DE19545108A1 - Vorrichtung zur Gewinnung und Speicherung von Wärme aus Sonnenlicht - Google Patents

Description

Die Vorrichtung besteht im Prinzip aus einem Metallbehälter, der gut gegen Wärmeverlust isoliert ist. Er ist mit einer Flüssigkeit gefüllt, die Wärme gut speichern kann, (z. B. Glyzerin) und deren Siedepunkt nicht unter 250°C liegt. Ein schmaler Bereich der Außenwand ist nicht isoliert. Er wird der Sonne zugekehrt. Da die einfache Einwirkung des Sonnenlichtes nicht ausreicht, um z. B. 5 Liter Wasser zum Kochen zu bringen, ist eine Verstärkung erforderlich. Dies ist mit optischen Hilfsmitteln möglich. Durch eine sinnvolle Anordnung von Linsen und Spiegeln kann das Sonnenlicht einer möglichst großen Fläche gesammelt und auf einen schmalen, nicht isolierten Bereich der Außenwand des Metallbehälters konzentriert werden.

Dort kommt es zu einer starken, aber erwünschten Temperaturerhöhung. Diese hohe Temperatur wird durch Wärmeaustauschbleche auf die Speicherflüssigkeit übertragen. Die Wärmeaustauschbleche sind an der Innenseite der Außenwand jeweils dort angebracht, wo außen die Brennpunkte der Sammellinsen auftreffen. Eine zweckmäßige Ausführung zeigt Fig. 1. An der dem Sonnenlicht zugekehrten Seite des Speicherbehälters sind 3 Reihen Sammellinsen angebracht. Die Reihe in der Mitte steht senkrecht zum Lichteinfall, während die beiden Seitenreihen um 45 Grad geneigt sind. Damit auch die Linsen der Seitenreihen voll vom Sonnenlicht getroffen werden, wird ihr Licht von Spiegeln umgelenkt. Die Außenreihen der Linsen sind gegenüber der Mittelreihe so weit verschoben, daß ihre Brennpunkte zwar fast auf einer Linie, aber nebeneinander liegen. Die Außenwand des Speicherbehälters ist im nicht isolierten Bereich so geformt, daß jeder Brennpunkt eine für ihn senkrechte Fläche vorfindet. Durch den Einbau einer Trennwand ist der Speicherbehälter in eine "heiße" und eine "kalte" Zone eingeteilt. Bei Erhöhung der Temperatur in der "heißen" Zone beginnt ein Umlauf der Speicherflüssigkeit. Sie durchfließt dabei die Wandung eines hohlen Körpers. Dieser Hohlkörper (im Weiteren als "Topfmulde" bezeichnet) ist in der Lage, einen entsprechend geformten Topf aufzunehmen. Dort findet ein Wärmeaustausch zwischen Topfmulde und Topf statt.

Der Platz für den Kochtopf, die Topfmulde, wird konisch ausgeführt. Die gleiche konische Form erhalten auch die Töpfe. Alle Töpfe haben den gleichen Durchmesser. Sie unterscheiden sich im Volumen nur durch den Abstand zwischen Topfboden und Deckel. Um mit möglichst wenig Energie auszukommen, werden nur Dampfdrucktöpfe eingesetzt. Selbstverständlich kann auch ganz ohne Deckel oder mit geschlossenem Deckel aber ohne Druck gekocht werden. Die Dampfdruckautomatik sitzt im Deckel. Unterhalb des Deckelverschlusses befindet sich an jedem Topf ein Ring. Dieser Ring hat zwei Aufgaben:

• a) Er sorgt dafür, daß der Topf nur bis zu einer bestimmten Tiefe in die Topfmulde eintauchen kann.
• b) Er verschließt den Spalt zwischen Topf und Topfmulde. Die Verbindungsstelle zwischen Topf und Ring ist an der Unterseite so ausgeführt, daß sie konisch ist (Fig. 2). Auch die Topfmulde ist im oberen Bereich abgeschrägt. Dadurch wird erreicht, daß der Topf zwangsläufig immer konzentrisch in der Topfmulde hängt.

Während bei einem sonst üblichen Topf, der auf einem Herd steht, die Wärmeübertragung fast nur durch die Bodenfläche erfolgt, wird hier die gesamte Topfaußenfläche unterhalb des Ringes dazu herangezogen. Der Speicherbehälter dient als "Wärme-Akku" und ist so gelagert, daß er durch leichtes Drehen und/oder Neigen dem aktuellen Sonnenstand angepaßt werden kann. Eine einfache Visiereinrichtung erleichtert diese Aufgabe.

Durch eine flexible Verbindung zwischen Speicherbehälter und Topfmulde ist sichergestellt, daß die Oberkante der Topfmulde - und damit der Topf - stets eine horizontale Lage einnimmt.

Bezugszeichenliste:

Fig. 1:
 1 Speichergefäß
 2 Trennwand
 3 "Heiße" Zone
 4 "Kalte" Zone
 5 Kühlbleche
 6 Brennpunkte
 7 Sammel-Linsen
 8 Spiegel

Fig. 2:
 9 Topf-Seitenwand
10 Dichtungsring am Topf
11 Seitenwand der Topfmulde

Schematische Darstellung ohne Isolierung, Topf in Fig. 2 etwas angehoben dargestellt.

Claims (2)

1. Vorrichtung zur Gewinnung und Speicherung von Wärme aus Sonnenlicht, dadurch gekennzeichnet, daß durch eine zweckmäßige Anordnung optischer Mittel eine hohe Temperatur in einer schmalen Rinne erzielt und in einer geeigneten Flüssigkeit gespeichert wird.

2. Vorrichtung zur Gewinnung und Speicherung von Wärme aus Sonnenlicht nach Patentanspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß der Wärmeaustausch zwischen Speicherflüssigkeit und Nutzbehälter in einem speziell geformten Teil des Speichers erfolgt. Dieses hohle, konisch geformte Teil, (im Weiteren "Topfmulde" genannt), kann nur einen Kochtopf oder eine Backform aufnehmen, die an die entsprechende Form angepaßt sind.