(57)【要約】本発明は、熱媒体用の入口（９）と出口（１０）を有する集熱管（２）からなる集熱器モジュール（１）に関する。集熱器モジュール（１）は、外管（４）、吸熱管（５）及び同軸管（６）を有する少なくとも１つの流れが同軸の集熱管（３）から構成されている。本発明の目的は良好な取り付け特性と良好な封止機能を有し耐久性を向上させた集熱器モジュールを作ることである。本発明によれば、出口（１０）は少なくとも１つの中空ニップル（１２）からなり、該ニップル（１２）は集熱管の半径方向に延びており、そこに少なくとも１つ吸熱管（１５）が同軸状態で固定されており、それにより少なくとも封止管（１５）はニップル（１２）と吸収管（５）の間に配置されている。入口（９）は同軸管を収容すくための少なくとも１つの部材（１３，２０）から構成されている。該少なくとも１つの同軸管（６）は、ニップル（１２）内に同軸方式で配置され、集熱管（２）と反対側の吸収管（５）の端部に配置された弾性部品（１１）で受入部材（１３，２０）に対して押し付けられている。
2004517296.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
熱媒体用の入口（９）と出口（１０）を有するヘッダー系（２）と、流れが同軸であり、外管（４）、吸熱管（５）及び同軸管（６）からなる少なくとも一つの集熱器官（３）とを備えた管状集熱器モジュールにおいて、
前記出口（１０）は、該ヘッダー系（２）の半径方向に延びていてかつその上に前記少なくとも１つの吸熱管（５）が同軸的に摺嵌する少なくとも１つの中空ニップル（１２）を有し、少なくとも１つの封止部品（１５）が該ニップル（１２）と該吸熱管（５）との間に配置されており；
前記入口（９）は、前記同軸管（６）を収容するための少なくとも１つの部材（１３、２０）を有しており；
前記少なくとも１つの同軸管（６）は該ニップル（１２）内に同軸配置され、前記ヘッダー系（２）から離れた側の該吸熱管（５）の端部の弾性部品（１１）で受入部材（１３，２０）に対して押し付けられていることを特徴とする管状集熱器モジュール。
【請求項２】
前記弾性部品はばね（１１）として構成されていることを特徴とする請求項１に記載の管状集熱器モジュール。
【請求項３】
前記少なくとも１つの封止部品（１５）は少なくとも１つのＯリングとして構成されていることを特徴とする請求項１又は請求項２に記載の管状集熱器モジュール。
【請求項４】
前記少なくとも１つの吸熱管（５）及び前記少なくとも１つの外管（４）は一体に構成されていることを特徴とする請求項１ないし請求項３のいずれか１項に記載の管状集熱器モジュール。
【請求項５】
前記少なくとも１つの吸熱管（５）及び前記少なくとも１つの外管（４）はガラス製であることを特徴とする請求項１ないし請求項４のいずれか１項に記載の管状集熱器モジュール。
【請求項６】
前記ヘッダー系は、長手方向に配置されている少なくとも１つの分離プレート（７）を有する前記ヘッダー管（２）として構成されており、該ヘッダー管（２）が少なくとも１つの入口チャンバー（９）と少なくとも１つの出口チャンバー（１０）に分けられ、該分離プレート（７）は前記同軸管（６）を受け入れるための少なくとも１つの部材を有していることを特徴とする請求項１ないし請求項５のいずれか１項に記載の管状集熱器モジュール。
【請求項７】
前記分離プレート（７）は金属であることを特徴とする請求項６に記載の管状集熱器モジュール。
【請求項８】
前記ヘッダー系は、長手方向に配置されている同軸配置内管（２１）を有するヘッダー管（２）として構成されていて、該ヘッダー管（２）が少なくとも１つの入口チャンバー（９）と少なくとも１つの出口チャンバー（１０）に分けられ、該内管（２１）は前記同軸管（６）を受け入れるための少なくとも１つの部材（１３，２０）を有していることを特徴とする請求項１ないし請求項５のいずれか１項に記載の管状集熱器モジュール。
【請求項９】
前記内管（２１）は円筒状に構成され、入口流の方向で見てその後端部が閉鎖されていることを特徴とする請求項８に記載の管状集熱器モジュール。
【請求項１０】
