DD152168A1

DD152168A1 - PARABOL MIRROR FOR ENERGY EFFICIENCY

Info

Publication number: DD152168A1
Application number: DD80222833A
Authority: DD
Inventors: Ustinow Nikolai
Original assignee: Ustinow Nikolai
Priority date: 1980-07-07
Filing date: 1980-07-07
Publication date: 1981-11-18

Abstract

Die Erfindung betrifft einen auf Erdumlaufbahn gebrachten Sonnenreflektor mit einer nichtkonventionellen Konstruktion eines Parabolspiegels, der zur Erzielung konvergenter elektromagnetischer, energie- und/oder informationstragender Strahlung geeignet ist. Da die bekannten Loesungen dieser Art starre Konstruktionen sind und einen Durchmesser von etwa 16 m aufweisen, gibt es erhebliche Schwierigkeiten, sie auf eine Erdumlaufbahn zu bringen. Die erfindungsgemaesse Loesung ist eine aufgeblasene Konstruktion mit Reflektionsoberflaeche, deren parabolische Form im luftfreien und schwerelosen Raum mit Hilfe der Fliehkraft erzeugt wird. Durch gegenlaeufige Rotation von zwei aufgeblasenen Gebilden, wobei die thermische Expansion oder Kontraktion des eingeschlossenen Gases als Antriebskraft dient, ergeben sich Moeglichkeiten, die Energie zu speichern (Schwungradspeicher) u. zu konvertieren.The invention relates to an orbiting solar reflector with a non-conventional construction of a parabolic mirror, which is suitable for achieving convergent electromagnetic, energy and / or information-carrying radiation. Since the known solutions of this type are rigid constructions and have a diameter of about 16 m, there are considerable difficulties in bringing them to earth orbit. The solution according to the invention is an inflated construction with a reflection surface, the parabolic shape of which is generated in the air-free and weightless space with the aid of centrifugal force. By opposing rotation of two inflated structures, wherein the thermal expansion or contraction of the trapped gas serves as a driving force, there are opportunities to save the energy (flywheel storage) u. to convert.

Description

Erfinder: Berlin, den 02.07.1980Inventor: Berlin, 02.07.1980

Hikolai Ustinov/Hikolai Ustinov /

Parabolspiegel zur EnergiegewinnungParabolic mirror for energy

Die Erfindung betrifft einen auf Erdumlaufbahn gebrachten Sonnenreflektor mit einer nichtkonventio- * * ' * ·» ... -fThe invention relates to a put on orbit sun reflector with a nichtkonventio- * * '* * "... f

'5 nellen Konstruktion eines Parabolspiegels,der fuer die Verdichtung elektromagnetischer, energie- und informationstragender Strahlung geeignet ist.'5 nal construction of a parabolic mirror, which is suitable for the compression of electromagnetic, energy and information-carrying radiation.

Die zur Zeit bekannten technischen Loesungen dieser Art sind starrfeste Konstruktionen. Es gibt erhebliche Schwierigkeiten, um einen Parabolspiegel starrfester Konstruktion mit einer Durchmessergroesse von etwa 16 Metern auf eine Erdumlaufbahn zu bringen. Diese Schwierigkeiten bestehen vor allem in Gewicht, Volumen, Materialverbrauch und Herstellungskosten. Andererseits ist in dem Patent DD-FS 117 107 ein -Parabolspiegel,dessen Koerper aus konzentrisch miteinander verbundenen,torusfoermigen,aufblasbaren Schlaeuehen besteht,beschrieben.Diese Schlaeuche sind mit einem elastischen,auf der Aussenseite verspiegelten Mantel ueberzogen« Aus dem Raum zwischen dem Mantel The currently known technical solutions of this type are rigid structures. There is considerable difficulty in bringing a parabolic mirror of rigid construction with a diameter of about 16 meters into orbit. These difficulties are mainly in weight, volume, material consumption and production costs. On the other hand, patent DD-FS 117 107 describes a parabolic mirror composed of concentrically interconnected, torus-shaped, inflatable tubs. These tubes are covered with an elastic, outer-walled, sheath. From the space between the sheath

"* und deÄ Schlaeuchen wird die Luft äbgeptimpt ,⁴So dass * ein Unterdruck entsteht. Mit Hilfe dieses Unterdrucks wird die Innenseite zu·einem konkav reflektierenden und fokusierenden Spiegel geformt, indem der Mantel ueber die Schlaeuche gespannt wird."* And DEAE suppression diseases is äbgeptimpt the air, ⁴ * So, a vacuum is created. By means of this negative pressure, the inside is formed into a · concave reflecting mirror and fokusierenden by the sheath over the hoses is tensioned.

