DE3041750A1

DE3041750A1 - Sonnenwaerme-sammelvorrichtung

Info

Publication number: DE3041750A1
Application number: DE19803041750
Authority: DE
Inventors: Zalman Philip Gurnee Ill. Saperstein
Original assignee: Modine Manufacturing Co
Current assignee: Modine Manufacturing Co
Priority date: 1979-11-29
Filing date: 1980-11-05
Publication date: 1981-06-04
Also published as: IT8050067A0; GB2064754A; IT1127915B; JPS5685660A; FR2470940A1

Description

BESCHREIBUNG

Die Erfindung betrifft eine Sonnenwärme-Sammelvorrichtung..

Durch die Erfindung ist gemäß einem ihrer Merkmale eine
Sonnenwärme-Sammelvorrichtung geschaffen worden, bei der
eine Platte aus Aluminium den Sonnenstrahlen ausgesetzt
wird, um aus ihnen Wärme aufzunehmen, und bei der in Abständen verteilte Rohre aus ferritischem nichtrostendem
Stahl an der Platte mit Hilfe metallurgischer Verbindungen befestigt sind, um den Wärmeübergang zwischen der Platte und den Rohren zu verbessern und die Platte zu verstärken. Von einer geeigneten Quelle, z.B. einer Verteilerleitung aus
wird eine Flüssigkeit, z.B. Wasser, durch die Rohre geleitet, damit von der Flüssigkeit Wärme aufgenommen wird, woraufhin die erwärmte Flüssigkeit zu einer Einrichtung geleitet wird, die dazu dient, die Wärme aus der Flüssigkeit zu gewinnen.

Gemäß einem weiteren Merkmal der Erfindung sind in Abständen verteilte Zungen vorhanden, die mit der Platte zusammenhängen und die Rohre umschließen, um die Rohre gegenüber der

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Pis.*:';- ir-, ihrer Lage zu halten und Wärmeübertragungswege zwi^zuies der Platte und den Rohren zu bilden, die zusätzlich r·' den metallurgischen Verbindungen zur Wirkung koismen clurei: welche der Hauptwärraeübertragungsweg gebildet wird.

2ii Ausfü^rungsbeispiel der Erfindung wird im folgenden aniiar.a sehematischer Zeichnungen näher erläutert. Es zeigt:

FIg=- 1 eine Schrägansicht einer erfindungsgemäßen Sonnenv/ärme-Saiaaelvorrichtung; und

Fig. 2 den vergrößerten Teilschnitt 2-2 in Fig. 1.

Zu eier ;· ?~.ndungsgemäßen, insgesamt mit 10 bezeichneten Senas π .·/£.,..;:-.- »Sammelvorrichtung gehört eine Platte 11 aus Aluminium, :?it der in Abständen verteilte Rohre 12 verbunden S3.riö; :-· e sich in paralleler Lage zwischen einer Verteiler.· siti _"r 13 und einer Sammelleitung 14 erstrecken, so daß es mögli*"*■". ist, eine Wärmeübertragungsflüssigkeit, z.B. Wasser, in Richtung des Pfeils 15 dei' Verteilerleitung 13 zuzuführen, von der aus die Flüssigkeit durch die verschiedenen Rohre 12 strömt, um die Vorrichtung 10, wie in Fig. durch den Pfeil 16 angedeutet, über die Sammelleitung 14 wieder zu verlassen.

Die Rohre 12 sind mit der Platte 11 durch metallurgische Verbindungsstellen verbunden, z.B. durch Hartlötstellen Um die Rohre 12 auf der Platte 11 vor dem Herstellen der Hartlötstellen in der richtigen Lage zu halten und um zusätzliche Wärmeübertragungswege zu schaffen, sind in Abständen verteilte Zungen 18 oder Finger vorhanden, die aus der Platte 11 herausgeschlagen sind, so daß Öffnungen 19 vorhanden sind; die Zungen 18 liegen fest an den von der Platte 11 abgewandten Teilen der Rohre an. Somit verbinden die Hartlötstellen 17 die Rohre 12 mit der Platte 11, und

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entsprechende Hartlötsiellea veTblnaen die Zuisgem IS mit den Rohren 12.

