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DE102009046061A1 - Absorberrohr - Google Patents

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DE102009046061A1
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Abstract

Die vorliegende Erfindung betrifft ein Absorberrohr, insbesondere für Sonnenkollektoren (10) in solarthermischen Kraftwerken, mit einem Metallrohr (22) zum Durchleiten und Erhitzen eines Wärmeträgermediums, und einem das Metallrohr (22) umgebenden Hüllrohr (24) zum Ausbilden eines Ringraumes (26), wobei das Metallrohr (22) einen ersten Bereich (42) mit einem ersten Durchmesser (d1) und mindestens einen weiteren Bereich (48) mit einem weiteren Durchmesser (dw) aufweist.

Description

  • Die vorliegende Erfindung betrifft ein Absorberrohr, insbesondere für Sonnenkollektoren in solarthermischen Kraftwerken, mit einem Metallrohr zum Durchleiten und Erhitzen eines Wärmeträgermediums, und einem das Metallrohr umgebenden Hüllrohr zum Ausbilden eines Ringraumes.
  • Sonnenkollektoren können beispielsweise mit einem Parabolspiegel, auch Kollektorspiegel genannt, ausgestattet werden und in so genannten Parabolrinnen-Kraftwerken eingesetzt werden. In bekannten Parabolrinnen-Kraftwerken wird als Wärmeträgermedium ein Thermoöl eingesetzt, das mithilfe der von den Parabolspiegeln reflektierten und auf das Absorberrohr fokussierten Sonnenstrahlen bis ca. 400°C erhitzt werden kann. Das erhitzte Wärmeträgermedium wird durch das Metallrohr durchgeleitet und einem Verdampfungsprozess zugeführt, mit dem die Wärmeenergie in elektrische Energie umgewandelt wird. Das Absorberrohr besteht dabei in der Regel aus einem Metallrohr, welches eine strahlungsabsorbierende Schicht aufweist und einem Hüllrohr aus Glas, welches das Metallrohr umgibt.
  • Der dadurch gebildete Ringraum dient dazu, die Wärmeverluste an der äußeren Oberfläche des Metallrohres zu minimieren und so den Energieertrag zu steigern. Die einzelnen Absorberrohre sind bis zu 4 m lang und werden zu Solarfeldschleifen mit einer Gesamtlänge bis zu 200 m zusammengeschweißt. Derartige Absorberrohre sind beispielsweise aus der DE 102 31 467 B4 bekannt.
  • Der Energieertrag lässt sich dadurch steigern, dass eine Volumeneinheit des Wärmeträgermediums für eine längere Zeit den fokussierten Sonnenstrahlen ausgesetzt wird. Dies kann beispielsweise durch eine Verringerung des Volumenstroms durch die Solarfeldschleifen erreicht werden. Nachteilig hieran ist jedoch, dass eine Verringerung des Volumenstroms dazu führt, dass mithilfe des Verdampfungsprozesses weniger elektrische Energie gewonnen werden kann.
  • Ziel der vorliegenden Erfindung ist es daher, bekannte Absorberrohre so weiter zu entwickeln, dass die oben beschriebenen Nachteile zumindest reduziert werden und der Energieertrag aus den Sonnenstrahlen gesteigert wird, wobei die erfindungsgemäßen Absorberrohre auch in bereits existierende Solarfeldschleifen einbaubar sein sollen.
  • Gelöst wird die Aufgabe durch ein Absorberrohr der eingangs beschriebenen Art, wobei das Metallrohr einen ersten Bereich mit einem ersten Durchmesser und mindestens einen weiteren Bereich mit einem weiteren Durchmesser aufweist. In diesem Zusammenhang ist der Begriff „weiterer Durchmesser” als Durchmesser des weiteren Bereiches zu verstehen und nicht in dem Sinne, dass er notwendigerweise größer sein muss als der erste Durchmesser.
  • Im ersten Bereich wird das Metallrohr mit dem Metallrohr des benachbarten Absorberrohres zusammengeschweißt. Hierzu ist es zweckmäßig, den ersten Durchmesser des Metallrohres so zu wählen, wie sie Metallrohre herkömmlicher Absorberrohre aufweisen, so dass keine Durchmesserdifferenzen überwunden werden müssen, etwa durch den Einbau eines Reduzierstücks.