Iterierung des Wesens der Erfindung Der vorliegenden Erfindung liegt die Aufgabe zugrun» de_?die im Patent DD-PS 117 107 vorgeschlagene Konstruktion so zu modifizieren, dass sie fuer kosmische Bedingungen geeignet ist.Iteration of the essence of the invention The present invention has the object zugrun »de _? to modify the design proposed in patent DD-PS 117 107 so that it is suitable for cosmic conditions.

Da sich unter kosmischen Bedingungen kein Unterdruck erzeugen laesst,stellt man den konkaven reflektierenden und fokusierenden Spiegel mit Hilfe der Fliehkraft her. Pig 1Since no negative pressure can be generated under cosmic conditions, the concave reflecting and focusing mirror is established with the aid of centrifugal force. Pig 1

Eine Besonderheit des Parabolspiegels besteht darin, dass er aus zwei in entgegengesetzten Richtungen drehenden» tellerfoermigen, Gebilden besteht. Seinerseits besteht jedes Gebilde aus aufblasbaren, konzentrisch miteinander verbundenen,torusfoerniigen Schlaeuchen, die mit einem Hetz wegen Pormstabilitaet von der Aussenseite umspannt sind. A peculiarity of the parabolic mirror is that it consists of two rotating in the opposite directions »plate-like, formations. In turn, each structure consists of inflatable, concentric interconnected, torusfoerniigen hoses, which are spanned by a rush for Pormstabilitaet from the outside.

Die beiden Gebilde sind miteinander ueber einen kreislinearartigen Motorgenerator verbunden» Ueber den beiden Gebilden wird eine elastische, aus einzelnen Stuecken zusammengeschweisste Folie mit spiegelnder oder verspiegelter Oberflaeche befestigt und durch Fliehkraft so gespannt und verformt, dass eine lichtkonzentrierende dreidimensionalkrumme Oberflaeche entsteht. An die Stelle der Folie koennen auch einzelne getrennte, sehr duenne und schmale,z.B. aus amorphem Stahl gefertigte Streifen,deren Staerke eine Funktion des Abstandes von der Rotationsachse ist,treten« Unter dem Einfluss der Fliehkraft· und durch unregelmaessige Massenverteilung nehmen sie die Form der Parabel an. Die dadurch erzeugte Oberflaeche wird dann sehr nahe der Rotationsparaboloidoberflaeche. Durch Schleifen mit in einer angrenzenden Luftschicht frei schwebenden Polierkoernern und durch Rotieren des Gebildes kann man eine optisch ideale,,spiegelnde,lichtkonzentrierende Rotationsparaboloidoberflaeche herstellen.The two structures are connected to each other via a circular linear motor generator. The two structures are attached to an elastic film of specular or mirrored surface welded together from individual pieces and tensioned and deformed by centrifugal force in such a way that a light-concentrating, three-dimensionally curved surface results. In place of the film can also be individual separate, very thin and narrow, z. Strips made of amorphous steel, the strength of which is a function of the distance from the axis of rotation, occur under the influence of centrifugal force, and by irregular mass distribution they assume the shape of the parabola. The surface created thereby becomes very close to the rotational paraboloid surface. By grinding with polishing coats levitating in an adjacent layer of air and by rotating the structure, it is possible to produce an optically ideal, reflecting, light-concentrating paraboloid of revolution.

Die Tatsache,dass die Konstruktion aus zwei sich in entgegengesetzten Richtungen und mit nach absolutem Wert gleichen Drehimpulsen drehenden Gebilden be steht, "bringt mehrere Vorteile mit. Erstens ei^noeglicht sie eine gleichmaessigere Anspannung der reflektierenden Folie.The fact that the construction consists of two structures rotating in opposite directions and with angular momenta of the same order of magnitude brings with it a number of advantages: First, it permits a more uniform tension of the reflecting foil.

