DE3427369C2 - - Google Patents
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Description
Die Erfindung bezieht sich auf eine Absorberplatte zur Wärme
gewinnung oder zur Kälteerzeugung, insbesondere für einen Son
nenkollektor, ein Energiedach, einen Energiezaun, eine Kühl
vorrichtung oder dergleichen der im Oberbegriff des Anspruchs 1
genannten Art. Ferner betrifft die Erfindung ein Verfahren zur
Herstellung einer solchen Absorberplatte.
Absorberplatten dieser Art sind bekannt. Beispielsweise werden
stranggepreßte Profillamellen aus Aluminium mit gleichzeitig
angeformten Vorrichtungen zur Halterung der Rohrleitungen
und zur Wärmeübertragung vom Absorberblech zur Rohrleitung
verwendet. Diese Rohrleitungen sind jedoch im Querschnitt
kreisförmig und werden in ihrer Gebrauchslage durch Verformen
der Haltevorrichtungen gesichert. Der Kontakt zwischen
der Rohrleitung und der Haltevorrichtung des Absorberblechs
bzw. des stranggepreßten Profils ist allerdings sehr mangel
haft. Schon kleinste notwendigerweise vorzusehende Ferti
gungstoleranzen der Rohrleitung und/oder des Absorberblechs
oder gar Abweichungen hiervon verhindern einen vollkommenen
Kontakt zwischen der Rohrleitung und ihrem Trägerblech
schon während der Werkstattfertigung, was also schon von
Anfang an eine mangelhafte und damit nicht optimale Wärme
übertragung an der Nahtfläche bzw. an den Berührungsflächen
zwischen Trägerblech und Rohrleitung zur Folge haben muß.
Um eine wirklich intensive Verbindung zwischen Rohrleitung
und Trägerblech zu erzielen, müßte die Rohrleitung in den
Aufnahmeteil des Trägerbleches eingelötet werden, was einen
erheblichen finanziellen Fertigungsaufwand darstellt. Aus
diesem Grunde geht man vielfach dazu über, die Rohrleitung
nicht mehr an ihrem Trägerblech anzulöten, sondern lediglich
eine Wärmeleitpaste zwischen diesen einzubringen, deren
Wirkung jedoch erfahrungsgemäß nicht sehr lange anhält.
Aufgrund der unterschiedlichen Ausdehnungen von Rohrleitung
und Trägerblech bei Verwendung unterschiedlicher Materialien
und/oder Materiallängen dehnen sich die einzelnen Teile des
Absorbers bei Betrieb derart unterschiedlich, daß sich ihr
erwünschter inniger Kontakt infolge Abriebs und Material
ermüdung fortschreitend lockert und damit verschlechtert.
Darüber hinaus kann der nun nicht mehr vorhandene innige
Kontakt zwischen der Rohrleitung und dem Absorberblech
auch dazu führen, daß bei Verwendung unterschiedlicher
Materialien wegen ihrer unterschiedlichen Potentiale
an den Nahtflächen Korrosion auftritt.
In der US-PS
28 23 016 ist beispielsweise eine Absorberplatte
zur Wärmegewinnung mit an dieser angeordneten Rohrleitungen
beschrieben,
die mittels zweier an der Absorberplatte im Abstand voneinander
angeordneter, längs derselben verlaufender, die Wärmeübertragung
bewirkender Haltebacken in ihrer Gebrauchslage gesichert sind,
wobei die Wandung einer zwischen den Wirkflanken der Haltebacken
angeordneten, im Querschnitt ursprünglich elliptischen, eiförmigen
oder birnenförmigen Rohrleitung durch eine Druckkraft
verformt fest und lückenlos an den Wirkflanken der Haltevor
richtung anliegt.
Die beiden Haltebacken sind mit einer lichten
Weite versehen, deren Querschnitt kreisrund ist. Ein vorher
querschnittlich ovales Rohr wird mittels eines Werk
zeugs zwischen den beiden Haltebacken so verformt, daß es nach
seiner Verformung zwar fest und lückenlos an den Wirkflanken
der Haltevorrichtung anliegt, jedoch selbst kreisförmigen Querschnitt
aufweist. Trotz weiterer Druckausübung auf die Rohrwandung
erhält diese keinen anderen, von der Kreisform abweichenden
Querschnitt. Eine "Nachverformungs-Reserve" ist hier weder vorhanden
noch vorgesehen.
Dies wird
als sehr nachteilig empfunden. Im Laufe der Zeit,
insbesondere infolge von Wärme- und/oder Druckschwankungen des
durch das Rohr hindurchströmenden Druckmediums und infolge der
Außentemperaturen ist nicht zu verhindern, daß sich der feste
Sitz des Rohrs zwischen den es haltenden Haltebacken lockert,
so daß sich die Berührungsflächen zwischen Rohr und Haltebacken verringern
und der Wärmeübergang zwischen den Haltebacken und dem
Rohr verschlechtert. Dieses Problem läßt sich bei der Haltebacken-
Rohr-Konfiguration des Gegenstandes der vorstehend genannten Druckschrift
nicht befriedigend lösen.
