DE2948216A1 - Solar collector evaporating liq. in tube - has rotatable reflecting concave metal sheet with tube in focal plane at focal distance - Google Patents
Solar collector evaporating liq. in tube - has rotatable reflecting concave metal sheet with tube in focal plane at focal distanceInfo
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Abstract
Description
Vorrichtung zur Aufnahme von Wärme aus solarer StrahlungDevice for absorbing heat from solar radiation
Die Erfindung betrifft eine Vorrichtung zur Aufnahme ton Wärme aus solarer Strahlung durch ein in wenigstens einem Rohr geführtes Fluid flüssigen oder dampfförmigen Aggregatzustandes, insbesondere unter Oberftihrung des Fluides vom flüssigen in den dampfförmigen Zustand, wobei dem gegebenenfalls mit einem Speicherbehälter verbundenen Rohr eine Bestrahl fläche zugeordnet ist.The invention relates to a device for absorbing heat from ton solar radiation through a fluid or liquid guided in at least one pipe vaporous aggregate state, in particular with the fluid from the liquid into the vaporous state, which optionally with a storage container connected pipe is assigned an irradiation area.
Bekannte Vorrichtungen dieser Art, sogenannte Sonnenkollektoren, bestehen zumeist aus Hohikörpern mit geschwärzter Oberfläche. Diese erwärmt sich durch die auftreffenden Sonnenstrahlen und gibt Wärme an das im Inneren des Hohlkörpers strömende Fluid ab.Known devices of this type, so-called solar panels, exist mostly made of hollow bodies with a blackened surface. This heats up through the incident sun rays and gives heat to the inside of the hollow body flowing Fluid from.
Ein Sonnenkollektor nach der GB-PS 869 747 besteht aus einem ebenen Blech mit kanalartigen Einformungen, in denen Rohre verlaufen; diese zueinander parallelen Rohre sind kopfseitig mit einem Zulauf- bzw. Ablaufrohr verbunden. Die tragende Fläche kann beispielsweise aus Kupfer bestehen und nimmt die Wärme auf, die sie dann zum Fluid weiterleitet.A solar collector according to GB-PS 869 747 consists of a flat one Sheet metal with channel-like indentations in which pipes run; these to each other parallel pipes are connected at the head with an inlet or outlet pipe. the load-bearing surface can be made of copper, for example, and absorbs the heat, which it then passes on to the fluid.
Der Nachteil solcher Kollektoren mit wärmeleitenden Flächen und Rohren ist in den unverhältnismäßig hohen Werkstoff- und Materialkosten zu sehen, die derzeit etwa bei DM 1.000,-- je qm liegen.The disadvantage of such collectors with thermally conductive surfaces and pipes can be seen in the disproportionately high material and material costs that are currently are around DM 1,000 per square meter.
Angesichts dieser Gegebenheiten hat sich der Erfinder das Ziel gesetzt, eine Vorrichtung der eingangs erwähnten Art zu schaffen, welche in sehr einfacher Weise aufgebaut werden kann und geringe Gestehungskosten verursacht, die aber andererseits mit einem hohen Wirkungsgrad ausgestattet ist.In view of these circumstances, the inventor has set himself the goal of to create a device of the type mentioned, which in a very simple It can be built up in a way that has low production costs, but on the other hand is equipped with a high degree of efficiency.
Zur Lösung dieser Aufgabe führt, daß als Bestrahlfläche wenigstens ein dem/den Rohr/en in Abstand zugeordnetes gekrümmtes Blech mit reflektierender Oberfläche dient und der Abstand zwischen diesem und dem Rohr etwa der Brennweite eines von der Oberfläche gebildeten Hohlspiegels entspricht.To achieve this object leads that as an irradiation area at least a curved sheet metal with reflective Surface is used and the distance between this and the tube is about the focal length corresponds to a concave mirror formed by the surface.
Vorteilhafterweise verläuft das Rohr in der Brennebene dieses Hohlspiegels.The tube advantageously runs in the focal plane of this concave mirror.
Nach einem weiteren Merkmal der Erfindung werden die Bleche in einem einfachen Gestell aus gegebenenfalls verzinkten Stahlprofilen in gekrümmter Lage gehalten. Dieses Gestell ist bevorzugtermaßen um eine Achse drehbar und/oder gegen den Stellgrund neigbar ausgebildet, so daß die Spiegelfläche auf den jeweiligen Tages- und Jahresstand der Sonne eingestellt werden kann. Diese Einstellung kann in an sich bekannter Weise durch Photozellen oder dgl. gesteuert werden.According to a further feature of the invention, the sheets are in one simple frame made of possibly galvanized steel profiles in a curved position held. This frame is preferably rotatable about an axis and / or designed to be inclined against the base, so that the mirror surface on the respective day and year position of the sun can be set. This setting can be controlled in a manner known per se by photocells or the like.
