DE102013016523A1

DE102013016523A1 - Vacuum tube of a solar collector

Info

Publication number: DE102013016523A1
Application number: DE201310016523
Authority: DE
Inventors: Georg Bastian
Original assignee: HOCHSCHULE RHEIN WAAL; Hochschule Rhein-Waal
Current assignee: HOCHSCHULE RHEIN WAAL; Hochschule Rhein-Waal
Priority date: 2013-10-07
Filing date: 2013-10-07
Publication date: 2015-05-07

Abstract

Die Erfindung betrifft eine Vakuumröhre eines Solarkollektors umfassend wenigstens eine Röhre (1), insbesondere Glasröhre in der wenigstens ein Metallrohr (2) mit einem Wärme transportierenden Arbeitsmedium in Längserstreckungsrichtung der wenigstens einen Röhre (1) angeordnet ist und durch Unterdruck, insbesondere Vakuum, thermisch isoliert ist gegenüber der Umgebung ausserhalb der Röhre (1), wobei auf dem wenigstens einen Metallrohr (2) mehrere einzelne Absorberflächen (3) jeweils beabstandet zueinander, insbesondere äquidistant beabstandet zueinander angeordnet sind und jeder einzelnen Absorberfläche (3) wenigstens ein eigenes lichtsammelndes Element (4) zugeordnet ist, welches jeweils an oder in der Röhre (1), insbesondere Glasröhre angeordnet ist. Die Erfindung betrifft weiterhin ein Herstellungsverfahren für Vakuumröhren.The invention relates to a vacuum tube of a solar collector comprising at least one tube (1), in particular glass tube in which at least one metal tube (2) with a heat-transporting working medium in the longitudinal direction of the at least one tube (1) is arranged and thermally insulated by vacuum, in particular vacuum is opposite the outside of the tube (1), wherein on the at least one metal tube (2) a plurality of individual absorber surfaces (3) spaced from each other, in particular equidistantly spaced from each other and each absorber surface (3) at least one own light-collecting element (4 ), which is arranged in each case on or in the tube (1), in particular glass tube. The invention further relates to a manufacturing method for vacuum tubes.

Description

Die Erfindung betrifft eine Vakuumröhre eines Solarkollektors umfassend wenigstens eine Röhre, insbesondere eine Glasröhre, in der wenigstens ein Metallrohr mit einem wärmetransportierenden Arbeitsmedium in Längserstreckungsrichtung der wenigstens einen Röhre angeordnet ist und durch Unterdruck, insbesondere Vakuum, thermisch isoliert ist gegenüber der Umgebung außerhalb der Röhre. Die Erfindung betrifft auch ein Verfahren zur Herstellung einer Vakuumröhre, insbesondere von deren das Metallrohr aufnehmenden wenigstens eine Röhre, insbesondere wenigstens einen Glasröhre.The invention relates to a vacuum tube of a solar collector comprising at least one tube, in particular a glass tube, in which at least one metal tube with a heat-transporting working medium in the longitudinal direction of the at least one tube is arranged and by vacuum, in particular vacuum, thermally insulated from the environment outside the tube. The invention also relates to a method for producing a vacuum tube, in particular of the metal tube receiving at least one tube, in particular at least one glass tube.

Vakuumröhren für Solarkollektoren dieser Art sind im Stand der Technik bekannt und werden eingesetzt, um solare Energie nutzbar zu machen und beispielsweise in Gebäuden als Heizenergie oder zur Wasseraufbereitung zur Verfügung zu stellen.Vacuum tubes for solar collectors of this type are known in the art and are used to make solar energy usable and to provide, for example, in buildings as heating energy or water treatment available.

Vakuumröhren dieser Art umfassen beispielsweise eine Röhre, insbesondere Glasröhre, in der das eingangs genannte wenigstens eine Metallrohr angeordnet ist, wobei bei einer solchen Ausführung sodann der Innenraum der Glasröhre, in welchem das Metallrohr liegt, einen geringeren Druck, somit einen Unterdruck gegenüber der Umgebung, insbesondere ein Vakuum, aufweist und hierdurch eine thermische Isolierung bereitstellt.Vacuum tubes of this type include, for example, a tube, in particular glass tube, in which the aforementioned at least one metal tube is arranged, wherein in such an embodiment then the interior of the glass tube, in which the metal tube is located, a lower pressure, thus a negative pressure relative to the environment, in particular a vacuum, and thereby provides a thermal insulation.

Eine andere Ausführungsform der bekannten Art kann es auch vorsehen, dass eine Vakuumröhre zwei zueinander koaxial über einander liegende Röhren umfasst, wobei der Zwischenraum zwischen diesen Röhren einen Unterdruck, insbesondere ein Vakuum, aufweist und hierdurch die Isolierung gegenüber der Umgebung außerhalb der Röhre realisiert ist. Bei einer solchen Ausführung muss der Innenraum der inneren Röhre, in welcher das Metallrohr angeordnet ist, nicht zwingend selbst einen Unterdruck beziehungsweise ein Vakuum aufweisen, wenngleich dies ebenso vorgesehen sein kann. Die später weiterhin beschriebene Erfindung ist ausdrücklich auf beide vorgenannten Ausführungsformen anwendbar.Another embodiment of the known type may also provide that a vacuum tube comprises two tubes coaxial with each other over each other, the space between these tubes having a negative pressure, in particular a vacuum, and thereby the isolation from the environment outside the tube is realized. In such an embodiment, the interior of the inner tube, in which the metal tube is arranged, need not necessarily have a negative pressure or a vacuum, although this may also be provided. The invention further described later is expressly applicable to both aforementioned embodiments.

Es ist im Stand der Technik weiterhin bekannt, das Metallrohr mit einem wärmetransportierenden Arbeitsmedium, beispielsweise als Wärmerohr, nach dem Thermosiphon-Prinzip auszugestalten beziehungsweise als Heat-Pipe, so dass ein solches Metallrohr sodann in üblicher Weise mit seinem einen Ende nahe des einen Glasrohrendes, jedoch vollständig im Inneren der Röhre liegt und das andere, insbesondere obere Ende des Metallrohres, insbesondere mittels eines Glas-Metall-Überganges aus der Röhre herausgeführt ist und mit einem Wärmetauscher verbunden ist. Innerhalb des Metallrohres ist üblicherweise ein Arbeitsmedium angeordnet, welches bei solarer Erwärmung verdampft und sodann durch Wärmeabgabe im Wärmetauscher in die flüssige Phase zurückgeführt wird, so dass innerhalb des Metallrohres ein Kreislauf des Arbeitsmediums entsteht, wobei dieser Kreislauf gegenüber der Umgebung abgeschlossen ist.It is also known in the prior art to design the metal tube with a heat-transporting working medium, for example as a heat pipe, according to the thermosiphon principle or as a heat pipe, so that such a metal tube then in the usual way with its one end near the glass tube end, however, lies completely inside the tube and the other, in particular the upper end of the metal tube, in particular by means of a glass-metal transition out of the tube and is connected to a heat exchanger. Within the metal tube, a working medium is usually arranged, which is evaporated by solar heating and then returned by heat in the heat exchanger in the liquid phase, so that within the metal tube, a cycle of the working fluid is formed, this cycle is completed with respect to the environment.

