WO2009132368A1 - Tubular absorber element for solar collectors - Google Patents

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WO2009132368A1
WO2009132368A1 PCT/AT2009/000173 AT2009000173W WO2009132368A1 WO 2009132368 A1 WO2009132368 A1 WO 2009132368A1 AT 2009000173 W AT2009000173 W AT 2009000173W WO 2009132368 A1 WO2009132368 A1 WO 2009132368A1
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WO
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tube
absorber element
transfer medium
heat transfer
inner tube
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PCT/AT2009/000173
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Inventor
Richard Matthias Knopf
Original Assignee
Richard Matthias Knopf
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    • F24—HEATING; RANGES; VENTILATING
    • F24S—SOLAR HEAT COLLECTORS; SOLAR HEAT SYSTEMS
    • F24S10/00—Solar heat collectors using working fluids
    • F24S10/40—Solar heat collectors using working fluids in absorbing elements surrounded by transparent enclosures, e.g. evacuated solar collectors
    • F24S10/45—Solar heat collectors using working fluids in absorbing elements surrounded by transparent enclosures, e.g. evacuated solar collectors the enclosure being cylindrical
    • F—MECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
    • F24—HEATING; RANGES; VENTILATING
    • F24S—SOLAR HEAT COLLECTORS; SOLAR HEAT SYSTEMS
    • F24S50/00—Arrangements for controlling solar heat collectors
    • F24S50/40—Arrangements for controlling solar heat collectors responsive to temperature
    • F—MECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
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    • F24S—SOLAR HEAT COLLECTORS; SOLAR HEAT SYSTEMS
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    • F24S20/20—Solar heat collectors for receiving concentrated solar energy, e.g. receivers for solar power plants
    • F—MECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
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    • F24S40/00—Safety or protection arrangements of solar heat collectors; Preventing malfunction of solar heat collectors
    • F24S40/80—Accommodating differential expansion of solar collector elements
    • Y—GENERAL TAGGING OF NEW TECHNOLOGICAL DEVELOPMENTS; GENERAL TAGGING OF CROSS-SECTIONAL TECHNOLOGIES SPANNING OVER SEVERAL SECTIONS OF THE IPC; TECHNICAL SUBJECTS COVERED BY FORMER USPC CROSS-REFERENCE ART COLLECTIONS [XRACs] AND DIGESTS
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    • Y02E—REDUCTION OF GREENHOUSE GAS [GHG] EMISSIONS, RELATED TO ENERGY GENERATION, TRANSMISSION OR DISTRIBUTION
    • Y02E10/00—Energy generation through renewable energy sources
    • Y02E10/40—Solar thermal energy, e.g. solar towers
    • Y02E10/44—Heat exchange systems

Definitions

  • the invention relates to a tubular absorber tube for solar panels, which is formed from at least two nested tubes arranged at a mutual radial distance, wherein one tube, the supply of the fresh heat transfer medium and the other tube has the derivative of the heated heat transfer medium, wherein the supply line in or the discharge from the absorber element are adjacent and at the ends remote from the terminals of the tubes, the heat transfer medium under deflection of a pipe into the other tube, and wherein the two tubes are connected to each other in the region of the feed line and the discharge end ,
  • Such absorber tubes are e.g. From DE 2536800 Al or DE 3934535 Al or JP 56061539 Al known. All these known embodiments have in common that a more or less constant large gap is present in the deflection, through which the flow rate is not influenced.
  • the invention is now the Tempegäbe to provide an embodiment of the aforementioned type, in which due to the existing solar radiation, an automatic control of the flow rate of the heat transfer medium is achieved.
  • the deflection of the heat transfer medium causing end of the tubular absorber element is designed as a valve, wherein the mouth of the inner tube is the valve seat and the conclusion of the outer tube forms the closure body.
  • the feed line to the inner tube and the discharge can be located on the outer tube, whereby the inner tube is cooled by fresh supplied heat transfer medium, thereby increasing the response accuracy is increased.
  • the closure body may be formed in the outer tube as in the pipe end tightly inserted fitting. This makes it possible to adjust the sealing body material to the desired seal.
  • the fitting can be guided limited displaceable in the pipe end in at least the axial direction, wherein it is held to the mouth of the inner tube out by a compression spring into contact with a stop in the outer tube.
  • the outer tube may have a higher coefficient of thermal expansion than the inner tube, causing a more rapid response to the radiated heat energy.
