DE3934535A1 - Vorrichtung zur nutzung der sonnenstrahlung fuer die energiegewinnung - Google Patents

Description

Bei Vorrichtungen zur Nutzung der Sonnenstrahlung für die Energie­ gewinnung werden rinnenförmige Spiegel als Reflektoren verwendet, in deren Brennlinie rohrförmige Absorber angeordnet sind, durch die zu erwärmendes Fluid geführt wird. Beim Durchströmen des Absorbers wird das im allgemeinen flüssige Strömungsmittel bzw. Fluid erwärmt und die damit erzielte Energieerhöhung kann wirt­ schaftlich genutzt werden.

Mit der fortschreitenden Entwicklung solcher Anlagen werden die Spiegel größer, was auch zu größeren Spiegelhalbmessern führt. Entsprechend dem wachsenden Halbmesser eines als Reflektor ein­ gesetzten rinnenförmigen Hohlspiegels sollte auch der Absorber­ durchmesser wachsen, wenn die reflektierte Sonnenstrahlung unver­ ändert weitgehend genutzt werden sollte. Bleibt der Absorber­ durchmesser bzw. Absorberquerschnitt zu weit hinter dem größer werdenden Spiegelhalbmesser zurück, so geht ein zunehmender Anteil der reflektierten Sonnenstrahlen verloren, indem immer mehr reflektierte Sonnenstrahlen nicht mehr auf den Absorber treffen. Dem Anwachsen des Absorberquerschnittes sind aber mit Rücksicht auf eine aufrechtzuerhaltende Strömungsmindestgeschwin­ digkeit Grenzen gesetzt. Um eine möglichst intensive und qleich­ mäßige Wärmeaufnahme durch das Fluid gewährleisten zu können, sollte in der Strömung eine gewisse Turbulenz aufrechterhalten bleiben, und bei zu großem Querschnitt des Absorbers liegt eine ausschließliche laminare Strömung vor, die allenfalls durch Strömungswiderstände erzeugende Einbauten turbulent gemacht werden könnte. Auch ist der Absorberquerschnitt abhängig von der Energie des Strömungsmittels. Die Größe des Reflektors könnte also einen Querschnitt des Absorbers als optimal wünschenswert erscheinen lassen, die aus anderen Gründen nicht vertretbar ist.

Die Erfindung geht also - mit anderen Worten - von der Tatsache aus, daß zur Kostenreduzierung von Parabolrinnenkollektoren eine möglichst große Apertur (Spiegeleinfangquerschnitt) angestrebt wird, um damit u. a. das Verhältnis von wirksamer Spiegelfläche zu Absorberlänge, bewegten Teilen, Stützenzahl etc. zu erhöhen. Grenzen sind gesetzt u. a. durch die heute maximal handhabbaren Spiegelgrößen von ca. 1,50×1,50 (z. B. in Zweifachanordnung beidseitig des Absorbers), zulässige Windkräfte und Montierbar­ keit (Maßangaben in m).

Zur Erzielung gleichbleibender Trefferzahl der von den Spiegeln auf den Absorber reflektierten Strahlen muß bei Vergrößerung der Apertur in erster Näherung der Absorberdurchmesser im Verhältnis der Aperturvergrößerung wachsen, d. h. maßstäbliche Vergrößerung der gesamten optischen Geometrie. Dabei sind jedoch auch die Strömungs- und Wärmeübertragungsverhältnisse im vom Wärmeträger­ medium durchflossenen Absorberrohr zu berücksichtigen. Diese werden günstiger, je größer die Strömungsgeschwindigkeit, d. h. je kleiner der Rohrdurchmesser ist. Die Grenze ist gesetzt durch die zulässigen Druckverluste.

Die genannten Gesichtspunkte sind also gegenläufig.

Die Verbesserung des Wärmeüberganges durch erhöhte Strömungs­ geschwindigkeit entsteht vor allem durch die dadurch verstärkte Turbulenz. Damit kann die insbesondere bei kälterem Wärmeüber­ tragungsmedium (z. B. Thermoöl) gefährlich ansteigende Filmüber­ hitzung unmittelbar an der Absorberrohr-Innenwand unterdrückt werden.