Es ist daher Aufgabe der Erfindung, eine Absorberplatte zur
Wärmegewinnung der eingangs genannten Art mit an dieser mittels Haltebacken angeordneten
Rohrleitungen zu schaffen, wobei die Haltebacken und die
Rohrleitungen zur Erzielung eines möglichst optimalen Wärme
übergangs an möglichst großen gegenseitigen Berührungsflächen
innig miteinander in Kontakt stehen und bleiben, und wobei ein
solcher inniger Kontakt gegebenenfalls wiederherstellbar ist,
wenn er im Laufe des Wärmegewinnungsbetriebs sich verringert
und damit der Wärmeübergang sich verschlechtert haben sollten.
Diese Aufgabe wird gemäß der Erfindung gelöst durch den Gegenstand
des Anspruchs 1.
Zweckmäßige Ausgestaltungen und vorteilhafte
Weiterbildungen der Erfindung sowie ein zweckmäßiges Herstellungsverfahren
ergeben sich aus den Unteransprüchen.
Insbesondere bei Wärmegewinnungsanlagen mit Absorberplatten,
deren Rohrleitungen mit einem unter hohem Druck stehenden Fluid
durchströmt werden, findet praktisch ständig eine "Nachbesserung"
der Formgebung der Rohrwandungen statt, wobei die ursprünglich
im Querschnitt elliptische oder ovale Rohrleitung das Bestreben
hat, sich zu runden. Da der zwischen den beiden Haltebacken ge
bildete Freiraum ebenfalls einen Querschnitt von elliptischer
oder ovaler Form aufweist, ist hier der im Querschnitt runde
"Idealzustand" noch nicht erreicht, so daß die Rohrleitung
zwischen diesen Haltebacken nach wie vor das Bestreben hat,
eine im Querschnitt runde Form einzunehmen, wenn sie mit einem
Medium hohen Drucks gefüllt oder durchströmt ist.
Infolge der im Bereich der Hauptscheitel des elliptischen
Querschnitts der Rohrleitung vorhandenen höheren Material
festigkeit hat die Rohrleitung das Bestreben, sich im Bereich
der Nebenscheitel wegen der dort vorhandenen geringeren
Materialfestigkeit radial nach außen auszuweiten. Dies hat
zur Folge, daß sich die Rohrleitung etwa nicht in Richtung zur
Öffnung zwischen den beiden sie halternden Haltebacken hin
ausweitet, sondern sich in Richtung der beiden Nebenscheitel
weitet.
Der Vorteil
der erfindungsgemäßen Absorberplatte besteht vor allem darin,
daß Fertigungstoleranzen oder Abweichungen hiervon bei
Rohrleitung bzw. Absorberblech in bezug auf die Güte des
Kontakts zwischen Absorberblech und Rohrleitung und damit
auf den Wirkungsgrad der Wärmeübertragung zwischen diesen
Teilen keine nachteilige Rolle mehr spielen, da etwaige
Abweichungen bezüglich der Formgenauigkeit von Absorberblech
und/oder Rohrleitung durch die nachträgliche Verformung
der Wandung der Rohrleitung ausgeglichen werden. Die
gemäß der Erfindung vorgesehene Verformung der Rohrleitung
erfolgt eben solange, bis sich deren Wandung an die Wirkflanken
der Haltevorrichtung fest und lückenlos anpreßt,
wobei die ovale Querschnittsform im Verhältnis zum Rohrinhalt
eine große Wärmeübertragungsfläche zwischen der
Haltevorrichtung und Rohrleitung ergibt.
Die Aufrechterhaltung eines guten Kontaktes zwischen
Haltevorrichtung und Rohrleitung und damit einer guten
Wärmeübertragung zwischen denselben wird zusätzlich durch
das in der Rohrleitung zirkulierende, unter hydraulischem
Betriebsdruck stehende Betriebsmedium unterstützt, das die
Wandung der Rohrleitung an die abgeflachten Stellen der
Wirkflanken der Haltevorrichtung, zumindest während der
Betriebszeit der Absorberanlage, gleichmäßig anpreßt und
auf diese Weise eine optimale Wärmeübertragung ermöglicht.
