DE80525C

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Publication number: DE80525C
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Authority: DE
Publication date: 1900-01-01

Description

KAISERLICHESIMPERIAL

PATENTAMT.PATENT OFFICE.

PATENTSCHRIFTPATENT LETTERING

KLASSE 42: Instrumente.CLASS 42: Instruments.

Vorrichtung zum Nutzbarmachen der Sonnenwärme.Device for harnessing the heat of the sun.

Patentirt im Deutschen Reiche vom 29. November 1893 ab.Patented in the German Empire on November 29, 1893.

Die vorliegende Erfindung bezieht sich auf solche Vorrichtungen zum Nutzbarmachen der Sonnenwärme für gewerbliche Zwecke, bei denen eine Gruppe oder Zusammenstellung von Spiegeln, die sich im Bogen eines Kreises und in waagrechter oder nahezu waagrechter Ebene bewegen lassen, benutzt wird, um die Sonnenstrahlen auf einen Wä'rmesammler zu werfen, der in oder nahe dem Mittelpunkt des genannten Kreises aufgestellt ist.The present invention relates to such devices for utilizing the Solar heat for commercial purposes involving a group or constellation of mirrors that are in the arc of a circle and in a horizontal or almost horizontal position Let the plane move, is used to direct the rays of the sun towards a heat collector throw, which is set up in or near the center of the said circle.

Den Gegenstand dieser Erfindung bildet eine neue Verbindung und Anordnung der Theile einer derartigen Vorrichtung, wie dies im Nachstehenden näher beschrieben ist.The subject of this invention is a new connection and arrangement of the parts such a device, as described in more detail below.

Fig. ι zeigt eine Endansicht des Spiegelwagens und Spiegelgestelles mit dem Mechanismus zur Bewegung des Wagens und Einstellung der verticalen Neigung des Spiegels.Fig. Ι shows an end view of the mirror carriage and mirror frame with the mechanism for moving the carriage and adjusting the vertical inclination of the mirror.

Fig. 2 ist ein Grundrifs des Geleises, aus welchem die Vorrichtungen zur Bewegung des Wagens und zur Einstellung .der verticalen Neigung des Spiegels ersichtlich sind.Fig. 2 is a plan of the track from which the devices for moving the Car and for setting .the vertical inclination of the mirror can be seen.

Fig.. 3 ist in gröfserem Mafsstabe eine Ansicht des mittleren Theiles des Geleises, den Mechanismus, durch welchen der Wagen bewegt und die verticale Einstellung der Spiegel bewirkt wird, zeigend.Fig. 3 is, on a larger scale, a view of the central part of the track, the Mechanism by which the carriage moves and the vertical adjustment of the mirrors is effected, showing.

Fig. 4 zeigt den Spiegelhalter.Fig. 4 shows the mirror holder.

Fig. 5 ist eine Oberansicht der die Spiegel tragenden Achse mit einem daran befestigten Spiegel.Figure 5 is a top plan view of the axle carrying the mirrors with an attached thereto Mirrors.

Fig. 6 ist eine Oberansicht der Spiegelachse mit drei daran befestigten Spiegeln, die Beziehung zwischen der horizontalen Winkelbewegung der Sonne und derjenigen der Spiegel verdeutlichend.Figure 6 is a top view of the mirror axis with three mirrors attached, the relationship between the horizontal angular movement of the sun and that of the mirrors.

In Fig. ι der Zeichnungen ist L der senkrechte Ständer des Spiegelgestelles, M eine Querschwelle 'des Geleises, C die Plattform des Spiegelwagens. O O sind die mit Flantschen ausgestatteten Wagenrollen, die um die Stege der Geleiseschienen R R herumfassen, SS die Spiegel, U die Stange, an welcher die Arme' um Zapfen drehbar befestigt sind, ν V die Achsen der Spiegel, T T die Arme der Spiegel. P ist ein Zahnrad, das durch den Drehung Q. bethätigt wird Und welches durch einen an P starr befestigten Kurbelarm die Stange U hebt oder senkt.In Fig. Ι of the drawings, L is the vertical stand of the mirror frame, M is a transverse sleeper 'of the track, C is the platform of the mirror carriage. OO are the wagon rollers equipped with flanges that grip around the webs of the track rails RR , SS the mirrors, U the rod to which the arms are attached so they can rotate around pegs, ν V the axes of the mirrors, TT the arms of the mirrors. P is a cogwheel which is actuated by the rotation Q. And which raises or lowers the rod U by means of a crank arm rigidly attached to P.

