DE394232C

DE394232C - Vorrichtung zur Ausnutzung der Sonnenenergie

Info

Publication number: DE394232C
Application number: DEP44717D
Authority: DE
Original assignee: IWAN POPOFF
Current assignee: IWAN POPOFF
Priority date: 1922-08-03
Filing date: 1922-08-03
Publication date: 1924-04-14

Description

Vorrichtung zur Ausnutzung der Sonnenenergie: Es gibt bekanntlich Vorrichtungen, welche Sonnenwärme zur Verdampfung von Flüssigkeiten ausnützen, um mit dem so erzeugten Dampf Kraftmaschinen zu treiben. Die meisten aber haben den Nachteil, daß sie entweder Dämpfe von sehr kleiner Spannung und Temperatur erzeugen oderihreStrahlsammelapparate zuviel Wärme absorbieren; insbesondere lassen sie sich nicht in größerem Maßstabe ausführen, wie z. B. bei Verwendung von Sammellinsen und Prismen.
Die vorliegende Erfindung versucht nun mittels eigenartiger Strahlensammel- und Verdampfungsvorrichtungen diese Nachteile möglichst zu vermeiden. Sie besteht im wesentlichen aus zwei nach der scheinbaren Sonnenbewegung einstellbaren Reflektoren, die nacheinander die Sonnenstrahlen reflektieren und im Inneren eines mit Ü'berhitzer versehenen Dampfkessels sammeln.
Dadurch wird der Vorteil erzielt, daß die Sonnenwärme, abgesehen von den Verlusten in den Spiegeln, tunlichst vollständig ausgenutzt wird; insbesondere soll wegen der Verwendung des überhitzten Dampfes ein guter thermischer Wirkungsgrad der Kraftmaschine erreicht werden. Auf der Zeichnung ist eine Anlage nach der Erfindung dargestellt. Abb. x zeigt die-gesamte Anordnung der Anlage. Die Maschine kann mittels einer Schraube C gegen den Unterbau, um die Achse X und auch mittels des Uhrwerks U, der Schnecke Sn und des Zahnrades Z - um die Achse j, gegen den Ständer A gedreht werden; damit die Sammler der täglichen scheinbaren Sonnenbewegung nachfolgen, d. h. damit die Achse S stets parallel mit den Sonnenstrahlen bleiben kann. Der eine Spiegel GS, mit sehr großem Durchmesser, der im Rahmen R eingelagert ist, reflektiert zuerst die auffallenden Sonnenstrahlen und richtet sie seinem Brennpunkt F zu. Vor oder hinter diesem Brennpunkt befindet sich ein kleinerer konvexer oder konkaver Spiegel KS, der die Sonnenstrahlen wieder reflektiert und durch die durchsichtige Scheibe D auf die kegelige Heizfläche WK im Innern des Dampfkessels Ii wirft. Zur Erläuterung ist mit der gestrichelten Linie St der Verlauf eines Sonnenstrahls dargestellt.
Die Stangen M, die senkrecht zu den halbdurchsichtigen Platten P stehen, sind auf dem Rande des Rahmen R parallel mit der Achse S befestigt. Wenn die Stangen M keinen Schatten auf die halbdurchsichtigen Platten werfen, so zeigt dieses, daß die Achse S parallel den Sonnenstrahlen steht, d. h. daß die Anlage sich richtig einstellt. Damit wird die Beobachtung des richtigen Ganges erleichtert.
Abb.2 zeigt die Ausführung des kleinen Spiegel KS. Dieser Spiegel, dessen Durchmesser etwa 1/1o bis 1/"o von dem Durchmesser des großen Spiegels beträgt, soll mit möglichst großem Wirkungsgrad (Reflektionsvermögen) ausgeführt sein. Er ist in der hohlen Büchse G eingelagert und zwischen dem Spiegel und dem Büchsenboden fließt kaltes Wasser (z. B. das Speisewasser des Dampfkessels), um die Kühlung des Spiegels KS zu sichern.
Abb.3 zeigt die Ausführung des Dampfkessels. Der Kesselmantel K wird mittels der Zapfen ZP mit dem Rahmen R verbunden. Gewöhnlich sind diese Zapfen mit Keilen eingespannt, so daß der Kessel unbeweglich mit dem Rahmen R verbunden wird. Wenn nötig, können die Keile herausgezogen werden, damit sich der Kessel allein drehen kann, z. B., falls Kesselreinigung vorgenommen wird. Die obere Wand des Dampfkessels, auf welche das von den Spiegeln gesammelte Strahlenbündel fällt, erhält eine kreisförmige Öffnung, durch welche die Wärmestrahlen hineindringen und die mit der Wärme durchlassenden Scheibe D, z. B. einer lackierten Steinsalz-oderSilvinscheibe, verschlossen wird.
Das Innere des Kessels wird vom kegelförmigen Heizmantel WK in zwei Räume geteilt: Dem Wasserraum WR, wo der Dampfdruck herrscht, und dem Heizraum HZ, mit Luft erfüllt, wo annähernd der atmosphärische Druck herrscht. Die Sonnenstrahlen werden nämlich, wie schon gesagt, auf die innere Seite dieses Einsatzes YI'K geworfen. Der Einsatz WK kann entweder aus glattem oder aus Wellblech ausgeführt sein. Die Verwendung von Wellblech hat den Vorteil, daß ein dünneres Blech verwendet werden kann, aber auch den Nachteil, daß infolge des großen Druckunterschiedes zwischenden RäumenHR und g% R, der Überdruck im Wasserraum, das Wellblech Wli zusammendrücken kann, und selbst im obersten Querschnitte des Wellbleches eine ungünstige Beanspruchung entsteht. Um das zu vermeiden, können etwa 3 bis 6 Ringe E angebracht werden, die das Wellblech WK fest umschließen und die mittels Stangen L mit dem Kesselboden N fest verbunden sind und somit eine Zusammendrückung des Wellbleches verhindern.
Im Innern des Heizraumes HR kann man ein schlangenförmiges Rohr H anbringen, welches als Dampfüberhitzer dient. 15ieses Rohr H soll wie der kegelige Einsatz Il@l: mit einer vollkommen schwarzen, rauhen, feuerfesten Farbe gestrichen sein, zwecks Erhöhung des Absorbtionsvermögens.
Abb. 4 zeigt ein vergrößertes Bild der Befestigungsweise der wärmedurchlassenden Scheibe D an der Kesselwand. Daneben kann ein doppelwirkendes Ventil W (cder nur ein kleines Loch) angebracht sein, welches bezweckt einerseits den Druckunterschied zwischen dem Heizraum und der äußeren Atmosphäre nicht größer als erwünscht dauernd zu erhalten; andererseits aber den Eintritt kalter Luft während des Betriebes verhindern soll.

