NL1008356C2

NL1008356C2 - Inrichting voor het verwarmen met zonne-energie.

Info

Publication number: NL1008356C2
Application number: NL1008356A
Authority: NL
Inventors: Livien Domien Ven; Michel Sureda
Original assignee: Suria Holdings Sarl
Priority date: 1998-02-19
Filing date: 1998-02-19
Publication date: 1999-08-20
Also published as: ES2185312T3; AU752838B2; BR9907899A; IL137574A0; US6349718B1; PT1056978E; OA11478A; EA200000774A1; CN1291275A; AU2405099A; WO1999042765A1; EP1056978A1; MA24762A1; TR200002393T2; CU22721A3; CN1143999C; EA002295B1; AP2000001880A0; EP1056978B1; TNSN99023A1

Description

- 1 -

Inrichting voor het verwarmen met zonne-energie.

Deze uitvinding heeft betrekking op een inrichting voor het 5 verwarmen met zonne-energie, welke inrichting minstens één spiegelconstructie bevat die beweegbaar op een gestel aangebracht is en richtbaar is naar de zon en minstens een collector die zich evenwijdig aan de spiegelconstructie uitstrekt voor het rechtstreeks of onder tussenkomst van 10 een tweede spiegelconstructie opvangen van de door de spiegelconstructie weerkaatste zonnestraling.

In bekende inrichtingen van deze soort is de spiegelconstructie een wentelbare langwerpige spiegel met 15 parabolische doorsnede terwijl de collector een met een warmte-absorberend materiaal beklede buis is die op de brandpuntslijn van de spiegel gelegen is.

Een dergelijke inrichting is ook beschreven in het Belgisch 20 octrooi nr. 888.400. De spiegelconstructie is een grote langwerpige spiegel die gebogen is volgens een halve parabool en in zijn geheel wentelbaar op een gestel gemonteerd is en de zonnestraling via en op zijn brandpuntslijn opgestelde bolle spiegel weerkaatst door een 25 gleuf in een geïsoleerde ruimte waarin zich de collector bevindt.

Bij al deze bekende inrichtingen bezit de spiegel, die continu naar de zon wordt gericht, zeer grote afmetingen en 30 is bijvoorbeeld 30 m lang. Doordat hij gebogen is, is zijn constructie relatief ingewikkeld. Daarenboven kan het grote spiegeloppervlak veel wind ontvangen zodat hij vrij zwaar moet gebouwd worden en de inrichting bij sterke wind meestal niet bruikbaar is. Ook het gestel voor deze grote K ; ~ C --¾ \ O ^ o ^ - 2 - ; en relatief zware spiegel moet constructief zeer sterk en zwaar zijn.

Het is ook duidelijk dat het wentelbaar monteren van deze 5· vrij omvangrijke spiegel op het gestel niet eenvoudig is. Zware scharnieren zijn vereist en ook de middelen om deze relatief zware en door windlast belastbare spiegel te wentelen om hem continu naar de zon te richten, moeten zeer krachtig zijn.

,, io

Het gevolg van dit alles is dat deze bekende inrichtingen vrij duur zijn.

: ; Deze uitvinding heeft een inrichting voor het opwarmen met _ 15 zonne-energie als doel die voornoemde en andere nadelen - “ niet vertoont, die dus relatief goedkoop is en waarvan, Γ zonder het rendement nadelig te beïnvloeden, de constructie „en de montage relatief eenvoudig zijn.

- 20 Dit doel wordt volgens de uitvinding bereikt doordat de spiegelconstructie een aantal nagenoeg vlakke spiegel- -.....— stroken bevat die zich naast elkaar in de langsrichting van " de collector uitstrekken en elk wentelbaar rond hun ί -ΐ-Ξ langsrichting op het gestel aangebracht zijn, terwijl de -^ 25 collector stationair ten opzichte van het gestel is, ; waarbij de spiegelstroken met hun wentelassen in een nagenoeg horizontaal vlak gelegen zijn, waarbij de inrichting middelen bevat om de spiegelstroken te wentelen en het spiegelend vlak van de spiegelstroken zo te richten 30 dat de op dit vlak invallende zonnestralen naar de collector weerkaatst kunnen worden.

Deze eerste spiegelconstructie kan beschouwd worden als een --J......- - gesegmenteerde parabool of gedeelte daarvan waarvan de ^ »ïTsisr-8 r 'ΪΤΤίΠ*!|ΓίΙ| r F ";τΤϊϊι·*ι 1« -v » 8 WBRB ' ; - 3 - segmenten vlak gemaakt werden en in een horizontaal vlak werden geplaatst.

Elk segment is vlak en eenvoudig van constructie. Het kan 5 relatief licht uitgevoerd worden. Het wentelen ervan is vrij gemakkelijk. De volledige eerste spiegelconstructie bezit een geringe hoogte en vangt dus weinig wind.

Aangezien de beweging van de zon bekend is, kan de 10 gelijktijdige beweging van al de spiegelstroken geprogrammeerd worden en automatisch geschieden. Deze beweging kan ook bestuurd worden door een systeem dat de positie van de zon waarneemt, een zogenoemd "tracking" systeem.