Verschiedene alternative Hilfsmittel zur Erhöhung der Turbulenz wurden versucht, z. B. Riefen an der Rohrinnenwand, Einbau eines spiraligen Turbulators etc.

Hier setzt nun die Erfindung ein, indem ihr die Aufgabe zugrunde liegt, einen Absorber zu entwickeln, dessen Strahlungsaufnahme­ fläche auch bei größten Reflektoren optimal sein kann, ohne daß damit eine unvertretbar niedrige Strömungsgeschwindigkeit verbunden sein muß.

Die Erfindung geht bei der Lösung dieser Aufgabe von dem Grund­ gedanken aus, dem rohrförmigen Absorber eine sich aus dem gege­ benenfalls sehr großen Halbmesser des rinnenförmigen, im Quer­ schnitt halbkreisförmigen Reflektors als optimal sich ergebende große Oberfläche geben zu können, trotzdem aber den Strömungs­ querschnitt so klein bemessen zu können, daß eine mit Rücksicht auf Turbulenz optimale mindeste Strömungsgeschwindigkeit gewähr­ leistet werden kann.

In der Konkretisierung dieses Prinzips wird erfindungsgemäß vorgeschlagen, innerhalb des als kreisrundes Rohr ausgebildeten Absorbers das wärmeabsorbierende Strömungsmittel als an dem Rohr anliegenden Hohlzylinder zu führen, d. h. den Querschnitt des Strömungsmittels kreisringförmig zu machen.

Hierdurch ist ein im Grunde genommen beliebig großer Rohrdurch­ messer möglich in Verbindung mit einem gegebenenfalls erheblich kleineren Querschnitt für das Strömungsmittel. Die Fläche, auf die die Sonnenstrahlen reflektiert werden, kann auch entsprechend sehr großen Spiegeln groß genug gewählt werden, um Strahlverluste gering zu halten bzw. auszuschließen, während gleichzeitig der Querschnitt des strömenden Fluides in einfacher Weise so klein gehalten werden kann, daß eine mit Rücksicht auf notwendige Turbulenz ausreichende Strömungsgeschwindigkeit aufrechterhalten werden kann. Strahlungsaufnahmefläche und Strömungsquerschnitt sind gleichsam von der wechselseitigen Abhängigkeit befreit, die bei derzeit üblichen Anlagen gegeben ist und Anlaß zu in keiner Richtung wirklich befriedigenden Kompromissen ist.

Wird in weiterer Ausgestaltung der Erfindung die ringförmige Strömung mit einem vorzugsweise rohrartigen Leitkörper bewirkt, liegt also ein Absorber mit einem Innen- und einem Außenrohr vor, so ist eine Absorberbauweise möglich, die eine Reihe weiterer Vorteile bietet, wobei die mögliche Absorberbauweise und die hieraus sich ergebenden Vorteile aus der nachfolgenden Beschrei­ bung eines Ausführungsbeispieles anhand der Zeichnung und aus den Ansprüchen entnehmbar sind.