Eine andere Ausführung kann es hier ebenso vorsehen, in wenigstens einem Metallrohr ein Arbeitsmedium, wie beispielsweise Wasser oder mit Frostschutzmitteln versehenes Wasser in einem Kreislauf zu pumpen, wobei dieses Arbeitsmedium sodann ebenfalls Sonnenenergie aufnimmt. Her kann insbesondere der Kreislauf eines Heizsystems direkt durch das Metallrohr geführt werden.Another embodiment may also provide here in at least one metal tube to pump a working fluid, such as water or antifreeze water provided in a cycle, this working medium then also receives solar energy. In particular, the circulation of a heating system can be passed directly through the metal tube.

Auch hier ist festzuhalten, dass die im Folgenden weiterhin beschriebene Erfindung auch bezüglich der vorgenannten beiden im Stand der Technik bekannten Ausführungsformen sowie gegebenenfalls weiteren Ausführungen zur Anwendung kommen kann.Again, it should be noted that the invention further described below also with respect to the aforementioned two known in the prior art embodiments and optionally further embodiments may be used.

Wesentlich für die Erfindung ist lediglich, dass das Metallrohr ein Arbeitsmedium bzw. Wärmeträgermedium umfasst, mit dem solar aufgenommene Energie aus der Vakuumröhre heraustransportierbar ist. Diese beiden letztgenannten Ausführungen sind weiterhin mit den beiden genannten Röhrenaufbauten beliebig kombinierbar.It is only essential to the invention that the metal tube comprises a working medium or heat transfer medium with which solar energy can be transported out of the vacuum tube. These two last-mentioned designs can furthermore be combined as desired with the two aforementioned tube assemblies.

Im Stand der Technik ist es weiterhin bekannt, solche Vakuumröhren zwecks Steigerung der Effizienz mit Reflektoren zu versehen. Häufig werden solche Reflektoren außerhalb beziehungsweise außen um die Röhre herum angeordnet, um das durch die Röhre hindurch beziehungsweise an der Röhre vorbei gelangende Sonnenlicht zurückzureflektieren auf das Metallrohr innerhalb der Glasröhre. Solche bekannten Reflektoren, zum Beispiel CPC-Reflektoren, bündeln das einfallende Sonnenlicht im Wesentlichen in einer Dimension, erzeugen demnach im Wesentlichen eine Fokuslinie, die auf dem Metallrohr zu liegen kommt oder auf einem Absorber, der daran angebracht ist und sich über einen wesentlichen Teil der Länge des Metallrohres erstreckt.It is also known in the art to provide such vacuum tubes with reflectors for efficiency. Frequently, such reflectors are placed outside or around the tube to reflect back the sunlight passing the tube or past the tube to the metal tube within the glass tube. Such known reflectors, for example CPC reflectors, substantially concentrate the incident sunlight in one dimension, thus producing substantially a focus line that comes to lie on the metal tube or on an absorber attached thereto and over a substantial portion of the body Length of the metal tube extends.

Wenngleich mit solchen Reflektoren eine Effizienzsteigerung gegenüber Vakuumröhren ohne Reflektor erzielt werden kann, berücksichtigen solche Röhren beziehungsweise solchen im Stand der Technik bekannte Reflektoren nur ungenügend, dass sich die Sonne bei Betrachtung der Relativbewegung zwischen Erde und Sonne im Laufe eines Tages sowohl azimutal als auch polar um eine Vakuumröhre herumbewegt. Auch wird im Stand der Technik die bei Einsatz von Reflektoren zurückreflektierte Energie auf eine vergleichsweise große Fläche gebündelt, so dass eine Energieverteilung in dieser Fläche stattfindet, was gerade bei nur geringer Sonneneinstrahlung nur relativ geringe absolute Temperaturniveaus ermöglicht.Although with such reflectors an increase in efficiency compared to vacuum tubes can be achieved without reflector, such tubes or such well-known in the art reflectors consider insufficient, that the Sun when viewing the relative movement between the earth and the sun in the course of a day both azimuth and polar moved around a vacuum tube. Also, in the prior art, the energy reflected back when using reflectors is focused on a comparatively large area, so that an energy distribution takes place in this area, which is just at a low level Solar radiation allows only relatively low absolute temperature levels.

Es ist daher eine Aufgabe der Erfindung, eine eingangs genannte Vakuumröhre insoweit zu verbessern, dass eine weitere Effizienzsteigerung erzielt wird, insbesondere unter Berücksichtigung der sowohl azimutalen als auch polaren Relativbewegung zwischen Sonne und Vakuumröhre im Laufe eines Tages. Weiterhin ist es die Aufgabe ein Verfahren zur Herstellung einer verbesserten Vakuumröhre bereit zu stellen.It is therefore an object of the invention to improve a vacuum tube mentioned above insofar that a further increase in efficiency is achieved, in particular taking into account both azimuthal and polar relative movement between the sun and the vacuum tube during the course of a day. Another object is to provide a method for producing an improved vacuum tube.

Diese Aufgabe wird erfindungsgemäß dadurch gelöst, dass eine Vakuumröhre der eingangs genannten Art weiterhin auf dem wenigstens einen Metallrohr mehrere einzelne Absorberflächen, jeweils beabstandet zueinander, insbesondere äquidistant beabstandet zueinander aufweist und jeder einzelnen Absorberfläche wenigstens ein eigenes, lichtsammelndes Element zugeordnet ist, welches jeweils an oder in der wenigstens einen Röhre, insbesondere wenigstens einen Glasröhre, angeordnet ist.This object is achieved in that a vacuum tube of the type mentioned further on the at least one metal tube a plurality of individual absorber surfaces, each spaced from each other, in particular equidistantly spaced from each other and each absorber surface is assigned at least its own, light-collecting element, each on or in which at least one tube, in particular at least one glass tube, is arranged.

Der Erfindung liegt im Kern zugrunde, dass abweichend vom Stand der Technik, nicht ein einzelner Reflektor vorgesehen wird, mit dem in Reflexion das Licht auf das Metallrohr zurückgeworfen wird, beziehungsweise auf einen daran angeordneten Absorber, sondern dass nunmehr mehrere einzelne Absorberflächen vorgesehen sind, sowie lichtsammelnde Elemente, die den Absorberflächen zugeordnet werden, so dass das von einem lichtsammelnden Element gesammelte, d. h. in der Intensität auf der Absorberfläche erhöhte Licht, insbesondere fokussierte Licht nur auf eine bestimmte zugeordnete Absorberfläche trifft. Mit einem solchen lichtsammelnden Element wird demnach gegenüber den Reflektoren des Standes der Technik keine Fokuslinie erzeugt, sondern ein Lichtfleck, z. B. Fokusfleck, insbesondere der kleiner ist, bevorzugt in Längserstreckungsrichtung der Röhre bzw. des Metallrohres kürzer ist als eine einzelne Absorberfläche.The invention is based on the core, that deviating from the prior art, not a single reflector is provided with the reflected light in the reflection on the metal tube, or on an absorber arranged thereon, but that now several individual absorber surfaces are provided, as well light-collecting elements associated with the absorber surfaces such that the light collected by a light-harvesting element, i. H. in the intensity on the absorber surface increased light, in particular focused light hits only a specific associated absorber surface. With such a light-collecting element, therefore, no focus line is generated with respect to the reflectors of the prior art, but a light spot, z. B. focus spot, in particular the smaller, preferably in the longitudinal direction of the tube or the metal tube is shorter than a single absorber surface.