15

De spiegelstroken kunnen met hun langsrichting in de Oost-Westrichting gericht zijn. In dit geval moeten ze enkel rekening houden met de helling van de aarde ten opzichte van de zon die doordat de aarde rond de zon 20 wentelt verandert naargelang het seizoen. De spiegelstroken worden dus rond hun langsrichting gewenteld over een totale hoek van ongeveer 46° in een jaar.

Ook wanneer de zon in een dag laag is zal de ene 25 spiegelstrook geen schaduw op een naburige werpen.

De spiegelstroken kunnen evenwel met hun langsrichting in de Noord-Zuidrichting gericht zijn en de beweging van de zon in een dag volgen en dus 's morgens naar het Oosten en 30 ' s avonds naar het Westen gericht zijn.

Indien, in dit laatste geval, de spiegelstroken met hun spiegelend vlak naar één enkele collector gericht worden die dan in het midden boven de eerste spiegelconstructie - 4 - I gelegen is, zal, behalve wanneer de zon op haar hoogste ! punt boven de spiegelconstructie staat, de hoek tussen de invallende zonnestralen en de naar de collector weerkaatste stralen bij een aantal van de spiegelstroken groter zijn 5 dan 90°. Het ogenblik waarop deze hoek naar een scherpe hoek overgaat, vindt voor deze spiegelstroken bij * verschillende standen van de zon en dus op verschillende ,-ï tijdstippen plaats.

•~· 10 Spiegelstroken waarvan de voornoemde hoek groter is dan 90° doen het rendement van de inrichting dalen.

I-* * 1 ' ^ Om dit te vermijden, bevat de inrichting bij voorkeur 4 minstens drie collectoren, namelijk een middelste collector . 15 en respectievelijk een oostwaarts en een westwaarts op gelijke afstanden daarvan gelegen collector, waarbij de hellingen van de nagenoeg vlakke spiegelstroken in hun dwarsrichting zodanig zijn dat, in de voormiddag een eerste reeks spiegelstroken die tussen de middelste en de 20 oostwaarts ervan gelegen collector gelegen zijn naar deze laatste collector weerkaatsen, terwijl een tweede reeks ; spiegelstroken die tussen de middelste en de westwaarts 7^ ervan gelegen collector gelegen zijn naar de middelste . « collector weerkaatsen, en na het wentelen over een bepaalde 25 hoek wanneer de zon in een dag het hoogst staat en dus in ~ de namiddag, de eerste reeks spiegelstroken naar de --= middelste collector en de tweede reeks naar de westwaarts ervan gelegen collector weerkaatsen.

.30 In feite kan de spiegelconstructie beschouwd worden als - twee gesegmenteerde halve paraboolspiegels die zich ;'7' evenwijdig aan elkaar uitstrekken en waarvan de segmenten vlak gemaakt werden en in een horizontaal vlak gebracht werden.

?—=+----5 ^ j- - 5 -

De eerste spiegelconstructie kan verder aangebouwd worden met één of meer bijkomende reeksen spiegelstroken en met voor elke reeks een bijkomende collector.

5 De middelen om de spiegelstroken te wentelen, kunnen middelen zijn om minstens een aantal van de spiegelstroken, bijvoorbeeld al de spiegelstroken die tussen twee collectoren gelegen zijn of alle spiegelstroken samen, gelijktijdig en in dezelfde mate te wentelen.

10

Deze middelen kunnen dan op minstens één uiteinde van elk van de spiegelstroken een wiel, bijvoorbeeld een kettingwiel of tandwiel, bevatten, een element zonder einde, bijvoorbeeld een ketting of tandriem, dat met al 15 deze. wielen samenwerkt en aandrijfmiddelen om dit element aan te drijven.

De collector bevat bij voorkeur minstens één warmte-absorberende leiding en minstens één reflector, bij 20 voorkeur bestaande uit twee parabolisch gebogen spiegels, die naar de er tussen gelegen leiding gericht is en als een kap boven de leiding opgesteld is, voor het opvangen en naar de leiding weerkaatsen van de door de spiegelconstructie weerkaatste zonnestraling.

25

Deze leiding is bij voorkeur een dubbelwandige glazen buis waarvan de binnenste wand aan de buitenzijde bekleed is met een warmteabsorberend materiaal en met een vacuüm tussen beide wanden. Doorheen deze leiding kan zich een metalen 30 buis uitstrekken, terwijl de ruimte tussen deze metalen buis en de leiding kan gevuld zijn met een warmteoverdragend materiaal zoals staalwol.