前記内管（２１）は封止リング（３１）によってヘッダー管（２）からその開放端部が密閉されていることを特徴とする請求項８又は請求項９に記載の管状集熱器モジュール。
【請求項１１】
前記内管（２１）は孔明きリング（２９）によって該ヘッダー管（２）に対してその閉鎖端部で中心位置決めされていることを特徴とする請求項８ないし請求項１０のいずれか１項に記載の管状集熱器モジュール。
【請求項１２】
前記内管（２１）は本質的に円筒状に構成され、入口流の方向で見てその後端部が閉鎖されるように細くなっていることを特徴とする請求項８に記載の管状集熱器モジュール。
【請求項１３】
前記内管（２１）は円錐嵌合部（３３）によってヘッダー管（２）からその開放端部が密閉されていることを特徴とする請求項８又は請求項１２に記載の管状集熱器モジュール。
【請求項１４】
前記少なくとも１つの受入部材（１３、２０）は湾曲へこみを備えた孔として構成されていることを特徴とする請求項８ないし請求項１３のいずれか１項に記載の管状集熱器モジュール。
【請求項１５】
前記少なくとも１つの受入部材（１３、２０）は底開の容器状として取り入れられていることを特徴とする請求項８ないし請求項１３のいずれか１項に記載の管状集熱器モジュール。
【請求項１６】
該管状集熱器モジュールは、該ヘッダー系（２）と前記少なくとも１つの集熱管（３）一部が収容されるハウジングを有していることを特徴とする請求項１ないし請求項１５のいずれか１項に記載の管状集熱器モジュール。
【請求項１７】
前記外管（４）は該ハウジング（１７）に接合されていることを特徴とする請求項１６に記載の管状集熱器モジュール。
【発明の詳細な説明】
【０００１】
【発明の属する技術分野】
本発明は、熱媒体用の入口と出口を有し、かつ外管、吸熱管及び同軸管からなる少なくとも一つの集熱器官を有するヘッダー管を備えた管状集熱器モジュールに関する。
【０００２】
【従来の技術】
流れが同軸である集熱管は、流れが真直ぐである吸熱体を備えた集熱管のカテゴリーに属している。これらの集熱管は外管、吸熱管及び同軸管を有している。これらの３つの管は、外側から内側に向かって、外管が最も外側に配置され、吸熱管はその外管に偏心してあるいは同軸に配置され、同軸管は吸熱管に同軸に配置されている。外管と吸熱管は互いに密封されている。外管と吸熱管との間の隙間は、真空になっているか不活性ガスがある。これは吸熱管を環境から特に絶縁するためである。吸熱管は太陽熱を吸収するために吸収体で覆われている。この熱を前方に移すために熱媒体が該吸収体を流れる。流れが同軸である集熱管では、熱媒体が同軸管を介して導入されている。この同軸管は両端が開いている管であり、同軸管は、吸熱管にその両端のうちの一端を通して入る。吸熱管の他の一方の端部は閉じられている。吸熱管内に突出しない同軸管の端部はヘッダー管の入口に通じている。熱媒体は入口を介して同軸管内に流れ、そしてそこから吸熱管を介して、再度出口に戻る。ヘッダー管の出口から熱媒体が熱交換器に運ばれ、そこで熱を貯熱部に移す。
【０００３】
流れが同軸である種々の管状集熱管は市販されている。公用の管状集熱器の１つでは、ヘッダー管の入口と出口の別個ラインを有している。フレキシブルコルゲート管が入口及び出口として使用される。吸熱管と同軸管はクランプ用管状ねじ締結により入口と出口に接合されている。このタイプのアセンブリは非常に複雑で比較的高価である。入口と出口に関して、別個ラインを使用することは必要なスペースの拡大を意味している。さらに、フレキシブルなコルゲート管を使用する場合は、ヘッダー系のハウジングも設けなければならない。
上記管状集熱器は、一つの共通入口と一つの共通出口に全てが連結された複数の集熱器からなるモジュールとして一般に構成されている。個々の管状集熱器モジュールは互いに２重のＯリング型プラグイン方式を介して組み合わせることができる。
【０００４】
同軸的に流れを伴う、市販されている別の管状集熱器においては、ヘッダー管もそれを介して同軸流を受ける。吸熱管と同軸管の双方、及びヘッダー管の外同軸管は全体として一体的に組み込まれている。これは、外管だけが吸熱管から密封される必要があるという利点を有している。しかし、これらの管状集熱器の製造は非常に複雑である。
