DE7715140U1 - Sonnenkollektor - Google Patents

Description

Die Erfindung betrifft einen Sonnenkollektor mit zwei miteinander verbundenen Platten, die zwischen sich einen Kanal einschließen, der sich zwischen Ein- und Auslauf schlangenlinienförmig über die Plattenfläche erstreckt.

Es wurde bereits vorgeschlagen, einen Sonnenkollektor der eingangs angegebenen Art mit einer Zwangsführung des zu erwärmenden Fluids durch Pressen von Blechplatten auszubilden, die dann miteinander verbunden werden. Diese Art der Herstellung ist jedoch sehr aufwendig und teuer.

Der Erfindung liegt die Aufgabe zugrunde, einen Sonnenkollektor der eingangs angegebenen Art so auszubilden, daß er sehr einfach und damit billig hergestellt werden kann.

7715140 01.09.77

-Z-

Dies wird nach der Erfindung dadurch erreicht, daß die Platten zur Abdichtung längs der Ränder und zur -Ausbildung von Stegen, welche die Kanalabschnitte voneinander trennen, durch eine Schweißnaht miteinander verbunden sind und daß die Platten zwischen den Verbindungsstellen durch Fluiddruck aufgewölbt sind.

Zur Herstellung eines solchen Sonnenkollektors können auf die gewünschte Größe zugeschnittene Blechplatten übereihandergelegt und vorzugsweise durch Rollschweißen längs der Ränder und der auszubildenden Stege miteinander verbunden werden, worauf dann durch Einleiten von unter Druck stehendem Wasser oder durch Druckluft die Platten zur Ausbildung von Kanälen aufgewölbt werden. Gegenüber einem Preßwerkzeug, das in der Herstellung teuer ist und wegen des Verschleißes zudem nur für eine begrenzte Anzahl von Preßvorgängen verwendet werden kann, ergibt sich durch die erfindungsgemäße Ausgestaltung eine äußerst einfache, zeit- und kostensparende Herstellung.

Bei einer breiteren Auslegung der Strömungskanäle kann es aus statischen Gründen zweckmäßig sein, die beiden Blechplatten im Bereich der Kanäle durch Punktschweißsteilen zusätzlich miteinander zu verbinden, so daß beim Aufwölben der Platten eine ausreichend starke Verbindung vorhanden ist.

Eine beispielsweise Ausführungsform nach der Erfindung wird nachfolgend anhand der Zeichnung näher erläutert. Es zeigen

Fig. 1 eine Draufsicht auf einen Sonnenkollektor, Fig. 2 einen Schnitt längs der Linie A-A und Fig. 3 eine andere Ausführungsform.

In Fig. 1 ist mit 1 eine rechteckige Blechplatte bezeichnet, die auf einer Blechplatte 1' mit gleichen Abmessungen liegt. Diese beiden Platten sind längs der Ränder durch Rollschweißen mit einer Schweißnaht 2 dicht verbunden. Über die Fläche der Platten erstrecken sich Schweißnähte 3, die ebenfalls durch ·

7715140 01.09.77

Rollschweißen ausgebildet werden und so angeordnet sind, daß sich für die Zwangsführung des durch den Sonnenkollektor geleiteten Fluids eine schlangenlinienförmige Strömungsbahn zwischen dem Einlauf 4 und dem Auslauf 5 ergibt. Die zwischen den Schweißnähten 2 und 3 ausgebildeten Kanäle nehmen praktisch die gesamte Fläche der Platten ein, so daß das durch den Sonnenkollektor geleitete Wasser die gesamte Kollektorfläche bestreicht.

Nach dem Verbinden der beiden Platten 1 und 1' durch die Rollschweißnähte 2 und 3 werden im Bereich der Kanäle Punktschweißstellen 6 vorgesehen, die gleichfalls die beiden Platten 1 und 1' miteinander verbinden. Diese Punktschweißstellen v/erden vorzugsweise in Längsrichtung der Kanäle bzw. längs der Strömungsrichtung hintereinander in bestimmten Abständen ausgebildet. Je nach Breite der vorgesehenen Kanäle kann nur eine einzelne Reihe von Punktschweißstellen oder es können auch mehrere Reihen vorgesehen werden. Bei dem dargestellten Ausführungsbeispiel sind im Bereich eines Kanalabschnittes zwei Reihen von Punktschweißstellen vorgesehen.

Nachdem die beiden Platten 1 und 1^f auf diese Weise miteinander verbunden sind, wird durch Einleiten von Druckluft oder durch eine unter Druck stehende Flüssigkeit im Innern des Kollektors ein derartiger Druck aufgebaut, daß sich die beiden Platten in den Bereichen, in denen sie nicht miteinander verbunden sind, voneinander abheben und aufwölben, wie es in Fig. 2 gezeigt ist.

Beim Aufwölben der miteinander verbundenen ebenen Blechplatten wird zweckmäßigerweise ein entsprechend hoher Druck im Innern des Kollektors aufgebaut. Zur Begrenzung der Aufwölbung und zur Ausbildung einer gleichmäßig über die Plattenfläche verteilten Aufwölbung werden beiderseits der Platten 1 und 1' Anlageflächen 7 vorgesehen, wie sie in Fig. 2 schematisch angedeutet sind. Durch den Abstand dieser Anlageflächen 7 kann

7715140 oi.09.77

* t

die Höhe der Aufwölbung der Platten 1 und 1' und damit das Volumen des Kollektors bzw. der Strömungsquerschnitt der Strömungskanäle, eingestellt v/erden.