- 6 -I

* Met het inzicht de kenmerken van de uitvinding beter aan te ! tonen zijn hierna, als voorbeeld zonder enig beperkend " karakter twee voorkeurdragende uitvoeringsvormen van een

Inrichting voor het verwarmen met zonne-energie, volgens de 5 uitvinding, beschreven met verwijzing naar de bijgaande tekeningen, waarin: figuur 1 een zeer schematisch zicht in perspectief weergeeft van een eerste uitvoering van de inrichting 10 volgens de uitvinding; ;,jj figuur 2 schematisch een vooraanzicht weergeeft van de , | inrichting van figuur 1; = « figuur 3 een doorsnede weergeeft volgens de lijn IT III-III in figuur 1, op grotere schaal getekend; .-~ï 15 figuur 4 een zicht in perspectief met gedeeltelijke ” J wegsnijding weergeeft van de collector uit de inrichting volgens de figuren 1 tot 3; ~ figuur 5 schematisch een langse doorsnede weergeeft van de collector van figuur 4; - 20 figuur 6 schematisch een vooraanzicht weergeeft analoog aan dit van figuur 2, maar met betrekking tot " f" een andere uitvoeringsvorm van de uitvinding; • ™ figuren 7, 8 en 9 schematische vooraanzichten f :rw* rfa weergeven analoog aan deze van figuur 6, maar met [ ™ 25 betrekking tot twee andere toestanden van de - inrichting; figuur 10 op grotere schaal het detail weergeeft dat in figuur 5 met F10 is aangeduid; figuur 11 een doorsnede weergeeft volgens de lijn 30 XI-XI in figuur 10.

t— De inrichting voor het verwarmen met zonne-energie volgens de uitvinding bestaat in zijn meest eenvoudige uitvoering zoals weergegeven in figuren 1 en 2 in hoofdzaak uit een ΞΡ^Ι| · r™Sl "rmn - 7 - spiegelconstructie 1 die gevormd is door een aantal naast elkaar gelegen vlakke spiegelstroken 2 die wentelbaar volgens hun langsrichting of een evenwijdige aan hun langsas op een gestel 3 gemonteerd zijn en een daarboven 5 opgestelde collector 4 die stationair op voornoemd gestel 3 vastgemaakt is.

De spiegelstroken 2 zijn vlak en met hun langsrichting evenwijdig aan elkaar gericht.

10

Ze zijn bijvoorbeeld van glas vervaardigd met aan de bovenzijde een spiegelende bekleding en aan de onderzijde bij voorkeur een bekleding tegen zandstormen zoals een bekleding op basis van rubber of kunststof.

15

Ze bezitten bijvoorbeeld een breedte van nagenoeg 50 cm, een lengte van ongeveer 3 m en een dikte van 3 mm.

De spiegelconstructie 1 is in feite een langwerpige 20 parabolische spiegel die in segmenten verdeeld werd en waarvan de segmenten vlak gemaakt werden en neergelaten in een zelfde horizontaal vlak.

In de plaats van de parabool te wentelen in functie van de 25 stand van de zon, volstaat het de segmenten, dit zijn dus de spiegelstroken 2 te wentelen, hetgeen eenvoudiger is.

Hiertoe is elke spiegelstrook 2 wentelbaar. Zoals in detail weergegeven is in figuur 2 is elke spiegelstrook 2 door 30 klemmen 5 vastgehaakt op een geraamte 6 van aluminium- profielen dat op zijn beurt door klembeugels 7 vastgemaakt is aan een buis 8 die elke drie meter gelagerd is in een lager 9 dat vastgemaakt is op een horizontale dwarslat 10 die deel uitmaakt van het gestel 3.

11 · ' - 8 -

Al deze dwarslatten 10 zijn op een hoogte van ongeveer 1,5 m boven de grond maar in hoogte instelbaar met hun uiteinden vastgemaakt aan de rest van het gestel 3 en met name aan opstaande profielen 11 of 12.

5

Tussen twee profielen 12 in een langse zijde zijn drie kortere profielen 11 opgesteld, bijvoorbeeld één korter profiel 11 elke drie meter. De profielen 11 reiken tot op een afstand boven' de spiegelconstructie 1 en hun bovenste 10 uiteinden zijn met elkaar en met de profielen 12 verbonden door middel van langsprofielen 13 in de langse zijden.

De opstaande profielen 12 zijn merkelijk hoger dan de profielen 11 en hun bovenste uiteinden zijn met elkaar 15 verbonden door middel van horizontale dwarsprofielen 14. De opstaande profielen 11 en 12 zijn vastgemaakt op een betonnen fundering 15.

Over de twee langsprofielen 13 kan eventueel een niet in de 20 figuren weergegeven wagentje rijden voor het onderhoud, wassen of herstellen van de spiegelconstructie 1.

Middelen 16 zijn voorzien om de spiegelstroken 2 te wentelen in functie van de stand van de zon, hetzij 25 gedurende een dag indien de spiegelstroken met hun langsrichting in de Noord-Zuidrichting gericht zijn, hetzij gespreid over een jaar indien ze met hun langsrichting in de Oost-Westrichting gericht zijn.

2° Deze middelen 16 die eenvoudigheidshalve enkel in figuur 2 weergegeven zijn, bevatten op één uiteinde van elke buis 8 een kettingwiel 17 dat via een ketting 18 verbonden is met een kettingwiel 19 dat aangedreven wordt door een aandrijving bestaande uit een stappenmotor 20.

- 9 -

Eenvoudigheidshalve zijn enkel de uiterste stappenmotoren 20 weergegeven.

Deze middelen 16 bevatten verder een elektronische 5 besturing 21 die deze stappenmotoren 20 bestuurt in functie van de stand van de zon zodanig dat de spiegelstroken 2 de zon volgen.

