DE386264C

DE386264C - Einrichtung zur Erzeugung sehr hoher Temperaturen mittels Sonnenstrahlen

Info

Publication number: DE386264C
Application number: DEZ13290D
Authority: DE
Original assignee: Carl Zeiss SMT GmbH
Current assignee: Carl Zeiss SMT GmbH
Publication date: 1923-12-07

Description

Einrichtung zur Erzeugung sehr hoher Temperaturen mittels Sonnenstrahlen.

1)1e Erfindung betritt Einrichtungen zur

l:rzetigting sehr kolier Temperaturen mittels

Soiinenstralilen, 1 ei denrn als optisches System

zur Strahlvereinigung ein Cassegrainsches

Spiegelsystem verwendet ist. Bisher war bei

Icheii l#.inriclittnig-n stets der Gedanke maß-

gebe nd, durch den dem Hauptspiegel gegen-

über angeordneten (;egenspiegel von dem

Stralilenque rsaniitt des Hauptspiegels mög-

lichst wenig zu verlieren, um eine möglichst

VOllstä.@dige _@tisniitzting der vom Hauptspie-

gel aufgefangenen Strahlen zu erzielen. Aus

lie sein Grunde hat man bisher Spiegelsvsteine

yerwen@lrt. 11c1 (l:ne i leg Gegenspiegel iin

Vergleich niit dein Hauptspiegel sehr klein

war und jedenfalls (las Verhältnis 1-eider Spie-

gelgr@ll.ien nicht wese ,dich von dem bei

(Ic°ni (-@asscgr;iinsalien Teleskop gebräuchlichen

\-erhältnis al>tyich. Ein l.belstand, der mit

,#ineni solchen Crilßetnz#rliältnis der leiden

Spiegel für leg wrliegenlen Zweck verbun-

den ist. besteht darin, daß sich eine ver-

hältnismäßig große Gesamtbrennweite des

Systems ergi':t. Dadurch wird auch das er-

zeugt(,- SonneuhilIchen noch verhältnismäßig

groß, 1111 l infuigede ssen entspricht die erzielte

I'eniperatur noch nicht dem erreichbaren

1-1i*;chstwert. Will man also die Wirkung

steigern, so muß nian eine möglichst kleine

Gosanit ')rennweite des Systems anstreben.

i `;11 ei ist aber zti berücksichtigen, daß man

;::i ; praktischen Gründen die Strahlenvereilii-

@@t:#gsstelle meist unterhalb des Hauptspiegels

ka;eii will, uni iliescllie für las Heranbringen

(lt,r zti erhitzen,Jen Stoffe usw. l:equem zu-

gänglich zu haben. 1's ist auch naheliegend,

,laß die Wärmewirkung uni so stärker ist, je

stärker konvergent -das das kleine Sonnen-

l:ildchen erzeugende Strahlenbüschel ist. Je

kleiner aber der Gegenspiegel im Verhältnis

zum Haupspiegel gewählt wird, um so schwä-

cher konvergent ist das aus dein Spiegelsystem

austretende Strahlenbüschel, wenn nian an der

L# orderung der Lage les Stralilenv --reinigtingspunktes außerhalb des Spiegelsvsteins festhält. Um daher zu einer l@rauclibare:i Anordnung mit möglichst guter Wirkung zu kommen, wählt man gemäß der Erfindung das Verhältnis der beiden Spiegel zueinander so, daß .der Durchmesser des Gegenspiegels mindestens ein Drittel des Durchmessers des Hauptspiegels beträgt. Man kann dann auch bei einem außerhalb des Systems gelegenen Strahlenvereinigungspunkt eine verhältnismäßig kleine Gesamtbrennweite und damit. ein kleines Sonnenbildchen finit entsprechend hoher Temperatur erzielen, ohne daß die durch den Gegenspiegel bewirkte Verminderung des Strahlenquerschnittes des Hauptspiegels praktis-ii schon zu groß wird.