  • a heat-shielding tube can be provided, whereby an even stronger thermal insulation between the inner and outer tube is achieved and thus excessive cooling of the outside Pipe flowing heat transfer medium is prevented by flowing in the inner tube fresh heat transfer medium.
  • the mating surface of the closure body may be the lateral surface of a circular cross-section recess with decreasing diameter away from the mouth.
  • the lateral surface is located at the outer boundary of the mouth the inner tube, whereby at the same time a centering of the inner tube is achieved with respect to the mating surface.
  • the outer tube, the inner tube and the heat-shielding tube may be adjustable and fixable with respect to each other in the axial direction.
  • the absorber tube according to the invention can be arranged in an advantageous manner along the focal line of a parabolic mirror or a converging lens, whereby the efficiency of the absorber tube is increased.
  • Fig. 1 shows a longitudinal section of the absorber tube according to the invention in the closed state.
  • Fig. 2 shows the absorber tube according to the invention in operating position of the individual parts, in Fig. 3, the end portion, which represents the valve closure, is reproduced on a larger scale.
  • Fig. 4 illustrates the individual parts of the absorber tube at very low outside temperatures at which the outer tube is more contracted than the inner tube.
  • Fig. 5 shows schematically the attachment of the absorber tube within a parabolic mirror-like reflector channel.
  • the absorber tube 1 consists of an inner tube 2 and a coaxially arranged to this outer tube 3, which is completed at the end by a fitting 4.
  • the fitting 4 opposite the mouth 5 of the inner tube 2, which is sealingly engageable on the lateral surface 6 of a recess 7 in the fitting 4 in abutment.
  • the fitting 4 is slidably disposed in a guide 8 of the outer tube 3 in the axial direction and is held by a spring 9 to stops 10 in Appendix.
  • the space between the outer tube 3 and the heat-shielding tube 11 is sealed by an annular seal to the outside.
  • the entire absorber tube 1 is located in an outer protective tube 15, which is heat-permeable and is attached via a connecting flange 16 on the outer tube.
  • the three concentrically arranged tubes namely inner tube 2, outer tube 3 and heat-shielding tube 11 are arranged displaceable to each other in the axial direction, wherein for fixing the tubes to each other flanges 17,18,19 are provided which are mounted radially projecting from tubes to these ,
  • the connecting flanges 17, 18, 19 can be fixed relative to one another via a connecting rod 20.
  • the absorber tube 1 is arranged in the focal line of a trough-shaped parabolic mirror 21 via a suspension 22.
  • the heat transfer medium comes without significant heating to the mouth 5 of the inner tube, whereby an undesirable expansion of the inner tube is prevented. Furthermore, it is also prevented by the heat-shielding pipe 11 that low-temperature incoming heat transfer medium, the already heated medium is cooled again.
  • the heating in the space between the heat-shielding tube 11 and the outer tube 3 can be carried out so far that in the end near the Ent Spotifyöffhung 3 already vaporous heat transfer medium is present.
  • the outer tube 3 again assumes the original length extension, wherein the fitting body 4 by the spring 9 in Plant is held at the mouth 5 of the inner tube 2, and thus prevents further flow of heat transfer medium.

Abstract

The object of the invention is a tubular absorber element (1) for solar collectors, comprising two tubes (2, 3) disposed one inside the other with radial separation from one another, wherein one tube comprises the feed line (2') of the fresh heat transfer medium and the other tube comprises the discharge line (3') of the heated heat transfer medium, wherein the feed line (2') and the discharge line (3') are disposed proximate to one another inside or outside the absorber element and the heat transfer medium passes over the end of the tube away from the connections and is redirected from the inner tube (2) to the outer tube (3), and wherein the two tubes are connected together in the area of the end supporting the feed line and the discharge line. By way of automatic control of the flow volume of the heat transfer medium, the end of the tubular absorber element which effects the redirecting of the heat transfer medium is designed as a valve, wherein the mouth (5) of the inner tube (2) is the valve seat and the closure of the outer tube (3) is the closing member (4).