Die Erfindung wird nachfolgend anhand
bevorzugter Ausführungsbeispiels sowie anhand der
Zeichnung näher erläutert. Es zeigt
Fig. 1 ein nach dem Stand der Technik hergestelltes
Absorberblech mit angeformter Haltevorrichtung
und einer an dieser angebrachten, im Querschnitt
kreisförmigen Rohrleitung;
Fig. 2 ein gemäß einer ersten Ausführungsform der Erfindung
hergestelltes Absorberblech mit angeformter
Haltevorrichtung und einer an dieser angebrachten,
im Querschnitt elliptischen Rohrleitung;
Fig. 2a einen Querschnitt durch eine erfindungsgemäße Absor
berplatte bzw. ein Absorberblech mit zwei Haltebacken
in vergrößerter Darstellung.
Fig. 3 eine Haltevorrichtung mit elliptischer Rohröffnung
nach Fig. 2 in vergrößerter Darstellung, wobei der
Querschnitt einer daran anzuordnenden Rohrleitung
vor ihrer Montage gestrichelt gezeichnet ist;
Fig. 4 eine Darstellung der mittels einer Stanze bewirkten
Verformung der Rohrleitung aus ihrer in
Fig. 3 gestrichelt gezeichneten Lieferform in ihre
in Fig. 2 mit durchgehender Linie gezeichnete
Gebrauchsform;
Fig. 5 eine Darstellung der mittels hydraulisch erzeugten
Innendrucks eines Druckmediums bewirkten Verformung
der Rohrleitung aus ihrer in Fig. 3 gestrichelt
gezeichneten Lieferform in ihre in Fig. 2 mit
durchgehender Linie gezeichnete Gebrauchsform;
Fig. 6 ein gemäß einer zweiten Ausführungsform der Erfindung
hergestelltes Absorberblech mit angeformter
Haltevorrichtung und einer an dieser angebrachten,
im Querschnitt birnen- oder kegelförmigen Rohrleitung;
Fig. 7 eine Haltevorrichtung mit birnen- oder kegelförmiger
Rohröffnung nach Fig. 6 in vergrößerter Dar
stellung mit einer in diese eingeführten Rohrleitung
entsprechenden Querschnitts;
Fig. 8 eine Darstellung der mittels einer Stanze bewirkten
Verformung der Rohrleitung gemäß Fig. 7 in
ihre Gebrauchslage;
Fig. 9 eine Darstellung der mittels hydraulisch erzeugten
Innendrucks eines Druckmediums bewirkten Verformung
der Rohrleitung gemäß Fig. 7 in
ihre Gebrauchslage;
Fig. 10 ein gemäß einer dritten Ausführungsform der Erfindung
hergestelltes Absorberblech in Lieferform,
wobei die beiden seitlich der Haltevorrichtung
verlaufenden Blechteile auf Seiten der Haltevor
richtung konkav gewölbt sind;
Fig. 11 das Absorberblech gemäß Fig. 10 vor Montage der
Rohrleitung, wobei es durch Biegekräfte in angegebener
Pfeilrichtung im elastischen Bereich derart
verformt wird, daß die Rohrleitung leicht in
die Haltevorrichtung eingeführt werden kann;
Fig. 12 das Absorberblech gemäß Fig. 10 nach erfolgter
Montage der Rohrleitung, wobei es nach Ende des
in Fig. 11 gezeigten Biegevorgangs seine Gebrauchslage
einnimmt, in der die beiden Haltebacken der
Haltevorrichtung an der Rohrleitung federnd anliegen;
Fig. 13 ein gemäß der vierten Ausführungsform der Erfindung
hergestelltes Absorberblech und eine daran
angebrachte, im Querschnitt elliptische Rohrleitung,
deren Hauptachse zur Absorberblechebene etwa parallel
verläuft, und die mittels eines sie übergreifenden
Bügels und lösbarer Befestigungsmittel am Ab
sorberblech befestigt wird;
Fig. 14 eine der Fig. 13 entsprechende Anordnung der Rohr
leitung an einem Absorberblech, wobei die Rohrleitung
mittels eines beidseitig am Absorberblech zu
befestigenden Haltebügels an diesem in Gebrauchslage
gesichert ist;
Fig. 15 einen Teilausschnitt aus einem Absorberblech
mit einer daran angebrachten Rohrleitung mit
an dieser ausgebildeten länglichen Eindrückungen;
Fig. 16 ein Stück einer Rohrleitung mit an dieser ausgebildeten
punktförmigen Eindrückungen;
Fig. 17 ein Stück einer Rohrleitung mit einem in dieser
in Gebrauchslage angeordneten gewendeltem Blech
streifen, in dem Löcher ausgestanzt sind, und
Fig. 18 ein Stück einer Rohrleitung mit an deren Innenwand
angeordneten erhabenen Stegen od. dgl., die
in Längsrichtung der Rohrleitung gewendelt sind.