Dabei muss ein lichtsammelndes Element nur die Eigenschaft aufweisen, die Lichtintensität auf der Absorberfläche lokal zu erhöhen, insbesondere mit oder auch ohne Fokussierung. Es kann sich bei einem lichtsammelnden Element, insbesondere ohne Fokussierung auch um eine nichtabbildende Optik handeln.In this case, a light-collecting element only has to have the property of locally increasing the light intensity on the absorber surface, in particular with or without focusing. It can also be a non-imaging optics in a light-collecting element, in particular without focusing.

Hierdurch ergibt sich bereits der Vorteil, dass die einzelnen Absorberflächen nicht großflächig, sondern allenfalls über das verbindende Metallrohr miteinander thermisch in Verbindung stehen und somit die auf einer Absorberfläche individuell gesammelte Energiemenge zu einer größeren Aufheizung führt, gegenüber den bisherigen Konstruktionen des Standes der Technik. Darüberhinaus besteht hier die Möglichkeit, die lichtsammelnden Elemente derart auszugestalten, dass diese bei der sowohl azimutalen als auch polaren Bewegung der Sonne relativ zur Vakuumröhre im Laufe eines Tages das gesammelte Licht jeweils zuverlässig auf die zugeordnete Absorberfläche bündeln.This already gives rise to the advantage that the individual absorber surfaces are not thermally in contact with each other over a large area, but at most via the connecting metal tube, and thus the amount of energy individually collected on an absorber surface leads to greater heating, compared to the previous designs of the prior art. Moreover, there is the possibility here of designing the light-collecting elements in such a way that they reliably collect the collected light relative to the associated absorber surface in the course of one day during both azimuthal and polar motion of the sun relative to the vacuum tube.

Die zuvor beschriebene Zuordnung zwischen Absorberfläche und dem wenigstens einen eigenen lichtsammelnden Element wird dabei insoweit als erfindungsgemäß verstanden, dass ein lichtsammelndes Element aufgrund seiner Zuordnung das gesammelte Licht ausschließlich nur auf eine einzige zugeordnete Absorberfläche bündelt, wenngleich es vorgesehen sein, dass eine einzelne Absorberfläche nicht nur ein einziges zugeordnetes lichtsammelndes Element, sondern gegebenenfalls mehrere zugeordnete lichtsammelnde Element aufweist, die jedoch dann entsprechend dieser Definition ihr Licht nur auf diese eine Absorberfläche bündeln, nicht jedoch auf eine andere der ebenfalls weiterhin vorhandenen Absorberflächen.The above-described assignment between the absorber surface and the at least one own light-collecting element is understood to be insofar as according to the invention that a light-collecting element bundles the collected light exclusively due to its assignment only to a single associated absorber surface, although it be provided that a single absorber surface not only a single associated light-collecting element, but optionally has a plurality of associated light-collecting element, but then bundle according to this definition their light only on this one absorber surface, but not on another of the also further existing absorber surfaces.

Eine bevorzugte Ausführungsvariante kann es hier vorsehen, dass ein jedes lichtsammelndes Element ausgebildet ist, um aus dem parallel einfallenden Sonnenlicht ein in wenigstens zwei Richtungen, insbesondere wenigstens zwei zueinander senkrechten Richtungen, konvergierendes Lichtbündel zu bilden, insbesondere ein kegelförmiges Lichtbündel. Hierdurch grenzt sich die Erfindung in besonderem Maße zum Stand der Technik ab, da bislang bekannte Reflektoren eine Bündelung lediglich in einer Richtung beziehungsweise einer Ebene erzeugen und somit jeweils eine Fokuslinie ausbilden, die sich im wesentlichen über die gesamte Länge des Metallrohres beziehungsweise eines daran angeordneten einzigen Absorbers erstreckt.A preferred embodiment can provide here that each light-collecting element is designed to form from the parallel incident sunlight in at least two directions, in particular at least two mutually perpendicular directions, converging light beam, in particular a conical light beam. In this way, the invention is particularly limited to the prior art, since previously known reflectors produce a bundling only in one direction or a plane and thus each form a focus line extending substantially over the entire length of the metal tube or a single arranged thereon Absorber extends.

Es kann demnach hier bei der Erfindung vorgesehen sein, dass ein lichtsammelndes Element zum Beispiel als Sammellinse oder als fokussierender Reflektor ausgebildet ist, insbesondere die jeweils unter Vernachlässigung evtl. Beugungseffekte, also idealisiert betrachtet, einen Fokuspunkt erzeugen. Die Oberfläche einer Sammellinse bzw. eines Reflektors kann dabei beispielsweise sphärisch oder parabolisch ausgebildet sein, beispielsweise um ein kegelförmiges Lichtbündel mit kreisförmiger oder auch elliptischer Querschnittsform zu bilden. Dieses Lichtbündel ist – bei ordnungsgemäßer Montage der Vakuumröhre – aufgrund der Anordnung von Sammellinse beziehungsweise fokussierendem Reflektor relativ zur Absorberfläche immer auf die eine zugeordnete Absorberfläche ausgerichtet, unabhängig von dem aktuellen Sonnenstand relativ zur Vakuumröhre. Es wird also sowohl die azimutale als auch polare Bewegung der Sonne berücksichtigt. Sammellinse oder Reflektor müssen für den wesentlichen Gedanken der Erfindung nicht zwingend fokussierend ausgebildet sein. Es reicht, wenn die Sammellinse oder ein Reflektor eine Konzentration der Lichtenergie auf der Absorberfläche erzeugt. Dies kann auch durch nicht abbildende lichtsammelnde Elemente erfolgen.It can therefore be provided here in the invention that a light-collecting element is formed for example as a converging lens or as a focusing reflector, in particular the neglected possibly diffraction effects, so idealized, create a focal point. The surface of a converging lens or a reflector may be formed, for example, spherical or parabolic, for example, to form a conical light beam with a circular or elliptical cross-sectional shape. This bundle of light is - with proper installation of the vacuum tube - due to the arrangement of converging lens or focusing reflector relative to the absorber surface always aligned with the one associated absorber surface, regardless of the current position of the sun relative to the vacuum tube. Thus, both the azimuthal and polar motion of the sun are considered. Condenser lens or reflector need not necessarily focusing for the essence of the invention be educated. It is sufficient if the converging lens or a reflector generates a concentration of the light energy on the absorber surface. This can also be done by non-imaging light-collecting elements.