Description

Rohrförmiges Absorberelement für Sonnenkollektoren Tubular absorber element for solar collectors
Die Erfindung bezieht sich auf ein rohrförmiges Absorberrohr für Sonnenkollektoren, welches aus zumindest zwei ineinander liegenden mit gegenseitigem radialem Abstand angeordneten Rohren gebildet ist, wobei das eine Rohr die Zuleitung des frischen Wärmeträgermediums und das andere Rohr die Ableitung des erwärmten Wärmeträgermediums aufweist, wobei die Zuleitung in bzw. die Ableitung aus dem Absorberelement benachbart sind und an dem den Anschlüssen abgewandten Enden der Rohre das Wärmeträgermedium unter Umlenken von einem Rohr in das andere Rohr übertritt, und wobei die beiden Rohre im Bereich des die Zuleitung bzw. die Ableitung tragenden Endes miteinander verbunden sind.The invention relates to a tubular absorber tube for solar panels, which is formed from at least two nested tubes arranged at a mutual radial distance, wherein one tube, the supply of the fresh heat transfer medium and the other tube has the derivative of the heated heat transfer medium, wherein the supply line in or the discharge from the absorber element are adjacent and at the ends remote from the terminals of the tubes, the heat transfer medium under deflection of a pipe into the other tube, and wherein the two tubes are connected to each other in the region of the feed line and the discharge end ,
Derartige Absorberrohre sind z.B. aus DE 2536800 Al bzw. DE 3934535 Al oder JP 56061539 Al bekannt. All diesen bekannten Ausbildungen ist gemeinsam, daß im Umlenkbereich ein mehr oder weniger konstant großer Spalt vorhanden ist, durch welchen die Durchflußmenge nicht beeinflußbar ist.Such absorber tubes are e.g. From DE 2536800 Al or DE 3934535 Al or JP 56061539 Al known. All these known embodiments have in common that a more or less constant large gap is present in the deflection, through which the flow rate is not influenced.
Der Erfindung liegt nun die Aufgäbe zu Grunde eine Ausbildung der eingangs genannten Art zu schaffen, bei welcher auf Grund der vorhandenen Sonneneinstrahlung eine selbsttätige Regelung der Durchflußmenge des Wärmeträgermediums erzielt wird.The invention is now the Aufgäbe to provide an embodiment of the aforementioned type, in which due to the existing solar radiation, an automatic control of the flow rate of the heat transfer medium is achieved.
Erfindungsgemäß wird dies dadurch erreicht, daß das, das Umlenken des Wärmeträgermediums bewirkende Ende des rohrförmigen Absorberelements als Ventil ausgebildet ist, bei welchem die Mündung des inneren Rohres der Ventilsitz ist und der Abschluß des äußeren Rohres den Abschlußkörper bildet. Durch eine solche Ausbildung wird erreicht, daß je nach Intensität der Wärmeeinstrahlung der Durchfluß dadurch selbsttätig geregelt wird, daß sich das äußere Rohr auf Grund der Sonneneinstrahlung stärker dehnt als das innere Rohr. Je nach Temperaturdifferenz am äußeren und am inneren Rohr verändert sich der Spalt zwischen dem Rohrende des inneren Rohres und dem Abschluß des äußeren Rohres, d.h., daß bei stärkerer Wärmeeinstrahlung und damit größerer Wärmedehnung des äußeren Rohres der Spalt größer wird und bei Verringerung der Sonneneinstrahlung auf Grund der geringeren Temperaturdifferenz zwischen äußerem und innerem Rohr die Größe des Durchtrittspaltes verringert wird. Sobald keine Temperaturdifferenz zwischen den beiden Rohren vorhanden ist, was z.B. in der Nacht sein wird, ist der Spalt komplett geschlossen, so daß die Zirkulation des Wärmeträgermediums unterbunden ist. In einer besonders bevorzugten Ausbildung kann sich die Zuleitung am inneren Rohr und die Ableitung am äußeren Rohr befinden, wodurch das innere Rohr von frischen zugeführten Wärmeträgermedium gekühlt wird, so dass dadurch die Ansprechgenauigkeit erhöht wird. Weiters kann der Abschlußkörper im äußeren Rohr als in das Rohrende dicht eingesetztes Paßstück ausgebildet sein. Dadurch ist es möglich, den Abschlußkörper materialmäßig an die gewünschte Dichtung anzupassen. Dabei kann das Paßstück in dem Rohrende in zumindest axialer Richtung begrenzt verschiebbar gefuhrt sein, wobei es zur Mündung des inneren Rohres hin durch eine Druckfeder in Anlage an einem Anschlag im äußeren Rohr gehalten ist. Dadurch wird erreicht, daß für den Fall, daß auf Grund äußerer Einflüsse das äußere Rohr stärker gekühlt ist als das innere Rohr, ein Dehnungsausgleich insofern ermöglicht ist, als das Paßstück bei zu starker Längenreduktion des äußeren Rohres ausweichen kann, wodurch eine Stauchung und damit gegebenenfalls verbundene Verformungen des Innenrohres verhindert sind. Durch die Anlage des Paßstückes an einem Anschlag im äußeren Rohr wird das Öffnen des Ventils bei Längendehnung des äußeren Rohres in Bezug auf das innere Rohr nicht behindert, da damit das Paßstück durch die Dehnung des äußeren Rohres von der Mündung in gewünschter Weise wegbewegbar ist.According to the invention this is achieved in that the, the deflection of the heat transfer medium causing end of the tubular absorber