<Desc/Clms Page number 1>
Spiegelkonstruktie voor het opvangen en koncentreren van zonnestraling. De uitvinding heeft betrekking op een spiegelkonstruktie voor het opvangen en koncentreren van zonnestraling, welke konstruktie een gestel bevat, ten minste één langwerpige in de dwarsrichting gebogen spiegel met hol spiegelend oppervlak, die rond een evenwijdig aan zijn langsrichting gerichte meetkundige as wentelbaar ten opzichte van het gestel gemonteerd is, en middelen om de spiegel ten opzichte van het gestel te wentelen.
Spiegelkonstrukties van deze soort zijn of maken deel uit van zonneverwarmingsinrichtingen waarbij op de brandpuntlijn van de spiegel hetzij een bolle spiegel hetzij een te verwarmen voorwerp opgesteld is. In het eerste geval weerkaatst de bolle spiegel de gekoncentreerde zonnestraling doorheen een spleet in een gesloten ruimte, bijvoorbeeld een kast voor het kweken van planten. In een tweede geval is het te verwarmen voorwerp
<Desc/Clms Page number 2>
meestal een leiding waardoorheen op te warmen fluidum stroomt, bijvoorbeeld vloeibaar natrium of stoom, welk fluidum dan veelal gebruikt wordt voor het drijven van warmtemotoren, turbines, enz.
De spiegel dient uiteraard wentelbaar te zijn om bij verschillende standen van de zon maximale zonnestraling te kunnen opvangen.
Bij deze bekende spiegelkonstrukties ligt de rotatieas van de spiegel op de spiegel zelf, in het verlengde daarvan of aan de rugzijde van de spiegel. Dit is onder meer het geval in de spiegelkonstrukties volgens de Belgische oktrooien nr 888 400 en nr 901 638. In de spiegelkonstruktie beschreven in het Belgische oktrooi nr 901 638 bijvoorbeeld is de spiegel een halve parabool en is de rotatieas in de apex van deze parabool gelegen.
Het gevolg is dat bij al deze bekende spiegelkonstrukties bij een wenteling van de spiegel ten opzichte van het gestel de brandpuntlijn zieh verplaatst. Dit kan in veel gevallen voor problemen zorgen. Indien bijvoorbeeld op de brandpuntlijn een leiding voor op te warmen fluidum opgesteld is, dan beweegt bij wenteling van de spiegel ook deze leiding zodat de beide uiteinden van de leiding aan de rest van de zonneverwarmingsinrichting moeten verbonden zijn door middel
<Desc/Clms Page number 3>
van flexibele verbindingsleidingen die meestal nog tegen relatief hoge temperaturen moeten bestand zijn. De konstruktie wordt hierdoor ingewikkelder en duur.
De uitvinding heeft tot doel deze nadelen te verhelpen en een spiegelkonstruktie voor het opvangen en koncentreren van zonnestralen te verschaffen waarbij bij wenteling van de holle gebogen spiegel de brandpuntlijn op haar plaats blijft.
Tot dit doel is de meetkundige rotatieas van de spiegel op de brandpuntlijn van de spiegel gelegen, en bevatten de middelen om de spiegel te wentelen ten minste een hulpkonstruktie die op de van de rotatieas afgekeerde zijde van de spiegel gemonteerd is, van welke hulpkonstruktie de buitenomtrek een gedeelte van een cirkel vormt met als middelpunt deze rotatieas, en middelen om deze hulpkonstruktie te verplaatsen.
Doordat de brandpuntlijn samenvalt met de rotatieas blijft deze ook bij het wentelen van de spiegel op haar plaats. De middelen om de spiegel te wentelen kunnen zeer eenvoudig uitgevoerd worden en ook het ondersteunen van de spiegel kan zeer effektief plaatsvinden.
In een bijzondere uitvoeringsvorm van de uitvinding is de spiegel volgens een parabool gebogen.
<Desc/Clms Page number 4>
De uitvinding is vooral nuttig indien de spiegelkonstruktie een leiding voor fluidum bevat die zieh volgens de brandpuntlijn uitstrekt.