In Fig. 2 bezeichnet A das Geleise, B den Spiegelwagen, C das Spiegelgestell, D den Wärmesammler, EE die Pfosten, an welchen das Kabel oder Seil an den Enden der Kreisbogenbahn befestigt ist; F ist das Seil, G die Trommeln, durch welche das Seil in richtiger Lage erhalten wird, H das Zahnradgetriebe, welches die Trommel J dreht, die mit dem Seile umwickelt ist und welche dadurch den Wagen bewegt. K ist eine Welle, die den Drehung Q. trägt, der, auf das Rad P wirkend, die Stange U, Fig. 1, hebt oder senkt.In Fig. 2, A denotes the track, B the mirror carriage, C the mirror frame, D the heat collector, EE the posts to which the cable or rope is attached at the ends of the circular arc path; F is the rope, G the drums by which the rope is kept in the correct position, H the gear train which turns the drum J which is wrapped with the rope and which thereby moves the carriage. K is a shaft which carries the rotation Q. which, acting on the wheel P, raises or lowers the rod U, Fig. 1.

In Fig. 3 ist A das Geleise, B der Wagen, C das Spiegelgestell, F das Seil, G die Führungsrollen, H das Zahnradgetriebe, welches die Trommel J dreht, die mit dem Seile umwickelt ist und welche dadurch den Wagen bewegt. K ist eine Welle, die den Drehung Q. trägt, der, auf das Rad P wirkend, die Stange U, Fig. i, hebt oder senkt.In Fig. 3, A is the track, B the carriage, C the mirror frame, F the rope, G the guide rollers, H the gear train which rotates the drum J , which is wound with the rope and which thereby moves the carriage. K is a shaft which carries the rotation Q. which, acting on the wheel P, raises or lowers the rod U, Fig. I.

In Fig. 4 stellt Q¹ Q¹ den Spiegelhalter dar, welcher Bohrungen r¹ zur Aufnahme von Stellschrauben besitzt. Die obere Klaue wird durchIn Fig. 4, Q ¹ Q ^{1 represents} the mirror holder, which has holes r ¹ for receiving adjusting screws. The top claw is through

Schrauben, die in die Bohrungen S¹S¹ eingeschraubt werden, an dem Arme des Halters befestigt, t ist eine Schraube, durch welche der Spiegelrahmen an den in Fig. 5 dargestellten Zapfen angeschraubt wird.Screws that are screwed into the bores S ¹ S ¹ , attached to the arms of the holder, t is a screw through which the mirror frame is screwed to the pin shown in FIG.

In Fig. 5 ist c⁵ die horizontale Achse für die Spiegel, Q.¹ der Spiegelhalter, /²_/³ die Stellschrauben und Gegenschrauben, zwischen welchen das den Spiegel umgebende Gehäuse oder der Rahmen gehalten wird; u¹ ist eine Gabel, in welcher, die Zunge u um einen Bolzen drehbar lagert, und welche Zunge durch die Schraube t¹ mit dem Spiegelhalter verbunden ist; S* ist der Drehzapfen für die Zunge u in der Gabel u¹; n¹ ist die Vorderkante von u¹ und λ:¹ die Hinterkante von u, v¹ der an der Gabel u^x sitzende Schraubenbolzen, welcher durch die Achse c⁵ hindurchgeht und an derselben mit einer Mutter verschraubt wird.In Fig. 5, c ^{5 is} the horizontal axis for the mirror, Q. ¹ the mirror holder, / ² _ / ³ the adjusting screws and counter screws between which the housing or frame surrounding the mirror is held; u ¹ is a fork in which the tongue u is rotatably supported about a bolt, and which tongue is connected to the mirror holder by the screw t ^1; S * is the pivot for the tongue u in the fork u ¹ ; n ¹ is the leading edge of u ¹ and λ: ^{1 is} the trailing edge of u, v ^{1 of} the screw bolt sitting on the fork u ^x , which passes through the axis c ⁵ and is screwed to the same with a nut.

