DE7604684U1

DE7604684U1 - Strahlungsthermalkonverter

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Publication number: DE7604684U1
Application number: DE7604684U
Authority: DE
Original assignee: Individual
Current assignee: Individual
Priority date: 1976-02-18
Filing date: 1976-02-18
Publication date: 1977-01-27

Description

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.DR. HANS KARL HACH 6950 mösbach, den

Ü ■'* WALDSTAOf : M₁RSCHSTR. A Telefon 3131 (Vorwahl oeaei)

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Klaus Rennebeck, Blumenstrasse 16, 7317 Wendungen

Die Erfindung betrifft einen Strahlungsthermalkonverter mit einem als Flüssigkeitsleitung ausgebildeten Wärmestrahlungsabsorberrohr, das, durch Vakuum gegen Wärmeableitung nach außen isoliert, innerehalb eines für Wärmestrahlung durchlässigen AbdecVrohres untergebracht ist.

Bei einem bekannten Konverter dieser Art ist der Innenraum des Abdeckrohrs evakuiert. Das Abdeckrohr muß zu diesem Zweck an beiden Enden vakuumdicht ausgeführt werden und die für das Absorberrohr erforderlichen Durchführungen müssen vakuumdicht ausgeführt werden. Das ist aufwendig und es ist Aufgabe der Erfindung, diesen Aufwand zu vermeiden.

Die Erfindung ist dadurch gekennzeichnet, daß das Abdeckrohr doppel J wandig mit evakuiertem Wandzwischenraum ausgebildet ist.

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Nach der Erfindung kann das Abdeckrohr als fix und fertige Baueinheit, also auch fertig evakuiert, bereitgestellt werden und es sind keine Durchführungen aus dem Vakuum heraus erforderlich. Der Innenraum des Abdeckrohres, in dem das Absorberrohr untergebracht ist, ist nicht evakuiert, es genügt, ihn so weit abzuschließen, daß unnötige Luftzirkulation vermieden wird, wozu sehr einfach ausgebildete Absperrungen ausreichen.

Bei dem bekannten Heliokonverter ist das Abdeckrohr halbseitig verspiegelt und wird mit diesem Spiegel in den Sonneneinfall gerichtet. Will man den bekannten Konverter dem Lauf der sonne nachführen oder nach jus tieren, dann muß man ihn insgesamt mit dem Absorber-* rohr drehen und das erfordert entsprechende aufwendige Vorkehrungen bei den Flüssigkeitszuleitungen für das Absorberrohr. Die damit verburi denen Aufwendungen sind bei einer Weiterbildung der Erfindung vermeidbar, die dadurch gekennzeichnet ist, daß das Abdeckrohr gerade ist und kreisrunden Querschnitt hat und um seine Längsachse gegenüber dem Absorberrohr auf einem Umfangssektor verspiegelt ist, und daß das Absorberrohr im Brennlinienbereich des so gebildeten Spiegels angeordnet ist«

Die nach dieser Weiterbildung vorgesehene drehbare Lagerung ist deshalb ohne großen Aufwand zu bewerkstelligen, weil der Innenraum des Abdeckrohrs nicht vakuumdicht abgedichtet sein muß, vielmehr eine ganz einfache Abdichtung genügt, die sich auch in Verbindung mit einer Drehlagerung ohne großen Aufwand ausgestalten läßt.

Bei einem Strahlungsthern»alkonverter nach der Erfindung ist auch die Beleuchtungslichtstärke verwertbar. Die von den vorgesehenen Spiegeln reflektierte Lichtstrahlung kann man zur Beleuchtung von Räumen in diese hineinspiegeln. Diese Beleuchtung ist günstiger als die mit Sonnenlicht, weil Sonnenlicht von Wärmestrahlung begleitet wird, die bei Strahlungsthermalkonvertern nach der Erfindung jedoch weitgehend im Absorberrohr absorbiert wurde. Bei der erwähnten eingespiegelten Beleuchtung handelt es sich also weitgehend um kaltes Licht und man spart es sich, besonders im Sommer, übermäßige mit der Tageslichtbeleuchtung eingestrahlte