Bei dieser Anordnung bilden die Rohre 12 nicht nur Wärmeleitungswege und Leitungen für die in Richtung der Pfeile und 16 strömende Wämetra&sportflüssigkeit, sondern sie bewirken auch eine Verstärkung der Vorrichtung 10.

Die Aluminiumplatte 11 bildet eine Sanunelplatte von geringem spezifischem Gewicht, die mit geringen Kosten herstellbar ist, mit hohem Wirkungsgrad arbeitet und es ermöglicht, Wärme aus der Sonnenstrahlung aufzunehmen» Die Rohre 12, die Verteilerleitung 13 und die Sammelleitung 14 bestehen aus ferritischem nichtrostendem Stahl, z.B. einer der Sorten 409, 439 oder 18 Cr-2 MO. Besteht die Vorrichtung aus einer dieser nichtrostenden Stahlsorten, kann die V/ärmeübertragungsflüssigkeit aus korrodierend wirkendem Wasser bestehen, das Chlor oder andere stark wirksame Chemikalien enthält, ohne daß die &M3 dss: nichtrostenden Stahl hergestellten Teile beschädigt t-zerdeü.

Die gekrümmten Zung^:- ader Finger IS, die eine Verstärkung der Konstruktion bewirken und zusätzliche Wärmeübertragungswege bilden, begrenzen außerdem durchlaufende Kanäle zwischen den Zungen und der Platte, in die sich die Rohre während der Montage der Vorrichtung 10 einführen lassen=

Der nichtrostende StaLI der Verteilerleitung 13, aer Sammelleitung 14 und der Rohre 12 kann an den verschiedenen Verbindungsstellen geschweißt werden. Zwar ist es möglich, die Schweißstellen nach einem der gebräuchlichen Verfahren herzustellen, doch wird vorzugsweise ein Lichtbogenschweißverfah ren angewendet, bei dem ein inertes Schutzgas verwendet wird, wobei sich der Lichtbogen mit hoher Geschwindigkeit über dis Verbindungsstellen hinwegbewegt und wobei das Metall zum

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Schmelzen gebracht wird, woraufhin das Metall nach seiner Abkühlung die Verbindungsstellen bildet. Somit werden die Schweißverbindungen ohne Verwendung irgendeines zusätzlichen Metalls, z.B. von Schweißdraht, hergestellt, und sie werden durch das inerte Schutzgas, bei dem es sich um Argon handeln kann, gegen Verunreinigung geschützt.

Bei diesem Schweißverfahren stammt das einzige den Schweißstellen zugeführte Metall von den zu verschweißenden Metallteilen selbst im Bereich ihrer Berührungsflächen, und das geschmolzene Metall wird durch das inerte Gas geschützt. An die Schweißelektrode und das Werkstück wird eine Quelle für eine hochfrequente hohe Spannung angeschlossen, so daß das die Elektrode um die jeweils herzustellende Verbindungsstelle umgebende gasförmige Medium, z.B. Argon, ionisiert wird. Gleichzeitig wird ein Gleichstrom von niedriger Spannung an die gleiche Elektrode und das Werkstück, d.h. die betreffenden Teile der Sammelvorrichtung bzw. des Wärmetauschers angelegt. Wenn die hochfrequente hohe Spannung das Gas ionisiert, entsteht ein Lichtbogen oder Elektronenstrom infolge des Vorhandenseins der niedrigen Gleichspannung zwischen der nicht dargestellten Elektrode und dem Werkstück, so daß die Schweißstelle erhitzt und das Material zum Schmelzen gebracht wird.

Als Werkstoff für die Vorrichtung wird nichtrostender Stahl bevorzugt, der mindestens 12% und vorzugsv/eise 12% bis 32% Chrom enthält, doch lassen sich auch andere nichtrostende Stahlsorten verwenden. Chromhaltiger nichtrostender Stahl wird bevorzugt, da das Chrom die Härtbarkeit erheblich steigert, denn es verringert die kritische Abkühlungsgeschwindigkeit des Stahls, und chromhaltige legierte Stähle weisen insbesondere bei hohen Temperaturen und Drücken eine gute Kriechfestigkeit auf. Da die Vorrichtung als Schweißkonstruktion aus nichtrostendem Stahl ausgebildet ist, hat sie eine hohe

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Festigkeit und kann daher als selbsttragende Vorrichtung verwendet v/erden.