同軸的に通る流れを伴う別の管状集熱器はドイツ実用新案ＤＥ２９８０８５３２Ｕ１に記載されている。この文献のヘッダー管はヘッダーボックスアセンブリとして構成されている。入口と出口は、平行に延びる２つの一体的に組み込まれた導管として記載されており、種々の同軸管に適用できる開口を有する壁だけで分けられている。同軸管は該仕切りの開口に挿入されており、吸熱管はヘッダーボックスの側壁の開口に収容されており、該壁は出口導管に通じ、外管はハウジングの延長部に収容されている。３つの管全てが接着剤によってハウジング部品又はヘッダーボックス部品に接合されている。しかし、接着剤による密閉は高熱負荷の下では不十分であることが分かった。
【０００５】
ドイツ実用新案２９９０８１９０Ｕ１は太陽熱集熱器用の特殊なクランプシステムを記載している。真空管と伝熱循環システムの管は互いに伝熱のために接触して９０°の角度で交差しており、該交差管は、引っ張り機構で予備加圧を受けることができる２つのジョーからなるクランプシステムによって積極的に係合して結合されている。
ドイツ実用新案ＤＥ２９７１０４９４Ｕ１は伝熱液の蒸発と凝縮によって熱を伝える熱パイプを備えた太陽熱集熱器を開示している。オーバーヒートを回避するため、バイメタルの閉鎖装置が設けられており、該閉鎖装置は限界温度に達したら凝縮器から蒸発器へ伝熱液の流れを制限している。
ドイツ特許ＤＥ３２０６６２４Ａ１には空気／水の熱交換機をベースにした太陽エネルギー集熱器が含まれ、複数の集熱器部品が流動的に連結されている。空気の循環を改善するために、ブロアが設けられている。
国際特許公開ＷＯ  ８３／３８９１は、ヘッダー管に対して下向きに傾斜している吸熱管に同軸管の無い管状太陽熱集熱器を開示している。この吸熱体はＯリングによってヘッダーから密閉されている。
【０００６】
【発明が解決しようとする課題】
このような背景において、本発明の目的は単純なアセンブリと良好な封止の利点を本質的に組み合わせた管状集熱器モジュールを提供することである。
【０００７】
【課題を解決するための手段】
この目的は請求項１で規定されたような管状集熱器モジュールで達成される。
本発明の管状集熱器モジュールは非常に単純に組み立てることができる。同軸管が、吸熱管に及び外管にしっかり接合されなければ、同軸管は先ずニップルにより入口の受入部材に挿入される。次に、弾性部品を吸熱管に、ヘッダー系から離れた方の端部に挿入する。該吸熱管を次に同軸管及びヘッダー系のニップルを介して挿入する。
このニップルと吸熱管との間の密閉部品によって、熱媒体は該ニップルと吸熱管との間から出ることができない。吸熱管に配置されている弾性部品は、同軸管を入口の受入部材に押し付けている。そこで熱媒体は入口から同軸管に、そして該同軸管の反対側端部から吸熱管に流れることができ、そしてニップルと同軸管の間から出口に戻ることができる。
集熱管が吸熱管に接合されていなければ、吸熱管に対して後方へと反転され、吸熱管と集熱管が互いにしっかりと接合されていれば、吸熱管と集熱管が同軸管とニップル上で同時に反転される。
【０００８】
弾性部品が強力な封止を提供しても熱媒体の流れを確実に妨げられないように、弾性部品が螺旋ばねとして有利に構成される。
該弾性部品はニップルと吸熱管の間に少なくともＯリングとして有利に構成されている。従って、最高の封止が達成されるのみならず、Ｏリングの設置が経済的で簡単でもある。その上、適切なプラスチックの選択によって、連続動作時の熱負荷にもかかわらず、寿命を最適化することが可能である。
少なくとも吸熱管と少なくとも１つの外管が一体に構成されていることが有利である。これは太陽熱集熱器の良好な機能を達成するため吸熱管と外管との間に行き渡る真空又は不活性ガス雰囲気が、吸熱管が外管に接合されている場合にありうる、例えば後時的に漏れによって損傷を受けないという利点がある。
【０００９】
