DE1476714A1 - Einrichtung zur Waermegewinnung und Waermespeicherung unter Ausnutzung der Sonnenenergie - Google Patents
Einrichtung zur Waermegewinnung und Waermespeicherung unter Ausnutzung der SonnenenergieInfo
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Description
Siemens-Sehuckertwerke Erlangen, 16. 7. 65
Aktiengesellschaft Werner-von-Siemens-Straße
PLA 65/1447 PLA 9/360/725
Einrichtung zur Wärmegewinnung und Wärmespeicherung unter Ausnutzung der Sonnenenergie
Die Erfindung betrifft eine Einrichtung zur Wärmegewinnung und Wärmespeicherung unter Ausnutzung der Sonnenenergie, insbesondere
für Wärmekraftanlagen.
Bei bisher bekannten Wärmespeichern unter Ausnutzung der Sonnenenergie
haben sich insbesondere konstruktive Schwierigkeiten bei der Lagerung der Reflektoren und bei der Verminderung der
auftretenden Abstrahlungsverluste ergeben. Diese Schwierigkeiten sollen durch die vorliegende Erfindung vermieden werden«
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Z PLA 65/1447
Erfindungagemäß sind bei einer derartigen Einrichtung zur
Wärmegewinnung und Wärmespeicherung auf einer ebenen Fläche
parallele Reflektoren derart in ihrer Längsachse verschiebbar und um dieselbe schwenkbar angeordnet, daß eine linienförmige
Brennachae der reflektierten Sonnenstrahlen in einem als Blende wirkenden Wandschlitz eines sonst abgeschlossenen und wärmeisolierten
Übertragungsraumea gebildet wird, der seinerseits Mittel zur Wärmeaufnahme enthält. Dabei ist der wärmeisolierte
Übertragungsraum im oberen Teil einer senkrechten Stützwand angeordnet, während die parallelen Heflektoren auf im unteren
Teil der Stützwand angelenkten Auslegern gelagert sind.
Nach der Erfindung können die wärmeaufnehmenden Mittel aus
feinkörnigen Teilchen bestehen, die im Innern des Übertragungsraumes auf einer zum Wandschlitz des Übertragungsraumes
hin geneigten Begrenzungsfläche entlanggleiten. Der Übertragungsraum
wirkt dabei wie ein schwarzer Körper als Strahlensammler. Der Wandschlitz, der zur Vermeidung von Konvektion
an der tiefsten Stelle des Übertragungsraumes liegt, soll gerade nur so groß sein, daß die auf eine Brennlinie reflektierten
Strahlen durch ihn hindurchgehen, so daß ein Minimum an Abstrahlung von innen zurück nach außen erfolgt.
Der Übertragungsraum selbst steht im oberen Teil mit Zuführungsleitungen
für die wärmeaufnehmenden Teilchen und im unteren Teil mit Abführungsleitungen in Verbindung, die eine
Entnahmesteuerung auf Grund von Temperaturmessungen enthalten.
An Stelle von feinkörnigen Teilchen zur Wärmeaufnahme können im Übertragungsraum auch Zwischenstrahlerflächen angeordnet sein
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" 2 " BAD OWGiNAL Ms/Di
J
PLA 65/1447
die fächerförmig in einem bestimmten Abstand vom Wandschlitz
angenähert radial ausgehen und von einem Strom eines gasförmigen wärmeaufnehmenden Mediums gekühlt werden.
Um eine einwandfreie Lagerung der Reflektoren zu erreichen, sind diese auf mit Schwimmkörpern versehenen Auslegern angeordnet. Diese Ausleger schwimmen auf einer Wasseroberfläche.
Die Reflektoren liegen dadurch immer eben und sind einwandfrei gelagert.
In der Zeichnung sind einige Auafiihrungsbeispiele nach der
Erfindung schema ti sch in ihren für die Erfindung wesentlichen Teilen dargestellt.