Gegenstand der Erfindung ist also eine Vorrichtung für ein Ver­ fahren zur Optimierung des Absorbers von Parabolrinnenkollektoren. Es findet ein ringförmiger Strömungsquerschnitt zur Erzeugung von erhöhter Turbulenz im Absorberrohr Verwendung, um damit eine weitgehend freie Wahl des Außendurchmessers zur strahlungsopti­ schen Optimierung zu ermöglichen. Die Medienrückführung innerhalb des Absorberrohres desselben Kollektors mit Hilfe des danach entstehenden Innenrohres läßt es zu, den Außenverrohrungsaufwand zu reduzieren, verlustarmen Wärmetransport bzw. direkte Produkt­ ableitung und eine beschleunigte Feldvorwärmung zu ermöglichen, die Strömungsmengen an den Sammelrohreinmündungen zu reduzieren und die Flexibilität bezüglich der Mindestfeldgröße zu erhöhen. Die einseitig feste Einspannung der Rohrelemente des Absorbers mit freier Dehnlänge am anderen Ende, unter Verwendung eines durchgehenden und mit dem Absorberrohr nicht fest verbundenen Glashüllrohres, läßt die Einsparung von Komponenten zum Dehnungs­ ausgleich zu und macht es möglich, von den Absorberstützen aufzu­ nehmende Bewegungen zu reduzieren und erleichtert damit auch den Übergang zu höheren Drücken und Temperaturen. Der Einsatz zwei­ flutiger Drehdurchführungen ist möglich, um damit die Zahl der zur Aufnahme der Nachführbewegungen notwendigen Anschlußelemente und deren Druckverluste zu reduzieren und damit auch den Übergang zu höheren Drücken und Temperaturen zu erleichtern.

In der Zeichnung ist ein erfindungsgemäßer Sonnenkollektor sche­ matisch und als Mittellängsschnitt dargestellt.

Symmetrisch zur Brennlinie eines Reflektors 1, der ein großdimen­ sionierter Hohlspiegel mit halbkreisförmigem Querschnitt ist, ist der erfindungsgemäße Absorber 2 angeordnet. Der Hohlspiegel 1 ist im Zusammenhang mit der Erfindung als großdimensioniert deshalb anzusehen, weil sein Halbmesser relativ groß, d. h. einige Meter ist, während es auf seine Länge weniger ankommt, obwohl es auch ein Vorteil der Erfindung ist, Parabol- bzw. Hohlspiegel sehr unterschiedlicher Länge als Reflektoren möglich zu machen, d. h. Energie aus Spiegeln von nur einem Meter Länge zu gewinnen, aber auch aus einem Spiegel von beispielsweise 10 m Länge.

Der Absorber 2 weist ein metallisches Außenrohr 3 und ein kon­ zentrisch in diesem angeordnetes metallisches Innenrohr 4 auf, wobei beide Rohre 3, 4 vorzugsweise aus Stahl bestehen. Innen- und Außenrohr enden mit ihren zylindrischen Teilen in einer Durchmesserebene nahe dem linken Zeichnungsrand, ohne daß ihre Innenräume miteinander verbunden sind. Jedes Rohr setzt sich in einem Krümmer 5 bzw. 6 fort, wobei der Krümmer 6 des Innenrohres 4 die Wand des zylindrischen Abschnittes des Außenrohres 3 vor dessen Krümmer 5 durchdringt. Die Krümmer beider Rohre setzen sich in Rohrstutzen 7 bzw. 8 fort, die zu einer Drehdurchführung 9 führen. Die Drehdurchführung 9 macht es möglich, über den Anschluß 10 im Absorber aufzuheizende Flüssigkeit in den Ringraum 11 zwischen Innenrohr 4 und Außenrohr 3 einzuführen und im Ab­ sorber aufgeheizte Flüssigkeit über den Anschluß 12 aus dem Absorber abzuführen, obwohl der gesamte Sonnenkollektor um die Längsachse 13 der Drehdurchführung 9 schwenkbar ist, um ihn dem über den Tagesverlauf sich ändernden Sonnenstand nachführen zu können.

An den den Krümmern 5, 6 zugehörigen Enden sind die Rohre 3, 4 in einem Gestell 14 gehalten und dabei in Längsrichtung ortsfest gehalten. Längsbewegungen zwischen den gelagerten Rohrenden und dem Gestell 14 sind nicht möglich, auch wenn Temperaturverände­ rungen Längenänderungen der Rohre 3, 4 bewirken. Radiale Dehnun­ gen der Rohre unter dem Einfluß von Temperaturveränderungen sind in geringem Maße möglich und werden in der Lagerung der Rohre aufgenommen.