Zweitens ergibt sich daraus eine Moeglichkeit der Energiespeicherung durch Rotation. Das Energiespeichervermoegen ist dann desto groesser, je groesser die Zugfestigkeit der Materialien,woraus die aufblasbaren Gebilde bestehen,ist. Ein derartiger Energiespeicher ist dann besonders vorteilhaft,wenn sich die Konstruktion eine relativ kurze Zeit im Erdschat-" teil befindet. . " ' ' Drittens eine Kreiselfunktion wird erfuellt.Und viertens laesst sich das Problem der Energiekonvertierung bequem loosen. Da die Energieumwandlung durch Solarzellen nur teilweise geschieht und zwar im hochenergetischen (blauen).. Teil des. Spektrums,wo die Solarzellen besonders effektiv sind, wird der Rest des Spektrums (roter Teil) auf thermodynamischen Wege verwertet. Das geschieht _folgendermassen:Second, this results in a possibility of energy storage by rotation. The energy storage capacity is then greater, the greater the tensile strength of the materials from which the inflatable structures are made is. Such an energy storage device is particularly advantageous when the construction is in the ground shell for a relatively short time. "" Thirdly, a gyroscope function is performed. And fourthly, the problem of energy conversion is conveniently solved. Since the energy conversion by solar cells occurs only partially and indeed in the high-energy (blue) .. Part of. Spectrum, where the solar cells are particularly effective, the rest of the spectrum (red part) is used thermodynamically. This happens _as far as possible:

Die aufblasbaren tellerfoerraigen Gebilde, die als Kuehlkammern dienen, sind ueber mehrere teleskopische zusammenschiebbare Duesen mit zwei zylindrischen Erhitzungskammern, deren geometrische Achse mit der Drehachse uebereinstimmt,verbunden. Dabei wird ein Gas oder Gasstaubgemisch. z.B. Edelgas mit Kohlenstoff pulver, in den Erhitzungskammern durch konzentrierte Sonnenstrahlung so erhitzt, dass ein Druck entsteht. In einem bestimmten Zeitpunkt oeffnet sich ein-Drehklappventil an der Stelle des Austritts der Duese von der ErMtzungskammer,und das Gas stroemt aus; Das Drehklappventil wird vom Schrittmotor getrieben und der Schrittmotor vom Mikroprozessor gesteuert. Bei der Ausstroemung und.Ausdehnung desThe inflatable plate-shaped structures, which serve as cooling chambers, are connected via several telescopic, telescoping nozzles with two cylindrical heating chambers whose geometrical axis coincides with the axis of rotation. This is a gas or gas dust mixture. e.g. Noble gas with carbon powder, heated in the heating chambers by concentrated solar radiation so that a pressure arises. At a certain point in time, a rotary flap valve opens at the point of exit of the nozzle from the chamber and the gas flows out; The rotary valve is driven by the stepper motor and the stepper motor is controlled by the microprocessor. During the outflow and extension of the

Gases wird die Waermeenergie in kinetische Energie des stroemenden Gases umgewandelt. Ein Teil der Gasmenge gelangt durch ihre Traegheit in die tellerfoermigen Gebilde. Durch ein zweites Drehklappventil wird der Rueckfluss des Gases im bestimmten vorausberechneten Moment abgeschaltet, wodurch eine Druckdifferenz zwischen Kuehl-und Erhitzungskammern entsteht. Ein zweites Ventil befindet sich an der Muendung der Duesen in die Kuehlkammern,und wird gleichermassen ueber einenGases, the heat energy is converted into kinetic energy of the flowing gas. Part of the amount of gas passes through their inertia in the plate-like structures. A second rotary flap valve shuts off the return flow of the gas at a certain predicted moment, which creates a pressure difference between the cooling and heating chambers. A second valve is located at the mouth of the nozzles in the cooling chambers, and is equally over one