集熱管は太陽光を透過する外管である。該集熱管は透明材料からなっている。これは実際には一般に低熱伝導率の材料であるが、この特性は該管が極端に加熱されるようなものでないため、決定的ではない。外管はガラスからなるのが好ましい。例えば医薬品の予備包装手段として使用される種類の、高い太陽熱伝導性と低生産コストの低鉄ガラス（ソーダライムガラス又はホウ珪酸ガラス）が好ましい。この外管はポリメチルメタクリレート（ＰＭＭＡ）のような透明材料から構成することもできる。ガラスはプラスチックと比較して高拡散抵抗と高ＵＶ安定度の点で利点がある。逆にガラスと比較してプラスチックは破損しにくく、取り扱いが簡単である。殆どの実施形態では、外管には反射板が設けられる。
吸熱管は高耐熱性（少なくとも２５０℃まで）と低熱伝導率を有する材料からなっている。低熱伝導率の材料はここでは２Ｊ／ｍｓＫ以下の固有の（ｓｐｅｃｉｆｉｃ）熱伝導率を有する材料を意味している。内管はガラスが好ましく、ホウ珪酸ガラスが好ましい。該内管は温度安定プラスチックから構成することもできる。該内管には吸収体が設けられる。
【００１０】
少なくとも１つの吸熱管と少なくとも１つの外管の双方がガラスであることが好ましい。該吸熱管と外管は互いに偏心して融合されるのが有利である。融合点では、ガラスのストレスを下げるために、大きな半径が設けられている。
好ましい実施形態では、ヘッダー系はヘッダー管として構成され、該ヘッダー管はその長手方向に配置されている少なくとも１つの分離プレートを有して、該ヘッダー管が少なくとも１つの入口チャンバーと少なくとも１つの出口チャンバーに分けられている。該入口チャンバーには、同軸管の受入部材該分離プレートに配置されている。ヘッダー系を単一管系として構成することによって、各々連結される集熱管に１つだけの接合部位しか必要とされない。さらに、単一ヘッダー管により必要とされるスペースは小さく、設備が複雑でない。
該分離プレートは金属であることが好ましい。弾性部品のばね力によって、該金属分離プレートは同軸管にさらに加圧されている。突然の圧力増加がかかると（例えばスチームハンマーにより）、分離プレートは圧縮ばねの反力により反らされる。これにより分離プレートとヘッダー管との間に該管の軸に沿って間隙が生じ、その結果として入口チャンバーと出口チャンバーとの間の圧力平衡が可能になる。
【００１１】
上記の効果はヘッダー管の分離プレートを適切に結合することで、例えば分離プレートが２つの対向エッジ、好ましくはヘッダー管の軸方向に互いに逆方向に存在する分離プレートのエッジを介してヘッダー管に結合されるようにすることで有利に補強される。
分離プレートは少なくとも１つのフラップを有利に備えており、該フラップはそれが開いていると少なくとも１つの入口チャンバーと少なくとも１つの出口チャンバーを連通させ、それが閉まっていれば、少なくとも１つの入口チャンバーと少なくとも１つの出口チャンバーの連通を遮断する。熱媒体の流れがあるまではヘッダー管を加圧しないそのような分離プレートのフラップによって、全体的なシステムの連通が可能となる。集熱が開始する前に分離プレートのフラップは同軸管と吸熱管との間の対流を可能にする。これにより集熱器ヘッダー管の熱伝導が改良される。
【００１２】
別の好ましい実施形態では、分離プレートがヘッダー管に配置された内管に代えられている。この内管は入口チャンバーを構成し、内管とヘッダー管の間の間隙が出口チャンバーを構成している。
一方で、内管は円筒状に組み込むことができ、入口流の方向で見てその後端部は閉鎖されている。この閉鎖は、例えば、半田付け又はその他の幾つかの結合により固定されるディスクやキャップとすることができる。逆にその開放端部では、内管が密閉リングによりヘッダー管から密閉されている。さらに良好な安定化のために、ヘッダー管に対し内管をその閉鎖端部でさらに中心に位置決めする穴明けリングを使用することができる。中心位置決めリングの開口により熱媒体が流出可能となる。
他方で、内管は本質的に円筒状に構成することが可能であり、その後端部は入口流方向の面では、該端部が閉鎖されるように徐々に細くなっている。これは例えば内管のはさみ加工により達成することができる。その開放端部で、この種の内管は円錐嵌合でヘッダー管から密閉される。
【００１３】
同軸管を受け入れる少なくとも１つの部品が、湾曲状の凹みを有する孔か底開の容器状として構成することは特に有利であることが分かった。このようにして構成された受入部材は同軸管をガイド及び密閉する機能を果たしている。管状集熱器モジュールを作動したときに、管状集熱器モジュールの連通を可能にするため、内管はその閉鎖端部に小さな開口を有することが有利である。