Andere bijzonderheden en voordelen van de uitvinding zullen blijken uit de hiervolgende beschrijving van een spiegelkonstruktie voor het opvangen en koncentreren van zonnestraling ; deze beschrijving wordt enkel als voorbeeld gegeven en beperkt de uitvinding niet ; de verwijzingscijfers betreffen de hieraantoegevoegde tekeningen.
Figuur 1 is een zieht in perspektief van een spiegelkonstruktie volgens de uitvinding ; figuur 2 is een zijaanzicht van de spiegelkonstruktie uit figuur 1, op grotere schaal getekend.
In de twee figuren hebben dezelfde verwijzingscijfers betrekking op dezelfde elementen.
De spiegelkonstruktie volgens de figuren is een zonneverwarmingsinrichting voor het verwarmen van fluidum dat doorheen een leiding stroomt.
Deze leiding 1 strekt zieh uit volgens de brandpuntlijn van een reeks van zes langwerpige spiegels 2 die in hun
<Desc/Clms Page number 5>
dwarsrichting gebogen zijn volgens een parabool en waarvan het spiegelend oppervlak hol is.
De spiegels 2 kunnen bijvoorbeeld bestaan uit een kern van stijve schuimkunststof die gevat is in een kader en die aan de spiegelende zijde bekleed is met een spiegelende bekleding, zoals een gepolijste plaat van roestvast staal.
De spiegels 2 worden gedragen door een gestel dat in hoofdzaak bestaat uit zeven vertikale nagenoeg driehoekige steunen 3 die in hun top een leger 4 dragen. Tussen twee naburige steunen 3 is een spiegel 2 draagbaar gemonteerd. Hiertoe is elke spiegel op beide einden bevestigd op een aantal armen 5 die zieh dwars op de langsrichting van de spiegel uitstrekken en die samenkomen ter plaatse van de brandpuntlijn van de spiegel op een ronde tap 6 die met een einde gelegerd is in het leger 4 van een steun 3. Twee van de armen 5 zijn in elkaars verlengde gelegen en strekken zieh uit tussen de uiterste randen van de spiegel 2. Een derde arm 5 strekt zieh loodrecht op de hiervoor genoemde armen 5 uit. Elke tap 6 is van een centrale opening voorzien waardoor zieh de leiding 1 uitstrekt zo dat de tap 6 vrij draaibaar is rond de leiding 1.
Elke spiegel 2 is, halverwege zijn lengte, op zijn rugzijde van een hulpkonstruktie 7 voorzien die dwars op zijn langsrichting gericht is en gevormd is uit een buitenste rand en een tussen deze rand en de spiegel gelegen vakwerkkonstruktie. De
<Desc/Clms Page number 6>
buitenste omtrek van de buitenrand strekt zieh uit volgens een gedeelte van een cirkel waarvan het middelpunt op de brandpuntlijn van de spiegel 2 gelegen is. De buitenste rand is aan de buitenzijde getand. De tanden van deze buitenste rand grijpen in een tandwiel 8 dat in een op de grond gemonteerde tandwielkast 9 vast gemaakt is op een drijfas 10.
Deze drijfas 10 die zieh in de langsrichting van de spiegelkonstruktie uistrekt is gemeenschappelijk voor al de tandwielen 8, hetgeen dus betekent dat al de tandwielen 8 terzelfder tijd gewenteld worden en dus ook terzelfder tijd al de spiegels 2 kantelen.
De drijfas 10 wordt op haar beurt gedreven door een motor 11 die op een einde van de as op de grond gemonteerd is.