Figur 1 zeigt den querschnitt und Figur 2a und b die Aufsicht
auf eine Einrichtung zur Wärmegewinnung. In Figur 3 ist ein Längsschnitt durch die Stützwand dargestellt, während Figur 4
den wärmeisolierten Übertragungsraum mit den wärmeaufnehmenden Teilchen und Figur 5 den Übertragungsraum mit Zwiechenetrahlerflachen zeigt* In Figur 6 ist ein Querschnitt durch eine
Gesamtanlage mit Zwischenotrehlerfläohen und in Figur 7 ein
Längsschnitt durch dieselbe Einrichtung bei Schwenkung ua einen Endpunkt der Stützwand dargestellt. Figur 8 ceigt die Lagerung
der Reflektoren, während in den Figuren 9a bis c einige Wärneschaltbilder ei nee entsprechenden Kraftwerk·· ekiselert «Ind.
In dem AuafUhrungsbeispiel nach Figur 1 sind an einer drehbar
gelagerten Stutswand 1 im unteren Teil schwenkbar· Ausleger 2 mit parallelen, zylihderäbschnittförmigen Reflektoren 3 ange-
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" 3 ~ BAD ORDINAL
H
PLA
ordnet. Diese Ausleger 2 schwimmen auf einer Wasseroberfläche 4. Im oberen Teil der Stützwand 1 befindet sich der wärmeisolierte
Übertragungsraum 5 mit einem schmalen Wandschlitz 6, in dem sich die von den Reflektoren 3 reflektierten Sonnenstrahlen
auf einer Brennachse schneiden, über Zuführungsleitungen 7
oberhalb des Ubertragungsraumes 5 werden die Teilchen einer geneigten Ebene 8 im Übertragungsraum 5 zugeführt und verlassen
nach Wärmeaufnahme den Übertragungsraum durcn die Abführungs-.
leitung 9.
Figur 2 zeigt die Einrichtung im Grundriß. Dabei ist die Längsachse
der senkrechten Stützwand 1 immer ;enau zur Sonne ausgerichtet.
Die parallelen Reflektoren 3 sind in Figur 2a parallel auf gleicher Höhe angeordnet, wenn die Sonne den
höchsten Stand aufweist. Die senkrechte Stützwand 1 dreht sich, wie in Figur 2 b gezeigt ist, immer nach der Sonne. Um die verschiedenen
Höhenstellungen der oonne auszugleichen, können die parallelen Heflektoren 3 in ihrer Längsachse verscnoben werden,
so daß sich immer eine linienförmige Brennachye im Wandschlitz des Übertragungsraumea bildet. Die.Ausleger 2 sind hierbei
alo schwimmendes Flon ausgebildet.
In Figur 3 ist ein Juerachnitt durch die senkrechte Stützwand 1
gezeigt, wobei die Stützwand um ihren Endpunkt 10 schwenkbar gelagert ist. Die parallelen Reflektoren J befinden sich auf
den mit Schwimmern 11 versehenen Auslegern 2 vor und hinter deiü
rechten Arm der Stützwand 1. Der wärmeisolierte, langgestreckte Ubertragungsraum 5 wird über senkrechte Zuführungsleitungen 7 ,
die entsprechend aufgegat·' \ t nind, mit ion vvnrmeuufnehinenden
- 4 - Ms/Di
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1476714 PLA 65/1447
Teilchen versorgt. Diese Teilchen verlassen über die Abführungale itungen '9 nach Sammlung auf einige größere AbfUhrungeleitungen den Ubertragungsraum und werden einer HauptSammelleitung 12 zugeführt. Zur Vermeidung von Längsströmungen beispielsweise durch Windeinwirkung, ist der Ubertragungsraum zweckmäßig
mehrfach durch Querwände (nicht dargestellt) unterteilt.
