DE2738923A1

DE2738923A1 - Solar collector pipe bushing - has elastic bellows joined to pipe at free end for sealing internal chamber

Info

Publication number: DE2738923A1
Application number: DE19772738923
Authority: DE
Inventors: Norbert Raab
Original assignee: MAN Maschinenfabrik Augsburg Nuernberg AG
Current assignee: MAN AG
Priority date: 1977-08-29
Filing date: 1977-08-29
Publication date: 1979-03-15

Abstract

The pipe guide is for a pipe containing a heating agent through the foam insulation of a solar collector, connecting the absorber system shut off from the atmosphere with an external piping system. The guide (19) is clad at least partly with an elastic sealing bellows (20), whose free end is joined to the pipe (18), sealing off the absorber system chamber (15). The bellows can be of material resistant to heat and ageing, and of hollow cylindrical shape, inverted into a U-section.

Description

Rohrdurchführung für Sonnenkollektoren Pipe penetration for solar collectors

Die Erfindung bezieht sich auf eine Rohrdurchführung durch eine Schaumstoffisolierung eines Sonnenkollektors, durch die ein Rohr für einen Wärmeträger des Kollektors hindurchgeführt ist, das ein in einem gegen die Atmosphäre abgeschlossenen Raum im Kollektor befindlichen Absorbersystem mit einem äußeren Leitungssystem verbindet.The invention relates to a pipe lead-through through foam insulation of a solar collector, through which a pipe for a heat carrier of the collector is passed through, the one in a space closed off from the atmosphere connects the absorber system located in the collector with an external pipe system.

Bei Kollektoren dieser Art ist der Träger, der zur Aufnahme des für die Energieumwandlung erforderlichen Absorbers dient, entweder aus einem Schaumstoff oder einer mit Schaumstoff ausgekleideten Blechwanne ausgebildet. Die Rohrverbindung zwischen dem Absorber und einem zentralen Leitungssystem ist dabei durch den Schaumstoff bzw. Schaumstoff und Blechwanne geführt und mit dem Schaumstoff verklebt.In collectors of this type, the carrier, which is used to hold the for the energy conversion required absorber is used, either from a foam or a sheet metal tub lined with foam. The pipe connection between the absorber and a central pipe system is through the foam or foam and sheet metal tray and glued to the foam.

Eine dichte Verbindung zwischen dem Rohr und dem Schaumstoff ist erforderlich, um den Raum in dem Träger, der von einer auf dem Träger aufliegenden Glasplatte abgeschlossen ist und in dem sich der Absorber befindet, frei von jeglichem Luft- und Schmutzeintritt zu behalten. Stoffpartikel und Feuchtigkeit aus der Luft, die sich sonst auf den Absorber niederschlagen würden, können den Wirkungsgrad eines Kollektors auf die Dauer stark verschlechtern.A tight connection between the pipe and the foam is required to the space in the carrier, which is supported by a resting on the carrier Glass plate is closed and in which the absorber is located, free of anything To keep air and dirt ingress. Particles of matter and moisture from the air, which would otherwise be reflected on the absorber can reduce the efficiency of a The collector will deteriorate significantly in the long run.

Es hat sich jedoch gezeigt, daß der Kunststoff im Laufe der Zeit schrumpft, insbesondere wenn er erwärmt wird. Dieses hat zu Rißbildungen an der Durchführungsstelle des Rohres geführt, so daß trotz sorgfältiger Ausführung und Montage der Kollektor mit der Zeit undicht wird.However, it has been shown that the plastic shrinks over time, especially when heated. This leads to the formation of cracks at the point of implementation of the pipe, so that despite careful execution and assembly of the collector leaks over time.

Der Erfindung liegt die Aufgabe zugrunde, eine Rohrverbindung der eingangs genannten Art so zu verbessern, daß trotz Schrumpfeffekten der Isoliermassen die Rohrdurchführungsstelle nicht undicht wird.The invention has for its object to provide a pipe connection of To improve the aforementioned type so that despite shrinkage effects of the insulating materials the pipe entry point does not leak.

Die Aufgabe ist erfindungsgemäß dadurch gelöst, daß die Rohrdurchführung mindestens teilweise mit einem elastischen Dichtungsbalg ausgekleidet ist, dessen freies Ende mit dem durchgeführten Rohr den abgeschlossenen Raum abdichtend verbunden ist.The object is achieved according to the invention in that the pipe leadthrough is at least partially lined with an elastic sealing bellows, the free end connected to the pipe through the sealed space is.