In Fig. 6 ist c⁵ die horizontale, die Spiegel tragende Achse, A^B⁵C⁵ die Spiegelhalter, O der Wärmesammler, JR¹ die Sonne, E^s F^s und G⁵ if⁵ sind die zu D⁵ R¹ parallelen Sonnenstrahlen. In Fig. 6, c ^{5 is} the horizontal axis carrying the mirror, A ^ B ⁵ C ^{5 is} the mirror holder, O is the heat collector, JR ^{1 is} the sun, E ^s F ^s and G ⁵ if ⁵ are parallel to D ⁵ R ¹ Sunbeams.

. Bei O, dem Mittelpunkt des Kreises, in welchem sich die Spiegel bewegen, ist ein senkrecht stehender Stab errichtet.. At O, the center of the circle in which When the mirrors move, a vertical rod is erected.

Der Spiegelwagen bewegt sich um den Wärmesammler auf einem Geleise, welches in einer horizontalen oder nahezu horizontalen Ebene und in Gestalt eines Kreisbogens verlegt ist, der so viel Grade und Minuten zählt, als der gröfsere Bogen des von dem Arbeitsorte aus gesehenen Horizontes, der zwischen den Punkten, welche während der Sommersonnenwende durch den Sonnen-Auf- und Untergang bestimmt werden, liegt.The mirror carriage moves around the heat collector on a track that runs into a horizontal or almost horizontal plane and laid in the shape of an arc of a circle that counts as many degrees and minutes as the larger arc of the place of work seen from the horizon between the points, which during the summer solstice determined by the rising and setting of the sun lies.

Das Spiegelgestell, vorzugsweise von rechtwinkliger Gestalt, ist auf dem Wagen angebracht und mit dem Wagen starr verbunden. Das Gestell kann entweder senkrecht oder von der Sonne unter höchstens 45 ° hinweg geneigt stehen. Der Wagen bewegt sich auf den Rollen, deren Zahl von der Länge des Wagens abhängt.The mirror frame, preferably rectangular in shape, is mounted on the cart and rigidly connected to the car. The frame can either be vertical or inclined from the sun at a maximum of 45 ° stand. The carriage moves on rollers, the number of which depends on the length of the carriage depends.

Die einzelnen Spiegelhalter Q.¹ sind mit Zungen u starr verbunden, welche mittelst des Bolzens S⁴ in den Gabeln u¹ drehbar gelagert sind. Diese Gabeln sind an die horizontalen, gekröpften Achsen c⁵ angeschraubt. Die Bolzen S* bilden die horizontale oder nahezu horizontale Drehachse eines jeden Spiegels. Die Achsenlinie der gekröpften Achse c⁵ geht durch diejenige der Bolzen Sⁱ hindurch. Um eine seitliche Bewegung des Wagens zu verhindern, sind die Geleiseschienen mit einer Rippe versehen, auf welcher die auf beiden Seiten mit Flantschen versehenen Rollen des Wagens laufen. Die Bewegung des Wagens wird durch ein Zahnradgetriebe bewirkt, durch welches eine grofse Kraftwirkung bei geringer Schnelligkeit erzielt wird. Dieses Zahnradgetriebe ist auf dem Wagen an der Rückseite des Spiegelgestelles angebracht. Das Zahnradgetriebe versetzt eine Trommel J in Umdrehung, um welche das von unten heraufkommende Seil F mehrere Male herumgewunden ist. Das Seil ist an den Enden der Kreisbogenbahn an den Pfosten EE befestigt und wird durch die Trommeln G G, welche drehbar oder fest sein können, in richtiger Lage erhalten. Die Spannung des Seiles mufs so grofs sein, dafs durch die Drehung der Trommel /, um welche das Seil läuft, der Wagen auf dem Geleise mit Sicherheit bewegt wird.The individual mirror holders Q. ¹ are rigidly connected with tongues u , which are rotatably mounted in the forks u ¹ by means of the bolt S ^4. These forks are screwed to the horizontal, cranked axles c ^5. The bolts S * form the horizontal or almost horizontal axis of rotation of each mirror. The axis line of the cranked axis c ⁵ goes through that of the bolts S ⁱ . In order to prevent the car from moving sideways, the rails are provided with a rib on which the rollers of the car, which are provided with flanges on both sides, run. The movement of the carriage is brought about by a gear drive, by means of which a great force effect is achieved at low speed. This gear drive is mounted on the carriage on the back of the mirror frame. The gear drive rotates a drum J around which the rope F coming up from below is wound several times. The rope is attached to the posts EE at the ends of the circular arc path and is kept in the correct position by the drums GG, which can be rotatable or fixed. The tension of the rope must be so great that the rotation of the drum / around which the rope runs will certainly move the carriage on the track.