Eine mögliche Ausführungsform kann es hier vorsehen, dass die Anzahl der lichtsammelnden Elemente genau gleich ist zur Anzahl der Absorberflächen und jeder Absorberfläche demnach genau ein eigenes licht transmittierendes oder Licht reflektierendes lichtsammelndes Element zugeordnet ist. Es kann demnach mit Bezug auf die vorgenannte Ausführung von Sammellinse oder fokussierendem Reflektor beispielsweise vorgesehen sein, dass den jeweiligen einzelnen Absorberflächen jeweils eine einzige Sammellinse oder jeweils ein insbesondere fokussierender Reflektor zugeordnet ist. Eine Ausführung in diesem Sinne kann demnach vorsehen, dass beispielsweise alle lichtsammelnden Elemente an einer Vakuumröhre ausschließlich durch Sammellinsen gebildet sind oder aber dass alle lichtsammelnden Elemente ausschließlich durch Reflektoren, insbesondere fokussierende Reflektoren gebildet sind.A possible embodiment may provide here that the number of light-collecting elements is exactly equal to the number of absorber surfaces and each absorber surface is assigned exactly its own light-transmissive or light-reflecting light-collecting element. It can therefore be provided, for example, with reference to the aforementioned embodiment of converging lens or focusing reflector, that the respective individual absorber surfaces are each assigned a single converging lens or in each case one particular focusing reflector. An embodiment in this sense can therefore provide that, for example, all light-collecting elements are formed on a vacuum tube exclusively by converging lenses or that all light-collecting elements are formed exclusively by reflectors, in particular focusing reflectors.

Eine Ausführungsvariante kann es hingegen auch vorsehen, dass in Längserstreckungsrichtung des Metallrohres die daran in Abstand, insbesondere äquidistanten Abstand angeordneten Absorberflächen abwechselnd ein lichtsammelndes transmittierendes und reflektierendes Element, insbesondere eine zugeordnete Sammellinse beziehungsweise einen Reflektor, z. B. fokussierenden Reflektor aufweisen mit den eingangs genannten Eigenschaften von zum Beispiel sphärischer oder parabolischer Oberflächenform.On the other hand, a variant embodiment may also provide that in the longitudinal direction of the metal tube, the absorber surfaces arranged at a distance therefrom, in particular equidistant, alternately comprise a light-collecting transmitting and reflecting element, in particular an associated converging lens or a reflector, for. B. focusing reflector having the aforementioned properties of, for example, spherical or parabolic surface shape.

Eine alternative Ausführungsform kann es auch vorsehen, dass die Anzahl der lichtsammelnden Elemente genau doppelt so groß ist, wie die Anzahl der Absorberflächen und hierbei jeder Absorberfläche genau zwei eigene lichtsammelnde Elemente zugeordnet sind, nämlich insbesondere ein lichttransmittierendes und ein lichtreflektierendes Element, demnach also beispielsweise sowohl eine Sammellinse als auch ein Reflektor, insbesondere fokussierender oder nicht-fokussierender Reflektor.An alternative embodiment may also provide that the number of light-collecting elements is exactly twice as large as the number of absorber surfaces and each absorber surface is associated with exactly two separate light-collecting elements, specifically a light-transmissive and a light-reflecting element, thus, for example, both a converging lens as well as a reflector, in particular focusing or non-focusing reflector.

Diese beiden verschiedenartigen Licht sammelnden Elemente können hierbei bevorzugt einander gegenüberliegend um eine zugeordnete Absorberfläche herum angeordnet sein. Es kann hierdurch sichergestellt werden, dass einfallendes Licht, welches auf das lichttransmittierende lichtsammelnde Element einfällt durch dieses in Richtung zur zugeordneten Absorberfläche gebündelt wird, wohingegen Licht, das an dem transmittierenden lichtsammelnden Element vorbeigelangt und hierbei auch nicht unmittelbar direkt die Absorberfläche trifft durch ein lichtreflektierendes Element auf die Absorberfläche zurückgeworfen und hierbei jeweils in wenigstens zwei Richtungen gebündelt wird.These two different light-collecting elements may in this case preferably be arranged opposite each other around an associated absorber surface. It can thereby be ensured that incident light which is incident on the light-transmitting light-collecting element is bundled by this in the direction of the associated absorber surface, whereas light, which passes the transmitting light-collecting element and thereby does not directly directly hit the absorber surface by a light-reflecting element thrown back onto the absorber surface and in each case bundled in at least two directions.

In gleicher Weise, wie es eingangs beschrieben wurde, dass die einzelnen Absorberflächen in Richtung der Längserstreckung der Röhre beziehungsweise in Längserstreckungsrichtung des Metallrohres zueinander beabstandet, insbesondere äquidistant beabstandet sind, kann es demnach auch vorgesehen sein, dass die jeweils einer Absorberfläche zugeordneten lichtsammelnden Elemente in gleicher Weise in Längserstreckungsrichtung der Röhre beziehungsweise des Metallrohres zueinander beabstandet, insbesondere äquidistant beabstandet sind und hierbei insbesondere auch den gleichen Abstand zueinander aufweisen, wie die Absorberflächen untereinander.In the same way as has been described at the outset that the individual absorber surfaces are spaced apart from one another, in particular equidistant from one another in the direction of the longitudinal extent of the tube or in the longitudinal direction of the metal tube, it can accordingly also be provided that the light-collecting elements assigned to each absorber surface are in the same Way in the longitudinal direction of the tube or the metal tube spaced from each other, in particular equidistantly spaced and in this case in particular also have the same distance from each other, as the absorber surfaces with each other.

Bezüglich der konkreten konstruktiven Ausgestaltung der einzelnen lichtsammelnden Elemente sind grundsätzlich mehrere erfindungsgemäße Ausführungsvarianten denkbar, die nachfolgend, jedoch nicht abschließend, aufgezählt sind.With regard to the specific structural design of the individual light-collecting elements, several embodiments according to the invention are conceivable in principle, which are listed below, but not exhaustively.

Beispielsweise kann es vorgesehen sein, dass ein lichtsammelndes Element als ein jeweiliger Reflektor ausgebildet ist, der entweder in der Röhre, also zum Beispiel im Raum zwischen Metallrohr und Röhrenwandung, oder der außerhalb der Röhre in Einfallsrichtung des Lichtes hinter einer zugeordneten Absorberfläche angeordnet ist. So kann durch diese Anordnung das Licht, das an einer Absorberfläche vorbeigelangt und durch diese nicht eingefangen wird, durch einen solchen Reflektor auf die jeweils zugeordnete Absorberfläche gebündelt zurückgeworfen werden. Beispielsweise kann es hierbei vorgesehen sein, dass mehrere Reflektoren alle miteinander verbunden sind und eine Reflektoreinheit ausbilden. Eine solche Reflektoreinheit kann demnach beispielsweise in die Röhre, somit also zum Beispiel in den Zwischenraum zwischen Metallrohr und Röhrenwandung, eingelegt werden oder aber auch außerhalb an der Röhrenwandung befestigt werden. Eine solche Reflektoranordnung kann z. B. durch ein in Längserstreckungsrichtung mehrfach identisch geprägtes bzw. tiefgezogenes Blech ausgebildet sein.For example, it can be provided that a light-collecting element is formed as a respective reflector, which is arranged either in the tube, for example in the space between the metal tube and tube wall, or the outside of the tube in the direction of incidence of the light behind an associated absorber surface. Thus, by this arrangement, the light that passes by an absorber surface and is not captured by this, are reflected by such a reflector focused on the respective associated absorber surface. For example, it may be provided here that a plurality of reflectors are all connected to one another and form a reflector unit. Such a reflector unit can therefore be inserted, for example, in the tube, thus for example in the space between the metal tube and tube wall, or else be attached outside of the tube wall. Such a reflector arrangement can, for. B. be formed by a longitudinally extending multiple identically embossed or deep-drawn sheet metal.