Bei einem solchen Verhältnis der bei:len Spiegeldurchmesser zueinander kommt auch der mittlere Teil -des Gegenspiegels nicht mehr zur Ausnutzung: der Gegenspiegel kann also, ebenso wie der Hauptspiegel, in seiner Mitte durchlocht sein. Man kann eine solche zentrale Öffnung des Gegenspiegels in vorteilhafter Weise dazu benutzen, um Hilfseinrichtungen zur sonstigen Beeinflussung des Stoffes oder zur Ausführung von Handgriffen u. dgl. anzubringen, die .-furch diese Öffnung hindurch wirken. Es ist dann der wirksame Strahlenquerschnitt des Spiegelsystems durch Anbringung derartiger Hilfseinrichtungen nicht beeinträchtigt.
Mit Rücksicht auf die mit .dein vorliegenden Spiegelsystem erreichbaren hohen Temperaturen, die eine Beobachtung mit bloßem Auge meist nicht zulassen, empfiehlt es sich, mit dem Spiegelsystem eine Projektionseinrichtung zu verbinden, welche die der Wirkung der hohen Temperatur ausgesetzte Stelle auf einem Schirm abbildet. Eine solche Projektionseinrichtung kann snwohl ein vom Spiegelsystem vollständig unabhängiges Projektionssystem besitzen, also beispielsweise durch die zentrale Öffnung des Gegenspiegels hindurch ein Bild der erhitzten Stelle erzeugen, oder es kann auch das Spiegelsystem selbst mit zur Bilderzeugung herangezogen sein, indem man einen kleinen Teil des Strahlenquerschnitts des Hauptspiegels einem abbildenden Objektiv zuführt. Es liegt nahe, daß man bei beiden Fällen in der Regel das zur Bilderzeugung dienende Stra#hl#enl.üschelsystem mit Hilfe eines besonderen Spiegels aus dem Bereich des Spiegelsystems seitlich herausleiten wird, um für den Projektionsschirm eine bequeme, ungefähr lotrechte Lage zu erhalten.
Lm das Spiegelsystem der scheinbaren Bewegurg -der Sonne folgen lassen zu können, muß es entsprechend drehbar gelagert sein. Dies kann in belie"iger Weise verwirklicht werden, sowohl durch parallaktische Anordnung als auch durch eine andere kardanische Lagerung des Spiegelsystems, indem man es beispielsweise um eine lotrechte und eine wagerechte Achse drehbar aufstellt. In letzterem Falle kann man bekanntlich vorteilhaft die Anordnung derart treffen, daß mit Hilfe voa Thermoelementen o. dgl. die Nachstellung des Spiegelsystems selbsttätig erfolgt.
Die Erfindung ist auf der Zeichnug durch ein Ausführungsbeispiel veranschaulicht. Die Abbildung setllt einen lotrechten Schnitt durch die Einrichtung dar, wobei für die Erfindung unweseitliche Teile weggelassen sind. Auf einer Grundplatte a ruht ein runder Unterteil b, auf dem die ganze Einrichtung aufge',aut ist, und der einen Schneckenkranz b1 besitzt, so daß er mit Hilfe einer auf der Grundplatte a gelagerten Schnecke c um seine lotrechte Achse gedreht werden kann. Auf dein Unterteil b sind svmmetrisch zur Mitte zwei Lagerböcke d befestigt, die mittels wagerechter Zapfen d' ein Spiegelgehäuse e mit einem in der Mitte ausgesparten Hohlspiegel f tragen. Das Spiegelgehäuse e ist samt den damit verbundenen Teilen um die durch die Zapfen dl festgelegte wagerechte Achse dreh-Lar und kann eingestellt werden mittels einer zwischen dem Unterteil b und dem Spiegelgehäuse e angeordneten Schraubenspindel g. Die Spindel g ruht, um Zapfen h' drehbar, jedoch achsial unversehiebbar in einem auf dem Unterteil b befestigten Lagerbock h und ist mit einem Kegelrad i fest verbunden, das in beliebiger Weise mit einem Handantrieb versehen zu denken ist. Auf der Schraubenspindel g sitzt eine Mutter e, die mittels "Zapfen h' zwischen zwei am Rande des Spiegelgehäuses e vorgesehenen Ansätzen h dreh-Lar gelagert ist. Durch Drehen der Spindel g wird die Mutter g' auf der Spindel g verschoben und damit der ganze o-ere Teil der Einrichtung um die wagerechte Achse der Zapfen dl gedreht. Mit dem Spiegelgehäuse e ist durch Stangen l ei-1 Teil ii2 verbunden, an dem ein der Öffnung des Hohlspiegels f gegenüber befindlicher konvexer Spiegel n befestigt .ist, dessen optische Achse mit derjenigen des Hohlspiegels f zusammenfällt und dessen Durchmesser etwas über ein Drittel des Durchmessers des Hohlspiegels f beträgt. Die Brennweite beider Spiegel f und yz und ihr gegenseitiger Abstand sind so bemessen, daß parallel zur gemeinsamen optischen Achse auftreffende Strahlen unterhalb des Hohlspiegels f im Schnittpunkt der lotrechten Achse des Unterteils b und der durch die Zapfen dl bestimmten wagerechten Drehachse vereinigt werden. Auf der Zeichnug ist der Verlauf der äußeren und inneren Randstrahlen gestrichelt angegeben. Der Gegenspiegel n ist in der Mitte, soweit er nicht zur Wirkung kommt, ebenfalls ausgespart. In der Mitte des Unterteils b ist ein in der Höhe verstellbares Tischchen o angebracht, das die zu erhitzenden Stoffe in den Brennpunkt des Systems zu bringen gestattet. Infolge der gewählten Achsenanordnung bleibt der Ort des Brennpunkts auch bei der erforderlichen Nachstellung des Spiegelsystems stets derselbe. Am Rande des Spiegelgehäuses e ist ferner noch ein Halter P ange'.-racht, an dem ein Projektionssystem q und ein davor befindlicher, in den Strahlenbereich des Hohlspiegels f hineinragender Planspiegel i- befestigt sind, die zusammen auf einem seitlich, ungefähr lotrecht aufgestellt zu denkenden Schirm ein Bild von der erhitzten Stelle erzeugen. Es liegt auf der Hand, daß der Spiegel r oder ein entsprechendes Projektionssystem q oder beide auch in dem durch den Gegenspiegel n unwirksam gewordenen zentralen Raum untergebracht sein können, so daß das auf den Schirm projizierte Bild ohne Mitwirhuig des Spiegelsystems f, n durch die Öffnungen der beiden Spiegel !hindurch erzeugt wird.

Claims

PATENTANSPRUCH: Einrichtung zur Erzeugung sehr hoher Temperaturen mittels Sonnenstrahlen unter Verwendung eines Cassegrainschen Spiegelsystems, dadurch gekennzeichnet, @daß der Durchmesser des Gegenspiegels (n) mindestens ein Drittel des Durchmessers des Hauptspiegels (f) beträgt.