  • Den weiteren Durchmesser des weiteren Bereichs kann man nun weitgehend frei wählen. Um zu erreichen, dass eine Volumeneinheit des Wärmeträgermediums für längere Zeit den fokussierten Sonnenstrahlen ausgesetzt wird, wird der weitere Durchmesser größer gewählt als der erste. Bei konstantem Volumenstrom durch das Absorberrohr wird erreicht, dass die Verweilzeit einer Volumeneinheit im Metallrohr erhöht wird, da sich im weiteren Bereich infolge der Durchmessererweiterung eine geringere Strömungsgeschwindigkeit des Wärmeträgermediums einstellt als im ersten Bereich.
  • Weiterhin wird mithilfe der Durchmessererweiterung die Apparaturfläche des Metallrohres vergrößert. Unter Apparaturfläche soll in diesem Zusammenhang die Fläche verstanden werden, welche zur Absorption der Sonnenstrahlen und damit zur Erhitzung des Wärmeträgermediums beiträgt. Die Apparaturfläche ist im Wesentlichen die Mantelfläche der dem Kollektorspiegel zugewandten Hälfte des Metallrohres. Je größer die Apparaturfläche ist, desto mehr Sonnenstrahlen können eingefangen und zum Erhitzen des Wärmeträgermediums genutzt werden. Aufgrund von Fertigungsungenauigkeiten oder infolge von Beschädigungen im Betrieb kommt es dazu, dass der Kollektorspiegel die Sonnenstrahlen nicht so genau reflektieren kann, dass sie alle auf das Metallrohr fallen. Je größer das Metallrohr bzw. seine Apparaturfläche ist, desto größer kann die Streuung der Strahlen sein, ohne dass der Wirkungsgrad des Sonnenkollektors nachlässt.
  • Das erfindungsgemäße Absorberrohr wird vorteilhafterweise dadurch weitergebildet, dass das Metallrohr zwischen dem ersten Bereich und dem werteren Bereich einen Übergangsbereich aufweist, der sich vom ersten Durchmesser auf den weiteren Durchmesser erweitert. Dieser Übergangsbereich kann so gestaltet werden, dass sich eine allmähliche Durchmessererweiterung ergibt. Dadurch können Verwirbelungen und unkontrollierte Energiedissipationen, insbesondere Wärmedissipationen des Wärmeträgermediums, verringert werden.
  • Ferner sind allmähliche Durchmessererweiterungen aus konstruktiver Sicht vorteilhaft, da sich im Metallrohr bei der Herstellung weniger hohe Spannungen im Vergleich zu abrupten Durchmessererweiterungen einstellen, weshalb der Bruch des Metallrohres sehr unwahrscheinlich wird.
  • Auch wird die Permeabilität des Metallrohres für Gas im Übergangsbereich nicht durch Mikrorisse erhöht, die infolge von Spannungsspitzen entstehen könnten. Einige Wärmeträgermedien neigen mit zunehmendem Alter zur Bildung von elementarem Wasserstoff, der ausgast und durch die Mikrorisse in den Ringraum gelangen könnte. im Ringraum führt die Ansammlung von elementarem Wasserstoff zu einer Erhöhung der Wärmeleitung durch den Ringraum, wodurch Wärmeverluste entstehen und der Wirkungsgrad des Sonnenkollektors herabgesetzt wird.
  • In einer vorteilhaften Weiterentwicklung der erfindungsgemäßen Vorrichtung, bei der das Absorberrohr eine Längsachse aufweist und das Metallrohr im Übergangsbereich einen Winkel mit der Längsachse einschließt, beträgt der Winkel zwischen 15° und 45°, insbesondere zwischen 15° und 30°. In diesem Winkelbereich kommen die oben beschriebenen Vorteile bezüglich einer allmählichen Durchmessererweiterung am besten zum Tragen.
  • Vorteilhafterweise ist im ersten Bereich eine Dehnungsausgleicheinrichtung zum Ausgleichen unterschiedlicher Ausdehnungen infolge einer Wärmeeinwirkung zwischen dem Metallrohr und dem Hüllrohr angeordnet. Im Betrieb des Absorberrohres erwärmt sich das Metallrohr auf bis zu 400°C, während sich das Hüllrohr bis ca. 100°C erwärmt. Daher kommt es zu unterschiedlich starken Ausdehnungen der beiden Rohre, die ausgeglichen werden müssen, was durch die geeignete Dehnungsausgleichseinrichtung erreicht wird. Die Dehnungsausgleichseinrichtung wird vorzugsweise minimal beabstandet von einem ersten Ende des Metallrohres angeordnet, um so die axiale Erstreckung des Ringraums maximieren zu können. Somit wird der nicht vom Ringraum umgebene Teil des Metallrohres verringert, wodurch die Wärmeverluste reduziert werden.