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Wärme durch teure Kälte- und Klimaanlagen wieder abzuführen. Bemerkenswert ist auch die ästhetische Wirkung eines Rasters aus mehreren nebeneinander angeordneten Strahlungsthermalkonvertern, das der Architekt in seine Gestaltung, zum Beispiel als Deckenraster, einbeziehen kann, wobei von Vorteil ist, daß die Erfindung einen großen Freiheitsgrad hinsichtlich der Anordnung der erforderlichen Anschlüsse liefert. Strahlungsthermalkonverter nach der Erfindung rasterartig zu mehreren aneinandergereiht können als Dachdeckungseinheit, Fassadenelement und als Deckenlichtelement und dergleichen vorgesehen sein.

Weitere Einzelheiten der Erfindung werden anhand der beigefügten Zeichnung näher erläutert.

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In der Zeichnung zeigt:

Figur 1

Figur 2

ein Abdeckrohr für einen HeliokonVerter nach der Erfindung im Längsschnitt,

eine andere Ausführungsform eines Abdeckrohrs für einen Heliokonverter nach der Erfindung im Längsschnitt

Figur 3

Figur 4

Figur 5

Figur 6

Figur 7 Figur 8 Figur 9 Figur

Figur 11

im Längsschnitt einen Heliokonverter nach der Er-.findung mit einem Abdeckrohr nach Figur 2,

im Längsschnitt ein zweites Ausführungsbeispiel eines Heliokonverters nach der Erfindung mit einem Abdeckrohr nach Figur 1,und einseitigem Anschluß von Absorberrohr und Rückleitung,

im Längsschnitt ein drittes Ausführungsbeispiel nach der Erfindung mit einem Abdeckrohr nach Figur 1 und zwei an gegenüberliegenden Seiten angeschlos-Absorberrohren mit zugehörigen Rückleitungen,

im Längsschnitt ein viertes Ausführungsbeispiel nach der Erfindung mit einem Abdeck'Ohr nach Figur 1 und durchgehendem, beidseitig angeschlossenem Absorber rohr ,

den Schnitt VIi aus Figur 1, den Schnitt VIII aus Figur 3, den Schnitt IX aus Figur 6,

den durch die strichpunktierte Linie X aus Figur umfahrenen Teil,

den durch die strichpunktierte Linie XI aus Figur umfahrenen Teil,

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Figur 12 den Schnitt XII aus Figur 3»

Figur 13 im schnitt XIII aus Figur 3 lediglich das Absorberrohr , und ir

Figur 14 den Schnitt XIV aus Figur 11.

Die Zeichnungen sind unter sich nicht maßstabgerecht gezeichnet.

Gemäß Figur 1 ist mit 1 ein Abdeckrohr bezeichnet, das 'doppelwandig ist. Der Wandzwischenraum 2 ist vakuumdicht und evakuiert. Das Abdeckrohr 1 hat kreisrunden Querschnitt, erstreckt sich geradlinig und ist an beiden Enden offen. Mit 3 ist in Figur 2 ein Abdeckrohr bezeichnet, das an seinem einen Ende verschlossen ist. Die Doppelwand erstreckt sich über diesen Verschluß und der Zwischenraum 4 ist vakuumdicht und evakuiert. Das Abdeckrohr 3 ist geradlinig ur.l hat kreisrunden Querschnitt. |

Die beiden Abdeckrohre 1 und 3 bestehen aus Glas", und zwar aus einer

I Glassorte, durch die Wärmestrahlung möglichst verlustfrei hindurch- v!

fallen kann. I

Das Abdeckrohr 1 ist auf seiner in Figur 1 und 7 unten gezeichneten Hälfte verspiegelt. Die aus silber bestehende Spiegelschicht 5 ist j vergröbert eingezeichnet und liegt auf der den Zwischenraum 2 außen umgebenden Wandfläche, so daß sie innerhalb des Vakuums vor äußeren Einwirkungen geschützt ist. Bei dem Ausführungsbeispiel nach Figur 2 | ist die Spiegelschicht 7 auf die innere Wandfläche des Abdeckrohrs 3 aufgetragen.