Mit Bezug auf die Ausbildung von lichtsammelnden Elementen als Reflektor kann es hingegen auch eine Ausführungsform vorsehen, dass ein solcher jeweiliger Reflektor ausgebildet ist als ein lichtsammelnd geformter und reflektierend beschichteter Teilbereich der wenigstens einen Röhre, insbesondere der wenigstens einen Glasröhre, bei zwei koaxialen Röhren z. B. der inneren Röhre. Hier kann es insbesondere in einem erfindungsgemäßen Verfahren vorgesehen sein, dass ein solcher Teilbereich in die in Einfallsrichtung des Lichtes hinter der zugeordneten Absorberfläche liegende Wandung der Röhre eingearbeitet wird bzw. ist. Ein solcher Reflektor ist somit integraler Bestandteil der Röhre selbst beziehungsweise der Röhrenwandung und somit besonders bevorzugt aus dem Material der Röhre selbst oder zumindest einem artgleichen Material ausgebildet, also z. B. aus Glas.With respect to the formation of light-collecting elements as a reflector, however, it can also provide an embodiment that such a respective reflector is formed as a light-collecting shaped and reflective coated portion of the at least one tube, in particular the at least one glass tube, for two coaxial tubes z. B. the inner tube. Here, it can be provided, in particular in a method according to the invention, that such a subarea is or will be incorporated into the wall of the tube located behind the associated absorber surface in the direction of incidence of the light. Such a reflector is thus integral part of the tube itself or the tube wall and thus particularly preferably formed from the material of the tube itself or at least one similar material, ie z. B. made of glass.

Hier kann es eine Ausführungsform zum Beispiel vorsehen, dass ein reflektierender und lichtsammelnd geformter Teilbereich in der Röhrenwandung durch ein Einschleifen einer Reflektionsoberfläche in die Röhrenwandung realisiert ist.Here, an embodiment may provide, for example, that a reflective and light-collecting shaped portion is realized in the tube wall by grinding a reflection surface into the tube wall.

Auch kann es vorgesehen sein, dass ein separates Bauteil, welches lichtsammelnd und reflektierend beschichtet ausgebildet ist, in die Röhre eingesetzt wird. Handelt es sich bei einem solchen separaten Bauelement zum Beispiel um ein Glasbauteil, so kann eine Schmelzverbindung zwischen dem Glas des lichtsammelnd und reflektierend beschichteten Elementes vorgesehen sein.It can also be provided that a separate component, which is light-collecting and reflective coated, is inserted into the tube. If such a separate component is, for example, a glass component, then a fusion bond can be provided between the glass of the light-collecting and reflective coated element.

Bei Ausbildung des separaten Elementes als Metallbauteil kann eine Verbindung durch einen entsprechend ausgebildeten Glas-Metall-Übergang realisiert sein.When forming the separate element as a metal component, a connection can be realized by a correspondingly formed glass-metal transition.

Eine andere Ausführung der Einarbeitung des lichtsammelnd geformten und reflektierend beschichteten Teilbereiches in der Röhre kann dadurch erfolgen, dass das Röhrenmaterial, insbesondere die Wandung der Röhre bei ihrer Herstellung in einem erwärmten Zustand lokal mit einem Stempel beaufschlagt, also gepresst bzw. geprägt wird, der die Negativ-Form des lichtsammelnd geformten Teilbereiches aufweist, so dass demnach der lichtsammelnd geformte Teilbereich in die Glaswandung unmittelbar eingepresst wird. Ein solcher Stempel kann also z. B. eine konvexe, insbesondere sphärische oder parabolische Oberfläche aufweisen. Bevorzugt wird dieser Stempel von der Innenseite und/oder von der Aussenseite einer Röhre auf die Wandung angewendet. Eine Röhre kann auch zwischen zwei gleichzeitig angewendeten Stempel geprägt werden.Another embodiment of the incorporation of light-collecting molded and reflective coated portion in the tube can be done by the tube material, in particular the wall of the tube locally applied with a stamp when it is produced in a heated state, that is pressed or embossed, the Has negative shape of the light-collecting shaped portion, so that therefore the light-collecting molded portion is pressed directly into the glass wall. Such a stamp can thus z. B. have a convex, in particular spherical or parabolic surface. Preferably, this stamp is applied from the inside and / or outside of a tube to the wall. A tube can also be stamped between two simultaneously applied stamps.

Bei allen reflektierend ausgebildeten Licht sammelnden Elementen kann es zur Erzielung der reflektierenden Wirkung vorgesehen sein, dass das Element reflektierend beschichtet wird bzw. ist, z. B. durch eine Metallbeschichtung oder dielektrische Beschichtung. Hier kann eine Ausführung vorsehen, als Beschichtungsmaterial ein Gettermaterial einzusetzen, so dass ein Reflektor gleichzeitig im Vakuum als Getter wirkt.In all reflective light-collecting elements may be provided to achieve the reflective effect that the element is reflective coated or is, for. B. by a metal coating or dielectric coating. Here can provide an embodiment to use a getter material as a coating material, so that a reflector simultaneously acts as a getter in a vacuum.

Ein Gettermaterial ist ein Material, insbesondere chemisch reaktives Material, das dazu dient Moleküle, insbesondere Gasmoleküle im Vakuum an der Oberfläche des Gettermaterials zu binden, insbesondere durch chemische Verbindung oder durch Sorption. Ein Vakuum kann so möglichst lange aufrecht erhalten werden. Eine nicht abgeschlossene und lediglich beispielhafte Aufzählung möglicher Materialien ist gegeben durch Barium-, Aluminium- oder Magnesiumlegierungen, Titan und Platin.A getter material is a material, in particular chemically reactive material, which serves to bind molecules, in particular gas molecules, in a vacuum to the surface of the getter material, in particular by chemical bonding or by sorption. A vacuum can be maintained as long as possible. An incomplete and merely exemplary list of possible materials is given by barium, aluminum or magnesium alloys, titanium and platinum.

Eine andere Ausführungsform kann es vorsehen, dass ein lichtsammelndes Element ausgebildet ist als jeweilige lichtdurchlässige Optik, insbesondere Linse, die in der Röhre oder außerhalb der Röhre in Einfallsrichtung des Lichtes vor einer zugeordneten Absorberfläche angeordnet ist. Auch hier kann es so wie bei den vorherigen Ausführungsformen vorgesehen sein, dass mehrere lichtdurchlässigen Optiken, insbesondere Linsen alle miteinander verbunden sind und eine Einheit ausbilden. Eine solche Einheit kann im Zwischenraum zwischen Röhrenwandung und Metallrohr, demnach im Inneren einer Vakuumröhre, angeordnet sein oder aber auch außen um die Wandung herum. Linsen zur Bündelung des Lichtes können hier als klassische Glas- oder Kunststofflinsen aus einem transparenten Material ausgebildet sein, jedoch auch ebenso als Folienbauteil in der Ausbildung einer Fresnel-Linse ausgebildet sein.Another embodiment may provide that a light-collecting element is formed as respective translucent optics, in particular lens, which is arranged in the tube or outside the tube in the direction of incidence of the light in front of an associated absorber surface. Again, it may be provided as in the previous embodiments, that a plurality of translucent optics, in particular lenses are all connected together and form a unit. Such a unit can be arranged in the space between the tube wall and the metal tube, thus inside a vacuum tube, or else outside around the wall. Lens for focusing the light may be formed here as a classic glass or plastic lenses of a transparent material, but also as a film component in the formation of a Fresnel lens may be formed.