Ein in Fig. 1 gezeigtes herkömmliches Absorberblech 1
weist eine Haltevorrichtung 2 mit zwei Haltebacken 3, 4
auf, zwischen denen eine im Querschnitt üblicherweise
kreisförmige Rohrleitung 5 gehaltert wird. Die Güte
der Wärmeübertragung vom Absorberblech 1 auf das in der
Rohrleitung 5 enthaltene Betriebsmedium 6 hängt von der
Intensität des Kontaktes zwischen denselben ab. Demzufolge
sollte die Rohrleitung 5 so fest wie möglich zwischen
den beiden Haltebacken 3, 4 der Haltevorrichtung 2
eingeklemmt sein. Dieses ist jedoch aus vielen Gründen
leider nicht immer gewährleistet beziehungsweise kann
sich im Laufe der Zeit so verschlechtern, daß von einem
innigen Kontakt zwischen den die Wärmeübertragung bewirkenden
Flächen kaum mehr gesprochen werden kann. Insbesondere
eine nachträgliche Verbesserung und/oder Nach
besserung eines mangelhaften Kontaktes zwischen einer
im Querschnitt kreisförmigen Rohrleitung und dens Wirkflanken
der Haltebacken 3, 4 der Haltevorrichtung 2 ist
praktisch nicht möglich. Durch die nach bekanntem Verfahren
hergestellte Absorberanordnung kann eine optimale
Wärmeübertragung von einem Absorberblech 1 auf das Be
triebsmedium 6 keinesfalls erzielt werden.
Fig. 2 zeigt nun eine erste Ausführungsform
der Erfindung, wonach ein Absorberblech
11 eine Haltevorrichtung 12 mit zwei Haltebacken 13, 14
aufweist, deren Wirkflanken im Querschnitt die Form
einer Ellipse zur Aufnahme einer im Querschnitt ebenfalls
elliptischen Rohrleitung 15 aufweist, in welcher ein
Betriebsmedium 16 enthalten ist.
Fig. 2a zeigt in vergrößerter Darstellung und im Querschnitt
eine erfindungsgemäße Absorberplatte bzw. ein Absorberblech
11, 21, 31. Die Absorberplatte bzw. das Absorberblech 11, 21, 31
weist zwei Haltebacken 13, 23, 33/14, 24, 34 auf, die einen im
Querschnitt ovalen Freiraum begrenzen bzw. umschließen, wobei
sie an der der Absorberplattenfläche abgewandten Seite zwischen
sich eine Öffnung aufweisen, durch die eine ovale Rohr
leitung 15, 25, 35 einführbar bzw. eingepaßt ist. In Gebrauchslage
füllt die Rohrleitung 15, 25, 35 den Freiraum zwischen den
beiden Haltebacken 13, 23, 33/14, 24, 34 formschlüssig aus.
Der ovale Freiraum ist so angeordnet, daß die beiden Haupt
scheitel H₁, H₂ in der Symmetrieebene E der Absorberplatte bzw.
des Absorberblechs 11, 21, 31 und die beiden Nebenscheitel N₁, N₂
in einer zur Absorberplattenebene parallelen und zur Symme
trieebene E der Absorberplatte bzw. des Absorberblechs 11, 21,
31 rechtwinkelig verlaufenden Ebene R liegen bzw. angeordnet
sind.
Wie in Fig. 3 in vergrößerter Darstellung verdeutlicht
wird, kann
als Vormaterial eine Rohrleitung
15 verwendet werden, die nicht nur eine von der Kreisform
abweichenden elliptischen Querschnitt aufweist, sondern
deren elliptischer Querschnitt auch vom elliptischen
Querschnitt der Wirkflanken der Haltevorrichtung 12 abweicht.
Beispielsweise habe die angelieferte Rohrleitung
15 einen im Vergleich zum Ellipsenquerschnitt der Wirkflanken
der Haltevorrichtung 12 flacheren Ellipsenquerschnitt,
wie durch eine strichpunktierte Linie dargestellt
ist. Diese Querschnittsabweichung ist bei dem erfindungs
gemäßen Verfahren nicht nur möglich, sondern geradezu gewollt.
Dadurch kann die Rohrleitung von unten oder durch
die Öffnung der Haltevorrichtung in diese eingebracht werden,
was besonders bei gebogenen Rohrleitungen von mehreren
Metern Länge wichtig ist.
Durch nachträgliche Druckbeaufschlagung auf die solcher
maßen vorgeformte Rohrleitung 15 kann deren Querschnitt
vollkommen an den vorgegebenen Querschnitt der Wirkflanken
der Haltevorrichtung 12 angepaßt werden, wie in den
nachfolgenden Fig. 4 und 5 gezeigt ist.
Die Rohrleitung kann weiterhin unter Druck im Querschnitt
über den ursprünglichen Querschnitt der Haltevorrichtung
hinaus erweitert werden. Dies hat zur Folge, daß die Halte
vorrichtung etwas auseinandergedrückt wird, und ein stetiger
Druck zwischen Haltevorrichtung und Rohrleitung entsteht,
der eine optimale Verbindung beider Teile ermöglicht.