element is designed as a valve, wherein the mouth of the inner tube is the valve seat and the conclusion of the outer tube forms the closure body. Such a design ensures that, depending on the intensity of the heat radiation, the flow is automatically regulated by the fact that the outer tube expands more strongly than the inner tube due to the solar radiation. Depending on the temperature difference at the outer and inner tube, the gap between the pipe end of the inner tube and the conclusion of the outer tube, ie, that at higher heat radiation and thus greater thermal expansion of the outer tube, the gap is larger and reducing the sunlight on the ground the smaller temperature difference between the outer and inner tube, the size of the passage gap is reduced. Once there is no temperature difference between the two tubes, which will be, for example, at night, the gap is completely closed, so that the circulation of the heat transfer medium is prevented. In a particularly preferred embodiment, the feed line to the inner tube and the discharge can be located on the outer tube, whereby the inner tube is cooled by fresh supplied heat transfer medium, thereby increasing the response accuracy is increased. Furthermore, the closure body may be formed in the outer tube as in the pipe end tightly inserted fitting. This makes it possible to adjust the sealing body material to the desired seal. In this case, the fitting can be guided limited displaceable in the pipe end in at least the axial direction, wherein it is held to the mouth of the inner tube out by a compression spring into contact with a stop in the outer tube. This ensures that in the event that due to external influences, the outer tube is more cooled than the inner tube, a strain compensation is possible insofar as the fitting can yield to excessive length reduction of the outer tube, creating a compression and thus, where appropriate Connected deformations of the inner tube are prevented. By the installation of the fitting piece to a stop in the outer tube, the opening of the valve during elongation of the outer tube with respect to the inner tube is not hindered because it allows the fitting is moved away by the elongation of the outer tube of the mouth in the desired manner.
Um die Steuerungswirkung des Abschlußventils in Bezug auf die Einstrahlungstemperatur zu erhöhen, kann das äußere Rohr einen höheren Wärmedehnungskoeffizienten aufweisen als das innere Rohr, was bewirkt, daß ein rascheres Ansprechen auf die eingestrahlte Wärmeenergie erfolgt. Weiters kann zumindest in einem an die Ableitung für das Wärmeträgermedium anschließenden Teilbereich in den Zwischenraum zwischen äußerem und innerem Rohr ein Wärme abschirmendes Rohr vorgesehen sein, wodurch eine noch stärkere thermische Isolierung zwischen innerem und äußerem Rohr erreicht wird und damit ein zu starkes Abkühlen des im äußerem Rohr strömendem Wärmeträgermediums durch das im inneren Rohr strömenden frischem Wärmeträgermediums verhindert wird. Dazu kann das die Wärme abschirmende Rohr mit seinem zur Mündung des inneren Rohres hin weisenden Ende dichtend am Außenmantel des inneren Rohres anliegen, womit der Zwischenraum zwischen innerem Rohr und Wärme abschirmendem Rohr als Isolationsraum wirkt. Für eine verbesserte Dichtwirkung des Paßkörpers in Bezug auf die Mündung des inneren Rohres kann die Paßfläche des Abschlußkörpers die Mantelfläche einer im Querschnitt kreisförmigen Ausnehmung mit sich von der Mündung weg verringerndem Durchmesser sein. Damit liegt die Mantelfläche an der äußeren Begrenzung der Mündung des inneren Rohres an, wodurch gleichzeitig auch eine Zentrierung des inneren Rohres in Bezug auf die Paßfläche erreicht wird.In order to increase the control effect of the shut-off valve with respect to the irradiation temperature, the outer tube may have a higher coefficient of thermal expansion than the inner tube, causing a more rapid response to the radiated heat energy. Furthermore, at least in a subsequent to the discharge for the heat transfer medium portion in the space between the outer and inner tube, a heat-shielding tube can be provided, whereby an even stronger thermal insulation between the inner and outer tube is achieved and thus excessive cooling of the outside Pipe flowing heat transfer medium is prevented by flowing in the inner tube fresh heat transfer medium. For this purpose, the heat-shielding tube with its mouth facing the inner tube end facing sealingly abut the outer shell of the inner tube, whereby the gap between the inner tube and heat shielding tube acts as an isolation space. For an improved sealing effect of the fitting body with respect to the mouth of the inner tube, the mating surface of the closure body may be the lateral surface of a circular cross-section recess with decreasing diameter away from the mouth. Thus, the lateral surface is located at the outer boundary of the mouth the inner tube, whereby at the same time a centering of the inner tube is achieved with respect to the mating surface.