Hierdurch ist eine in Grenzen frei bewegliche Durchführung des im allgemein2n starr mit dem Absorber verbundenen Rohres erreicht, bei der weder Relativbewegungen zwischen insbesondere dem Rohr und der Isoliermasse - die aufgrund von unterschiedlichen Wärmedehnungen erfolgen können - noch Schrumpfeffekte des Isolierstoffes Risse oder undichte Stellen herbeiführen werden. Durch Verwendung eines wärme- und alterungsbeständigen Balges wird die Lebensdauer und der Wirkungsgrad nicht mehr von der Fertigung bzw. von der Sorgfalt, mit der die Teile zusammengefügt werden, abhängig sein.This enables the im generally 2 rigidly connected to the absorber pipe achieved, in which neither relative movements between, in particular, the pipe and the insulating compound - which can occur due to different thermal expansions - nor shrinkage effects the insulation material will cause cracks or leaks. By using a heat- and aging-resistant bellows will increase the service life and the efficiency no longer from the manufacturing or from the care with which the parts are assembled be dependent.

Es ist vorteilhaft, wenn die die Durchführung bildende Schaumstoffwand vollständig vom Dichtungsbalg ausgekleidet ist und das andere Ende des Balges den Durchführungsabschnitt des Rohres ebenfalls vollständig umgibt, und wenn zwischen den beiden Balgauskleidungen noch ein Ringspalt verbleibt. Auf diese Weise kann die mit dem Rohr starr verbundene und im Kollektorträger lose aufliegende Absorberplatine ungehindert den Bewegungen der aus Isolierung bestehenden Auflagefläche nachgehen, wie es z.B. bei einem Schrumpfprozeß der Schaumstoffisolierung der Fall sein wird.It is advantageous if the foam wall forming the implementation is completely lined by the sealing bellows and the other end of the bellows den Bushing section of the pipe also completely surrounds, and if between an annular gap remains between the two bellows linings. That way you can the absorber board rigidly connected to the pipe and loosely lying in the collector support unhindered follow the movements of the insulation support surface, as it will e.g. be the case with a shrinking process of the foam insulation.

Der Dichtungsbalg kann in einer einfachen Ausführung annähernd hohlzylindrisch ausgebildet sein, wobei dessen eines Ende mit dem Außenmantel an die Durchführungsfläche der Isolierung angeklebt und dessen anderes Ende in das erste Ende hineingestülpt ist und bei der Montage auf das durchzuführende Rohr aufgeklebt wird. Der Balg wirkt somit als Wärmeisolierung für den Schaumstoff. Ein zwischen den beiden hohlzylindrischen Balgenden vorgesehener Luftspalt, der mit der Atmosphäre verbunden sein kann, verstärkt ferner die Isolierwirkung.In a simple embodiment, the sealing bellows can be approximately hollow-cylindrical be formed, one end of which with the outer jacket on the lead-through surface glued to the insulation and the other end slipped into the first end and is glued to the pipe to be carried out during assembly. The bellows works thus as thermal insulation for the foam. One between the two hollow cylindrical ones Bellowing legends intended air gap that connects with the atmosphere can be, further enhances the insulating effect.

Bei Kollektoren mit einem Metallträger kann der Balg vorteilhaft mit seinem vom Rohr abgewandten Ende an den Metallträger direkt abdichtend angebracht oder angeklebt werden.In the case of collectors with a metal support, the bellows can advantageously be used with its end facing away from the pipe attached directly to the metal support in a sealing manner or glued on.

Zum Schutz des U-förmig umgebogenen Balges kann die Balgkrtmmung im Kollektorinnenraum angeordnet sein, womit gleichzeitig die Verbindung des Luftraumes zwischen den Balgenden mit der Atmosphäre direkt hergestellt ist.To protect the U-shaped bent bellows, the bellows can be bent in Collector interior be arranged, which at the same time the connection of the air space between the bellows ends is made directly with the atmosphere.