Dehnt sich nun die Rohrleitung auf Grund von Wärmeentwicklung
stärker aus, so hat dies zur Folge, daß die Haltevor
richtung den Druck auf die Rohrleitung verstärkt, was die
Verbindung weiter verbessert. Verringert sich der Durchmesser
der Rohrleitung auf Grund von Abkühlung, so folgen
die Wirkflanken der Haltevorrichtung auf Grund des noch
vorhandenen Federdrucks dem verringerten Querschnitt der
Rohrleitung und drücken weiterhin auf die Rohrleitung, was
einen guten Kontakt aufrechterhält.
In Fig. 4 wird die ursprünglich mit sehr flachem Ellipsen
querschnitt angelieferte Rohrleitung 15 mittels einer
Stanze 17 in Pfeilrichtung 18 in die Haltevorrichtung 12
derart hineingedrückt, daß sich ihre Wandung gleichmäßig
an die Wirkflanken der Haltevorrichtung des Absorberblechs
11 anlegt, wie durch die durchgezogene Linie angedeutet
ist.
In Fig. 5 ist ein Verfahren demonstriert, wonach
die Rohrleitung 15 mit einem Druckmedium 19 gefüllt wird,
das mittels einer hydraulischem Pumpe derart unter Druck
gesetzt werden kann, daß sich die Rohrleitung 15 in ihrem
Bestreben, ihre Ellipsenform einer Kreisform anzunähern,
an die von den Wirkflanken der Haltevorrichtung 12 vorgegebene
rundere Ellipsenform anlegt, wie durch die durchgezogene
Linie gezeigt ist.
Fig. 6 zeigt ein Absorberblech 21 mit einer Haltevorrichtung
22, deren zwischen ihren Haltebacken 23, 24 vorhandene Wirkflanken
eine Rohröffnung von birnen- oder kegelförmigem
Querschnitt für eine Rohrleitung 25 entsprechenden Querschnitts
umschließen.
Fig. 7 zeigt in Vergrößerung einen Ausschnitt aus einer derart
geformten Haltevorrichtung 22 mit einer Rohrleitung 25
entsprechenden Querschnitts. Dieser Querschnitt weist
an seiner Basis etwa kreisförmige Kontur R , an seinen
Seitenflanken A ₁, A ₂ eine leicht gebogene Kontur und an
seiner Spitze S eine abgerundete Kontur von kleinem
Radius auf.
Übt man auf eine Rohrleitung 25 dieses Querschnitts einen
Druck aus, so nimmt sie den gleichen Querschnitt, wie
den, den die Haltevorrichtung 22 aufweist, ein.
Dieser Druck kann auf die Wandung der Rohrleitung 25
sowohl von außen mittels einer in Pfeilrichtung 28
wirkenden Stanze 27 (siehe Fig. 8) als auch von innen
mittels eines auf die Wandung von innen wirkenden, von
einer Hydraulikpumkpe unter Druck setzbaren Druckmediums
29 (siehe Fig. 9) erzeugt werden.
Fig. 10 zeigt ein Absorberblech 31 zur Verwendung bei der
Durchführung des erfindungsgemäßen Verfahrens, das schon
beim Walzen mit einer Form hergestellt wird, wobei seine
beiden Seitenteile 36, 37 bezüglich seiner die Haltevorrichtung
32 aufweisenden Seite leicht konkav gewölbt sind,
wie Fig. 10 zeigt. Dabei weisen die beiden Haltebacken
33, 34 an ihrer Öffnung einen Abstand S ₁ auf.
Bei Montage einer Rohrleitung 35 werden auf das Absorberblech
31 Kräfte B , C , D ausgeübt, wobei sich letzteres in
der in Fig. 11 gezeigten Weise elastisch verformt und sich
die Öffnung zwischen den beiden Haltebacken 33, 34 zu einem
Abstand S ₂ erweitert.
Nach Einführung der Rohrleitung 35 in die Haltevorrichtung
32 läßt man nach Unterbrechung der Biegekräfte B , C , D das
Absorberblech 31 in die in Fig. 12 gezeigte Lage sich
durch seine Eigenelastizität zurückverformen, wonach die
beiden Haltebacken 33, 34 nunmehr in den Pfeilrichtungen
38, 39 fest auf die Wandung der Rohrleitung 35 drücken.
Hierdurch sowie ggf. durch zusätzlichen Druck auf die Rohr
leitung, wie vorstehend anhand der Fig. 4 und 5 beschrieben,
ergibt sich ein inniger Kontakt zwischen der Haltevorrichtung
32 des Absorberblechs 31 und der Rohrleitung 35 und
damit eine optimale Wärmeübertragung von jenem zu dieser.