Eine andere Möglichkeit der Realisierung von lichtsammelnden Linsen kann dadurch gegeben sein, dass eine lichtdurchlässige Optik, insbesondere Linse als lichtsammelnd geformter lichtdurchlässiger Teilbereich der wenigstens einen Röhre, insbesondere Glasröhre, direkt in der Wandung der Röhre vorgesehen sein und hierbei in Einfallsrichtung des Lichtes vor der zugeordneten Absorberfläche liegt.Another possibility for the realization of light-collecting lenses can be given by the fact that a translucent optics, in particular lens as light-collecting formed translucent portion of at least one tube, in particular glass tube, be provided directly in the wall of the tube and in the direction of incidence of the light in front of the associated Absorber surface is located.

Eine Einarbeitung eines solchen lichtdurchlässigen Teilbereiches in die wenigstens eine Röhre kann genauso wie bei der vorgenannten reflektiven Ausführungsform dadurch erfolgen, dass eine lichtdurchlässige und lichtsammelnde Optik, insbesondere Linse zum Beispiel direkt durch Schleifen in der Glasröhrenwandung realisiert ist. Eine Optik/Linse kann ebenso als separates Bauteil durch einen Glas-Glas-Übergang, also zum Beispiel durch einen Schmelzprozess, in eine Ausnehmung der Röhre eingesetzt sein.An incorporation of such a translucent portion in the at least one tube can be the same as in the aforementioned reflective embodiment in that a translucent and light-collecting optics, in particular lens is realized for example directly by grinding in the Glasröhrenwandung. An optic / lens can also be used as a separate component through a glass-glass transition, that is, for example, by a melting process, into a recess of the tube.

Eine weitere Alternative kann es hier in äquivalenter Weise wie bei der reflektiven Ausführungsform vorsehen, dass in das Röhrenmaterial durch Einpressen mit einem Stempel, der eine Negativform der Optikoberfläche/Linsenoberfläche aufweist, das Wandungsmaterial der Röhre in einem erwärmten Zustand durch Pressen zur lichtsammelnden transmittierenden Optik, insbesondere Linse geformt wird. Ein solcher Stempel kann demnach eine konkave, insbesondere sphärische oder parabolische Oberfläche aufweisen. Ein Stempel kann gerade bei der Prägeherstellung von Optiken, insbesondere Linsen auf der Innenseite und/oder der Aussenseite des Glasrohres angewendet werden. Ggfs. erfolgt eine Anwendung von zwei Stempeln gleichzeitig zwischen denen die Röhre geprägt wird.A further alternative may provide here, equivalently as in the reflective embodiment, that in the tube material by pressing with a stamp, which has a negative shape of the optical surface / lens surface, the wall material of the tube in a heated state by pressing to the light-collecting transmitting optics, in particular lens is formed. Such a stamp can therefore have a concave, in particular spherical or parabolic surface. A stamp can be used in the production of embossing optics, in particular lenses on the inside and / or the outside of the glass tube. If necessary. is a Application of two punches simultaneously between which the tube is embossed.

Unabhängig von der konkreten Ausführungsgestaltung eines lichtsammelnden Elementes kann es hier vorgesehen sein, dass eine jeweilige Absorberfläche außerhalb der kleinsten Lichtfleckgröße bzw. des kleinsten Fokus des zugeordneten lichtsammelnden Elementes angeordnet ist. Hierdurch wird sichergestellt, dass die Fleckgröße des gebündelten Lichtes keine zu hohe Energiedichte auf der Absorberfläche erzeugt und somit ein Schaden der Absorberfläche durch zu hohe Erhitzung vermieden wird.Regardless of the specific embodiment of a light-collecting element, it can be provided here that a respective absorber surface is arranged outside the smallest light spot size or the smallest focus of the associated light-collecting element. This ensures that the spot size of the collimated light does not generate too high an energy density on the absorber surface and thus damage to the absorber surface due to excessive heating is avoided.

Eine weitere Ausführungsgestaltung kann es vorsehen, dass die äußere Kontur und/oder die Flächengröße einer Absorberfläche angepasst ist an die Trajektorie, die der durch das zugeordnete lichtsammelnde Element erzeugte Lichtfleck bei der Bewegung der Erde um die Sonne beschreibt. So kann beispielsweise erzielt werden, dass die Flächengröße der Absorberfläche nicht größer ist als notwendig und im Wesentlichen beziehungsweise überwiegend das Licht durch die lichtsammelnden Elemente auf die Absorberfläche konzentriert werden, nicht jedoch dadurch, dass das von der Sonne einfallende Licht an den Elementen vorbei auf die Absorberfläche trifft. Es wird hierdurch eine höhere Energiedichte auf der Absorberfläche, jedoch unterhalb von deren Zerstörschwelle erzielt, so dass höhere Temperaturen, insbesondere bei diffuser Lichteinstrahlung.A further embodiment may provide that the outer contour and / or the area size of an absorber surface is adapted to the trajectory that describes the light spot generated by the associated light-collecting element in the movement of the earth around the sun. Thus, it can be achieved, for example, that the surface area of the absorber surface is not larger than necessary and substantially or predominantly the light is concentrated by the light-collecting elements on the absorber surface, but not by the fact that the incident light from the sun on the elements on the Absorber surface meets. It is thereby achieved a higher energy density on the absorber surface, but below the damage threshold, so that higher temperatures, especially in diffuse light.

Da die Trajektorie, die ein Lichtfleck auf einer Absorberfläche im Laufe eines Tages beschreibt, abhängig ist von dem konkreten und individuellen Aufstellort beziehungsweise der Aufstelllage einer Vakuumröhre, kann eine weitere Ausgestaltung der Erfindung es vorsehen, dass die äußere Kontur und oder die Flächengröße der einzelnen Absorberfläche konkret für einen solchen beabsichtigten Aufstellort beziehungsweise die Aufstelllage berechnet wird und in Abhängigkeit von Aufstellort und/oder Aufstelllage eine Herstellung der Absorberflächen und Ausrichtung an dem Metallrohr der Vakuumröhre erfolgt. Es besteht so die Möglichkeit, erfindungsgemäße Vakuumröhren für jeden Aufstellort beziehungsweise jede Aufstelllage erfindungsgemäß individuell zu berechnen und herzustellen.Since the trajectory, which describes a light spot on an absorber surface in the course of a day, depends on the specific and individual installation location or the installation position of a vacuum tube, a further embodiment of the invention can provide that the outer contour and / or the surface size of the individual absorber surface is specifically calculated for such an intended installation site or the installation position and carried out depending on location and / or installation position a production of the absorber surfaces and alignment with the metal tube of the vacuum tube. There is thus the possibility according to the invention to individually calculate and produce vacuum tubes according to the invention for each installation location or each installation position.