In principe is de lengte van de inrichting in de 10 lengterichting van de spiegelstroken 2 onbeperkt en deze lengte kan tot één kilometer bedragen.

Het is duidelijk dat de in Noord-Zuidrichting opgestelde spiegelstroken 2, om de ontvangen zonnestralen naar de 15 enige in het midden boven de spiegelconstructie 1 aan de dwarsprofielen 14 opgehangen collector 4 te weerkaatsen, voor elke stand van de zon onderling in hun dwarsrichting een verschillende helling moeten bezitten.

20 In figuur 2 is schematisch de stand van de spiegelstroken 2 weergegeven op het ogenblik dat de zon het hoogst staat. Bij een aantal van de spiegelstroken 2 zijn de richting van de invallende zonnestralen en de aslijn van een aantal weerkaatste bundels weergegeven en zijn tevens de loodrecht 25 op het spiegelende vlak van de spiegelstrook 2 staande bissectrices tussen voornoemde richtingen weergegeven.

In een variante strekt de ketting 18 zich rond alle kettingwielen 17 uit en bevatten de middelen 16 slechts één 30 stappenmotor 20 die via een kettingwiel 19 en de ketting 18 alle kettingwielen 17 aandrijft en dus alle spiegelstroken 2 gelijktijdig en in dezelfde mate wentelt.

- 10 -

Deze variante is aangewezen indien de spiegelstroken 2 met hun lengterichting in de Oost-West richting gericht zijn. Ze moeten ze op elk ogenblik alle in dezelfde richting gericht worden en kunnen dus alle gelijktijdig in dezelfde 5 mate gericht worden.

De collector 4 is op een hoogte boven de spiegelconstructie 1 gelegen die bijvoorbeeld de helft is van de breedte van de spiegelconstructie en bijvoorbeeld op een hoogte van ^0 twaalf meter. De hoogte kan evenwel ook minder zijn en bijvoorbeeld zes meter.

= Deze collector 4 strekt zich in de langsrichting van de spiegelstroken 2 boven het midden van de spiegelconstructie 15 1 uit.

Zoals in detail weergegeven is in de figuren 4 en 5 bevat deze collector 4 een metalen, bij voorkeur een stalen buis 2 2 van bijvoorbeeld 6 duim (ongeveer 15 cm) die omgeven is 20 door dubbelwandige glazen buizen 23-24. Glazen buizen laten in tegenstelling tot stalen buizen geen waterstof door, zijn goedkoper en kunnen een kleinere diameter bezitten.

; ] ! De buitenste buisvormige wand 23 van de buizen 23-24 is 25 doorschijnend maar de binnenste buisvormige wand 24 is aan : ? de buitenzijde bekleed met een zwarte, warmte-absorberende laag die bijvoorbeeld erop gesputterd werd.

Op de uiteinden zijn de wanden 23 en 24 afgesloten en 30 tussen deze wanden 23-24 die bijvoorbeeld op ongeveer 1 mm afstand van elkaar gelegen zijn, heerst er vacuüm.

Deze dubbelwandige buis 23-24 is van hitte-bestendig glas, , r5a bijvoorbeeld glas bekend onder het merk Pyrex. De binnenste * f5* Γ F' _r ’ ·* ;

r m \ U

- 11 - zwarte wand 24 kan immers opgewarmd worden tot temperaturen van 300 tot 500°C. De buitenste wand 23 daarentegen blijft relatief koud.

5 Deze buis 23-24 is tot 4 meter lang, en om uitzetting van de binnenste wand 24 mogelijk te maken is op een uiteinde in de buitenste wand 23 een uitzettingsbalg 25 aangebracht, bij voorkeur in getemperd glas dat aan de rest van de glazen wand 23 is vastgesmolten.

10

Om het kromtrekken van de binnenste wand 24 te vermijden wanneer ze door uitzetten kracht op de uitzettingsbalg 25 uitoefent, zijn rond deze binnenste wand 24 glazen ringen 26 geklemd, bijvoorbeeld door ze in warme toestand over de 15 wand 24 aan te brengen en ze door koelen te laten krimpen, die enkel plaatselijk in contact komen met de buitenste wand 23 om warmte-overdracht te beperken.

De ruimte tussen de binnenste wand 24 en de stalen buis 22, 20 die zich op atmosferische druk bevindt, is gevuld met een medium 27 dat warmte-overdragend is, bijvoorbeeld met staalwol die omhuld is met een dunne aluminium plaat van bijvoorbeeld 0,3 mm dik, en dat nauw tegen de buis 22 en de wand 24 aansluit.

25

De dubbelwandige buis 23-24 steunt trouwens onder tussenkomst van dit medium 27 op de stalen buis 22.

De buis 22 strekt zich over de volledige lengte van de 30 spiegelstroken 2 uit maar ze kan ook over meerdere reeksen spiegelstroken 2 of spiegelconstructies 1 doorlopen en zelfs een lengte van 1 km bezitten.