Schließlich zeigen die Fig. 13 und 14 noch einige Varianten
der Ausgestaltung einer Haltevorrichtung 42, 52 für eine
Rohrleitung 45, 55 an einem Absorberblech 41, 51. Diese kommen
insbesondere dann zum Zuge, wenn bauliche Gründe bzw.
Platzmangel es erforderlich machen, die elliptischen
Querschnitt aufweisenden Rohrleitungen 45, 55 an dem sie tragenden
Absorberblech 41, 51 so anzuordnen, daß ihre elliptische
Hauptachse zur Achse des Absorberblechs 41, 51 etwa parallel
verläuft. Auf diese Weise kann die Absorberabmessung
senkrecht zur Plattenebene des Absorberblechs 41, 51 verringert
werden. Fig. 14 zeigt eine zweiteilige Haltevorrichtung 52.
Die Erweiterung der Rohrleitung zur optimalen Anlage an
den Wirkflanken der Haltevorrichtung könnte außer durch
den vorstehend bereits erwähnten Druck auf die Rohrleitung
von außen (siehe Fig. 4 und 8) oder durch die vorstehend
genannte Möglichkeit einer Druckausübung auf die Wandung
der Rohrleitung mittels eines hydraulisch unter Druck
setzbaren Druckmediums von innen (siehe Fig. 5 und 9)
bewerkstelligt werden. Es bestünde daneben auch noch die
Möglichkeit, durch die Rohrleitung ein beispielsweise
eiförmiges Metallstück, das die Form des gewünschten End
querschnitts der Rohrleitung aufweist, in axialer Richtung
hindurchzuziehen oder hindurchzudrücken. Dabei muß die
Wandung der Rohrleitung lediglich über ihre Elastizitäts
grenze hinaus verformt werden, damit es nach der Verformung
die gewollte Form auch beibehält.
Es sei schließlich noch hervorgehoben, daß die birnen- oder
kegelförmige Formgebung des Querschnitts einer Haltevorrichtung,
wie sie vorstehend anhand der Fig. 6 bis 9 beschrieben
wurde, folgende Vorteile aufweist:
Die Rohrleitung dehnt sich nicht an ihrer runden Stelle
( R ), sondern an ihren bogenförmig gekrümmten Stellen
( A ₁, A ₂). Somit können die beiden Haltebacken 23, 24 auf
die sich dehnen wollende Rohrleitung 25 einen entsprechenden
Gegendruck ausüben und drücken diese umso fester in
den runden Bereich (R) der Aussparung zwischen den beiden
Haltebacken 23, 24 hinein und verbessern auf diese Weise
die Intentisät des Kontaktes zwischen Absorberblech 21
und Rohrleitung 25 (Fig. 7).
An der am Absorberblech 11 angebrachten Rohrleitung 15
kann an deren in Gebrauchslage
freiliegendem Bereich (das heißt im Bereich außerhalb
der beiden Haltebacken 13, 14) eine oder mehrere Reihen
von länglichen Einkerbungen bzw. Eindrückungen 60 von
außen her an der Rohrleitungswand ausgebildet sein.
Die zum Rohrinneren hin als längliche Erhebungen in
Erscheinung tretenden Buckel sorgen dafür, daß das durch
die Rohrleitung 15 hindurchströmende Betriebsmedium 16
zu einer Spiralbewegung verwirbelt und daher in einen
Rechts- oder Linksdrall versetzt wird. Auf diese Weise
wird der Wärmeübergang zwischen Rohrleitung 15 und
Betriebsmedium 16 verbessert. Die Einkerbungen 60 sollten
mit ihrer Längsachse zur Mittelachse der Rohrleitung 15
einen Winkel von etwa 45° bilden. Die Einkerbungen 60
sind spitzwinkelig und daher formstabil. Fig. 15.
Anstelle der länglichen Einkerbungen 60 könnte man auch,
wie Fig. 16 zeigt, etwa kreisrunde, punktförmige Ein
drückungen 70 vorsehen. Hiermit läßt sich zwar kein
Rechts- oder Linksdrall erzeugen, aber eine Verwirbelung
des Betriebsmediums 16 findet dennoch statt, da dessen
Strömung nicht laminar, sondern turbulent erfolgt.
Die Eindrückungen 60, 70 könnten in einem einzigen Stanz
vorgang, gleichzeitig mit dem Eindrücken der Rohrleitung
15 zwischen die Haltebacken 13, 14 des Absorberbleches 11,
an der Unterseite der Rohrleitung 15 ausgebildet werden.
Im Bereich der wärmeübertragenden Flächen zwischen den
Haltebacken 13, 14 bleibt die Rohrleitungswand glatt.
Nur die im unteren Drittel der Rohrleitung 15 ausgebildeten
Einkerbungen 60, 70 erzeugen die gewünschte Verwirbelung
des Betriebsmediums 16.