An dem der vorerwähnten Lagerung abgekehrten, freien Ende ist das Außenrohr 3 geschlossen, während das Innenrohr 4 an diesem Ende offen ist und in einem solchen Abstand 15 von dem geschlossenen Ende 16 des Außenrohres 3 endet, daß in jedem Betriebszustand das Innere des Innenrohres 4 mit dem Ringraum 11 zwischen Innen­ rohr 4 und Außenrohr 3 in Verbindung steht.

Innenrohr 4 und Außenrohr 3 sind in einer Reihe von sternförmigen Stützen 17 radial gegeneinander abgestützt, ohne daß relative Längsverschiebungen zwischen den Rohren infolge Wärmedehnungen dadurch behindert sind. Andererseits ist die Fluidströmung in dem Ringraum 11 nicht wesentlich behindert, ohne daß jedoch die Stützsterne 17 in besonderem Maße strömungsgünstig ausgestaltet wären; sie können sogar eher so konturiert sein, daß sie die Strömung verwirbeln, ohne daß damit jedoch unzulässig hohe Strö­ mungsverluste verbunden sein sollten.

Das Absorberaggregat mit Innenrohr 4 und Außenrohr 3 ist von einem Glashüllrohr 18 umgeben, wobei das Glashüllrohr zur Vermei­ dung von Verlusten beim Strahlungsübergang zum Außenrohr 3 vor­ zugsweise evakuiert sein soll. Ein entsprechend dichter Anschluß des Glashüllrohres 18 an die Stütze 14 in einem Glas-Metall- Anschweißflansch 14a ist zur Herstellung und Aufrechterhaltung des Vakuums notwendig und vorgesehen. Der radialen Abstützung ohne Behinderung relativer Längsbewegungen zwischen Glashüllrohr 18 und metallischem Außenrohr 3 dient ein Stützflansch 19, wobei im Fall entsprechender Länge des Absorbers auch mehrere Stütz­ flansche auf die Länge des Absorbers verteilt vorgesehen werden können.

Aus Stabilitätsgründen ist eine Absorberstütze 20 vorgesehen, wobei wiederum gegebenenfalls auch mehrere solcher Stützen vor­ gesehen sein können. Auch sie soll bzw. sollen die Stützung des Absorbers bewirken, ohne Längsbewegungen und Schwenkbewegungen des gesamten Kollektors zu behindern.

Ersichtlich sind sowohl das Außenrohr 3 als auch das Innenrohr 4 jeweils einstückig ausgeführt und an ihren korrespondierenden Enden "fliegend" gelagert, so daß sich Längenänderungen infolge Temperatureinwirkungen allein im Bereich der anderen Enden aus­ wirken. Dies bedeutet eine erhebliche bauliche Vereinfachung gegenüber bekannten Lösungen mit nur einem Rohr, in dessen eines Ende das Fluid eingeführt und aus dessen anderem Ende das Fluid zum Verlassen des Kollektors entnommen wird. Dabei ist das Rohr an beiden Enden gelagert und aus mehreren Abschnitten zusammen­ gesetzt, wobei die Abschnitte derart miteinander verbunden sind, daß sich die Rohrabschnitte einzeln verlängern und verkürzen können, ohne daß sie sich wechselseitig beeinflussen. Im Hinblick auf diesen aufwendigen Stand der Technik ist Gegenstand der Erfindung auch ein Kollektor mit nur einem Rohr, wobei es sich grundsätzlich um das Innenrohr 4 oder das Außenrohr 3 handeln kann, wenn dieses auch am Ende 16 offen und - wie gegebenenfalls das Innenrohr 4 als einziges Absorberrohr - mit einem offenen Ende an den Einlaß 8 und mit dem anderen offenen Ende an den Auslaß 7 angeschlossen ist. Ersichtlich hat diese Lösung nicht die zahlreichen Vorteile der in der Zeichnung dargestellten Lösung, aber doch gegenüber dem Stand der Technik immerhin noch einen erheblichen Vorteil.