Bei der Ausführungsform nach Fig. 3 sind die die Strömungskanäle begrenzenden Schweißnähte 3 so eng nebeneinanderliegend angeordnet, daß auf Punktschweißstellen zwischen diesen Schweißnähten aus statischen Gründen verzichtet werden kann, da die Schweißnähte allein den beim Aufwölben auftretenden Beanspruchungen standhalten. Bei der breiteren Auslegung der Strömungskanäle, wie sie die Fig. 1 schematisch zeigt, kann aus statischen Gründen eine gewisse Anzahl von zusätzlichen Punktschweißstellen 6 erforderlich sein.

Die Punktschweißstellen 6 begünstigen eine turbulente Strömung des durch den Kollektor geleiteten Wassers, wodurch wiederum der Wärmeübergang begünstigt wird. Diese Ausgestaltung eignet sich insbesondere für großflächige Kollektoren, während bei Kollektoren kleinerer Fläche die Ausführungsform nach Fig. 3 vorgesehen werden kann.

Die Ein- und Auslaufstutzen 4 und 5 können so angeordnet werden, daß sie im wesentlichen in der Ebene der Platten liegen, wie dies in den Fig. 1 und 2 dargestellt ist. Bei der Fertigung kann ein Rohrstutzen zwischen die beiden Platten gelegt und dann mit diesen verschweißt werden. Vorzugsweise hat dabei dieser Rohrstutzen eine entsprechende Querschnittsform, beispielsweise eine flache Querschnittsform, wodurch das Einsetzen zwischen den beiden Platten erleichtert wird. Die Ein- und Auslaufstutzen können aber auch senkrecht zur Plattenfläche liegen, wie es die Fig. schematisch zeigt. Hierbei kann in den Platten eine Bohrung vorgesehen werden, an der ein Rohrstutzen festgeschweißt wird.

Die erfindungsgemäße Bauweise eines Sonnenkollektors ist in vielfältiger Hinsicht von Vorteil. So können Blechplatten beliebiger Größe und unterschiedlichster Umrißform

7715140 01.09.77

vorgesehen werden, ohne daß sich dadurch nennenswerte Änderungen in der Herstellungsanlage ergeben. Es kann in einfacher Weise eine Anpassung des Kollektors an vorgegebene Abmessungen vorgesehen vier den, beispielsweise ist es auch möglich, ¹On der Rechteckform abweichende Umrißformen vorzusehen, beispielsweise dreieckige oder runde Formgebungen, wobei jeweils durch die Anordnung der Schweißnähte 3 ein Zwangsdurchlauf des Wassers praktisch über die gesamte Kollektorfläche vorgesehen wird. Damit können auch zur Verfügung stehende Flächen für. die Sonneneinstrahlung ausgenutzt werden, die mit einem üblichen rechteckigen Kollektor nicht mehr genutzt werden können.

Der Schweißvorgang bei der Kollektorherstellung ist sehr einfach, da nur glatte Flächen geschweißt werden müssen. Entsprechend einfach ist auch der Farbauftrag auf den Kollektorflächen.

Das für die Kollektorherstellung verwendete Material ist üblicherweise Stahl, es kann aber auch ohne weiteres Edelstahl bzw. nicht rostender,korrosionsfester Stahl vorgesehen werden, ohne daß dadurch das Herstellungsverfahren geändert werden muß. Kollektoren aus korrosionsfestem Stahl sind insbesondere zum Aufheizen von Freiluftschwimmbecken geeignet. Das durch verschiedene Zusätze aggressive Wasser kann direkt durch die Kollektoren geleitet werden, so daß auf einen Wärmeaustauscher verzichtet v/erden kann, der üblicherweise zwischen Badewasser und dem durch die Kollektoren strömenden Heizwasser vorgesehen wird.

Es können verschiedene Blechstärken vorgesehen werden, wobei die Aufwölbung, v/ie oben bereits angegeben, durch eine vorgegebene Einspannung der Platten und/oder durch den eingeleiteten Druck beeinflußt werden kann.

7715140 01.09.77

Insgesamt ergibt sich eine vielfältige Gestaltungsmöglichkeit bei sehr geringen Herstellungskosten. Die Schweißnähte können anhand einer Schablone aufgebracht werden, wobei auch die Punktschweißstellen, soweit sie vorgesehen werden, in beliebige- Anordnung nach einer Schablone vorgesehen werden können.

7715140 0109.77

Claims (4)

1. Sonnenkollektor mit zwei miteinander verbundenen Platten, die zwischen sich einen Kanal einschließen, ■ der sich zwischen Ein- und Auslauf Schlangenlinienförmig über die Plattenfläche erstreckt, dadurch gekennzeichnet, daß die Platten (1, 1') zur Abdichtung längs der Ränder und zur Ausbildung von Stegen, welche die einzelnen Kanalabschnitte voneinander trennen, durch eine Schweißnaht (2, 3) miteinander verbunden sind und daß die Platten zwischen den Verbindungsstellen durch Fluiddruck aufgewölbt sind.

2. Sonnenkollektor nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß die Platten (1, 1^!) im Bereich zwischen den Schweißnähten (2, 3) durch Punktschweißstellen (6) miteinander verbunden sind.

3. Sonnenkollektor nach den Ansprüchen 1 und 2, dadurch gekennzeichnet, daß die Schweißnähte (2, 3) durch Rollschweißen ausgebildet sind.

4. Sonnenkollektor nach den Ansprüchen 2 und 3, dadurch gekennzeichnet, daß die Schweißpunkte (6) in gleichmäßigen Abständen längs der Kanäle bzw. längs der Strömungsrichtung hintereinander ausgebildet sind.

7715140 0109.77