Zur Verbesserung der Wärmeübertragung von der Rohrleitung
15 auf das Betriebsmedium 16 ist eine möglichst hohe
Reibung zwischen beiden erforderlich. Diese wird erreicht,
indem die Durchlaufgeschwindigkeit des Wärmeträgermediums
bzw. Betriebsmittels 16 durch die Rohrleitung 15 möglichst
hoch ist. Da jedoch eine zu hohe Durchlaufmenge den
Wirkungsgrad des Sonnenkollektors reduzieren würde, ist
vorgesehen, in der Rohrleitung 15
ein wendelartig gedrehtes Flachblech 80 einzulegen,
wie Fig. 17 zeigt. Das Flachblech 80 bewirkt, daß sich
die Wärmeträgerflüssigkeit bzw. das Betriebsmittel 16
in der Rohrleitung 15 um deren Achse herumdreht, was
den Wärmeübergang bzw. die Wärmeübertragung verbessert,
weil hierdurch die Fließgeschwindigkeit des Betriebs
mittels 16 erhöht wird. In dem Flachblech 80 sind
Ausstanzungen 90 zur Verwirbelung von 16 vorgesehen.
Es ist bekannt, die Rohrleitungswand mit Rillen (ähnlich
einem Gewehrlauf) zu versehen, die die Aufgabe haben,
die Flüssigkeit axial zu drehen. Der Nachteil dieses
Verfahrens ist jedoch, daß an den gezogenen Riefen bzw.
Rillen im Rohr dessen Wandstärke geschwächt wird.
Die Wand der
Rohrleitung 15 ist daher, innenseitig mit Stegen 100 versehen,
die in Achsrichtung der Rohrleitung 15 spiralförmig
an der Rohrleitungswand angeordnet sind, aus den vor
stehend bereits genannten Gründen. Fig. 18.
Schließlich ist es auch noch möglich,
das Einbringen der ovalen Rohrleitung 15 zwischen die
Haltebacken 13, 14 des Absorberbleches 11 dadurch zu
bewirken, daß die Aluminiumprofile auf sehr hohe Temperatur
erhitzt werden, wobei sich der Querschnitt der
Öffnung zwischen den Haltebacken 13, 14 vergrößert. Bei
dieser hohen Temperatur wird die Rohrleitung 15 eingeführt.
Nach Abkühlung der Aluminiumprofile ziehen sich diese
zusammen und pressen sich fest an die Rohrleitung 15,
was für den Wärmeübergang zwischen Absorberblech 11 und
Rohrleitung 15 sehr günstig ist.
Claims (8)
1. Absorberplatte zur Wärmegewinnung oder Kälteerzeugung,
insbesondere für einen Sonnenkollektor, ein Energiedach,
einen Energiezaun, eine Kühlvorrichtung oder dgl., mit
einem an dieser angeordneten System aus flüssigkeits
durchströmten Rohrleitungen, die mittels zweier an der
Absorberplatte im Abstand voneinander, symmetrisch zueinander angeordneter,
längs derselben verlaufender, die Wärmeübertragung be
wirkender Haltebacken in ihrer Gebrauchslage gesichert
sind, wobei die Wandung einer zwischen den Wirkflanken
der Haltebacken angeordneten, im Querschnitt ursprünglich
elliptischen, eiförmigen oder birnenförmigen Rohrleitung
durch eine Druckkraft verformt fest und lückenlos an den
Wirkflanken der Haltebacken anliegt, dadurch ge
kennzeichnet, daß der zwischen den Haltebacken
(13, 23, 33/14, 24, 34) gebildete lichte Querschnitt im we
sentlichen die Form einer Ellipse oder eines Ovals aufweist,
deren Hauptscheitel (H₁, H₂) in der zwischen den
beiden Haltebacken (13, 23, 33/14, 24, 34) angeordneten
Symmetrieebene (E) und deren Nebenscheitel (N₁, N₂) in
einer zur Absorberplattenebene parallel und zur Symmetrie
ebene (E) rechtwinklig verlaufenden Ebene (R) angeordnet
sind.
2. Absorberplatte nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß
die Form des Querschnitts der Rohrleitung (15, 25) auf die Form
des lichten Querschnitts der Haltevorrichtung (12, 22) derart
abgestimmt ist, daß die Rohrleitung (15, 25) auch nach deren
Verformung noch einen von der Kreisform abweichenden Quer
schnitt aufweist, der eine spätere weitere Verformung in
Richtung auf die Kreisform hin zuläßt.
3. Absorberplatte nach Anspruch 2, dadurch gekennzeichnet, daß
bei Lockerung des Kontaktes zwischen der Haltevorrichtung
(12, 22) und der Rohrleitung (15, 25) dieser mangelhaft gewordene
Kontakt durch wiederholte Druckeinwirkung auf die Rohr
leitung (15, 25) wiederherstellbar ist.