Im Zusammenhang mit der Erfindung kann auch davon ausgegangen werden, daß bisher bei größeren Feldern mehrere Kollektoren zu "Loops" hintereinandergeschaltet werden, meist zwei bis vier. Hierbei dient die eine Hälfte des Loops als Hin-, die andere Hälfte als Rückleitung zur Sammelvorrohrung. Dies bedingt inak­ tive Zwischenverrohrung innerhalb der Loops mit Zusatzkosten, Wärme- und Druckverlusten, Entlüftungsproblemen (Tiefpunkte) und behinderter Zugänglichkeit (Querverbindung am Loopende).

Bei der Erfindung wird demgegenüber im Innenkreis ein für Medien­ transport nutzbarer Rohrquerschnitt frei. Dieser kann zum Hin- oder Rücktransport des im Absorber fließenden Mediums verwendet werden. Bei Wärmetransport kann z. B. das kalte Medium durch das Innenrohr zugeführt, das heiße Medium durch das Außenrohr abge­ führt werden. Sollten im Außenrohr Prozesse stattfinden, ist auch der Abtransport des Produktes (z. B. Gase) im Innenrohr denkbar.

Ein erhebliches Problem bei Solarfeldern ist der Anfahr- bzw. Übergangsbetrieb. Während dieser Zeiten ist das Wärmeträgermedium kälter als im Normalbetrieb, bzw. von ungleichmäßiger Temperatur­ verteilung. Bei Verwendung von Wärmeträgermedien mit großen Viskositätsunterschieden in Abhängigkeit von der Temperatur ergibt dies unkontrollierte Strömungsverhältnisse (z. B. Thermoöl: 250°C Viskosität wie Wasser, 10°C Viskosität wie Honig). Diese können z. B. zu Filmüberhitzung in den kälteren Absorbern oder Kurzschlüssen über die wärmeren Loops führen. Als Vorkehrungsmaß­ namen muß z. B. eine Mindesttemperatur auf ganzer Absorberlänge in jedem Loop gesichert werden, bevor diese fokussiert werden dürfen (Vorwärmbetrieb, z. B. durch Umpumpen mit Restwärme vom Vortag). Die Übergänge von Sammelverrohrung in die Loops sind besonders zu optimieren, um bei größeren Feldern gleiche Durchströmung der Loops zu erleichtern. Für die Auslegungstemperatur optimierte Pumpen sind meist nicht für längeren Betrieb bei niedrigen Tempe­ raturen geeignet (bei Thermoöl unter 10°C kann in Zentrifugalpum­ pen Totlauf auftreten).

Bei der Erfindung kann das Innenrohr als Vorrichtung zur Schnell­ vorwärmung der Absorber wirken: Nicht das gesamte Loop, sondern nur das Innenrohr muß mit Vorwärmöl gefüllt werden (meist mit ca. 200°C vom Vortag verfügbar, im Außenrohr genügen jedoch ca. 100°C zur Vermeidung von Filmüberhitzung). Dies ergibt schnelleren Anlauf des Feldes mit weniger Anlaufverlusten. Weiterhin ergeben sich durch diese Anordnung geringere Strömungsmengen pro Ein­ mündung in die Sammelleitungen, wodurch dort die Strömungsver­ hältnisse vergleichmäßigt werden.

Bei bisheriger Anordnung ist die kleinstmögliche Einheit ein Feld von zwei Kollektormodulen, sofern eine tote Rückleitung auf voller Kollektorlänge vermieden weden soll. (Kleinanlagen sind für dezentrale Prozeßwärmeerzeugung interessant. Mit heutiger Technik hat ein Kollektormodul bis zu 6 m Apertur und bis zu 100 m Länge. Dies ergibt bei 800 W/m² Einstrahlung allein schon eine thermische Leistung von ca. 300 kW). Die Erfindung ermöglicht als kleinste Einheit ein Kollektormodul mit verminderten Rücklei­ tungsverlusten. Die Anpassung an die gewünschte Leistung kann durch die Länge des Kollektormoduls erfolgen, wenn diese aus mehreren identischen Segmenten aufgebaut sind.