管状集熱器モジュールは、ヘッダー系と一部少なくとも１つの集熱管の双方が収容されるハウジングを有することが有利である。該ハウジングは一般に管状集熱器モジュールを機械的に安定化させる機能を果たす。外管がこのハウジングに接合されれば有利である。接合は、ハウジング内の外管にトロイド状溝を、及びハウジングにはトロイド状突起を設けるか、Ｏリング付きＯリング溝が設けられることによる積極的な係合による。非積極的連結も可能であり、その連結は例えば外管に対するＯリングとしてまたハウジングの壁のＯリング溝として構成することができる。
【００１４】
外管をハウジングに接合する可能な別の方法は、同時にハウジングに入れられるクリップ、固定リング及び／又は固定バーを、外管に取り付けることである。安全性をさらに確保するため、特にフープがヘッダー管として構成されている場合には、フープをヘッダー系の周囲に配置し、そしてこのフープを安全バーに固定することができる。これらの固定部品は、例えば該系で行き渡る過圧からあるいは個々の構成部品の長さの熱変化により生じ得る力を吸収する。
２つ以上の集熱管を備えた管状集熱管モジュールでは、個々の集熱管が互いに並列に連結されるのが好ましい。該集熱管の全てが同じ入口から熱媒体を供給され、熱媒体は該集熱管の全てから同じ出口に流出している。個々の管状集熱器モジュールは互いに直列に連結することができる。
管状集熱器モジュールはヘッダー系に直接取り付けられたプラグインシステムを介して互いに通じることができる。二重のＯリングシステムは特に好ましい。連結部周囲にクランプを配置することも有利なことがある。
本発明の主題を、以下の図面に関連する実施例としてここで説明する。
【００１５】
【発明の実施形態】
図１は集熱管３を備えた管状集熱器モジュール１を示している。熱媒体は入口チャンバー９を介して個々の集熱管３の同軸管６に流入し、各同軸管６を通して該入口チャンバー９から該同軸管の反対側端部まで流れ、そこで熱媒体は同軸管６から流出し、各集熱管３の吸熱管５を通して、入口チャンバー９に平行に配置されている出口、出口チャンバー１０に戻る。
入口チャンバー９と出口チャンバー１０はヘッダー管２で構成されており、該ヘッダー管２は分離プレート７で２つの片側部分、すなわち入口チャンバー９と出口チャンバー１０に分けられている。分離プレート７は同軸管６を収容するためにリベット１３を備えた開口を有している。該同軸管６はリベット１３に挿入され、ばね１１によってリベット１３と分離プレート７に押し付けられている。ばね１１は、封止機能が得られるようにヘッダー管２とは反対側にある吸熱管５端部に配置されている。
該吸熱管５は外管４と共にガラスで一体に構成されている。吸熱管５と外管４からなるこのユニットは、ヘッダー管２に設けられ、各々Ｏリングを有するニップル１２で共に密閉接合されている。熱媒体はニップル１２の内壁と同軸管６の外壁との間の間隙を通して出口チャンバー１０に流れることができる。
【００１６】
図２ａ〜図２ｇでは、熱媒体の流れの面に垂直な、集熱管の部位の、管状集熱器モジュールの種々の実施形態の断面図が示されている。７つの実施形態の全てにおいて、入口チャンバーと出口チャンバーはヘッダー管２で構成されており、該ヘッダー管２は分離プレート７又は内管２１により２つのチャンバーに個々に分けられている。２つの部品で構成されたハウジング１７はヘッダー管２の周囲に配置されている。このハウジングはまた、ヘッダー管２に向けられた外管４の端部を把持している。
図２ａ及び図２ｄでは、外管４がトロイド状溝を有し、ハウジング１７がＯリング溝を有しているため、外管４はハウジング１７に積極的係合で接合されている。封止Ｏリング１５はトロイド状溝１４とＯリング溝との間に配置されている。図２ｃでは、外管４は押し込み係合でハウジング１７に同様に接合されている。外管４はトロイド状溝１４を有し、ハウジング１７は対応するトロイド状突起１８を有している。外管４とハウジング１７との連結は図２ｂに示したような非積極的係合でも行うことができる。そのため、Ｏリングはハウジング１７のＯリング溝に配置されているが、外管４にはトロイド状溝がない。