In Figur 4 ist ein Querschnitt durch den wärmeisolierten
Übertragungsraum 5 dargestellt. Der Wandschlitz (J, der nur
so groß sein soll, daß die reflektierten Strahlen der Spiegel auf der Trennlinie hindurchgehen und nur eine sehr geringe
Abstrahlung von innen zurück erfolgt, befindet sich am untersten Punkt des Ubertragungaraumes 5. Wegen der hohen
Temperaturen, die im Ubertragunguraum auftreten (etwa Θ00 bis
10L0 C), ist der Ubertragungoraum 5 mit einer Isolierschicht
versehen, während die den Wandschlitz 6· begrenzenden Teile gegebenenfalls mit Wasser gekühlt werden können. Die wärmeaufnehmenden Teilchen 15 in Gestalt von Kugeln gleiten auf
einer den Ubertragungsraum begrenzenden geneigten Wandfläche θ durch den Ubertragungsraum und verlassen denselben
durch die Abführungaleitung <J. Der Neigungswinkel der
teilchenaufnehaenden Begrenzungsfläche fj ist dabei mindestens
gleich dem natürlichen Schüttungawinkel der Teilchen, um ein selbständiges Gleiten der Teilchen zu erreichen. Vor der Begrenzungsfläche B sind in einem Abstand, der etwa einer dreibis vierfachen Teilchendicke entspricht, Rundstäbe ^g oder
Flachprofile 1„7 angebracht, um eine Begrenzung der Schüttungsdicke zu erreichen. Der Wandschlitz 6 kann mit einer strahlendurchlässigen Haube Ί8 versehen sein, der gegebenenfalls
eine Einrichtung Ί9 zur selbständigen Machjustierung der
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- 5 - bad OR1G«NAL Me/Di
* ' PLA 65/1447
Heflektoren auf die Wandschlitae enthält. 1476714
In einem weiteren AusfUhrungsbeispiel nach Figur 5 bestehen
die wärmeaufnehmenden Mittel im Übertragungsraum 5 au.s Zwischenatrahlerflächen
20, die in einem bestimmten Abstand vom Wandschlitz 6 radial ausgehen. Die Zwischenstrahlerflächen 20
Bind dabei so ausgebildet, daß ihre keilförmigen Begrenzungsflachen
etwas gegen die radiale Richtung geneigt sind, so daß sie direkt von den einfallenden Strahlen getroffen werden.
Diese Zwi3chenstrahlerflächen 20 werden von einem gasformigen Medium bestrichen, beispielsweise Luft, das dann die Wärme
aufnimmt. Hinter dem Übertragungsraum sind in der Stützwand
schlitzförmige Kanäle 21 zur Führung der Kühlluft angeordnet.
Figur 6 zeigt noch einmal einen .Querschnitt durch eine
Gesamtanordnung mit Zwischenstrahlerflächen 20 in der senkrechten Stützwand 1 des Wärmespeichers. Das wärmeaufnehmende,
gasförmige Medium kann dabei durch Kanäle in der Stutzwand 1 zu- und abgeleitet werden.
In Figur 7 sind ein Länge- und ^uerachnitt durch die
Stützwand entsprechend dem in Figur 3 gezeigten Ausführungsbeispiel
dargestellt, jedoch hier für einen mit Zwischenstrahlerflächen ausgebildeten Übertragungsrauni.
In Figur 8 ist die Lagerung der zylinderabschnittförmigen
Reflektoren 3 dargestellt. Diese Reflektoren aind in den Auslegern 2 drehbar auf Rohren 22 angeordnet. Diese Rohre
aind fest mit Schubstangen 23 verbunden, die über Federn 24 und einen Stelltnechanismus 23 genau ausgerichtet werden können,
so daß die Uchnittl ifiie der reflektierten dtrahlen exakt in
den schmalen Afanueehlitai 6 zu liegen kommt. Anstatt der
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BAD M
w
PLA 65/1447
!-teilten Rohre, die zur Ausrichtung der Höhenlage mit unterschiedlichen
Aassermengen nach Bedarf gefüllt aein können, sind auch beliebig geformte Pestkörper, beispielsweise aus
verwendbar.
in Figur 3 sind drei Schaltbilder einer Wärmekraftanlage
dargestellt, die die Einschaltung des von den wärmetragenden
Teilchen gespeisten Wärmetauschers zeigen. Insbesondere kann die von den Teilchen aufgenommene Wärmeenergie an
gasförmige Medien zum Betrieb eines Gasturbinenprozesses oder zur Vorwärmung des Kesselspeisewaasers eines Dampfkreftw
rkes verwendet werden.