Innen- und Außenrohr stecken auf ganzer Länge ineinander. Das Innenrohr endet offen kurz vor dem Ende des Außenrohres. Das Außenrohr ist dort kuppenförmig abgeschlossen. Die Umlenkung des Mediums erfolgt in dieser Kuppe, alternativ teilweise auch schon vorher in entsprechenden Übertrittsspalten oder Bohrungen. Inso­ fern muß nur das Außenrohr vollkommen dicht verschweißt oder geflanscht sein. Stoßspalten im Innenrohr sind ggf. zulässig, wodurch das Montageverfahren verbilligt wird.

Unter einem noch anderen Aspekt geht die Erfindung von einem Stand der Technik aus, bei dem das Absorberrohr von einem Glas­ hüllrohr umgeben wird, um die Abstrahlungsverluste klein zu halten. Dieses kann evakuiert sein (vorhandene Verfahren). Durch die Erfindung kann auch das Glasrohr einseitig verschlossen werden, sofern am anderen Ende genügend Freiraum für die Wärme­ dehnung gelassen wird.

Die Längendehnung von Glas und Absorberrohr ist meist sehr unter­ schiedlich. Dies bedingt bei heute üblichen Konstruktionen den Einbau von Elementen zum gegenseitigen Längenausgleich. Deren Ausgleichsfähigkeit ist meist beschränkt, vor allem, wenn sie vakuumdicht sein sollen, d. h. sie müssen bei längeren Absorbern mehrfach angeordnet werden. Bei der Erfindung ist die gesamte Anordnung einseitig fest eingespannt, auf der anderen Seite sind alle drei Rohre frei ineinander beweglich.

Damit kann das Glasrohr durchgehend aufgebaut werden, mit Seg­ mentierung nur entsprechend der maximal möglichen Handhabungs­ länge. Die Evakuierung geschieht auf der Baustelle, auf der der Sonnenkollektor errichtet wird.

Von außen wird das Glasrohr durch Stützen gehalten. Diese müssen bei der Erfindung allerdings nur die relativ geringe Wärmedehnung des Glases zulassen. Innerhalb des Glasrohres stützt sich das Absorberrohr gleitend über entsprechend angeordnete Abstands­ halter oder auch auf entsprechend gestalteten Flanschen.

Die einseitig feste Einspannung des Absorbers vereinfacht den Außenanschluß. Das Anschlußelement muß bei um ihren Schwerpunkt schwenkenden Kollektorrinnen diese Bewegung aufnehmen, um extern z. B. an eine Sammelleitung anschließen zu können. Bei bisher üblichen Konstruktionen ist der Schwenkbewegung die axiale Bewe­ gung durch Längenausdehnung des Absorbers überlagert. Dies ergibt z. B. in Metallschläuchen Torsionsspannungen, die deren Lebens­ dauer erheblich verkürzen. Bei alternativ in der Schwenkachse angeordneten Drehdurchführungen bedingt bisher die Längendehnung nach wie vor deren Anschluß vom Absorber her über (kürzere) Schläuche. Bei der Erfindung entfallen die Elemente zum Ausgleich der Absorberwegungen.

Durch die weitgehend mögliche Verwendung fester Installations­ elemente und freier Dehnungslängen wird der Übergang zu anderen Medien als Thermoöl mit größeren zulässigen Drücken und Tempera­ turen erleichtert.

Durch die einseitige Anordnung von Absorberein- und -austritt kann die Schwenkbewegung in einer im Drehpunkt angeordneten zwei­ flutigen Drehdurchführung aufgenommen werden. Damit wird nur eine Drehdurchführung pro Kollektor benötigt. Außerdem wird gegenüber z. B. Wellschläuchen der Druckverlust erheblich reduziert.

Die Erfindung wurde entwickelt auf Basis von einachsig nachge­ führten Parabolrinnenkollektoren mit rohrförmigen, mediendurch­ strömten Absorbern zum Wärmetransport. Elemente der Erfindung sind analog anwendbar auf andere Konfigurationen und Prozesse.

Einige Elemente der Erfindung gestatten es, diese unter dem Begriff "koaxialer Absorber" zu fassen.