  • Vorzugsweise ist die Dehnungsausgleichseinrichtung zumindest teilweise im Ringraum angeordnet. In dieser Ausgestaltung wird die axiale Erstreckung des Ringraums weiter vergrößert, so dass der nicht vom Ringraum umgebene Teil des Metallrohres klein gehalten werden kann. Hierdurch werden die Wärmeverluste weiter reduziert.
  • In einer bevorzugten Ausgestaltung der Erfindung weist die Dehnungsausgleichseinrichtung einen Faltenbalg mit einem äußeren und einem inneren Ende auf. Faltenbalge haben sich als besonders geeignet zum Ausgleich der unterschiedlichen Ausdehnungen des Hüllrohres und des Metallrohres erwiesen.
  • Eine vorteilhafte Weiterentwicklung des erfindungsgemäßen Absorberrohres zeichnet sich dadurch aus, dass das Hüllrohr mittels eines Übergangselementes und eines Außenrings mit dem äußeren Ende des Faltenbalgs verbunden ist. Das äußere Ende bezeichnet dabei das Ende, welches vom Ringraum nach außen zeigt. Mithilfe des Übergangselements ist es besonders einfach möglich, das Hüllrohr gasdicht mit dem Faltenbalg zu verbinden. Beispielsweise braucht nur das Übergangselement an die gegebenen geometrischen Verhältnisse, etwa durch Biegen, angepasst werden und nicht das Hüllrohr, was aus fertigungstechnischer Sicht eine deutliche Vereinfachung darstellt.
  • Ferner kann mit der Dimensionierung und der Materialwahl des Übergangselementes und des Außenrings die Ausdehnungsunterschiede zwischen dem Metallrohr und dem Hüllrohr besser auf den Faltenbalg übertragen werden, insbesondere so, dass die Ausdehnungsunterschiede im Wesentlichen nur zu axialen und nicht zu radialen Verformungen führen.
  • Vorzugsweise ist das Metallrohr über ein Anschlusselement mit dem inneren Ende des Faltenbalgs verbunden. Das innere Ende zeigt in Richtung des Ringraums oder befindet sich im Ringraum. Auch hier ergeben sich die im Zusammenhang mit dem Übergangselement und dem Außenring diskutierten fertigungstechnischen Vorteile.
  • In einer weiteren Ausgestaltung des erfindungsgemäßen Absorberrohres ist das Anschlusselement auf einer dem Metallrohr zugewandten Seite zumindest teilweise verspiegelt. Sonnenstrahlen, die beispielsweise aufgrund von Ungenauigkeiten des Kollektorspiegels das Metallrohr verfehlen und auf das Anschlusselement fallen, gehen nicht verloren, sondern werden in das Metallrohr gelenkt, wo sie zur Erwärmung des Wärmeträgermediums beitragen. Weiterhin wird die Erwärmung des Anschlusselements durch die Reflexion der Sonnenstrahlen begrenzt.
  • Vorzugsweise ist der Faltenbalg an einer dem Metallrohr zugewandten Seite zumindest teilweise verspiegelt. Sonnenstrahlen, die beispielsweise aufgrund von Ungenauigkeiten des Kollektorspiegels das Metallrohr verfehlen und auf den Faltenbalg fallen, gehen nicht verloren, sondern werden in das Metallrohr gelenkt, wo sie zur Erwärmung des Wärmeträgermediums beitragen. Weiterhin wird die Erwärmung des Faltenbalgs durch die Reflexion der Sonnenstrahlen begrenzt, was sich positiv auf seine Lebensdauer auswirkt.
  • In einer vorteilhaften Ausgestaltung weist das Metallrohr einen weiteren ersten Bereich auf, auf dem eine weitere Dehnungsausgleichsvorrichtung angeordnet ist. So ist es möglich, das Absorberrohr auf beiden Seiten an andere, aus dem Stand der Technik bekannte und bereits verwendete Absorberrohre anzuschließen, wobei bereits existierende Dehnungsausgleichsvorrichtungen verwendet werden können. Sonderanfertigungen von Dehnungsausgleichsvorrichtungen, die auf den weiteren Durchmesser angepasst sind, sind nicht erforderlich.