Um eine Voreinstellung in Bezug auf das gewünschte Ansprechen des Ventils bei Wärmeeinstrahlung zu erzielen, kann das äußere Rohr, das innere Rohr und das Wärme abschirmende Rohr j e in Bezug zueinander in axialer Richtung verstell- und festlegbar sein.In order to achieve a preselection with respect to the desired response of the valve when exposed to heat, the outer tube, the inner tube and the heat-shielding tube may be adjustable and fixable with respect to each other in the axial direction.
Das erfindungsgemäße Absorberrohr kann in vorteilhafter Weise entlang der Brennlinie eines Parabolspiegels bzw. einer Sammellinse angeordnet sein, wodurch der Wirkungsgrad des Absorberrohres erhöht ist.The absorber tube according to the invention can be arranged in an advantageous manner along the focal line of a parabolic mirror or a converging lens, whereby the efficiency of the absorber tube is increased.
Aus dem bereits genannten Stand der Technik ist es zwar bekannt, Absorberrohre entlang der Brennlinie eines im Querschnitt parabolförmigen Rinnenspiegels anzuordnen, jedoch ist bei diesen bekannten Ausbildungen die erfϊndungsgemäße Regelung der Durchflußmenge nicht gegeben. Die Anordnung des erfindungsgemäßen Absorberrohres innerhalb des Spiegels erhöht auch die Ansprechgeschwindigkeit des Ventils, da aufgrund der Fokusierung ein rasches Erwärmen des äußeren Rohres erreicht ist. In der Zeichnung ist ein Ausfuhrungsbeispiel des Erfindungsgegenstandes dargestellt.Although it is known from the already cited prior art to arrange absorber tubes along the focal line of a cross-sectionally parabolic trough mirror, the regulation of the flow rate according to the invention is not given in these known embodiments. The arrangement of the absorber tube according to the invention within the mirror also increases the response speed of the valve, since due to the focusing a rapid heating of the outer tube is achieved. In the drawing, an exemplary embodiment of the subject invention is shown.
Fig. 1 zeigt einen Längsschnitt des erfindungsgemäßen Absorberrohres im geschlossenen Zustand. Fig. 2 zeigt das erfindungsgemäße Absorberrohr bei in Betrieb befindlicher Stellung der einzelnen Teile, wobei in Fig. 3 der Endbereich, der den Ventilabschluß darstellt, im größeren Maßstab wiedergegeben ist. Fig. 4 veranschaulicht die einzelnen Teile des Absorberrohres bei sehr niedrigen Außentemperaturen, bei welcher das äußere Rohr stärker kontrahiert ist als das innere Rohr. Fig. 5 zeigt schematisch die Anbringung des Absorberrohres innerhalb einer parabolspiegelartigen Reflektorrinne.Fig. 1 shows a longitudinal section of the absorber tube according to the invention in the closed state. Fig. 2 shows the absorber tube according to the invention in operating position of the individual parts, in Fig. 3, the end portion, which represents the valve closure, is reproduced on a larger scale. Fig. 4 illustrates the individual parts of the absorber tube at very low outside temperatures at which the outer tube is more contracted than the inner tube. Fig. 5 shows schematically the attachment of the absorber tube within a parabolic mirror-like reflector channel.
Das Absorberrohr 1 besteht aus einem inneren Rohr 2 und einem koaxial zu diesem angeordneten äußeren Rohr 3, das am Ende durch ein Paßstück 4 abgeschlossen ist. Dem Paßstück 4 gegenüber liegt die Mündung 5 des inneren Rohres 2, welche an der Mantelfläche 6 einer Ausnehmung 7 im Paßstück 4 dichtend in Anlage bringbar ist. Das Paßstück 4 ist in einer Führung 8 des äußeren Rohres 3 in axialer Richtung verschiebbar angeordnet und wird durch eine Feder 9 an Anschlägen 10 in Anlage gehalten.The absorber tube 1 consists of an inner tube 2 and a coaxially arranged to this outer tube 3, which is completed at the end by a fitting 4. The fitting 4 opposite the mouth 5 of the inner tube 2, which is sealingly engageable on the lateral surface 6 of a recess 7 in the fitting 4 in abutment. The fitting 4 is slidably disposed in a guide 8 of the outer tube 3 in the axial direction and is held by a spring 9 to stops 10 in Appendix.