Die erfindungsgemäße Vorrichtung zeichnet sich im wesentlichen aus durch die Möglichkeit der weitgehend freien Wahl des Außen­ rohrdurchmessers nach den geometrischen Erfordernissen des Para­ bolrinnenspiegels, womit sich Abweichungen von der rechnerischen Brennlinie, die z. B. durch Fertigungstoleranzen entstehen, aus­ gleichen lassen. Durch die Wahl des Spaltabstandes zwischen Innen- und Außenrohr läßt sich die Geschwindigkeit des Fluids gezielt in den gewünschten Bereich turbulenter Strömung versetzen und auch bei geringen Kollektorlängen läßt sich durch Verringe­ rung des Ringspaltes die Durchflußmenge unabhängig vom optisch günstigen Durchmesser des Außenrohres zur Beibehaltung der hy­ draulisch erforderlichen Geschwindigkeit vermindern. Vorzugsweise werden Innen- und Außenrohr vom selben Fluid durchströmt, wodurch ein verlustarmer Wärmetransport möglich ist. Dabei kann beim Anfahrvorgang wärmeres Fluid zuerst durch das innere Rohr flie­ ßen und dadurch zu einem schnelleren Aufheizen des Fluids im Ringspalt führen, wodurch eine raschere Fokussierung des Kollek­ tors möglich ist. Andererseits kann die Strömungsrichtung des Fluids auch umgekehrt werden und zusätzlich bei Prozeßabläufen, bei denen Dämpfe oder Gase entstehen, können diese durch das Innenrohr abgeführt werden. Innen-, Außen- und Glashüllrohr sind bezüglich unterschiedlicher Längendehnungen nicht miteinander verbunden, sondern nur an einem gemeinsamen Punkt fixiert, von wo aus die verschiedenen Rohre ihre Wärmedehnungen relativ zueinander und ungehindert ohne zusätzliche Dehnungsausgleichselemente aus­ führen können. Durch die Unabhängigkeit von Kompensatoren lassen sich höhere Drücke und Temperaturen erreichen. Der Raum zwischen Glashüllrohr und äußerem Absorberrohr kann, wie erwähnt, zusätz­ lich evakuiert werden. Schließlich ist die erfindungsgemäße Vorrichtung dadurch gekennzeichnet, daß Innen- und Außenrohr durch eine zweiflutige Drehdurchführung verbunden werden können, wodurch sich die Nachführwegungen des Kollektors ohne zusätzliche Anschlußelemente durchführen lassen.

Claims (15)

1. Vorrichtung zur Nutzung der Sonnenenergie mit einem Parabol­ rinnenspiegel als Reflektor und einem in dessen Brennlinie verlaufenden rohrförmigen Absorber, durch den zur Wärmeauf­ nahme ein flüssiges Medium zwangsweise geführt ist, dadurch gekennzeichnet, daß das flüssige Medium in dem rohrförmigen Absorber (2) als ringförmige Strömung geführt ist.

2. Vorrichtung nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß ein rohrförmiges Absorberrohr (3) konzentrisch in einem vorgege­ benen Abstand einen zylindrischen Innenkörper (4) umgibt.

3. Vorrichtung nach Anspruch 2, dadurch gekennzeichnet, daß der Innenkörper ein Innenrohr (4) innerhalb eines Außenrohres (3) ist.

4. Vorrichtung nach Anspruch 3, dadurch gekennzeichnet, daß das flüssige Medium am einen Rohrende des Innenrohres (4) in dieses eingeführt wird, daß das Innenrohr am anderen Rohrende in den Ringraum (11) zwischen Innen- und Außenrohr (3, 4) mündet und daß das flüssige Medium im Bereich des erstgenannten Rohrendes aus dem Ringraum abgeführt wird.

5. Vorrichtung nach einem der Ansprüche 2-4, dadurch gekenn­ zeichnet, daß Außenrohr (3) und Innenkörper bzw. Innenrohr (4) an den in einer gemeinsamen Durchmesserebene liegenden Enden gehalten sind (Stütze 14).