  • Vorzugsweise ist der Ringraum evakuierbar. Auf diese Weise können die Wärmeverluste verringert werden, da die Wärmeleitung durch den Ringraum minimiert wird. Die Wärmeleitfähigkeit im absoluten Vakuum beträgt theoretisch 0 W/(m K), was praktisch allerdings kaum realisierbar ist. Dennoch lässt sich durch Absenken des Drucks im Ringraum die Wärmeleitung durch den Ringraum spürbar senken. Alternativ ist der Ringraum mit Edelgas befüllt. Auch hierdurch lässt sich die Wärmeleitung durch den Ringraum reduzieren und die Wärmeverluste begrenzen, da Edelgase eine besonders geringe Wärmeleitfähigkeit aufweisen.
  • Die Erfindung wird im Folgenden anhand von bevorzugten Ausführungsbeispielen exemplarisch unter Bezugnahme auf die Figuren näher erläutert. Es zeigen
  • 1 eine schematische Darstellung eines Sonnenkollektors,
  • 2 eine Schnittdarstellung durch ein erstes Ausführungsbeispiel eines erfindungsgemäßen Absorberrohres, und
  • 3 eine Schnittdarstellung durch ein zweites Ausführungsbeispiel eines erfindungsgemäßen Absorberrohres.
  • In 1 ist ein Sonnenkollektor 10 der bekannten Art dargestellt. Der Sonnenkollektor 10 umfasst einen Kollektorspiegel 12, welcher die Sonneneinstrahlung 14 reflektiert und die reflektierte Sonnenstrahlung 16 auf ein Absorberrohr 18 richtet. Der Kollektorspiegel 12 ist rinnenförmig ausgestaltet, so dass er eine Fokussierung der reflektierten Sonnenstrahlung entlang einer Brennlinie bewirkt, durch die eine Längsachse 20 des Absorberrohres 18 verläuft. Das Absorberrohr 18 weist ein Metallrohr 22 und ein Hüllrohr 24 auf. Das Metallrohr 22 ist mit einer strahlungsabsorbierenden Schicht beschichtet und wird von einem Wärmeträgermedium durchströmt. Das Hüllrohr 24 umschließt das Metallrohr 22, so dass ein Ringraum 26 zwischen dem Metallrohr 22 und dem Hüllrohr 24 gebildet wird. Das Hüllrohr 24 besteht typischerweise aus Glas. Aufgrund der rinnenförmigen Ausgestaltung des Kollektorspiegels 12 kann das Absorberrohr 18 in eine dem Kollektorspiegel 12 zugewandte Hälfte 28 und eine ihm abgewandte Hälfte 30 unterteilt werden.
  • Die Strömungsrichtung des Wärmeträgermediums ist durch die Pfeile P angedeutet. Beim Durchströmen des Metallrohres 22 wird das Wärmeträgermedium durch die reflektierte Sonnenstrahlung 16 erhitzt. Die erreichbare Temperatur beträgt ca. 400°C. Das erhitzte Wärmeträger medium wird einem hier nicht näher dargestellten Verdampfungsprozess zugeführt, in dem elektrische Energie gewonnen wird.
  • Die dem Kollektorspiegel 12 abgewandte Hälfte 30 des Absorberrohres 18 wird durch Mischkonvektion, also durch natürliche Konvektion, und beispielsweise durch Wind erzwungene Konvektion abgekühlt, was zu Wärmeverlusten führt und daher den Erhitzungsprozess des Wärmeträgermediums verschlechtert. Daher ist man bestrebt, die Wärmeleitung vom Metallrohr 22 nach außen so weit wie möglich zu reduzieren, was mithilfe des mit dem Hüllrohr 24 gebildeten Ringraumes 26 geschieht. Dieser kann entweder evakuiert oder mit einem Edelgas befüllt werden. Ebenfalls möglich ist eine Kombination aus beiden Maßnahmen. Beide Maßnahmen führen dazu, dass die Wärmeleitung durch den Ringraum 26 verringert wird, wodurch die Wärmeverluste begrenzt werden.
