DE102007056456A1 - Solar cooker has reflector for concentration of solar radiation on pot and pot holder, where centre part of pot holder has two partial axes fastened at centre part and two supports arranged laterally at reflector - Google Patents
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Abstract
Description
Für die Verbreitung von Solarkochern von hoher Qualität in hoher Stückzahl ist es wünschenswert, über eine Bauweise zu verfügen, die mit dem Einsatz von wenig und leicht verarbeitbarem Material auskommt und deren Material nach langer Einsatzdauer vollständig rezykliert werden kann. Für die Verbreitung ist es weiterhin von Vorteil, wenn der Solarkocher als Bausatz transportiert und nach dem Transport in einer an die Möglichkeiten des Kunden angepassten Weise fertiggestellt werden kann. Es ist vorteilhaft, wenn der Bausatz leicht ist und mit geringen Transportmaßen transportiert werden kann.For the proliferation of solar cookers of high quality in high volume, it is desirable over to have a design that with the use of little and easily processable material and their material after long service life can be completely recycled. For the dissemination it is still advantageous if the solar cooker transported as a kit and after transport in a way adapted to the possibilities of the customer can be completed. It is advantageous if the kit is light and transported with low transport dimensions can be.
Die Erfindung betrifft Solarkocher mit einem Reflektor zur Konzentration der Solarstrahlung auf einen Topf bzw. eine Pfanne oder anderen Rezipienten. Auch der gleichzeitige Einsatz von mehreren Rezipienten kommt in Frage. Zur Vereinfachung wird hier nur die Bezeichnung Topfverwendet. Der Solarkocher besitzt einen Reflektor und eine Topfhalterung. Die Topfhalterung hält den Topf mit der erforderlichen Stabilität in seiner Position in Bezug auf den Reflektor, der um eine Achse schwenkbar an der Topfhalterung angeordnet ist. Die Achse wird durch zwei Teilachsen verwirklicht, die neben dem Topf angeordnet sind. Die Topfhalterung verfügt außerdem über zwei Ständer, an denen die Enden der Teilachsen befestigt sind und die so angeordnet sind, dass der Reflektor von morgens bis abends auf den Höhenstand der Sonne ausgerichtet und auch in eine Sicherheitsstellung mit der Wölbung des Reflektors nach oben gebracht werden kann. Für die Fixierung der Reflektor-Position sind viele Lösungen bekannt, beispielsweise eine Rutschkupplung zwischen der Achse und dem Lagerblech des Reflektors. Die azimutale Ausrichtung erfolgt, indem der gesamte Solarkocher entsprechend gedreht wird.The The invention relates to solar cookers with a reflector for concentration the solar radiation on a pot or a pan or other Recipients. Also the simultaneous use of several recipients it is an option. For simplicity, here only the name Pot used. The solar cooker has a reflector and a Pot holder. The pot holder holds the pot with the required stability in its position in relation to the Reflector, which is arranged pivotably about an axis on the pot holder is. The axis is realized by two sub-axes, the next the pot are arranged. The pot holder also has two stands to which the ends of the sub-axles attached are and are arranged so that the reflector of the morning until the evening aligned to the ridge of the sun and also in a safety position with the curvature of the reflector can be brought up. For fixing the reflector position Many solutions are known, for example, a slip clutch between the axle and the bearing plate of the reflector. The azimuthal Alignment takes place by adjusting the entire solar cooker accordingly is turned.
Im Folgenden wird zur Vereinfachung von einem paraboloid-förmigen Reflektor ausgegangen, der aus Reflektorblech-Trapezen geformt ist. Andere mögliche Formen sind Trogspiegel und Ausschnitte aus Paraboloiden.in the The following will simplify a paraboloid-shaped one Reflector out, which is formed from reflector sheet trapezoids. Other possible shapes include trough mirrors and cutouts Paraboloid.
Bevorzugt
ist die Verwendung von Bandmaterial, insbesondere Bandaluminium
oder Bandstahl, für die Topfhalterung. Es kann in bekannter
Weise abgeschnitten, perforiert und gebogen werden. Solarkocher
mit einem Gestell aus Bandmaterial werden seit langer Zeit verwendet.
Eine Beschreibung enthält die Veröffentlichung
von
Der Querschnitt und der Werkstoff des Bandmaterials beeinflusst die Stabilität, das Gewicht, die Herstellung und die Kosten. In der Praxis bewährt sich die Verwendung eines möglichst einheitlichen Querschnitts. Bei den bekannten Bauweisen sind vor allem die Ständer und das Mittelteil der Topfhalterung für die Steifigkeit maßgebend.Of the Cross-section and the material of the strip material influences the Stability, weight, manufacturing and cost. In practice, the use of a proven as possible uniform cross section. In the known construction methods are especially the stand and the middle part of the pot holder for the stiffness decisive.