Bei dem Ausführungsbeispiel nach Figur 3 ist ein Abdeckrohr 1o vorgesehen, das genauso ausgebildet ist wie das Abdeckrohr 3 aus Figur 2* Die Spiegelschicht ist mit 11 bezeichnet. Das offene Ende des Abdeckrohrs 1o ist auf einen sockel 12 gesteckt und auf diesem drehbar um seine Längsachse 13 gelagert und gehaltert. Zu diesem Zweck

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ve ist der Sockel 12, wie aus Figur 11 ersichtlich, einen Flans'eh 14 auf, auf den das offene Ende 15 des Äbdöckrohres'Ίο' bündig'piM und

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mit einer Ringdichtung 16 abgedichtet ist. Die Ringdichtung 16 braucht nicht luftdicht zu schließendes genügt, daß sie unnötigen Luftaustausch zwischen dem Innenraum 8 des Abdeckrohres 1ο und der äußeren Umgebung behindert. Das Abdeckrohr Io kann auf dem durch—' nicht dargestellte Haltemittel fixierten Sockel 12 von Hand gedreht, verden, wobei das Ende 15 auf dem Flansch 14 gleitet. Man kann für diesen Zweck aber auch einen nicht dargestellten Drehantrieb vorsehen, der im Ende 15 angreift. Das Abdeckrohr 1ο ist steif und an dem Sockel 12 gehaltert. Wenn diese Halterung nicht ausreicht, empfiehlt sich eine Abstützung am freien Ende, wie durch den Pfeil 9 angedeutet. Der sockel 12 weist einen von außen zugänglichen Zulauf·* stutzen 17 und einen ebenfalls von außen zugänglichen Ablaufstutzen 18 auf. Der Zulaufstutzen 17 führt über innerhalb des Sockels 12 verlegte Kanäle 19, 2o an eine stirnseitige Zulaufmündung 21 und der Ablaufstutzen führt über innerhalb des Sockels verlegte Kanäle 22, 23 an eine stirnseitige, die Zulaufmündung 21 konzentrisch umgebende ringförmige Ablaufmündung 24. An der Stirnseite 28 des Sockels ist flüssigkeitsdicht das Absorberrohr 25 mit seinem einen Ende 26 befestigt. Dieses Ende 26 hat kreisrunden Querschnitt, wie aus Figur 13 ersichtlich, und verjüngt sich aus dem in Figur 11 sichtbaren Abschnitt in den aus Figur 13 sichtbaren langgestreckten Querschnitt 27. Das Absorberrohr ist geradlinig und steif und an seinem freien Ende, wie aus Figur io ersichtlich, verschlossen, und auf seinem ganzen Umfang, um die Wärmestrahlungsabsorption zu erhöhen, mit einem nur in Figur 1o angedeuteten schwarzen Anstrich 3o beschichtet. Innerhalb des Absorberrohrs 25 erstreckt sich das ebenfalls steife an seinem sockelfernen Ende 31 offene Rücklaufro'rir 32, das sockelseitig an ein Zwischenstück 33 angeschlossen ist und auch von diesem gehaltert wird. Das Zwischenstück 33 weist zwei sich kreuzende Flüssigkeitskanäle auf. Mit dem ersten Flüssigkeitskanal 34 wird das Rücklaufrohr 32 an die Ablaufmündung 24 angeschlossen und mit dem zweiten Kanal 35 wird die Zulaufmündung 21 an den innerhalb des Absorberrohrs 25^BShöch freien, das Rücklauf rohr umgebenden Strömungsraum 36 des Absorberrohrs 25 angeschlossen.