Die Spiegel können in metallischen Gehäusen eingeschlossen sein, welche . die Rückseite und einen schmalen Rand der Vorderseite jedes Spiegels luftdicht umschliefsen. Jeder Spiegel wird in einem Spiegelhalter Q.¹ gehalten und durch Stellschrauben und Gegenstellschrauben darin eingestellt.The mirrors can be enclosed in metallic housings, which. hermetically enclosed the back and a narrow edge of the front of each mirror. Each mirror is held in a mirror holder ¹ and Q. adjusted by adjusting screws and counter screws therein.

Die erste Einstellung der horizontalen Neigung der Spiegel wird in folgender Weise bewirkt: The first adjustment of the horizontal inclination of the mirrors is effected in the following way:

Nachdem das Geleise von entsprechendem Radius sorgfältig verlegt und der Mittelpunkt bestimmt ist, so stellt man den mittelsten Spiegel so, dafs eine senkrechte, um Mittag durch die Sonne gehende Ebene diesen Spiegel unter rechten Winkeln halbirt, und stellt die anderen Spiegel derselben Reihe hierauf so ein, dafs ihre Ebenen mit derjenigen des mittelsten Spiegels zusammenfallen bezw. zu ihr parallel liegen. Sodann dreht man die gemeinsame Achse dieser Spiegelreihe so lange, bis der mittelste Spiegel die Sonnenstrahlen auf einen im Mittelpunkte des Kreises, von welchem das Geleise ein Bogen ist, senkrecht errichteten Stab wirft.After carefully laying the track of the appropriate radius and the center point is determined, the middle mirror is placed so that a vertical one at noon through the The plane of the sun bisects this mirror at right angles, and represents the others Mirror the same row so that its planes coincide with that of the central one Mirror coincide respectively. lie parallel to it. Then you turn the joint Axis of this row of mirrors until the middle mirror shines the sun's rays on you at the center of the circle, of which the track is an arch, erected vertically Rod throws.

Ferner fertigt man in grofsem Mafsstabe eine Zeichnung an, in der alle Spiegel der mittelsten Reihe, sowie der Stab im Mittelpunkt des Kreises ersichtlich sind, wie dies Fig. 6 zeigt, woselbst der Einfachheit wegen, nur eine aus drei Spiegeln bestehende Reihe dargestellt wurde. Die beiden senkrechten Ebenen, in welchen die Sonnenstrahlen auf den mittelsten Spiegel einfallen und von ihm zurückgestrahlt werden, fallen dann in die Linie O D⁶. Da die Sonnenstrahlen in einem bestimmten Zeitpunkt mit einander parallel kufen, so ziehe man die Linien F⁵F⁵ und G⁵ H\ Fig. 6, vom Mittelpunkt eines jeden Spiegels der Reihe, zu welcher der mittelste Spiegel gehört, parallel zu O D⁵, ferner auch die Linien F⁵ /C⁵ und G⁵ 2V⁵, welche die Winkel O F⁵ F⁵ und O G⁵ H⁵ halbiren, so erhält man die horizontalen Achsen der Spiegel, indem man zu diesen Halbirungslinien Senkrechte zieht. Aus der Zeichnung ist dann die Stellung eines jeden Spiegels derFurthermore, a drawing is made on a large scale in which all the mirrors in the middle row and the rod in the center of the circle can be seen, as shown in FIG. 6, where, for the sake of simplicity, only one row consisting of three mirrors has been shown. The two vertical planes in which the sun's rays fall on the middle mirror and are reflected back by it, then fall into the line O D ⁶ . Since the sun's rays skid parallel to each other at a certain point in time, draw the lines F ⁵ F ⁵ and G ⁵ H \ Fig. 6, from the center of each mirror in the row to which the middle mirror belongs, parallel to O D ⁵ and also the lines F ⁵ / C ⁵ and G ⁵ 2V ⁵ , which bisect the angles O F ⁵ F ⁵ and OG ⁵ H ⁵ , the horizontal axes of the mirrors are obtained by drawing perpendiculars to these bisecting lines. The position of each mirror is then shown in the drawing