Ein weiteres Merkmal der einfachen Konstruktion istt daß das gekrümmte Blech mit 2wei gegenüberliegenden Kanten in profilartigen Halterungen ruht, welche an Querst egen des Gestelles befestigt sind; das Blech kann einfach in Nuten der Halterungen eingeschoben und allein durch den Abstand der Halterungen voneinander in seiner gekrümmten Lage gehalten werden.Another feature of the simple construction is that the curved Sheet metal with 2 two opposite edges rests in profile-like brackets, which are attached to cross bars egen of the frame; the sheet metal can easily be inserted in the grooves Brackets pushed in and solely by the distance between the brackets be held in its curved position.
Im Rahmen der Erfindung liegt es, daß eine der profilartigen Halterungen für das Blech an einer Seite eines U-Profiles festgelegt ist, das an seiner anderen Seite eine entsprechende Halterung für ein anderes Blech trägt. Dieses U-Profil liegt in der Fokalebene des Hohlspiegels, und seine Mittelachse bildet eine Symmetriegerade für die Vorrichtung.It is within the scope of the invention that one of the profile-like brackets for the sheet metal on one side of a U-profile is set, that on its other Side carries a corresponding bracket for another sheet. This U-profile lies in the focal plane of the concave mirror, and its central axis forms a line of symmetry for the device.
Nach einer weiteren MaBgabe schneidet eine durch die beiden äußeren Halterungen für die Bleche gelegte Gerade eine Verbindungsgerade von Rohr und U-Profil etwa in halber Brennweite des Hohlspiegels, was zu einer besonders günstigen Lage des Rohres gegenüber diesem Hohlspiegel führt.According to another measure, one cuts through the two outer ones Brackets for the sheet metal A straight line connecting the pipe and the U-profile about half the focal length of the concave mirror, which makes for a particularly favorable location of the tube leads to this concave mirror.
Die äußeren Halterungen für die Bleche sind mit einem Grundrahmen des Gestelles durch Diagonalstreben verbunden, welche in den Resultierenden der auf die Halterungen durch die gekrümmten Bleche ausgeübten Kräfte verlaufen.The outer brackets for the sheets are with a base frame of the frame connected by diagonal struts, which in the resultant the forces exerted on the brackets by the curved sheets.
Von besonderer Bedeutung ist die Ausbildung des Fluidrohres, welches an seiner dem Hohlspiegel abgekehrten Seite eine Isolierung aufweist. Zum einen hat es sich als sinnvoll erwiesen, die Oberfläche des Rohres wenigstens teilweise mit sie vergrößernden Ein- oder Ausformungen zu versehen, zum anderen kann das Rohr in einen Zuströmraum und in einen Abströmraum für das Fluid unterteilt sein, beispielsweise durch zwei koaxiaSgelegte Rohre unterschiedlichen Durchmessers.Of particular importance is the design of the fluid pipe, which has an insulation on its side facing away from the concave mirror. On the one hand it has proven to be useful to at least partially remove the surface of the pipe to provide them with enlarging indentations or formations, on the other hand, the pipe be divided into an inflow space and an outflow space for the fluid, for example by means of two coaxial pipes of different diameters.
Auch ist es denkbar, mehrere Rohre in der aus der GB-PS 869 747 bekannten Weise miteinander durch eine Fläche oder Brücke aus wärmeaufnehmendem Werkstoff zu verbinden.It is also conceivable to use several pipes in the one known from GB-PS 869 747 Way with each other through a surface or bridge made of heat-absorbing material connect to.
Insgesamt bildet die geschilderte Vorrichtung eine sehr einfache Möglichkeit zur Energieaufnahme aus Sonnenstrahlung, und es sind bereits bis zu 250 kcal/m² bei einer Aussentemperatur von 80 und bedecktem Himmel gemessen worden; der Herstellungspreis für Sonnenkollektoren von etwa 6 qm entspricht dem weiter oben genannten Preis für 1 qm anderer Systeme.Overall, the device described is a very simple option to absorb energy from solar radiation, and it is already up to 250 kcal / m² measured at an outside temperature of 80 and an overcast sky; the manufacturing price for solar collectors of about 6 square meters corresponds to the above-mentioned price for 1 sqm of other systems.