Het kantelen van de spiegels 2 gebeurt dus gelijktijdig op een zeer eenvoudige manier. AI de spiegels 2 zijn zeer goed ondersteund. Doordat de leiding 1 op de brandpuntlijn van de spiegels 2 gelegen is verandert deze leiding niet van plaats tijdens het kantelen van de spiegels. Doordat de tappen 6 rond deze leiding kunnen draaien, kan de leiding 1 vast zijn zodat de aansluiting van deze leiding op de rest van een circuit voor fluldum door middel van vaste verbindingen en dus op een goedkope en lekvrije manier kan geschieden. De leiding 1 kan zieh in haar langsrichting vrij in de tappen 6 bewegen en kan
<Desc/Clms Page number 7>
dus vrij uitzetten en inkrimpen. De spiegels 2 worden steeds gericht naar de zon. De ontvangen zonnestraling wordt gekoncentreerd weerkaatst op de brandpuntlijn, dit is dus op de leiding 1 waardoor het fluidum dat er doorheen stroomt opgewarmd wordt.
De leiding zelf kan bijvoorbeeld bestaan uit een metalen buis die omringd is door glas dat de zonnestraling doorlaat naar de buis maar het terug uitstralen van warmte beperkt. De leiding wordt ondersteund door de tappen 6.
De uitvinding is geenszins beperkt tot de hiervoor beschreven uitvoeringsvorm, en binnen het raam van de oktrooiaanvrage kunnen aan de beschreven uitvoeringsvorm vele veranderingen aangebracht worden, ondermeer wat betreft de vorm, de samenstelling, de schikking en het aantal van de onderdelen die voor het verwezenlijken van de uitvinding ook worden gebruikt.
0 In het bijzonder moet de spiegelkonstruktie niet noodzakelijk juist zes spiegels bevatten. Ze kan elk ander aantal spiegels en zelfs slechts een spiegel bevatten.
De verplaatsingsmiddelen van de hulpkonstrukties voor het kantelen van de spiegels die men niet noodzakelijk een tandwieloverbrenging te bevatten. De overbrenging tussen de drijfas en de hulpkonstrukties kan bijvoorbeeld ook geschieden door middel van rollen.
<Desc / Clms Page number 1>
Mirror construction for capturing and concentrating solar radiation. The invention relates to a mirror structure for collecting and concentrating solar radiation, which construction comprises a frame, at least one elongated transversely curved mirror with a concave specular surface, which is rotatable about a geometric axis parallel to its longitudinal direction frame is mounted, and means for revolving the mirror relative to the frame.
Mirror structures of this kind are or form part of solar heating devices in which either a convex mirror or an object to be heated is arranged on the focal line of the mirror. In the first case, the convex mirror reflects the concentrated solar radiation through a slit in a closed space, for example a plant growing cabinet. In a second case, the object to be heated
<Desc / Clms Page number 2>
usually a pipe through which fluid to be heated flows, for example liquid sodium or steam, which fluid is then often used for driving heat engines, turbines, etc.
The mirror must of course be rotatable in order to be able to receive maximum solar radiation at different positions of the sun.
In these known mirror structures, the axis of rotation of the mirror lies on the mirror itself, by extension or on the back of the mirror. This is the case, inter alia, in the mirror constructions according to the Belgian patents No. 888 400 and No. 901 638. In the mirror construction described in the Belgian patent No. 901 638, for example, the mirror is a half parabola and the axis of rotation is located in the apex of this parabola .
The result is that in all these known mirror structures the focal line shifts with a rotation of the mirror relative to the frame. In many cases this can cause problems. For example, if a conduit for fluid to be heated is arranged on the focal line, then this conduit also moves when the mirror is rotated, so that both ends of the conduit must be connected to the rest of the solar heating device.
<Desc / Clms Page number 3>
flexible connecting pipes that usually have to withstand relatively high temperatures. This makes the construction more complicated and expensive.
The object of the invention is to overcome these drawbacks and to provide a mirror construction for collecting and concentrating the sun's rays, whereby the focal line remains in place when the hollow curved mirror is rotated.
For this purpose, the geometric axis of rotation of the mirror is located on the focal line of the mirror, and the means for rotating the mirror include at least one auxiliary structure mounted on the side of the mirror remote from the axis of rotation, of which auxiliary structure the outer circumference part of a circle with this axis of rotation as its center, and means for moving this auxiliary construction.