  • In 2 ist ein Ende eines erfindungsgemäßen Absorberrohrs 18 in einer Querschnittsdarstellung gezeigt. Das Absorberrohr 18 weist eine Dehnungsausgleichseinrichtung 32 auf, mit welcher unterschiedliche Ausdehnungen des Hüllrohres 24 und des Metallrohres 22 ausgeglichen werden. Dies ist insbesondere deshalb notwendig, da sich die Materialien nicht nur aufgrund ihres unterschiedlichen stoffspezifischen Wärmeausdehnungskoeffizienten unterschiedlich stark ausdehnen, sondern auch, da die Temperaturen, auf welche sie im Betrieb des Sonnenkollektors 10 erwärmt werden, stark voneinander abweichen. Das Metallrohr 22 wird auf ca. 400°C erwärmt, während sich das Hüllrohr 24 nur bis auf ca. 100°C erwärmt.
  • Die Dehnungsausgleichseinrichtung 32 muss ebenfalls gewährleisten, dass der Ringraum 26 auch bei der unterschiedlich starken Ausdehnung des Hüllrohres 24 und des Absorberrohres 18 gasdicht abgedichtet wird, beispielsweise, um ein Edelgas im Ringraum 26 zu halten oder einen Unterdruck im Ringraum 26 aufrecht zu erhalten. Hierzu weist die Dehnungsausgleichseinrichtung 32 einen Faltenbalg 34 auf, welcher in axialer Richtung (in 2 entlang der Längsachse 20) gestreckt oder gestaucht werden und somit die unterschiedlichen Ausdehnungen des Hüllrohres 24 und des Metallrohres 22 aufnehmen kann.
  • Der Faltenbalg 34 weist eine verspiegelte, dem Metallrohr 22 zugewandte Seite 58 auf, um die Sonnenstrahlung, die auf den Faltenbalg 34 trifft, zum Metallrohr 22 umlenken zu können, wo sie zum Erhitzen des Wärmeträgermediums beiträgt.
  • Zum Übertragen der unterschiedlichen Ausdehnungen auf den Faltenbalg 34 ist dieser an einem äußeren Ende 33 über ein Übergangselement 36 und einen Außenring 38 mit dem Hüllrohr 24 verbunden. Dabei sind die Form und das Material des Übergangselements 36 und des Außenrings 38 so gewählt, dass die Ausdehnungen im Wesentlichen in axialer und nicht in radialer Richtung auf den Faltenbalg 34 übertragen werden.
  • Weiterhin ist der Faltenbalg 34 an einem inneren Ende 35 über ein Anschlusselement 40 mit dem Metallrohr 22 verbunden, welches ebenfalls so gestaltet ist, dass die Ausdehnungen des Metallrohres 22 im Wesentlichen nur axial auf den Faltenbalg übertragen werden. Um eine Erwärmung des Anschlusselements 40 zu verhindern oder zumindest zu minimieren und Strahlungsverluste im Bereich des Anschlusselements 40 zu vermeiden, weist das Anschlusselement 40 eine verspiegelte, dem Metallrohr 22 zugewandte Seite 56 auf. Sonnenstrahlung, die auf das Anschlusselement 40 trifft, wird so zurück zum Metallrohr 22 gelenkt, wo sie zur Erhitzung des Wärmeträgermediums beiträgt.
  • Bewegt man sich entlang einer gedachten Linie L, die senkrecht auf der Längsachse 20 des Absorberrohres 18 steht, durch die Dehnungsausgleicheinrichtung 32 von innen nach außen, so stellen sich außerhalb des Metallrohres 22 für den Fall, dass der Ringraum 26 evakuiert ist, folgende Druckverhältnisse ein: zwischen dem Metallrohr 22 und dem Anschlusselement 40 herrscht Vakuum, zwischen dem Anschlusselement und dem Faltenbalg 34 herrscht atmosphärischer Druck und zwischen dem Faltenbalg 34 und dem Übergangselement herrscht wiederum Vakuum.