Die Beschreibung sphärischer oder parabolischer Oberflächen bei transmittierenden Optiken, insbesondere Linsen oder Reflektoren ist in der vorliegenden Erfindungsbeschreibung lediglich beispielhaft. Es können auch andere Formen zum Einsatz kommen. Insbesondere kann eine Formgebung der transmittierenden oder reflektierenden Oberflächen gewählt werden, die unabhängig von der polaren und/oder azimutalen Position der Sonne zur Vakuumröhre einen ortfesten Lichtfleck/Fokusfleck (insbesondere ausserhalb der geringsten Fleckgröße) erzeugt, der also über die Tageszeit hinweg auf der zugeordneten Absorberfläche nicht wandert. Hierfür kann es z. B. vorgesehen sein, die Form des lichtsammelnden Elementes abhängig von Aufstellort und/oder der Aufstellage der erfindungsgemäßen Vakuumröhre zu berechnen und entsprechend der Berechnung herzustellen.The description of spherical or parabolic surfaces in transmissive optics, in particular lenses or reflectors is merely exemplary in the present invention description. Other shapes may be used. In particular, a shape of the transmitting or reflecting surfaces can be selected, regardless of the polar and / or azimuthal position of the sun to the vacuum tube a stationary light spot / focus spot (in particular outside the smallest spot size) generates, ie on the time of day on the associated absorber surface does not migrate. This may be for. B. be provided to calculate the shape of the light-collecting element depending on location and / or the Aufstellage the vacuum tube according to the invention and produce according to the calculation.

Ausführungsbeispiele der Erfindung sind in den nachfolgenden Figuren visualisiert.Embodiments of the invention are visualized in the following figures.

Die 1 zeigt in einer schematischen Darstellung eine Vakuumröhre der erfindungsgemäßen Art in einem Ausschnitt, das heißt unter Weglassung der endseitigen Bereiche einer Vakuumröhre, die an sich gemäß dem bekannten Stand der Technik ausgeführt sind. Die Vakuumröhre umfasst hier in dieser Ausführungsform eine Glasröhre 1, deren Inneres unter Unterdruck steht beziehungsweise ein Vakuum aufweist, so dass das in der Röhre angeordnete Metallrohr 2 thermisch gegenüber der äußeren Umgebung isoliert ist. Das Metallrohr 2 weist ein Arbeitsmedium auf und kann hier beispielsweise als Heat-Pipe beziehungsweise Wärmerohr beispielsweise als Thermosiphon ausgebildet sein, der nach dem Schwerkraft-Prinzip arbeitet.The 1 shows in a schematic representation of a vacuum tube of the type according to the invention in a section, that is, omitting the end-side portions of a vacuum tube, which are carried out per se according to the known prior art. The vacuum tube here in this embodiment comprises a glass tube 1 whose interior is under negative pressure or has a vacuum, so that the metal tube arranged in the tube 2 thermally insulated from the external environment. The metal pipe 2 has a working fluid and can be formed here, for example, as a heat pipe or heat pipe, for example, as a thermosiphon, which operates on the principle of gravity.

Dargestellt ist es hier, dass an dem Metallrohr mehrere Absorberflächen 3 befestigt sind, die zueinander einen Abstand aufweisen, insbesondere einen äquidistanten Abstand. Diese Ausführungsform zeigt weiterhin die erfindungsgemäße Ausgestaltung, dass jeder Absorberfläche 3 genau ein eigener lichtreflektierender Spiegel 4 zugeordnet ist, der in Einfallsrichtung des Lichtes gemäß dem Pfeil L, nach einer Absorberfläche angeordnet ist und demnach das an der Absorberfläche vorbeigelangende Licht auf die Absorberfläche zurückreflektiert und hierbei in wenigstens zwei Richtungen bündelt, insbesondere ein kegelförmiges konvergierendes Lichtbündel in Richtung zur Absorberfläche ausbildet. Hier kann die zur Absorberfläche weisende Oberfläche eines solchen Reflektors beispielsweise sphärisch oder auch parabolisch ausgebildet sein, wie es hier durch die gestrichelten Linien in der Reflektoroberfläche visualisiert ist.It is shown here that on the metal tube several absorber surfaces 3 are fixed, which have a distance to each other, in particular an equidistant distance. This embodiment also shows the embodiment according to the invention that each absorber surface 3 exactly a separate light-reflecting mirror 4 is assigned, which is arranged in the direction of incidence of the light according to the arrow L, after an absorber surface and thus the light passing on the absorber surface reflects back on the absorber surface and in this case bundles in at least two directions, in particular forms a conical converging light beam towards the absorber surface. Here, the surface of such a reflector facing the absorber surface can be embodied, for example, spherically or parabolically, as visualized here by the dashed lines in the reflector surface.

Eine solche Oberfläche weist demnach wenigstens zwei insbesondere zueinander senkrecht stehende Krümmungsrichtungen auf.Accordingly, such a surface has at least two, in particular mutually perpendicular, directions of curvature.

In der 1 bleibt es offen, ob die Anordnung der hier vorgesehenen mehreren Reflektoren 4 als Reflektoreinheit in das Innere der Röhre eingeschoben ist oder aber, ob ein jeweiliger Reflektor 4 zum Beispiel durch Formgestaltung der inneren Glasröhrenwandung realisiert ist.In the 1 It remains open, whether the arrangement of the here provided several reflectors 4 as a reflector unit is inserted into the interior of the tube or whether a respective reflector 4 For example, is realized by shaping the inner Glasröhrenwandung.

Durch das von einem jeweiligen Reflektor auf eine Absorberfläche 3 zurückgeworfene Licht heizt demnach bei dieser erfindungsgemäßen Ausgestaltung lediglich nur die zugeordnete Absorberfläche auf, so dass ein Wärmeaustausch zwischen benachbarten Absorberflächen im Wesentlichen durch die Beabstandung vermieden wird und hier der einzelnen Absorberfläche ein höheres Temperaturniveau erzielen kann, als dies im Stand der Technik erfolgt.By that of a respective reflector on an absorber surface 3 reflected light heats in this embodiment of the invention only only the associated absorber surface, so that a heat exchange between adjacent absorber surfaces is essentially avoided by the spacing and here the individual absorber surface can achieve a higher temperature level, as is done in the prior art.