4. Verfahren zur Herstellung einer Absorberplatte nach einem der
Ansprüche 1 bis 3, wonach ein Absorberblech mit einer
Rohrleitung unter Druckeinwirkung verbunden wird, dadurch
gekennzeichnet, daß die Druckeinwirkung auf die Rohr
leitung (15, 25) von außen her mittels einer auf die Rohr
leitung (15, 25) drückenden Stanze (17, 27) erfolgt.
5. Verfahren zur Herstellung einer Absorberplatte nach einem der
Ansprüche 1 bis 3, wonach ein Absorberblech mit einer
Rohrleitung unter Druckeinwirkung verbunden wird,
dadurch
gekennzeichnet, daß die Druckeinwirkung auf die Rohr
leitung (15, 25) von innen her erfolgt.
6. Verfahren nach Anspruch 5, dadurch gekennzeichnet, daß
die Rohrleitung 615, 25) mit einem flüssigen oder gasförmigen
Druckmedium (19, 29) gefüllt wird,
daß das Druckmedium (19, 29) mittels einer Pumpe
unter hydraulischen oder pneumatischen Druck
von genau dosierbarer Stärke gesetzt wird, und
daß hierdurch die Rohrleitung (15, 25) in radialer Richtung
nach außen hin so verformt wird, daß sich ihre Wandung
fest an den Wirkflanken der Haltevorrichtung
(12, 22) anlegt.
7. Verfahren nach Anspruch 5, dadurch gekennzeichnet, daß
durch die Rohrleitung (15, 25) in axialer Richtung ein
Formstück mit bestimmter Form und Größe hindurchgezogen
oder -gedrückt wird, wobei die Wandung der
Rohrleitung (15, 25) entsprechend so verformt wird, daß
sie sich dicht an die Wirkflanken der Haltevor
richtung (12, 22) anlegt.
8. Verfahren nach einem der Ansprüche 4 bis 7, dadurch
gekennzeichnet, daß ein Absorberblech (31) verwendet
wird, dessen seitlich der Haltevorrichtung (32) ver
laufenden Blechteile (36, 37) auf der die Haltevorrichtung
(32) aufweisenden Seite in ihrer Ruhelage im Querschnitt
konkav gewölbt sind, wobei die Wirkflanken der
Haltevorrichtung (32) einen geringeren Abstand (S₁) vonein
ander aufweisen, als in ihrer Gebrauchslage, und
daß bei Montage der Rohrleitung (35) an der Haltevor
richtung (32) die Blechteile (36, 37) unterhalb der Elasti
zitätsgrenze elastisch derart verformt werden, daß sie
etwa geradlinig zueinander fluchten, wobei infolge Aus
einanderspreizens der Haltevorrichtung (32) der Abstand
(S₂) der Wirkflanken der Haltevorrichtung (32),
insbesondere im Bereich ihrer Öffnung, derart ver
größert wird, daß zwischen diese die Rohrleitung (35)
eingeführt werden kann, und wonach die Wirkflanken
der Haltevorrichtung (32) sich an die Wandung der
Rohrleitung (35) federnd anlegen.
Priority Applications (1)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
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DE19843427369 DE3427369A1 (de) | 1983-07-20 | 1984-07-20 | Verfahren zur herstellung eines absorbers zur waermegewinnung oder zur kaelteerzeugung, insbesondere fuer einen sonnenkollektor, ein energiedach, einen energiezaun oder dergleichen |
Applications Claiming Priority (2)
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DE3326183 | 1983-07-20 | ||
DE19843427369 DE3427369A1 (de) | 1983-07-20 | 1984-07-20 | Verfahren zur herstellung eines absorbers zur waermegewinnung oder zur kaelteerzeugung, insbesondere fuer einen sonnenkollektor, ein energiedach, einen energiezaun oder dergleichen |
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Publication Number | Publication Date |
---|---|
DE3427369A1 DE3427369A1 (de) | 1985-02-21 |
DE3427369C2 true DE3427369C2 (de) | 1990-08-30 |
Family
ID=25812463
Family Applications (1)
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DE19843427369 Granted DE3427369A1 (de) | 1983-07-20 | 1984-07-20 | Verfahren zur herstellung eines absorbers zur waermegewinnung oder zur kaelteerzeugung, insbesondere fuer einen sonnenkollektor, ein energiedach, einen energiezaun oder dergleichen |
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Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
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DE4334916A1 (de) * | 1993-10-13 | 1995-04-20 | Friedrich Mueller | Solarabsorber und Verfahren zu dessen Herstellung |
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1984
- 1984-07-20 DE DE19843427369 patent/DE3427369A1/de active Granted
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DE3427369A1 (de) | 1985-02-21 |
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