Natürlich kann man bei der vorstehend beschriebenen Vorrichtung im Rahmen der Erfindung die verschiedensten Abänderungen und ^'Eiterbildungen vorsehen.

Patentanwalt:

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Claims

AKSP R Ü C H E

Sonnenwärme-Srnnmeivorrichtung, g e k e η a zeichnet durch eine Platte (11) aus Aluminium zum Aufnehmen von Wärme aus der Sonnenstrahlung, mehrere in Abständen verteilte Rohre (12) aus ferritisehem nichtrostendem Stahl, metallurgische Verbindungsstellen (17), welche die Rohre aus ferritischem Stahl mit der Platte aus Aluminium verbinden, um eine Wärmeübertragung su ermöglichen, sowie Einrichtungen (13, 14), die dazu dienen, eine Iväriae aufnehmende Flüssigkeit durch die Rohrs zu leiten, damit die Flüssigkeit Värnie anini:£ait_: nnä die Flüssigkeit ζ,ιζ einer Einrichtung zv. leiten, die es eriaöglielrfc, der sigksit Wärme zu eni

2, Vorrichtung n&x-h. ftzis^ daß d'e ir Sib-t^najL· 7e:⁼iei (II

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daß die ^Cxii'i . i.-,. _ (17) verbundrr sr" '

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4. Vorriefetung nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß die Platte (U) mit ihr zusammenhängende, in Abständen verteilte Zungen (18) aufweist₅ welche die Rohre (12) übergreifen, um die Rohre gegenüber der Platte in ihrer Lage zu halten und yäi*meübertragungswege zwischen der Platte und den Rohren zu bilden, und daß die Rohre, die Zungen und die Platte durch Hartlötstellen (1?) miteinander verbunden sind.

5. Vorrichtung nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß die Rohre (12) zueinander parallel angeordnet sind und daß eine Verteilerleitung (13) sowie eine in einem Abstand von letzterer angeordnete Sammelleitung vorhanden sind, wobei diese Leitungen mit den entgegengesetzten Enden der Rohre verbunden sind und dazu dienen, die Flüssigkeit in Form paralleler Ströme von der Verteilerleitung aus durch die Rohre zu der Sammelleitung zu leiten.

6. Vorrichtung nach Anspruch 5, dadurch gekennzeichnet, daß die Rohre (12), die Verteilerleitung (13) und die Sammelleitung (14) aus ferritiscliem nichtrostendem Stahl bestehen und mit Schweißstellen (17) versehen sind, welche dia Rohre mit der Verteilerleitung und der Sammelleitung verbinden, wobei das Schweißmetall der Schweißstellen im wesentlichen aus erstarrtem, vorher zum Schmelzen gebrachtem Metall aus benachbarten Teilen der Rohre und Leitungen aus nicliti-ostsLidem Stahl bestellt»

7. Vorrichtung Eiaeli Anspruch 6, dadurch gekennzeichnet, äfiL die Platte (11) mit in Abständen verteilten, mit ihr iX4.jaiiiifieiihäiiigendea Zur-gem (18) versehen ist, x^elche die l-i-Ui'e- (12) übergreifen, um die Rohre gegenüber der Platte la iii'tu² Lap'? au halten und um Wärmeübertragungswege zv/i-Sv-Iiea eier Platte und den Rohren zu bilden»

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8. Vorrichtung nach Anspruch 6, dadurch gekennzeichnet, daS die Rohre (12) mit der Platte (13) durch Hartlötstellen (17) verbunden sind.

9. Vorrichtung nach Anspruch 6, dadurch gekennzeichnet, daS die Platte (11) mit in Abständen verteilten, mit ihr zusammenhängenden Zungen (18) versehen ist, welche die Rohre (12) übergreifen, um die Rohre gegenüber der Platte in ihrer Lage zu halten und Wärmeübertragungswege zwischen der Platte und den Ttohren zu bilden, und daß die Rohre, die Zungen und die Platte durch Hartlötstellen (17) miteinander verbunden sind.

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