Auch kann hier durch die in wenigstens zwei Dimensionen vorliegende Krümmung der Oberfläche eines Reflektors sowohl die azimutale als auch die polare Bewegung der Sonne relativ zu einer montierten Vakuumröhre berücksichtigt werden, so dass während eines gesamten Sonnentages das einfallende Licht auf der jeweils zugeordneten Absorberfläche konzentriert werden kann.Also, by the present in at least two dimensions curvature of the surface of a reflector, both the azimuthal and the polar movement of the sun relative to a mounted vacuum tube can be considered, so that the incident light can be concentrated on the respective associated absorber surface during a whole day of the sun ,

Die 2 zeigt eine demgegenüber abgewandelte Ausführungsform, bei welcher die grundsätzliche Ausgestaltung von Glasröhre 1 und daran angeordnetem Metallrohr 2 mit Arbeitsmedium sowie an dem Metallrohr 2 angeordneten Absorberflächen gegeben ist, wie es auch zur 1 beschrieben wurde. Abweichend von der 1 sind hier bei dieser Ausführungsform die lichtsammelnden Elemente jedoch als einzelne Linsen 4 ausgebildet, so dass diese Linsen lichttransmittierend sind und demnach in Einfallsrichtung des Lichtes gemäß Pfeil L vor einer jeweils zugeordneten Absorberfläche 3 an angeordnet sind. Die Linsen weisen im einfachsten Fall sphärische Oberflächen auf, können jedoch auch zur Vermeidung sphärischer Aberrationen korrigiert sein.The 2 shows a contrast modified embodiment, in which the basic design of glass tube 1 and metal pipe arranged thereon 2 with working medium and on the metal tube 2 arranged absorber surfaces is given, as it is for 1 has been described. Deviating from the 1 However, in this embodiment, the light-collecting elements are as single lenses 4 formed, so that these lenses are light-transmitting and therefore in the direction of incidence of the light according to arrow L in front of a respective associated absorber surface 3 are arranged on. The lenses in the simplest case have spherical surfaces, but can also be corrected to avoid spherical aberrations.

Die Linsenoberflächen weisen zumindest in zwei zueinander senkrecht stehende richtunggekrümmte Oberflächen auf beziehungsweise sind bevorzugt als Oberflächenausschnitt aus einer Kugel ausgebildet. Somit bildet jede Linse ein im Wesentlichen kegelförmiges Lichtbündel aus dem parallel einfallenden Sonnenlicht, welches einen Lichtfleck auf der jeweils zugeordneten Absorberfläche bildet.The lens surfaces have at least two mutually perpendicular direction curved surfaces or are preferably formed as a surface section of a sphere. Thus, each lens forms a substantially conical light beam from the incident sunlight, which forms a light spot on the respective associated absorber surface.

Nicht dargestellt, jedoch ebenfalls vorgesehen sein kann eine Kombination aus den Konstruktionen der 1 und 2, so dass jede Absorberfläche 3 zwei zugeordnete Lichtsammelelemente, nämlich beispielsweise eine Linse und einen Reflektor aufweist, die demnach in Einfallsrichtung des Lichtes um die Absorberfläche herum auf einander gegenüberliegenden Seiten angeordnet sind.Not shown, but may also be provided a combination of the constructions of 1 and 2 so that every absorber surface 3 two associated light-collecting elements, namely, for example, a lens and a reflector, which are thus arranged in the direction of incidence of the light around the absorber surface on opposite sides.

Claims

Vacuum tube of a solar collector comprising at least one tube ( 1 ), in particular glass tube in the at least one metal tube ( 2 ) with a heat-transporting working medium in the longitudinal direction of the at least one tube ( 1 ) is arranged and by vacuum, in particular vacuum, thermally insulated from the environment outside the tube ( 1 ), characterized in that on the at least one metal tube ( 2 ) several individual absorber surfaces ( 3 ) each spaced from each other, in particular equidistantly spaced from each other and each absorber surface ( 3 ) at least one own light-collecting element ( 4 ), which in each case on or in the tube ( 1 ), in particular glass tube is arranged.

Vacuum tube according to claim 1, characterized in that each light-collecting element ( 4 ) is formed in order to form from parallel incident sunlight a light bundle converging in at least two directions, in particular at least two mutually perpendicular directions, in particular a cone-shaped light bundle, in particular a light-collecting element ( 4 ) is designed as a converging lens or as a reflector, in particular focusing reflector, in particular with a spherical or parabolic surface shape.

Vacuum tube according to one of the preceding claims, characterized in that the number of light-collecting elements ( 4 ) is exactly equal to the number of absorber surfaces ( 3 ) and each absorber surface ( 3 ) exactly its own light-collecting element ( 4 ) or the number of light-collecting elements ( 4 ) is exactly twice the number of absorber surfaces ( 3 ) and each absorber surface ( 3 ) exactly two own light-collecting elements ( 4 ), in particular a light-transmitting and a light-reflecting element ( 4 ), preferably opposite one another around an absorber surface ( 3 ) around.

Vacuum tube according to one of the preceding claims, characterized in that the light-collecting elements ( 4 ) in the direction of the longitudinal extension of the tube ( 1 ) are spaced apart, in particular equidistantly spaced from each other.

Vacuum tube according to one of the preceding claims, characterized in that a light-collecting element ( 4 ) is designed as: a. a respective reflector ( 4 ), which is in the tube ( 1 ) or outside the tube ( 1 ) in the direction of incidence (L) of the light behind an associated absorber surface ( 3 ), in particular wherein the plurality of reflectors ( 4 ) are all connected to each other and form a reflector unit or b. a respective reflector ( 4 ) is formed as light-collecting shaped and reflective, in particular with a getter material reflective coated portion of the tube ( 1 ), in particular the glass tube, in particular wherein such a portion in the direction of incidence (L) of the light behind the associated absorber surface ( 3 ) lying wall of the tube ( 1 ) is incorporated, preferably by grinding or insertion or by pressing in the tube material, in particular in a heated state of the tube ( 1 ) or c. a respective translucent optic ( 4 ), in particular lens ( 4 ), which are in the tube ( 1 ) or outside the tube ( 1 ) in the direction of incidence (L) of the light in front of an associated absorber surface ( 3 ), in particular wherein the plurality of optics / lenses ( 4 ) are all interconnected and form a unit or d. a respective translucent optic ( 4 ), in particular lens ( 4 ) is formed as light-collecting shaped translucent portion of the tube ( 1 ), in particular the glass tube, in particular wherein such a portion in the direction of incidence (L) of the light in front of the associated absorber surface ( 3 ) lying wall of the tube ( 1 ), preferably by grinding or insertion or by pressing into the tube material, in particular in a heated state of the tube ( 1 ) or

Vacuum tube according to one of the preceding claims, characterized in that a respective absorber surface ( 3 ) outside the smallest light spot size, in particular outside the focus of the associated light-collecting element ( 4 ) is arranged.

Vacuum tube according to one of the preceding claims, characterized in that the outer contour and / or surface size of an absorber surface ( 3 ) is adapted to the trajectory of the by the associated light-collecting element ( 4 ) describes the light spot produced by the movement of the earth around the sun.

Vacuum tube according to claim 7, characterized in that the outer contour and / or surface size of the individual absorber surfaces ( 3 ) is calculated individually for each specific installation site and / or the installation position of the vacuum tube.

Vacuum tube according to one of the preceding claims, characterized in that the optical properties, in particular the curvature of the surfaces of a light-collecting element ( 4 ) is calculated as a function of the concrete installation location and / or the installation position of the vacuum tube and the light-collecting elements ( 4 ) are produced individually as a function of the calculation, in particular in order to obtain a stationary light spot on an absorber surface ( 3 ) regardless of the time of day.

Method for producing a vacuum tube of a solar collector comprising at least one tube, in particular glass, characterized in that directly in the material of at least one tube, in particular directly into the glass of the at least one glass tube a plurality of spaced apart in the longitudinal direction of the tube, in particular equidistantly spaced light-collecting elements ( 4 ), in particular lenses and / or reflectors are incorporated, in particular by grinding or insertion or by pressing into the tube material.