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Flüssigkeit, die durch den Heliokonverter durch die einstrahlende Sonnenstrahlung erhitzt werden soll, wird an dem Zulaufstutzen 17 eingedrückt, strömt über die Kanäle 19, 2o in den Strömungsraum 36 zum Ende 26 hin und wird auf dem Wege durch das Absorberrohr 25 erhitzt. Die nun erhitzte Flüssigkeit tritt, wie durch die Pfeile aus Figur io angedeutet, in da9 Rücklaufrohr 32 ein und 3trömt jber das Zwischenstück 33, den Flüssigkeitskanal 34, zur Ablaufmündung 24, und über die Kanäle 22, 23 zum Ablaufstutzen 18, wo sie abgenommen wird. Das Absorberrohr 25 befindet sich im Interesse optimaler Energieausbeute im Bereich der Brennlinie der spiegelschicht 7 und erstreckt sich, um den einfallenden Wärmestrahlen eine möglichst breite Absorptionsfläche zu bieten, mit seiner längsten Querschnittsachse entlang dem Durchmesser 41 des Abdeckrohres. Das Abdeckrohr 1o kann, um den Spiegel 7 immer möglichst weitgehend auf den jeweiligen Sonnen-; stand einzurichten oder auch um den Spiegel bei der Montage einmal auf einen Optimalwert einzustellen, um die Achse 13 gedreht werden, ohne daß das irgendwelchen Einfluß hat auf die übrigen Teile, insbe- · sondern den feststehenden Sockel 12 und das feststehende Absorberrohr 25.

Das Ausführungsbeispiel nach Figur 4 unterscheidet sich von dem nach Figur 3 lediglich dadurch, daß anstelle des . Abdeckrohrs aus Figur ein beidseitig offenes aus Figur 1 verwendet wird. Dieses beidseitig offene Abdeckrohr ist mit 45 bezeichnet und an seinem, dem sockel 46 fernen Ende 47 _t durch einen stopfen 48 verschlossen, der jedoch keinen luftdichten Verschluß bilden muß, es genügt, wenn er unnötigen Luftaustausch zwischen dem Inneren des Abdeckrohrs 45 und der Umgebung behindert.

Das Ausführungsbeispiel nach Figur 5 weist beidseitig je einen Sockel 6o, 61 auf, der so ausgebildet ist wie der sockel 1?. aus Figur 3. Zu jedem der sockel gehört ein Absorberrohr 59 , 62 mit Rücklaufrohr 63, 64. Die Teile 60, 61 und 63 aus Figur 5 sind genauso ausgebildet wie die entsprechenden Teile aus Figur 3, das gleiche gilt für die Teile 59 » ^{62 un}^ ⁶4. Das Abdeckrohr 65 ist doppelt so lang wie das Abdeckrohr 10, so daß die Absorberrohre 59 und 62, die genauso lang sind wie das Absorberrohr 25, sich je i'ber die Hälfte der Gesamtlänge des Abdeckrohrs 65 erstrecken.

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Die Sockel 60, 61 mit den Absorberrohren 59, 62 sind feststehend und das Abdeckrohr 65 ist mit beiden Enden auf die Sockel aufgesteckt, dort drehbar um seine Längsachse 66 gelagert und hinreichend abgedichtet. Die Verspiegelung des Abdeckrohrs, die sich wie die Verspiegelung 5 über den halben Umfang erstreckt, ist mit 67 bezeichnet.