【００１７】
図２ｅ〜図２ｇに示された実施形態では、外管４をハウジング１７にあるいはヘッダー管２に固定する別の方法が選択されている。クリップ２５が外管４のトロイド状溝１４に配置されている。このクリップ２５は固定リング２４によって開かないようになっている。ヘッダー管２から離れた側のクリップ２５には肩部２６が設けられている。外管４はクリップ２５と固定リング２４でバー２７に挿入されている。肩部２６により全体のシステムがバー２７に固定されている。バー２７の内孔はヘッダー管２の熱膨張時に外管４が十分自由に動けるように配置されている。ヘッダー管２の長さの変化から発生することがある長さの変化が結果として補正される。
外管４、吸熱管５と同軸管６からなる集熱管と、ヘッダー管との間に脱出力が、該システムに行き渡っている過圧力で発生する。これらの脱出力を遮断するため、バー２７がフープ２８（図２ｇ参照）の補助によりヘッダー管２に固定されている。そのため、フープ２８はナット３０によりバー２７に固定されている。このように組み立てられた管状集熱器モジュールを、外ハウジング壁２３と共にハウジング１７を構成する絶縁シェル２２内に配置することができる。
【００１８】
この締結態様の特別な利点の１つは、個々の構成部品が全ての方向に自由に動き、それにより屋根への管状集熱器モジュールの取り付けでストレスがかからなくなることにある。実施形態２ａ〜２ｇの全てとも、既に取り付けられたシステムの個々の集熱管を容易に交換できるという利点がある。
７つの実施形態全てにおいて、吸熱管の密閉が、ヘッダー管２に半田付けされ、上方で吸熱管が反転している２つのＯリング１５を有しているニップル１２により保証される。吸熱管５内に配置された同軸管６は、分離プレート７に配置されたリベット１３か、分離プレートが金属製であれば該分離プレート７の深絞り成形により製作された受入部材２０により、図２ａ〜図２ｄに示された実施形態に収容されされている。分離プレート７又は受入部材２０又はリベット１３に集熱管を密閉、かつ固定するため、同軸管６は受入部材２０又はリベット１３に対して、ヘッダー管２とは反対側の端部の吸熱管５に配置されたばねで押し付けられている。分離プレートがプラスチック製である場合には、図２ｄに示したように、同軸管６が、ばね１１によって分離プレートに組み込まれた受入部材に対しても付勢されている。
【００１９】
図２ｅ〜図２ｇに示された内管２１を有する変形例では、同軸管６の受入部材２０は、図２ｅに示したように有孔の底部を備えた容器状、あるいは図２ｆ及び図２ｇのようにアーチ型又は傾斜したへこみを備えた単純な内孔として具現化されている。その結果として、同軸管６がガイドされかつ密閉されている。
図２ａ〜図２ｇに示された７つの実施形態全てにおいて、管状集熱器モジュールの個々の構成部品が互いに摺動だけで密に接合できることが第一に注目される点である。
図３では、外管４とハウジング１７との間の連結が積極的係合でどのように行うことができるかが再度示されている。この積極的係合は、外管４のトロイド状溝１４に係合するトロイド状突起１８によって達成されている。逆に外部との密閉のために、Ｏリング１５を収容する溝１６がハウジング１７に設けられている。これらのＯリング１５は外管４の外壁を押し付け、その結果、ハウジング１７と外管４との間が封止されることになる。
【００２０】
図４ａには、１４本の集熱管３ａ、３ｂを有する管状集熱器モジュール１が示されている。入口チャンバー９ａ、９ｂ及び出口管１０ａ、１０ｂが、２つの分離プレート７ａ、７ｂにより種々のチャンバーに分けられているヘッダー管２によって構成されている。
熱媒体の流れ方向で第１入口チャンバー９ａを通して、最初の７本の集熱管３ａに熱媒体が供給される。該熱媒体は７本の集熱管３ａ全てから出口チャンバー１０ａを経由して流れる。言い換えれば、最初の７本の集熱管３ａは互いに並列に連結されている。
出口チャンバー１０ａは第２入口チャンバー９ｂに排出する。この入口チャンバー９ｂを介して残りの７本の集熱管３ｂに熱媒体が供給される。熱媒体はこれら７本の集熱管３ｂの全てからそして出口チャンバー１０ｂを介して流出する。プラグコネクター１９を介して、熱媒体はその熱をさらに利用するために搬送される。