- 12 -i i

De dubbelwandige buis 23-24 daarentegen bezit slechts een - lengte van ongeveer 3 m en meerdere buizen 23-24 zijn in de " collector 4 na elkaar rond de stalen buis 22 aangebracht.

5 Op de uiteinden van de inrichting en tussen twee opeenvolgende dubbelwandige glazen buizen 23-24 is de stalen buis 22 opgehangen door een ophanging 28 aan een — wagentje 29 dat over een I-profiel 30 van het gestel 3 ^ rijdt, zoals schematisch weergegeven in figuur 5 en meer in ;; ig detail in figuren 10 en 11.

! I

rj Dit I-profiel 30 dat zich over de volledige lengte van de collector 4 uitstrekt, maar op regelmatige afstanden van ......”5 : een uitzettingsvoeg 31 is voorzien, is opgehangen aan de 15 horizontale dwarsprofielen 14.

Γ ?fi π Het wagentje 29 is een U-profiel waarvan de twee benen op hun naar elkaar gekeerde zijden twee wieltjes 32 dragen. -- Zoals weergegeven in figuur 10 zijn de voorste en achterste 20 wieltjes 32 niet op een zelfde as geplaatst maar in de : rijrichting ten opzichte van elkaar verschoven, zodanig dat slechts één wieltje 32 tegelijk over een uitzettingsvoeg 31 - _ rijdt terwijl het wagentje 29 nog met drie wieltjes 32 op , = het I-profiel 30 steunt. Hierdoor wordt het schommelen van 25 het wagentje 29 vermeden wanneer het over een uitzettingsvoeg 31 rijdt.

De ophanging 28 kan zoals in detail weergegeven in de r figuren 10 en 11 bestaan uit een eerste stang 33 die, 30 enerzijds, geschroefd is in een bus 34 die op de stalen . buis 22 vastgelast is en tussen de uiteinden van twee = γ=~ naburige buizen 23-24 omringd is door isolerend materiaal : se 35 en, anderzijds geschroefd is in een mof 36, en uit een tweede stang 37 die aan het wagentje 29 vastgelast is en

Γ JiiMJ

r Tssm ! ^ ^ “ - 13 - eveneens in voornoemde mof 36 geschroefd is zodanig dat door het verdraaien van de mof 36 de stangen 33 en 37 naar elkaar getrokken worden of van elkaar verwijderd worden. De schroefdraad op beide uiteinden van de stang 33 is in 5 dezelfde zin gericht, maar de schroefdraden op beide in de mof 36 geschroefde uiteinden zijn in tegegestelde zin gericht.

De collector 4 bevat verder nog een aantal reflectoren 38 10 die elk bestaan uit twee langwerpige spiegels die boven de glazen buis 23-24 in de lengte aan elkaar bevestigd zijn en als een kap gelegen zijn over de warmte-absorberende leiding gevormd door de wand 24. De dwarsdoorsnede van elke spiegel is een gedeelte, bijvoorbeeld ongeveer de helft, 15 van een parabool.

De reflectoren 38 zijn door stangen 39 opgehangen aan een dwarsprofiel 40 dat tegen de onderkant van het I-profiel 30 bevestigd is.

20

Elke reflector 38 is met zijn spiegelende zijde op deze wand 24 gericht die praktisch op de brandpuntslijn van de twee parabolische helften van deze reflector 38 is gelegen.

25 De reflector 38 bezit een lengte die nagenoeg gelijk is aan de lengte van een dubbelwandige glazen buis 23-24 en de collector 4 bevat meerdere dergelijke reflectoren 38 die in eikaars verlengde boven de spiegelconstructie 1 zijn gelegen.

30

De opening onderaan de reflector 38 is zo berekend dat de zonnestraling weerkaatst door al de spiegelstroken 2 van de spiegelconstructie 1 erbinnen valt en dus weerkaatst wordt Λ r, · 9 - 14 - naar de binnenste wand 24 van de glazen buis 23-24 in ' zoverre het al niet rechtstreeks op deze wand 24 valt.

Indien de hoogte van de collector 4 boven de spiegelcon-5 structie 1 nagenoeg de helft is van de breedte van deze ‘ laatste is deze opening zo dat ze een stralenhoek van 90° kan ontvangen en bijvoorbeeld ongeveer 72 cm. Bij lagere ligging van de collector 4 kan de hoek groter zijn, bijvoorbeeld tot 135°.

! 10

Om praktische redenen is de lengte van de spiegelstroken 2 beperkt tot bijvoorbeeld 3 m, maar meerdere spiegelcon-| structies 1 kunnen in de lengterichting achter elkaar , geplaatst worden waarbij de buizen 8 van een aantal of s 15 zelfs alle in eikaars verlengde gelegen spiegelstroken 2 π één enkel geheel kunnen vormen en dus ononderbroken kunnen t doorlopen en dus een zelfde stappenmotor 20 tegelijk een aantal of al deze aan elkaar gekoppelde spiegelstroken 2 kan wentelen.

20

Ook het gestel 3 en onder meer de langsprofielen 13 en het = I-profiel 30 kunnen, abstractie gemaakt van de uitzettingsvoegen 31, ononderbroken doorlopen over meerdere __ reeksen spiegelconstructies 1.