6. Vorrichtung nach Anspruch 5, dadurch gekennzeichnet, daß der Innenkörper bzw. das Innenrohr (4) mit seinem offenen, freien Ende in einem Abstand vor dem geschlossenen, freien Ende des Außenrohres (3) sich befindet, unabhängig davon, welche wärme­ dehnungsbedingten Längenunterschiede zwischen Außenrohr und Innenkörper bzw. Innenrohr vorliegen.

7. Vorrichtung nach einem der Ansprüche 4-6, dadurch gekenn­ zeichnet, daß das Außenrohr (3) am freien Ende mit einer kuppelförmigen Kappe (16) verschlossen ist.

8. Vorrichtung nach Anspruch 4, dadurch gekennzeichnet, daß die Stirnseite des Innenrohres am freien Rohrende verschlossen ist und die Verbindung zwischen Innenraum des Innenrohres (4) und Ringraum (11) durch Wandungsschlitze des Innenrohres nahe seinem freien Ende bewirkt wird.

9. Vorrichtung nach einem der Ansprüche 2-8, dadurch gekenn­ zeichnet, daß der Innenkörper bzw. das Innenrohr (4) gegenüber dem Außenrohr (3) durch Stützen (17) gehalten ist, die in Rohrlängsrichtung gerichtete Gleitbewegungen zwischen Innen­ körper bzw. Innenrohr einerseits und Außenrohr andererseits zulassen und als Mittel zur zusätzlichen Verwirbelung der ringförmigen Strömung ausgebildet sind.

10. Vorrichtung nach einem der Ansprüche 4-9, dadurch gekenn­ zeichnet, daß das Innenrohr (4) aus dem Außenrohr (3) in einem Längswandbereich radial herausgeführt ist, der nahe dem Ende des Außenrohres liegt, in dem das Fluid das Außenrohr verläßt.

11. Vorrichtung nach Anspruch 10, dadurch gekennzeichnet, daß Fluideinlaß des Innenrohres (4) und Fluidauslaß des Außen­ rohres (3) von je einem Krümmer (5, 6) gebildet sind, wobei beide Krümmer in Längsrichtung der Rohre in einer gemeinsamen Radialebene aufeinanderfolgen.

12. Vorrichtung nach einem der Ansprüche 4-11, dadurch gekenn­ zeichnet, daß das Innenrohr (4) an eine Hochdruckquelle (10) und das Außenrohr (3) an einen Niederdruckbereich (12) über eine fluidführende Drehdurchführung (9) angeschlossen sind, die Längsbewegungen und Schwenkbewegungen des Absorbers (2) zulassen, die bei einem dem Sonnenstand nachführbaren Reflek­ tor entstehen.

13. Vorrichtung nach einem der Ansprüche 4-12, dadurch gekenn­ zeichnet, daß Innen- und Außenrohr (3, 4) von einem, gegebe­ nenfalls evakuierbaren, Glashüllrohr (18) umgeben sind, über dessen Lagerung die Lagerung von Innen- und Außenrohr erfolgt, wobei die Lagerung des fluidführenden Außenrohres im Glas­ gehäuse durch Mittel erfolgt, die Radialbewegungen zwischen fluidführendem Außenrohr und Glasgehäuse weitgehend aus­ schließen, relative Längsbewegungen zwischen Außenrohr und Glashüllrohr dagegen zulassen.

14. Vorrichtung nach einem der Ansprüche 4-13, gekennzeichnet durch eine von der Wärmeenergiegewinnung aus Sonnenstrahlung unabhängige Beheizbarkeit des Innenrohres.

15. Vorrichtung nach Anspruch 14, gekennzeichnet durch eine von der Wärmeenergiegewinnung aus Sonnenstrahlung unabhängige Beheizbarkeit des Strömungsmittels vor dessen Eintritt in das Innenrohr, insbesondere unter Verwendung von gespeicherter Restwärme aus einem vorhergehenden Betriebszyklus.