Vorrichtung zur Ausnutzung der Sonnenstrahlung Es sind Vorrichtungen
zur Ausnutzung der Sonnenstrahlung bekannt, bei denen die Strahlung durch eine Spiegel-
oder Linsenvorrichtung, welche entsprechend der täglichen Bewegung der Sonne fortschreitet,
gesammelt und auf einen mitbewegten, im Brennpunkt oder in der Brennlinie der Spiegeleinrichtung
angeordneten Heizkörper geworfen wird. Derartige Vorrichtungen haben den Nachteil,
daß der Heizkörper bei Anlagen für mittlere oder größere Leistungen so schwer-wird,
daß die Bewegungseinrichtung außerordentlich kräftig gehalten werden muß. Ferner
benötigt man an den Zuführungsstellen für die zu beheizende Flüssigkeit Drehgelenke
und Drehköpfe, welche wiederum wegen der in ihnen auftretenden Undichtigkeiten nicht
gestatten, den Druck in dem Heizkörper allzu weit zu steigern.Device for utilizing solar radiation There are devices
known for the exploitation of solar radiation, in which the radiation through a mirror
or lens device which progresses according to the daily movement of the sun,
collected and moved to a co-moved, in the focal point or in the focal line of the mirror device
arranged radiator is thrown. Such devices have the disadvantage
that the radiator is so heavy in systems for medium or large outputs,
that the movement device must be kept extremely strong. Further
swivel joints are required at the feed points for the liquid to be heated
and rotary heads, which in turn fail because of the leaks that occur in them
allow the pressure in the radiator to increase too much.
Ferner ist eine Vorrichtung zur Ausnutzung der Sonnenstrahlen bekannt
geworden, bei der eine Brennlinse entsprechend der täglichen Bewegung der Sonne
um einen feststehenden Dampfkessel herumbewegt wird, dem außerdem mittels einer
Kohlenfeuerung Wärme zugeführt wird. Bei der bekannten Vorrichtung fällt die gesammelte
Sonnenstrahlung nur jeweils auf einen verhältnismäßig kleinen Bereich der Kesseloberfläche,
so daß der Hauptanteil der benötigten Wärme durch die Kohlenfeuerung geliefert werden
muß. Infolgedessen ist die bekannte Vorrichtung in kohlenarmen Gegenden nicht verwendbar,
weil sie hier wegen der hohen Transportkosten für die Kohle nicht wirtschaftlich
arbeiten kann.Furthermore, a device for utilizing the sun's rays is known
with a focal lens corresponding to the daily movement of the sun
is moved around a fixed steam boiler, which also by means of a
Coal firing heat is supplied. In the known device, the collected falls
Solar radiation only on a relatively small area of the boiler surface,
so that most of the heat required is supplied by the coal-fired furnace
got to. As a result, the known device cannot be used in coal-poor areas,
because they are not economical here because of the high transport costs for the coal
can work.
Die vorliegende Erfindung vermeidet die Nachteile der bekannten Vorrichtungen.
Gemäß der Erfindung besteht die optische Vorrichtung aus einem waagerechten, gegebenenfalls
in seiner Längsrichtung etwas gekrümmten Langspiegel und einem an dem der Sonne
abgewandten Ende des letzteren senkrecht angeordneten parabolischen Langspiegel.
Diese Spiegelvorrichtung dreht sich um ihre senkrechte, vom Heizkörper eingenommene
Brennlinie derart, daß die Achsenebene des senkrechten parabolischen Langspiegels
zur Einfallsrichtung der Sonnenstrahlung parallel ist. Eine derartige Anordnung
bringt gegenüber den bekannten Anordnungen mit. nahezu waagerecht stehenden Spiegeln
den sehr erheblichen Vorteil mit sich, daß auch bei niedrigem Sonnenstande (morgens
und abends) eine volle Ausnutzung der Sonnenstrahlung bei verhältnismäßig geringem
Raumbedarf möglich ist. Man erreicht also auf diese Weise einen gewissen Ausgleich
zwischen den durch den Sonnenstand hervorgerufenen täglichen Intensitätsschwankungen.The present invention avoids the disadvantages of the known devices.
According to the invention, the optical device consists of a horizontal, optionally
Long mirror slightly curved in its longitudinal direction and one on that of the sun
remote end of the latter vertically arranged parabolic long mirror.
This mirror device rotates around its vertical, occupied by the radiator
Focal line such that the axis plane of the perpendicular parabolic long mirror
is parallel to the direction of incidence of solar radiation. Such an arrangement
brings along compared to the known arrangements. almost horizontally standing mirrors
the very considerable advantage that even when the sun is low (in the morning
and in the evening) full utilization of solar radiation with relatively little
Space requirement is possible. So in this way you achieve a certain balance
between the daily intensity fluctuations caused by the position of the sun.
In der Zeichnung ist eine Ausführungsform der Erfindung im, Schnitt
(Abb. i) und in der Oberansicht (Abb. z@ dargestellt.In the drawing, an embodiment of the invention is in section
(Fig. I) and shown in the top view (Fig. Z @.