25

Dit geldt ook voor de aan het I-profiel 30 opgehangen is collector 4 die een lengte tot één kilometer kan bezitten.

Daarenboven kunnen ook meerdere individuele of in de 30 langsrichting na elkaar gelegen spiegelconstructies ook in de dwarsrichting naast elkaar gelegen zijn.

i Door gebruik te maken van vlakke spiegelstroken 2 in de __ plaats van één parabolische spiegel is de constructie vrij "ΤίΜΜΪ +H ·;

1 ~T

- 15 - eenvoudig. Het onderhoud ervan is vrij gemakkelijk vooral door het gebruik van een wagentje dat over de langsprofielen 13 rijdt.

5 In geval van bijvoorbeeld een zandstorm kunnen de spiegelstroken met hun beschermde rugzijde tegen de windrichting in gewenteld worden.

De inrichting bezit een groot rendement. Enkel gedurende een heel korte periode in de vroege morgen of late avond kunnen de spiegelstroken een schaduw op een naburige spiegelstrook werpen. Voor de rest van de dag is er weinig zonne-energie verlies door schaduw.

15 De inrichting kan nog eenvoudiger gemaakt worden indien al de spiegelstroken 2 van een spiegelconstructie 1 bij het volgen van de zon samen en in dezelfde mate kunnen gewenteld worden.

20 In de figuren 6 tot 9 is een uitvoeringsvorm weergegeven waarbij dit het geval is en waarbij de spiegelstroken 2 met hun lengterichting in de Noord-Zuidrichting gericht zijn.

Deze uitvoeringsvorm verschilt in hoofdzaak van de hoger 25 beschreven uitvoeringsvorm doordat boven de spiegel- inrichting 1 drie hoger beschreven collectoren 4 aan een I-profiel 30 opgehangen zijn, de spiegelstroken 2 in hun dwarsrichting anders hellend zijn en ze alle door één zelfde stappenmotor 20 aangedreven worden zoals in de 30 voornoemde variant van de uitvoeringsvorm volgens de figuren 1 tot 5.

Eén van de drie collectoren 4 is zoals bij de hoger beschreven uitvoeringsvorm in het midden opgesteld, terwijl - 16 - de andere twee boven de langse randen respectievelijk oostwaarts en westwaarts van deze middelste collector 4 ; gelegen zijn.

5 De spiegelstroken 2 zijn zo hellend dat ze overeenkomen met twee langwerpige halve parabolen die in segmenten werden ingedeeld en waarbij de segmenten vlak gemaakt werden en neergelaten in een zelfde horizontaal vlak en waarbij de twee halve parabolen nagenoeg evenwijdig aan elkaar zijn.

:: 10 -- De spiegelstroken 2 overeenstemmend met de ene halve parabool weerkaatsen naar één collector 4, terwijl die - overeenstemmend met de andere halve parabool naar een Γ1 andere collector 4 weerkaatsten, waarbij wanneer de zon het - 15 hoogst staat al de spiegelstroken 2 samen over een hoek gewenteld worden zodat ze elk naar een andere collector 4 f- weerkaatsen. Deze hoek is 22,5° indien de breedte van de spiegelconstructie 1 gelijk is aan tweemaal de hoogte waarop de collectoren 4 gelegen zijn en de afstand tussen 20 de collectoren 4 dus gelijk is aan deze hoogte.

i · In figuur 6 zijn de spiegelstroken 2 weergegeven op het ogenblik dat de zon aan de horizon in het oosten staat. De : eerste reeks of helft van de spiegelstroken 2 die aan de r25 zijde van de zon zijn gelegen, weerkaatst de ontvangen ' zonnestralen naar de oostwaarts gelegen collector 4. De andere reeks of helft van de spiegelstroken 2 weerkaatst naar de middelste collector 4.

30 Het is duidelijk dat in de uiterste in figuur 6 weergegeven ___ stand het weerkaatsen eerder theoretisch is aangezien de spiegelstroken voor deze lage stand van de zon in eikaars schaduw gelegen zijn.

* ,ΤΓΤϋΐ |!W| I _ ' r^'FTTl ’ >*"< ir!Tl ; lüüi ^ r, ..

1¾¾¾ | - 17 -

De spiegelstroken 2 worden alle door de middelen 16 continu gewenteld maar blijven naar de voornoemde collectoren 4 weerkaatsen naarmate de zon stijgt tot ze, wanneer de zon het hoogst staat, de stand innemen waarin ze in figuur 7 5 weergegeven zijn. In de voormiddag werden ze in het totaal over 45° gewenteld.

Op de middag, dit is wanneer de zon het hoogst staat, worden alle spiegelstroken 2 gewenteld, in het gegeven 10 voorbeeld over 22,5°, tot de in de figuur 8 weergegeven stand.

De spiegelstroken 2 van de eerste reeks weerkaatsen nu naar de middelste collector 4 én de andere spiegelstroken 2 naar 15 de westwaarts gelegen collector 4.