Claims

PATENT-ANSPRücHE: i. Vorrichtung zur Ausnutzung der Sonnenwärme, dadurch gekennzeichnet, daß die Sonnenstrahlen mittels zweimaliger Reflexion von zwei krummen, nach der scheinbarenSonnenbewegungeinstellbaren Spiegeln im Innern eines, mit den Spiegeln unbeweglich verbundenen Dampfkessels gesammelt werden, welchen sie erhitzen.
2. Vorrichtung nach Anspruch i, gekennzeichnet durch einen Dampfkessel, dessen Heizraum mit einer die Wärmestrahlen durchlassendenScheibe(D) verschlossenwird.
3. Vorrichtung nach Anspruch i und 2, gekennzeichnet durch einen Kessel mit kegelförmiger, aus Wellblech ausgeführter Heizkammer, deren freies Ende mittels Ringen und Stangen mit dem Kesselboden fest verbunden ist.
4. Vorrichtung nach Anspruch i und 2 oder 3, gekennzeichnet durch Stangen (3T) und halbdurchsichtige Platten (P), die am Rande des großen Spiegels befestigt sind und deren Schlagschatten die Einstellung der Spiegel nach den Sonnenstrahlen gestatten. g.
Vorrichtung nach Anspruch i und a oder 3, dadurch gekennzeichnet, daß längs im Innern des kegeligen Heizraumes ein schlangenförmiger Dampfüberhitzer angebracht wird, der mit wärmeabsorbierender Auskleidung versehen ist.
6. Vorrichtung nach Anspruch i und 2, dadurch gekennzeichnet, daß ein doppelwirkendes Ventil oder ein kleines Loch den inneren Heizraum des Kessels mit der äußeren Atmosphäre verbindet, um einen zu großen Druckunterschied zwischen der Luft im Heizraum (infolge der Erwärmung) und der äußeren Atmosphäre zu verhindern.