【００２１】
図４ａに示された管状集熱器モジュール１では、７本の集熱管の各々が互いに並列に連結されてユニット７ａ及び７ｂを構成し、これらのユニットはまた互いに直列に相互連結されている。その結果として、集熱管３ｂからなる第２ユニット７ｂに流入する熱媒体が７本の集熱管３ａからなる第１ユニット７ａを介して流れることにより既に予備加熱されているため、さらに有効な熱の利用を達成することができる。
入口チャンバー９ａはフラップ８により入口チャンバー９ｂから分離されている。このフラップ８は図４ｂに拡大して示されている。該フラップ８が流れている熱媒体でヘッダー管２を加圧して入口チャンバー９ａを出口チャンバー９ｂから厳密に分離するように、該フラップがヘッダー管２内に配置されている。管状集熱器モジュール１を充填する際には、フラップ８が開き、全体の管状集熱器モジュール１の迅速な連通が可能となる。
【００２２】
図５ａでは、ヘッダー系がヘッダー管２及び内管２１として具体化されている管状集熱器モジュール１が示されている。内管２１の内部は入口チャンバー９を構成し、またこの内管２１とヘッダー管２の間の間隙は出口チャンバー１０を構成している。入口チャンバー９は封止リング３１によって出口チャンバー１０から密閉されている。内管２１の機械的安定化のために、中心位置決めリング２９が、半田付けされたキャップ３２で被覆されている内管２１の端部に設けられている。この中心位置決めリング２９は、熱媒体が出口チャンバー１０に問題なく流入できるような開口を有している。管状集熱器モジュール１は互いに連結部品３５によって接合することができる。図５ａに示された連結部品３５は１つの管状集熱器モジュール１のヘッダー管２に堅く接合されている。各連結部品３５は３つの溝１６を有しており、そのうちの２つは各々１つのＯリング１５を収容している。第３の溝１６はクランプ３０の収容のためにある。Ｏリング１５は特に封止機能を有しているが、図面の下部に拡大して側面から図示されているクランプ３０は１つの管状集熱器モジュール１を別の管状集熱器モジュール１に実際に締結する目的を果たしている。このクランプ３０により、管状集熱器モジュール１が互いに意図していないのに引き離されることのないように固定されている。
【００２３】
図５ｂでは、接合されている２つの管状集熱器モジュール１が又図示されている。これらのモジュールは、ヘッダー管２と内管２１が内部高圧成形により製造された管状集熱器モジュールである。内管２１は一方で円錐嵌合部３３によりヘッダー管２から密閉されており、他方で内管の反対側端部３４のピンチ部で密閉されている。その結果として内管２１は入口チャンバー９を構成している。内管２１とヘッダー管２との間の間隙は出口チャンバー１０を構成している。２つの管状集熱器モジュール１間の連結部品３５はまた、二重Ｏリング型プラグイン連結体である。内管２の円錐嵌合部３３が配置されているヘッダー２の端部はＯリングを収容する内部溝１６を有している。この端部はＯリングと共に、別の管状集熱器モジュール１のヘッダー管のそれほど機械加工されていない閉鎖内管側に外嵌されている。
特定の実施形態において、内管２１は流れ方向でその後端部に小さな開口を有することができ、集熱器が作動するとき、管状集熱器モジュール１の迅速な連通を可能にしている。
【図面の簡単な説明】
【図１】流れの面内における管状集熱器モジュールの断面図である。
【図２】ａ〜ｇは管状集熱器モジュールの種々の実施形態の流れ面内に垂直な断面図である。
【図３】外管とハウジングの１つの可能な連結を示す図である。
【図４】ａ及びｂは分離プレートによる管状集熱器モジュールの集熱管の流体相互連結を示す図である。
【図５】ａ及びｂは複数の管状集熱器モジュールの集熱管の流体相互連結を示す図である。
【国際公開パンフレット】
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【国際調査報告】
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