Der Mittelteil der Topfhalterung ist die nächste Umgebung des Topfes. Für den Mittelteil der Topfhalterung sind verschiedene Bauweisen bekannt, insbesondere geschweißte Konstruktionen aus Rohren und aus Rundmaterial, aber auch aus Bandstahl und Bandaluminium. Bei einigen Bauweisen wird der Topf an den Henkeln in einen passenden Ring gehängt. Bei anderen Bauweisen steht der Topf auf Gewindestangen, die von Winkeln gehalten werden, oder er steht auf einem Halter, der in einen Ring eingehängt ist. Wenn das Topfgewicht über einen Ring oder über Winkel geleitet wird, dann ergeben sich Torsionsbeanspruchungen, die torsionssteife Querschnitte verlangen. Bandmaterial hat, im Gegensatz zu Hohlprofilen, eine geringe Torsionssteifigkeit bezogen auf den Materialeinsatz.Of the Center part of the pot holder is the closest environment of the Pot. For the middle part of the pot holder are different Structures known, especially welded constructions from tubes and round material, but also from strip steel and strip aluminum. In some constructions, the pot on the handles becomes a suitable one Ring hanged. In other constructions, the pot gets up Threaded rods held by angles or he gets up a holder that is hung in a ring. If that Pot weight passed over a ring or over an angle Torsionsbeanspruchungen, which result in torsion Require cross sections. Strip material has, in contrast to hollow profiles, a low torsional stiffness based on the material used.
Daher ist Bandmaterial von verhältnismäßig großem Querschnitt erforderlich, wenn es auf Torsion beansprucht wird.Therefore Band material is of relatively large size Cross-section required when subjected to torsion.
Die Verwendung von zwei schrägen Stützen für jeden Ständer ist eine bekannte Maßnahme, um die Steifigkeit des Ständers zu erhöhen. Eine weitere bekannte Maßnahme ist eine Verstrebung zwischen den schrägen Stützen durch eine eingefügte horizontale Strebe. Bei der Neigung der Topfhalterung werden allerdings die beiden Streben in gleicher Richtung gebogen, so dass diese horizontale Strebe nur geringe versteifende Wirkung hat.The Use of two oblique supports for every stand is a well-known measure to the Increase stiffness of the stand. Another known Measure is a bracing between the sloping Supports by an inserted horizontal strut. When tilting the pot holder but the two struts bent in the same direction, so that this horizontal strut only small has stiffening effect.
Um die nötige Stabilität, insbesondere gegen Durchbiegung und Neigung der Topfhalterung, zu erhalten, wird daher bisher Bandmaterial mit entsprechend großer Dicke und Breite verwendet und es wird überwiegend Stahl eingesetzt. Das bewirkt einen hohen Materialeinsatz, erschwerte Bearbeitung und entsprechend großes Transportgewicht. Beim Übergang von Stahl auf Aluminium ist bei gleichen Band-Querschnitten und bei gleicher Belastung mit einer dreifach größeren Verformung zu rechnen, weil die Steifigkeit umgekehrt proportional zum Elastizitätsmodul bei der Biegung bzw. zum Gleitmodul bei der Torsion ist und deren Werte beim Übergang von Stahl auf Aluminium auf ca. ein Drittel abnehmen. Daher ist bei der herkömmlichen Bauweise ein wesentlich größerer Bandquerschnitt beim Einsatz von Aluminium erforderlich, so dass nicht nur der Materialaufwand und die Kosten vergrößert werden, sondern auch die Bearbeitung erschwert wird.In order to obtain the necessary stability, in particular against sagging and tilt of the pot holder, so far band material is used with correspondingly large thickness and width and it is predominantly steel used. This causes a high material usage, difficult processing and correspondingly large transport weight. For the transition from steel to aluminum, the same strip cross-sections and the same load can be expected to undergo a threefold greater deformation because the stiffness is inversely proportional to the modulus of elasticity in the bending or sliding modulus of the torsion and their values in the transition from steel to Remove aluminum to about one third. Therefore, in the conventional construction, a much larger band cross-section when using aluminum is required, so that not only the materi costs and costs are increased, but also the processing is difficult.
Die Erfindung hat das Ziel, die Nachteile aus der Nutzung von Bandmaterial, insbesondere von Bandmaterial aus Aluminium, zu überwinden und weitere Vorteile aus dessen Nutzung zu ziehen. Die erforderliche Steifigkeit soll durch eine neuartige Struktur und nicht durch vergrößerte Werkstoffquerschnitte erreicht werden. Dabei soll einfach zu beschaffendes Material, vor allem Bandmaterial aus Aluminium, eingesetzt werden können.The Invention has the aim of reducing the disadvantages of using strip material, especially of strip material made of aluminum, overcome and to take advantage of its use. The required Stiffness is said to be due to a novel structure rather than being magnified Material cross sections can be achieved. It should be easy to procure Material, especially strip material made of aluminum, are used can.