Durch die relativ großen Klebeflächen zwischen Balg und dem Isolierstoff bzw. dem Rohr ist die gewünschte Abdichtung leicht und sicher zu bewerkstelligen, so daß die erfindungsgemäße Rohrdurchführung nicht nur sicher ist und die Lebensdauer eines Kollektors erhöht wird, sondern auch eine rasche Montage sowie ein leichtes Auswechseln des Rohres bzw. des Absorbers ermöglicht. Ferner ist das Verfahren durch die Möglichkeit den Dichtungsbalg im billigen Preßverfahren herzustellen hinzu auch wirtschaftlich.Due to the relatively large adhesive surfaces between the bellows and the insulating material or the pipe, the desired seal can be achieved easily and safely, so that the pipe leadthrough according to the invention is not only safe and the service life a collector is increased, but also a quick assembly and a light one Replacing the tube or the absorber allows. Furthermore, the procedure is through the possibility to manufacture the sealing bellows in a cheap pressing process as well economically.

In der Zeichnung ist ein Ausführungsbeispiel gemäß der Erfindung schematisch dargestellt.An exemplary embodiment according to the invention is shown schematically in the drawing shown.

Der Kollektor 10 aus Fig. 1 besteht aus einem Schaumstoffträger 11, in dem eine annähernd quaderförmige Ausnehmung 12 eingeschäumt ist, auf deren Boden 13 eine Absorberplatine 14 aufgelegt ist. Der Raum 15 in der Ausnehmung 12 ist durch eine Glasscheibe 16 abgeschlossen, die am oberen Rand des Trägers 11 aufgeklebt ist.The collector 10 from Fig. 1 consists of a foam carrier 11, in which an approximately cuboid recess 12 is foamed is, on the bottom 13 of which an absorber plate 14 is placed. The space 15 in the recess 12 is closed off by a pane of glass 16 which is attached to the upper edge of the carrier 11 is glued on.

Die Absorberplatine 14 ist mit einem Zuführ- und einem Abführrohr verbunden, durch die ein Wärmeträger 17 zwischen einem äußeren, nicht dargestellten Leitungssystem und der Platine 14 zu- bzw. abgeführt wird. In der Zeichnung ist nur eins dieser Verbindungsrohre dargestellt. Das besagte Rohr 18 ist durch eine großzügig bemessene Durchführungsöffnung 19 im Schaumstoffträger 11 hindurchgeführt. Zwischen der Durchführung 19 und dem Rohr 18 ist ein einfach gefalteter hohlzylindrischer Dichtungsbalg 20 angeordnet, dessen eine Lasche 21 mit dem Schaumstoff und dessen andere Lasche 22 mit dem Rohr 18 verklebt sind. Die Balgkrümmung 23 liegt im Kollektorinnenraum 15. Zwischen den Balglaschen 21 und 22 verbleibt ein Ringspalt 24, der an den Balgenden direkt mit der Atmosphäre in Verbindung steht. Dieser Luftspalt und der Balg selbst dienen, insbesondere wenn der Balg aus einem schlecht wärmeleitenden Material besteht, gleichzeitig als Wärmeisolierung für das als Vorlauf dienende, den im Absorber 14 erhitzten Wärmeträger führende Rohr, so daß eine Überhitzung an der Rohrdurchführung 19 des Trägers 11 vermieden wird.The absorber board 14 is provided with a feed pipe and a discharge pipe connected, through which a heat transfer medium 17 between an outer, not shown Line system and the board 14 is supplied or discharged. In the drawing is only one of these connecting pipes is shown. Said pipe 18 is through a generously dimensioned passage opening 19 in the foam carrier 11 passed through. Between the passage 19 and the tube 18 is a simply folded hollow cylindrical Sealing bellows 20 arranged, one tab 21 of which with the foam and its other tab 22 are glued to the tube 18. The bellows curve 23 lies in the interior of the collector 15. An annular gap 24 remains between the bellows tabs 21 and 22, which is at the ends of the bellows is directly related to the atmosphere. This air gap and the bellows itself serve, especially if the bellows is made of a poorly thermally conductive material, at the same time as thermal insulation for that which is used as a flow, the one in the absorber 14 heated heat carrier pipe leading to overheating at the pipe penetration 19 of the carrier 11 is avoided.

Der Balg 20 ist ferner mit einem Verstärkungsring 25 versehen, um die Lage des Balges gegen Druckeinflüsse im Innenraum 15 zu sichern. Der Schaumstoff 11 kann auch eine als Wärmeisolierung ausgebildete Auskleidung eines Kollektors mit einem Metallträger sein.The bellows 20 is also provided with a reinforcing ring 25 to the position of the bellows against pressure influences in the interior 15 to secure. The foam 11 can also be a lining designed as thermal insulation Be collector with a metal support.

