIG. 1 on a larger scale,
3 shows a further detail of the receiver according to FIG. 1,
4 in section a modified receiver,
5, 6 each a constructive detail of the receiver of FIG. 4,
7 is a plan view of a section of a further receiver,
8 is a plan view of the support plate of a receiver,
Fig. 9 shows a detail of the embodiment of FIG. 8, covered with absorber material and
Fig. 10 is a plan view of a substantially spherical support plate formed from a plurality of flat sections.
As with the system described in CH PS 661 976, the receiver according to the invention is located at the upper end of a tower within a channel 3, which extends essentially in the direction of the concentrated solar radiation reflected by a mirror field and through which cooling air flows in the direction of the arrow 6 is. According to FIG. 1, a support plate 71 is provided downstream of the absorber material 4, on the back of which there are annular partition walls 18, which are arranged parallel to the air flow direction 6 and are fastened to the support plate 71.
The partitions 18 thereby form a central cylindrical and a plurality of annular sub-channels. Control flaps 19 are provided in the subchannels, with which the amount of air flowing through each subchannel can be controlled. The control flaps 19 are preferably controlled by temperature sensors (not shown) in the corresponding channels, so that a uniform temperature distribution is achieved in the entire cross section of the channel 3, regardless of interference factors, such as e.g. uneven distribution of solar radiation in channel 3. A uniform temperature distribution can additionally be achieved by dimensioning the passage cross section of the perforated plate 71 larger in the areas in which a higher radiation density normally occurs than in the areas with lower radiation density.
The absorber material 4 consists of individual wire mesh rings 31 (FIG. 3), the mesh in each layer consisting of essentially straight wires 30 crossing each other at right angles. From Fig. 3 it can be seen that the wires 30 hold each other very well, so that falling out of wires is hardly possible. The individual wire mesh rings 31 differ from one another by different diameters and are pressed into packages, one of which is clamped between two annular webs 7 which are fastened on the concave surface of the plate 71, e.g. by welding. Because of the stepped diameter, the rings follow the shape of the support plate 71. The rings 31 protrude beyond the height of the webs 7 in order to protect them from the radiation.
4, 5 and 6, a flat support plate 72 with holes 72 'is provided, on which webs 7' intersect in such a way that they delimit hexagonal fields on the support plate 72 (FIG. 5). The absorber material 4 here consists of wire mesh strips 32 which are wound spirally and clamped in the hexagonal fields. In order to achieve the same advantage as with the wire mesh rings 31 in FIG. 3, the wire mesh strips 32 are cut out transversely to all of the wires 30, preferably at an angle of 45 (FIG. 6). Regarding the rectangular wire mesh strips 32, it should also be noted that a considerable number of wires 30 have similar lengths, which has significant advantages in the computational, thermodynamic detection of the absorber material.
As can be seen from FIG. 4, the spirally wound wire mesh strips 32 extend so far in the direction against the solar radiation that the webs 7 'are protected from the radiation.
The dome-like shape of the support plate 71 according to FIG. 1 favors a more uniform distribution of the sun's radiation for all positions of the sun than in the case of the support plate 72 just shaped according to FIG. 4. However, it is possible to improve the design according to FIG dome-like support plate is composed of several flat support plate parts, each individual support plate part being designed as in FIG. 4. These individual support plate parts can, for example be hexagonal or have the shape of a polygon encompassed by several trapezoidal surfaces (FIG. 10).
7, straight webs 7 "are attached to a flat support plate, which define square fields. In these fields, wire mesh rectangles 33 are clamped in, which are arranged parallel to each other in each field, the wire mesh rectangles of adjacent fields being directed transversely to one another. All Rectangles 33 thus extend in the direction of the incident radiation or arrow 6 in FIG. 1. This variant is very inexpensive to manufacture.
8 and 9, a support plate 73 is composed of a plurality of flat, segment-like shaped and provided with holes 73 'partial plates. Flat webs 7 t are arranged parallel to the limiting radii of the individual segments and define rhomboidal fields on the support plate 73 (FIG. 9). Similar to the example in FIG. 7, the absorber material consists of wire mesh rectangles 33 which are arranged parallel to one another in each field and are oriented transversely to one another in adjacent fields. This embodiment is also very cheap in terms of production, the support plate 73 being able to be designed both flat and pyramid-shaped. It is also conceivable to cut the segments in the central region of the support plate 73 in such a way that they adjoin a polygon in a trapezoidal shape, e.g. is provided with absorber material according to Fig. 4 (Fig. 10).