In den Zwischenraum zwischen innerem Rohr 2 und äußerem Rohr 3 ist ein Wärme abschirmendes Rohr 11 eingesetzt, das mit seinem in dem Zwischenraum hineinragendem Ende durch eine Dichtung 12 gegen die Außenwandung des inneren Rohres 2 abgedichtet ist. m dem Zwischenraum zwischen der Außenwandung des wärmeabschirmenden Rohres 11 und der Innenwandung des äußeren Rohres 3 ist ein schraubenlinienförmig verlaufender Führungseinsatz 13 eingesetzt, durch welchen das Wärmeträgermedium entlang dieser Schraubenlinien an der Innenwandung des äußeren Rohres entlang geführt wird.In the space between the inner tube 2 and outer tube 3, a heat-shielding tube 11 is inserted, which is sealed with its projecting into the gap end by a seal 12 against the outer wall of the inner tube 2. In the space between the outer wall of the heat-shielding tube 11 and the inner wall of the outer tube 3 is a helically extending Inserted guide insert 13, through which the heat transfer medium is guided along these helices along the inner wall of the outer tube.
Der Zwischenraum zwischen dem äußeren Rohr 3 und dem Wärme abschirmenden Rohr 11 ist durch eine Ringdichtung nach außen abgedichtet. Das gesamte Absorberrohr 1 befindet sich in einem äußeren Schutzrohr 15, das wärmedurchlässig ist und über einen Verbindungsflansch 16 am äußeren Rohr angebracht ist.The space between the outer tube 3 and the heat-shielding tube 11 is sealed by an annular seal to the outside. The entire absorber tube 1 is located in an outer protective tube 15, which is heat-permeable and is attached via a connecting flange 16 on the outer tube.
Die drei konzentrisch angeordneten Rohre, nämlich inneres Rohr 2, äußeres Rohr 3 und Wärme abschirmendes Rohr 11 sind zueinander in Axialrichtung verschiebbar angeordnet, wobei zur Festlegung der Rohre zueinander Flansche 17,18,19 vorgesehen sind, die radial von Rohren abstehend an diesen angebracht sind. Die Verbindungsflansche 17,18,19 sind über einen Verbindungsstab 20 gegeneinander festlegbar.The three concentrically arranged tubes, namely inner tube 2, outer tube 3 and heat-shielding tube 11 are arranged displaceable to each other in the axial direction, wherein for fixing the tubes to each other flanges 17,18,19 are provided which are mounted radially projecting from tubes to these , The connecting flanges 17, 18, 19 can be fixed relative to one another via a connecting rod 20.
Wie aus Fig. 2 ersichtlich ist, ist das Absorberrohr 1 in der Brennlinie eines rinnenfbrmigen Parabolspiegels 21 über eine Aufhängung 22 angeordnet.As can be seen from FIG. 2, the absorber tube 1 is arranged in the focal line of a trough-shaped parabolic mirror 21 via a suspension 22.
Im Ruhezustand haben die einzelnen Teile die in Fig. 1 wiedergegebene Stellung. Das bedeutet, daß die Mündung 5 des Innenrohres 2 dichtend an der Mantelfläche 7 der Ausnehmung 6 des Paßstückes 4 anliegt. Beginnt nun eine Wärmestrahlung auf das Absorberrohr einzuwirken, dann dehnt sich zunächst das äußere Absorberrohr, insbesondere aufgrund des höheren Wärmedehnungskoeffizienten, aus, womit dann das Paßstück 4 über die Anschläge 8 mitgenommen und von der Mündung 5 entfernt wird. Damit wird die Mündung freigegeben, so daß über die Zufuhr 2' zugeführtes Wärmeträgermedium aus dem Innenrohr 2 unter Umlenkung in das äußere Rohr 3 übertreten kann, wobei es dann entlang der Führung 13 schraubenlinienformig zur Entnahmeöffhung 3' für das Wärmeträgermedium geführt wird. Aufgrund des Wärme abschirmenden Rohres 11 kommt das Wärmeträgermedium ohne nennenswerte Erwärmung zur Mündung 5 des inneren Rohres, wodurch ein unerwünschtes Ausdehnen des inneren Rohres verhindert wird. Weiters wird durch das Wärme abschirmende Rohr 11 auch verhindert, daß mit niedriger Temperatur einströmende Wärmeträgermedium das bereits erwärmte Medium wieder abgekühlt wird. Die Erwärmung im Zwischenraum zwischen dem Wärme abschirmenden Rohr 11 und dem äußeren Rohr 3 kann dabei so weit erfolgen, daß im Endbereich nahe der Entnahmeöffhung 3 bereits dampfförmiges Wärmeträgermedium vorliegt.At rest, the individual parts have the reproduced in Fig. 1 position. This means that the mouth 5 of the inner tube 2 sealingly abuts the lateral surface 7 of the recess 6 of the fitting 4. If a thermal radiation now