mittelsten Reihe ersichtlich, in welcher die Sonnenstrahlen innerhalb eines genügend begrenzten Feldes auf den Stab in der Mitte des Kreises geworfen werden. In diesen Stellungen werden dann die Spiegel auf ihrer gemeinsamen Achse festgestellt.middle row can be seen in which the sun's rays are within a sufficiently limited Field to be thrown onto the rod in the center of the circle. In these positions the mirrors are then determined on their common axis.

In der gleichen Weise werden alle Spiegel der verschiedenen Reihen eingestellt, so dafs sie die Sonnenstrahlen gleichzeitig mit dem mittelsten Spiegel der Mittelreihe auf den senkrechten Stab im Mittelpunkt des Kreises werfen.All the mirrors in the various rows are adjusted in the same way so that the sun's rays at the same time with the middle mirror of the middle row on the vertical one Throw the stick at the center of the circle.

Die Einstellung der horizontalen Neigung aller Spiegel nach dem senkrechten Stab im Mittelpunkt des Kreises ist dann beendigt. Die Einstellung der verticalen Neigung der Spiegel nach dem Wärmesammler wird in folgender Weise vorgenommen:The adjustment of the horizontal inclination of all mirrors according to the vertical bar in the The center of the circle is then finished. Adjusting the vertical inclination of the mirrors after the heat collector is carried out in the following way:

Die Arme TT, Fig. i, welche starr mit den gemeinsamen Achsen der verschiedenen Spiegelreihen verbunden sind, sind alle, wie Fig. r zeigt, drehbar an der Stange U befestigt.The arms TT, Fig. I, which are rigidly connected to the common axes of the various rows of mirrors, are all, as Fig. R shows, rotatably attached to the rod U.

Der mit dem Zahnrad P zwangläufig verbundene Arm ist gleichfalls an der Stange . U drehbar befestigt in der Weise, dafs, wenn der Drehung Q. in Umdrehung versetzt wird, die Neigung der verschiedenen Spiegel gleichmäfsig geändert wird. Dies geschieht wie folgt: Ist der Wagen in solcher Stellung auf dem Geleise, dafs eine durch die Sonne gehende senkrechte Ebene den mittelsten Spiegel unter rechten Winkeln halbirt, so dreht man die Achse derjenigen Spiegelreihe, zu welcher der mittelste Spiegel gehört,, so lange, bis dieser Spiegel die Sonnenstrahlen auf den Wärmesammler wirft. Alle Spiegel derselben Reihe werden dann die Sonnenstrahlen auf den Wärmesammler innerhalb eines genügend begrenzten Feldes werfen, sofern ihre Feststellung auf der gemeinsamen Achse zuvor mit Sorgfalt vorgenommen wurde. Während man hierauf den Wagen das Geleise entlang bewegt in der Weise, dafs das Sonnenbild, welches vom mittelsten Spiegel reflectirt wird, stetig und so lange auf dem Wä'rmesammler verbleibt, bis die Einstellung beendigt ist, verbessert man irgend welche noch vorhandene Ungenauigkeiten in der Einstellung der Spiegel dieser Reihe auf der gemeinschaftlichen Achse. Die Stange U wird zeitweilig festgestellt und der an ihr angelenkte Arm dieser gemeinsamen Achse zu ihr verdreht, ohne die Spiegel zu bewegen. Hierauf dreht man die Arme aller Achsen nach einander, bis alle Spiegel die Sonnenstrahlen auf den Wärmesammler werfen, und verdreht hierbei ihre zugehörigen Arme zu der Stange U, um dadurch irgend welche Ungenauigkeiten in den Winkelstellungen der einzelnen Spiegel auf der gemeinsamen Achse zu berichtigen, und indem man hierbei darauf achtet, dafs währenddem der mittelste Spiegel die Sonnenstrahlen beständig auf den Wärmesammler wirft. Endlich lenkt man den Kurbelarm, welcher mit dem Zahnrad P fest verbunden ist, an die Stange U an, und die Einstellung ist beendigt.The arm inevitably connected to the gear P is also on the rod. U rotatably mounted in such a way that when the rotation Q. is set in rotation, the inclination of the various mirrors is changed uniformly. This is done as follows: If the carriage is in such a position on the track that a vertical plane passing through the sun bisects the central mirror at right angles, the axis of the row of mirrors to which the central mirror belongs is rotated as long as until this mirror throws the sun's rays onto the heat collector. All mirrors in the same row will then throw the sun's rays onto the heat collector within a sufficiently limited field, provided that their determination on the common axis has been carefully carried out beforehand. While the carriage is then moved along the track in such a way that the image of the sun, which is reflected by the central mirror, remains steadily on the heat collector until the adjustment is completed, any remaining inaccuracies are corrected Adjustment of the mirrors in this row on the common axis. The rod U is temporarily fixed and the arm of this common axis that is articulated to it is rotated relative to it without moving the mirrors. The arms of all axes are then rotated one after the other until all mirrors cast the sun's rays on the heat collector, and in doing so, their associated arms are twisted to the rod U in order to correct any inaccuracies in the angular positions of the individual mirrors on the common axis, and while taking care that the middle mirror constantly throws the sun's rays upon the heat collector. Finally, you steer the crank arm, which is firmly connected to the gear P, to the rod U , and the setting is completed.