Weitere Vorteile, Merkmale und Einzelheiten der Erfindung ergeben sich aus der nachfolgenden Beschreibung bevorzugter Ausführungsbeispiele sowie anhand der Zeichnung; diese zeigt in Fig. 1: eine Schrägsicht auf eine erfindungsgemäße Vorrichtung; Fig. 2: die Draufsicht in Pfeilrichtung y der Fig. 1; Fig. 3: und Fig. 4: mehrere vergrößerte Querschnitte durch ein Detail der Fig. 2 in weiteren Ausführungsarten; Fig. 5: ein Detail der Fig. 2 in vergrößertem Querschnitt; Fig. 6: den Längsschnitt durch das Detail der Fig. 5; Fig. 7: eine der Fig. 5 entsprechende Darstellung eines weiteren Ausführungsbeispieles des Details.Further advantages, features and details of the invention result can be derived from the following description of preferred exemplary embodiments and based on the drawing; this shows in Fig. 1: an oblique view of an inventive Contraption; FIG. 2: the top view in the direction of arrow y in FIG. 1; FIG. Fig. 3: and Fig. 4: several enlarged cross-sections through a detail of FIG. 2 in further embodiments; FIG. 5: a detail of FIG. 2 in an enlarged cross-section; FIG. Fig. 6: the longitudinal section by the detail of FIG. 5; FIG. 7: a representation corresponding to FIG. 5 further embodiment of the detail.
Von einem Drehsockel 1 ragt ein Gestell 2 mit einem Grundrahmen 3 und einem damit über Querstege 4 verbundenen U-Profil 5 auf.A frame 2 with a base frame 3 protrudes from a swivel base 1 and a U-profile 5 connected to it via transverse webs 4.
An beiden Flankenseiten 6 des U-Profiles 5 verlaufen daran 7 befestigte Nutprofile/aus Holz oder Kunststoff, deren Nuten 8 in Abstand i vom Grundrahmen 3 angeordnet sind.On both flank sides 6 of the U-profile 5 run 7 fastened thereon Groove profiles / made of wood or plastic, their grooves 8 at a distance i from the base frame 3 are arranged.
Jedem dieser Nutprofile 7 ist parallel ein äußeres Halteprofil 9 zugeordnet, das an Außenstegen 10 der Länge a des Grundrahmens 3 s itzt. Der Abstand n zwischen beiden Halteprofilenentspricht etwa dem Vierfachen der Außensteglänge a.Each of these groove profiles 7 is assigned an outer holding profile 9 in parallel, that on outer webs 10 of length a of the base frame 3 s. Of the The distance n between the two retaining profiles is approximately four times the length of the outer web a.
In jedes der am U-Profil 5 festliegenden NutprofiS 7 wird eine Längskante 11 eines biegbaren Bleches 12 der beispielsweisen Länge h von 200 bis 250 mm und der beispielsweisen Breite b von 100 bis 125 mm eingesteckt; in Fig. 1 ist das umgebogene Blech 12 bei 12 gestrichelt angedeutet. Durch das Anfügen der anderen Längskante 13 des Bleches 12 an das zugeordnete Halteprofil 9 entsteht eine teilzylindrische Fläche 14 vom Radius r um den gedachten Zylindermittelpunkt M (Fig. 2). Beide Blechflächen 14 bilden einen Hohlspiegel 20, in dessen durch die Vorrichtungsachse A und eine Gerade F bestimmte Fokalebene ein Wasserrohr 19 parallel zum Hohlspiegel 20 angebracht ist.A longitudinal edge is inserted into each of the groove profiles 7 fixed on the U-profile 5 11 of a bendable sheet 12 of the example length h from 200 to 250 mm and the example width b of 100 to 125 mm inserted; in Fig. 1 this is bent over Sheet 12 indicated by dashed lines at 12. By adding the other long edge 13 of the sheet 12 to the associated holding profile 9 is a partially cylindrical Area 14 of radius r around the imaginary cylinder center M (Fig. 2). Both sheet metal surfaces 14 form a concave mirror 20, in which through the device axis A and a A water pipe 19 is attached parallel to the concave mirror 20, just F specific focal plane is.
Die vom Hohlspiegel 20 abgekehrte Außenseite des Wasserrohres 19 ist mit einer Isolierschicht 18 versehen. Der Abstand f des Wasserrohres 19 von der Sehne S des Hohlspiegels 20 entspricht etwa deren Maximalabstand k vom Hohlspiegel 20, in dessen Fläche das U-Profil 5 einen schwächer reflektierenden Streifen im Schatten des Wasserrohres 19 ergibt. Dessen Abstand m vom weiter oben beschriebenen Zylindermittelpunkt M entspricht etwa der Summe der Abstände f und k.The outside of the water pipe 19 facing away from the concave mirror 20 is provided with an insulating layer 18. The distance f of the water pipe 19 from the The chord S of the concave mirror 20 corresponds approximately to its maximum distance k from the concave mirror 20, in the surface of which the U-profile 5 has a less reflective strip in the Shadow of the water pipe 19 results. Its distance m from the one described above The cylinder center M corresponds approximately to the sum of the distances f and k.