  • Das Metallrohr 22 weist einen ersten Bereich 42 mit einem ersten Durchmesser d1 auf, in dem die Dehnungsausgleichseinrichtung 32 angeordnet ist. Dem ersten Bereich 42 schließt sich ein Übergangsbereich 46 an, der sich allmählich erweitert und in einen weiteren Bereich 48 mit einem weiteren Durchmesser dw mündet. Im dargestellten Beispiel ist der wettere Durchmesser dw größer als der erste Durchmesser d1. Der Übergang vom ersten Durchmesser d1 zum weiteren Durchmesser dw sollte so erfolgen, dass Verwirbelungen im Wärmeträgermedium beim Durchströmen des Metallrohres 22 und insbesondere des Übergangsbereichs 46 weitgehend minimiert werden. In diesem Zusammenhang hat sich ein Winkel α, den das Metallrohr 22 im Übergangsbereich 46 mit der Längsachse 20 des Absorberrohres 18 einschließt, zwischen 15° und 45° und insbesondere zwischen 15° und 30° als besonders vorteilhaft herausgestellt.
  • Der weitere Durchmesser dw kann so groß gewählt werden, dass das Metallrohr 22 im weiteren Bereich 48 nahezu einen Innendurchmesser di des Hüllrohres 24 erreicht. Ein Kontakt zwischen dem Metallrohr 22 und dem Hüllrohr 24 ist aber zu vermeiden, da sonst eine Wärmeübertragung durch Konduktion erfolgen könnte, die dann zu Wärmeverlusten führen würde. Eine Durchmessererweiterung des Hüllrohres 24 etwa im weiteren Bereich 48 des Metallrohres 22 wäre denkbar, ist aber bei einem mit Edelgas gefüllten oder evakuierten Ringraum 26 nicht notwendig und wäre darüber hinaus aus fertigungstechnischen Gründen aufwendig herzustellen, was das Absorberrohr 18 unnötig teuer machen würde.
  • Der erste Durchmesser d1 des ersten Bereichs 42 ist so gewählt, dass bereits am Markt erhältliche Dehnungsausgleichseinrichtungen 32 ohne konstruktive Änderungen verwendet und auf das Metallrohr aufgeschoben werden können. In der Gestaltung sowohl des Übergangsbereichs 46 als auch des weiteren Bereichs 48 ist man weitgehend frei. Die Durchmessererweiterung findet in den Toleranzen des Hüllrohres 24 ihre Grenzen. Hierbei ist zu beachten, dass die Hüllrohre 24 üblicherweise aus Glas hergestellt werden, die bei weitem nicht in so engen Toleranzgrenzen wie die Metallrohre 22 gefertigt werden können.
  • Ansonsten ist es denkbar, mehrere weitere Bereiche 48 im Metallrohr 22 mit unterschiedlichen Durchmessern vorzusehen. Insbesondere ist es zweckmäßig, die ersten Bereiche 42 sowohl an einem ersten Ende 52 als auch an einem zweiten Ende 54 des Metallrohres 22 vorzusehen, wie dies in 3 anhand eines deutlich verkürzt dargestellten Absorberrohres gezeigt ist. Neben der oben erwähnten Verwendbarkeit handelsüblicher Dehnungsausgleichseinrichtungen ist es dann problemlos möglich, die erfindungsgemäßen Absorberrohre an handelsübliche Absorberrohre innerhalb derselben Solarfeldschleife anzuschließen, so dass ein Höchstmaß an Flexibilität erreicht wird.
  • Die Erfindung ist anhand eines Ausführungsbeispiels im Detail beschrieben worden. Für den Fachmann aus der Beschreibung in naheliegender Weise ergebende Modifikationen oder Variationen weichen von der der Erfindung zugrundeliegenden Idee nicht ab und sind vom Schutzumfang umfasst, der von folgenden Ansprüchen definiert wird.
  • Bezugszeichenliste
  • 10
    Sonnenkollektor
    12
    Kollektorspiegel
    14
    Sonnenstrahlung
    16
    reflektierte Sonnenstrahlung
    18
    Absorberrohr
    20
    Längsachse des Absorberrohres
    22
    Metallrohr
    24
    Hüllrohr
    26
    Ringraum
    28
    dem Kollektorspiegel zugewandte Seite des Absorberrohres
    30
    dem Kollektorspiegel abgewandte Seite des Absorberrohres
    32
    Dehnungsausgleichseinrichtung
    33
    äußeres Ende des Faltenbalgs
    34
    Faltenbalg
    35
    inneres Ende des Faltenbalgs
    36
    Übergangselement
    38
    Außenring
    40
    Anschlusselement
    42
    erster Bereich des Metallrohres
    46
    Übergangsbereich des Metallrohres
    48
    weiterer Bereich des Metallrohres
    52
    erstes Ende des Metallrohres
    54
    zweites Ende des Metallrohres
    56
    dem Metallrohr zugewandte Seite des Anschlusselements
    58
    dem Metallrohr zugewandte Seite des Faltenbalges
    α
    Winkel
  • ZITATE ENTHALTEN IN DER BESCHREIBUNG
  • Diese Liste der vom Anmelder aufgeführten Dokumente wurde automatisiert erzeugt und ist ausschließlich zur besseren Information des Lesers aufgenommen. Die Liste ist nicht Bestandteil der deutschen Patent- bzw. Gebrauchsmusteranmeldung. Das DPMA übernimmt keinerlei Haftung für etwaige Fehler oder Auslassungen.