Durch die erfindungsgemäßen Maßnahmen wird die Stabilität des Solarkochers so vergrößert, dass Bandmaterial aus Aluminium anstelle von Bandstahl eingesetzt werden kann ohne dass der Querschnitt entsprechend vergrößert werden muss. Dadurch kann beispielsweise das Gewicht eines Solarkochers mit ca. 1,4 m Reflektordurchmesser auf ca. 10 kg reduziert werden, wovon die Reflektorbleche 3 kg wiegen. Der oben zitierte Solarkocher mit gleich großem Reflektor hat im Vergleich dazu ein Gewicht von ca. 25 kg.By the measures according to the invention will the stability of the solar cooker is increased so that Band material made of aluminum instead of steel strip can be used can be increased without the cross section correspondingly must become. This can, for example, the weight of a solar cooker be reduced to approx. 10 kg with approx. 1.4 m reflector diameter, of which the reflector sheets weigh 3 kg. The above-cited solar cooker with equal reflector has in comparison to a weight of about 25 kg.
Durch die Nutzung von Bandmaterial aus Aluminium wird die Herstellung wesentlich erleichtert, so dass die Solarkocher beziehungsweise die Bausätze für Solarkocher ganz oder zu einem großen Teil in einfachen Werkstätten hergestellt werden können. Es kann handelsübliches Aluminium-Bandmaterial verwendet werden, das weltweit verfügbar ist. Falls Bandstahl zum Einsatz kommt, kann der Querschnitt entsprechend verkleinert werden.By the use of aluminum strip material is the manufacture much easier, so that the solar cooker respectively the kits for solar cooker all or one large part made in simple workshops can be. It can be commercially available aluminum strip material used, which is available worldwide. If steel strip is used, the cross section can be reduced accordingly become.
Die Bausätze für die Solarkocher können so hergestellt werden, dass die Montage der Solarkocher vor Ort hauptsächlich im Zusammenschrauben der Komponenten besteht. Für den Werkunterricht an Schulen können Bausätze bereitgestellt werden, die an den gewünschten Umfang der Ausbildung angepasst sind, indem die Komponenten mehr oder weniger vorgefertigt sind.The Kits for the solar cooker can be made this way be that mounting the solar cooker on site mainly in the screwing together of the components. For the work instruction kits can be provided at schools, adapted to the desired scope of training are by the components are more or less prefabricated.
Bausätze, die zur einfachen Fertigstellung vor Ort geeignet sind, können auch aus Blech hergestellt werden, das so perforiert wird, dass die Komponenten mit den gestanzten Löchern von diesem Blech abgebrochen werden können. Es wird somit nicht von Bandmaterial ausgegangen, das bereits die geforderte Breite hat, sondern von breiterem Bandmaterial beziehungsweise von Platten. Die Zerteilung erfolg an Perforationen. Aus dem breiten Band bzw. der Platte können Komponenten einheitlicher Dicke vorgefertigt werden. Das kann vor allem bei Solarkochern mit kleineren Reflektoren vorteilhaft sein. Die Erfindung ermöglicht eine so geringe Materialdicke, auch bei Einsatz von Aluminium, dass das Blech, beispielsweise mit einer Dicke des Aluminiumbleches von 3 mm, mit sehr hoher Lebensdauer des Stanzwerkzeugs gestanzt werden kann. Das ist bei größeren Blechdicken nicht der Fall. Auch die anzuwendenden Stanzkräfte sind geringer. Auf diese Weise können Bausätze mit besonders hoher Produktionsrate gefertigt werden.kits, which are suitable for easy completion on site, can also be made of sheet metal, which is perforated so that the components with the punched holes of this sheet can be canceled. It is therefore not of band material assumed that already has the required width, but of wider strip material or plates. The division succeed on perforations. From the wide band or the plate can Components of uniform thickness are prefabricated. That can happen especially advantageous in solar cookers with smaller reflectors. The invention allows such a small material thickness, too when using aluminum, that the sheet metal, for example with a Thickness of the aluminum sheet of 3 mm, with a very long life the punching tool can be punched. That's bigger Thickness is not the case. Also the punching forces to be used are lower. In this way, kits can be manufactured with a particularly high production rate.