Der Hohlspiegel 20 ist auf dem Drehsockel 1 in Pfeilrichtung z schwenkbar und gegenüber dem Stellgrund B in einem Winkel W neigbar. Der Antrieb hierzu ist übersichtlichkeitshalber in der Zeichnung vernachlässigt, ebenso die zur Steuerung dienenden Fotozellen.The concave mirror 20 can be pivoted on the rotating base 1 in the direction of the arrow z and can be inclined at an angle W with respect to the actuating base B. The drive for this is For the sake of clarity, neglected in the drawing, as well as that for the control serving photocells.
Die Ausführungsbeispiele der Wasserrohre 19 der Fig. 3 und 4 zeigen runde Rohrquerschnitte an; die Querschnitte können jedoch auch halbkreisförmig oder polygon gestaltet sein.The embodiments of the water pipes 19 of FIGS. 3 and 4 show round pipe cross-sections; however, the cross-sections can also be semicircular or be polygonal.
Das Wasserrohr 19 der Fig. 4 ist zur Vergrößerung der Oberfläche mit radialen Rippen 40 versehen; statt dieser Rippen 40 kann die Rohrwandung auch quersci ittlich gewellt sein und/oder Noppen, Zapfen oder andere der Oberflächenvergrößerung dienende Aus- bzw. Anformungen aufweisen.The water pipe 19 of FIG. 4 is to enlarge the surface with radial ribs 40 provided; Instead of these ribs 40, the pipe wall can also crosswise ittlich be corrugated and / or knobs, pegs or other surface enlargement have serving shapes or formations.
Im Ausführungsbeispiel der Fig. 5 ist ein Wasserrohr 19k mit einem exzentrisch gelagerten Innenrohr 30 dargestellt.In the embodiment of Fig. 5 is a water pipe 19k with a eccentrically mounted inner tube 30 is shown.
Durch den Zwischenraum 31 zwischen Innenrohr 30 und Außenrohr 29 fließt Wasser zu (Pfeil x) und wird durch das Innere 28 des Innenrohrs 30 abgezogen (Pfeile t in Fig. 6, welche den Längsschnitt durc. koaxiale Rohre 29,30 erkennen läßt).Flows through the space 31 between the inner pipe 30 and the outer pipe 29 Water to (arrow x) and is drawn off through the interior 28 of the inner tube 30 (arrows t in Fig. 6, which shows the longitudinal section durc. coaxial tubes 29,30 can be seen).
Fig. 7 zeigt den Querschnitt durch eine Anordnung 33 mit zwei parallelen Wasserrohren 19a, welche durch eine wärmeleitende Brücke 32 verbunden sind.Fig. 7 shows the cross section through an arrangement 33 with two parallel Water pipes 19 a, which are connected by a heat-conducting bridge 32.
Das Gestell 2 ist so konstruiert, daß jedes der eine glänzende Oberfläche aufweisenden Bleche 12 ohne weiteres einerseits in die Nuten 8 eingebracht und durch Verbindung mit dem Halteprofil 9 gekrümmt gehalten werden kann. Letzteres kann seinerseits das Blech 12 in einer Nut 8 aufnehmen.The frame 2 is constructed so that each of the has a glossy surface having sheets 12 easily introduced into the grooves 8 on the one hand and through Connection with the retaining profile 9 can be held curved. The latter can in turn take up the sheet metal 12 in a groove 8.
Zur Stabilisierung der fl(1gelartig vom Gestell 2 abragenden Halteprofile 9 sind etwa in der Resultierenden der vom gekrümmten Blech 12 erzeugten Kräfte Diagonalstreben 17 vorgesehen.To stabilize the wing-like retaining profiles protruding from the frame 2 9 are approximately in the resultant of the forces generated by the curved sheet 12 diagonal struts 17 provided.
L e e r s e i t eL e r s e i t e
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DE19792948216 DE2948216A1 (en) | 1979-11-30 | 1979-11-30 | Solar collector evaporating liq. in tube - has rotatable reflecting concave metal sheet with tube in focal plane at focal distance |
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DE (1) | DE2948216A1 (en) |
Cited By (2)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
US4515148A (en) * | 1981-11-12 | 1985-05-07 | Rossignol S.A. | Cylindro-parabolical solar energy collector |
CN102145926A (en) * | 2010-02-10 | 2011-08-10 | 李京航 | Multi-concave mirror integrated evaporation type solar water purifier |
-
1979
- 1979-11-30 DE DE19792948216 patent/DE2948216A1/en not_active Withdrawn
Cited By (3)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
US4515148A (en) * | 1981-11-12 | 1985-05-07 | Rossignol S.A. | Cylindro-parabolical solar energy collector |
CN102145926A (en) * | 2010-02-10 | 2011-08-10 | 李京航 | Multi-concave mirror integrated evaporation type solar water purifier |
CN102145926B (en) * | 2010-02-10 | 2014-04-23 | 李京航 | Multi-concave mirror integrated evaporation type solar water purifier |
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