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Dokumentenidentifikation DE202006014268U1 03.05.2007
Titel Flacher Sonnenstrahlkonzentrator
Anmelder Dohm, Rudolf, Dipl.-Ing., 13156 Berlin, DE;
Szrama, Frank, Dr., 10409 Berlin, DE;
Burakovski, Dimitrij, Dr., 13627 Berlin, DE;
Schmidt-Wolf, Stefan, 10709 Berlin, DE
DE-Aktenzeichen 202006014268
Date of advertisement in the Patentblatt (Patent Gazette) 03.05.2007
Registration date 29.03.2007
Application date from patent application 13.09.2006
IPC-Hauptklasse F24J 2/14(2006.01)A, F, I, 20060913, B, H, DE

Beschreibung[de]

Um Sonnenstrahlung zu konzentrieren und damit hohe Temperaturen zu erreichen, verwendet man Sonnenstrahlungskonzentratoren. Folgende Konstruktionen von Sonnenstrahlungskonzentratoren sind bekannt: Parabolspiegelkonzentrator, Parabolrinnenkonzentrator und Konzentratoren auf der Grundlage von optischen zylindrischen Linsen, darunter auch Fresnellinsen. Die Kosten dieser Konzentratoren, bezogen auf die gewonnene Steigerung der Temperatur des Wärmeträgers, sind relativ hoch.

Ziel der Erfindung ist eine solche Konstruktion und ein solches Herstellungsverfahren, die im Vergleich zu vorhandenen Lösungen entschieden kostengünstiger sind. Dieses Ziel wird durch die Verwendung einer strukturierten Platte, die als Auflage für ein optisches Konzentratorensystem bildet, erreicht. Diese Platte besteht aus pyramidenförmigen Elementen, die die oberen oder unteren Flächen, Gitter oder Platten verbinden und stellt somit eine Art Sandwichplatte dar. Solche Konstruktionen eignen sich gut für eine Massenfertigung auf Biege- und Schweißautomaten. Im ersten Arbeitschritt bei dieser Fertigungstechnologie wird der Draht in eine Zickzackform gebogen, im zweiten Schritt werden die Spitzen im Pressverfahren abgeflacht und zum Zusammenschweißen vorbereitet und im dritten Schritt wird dieser Draht zur Platte geschweißt. Diese Konstruktion gewährleistet eine höchstmögliche Biegestabilität bei niedrigem Gewicht, d.h. bei minimalem Materialverbrauch.

Funktionsprinzip: Die auf obere Gitter angebrachte optische Konzentratoren (Zylindrische Linsen) oder schmale Spiegelfacetten konzentrieren die Sonnenstrahlung in einen linearen Fokus, in den die Heizrohre (Heizrohr) mit Wärmeträger verlegt sind. Der Wärmeträger zirkuliert in einen geschlossenen Kreislauf – von Sonnenstrahlenkonzentrator zum Wermetauscher und zurück zur Sonnenstrahlenkonzentrator.

Das Aufbauprinzip des flachen Sonnenstrahlenkonzentrator ist in der 1, 2, 3, dargestellt:

Fig. 1 – strukturierte Platte, dabei:

1
in eine Zickzackform gebogene Draht
2
obere flache Gitter
3
Gitter aus pyramidenförmigen Elementen
4
untere flache Gitter
5
strukturierte Platte

Fig. 2 – flache Sonnenstrahlenkonzentrator mit optischen Zylinderlinsen, dabei:

1
Verteilerrohr der Wärmeträger
2
Heizrohre in Fokuslinie der Zylinderlinsen
3
Gitter aus pyramidenförmigen Elementen
4
obere flache Gitter
5
untere flache Gitter
6
Zuleitung der Wärmeträger
7
optische Konzentratoren – Zylinderlinsen oder zylindrische Fresnellinsen
8
Sammelrohr der aufgeheizten Wärmeträger
9
Anschluss für Rückgeführten Wärmeträger
10
Anschluss für aufgeheizten Wärmeträger

Fig. 3 – Sonnenstrahlenkonzentrator mit schmalen Spiegelfacetten, dabei:

1
schmale Spiegelfacetten
2
strukturierte Platte
3
Heizrohr in Fokuslinie


Anspruch[de]
Flacher Sonnenstrahlungskonzentrator ist dadurch gekennzeichnet, dass die flachen optischen Elemente auf der oberen Seite einer Strukturplatte angebracht sind. Flacher Sonnenstrahlungskonzentrator nach Punkt 1 ist dadurch gekennzeichnet, dass die Strukturplatte aus einem oberen und einem unteren Gitter besteht, die durch pyramidenförmige Elemente verbunden sind. Flacher Sonnenstrahlungskonzentrator nach Punkt 1 und 2 ist dadurch gekennzeichnet, dass auf den oberen Gittern optischen zylindrische Linsen darunter auch Fresnellinsen angebracht und darunter im Fokusabstand dieser Linsen, über den unteren Gittern, die Heizungsrohre mit dem Wärmeträger befestigt sind. Flacher Sonnenstrahlungskonzentrator nach Punkt 1 und 2 ist dadurch gekennzeichnet, dass auf den oberen Gitter schmale Spiegelfacetten, schmaler sind als das Durchmesser des Wärmeträgerrors sind, angebracht sind und diese nach dem Prinzip der zylindrischen Fresnellinsen die Sonnenstrahlung auf die oberhalb des oberen Gitters angebrachte Heizungsrohr in einem linearen Fokus reflektieren. Flacher Sonnenstrahlungskonzentrator nach Punkt 1 und 4 ist dadurch gekennzeichnet, dass anstelle der oberen Gitter eine Platte mit den pyramidenförmigen Strukturen verbunden ist und die schmalen Spiegelfacetten auf dieser Platte angebracht sind.






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