1ü Schrittmotor vom Mikroprozessor gesteuert. Weiter folgt die Beschleunigung der Drehgeschwindigkeit der Gebilde-und damit der Vergroesserung des Drehimpulses. Beim Rueckfliessen der Gasmenge unter der Einwirkung der Druckdifferenz wandelt sich die Energie der Druckdifferenz in die Rotations energie um. Die notwendige Energie fuer die Beschleunigung wird aus einem zusaetzliche Speicher entnommen und wieder deponiert. Der zusaetzliche Speicher besteht aus zwei sich in entgegengesetzten Richtungen drehenden Scheiben und erfuellt gleichseitig eine Kreiselfunktion. E3 scheint durchaus moeglich, auf die Klappventile zu verzichten und die Steuerfunktion des Expansions-KontraktionsvorgangeSjdie durch negative oder positive Beschleunigung sich aeussert,vollkommen dem Motor-Generator zu uebertragen. Hier wird aber diese Präge nicht unter-, sucht.1μ stepper motor controlled by the microprocessor. Next follows the acceleration of the rotational speed of the structure-and thus the magnification of the angular momentum. When the amount of gas flows back under the effect of the pressure difference, the energy of the pressure difference transforms into the rotational energy. The necessary energy for the acceleration is taken from an additional memory and deposited again. The additional memory consists of two rotating disks in opposite directions and fulfills a gyroscope function on the same side. E3 seems quite possible to dispense with the flapper valves and fully express the control function of the expansion-contraction process, which manifests itself by negative or positive acceleration, to the motor-generator completely. Here, however, this embossing is not under, searches.

Die dazu gehoerige Zeichnungen zeigen: Pig.1 Schematische Darstellung der erfindungsgemaessen Konstruktion(Seitensicht). Pig. 2 Schematische Darstellung derselben Konstruktion (Sicht von oben und von unten).The accompanying drawings show: Pig.1 Schematic representation of the inventive construction (side view). Pig. 2 Schematic representation of the same construction (view from above and from below).

Die zwei in entgegengesetzten Richtungen rotierende·* Gebilde,die ueber teleskopische,zusammenschiebbare Duesen 2. mit den Erhitzungskammern 6. verbunden sind, Die Gebilde,v/ie es aus der Zeichnung Pig. 1 zu ersehen ist, sind aus mehreren aufgeblasenen torusfoemigen Schlaeuchen zusammengesetzt und durch ein Netz 5. von der Aussenseite des Gebildes wegen Pormstabilitaet verspannt. Beide Gebilde werden mit Hilfe des Motors 3.» der auch eine Punktion des Generators erfuellt, gegenseitig gedreht.The two bodies rotating in opposite directions, which are connected by means of telescopic, collapsible nozzles 2. to the heating chambers 6. The formations, as shown in the drawing Pig. 1 can be seen, are composed of several inflated torusfoemigen tubes and braced by a net 5. from the outside of the structure because Pormstabilitaet. Both structures are mutually rotated with the help of the engine 3. »which also fulfills a puncture of the generator.

Auf der Pig. 1 v/ird auch eine Antenne 8. die ueber Magdeburgische Seheere 9. mit Hauptkonstruktion verbunden ist, gezeigt. Die Antenne entsendet die gewonnene Energie.On the pig. 1 v / ird also an antenna 8th which is connected to Magdeburgische Seheere 9th with main construction shown. The antenna sends the energy gained.

Claims

Parabolic mirror for energy production according to Patent 117,107j, characterized in that an elastic, zusammengeschweisste of individual pieces of foil, with mirrored or mirrored Ober¬ surface or individual separate strips with variable strength, on two in the air-free, indefatigable space, and opposite directions rotating, plate-shaped, Attached inflatable structures, so tense and deformed by centrifugal force that a light-concentric curved surface arises. Parabolic mirror according to item 1, characterized in that the, in opposite directions rotating, inflatable structures are concentrically connected to each other via a motor-generator, and together represent a Schwungradenergie memory, which also simultaneously fulfills a gyro function.

Parabolic mirrors according to items 1 and 2, characterized in that a gas or gas dust mixture, whereby the two structures are inflated, in a closed thermodynamic cycle in expansion-contraction vibrations is added and expansion at a reduced value of the angular momentum contraction but at magnified V / ert, whereby an energy conversion happens, takes place.

Parabolic mirror according to items 1 to 3 $, characterized in that the two structures serve as cooling chambers and radial symmetry over several telescopic, collapsible Duesen with two cylindrical heating chambers, whose geometric axis coincides with the axis of rotation, are connected.

verifiable calculations "