begins to act on the absorber tube, the outer absorber tube initially expands, in particular because of the higher coefficient of thermal expansion, with which the fitting 4 is then taken over the stops 8 and removed from the mouth 5. Thus, the mouth is released, so that via the supply 2 'supplied heat transfer medium from the inner tube 2 can deflect under deflection in the outer tube 3, wherein it is then guided along the guide 13 schraubenlinienformig for Entnahmeöffhung 3' for the heat transfer medium. Due to the heat-shielding tube 11, the heat transfer medium comes without significant heating to the mouth 5 of the inner tube, whereby an undesirable expansion of the inner tube is prevented. Furthermore, it is also prevented by the heat-shielding pipe 11 that low-temperature incoming heat transfer medium, the already heated medium is cooled again. The heating in the space between the heat-shielding tube 11 and the outer tube 3 can be carried out so far that in the end near the Entnahmeöffhung 3 already vaporous heat transfer medium is present.
Sobald die Wärmeeinstrahlung zurückgeht bzw. aufhört, nimmt das äußere Rohr 3 wieder die ursprüngliche Längenerstreckung ein, wobei der Paßkörper 4 durch die Feder 9 in Anlage an die Mündung 5 des inneren Rohres 2 gehalten wird, und damit dann weiteren Durchfluß von Wärmeträgermedium verhindert.As soon as the heat radiation decreases or ceases, the outer tube 3 again assumes the original length extension, wherein the fitting body 4 by the spring 9 in Plant is held at the mouth 5 of the inner tube 2, and thus prevents further flow of heat transfer medium.
Wenn aufgrund äußerer Witterungsbedingungen und aufgrund des höheren Wärmedehnungskoeffizienten des äußeren Rohres 3, dieses eine Kontraktion in Bezug auf das innere Rohr 2 ausführt, dann kann aufgrund des Dehnungsausgleiches über die Feder 9 das Paßstück 4 von den Anschlägen 10 abgehoben werden, womit eine stärkere Kältekontraktion des äußeren Rohres in Bezug auf das innere Rohr ausgeglichen wird. If due to external weather conditions and due to the higher thermal expansion coefficient of the outer tube 3, this performs a contraction with respect to the inner tube 2, then the fitting 4 can be lifted from the stops 10 due to the expansion compensation on the spring 9, whereby a stronger cold contraction of the outer tube is balanced with respect to the inner tube.

Claims

Patentansprüche claims
1. Rohrförmiges Absorberelement für Sonnenkollektoren, welches aus zumindest zwei ineinander liegenden mit gegenseitigem radialem Abstand angeordneten Rohren gebildet ist, wobei das eine Rohr die Zuleitung des frischen Wärmeträgermediums und das andere Rohr die Ableitung des erwärmten Wärmeträgermediums aufweist, wobei die Zuleitung und die Ableitung in bzw. aus dem Absorberelement benachbart angeordnet sind und an dem den Anschlüssen abgewandten Enden der Rohre das Wärmeträgermedium unter Umlenken von einem Rohr in das andere Rohr übertritt, und wobei die beiden Rohre im Bereich des die Zuleitung bzw. die Ableitung tragenden Endes miteinander verbunden sind, dadurch gekennzeichnet, daß das, das Umlenken des Wärmeträgermediums des rohrfδrmigen Absorberelements bewirkende Ende als Ventil ausgebildet ist, bei welchem die Mündung (5) des inneren Rohres (2) der Ventilsitz ist und der Abschluß des äußeren Rohres1. A tubular absorber element for solar collectors, which is formed from at least two nested tubes disposed at a mutual radial distance, wherein the one tube, the supply of the fresh heat transfer medium and the other tube has the derivative of the heated heat transfer medium, wherein the supply and the discharge in or . Are arranged adjacent to the absorber element and at the ends of the tubes facing away from the terminals, the heat transfer medium by deflecting from a tube into the other tube, and wherein the two tubes are connected to each other in the region of the feed line or the discharge end, characterized characterized in that the deflecting of the heat transfer medium of the rohrfδrmigen absorber element causing end is formed as a valve, wherein the mouth (5) of the inner tube (2) is the valve seat and the termination of the outer tube
(3) den Abschlußkörper (4) bildet.(3) forms the closure body (4).