Bei dem Ausführungsbeispiel nach Figur 6 ist das Abdeckrohr 70 beidseitig offen, wie das aus Figur 1 ur? ■ mit beiden Enden drehbar um die Längsachse 71 auf je einen feststehenden Sockel 72, 73 gesteckt und dort hinreichend abgedichtet. Der Sockel 72 weist einen ZuIeitungsstutzen 75 auf, an den das zulaufseitiae Ende des Absorberrohrs 76 angeschlossen ist und der Sockel 73 weist einen Ablaufstutzen 77 auf, an den das ablaufseitige Ende des Absorberrohrs angeschlossen ist. Das Absorberrohr 76 ist durch die beiden Sockel 72, 73 gehaltert, steif und geschwärzt r.id erstreckt sich entlang der Brennlinie der Verspiegelung 78, die sich ihrerseits über den halben Umfang erstreckt. Ein dem Rücklaufrohr 32 entsprechendes Rücklaufrohr ist bei diesem Ausführungsbeispiel entbehrliehe

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- 1 - Meine Akte: P 25

31. Januar 1976.

ANSPRÜCHE

1* Strahlungsthermalkonverter mit einem als Flüssigkeitsleitung ausgebildeten Wärmestrahlungsabsorberrohr, das, durch Vakuum gegen Wärmeableitung nach außen isoliert, innerhalb eines für Wärmestrahlung durchlässigen Abdeckrohres untergebracht ist, dadurch gekennzeichnet, daß das Abdeckrohr ( 1 ) doppelwandig mit evakuiertem Wandzwischenraum ( 2 ) ausgebildet ist.

2· Konverter nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß das Abdeckrohr ( 10 ) gerade ist und kreisrunden Querschnitt hat und um seine Längsachse ( 13 ) gegenüber dem Absorberrohr ( 25 ) drehbar gelagert ist* und daß das Abdeckrohr auf einem Umfangssektor verspiegelt ist, und daß das Absorberrohr im Brennlinienbereich des so gebildeten Spiegels ( 11 ) angeordnet ist.

3. Konverter nach Anspruch 1 oder 2, dadurch gekennzeichnet,

daß das Innere des Abdeckrohrs ( 10 ) gegen Luftaus-' ' tausch nach außen abgesperrt ist.

4» Konverter nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, daß das Absorberrohr ( 25 ) in ein an sein Zulaufende ( 26 ) zurückführendes, innerhalb des Absorberrohr.es verlegtes Rücklauf rohr ( . 32 ) mündet, daß

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"das Zulaufende des Absorberrohrs und das Ablaufende des Rücklaufrohres an getrennte Anschlußleitungen ( 19,20; 22, 24 )· eines Sockels (12 ) angeschlossen ist und befestigt ist, an welchem sockel auch das eine Ende des Abdeckrohrs ( 25 ) gelagert ist.

5. Konverternach Anspruch 4, dadurch gekennzeichnet, daß beide Enden des Abdeckrohrs ( 45 ) an je einem sockel ( 46, 48 ) gelagert sind, von -welchen Sockeln je ein Ab-

., sorberrohr ( 59, 62 ) mit Rücklauf rohr ( 63, 64 ) ausgeht, die sich je nur über einen Teilbereich, gemeinsam jedoch über die ganze Länge des Abdeckrohrs er stre/ken.

6« Konverternach Anspruch 4 oder 5? dadurch gekennzeichnet, dafl das Absorberrohr ( 1O ) an seinem zulauffernen Ende verschlossen ist.

7. Konverternach einem der Ansprüche 1 bis 3, dadurch gekennzeichnet, daß das Zulaufende des Absorberrohrs ( 70 ) an eine Zulaufleitung ( 75 ) eines ersten Sockels (72 ) angeschlossen und an diesem Sockel be^cestigt ist, daß das Ablaufende des Absorberrohrs an eine Abläufleitung ( 77 ) des zweiten Sockels (73 ) angeschlossen und an dem zweiten Sockel befestigt ist, und daß die beiden Enden des Abdeckrohrs ( 70 ) an diesen beiden Sockeln gelagert sind«

8. Konverter nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, daß das Absorberrohr ( 25 ) langgestreckten Querschnitt hat und so innerhalb des mit kreisrundem Querschnitt ausgebildeten Abdeckrohrs (10 ) angeordnet ist, daß der Durchmesser des Abdeckrohrs mit der längsten Achse des Querschnitts des Absorberrohrs zusammenfällt.