DE4129568A1 - Koaxialabsorber - Google Patents

Description

Die Erfindung betrifft eine Abdichtung für einen Koaxialabsorber nach dem Oberbegriff des Anspruches 1.

Die Dichteinheit (2, 3, 4, 7) muß das durch das Eigengewicht des Glashüllrohres (1, 2) verursachte Biegemoment auf den Absorberflansch (3) übertragen. Sie muß weiterhin die Abdichtung des Atmosphärendruckes gegen den zu evakuierenden Ringspalt zwischen Glashüllrohr (1) und Absorberrohr (5) gewährleisten. Sie muß weiterhin temperatur- und witterungsbeständig sein und sie muß vor allem die unterschiedlichen relativen radialen Wärmedehnungen der spiegelsymmetrisch gegenüberliegenden Glas- und Metallflansche (2, 3) bei Erhaltung der Dichtfunktion kompensieren.

Stand der Technik

Bekannt ist daß Wärmeverluste durch Wärmeleitung und Konvektion in unmittelbarer Absorbernähe durch ein den Absorber umhüllendes Glasrohr und durch Evakuierung des sich zwischen Glasrohr und Absorber befindenden Gases (insbesondere Luft), vermindert werden können.

Stellvertretend seien hierfür genannt:
DE 33 27 938 C2, DE 39 34 535 A1, DE 26 18 651 C2, DE 26 03 725 C2, DE 26 24 214 C2, DE 28 04 411 C2, DE 32 14 088 C2, DE 30 45 604 C2, DE 29 33 901 C2, DE 27 42 825 C2, DE 36 11 767 A1, DE 27 25 914 C2.

Der Sinn dieser Bestrebung ist letztendlich die Wirkungsgraderhöhung der Gesamtanlage bei gleichzeitig niedrigen Fertigungs- und Betriebskosten, also anhaltendem Unterdruck.

a ) Glas-Metall-Verschmelzung (Nr.: DE 33 27 938 C2)

Dabei wird an das Glashüllrohr aus Duranglas ein Metallflansch angeschmolzen. Der Metallflansch kann an dem Absorber befestigt werden.

Kritik

Die Verschmelzung ist teuer und fertigungs­ technisch aufwendig. Sie bedingt Zerstörung der Form bei Reparaturen im Raum, z. B. Absorberwechsel, welches ebenfalls Kosten verursacht. Die Abstützungen zwischen Glas und Absorber stehen im Widerspruch zu der Forderung den Wärmeübergang zu vermindern.

b) Rohr im Rohr: (Nr.: DE 26 18 651 C2, DE 26 03 725 C2, DE 26 24 214 C2, DE 28 04 411 C2 u. a.)

Dabei wird der Absorber axial durch ein Ende des ihn umhüllenden Glasrohres geführt und diese Anordnung axial dichtet.

Kritik

Die Dichtheit dieser Verbindung ist auf längere Zeit als unstabil anzusehen, da die durch verschiedenen Wärmeausdehnungen bedingten Kräfte radial wirken. Langzeittests bestätigen dies. Folge: Nachträgliches Evakuieren, teilweise nur im Fertigungsbetrieb möglich. Die Montage ist aufwendig.

c) Doppelglasvakuum: (Nr.: DE 32 14 088 C2, DE 29 33 901 C2, DE; 27 42 825 C2 u. a.)

Dabei kommt der evakuierte Raum nicht direkt mit dem Absorberrohr in Berührung. Dadurch zählt die Differenz der Wärmedehnungen zwischen Metall und Absorber hinsichtlich Dichtheit nicht mehr als Anforderung.

Kritik

Hohe Kosten beim Verbrauch der doppelten Glasmenge und aufwendige Fertigung. Evakuierung nur im Fertigungsbetrieb.

Der Erfindung liegt die Aufgabe zugrunde, eine zuverlässige, montagefreundliche und preiswerte Verbindung zwischen Glashüllrohr und Absorber derart zu gestalten, daß der Ringspalt zwischen Glashüllrohr und Absorber (auch und gerade bei einem nahezu beliebigen Montageort) einfachst evakuiert werden kann, und damit ein beständiger Unterdruck entsteht.

Die erfindungsgemäße Aufgabe wird wie folgt gelöst:

An das Glasrohr (1) wird ein Flansch aus Glas (2) (insbesondere Duran) angeschmolzen. Der Gegenflansch (3) wird aus Metall hergestellt und kann mit dem Absorber verschraubt (6) oder verschweißt werden. Die Abdichtung (2, 3, 4, 7) erfolgt dabei mit einem zwischen die Dichtflächen (2, 3) eingelegten Polymer-Rund-Ring. Die Verbindung der beiden Flansche (2, 3) erfolgt über einen Spannring (4) mit Innenkonus.

Die radiale Relativdehnung (Pfeil) zwischen Stahl- (3) und Glas-(2)flansch kann der Polymer-Rund-Ring (7) durch plastische Verformung bei Erhaltung der Dichtkraft ausgleichen.

Die konstruktive Gestaltung nach Anspruch 1 beinhaltet sowie für den Versuchs- als auch Realbetrieb flexible und wirtschaftliche Montage- und Demontage- Anwendungs­ möglichkeiten:

Erzielbare Vorteile für den Versuchsaufbau

Bei einem Aufbau zu Testzwecken läßt sich das Absorberrohr einfachst und wirtschaftlich wechseln. Es ist lediglich der Spannring (4) zu lösen und der Absorber (5) an seiner Befestigungsstelle (6) zu lösen. Dieser Vorgang ist öfters notwendig, um für verschiedene auf den Absorber aufgebrachte Beschichtungen Kennlinien aus Meßreihen aufstellen zu können. Daraus folgt im Gegensatz zu sonstigen Systemen die Wirtschaftlichkeit durch das nicht verlorengehende sondern wiederverwendbare Material.

Ebenso ergibt sich für den Realbetrieb, daß:
eine leichte Handhabung und die Montage vor Ort, also auf dem freien Feld und nicht notwendigerweise im Fertigungsbetrieb möglich und die Wirtschaftlichkeit durch das nicht verlorengehende sondern wiederverwendbare Material bei Wartung der Beschichtung, des Absorbers ect. gegeben ist.

Claims (3)

1. Koaxialabsorber für rinnenkonzentrierende Solaranlagen, dadurch gekennzeichnet, daß das Glashüllrohr (1), welches das Medienrohr (5) umschließt und darüber hinausragt, konzentrisch (2) an der metallenen Stelle (3) angeflanscht wird und die Dichtheit durch eine radiale Ringdichtung (7) gewährleistet wird.

2. Koaxialabsorber nach Anspruch 1 dadurch gekennzeichnet, daß die Dichtung am Flansch der Metall-Glas Verbindung radial wirkt.

3. Die Abdichtung der Glas-Metallverbindung (2, 3, 7, 4) für das Glashüllrohr eines Koaxialabsorbers nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß unterschiedliche radiale Wärmeausdehnungen kompensiert werden.