  • Zitierte Patentliteratur
    • DE 10231467 B4 [0003]

Claims (13)

  1. Absorberrohr, insbesondere für Sonnenkollektoren (10) in solarthermischen Kraftwerken, mit – einem Metallrohr (22) zum Durchleiten und Erhitzen eines Wärmeträgermediums, und – einem das Metallrohr (22) umgebenden Hüllrohr (24) zum Ausbilden eines Ringraumes (26), dadurch gekennzeichnet, dass das Metallrohr (22) einen ersten Bereich (42) mit einem ersten Durchmesser (d1) und mindestens einen weiteren Bereich (48) mit einem weiteren Durchmesser (dw) aufweist.
  2. Absorberrohr nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass das Metallrohr (22) zwischen dem ersten Bereich (42) und dem weiteren Bereich (48) einen Übergangsbereich (46) aufweist, der sich vom ersten Durchmesser (d1) auf den weiteren Durchmesser (dw) erweitert.
  3. Absorberrohr nach Anspruch 2, wobei des Absorberrohr eine Längsachse (20) aufweist, dadurch gekennzeichnet, dass das Metallrohr (22) im Übergangsbereich (46) einen Winkel (α) mit der Längsachse (20) einschließt, und dass der Winkel (α) zwischen 15° und 45°, insbesondere zwischen 15° und 30° beträgt.
  4. Absorberrohr nach einem der vorherigen Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass im ersten Bereich (42) eine Dehnungsausgleichseinrichtung (32) zum Ausgleichen unterschiedlicher Ausdehnungen infolge einer Wärmeeinwirkung zwischen dem Metallrohr (22) und dem Hüllrohr (24) angeordnet ist.
  5. Absorberrohr nach Anspruch 4, dadurch gekennzeichnet, dass die Dehnungsausgleichseinrichtung (32) zumindest teilweise im Ringraum (26) angeordnet ist.
  6. Absorberrohr nach Anspruch 4, dadurch gekennzeichnet, dass die Dehnungsausgleichseinrichtung (32) einen Faltenbalg (34) mit einem äußeren (33) und einem inneren Ende (35) aufweist.
  7. Absorberrohr nach Anspruch 6, dadurch gekennzeichnet, dass das Hüllrohr (24) mittels eines Übergangselementes (36) und eines Außenrings (38) mit dem äußeren Ende (33) des Faltenbalgs (34) verbunden ist.
  8. Absorberrohr nach einem der Ansprüche 6 oder 7, dadurch gekennzeichnet, dass das Metallrohr (22) über ein Anschlusselement (40) mit dem inneren Ende (35) des Faltenbalgs (34) verbunden ist.
  9. Absorberrohr nach Anspruch 8, dadurch gekennzeichnet, dass das Anschlusselement (40) auf einer dem Metallrohr (22) zugewandten Seite (56) zumindest teilweise verspiegelt ist.
  10. Absorberrohr nach einem der Ansprüche 6 bis 9, dadurch gekennzeichnet, dass der Faltenbalg (34) an einer dem Metallrohr (22) zugewandten Seite (58) zumindest teilweise verspiegelt ist.
  11. Absorberrohr nach einem der Ansprüche 4 bis 10, dadurch gekennzeichnet, dass das Metallrohr (22) einen weiteren ersten Bereich (42) aufweist, auf dem eine weitere Dehnungsausgleichsvorrichtung (32) angeordnet ist.
  12. Absorberrohr nach einem der vorherigen Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass der Ringraum (26) evakuierbar ist.
  13. Absorberrohr nach einem der Ansprüche 1 bis 11, dadurch gekennzeichnet, dass der Ringraum (26) mit einem Edelgas befüllt ist.
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