In de loop van de namiddag worden alle spiegelstroken 2 verder gelijktijdig door de middelen 16 gewenteld over een totale hoek van 45° tot de zon in het westen aan de horizon 20 ondergaat. Dan bevinden de spiegelstroken 2 zich in de in figuur 9 weergegeven stand en vormen dus het spiegelbeeld van de toestand voor het wentelen.

Op elk ogenblik is de hoek tussen de invallende 25 zonnestralen en de naar een collector 4 weerkaatste zonnestralen die voor enkele spiegelstroken 2 in de figuren 6 tot 9 is weergegeven kleiner dan 90° waardoor het rendement van de inrichting uitstekend is.

30 Doordat alle spiegelstroken 2 steeds samen en in dezelfde mate gewenteld worden zijn de middelen 16 eenvoudig van constructie en is het volgen of tracken van de zon vrij eenvoudig.

i - 18 - ! Het is duidelijk dat aan weerszijden van de hiervoor beschreven spiegelconstructie 1 bijkomende spiegelstroken 2 kunnen geplaatst worden zoals in streeplijn in de figuren 6 - tot 9 is weergegeven, meer bepaald één of meer reeksen 5 spiegelstroken 2 die overeenkomen met een gesegmenteerde halve parabool, met voor elke reeks ook één bijkomende collector 4.

De oostwaarts gelegen bijkomende reeks spiegelstroken 2 r j 10 weerkaatst in de namiddag naar de meest oostwaarts gelegen ! ] collector 4 van de hiervoor beschreven spiegelconstructie 1. Op analoge manier weerkaatst een westwaarts gelegen bijkomende reeks in de voormiddag naar de meest westwaarts -» gelegen collector 4 van voornoemde spiegelconstructie 1.

"'f 15 I - Door de indeling in spiegelstroken 2 van de spiegelconstructie is het, vooral bij Oost-Westrichting van :: deze spiegelstroken 2, mogelijk één of meer spiegelstroken ‘2 geheel of gedeeltelijk buiten werking te stellen, 20 bijvoorbeeld door ze afzonderlijk te kantelen zodat ze niet - . meer naar de zon gericht zijn, en zo de totale hoeveelheid zonne-energie die door de inrichting opgevangen wordt in te stellen.

^~ 25 Deze uitvinding is geenszins beperkt tot de hiervoor - ΠΞ beschreven en in de figuren weergegeven uitvoeringsvormen, doch dergelijke inrichting voor het verwarmen met zonne-energie kan in verschillende varianten worden verwezenlijkt zonder buiten het kader van de uitvinding te treden.

T”— Γ 1-.¾¾ ’ i' l· lII R|| r

Claims

1. Inrichting voor het verwarmen met zonne-energie, welke 5 inrichting minstens één spiegelconstructie (1) bevat die beweegbaar op een gestel (3) is aangebracht en richtbaar is naar de zon en naar minstens een collector (4) die zich evenwijdig aan de spiegelconstructie (1) uitstrekt voor het opvangen van de door de spiegelconstructie (1) weerkaatste 10 zonnestraling, daardoor gekenmerkt dat de spiegelconstruc tie (1) een aantal nagenoeg vlakke spiegelstroken (2) bevat die zich naast elkaar in de langsrichting van de collector (4) uitstrekken en elk wentelbaar rond hun langsrichting op het gestel (3) aangebracht zijn, terwijl de collector (4) 15 stationair ten opzichte van het gestel (3) is, waarbij de spiegelstroken (2) met hun wentelassen in een nagenoeg horizontaal vlak gelegen zijn, waarbij de inrichting middelen (16) bevat om de spiegelstroken (2) te wentelen en het spiegelend vlak van de spiegelstroken (2) zo te richten 20 dat de op dit vlak invallende zonnestralen naar de collector (4) weerkaatst kunnen worden.

2. Inrichting volgens conclusie 1, daardoor gekenmerkt dat de spiegelconstructie (1) een gesegmenteerde parabool of 25 gedeelte daarvan is waarvan de segmenten vlak gemaakt werden en in een horizontaal vlak werden geplaatst.

3. Inrichting volgens conclusie 1, daardoor gekenmerkt dat de spiegelstroken (2) met hun lengterichting in de

30 Noord-Zuidrichting gericht zijn en de inrichting minstens drie collectoren (4) bevat, namelijk een middelste collector (4) en respectievelijk een oostwaarts en een westwaarts op gelijke afstanden daarvan gelegen collector (4), waarbij de hellingen van de nagenoeg vlakke % V/ t· - ' ·' - 20 - spiegelstroken (2) in hun dwarsrichting zodanig zijn dat, in de voormiddag een eerste reeks spiegelstroken (2) die tussen de middelste en de oostwaarts ervan gelegen ; collector (4) gelegen zijn naar deze laatste collector (4) 5 weerkaatsen, terwijl een tweede reeks spiegelstroken (2) - die tussen de middelste en de westwaarts ervan gelegen collector (4) gelegen zijn naar de middelste collector (4) weerkaatsen, en na het wentelen over een bepaalde hoek wanneer de zon in een dag het hoogst staat, en dus in de 10 namiddag, de eerste reeks spiegelstroken (2) naar de middelste collector (4) en de tweede reeks naar de ,,, westwaarts ervan gelegen collector (4) weerkaatsen. r i