Vor Beginn des: Tagewerkes am Morgen wird der Wagen auf dem Geleise so weit herumgedreht, bis das Spiegelgestell der aufgehenden Sonne gegenüber steht. Mittelst der Kurbel K, Drehung Q und Zahnrad P wird die Stange U so lange gehoben, bis alle Spiegel die Sonnenstrahlen auf den Wärmesammler werfen. Hierauf bewegt der Arbeiter mit Hülfe des Zahnradgetriebes H den Wagen auf dem Geleise und senkt zu gleicher Zeit die Stange U mittelst der Kurbel K, so dafs die Strahlen aller Spiegel stets auf dem Wärmesammler verbleiben. Der Arbeiter kann sich hierbei entweder auf dem Wagen befinden oder nebenher gehen.Before the start of the day's work in the morning, the car is turned around on the track until the mirror frame is facing the rising sun. Using the crank K, rotation Q and gear P, the rod U is raised until all the mirrors throw the sun's rays onto the heat collector. The worker then moves the carriage on the track with the aid of the gear drive H and at the same time lowers the rod U by means of the crank K so that the rays of all the mirrors always remain on the heat collector. The worker can either be on the wagon or walk alongside.

Zur Bewegung und Regelung des Zahnradgetriebes H und der Kurbel K kann auch Dampf, Elektricität oder irgend eine andere Kraft angewendet werden.Steam, electricity or any other force can also be used to move and regulate the gear mechanism H and the crank K.

Claims

Patent Claims:

1. A device for utilizing the solar heat for commercial purposes, characterized in that the plane mirrors (SS) are arranged on a mirror carriage (B) , which is thus on a circular arc-shaped, horizontal (or almost horizontal) track (A), according to the The apparent daily orbit of the sun is moved so that the mirrors continuously throw the sun's rays throughout the day onto a heat collector (D) standing in or near the center of the circular track, after the mirrors (in the vertical plane) have previously been adjusted accordingly.

2. A device under i. marked type, in which the mirror car (B) respectively. The frame (L) , which is attached to the mirror carriage and carrying the plane mirrors, is provided with a gear drive (H) which, driven by a crank, rotates a cable drum (J) around which a cable attached to the two ends of the circular track (F) runs around in such a way that, as the drum winds up one end of the rope and unwinds the other end of the rope, the carriage is set in motion on the track.

For this purpose ι sheet of drawings.