Because the focal line coincides with the axis of rotation, it also remains in place when the mirror is turned. The means for revolving the mirror can be carried out very simply and the mirror can also be supported very effectively.
In a special embodiment of the invention, the mirror is curved according to a parabola.
<Desc / Clms Page number 4>
The invention is especially useful if the mirror construction includes a fluid conduit extending along the focal line.
Other details and advantages of the invention will become apparent from the following description of a mirror structure for collecting and concentrating solar radiation; this description is given by way of example only and does not limit the invention; the reference numbers refer to the attached drawings.
Figure 1 is a perspective view of a mirror construction according to the invention; Figure 2 is a side view of the mirror structure of Figure 1, drawn to a larger scale.
In the two figures, like reference numerals refer to like elements.
The mirror construction of the figures is a solar heating device for heating fluid flowing through a conduit.
This conduit 1 extends along the focal line of a series of six elongated mirrors 2 arranged in their
<Desc / Clms Page number 5>
are curved transversely according to a parabola and whose mirror surface is hollow.
The mirrors 2 may, for example, consist of a core of rigid foam plastic which is mounted in a frame and which is coated on the mirror side with a mirror coating, such as a polished stainless steel plate.
The mirrors 2 are supported by a frame which mainly consists of seven vertical, almost triangular supports 3, which bear a bearing 4 at their top. A mirror 2 is mounted portable between two adjacent supports 3. To this end, each mirror is mounted at both ends on a number of arms 5 extending transversely of the longitudinal direction of the mirror and meeting at the focal line of the mirror on a round stud 6 with one end bearing in the bearing 4 of a support 3. Two of the arms 5 are in line and extend between the outer edges of the mirror 2. A third arm 5 extends perpendicular to the aforementioned arms 5. Each tap 6 is provided with a central opening through which the conduit 1 extends so that the tap 6 is freely rotatable around the conduit 1.
Halfway along its length, each mirror 2 is provided on its back with an auxiliary construction 7 which is oriented transversely to its longitudinal direction and which is formed from an outer edge and a lattice construction located between this edge and the mirror. The
<Desc / Clms Page number 6>
outer periphery of the outer edge extends along a portion of a circle the center of which is on the focal line of the mirror 2. The outer edge is serrated on the outside. The teeth of this outer rim engage a gear 8 which is mounted on a drive shaft 10 in a ground mounted gearbox 9.
This drive shaft 10, which extends in the longitudinal direction of the mirror construction, is common to all the gears 8, which means that all the gears 8 are rotated at the same time and therefore all the mirrors 2 tilt at the same time.
The drive shaft 10, in turn, is driven by a motor 11 mounted on one end of the shaft on the ground.
The tilting of the mirrors 2 thus takes place simultaneously in a very simple manner. All mirrors 2 are very well supported. Because the pipe 1 is located on the focal line of the mirrors 2, this pipe does not change position during the tilting of the mirrors. Because the taps 6 can rotate around this pipe, the pipe 1 can be fixed, so that the connection of this pipe to the rest of a circuit for fluid can be done by means of fixed connections and thus in a cheap and leak-free manner. The pipe 1 can move freely in the longitudinal direction in the studs 6 and can
<Desc / Clms Page number 7>
so expand and contract freely. The mirrors 2 are always directed towards the sun. The received solar radiation is concentratedly reflected on the focal line, that is to say on the pipe 1, which heats up the fluid flowing through it.
For example, the conduit itself may consist of a metal tube surrounded by glass that transmits the solar radiation to the tube but limits heat radiation back. The pipe is supported by the taps 6.
The invention is by no means limited to the above-described embodiment, and within the scope of the patent application many changes can be made to the described embodiment, including as regards the shape, the composition, the arrangement and the number of the parts used to realize the invention can also be used.
0 In particular, the mirror construction need not necessarily contain just six mirrors. It can contain any other number of mirrors and even just one mirror.
The displacement means of the auxiliary structures for tilting the mirrors which do not necessarily include a gear transmission. The transmission between the drive shaft and the auxiliary structures can also be effected, for example, by means of rollers.