4. Inrichting volgens conclusie 3, daardoor gekenmerkt dat ! 15 de spiegelconstructie (1) bestaat uit twee gesegmenteerde halve paraboolspiegels die zich evenwijdig aan elkaar : uitstrekken en waarvan de segmenten vlak gemaakt zijn en in een horizontaal vlak gebracht. 20 5.- Inrichting volgens conclusie 3 of 4, daardoor gekenmerkt dat de spiegelconstructie (1) verder aangebouwd is met minstens één bijkomende reeks spiegelstroken (2) en per reeks een bijkomende collector (4). 25 6·- Inrichting volgens een van de vorige conclusies, daardoor gekenmerkt dat de middelen (16) om de spiegelstroken (2) te wentelen middelen zijn om minstens een aantal van de spiegelstroken (2) of alle spiegelstroken (2) samen, gelijktijdig en in dezelfde mate te wentelen. 30 ‘-μ— 7.- Inrichting volgens conclusies 3 en 6, daardoor gekenmerkt dat de middelen (16) om de spiegelstroken (2) te ; ^ wentelen middelen zijn om minstens al de spiegelstroken (2) i! yw die tussen twee collectoren (4) gelegen zijn te wentelen. * ':D«V| * f:W»n Γ ΤΤΎΓ-1 'fnmiiiiin 1. mm *......11W!· - 21 -

8.- Inrichting volgens conclusie 6 of 7, daardoor gekenmerkt dat de middelen (16) om minstens een aantal spiegelstroken (2) gelijktijdig te wentelen op minstens één uiteinde van elk van deze spiegelstroken (2) een wiel, 5 bijvoorbeeld een kettingwiel (17) of tandwiel, bevatten, een element zonder einde, bijvoorbeeld een ketting (18) of tandriem, dat met al deze wielen samenwerkt en aandrijfmiddelen (20) om dit element te aan te drijven. 10 9.- Inrichting volgens een van de vorige conclusies, daardoor gekenmerkt dat de collector (4) minstens één warmte-absorberende buis (23-24) en minstens één reflector (36) bevat, die naar de er tussen gelegen buis (23-24) gericht is en als een kap boven de buis (23-24) opgesteld 15 is, voor het opvangen en naar de buis (23-24) weerkaatsen van de door de spiegelconstructie (1) weerkaatste zonnestraling.

10. Inrichting volgens conclusie 9, daardoor gekenmerkt dat de reflector (38) bestaat uit twee parabolisch gebogen spiegels.

11. Inrichting volgens conclusie 9 of 10, daardoor gekenmerkt dat de buis (23-24) een dubbelwandige glazen 25 buis is waarvan de binnenste buisvormige wand (24) aan de buitenzijde bekleed is met een warmteabsorberend materiaal en de buitenste buisvormige wand (23) doorschijnend is en met een vacuüm tussen beide wanden (23 en 24). 20 12.- Inrichting volgens conclusie 13, daardoor gekenmerkt dat zich doorheen de buis (23-24) een metalen buis (22) uitstrekt, terwijl de ruimte tussen deze metalen buis (22) en de buis (23-24) gevuld is met een warmteoverdragend medium (27) zoals staalwol. - 22 - j

13. Inrichting volgens conclusie 11 of 12, daardoor 1 gekenmerkt dat in de binnenste wand (24) een s uitzettingsbalg (25) aangebracht is.

14. Inrichting volgens conclusie 13, daardoor gekenmekt dat tussen de twee wanden (23 en 24) van de buis ringen I (26) aangebracht zijn die bij voorkeur slechts plaatselijk met de buitenste wand (23) contact maken. 10 15.- Inrichting volgens een van de conclusies 13 tot 14, * daardoor gekenmerkt dat boven de spiegelconstructie (1) . ^ meerdere buizen (23-24) na elkaar rond één zelfde metalen f* buis (22) aangebracht zijn en deze buizen (23-24) door deze } metalen buis (22) gedragen worden. f 15 - r 16.- Inrichting volgens een van de vorige conclusies, daardoor gekenmerkt dat de collector (4) een metalen buis (22) voor op te warmen fluïdum bevat dat op regelmatige afstanden opgehangen is aan een langsprofiel (30) dat deel 20 uitmaakt van het gestel (3) onder tussenkomst van een ^ wagentje (29) dat over dit langsprofiel verrijdbaar is.

17.- Inrichting volgens conclusie 16, daardoor gekenmerkt . dat het langsprofiel (30) van uitzettingsvoegen (31) is • 25 voorzien en het wagentje (29) twee voorste en twee . achterste wieltjes (32) bevat die niet op dezelfde as staan maar in de rijrichting ten opzichte van elkaar verschoven zijn. 30 18.- Inrichting volgens conclusie 16 of 17, daardoor gekenmerkt dat de metalen buis (30) opgehangen is door een ophanging die twee stangen (33 en 37) bevat die samen in r — - een mof (36) geschroefd zijn zodat ze door verdraaien van --.....de mof ten opzichte van elkaar instelbaar zijn. ' hrmfj , ; · · rjia**w - · '