Der Heizkörper a ist in der Brennlinie der aus den Spiegeln b und
c bestehenden optischen Einrichtung feststehend angeordnet, während sich die optische
Vorrichtung b, c
entsprechend dem Stande der Sonne mittels Kugellager
d auf einer kreisförmigen Schiene e bewegt. Die Zuleitungen f und g zum Heizkörper
a sind mit dem letzteren fest verbunden, so daß Undichtigkeiten vermieden sind.
Die optische Einrichtung besteht aus einem waagerechten Langspiegel b, der zweckmäßig
in seiner Längsrichtung etwas gekrümmt ist, und einem an dem der Sonne abgewandten
Ende des Langspiegels b angeordneten senkrechten Langspiegel c, die sich gemeinsam
um den Heizkörper a drehen. Der Strahlengang ist durch die Strahlen i und 2 (Abb.
i) verdeutlicht. Die Strahlen treffen teilweise wie der Strahl i auf den waagerechten
Langspiegel b und gelangen von dort nach Spiegelung an dem senkrechten Langspiegel
c zum Heizkörper a; ein anderer Teil der Strahlen (Strahl 2) spiegelt sich zuerst
am Langspiegel c und dann am Langspiegel b und gelangt danach zum Heizkörper-a.
Bei niedrigem Sonnenstande werden die nahezu parallel zum Erdboden einfallenden
Strahlen nur durch den senkrechten Spiegel c auf den Heizkörper a geworfen.The heating element a is in the focal line of the mirrors b and
c existing optical device fixedly arranged, while the optical
Device b, c
according to the position of the sun by means of ball bearings
d moves on a circular rail e. The supply lines f and g to the radiator
a are firmly connected to the latter, so that leaks are avoided.
The optical device consists of a horizontal long mirror b, which is useful
is slightly curved in its longitudinal direction, and one at which facing away from the sun
End of the long mirror b arranged vertical long mirror c, which are common
turn around the radiator a. The beam path is through rays i and 2 (Fig.
i) clarified. The rays partly hit the horizontal one like the ray i
Long mirror b and arrive from there after mirroring at the vertical long mirror
c to radiator a; another part of the rays (ray 2) is reflected first
on the long mirror c and then on the long mirror b and then reaches the radiator-a.
When the sun is low, the incidence is almost parallel to the ground
Rays only thrown through the vertical mirror c onto the radiator a.
Um die Brennlinie und damit den Heizkörper a kurz halten zu können,
ist der senkrechte Langspiegel c an seinen Stirnseiten mit festen oder verstellbaren
Planspiegeln la versehen. An der unteren Stirnseite ist zweckmäßig anstatt eines
besonderen Planspiegels der waagerechte Langspiegel b bis unter den senkrechten
Langspiegel c verlängert. Durch die Planspiegel wird ein Teil der Lichtstrahlen,
welche sonst nach Reflexion an dem Langspiegel c nutzlos nach oben oder unten entweichen
würden, wieder in die Vorrichtung zurückgelenkt.In order to be able to keep the focal line and thus the radiator a short,
is the vertical long mirror c on its front sides with fixed or adjustable
Plan mirror la provided. On the lower face is useful instead of one
special plane mirror the horizontal long mirror b to below the vertical one
Long mirror c extended. Through the plane mirror, a part of the light rays,
which otherwise escape uselessly upwards or downwards after reflection on the long mirror c
would be directed back into the device.
Der Heizkörper a ist zweckmäßig rohrartig ausgebildet und von einer
Isolierhülle i umgeben, welche durch Träger k mit dem Langspiegel s fest verbunden
ist und infolgedessen sich mit den Spiegeln b und c um den Heizkörper a dreht. An
der dem senkrechten Langspiegel c gegenüberliegenden Seite ist die Isolierhülle
i zur Aufnahme der Strahlung mit einem Längsschlitz l versehen, der gegebenenfalls
von Seitenspiegeln rh eingerahmt ist, welche die Streustrählung in den Schlitz
l und auf den Heizkörper a lenken. Auf diese Weise ist erreicht, daß der
Heizkörper a nach außen gegen Wärmeverluste geschützt ist, während er gleichzeitig
bei jeder Stellung der Vorrichtung von der vollen gesammelten Strahlung getroffen
wird. Die Isolierhülle i ist an ihrer dem Heizkörper a
zugewandten
Innenseite zweckmäßig spiegelnd ausgebildet.The radiator a is expediently tubular and surrounded by an insulating sleeve i, which is firmly connected to the long mirror s by carrier k and consequently rotates around the radiator a with the mirrors b and c. On the side opposite the vertical long mirror c, the insulating sleeve i is provided with a longitudinal slot l to absorb the radiation, which is optionally framed by side mirrors rh which direct the stray radiation into the slot l and onto the radiator a. In this way it is achieved that the heating element a is protected from the outside against heat losses, while at the same time it is hit by the full radiation collected in every position of the device. The insulating sleeve i is expediently reflective on its inside facing the radiator a.