2. Absorberelement nach Anspruch I5 dadurch gekennzeichnet, das sich die Zuleitung (2') am inneren Rohr (2) und die Ableitung (3') am äußeren Rohr (3) befinden.2. absorber element according to claim I 5, characterized in that the supply line (2 ') on the inner tube (2) and the discharge line (3') on the outer tube (3) are located.
3. Absorberelement nach Anspruch 1 oder 2, dadurch gekennzeichnet, daß der Abschlußkörper (4) im äußeren Rohr als in das Rohrende dicht eingesetztes Paßstück ausgebildet ist.3. absorber element according to claim 1 or 2, characterized in that the closure body (4) is formed in the outer tube as in the pipe end tightly inserted fitting.
4. Absorberelement nach Anspruch 3, dadurch gekennzeichnet, daß das Paßstück4. absorber element according to claim 3, characterized in that the fitting
(4) in dem Rohrende in zumindest axialer Richtung begrenzt verschiebbar geführt ist, wobei es zur Mündung (5) des inneren Rohres (2) hin durch zumindest eine Druckfeder (9) in(4) is guided displaceably limited in at least axial direction in the pipe end, wherein it to the mouth (5) of the inner tube (2) through at least one compression spring (9) in
Anlage an einem Anschlag (10) im äußeren Rohr (3) gehalten ist.Attachment to a stop (10) in the outer tube (3) is held.
5. Absorberelement nach einem der Ansprüche 1 bis 4, dadurch gekennzeichnet, daß das äußere Rohr (3) einen höheren Wärmedehnungskoeffizienten aufweist als das innere Rohr (2). 5. absorber element according to one of claims 1 to 4, characterized in that the outer tube (3) has a higher coefficient of thermal expansion than the inner tube (2).
6. Absorberelement nach einem der Ansprüche 1 bis 5, dadurch gekennzeichnet, daß, zumindest in einem an die Ableitung (3') für das Wärmeträgermedium anschließenden Teilbereich, in den Zwischenraum zwischen äußerem (3) und innerem (2) Rohr ein Wärme abschirmendes Rohr (11) vorgesehen ist.6. absorber element according to one of claims 1 to 5, characterized in that, at least in a subsequent to the discharge line (3 ') for the heat transfer medium portion, in the space between the outer (3) and inner (2) tube a heat-shielding tube (11) is provided.
7. Absorberelement nach Anspruch 6, dadurch gekennzeichnet, daß das Wärme abschirmende Rohr (11) mit seinem zur Mündung des inneren Rohres (2) hin weisenden Ende (12) dichtend am Außenmantel des inneren Rohres (2) anliegt.7. absorber element according to claim 6, characterized in that the heat-shielding tube (11) with its to the mouth of the inner tube (2) pointing towards the end (12) sealingly against the outer jacket of the inner tube (2).
8. Absorberelement nach einem der Ansprüche 1 bis 7, dadurch gekennzeichnet, daß die Paßfläche des Abschlußkörpers (4) die Mantelfläche (7) einer im Querschnitt kreisförmigen Ausnehmung (6) mit sich von der Mündung weg verringerndem Durchmesser ist.8. absorber element according to one of claims 1 to 7, characterized in that the mating surface of the closure body (4) is the lateral surface (7) of a circular cross-section recess (6) with decreasing diameter away from the mouth.
9. Absorberelement nach einem der Ansprüche 1 bis 8, dadurch gekennzeichnet, daß das äußere Rohr (3), das innere Rohr (2) und das Wärme abschirmende Rohr (11) je in Bezug zueinander in zumindest axialer Richtung verstell- und festlegbar sind.9. absorber element according to one of claims 1 to 8, characterized in that the outer tube (3), the inner tube (2) and the heat-shielding tube (11) each adjustable in relation to each other in at least the axial direction and can be fixed.
10. Absorberelement nach einem der Ansprüche 1 bis 9, dadurch gekennzeichnet, daß das Absorberrohr (1) entlang der Brennlinie eines Parabolspiegels (21) bzw. einer Sammellinse angeordnet ist. 10. absorber element according to one of claims 1 to 9, characterized in that the absorber tube (1) along the focal line of a parabolic mirror (21) or a converging lens is arranged.
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