Durch die Erfindung wird der Aufwand für die Herstellung des Solarkochers wesentlich reduziert. Nicht nur das Materialgewicht und die Materialkosten werden vermindert, sondern es wird auch die Bearbeitung vereinfacht, weil Bandmaterial mit geringerer Dicke oder Bandmaterial aus Aluminium leichter geteilt, mit Löchern versehen und gebogen werden kann. Außerdem wird das Transportgewicht vermindert. Zusätzliche Vorteile, ergeben sich, weil die Komponenten leichter zu montieren sind und der Solarkocher bequemer zu handhaben ist.By The invention is the expense of producing the Solar cooker significantly reduced. Not just the weight of the material and the material costs are reduced, but it will be the Machining simplified because strip material with smaller thickness or aluminum strip lighter divided, with holes can be provided and bent. In addition, the transport weight reduced. Additional benefits arise because of the components easier to mount and the solar cooker more comfortable to handle is.
Ausführungsbeispiele der Erfindung sind in den Zeichnungen in vereinfachender Weise dargestellt. Es zeigen:embodiments The invention are illustrated in the drawings in a simplified manner. Show it:
Die
Reflektorbleche sind außen am Tragring
Die
Teilachsen sind so angeordnet, dass der Brennbereich Reflektors
bei der Schwenkung angenähert seine Lage behält.
Der Reflektor hat einen Brennbereich, der innerhalb des Reflektors
liegt. Daher durchdringen die Teilachsen den Reflektor, der Öffnungen
an gegenüberliegenden Seiten für den Durchtritt
der Teilachsen besitzt. Die beiden Teilachsen
Die äußeren
Enden der Teilachsen
Der
Verbindungsrahmen
Der
Rahmen kann dabei durch eine Wand
Die
Erfindung ermöglicht es, das Gestell-Unterteil gegebenenfalls
aus lokal verfügbarem Material herzustellen. In
Eine weitere Anwendung der Erfindung ist die Verwendung von Rohren oder anderen Profilen mit hoher Steifigkeit für die Stützen und den Grundrahmen. Dabei können Schweißungen oder aus dem Gestellbau bekannte Eckverbinder oder Spezialmaschinen zum Biegen der Profile zum Einsatz kommen.Another application of the invention is the use of high stiffness tubes or other profiles for the columns and the base frame. It can welds or known from the frame construction corner connectors or special machines for bending the profiles used com men.
In
den
In
Eine
Torsionsbeanspruchung des verwendeten Bandmaterials der Topfhalterung
wird vermieden, indem gerade Bänder für die Topfträger
Die
Distanzhalter
Um
ein Verrutschen des Topfes auf den Topfträgern
Zwischen
dem Topf
Die
Verbindung der weiteren Komponenten der Topfhalterung erfolgt bevorzugt
mit Schrauben und Mutter. Es kommen jedoch auch Nietverbindungen
und gegebenenfalls auch Schweißengen für alle oder
für einen Teil der Verbindungen in Frage. Vorteilhaft ist
eine ohne Werkzeug lösbare Verbindung zwischen den Verbindungsrahmen
In
den
Das geringere Gewicht des Solarkochers hat den Nachteil, dass er vom Wind leichter umgeworfen werden könnte. Durch Belastung, zum Beispiel mit einem mit Sand gefüllten Eimer auf dem Ständerunterteil, kann er beschwert werden, oder er wird mit einer Verankerung am Boden versehen, die eine Drehung entsprechend dem Azimut des Sonnenstandes zulässt.The lower weight of the solar cooker has the disadvantage that he vom Wind could be overturned more easily. By burden, For example, with a bucket filled with sand on the Stand base, he can be complained or he will provided with an anchorage on the ground, corresponding to a rotation the azimuth of the position of the sun allows.
ZITATE ENTHALTEN IN DER BESCHREIBUNGQUOTES INCLUDE IN THE DESCRIPTION
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Zitierte Nicht-PatentliteraturCited non-patent literature
- - D. Seifert: „Neue Konzepte für nachgeführte PV-Generatoren und Solarkocher", Tagungsband 2, S. 1406–1413, 9. Internationales Sonnenforum 1994, DGS-Sonnenenergie Verlags-GmbH, München [0004] - D. Seifert: "New concepts for tracking PV generators and solar cookers", Proceedings 2, p. 1406-1413, 9th International Solar Forum 1994, DGS-Sonnenenergie Verlags-GmbH, Munich [0004]
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DE102007056456A DE102007056456A1 (en) | 2007-11-23 | 2007-11-23 | Solar cooker has reflector for concentration of solar radiation on pot and pot holder, where centre part of pot holder has two partial axes fastened at centre part and two supports arranged laterally at reflector |
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Country Status (1)
Country | Link |
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DE (1) | DE102007056456A1 (en) |
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- 2007-11-23 DE DE102007056456A patent/DE102007056456A1/en not_active Withdrawn
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