FifT,ur 9a zeigt den Kreislauf eineo (iasturbinenprozesses. Dabei
werden die Teilchen xm Strahlenerhitzer 26 aufgewärmt, wandern
über eine Schleuse 27 zum ersten Wärmetauscher 28, in dem sie
ihro iiiirme an den von einem Verdichter 29 herkuramenden Gasstrom
abgeben, der in der Turbine 30 expandiert und in einem Wärme~ tauscher 31 seine überschüssige Wärmekapazität wieder zur
Vorwärmung an die Teilchen abgibt, die von hier erneut in den Strahlenerhitzer 26 gelangen.
In Figur 9 b ict ein Wärmeschaltbild dargestellt, bei dem
im Übertragun^srauifi der Wäriuegewinnungs anlage ein gasförmiges
Iuediuia, beispielsweise Luft, zur Wärmeaufnahme dient. Dieses
gibt, von Jt.rahlereriiitzer 32 kommend, eii.em Wärmeaustauscher
seine Wärmeenergie an einen zweiten Kreislauf ab, der gegebenenfalls nach Durchgang durch eine Speicheranordnung 34
und 35 - in einem zweiten «äraetauscher '36 den in einem
BAO O 9 0 9 8 3 Tl I (Tl 9 iYs/D1
PLÄ
Kes©e?l 27 stjpäaestäen Betriebsstoff, beispielsweise T#e#eer>a«Bptf
erz*ug.tr lazm· erhitzt.
Bel· einem SdmLtfctld nach Pi#ur 9 c wird in eineA Strahlen*
eriiit-aer 32 au£gewärmte Luft direkt zur WasBererhiteung ia
57 verwendet.
20 Patentaisepiilohe
9 Figuren
9 Figuren
0R{G'NAL
Claims (1)
- U767HPIA 65/1447Patentansprüehe1, Einrichtung zur Wärmegewinnung und Wärmespeicherung unter Ausnutzung der Sonnenenergie, insbesondere für Wärmekraftanlagen, dadurch gekennzeichnet, daß auf einer ebenen Fläche parallele Reflektoren derart in ihre Längsachse verschiebbar und um dieselbe schwenkbar angeordnet sind, daß eine linienförmige Brennachse der reflektierten Sonnenstrahlen in einem als Blende wirkenden Wandschlitz eines sonst abgeschlossenen und wärmeisolierten Übertragungsraumea gebildet wird, der seinerseits Mittel zur Wärmeaufnahme enthält.2. Einrichtung nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß der wärmeisolierte Übertragungsraum im oberen Teil einer senkrechten Stutzwand angeordnet ist, während die parallelen Reflektoren auf am unteren Teil der Stützwand angelenkten Auslegern gelagert sind.3» Einrichtung nach Anspruch 1 und 2, dadurch gekennzeichnet, daß die Stützwand üb eine senkrechte Achse drehbar gelagert ist#i · i4. Einrichtung nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß die wärmeaufnehmenden Mittel aus feinkörnigen Teilchen bestehen, die auf einer zum Wandachlitz dee übertragungsraumeahin geneigten Begrenzungsfläche des Ubertragungsraumes entlanggleiten.5. Einrichtung nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß die wärmeübertragenden Mittel too fächerförmig in einem * bestimmten Abstand vom Wandschllti angenähert radial ausgehenden Zwiachenstrahlerflächen gebildet und von einem Stromeines gasförmigen wäraeaufnehmendea Mediuaa gekühlt wer*·»· "'* 909832/001 α~ * * BAD10 PLA 65/14476. Einrichtung nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß der Wandschlitz an der tiefsten Stelle des wärmeisolierten Übertra^ungeraumea angeordnet ist.7. Einrichtung nach Anspruch 6, dadurch gekennzeichnet, daß in den den Wandschlitz begrenzenden Wandungsteilen Kühlungskanäle vorgesehen