Bei einer Kontraktion des Schaumstoffes 11 wird die Lasche 21 des Balges 20 mitgenommen, ohne daß dabei irgendeine Lageveränderung oder Spannungen auftreten. Es wird dabei lediglich der Ringspalt 24 verbreitert. Relativbewegungen zwischen dem Schaumstoff 11 und dem den Wärmeträger 17 führenden System 18, 14 in Richtung der Rohrachse 26 können ungehindert ausgeübt werden. Außerdem sind Neigungsbewegungen des Rohres 18 möglich, wenn z.B. durch eine Schrumpfung des Isolierstoffes unterhalb der Auflagefläche 13 der Absorber 14 nachsinkt und die rechte Seite des Rohres 18 herunterdrückt.When the foam 11 contracts, the tab 21 of the Bellows 20 taken along without any change in position or tension appear. It is only the annular gap 24 is widened. Relative movements between the foam 11 and the system 18, 14 leading to the heat transfer medium 17 in Direction of the pipe axis 26 can be exercised unhindered. There are also tilt movements of the pipe 18 if, for example, due to a shrinkage of the insulating material underneath the support surface 13 of the absorber 14 sinks and the right side of the pipe 18 pushes down.

Bei Kollektoren mit einem mit Schaumstoff verkleideten Träger, beispielsweise aus Metall, kann der Balg anstelle mit dem Isolierstoff verklebt zu sein, mit dem Träger verbunden werden. In Fig. 2 ist hierzu eine Rohrdurchführung 30 durch eine Blechwanne 31 gezeigt, die mit einem hohlzylinderförmigen Balg 32 abgedichtet ist. Mit einem verdickten Ende ist der Balg 32 auf die Umrandung der Durchführung 30 aufgeklemmt und mit ihr verklebt. Das andere Ende umgibt das durchgeführte Rohr. Dadurch ist mit relativ geringer Sorgfalt eine dauerhafte und sichere Verbindung des Balges mit den Kollektorbauteilen gewährleistet, auf die der Schrumpfprozeß des Isolierstoffes überhaupt keinen Einfluß haben kann. Die im vorhergehenden Fall notwendige Verklebung zwischen Balg und Schaumstoff muß dagegen eine entsprechende Elastizität aufweisen, damit die Verbindung durch das einseitige Schrumpfen nicht undicht wird.For collectors with a support lined with foam, for example made of metal, the bellows can be glued to the instead of the insulating material Beams are connected. In Fig. 2 this is a pipe bushing 30 through a Sheet metal trough 31 is shown, which is sealed with a hollow cylindrical bellows 32. With a thickened end, the bellows 32 is on the edge of the bushing 30 clamped and glued to it. The other end surrounds the pipe that is passed through. This creates a permanent and secure connection with relatively little care of the bellows with the collector components guaranteed to which the shrinking process of the insulating material can have no influence at all. The in previous case necessary bonding between the bellows and foam must however have a corresponding elasticity, so that the connection through the one-sided Shrinkage does not leak.

L e e r s e i t eL e r s e i t e

Claims

Claims pipe penetration through foam insulation of a solar collector, through which a pipe for a heat carrier of the collector is passed through, the one in a space closed off from the atmosphere connects the absorber system located in the collector with an external pipe system, characterized in that the pipe leadthrough (19) at least partially with a elastic sealing bellows (20) is lined, the free end (22) with the Passed pipe (18), the closed space (15) is sealingly connectable.

2. Implementation according to claim 1, characterized in that the Sealing bellows (20) consists of heat and aging resistant material.

3. Implementation according to claim 1 or 2, characterized in that the bellows is designed as a hollow cylinder.

4. Implementation according to claim 3, characterized in that the bellows Is turned inside out in a U-shape.

5. Implementation according to claim 4, characterized in that the curvature (232 of the bellows is directed towards the interior 115i of the collector (10).

6. Implementation according to claim 5, characterized in that the one End (21) of the bellows (20) completely lines the implementation (19) and that the Implementation is so important that between the two bellows ends (21 and 22) after an air gap (24) remains after the insertion of the tube (18).