sind.8. Einrichtung nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet,daß die parallelen Reflektoren eine zylinderabschnittförmige Gestalt aufweisen.9. Einrichtung nach Anspruch 1 und 2, dadurch gekennzeichnet, daß die die Reflektoren tragenden Ausleger mit Schwimmkörpern versehen und auf einer Wasseroberfläche gelagert sind.10. Einrichtung nach Anspruch 1 und 2, dadurch gekennzeichnet, daß auf der senkrechten Stützwand symmetrisch zwei wärmeisolierte Übertragungsräume mit je einem Wandschlitz zur entsprechenden Auslegerseite angeordnet sind.11. Einrichtung nach Anspruch 1 und 2, dadurch gekennzeichnet, daß der Übertragungsraum durch mindestens eine Querwand zur Vermeidung von Querströmungen unterteilt ist.12. Einrichtung nach Anspruch 2, dadurch gekennzeichnet, daß die senkrechte Stützwand zur Zu- und Abführung der wärmeaufnehmenden Medien eingerichtet ist.13. Einrichtung nach Anspruch 4 und 12, dadurch gekennzeichnet, daß Über dem Übertragungsraum senkrechte Zuführungsleitungen für die wärmeaufnehmenden Teilchen vorgesehen sind.14. Einrichtung nach Anspruch 4, dadurch gekennzeichnet, daß. der Neigungswinkel der teilchenaufnehmender!" 10 " BAOORiGlNAL909832/0019PLA 65/1447IBegi-enzüngsflache des ÜbertTagungsraueee mindestens gleich d*a nattlrlichew 3Ähüt1^aBg3iidiiJe«L der Teilchen ist. 15. EinriJctttaw« nachAnspruch Φ iuMdfe-ΐΒ^, dwlurcih gekennzeichnet, daüfläol»- parraOele smö» odtee' Büfteh» zxir Püürung autoato^nami- ^^Xdh-g^ aiadS^ ai« dw16. liinriclrtmi^in«Jh Aiteqpmt^ Φ^daS In den Te^ü-chenrtkiSJüiOTmes^ exnest eueüUBgc, dttticlt TjiEig, verageswaen lat:.17. EinriTOlitaiiiiFTiecEh MäpoppcedtS-O^ düdmagfa daft vor d«* WemdactrUtzAusrichtung. d«r ReiIelctaT«n tmS: &iacmEiar±«ttttung; nach Aneprtxctt 1 bte 5» . dadarech eine Zufäüntui^f: disa« vwHStttaiiltoehmeiidefnrein ea; #sßaaaedecraißtBaqfiLagE vor gesehen: nachvorgewärmt werden, bevoi? sei»> las das»: gungexratun geleitet werden^20. Einrichtung nach Anspruch 18,- dsdurch gekennzeicimefe^, dsB VÖ3? den Wärmetauschern apedael»erbeiiäliter für aufneawenden Medien eingeschaltet sind·.- 11 - ■BAD
Applications Claiming Priority (1)
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DE19651476714 Pending DE1476714A1 (de) | 1965-07-17 | 1965-07-17 | Einrichtung zur Waermegewinnung und Waermespeicherung unter Ausnutzung der Sonnenenergie |
Country Status (1)
Country | Link |
---|---|
DE (1) | DE1476714A1 (de) |
Cited By (4)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
FR2333136A1 (fr) * | 1975-11-27 | 1977-06-24 | Messerschmitt Boelkow Blohm | Centrale solaire |
FR2410795A1 (fr) * | 1977-12-02 | 1979-06-29 | Rockwell International Corp | Four solaire perfectionne |
DE3117836A1 (de) * | 1980-05-13 | 1982-03-04 | Vilati Villamos Automatika Fövállalkozó és Gyártó Vállalat, Budapest | Solarrad |
EP0109288A2 (de) * | 1982-11-12 | 1984-05-23 | The Babcock & Wilcox Company | Erwärmen von Öl in Bohrlöchern und Dampferzeugung durch Bohrlochwasser |
-
1965
- 1965-07-17 DE DE19651476714 patent/DE1476714A1/de active Pending
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