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Die Erfindung betrifft einen Solarofen gemäß dem Oberbegriff des Anspruchs 1.
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Kochen mit Sonnenenergie mittels eines Solarofens ist eine zeitgemäße und nachhaltige Art und Weise, die natürlich vorhandene Ressource der Solarenergie zu nutzen und das bei hinreichender Sonnenstrahlung mit sehr guten Ergebnissen.
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Es ist hierbei von Vorteil, dass Lebensmittel, die in Solaröfen gegart werden, durch das langsame Garen ihre Feuchtigkeit und Nährstoffe behalten und beispielsweise nicht verbrennen wie bei anderen Hitzearten, beispielsweise Grillen mit Gas oder Kohle. Viele Hilfsorganisationen führen Solarkochen in weniger entwickelten Regionen der Welt ein, um beispielsweise eine weitere Abholzung in Gebieten mit Brennstoffmangel zu verhindern. Zudem wird angestrebt, Frauen und Kinder zu entlasten, die oft einen hohen zeitlichen Aufwand betreiben müssen, um Energieträger wie Holz zu sammeln, anstatt zu arbeiten oder zur Schule gehen zu können.
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Menschen in ärmeren ländlichen Gebieten haben häufig einen beschränkten Zugang zu Strom oder Wärme für Grundbedürfnisse, etwa zum Kochen von Wasser. Beispielsweise kann in Entwicklungsländern der Zugang zu Strom- oder Wärmequellen eingeschränkt oder gar nicht vorhanden sein. Gebiete mit Zugang zu reichlich Sonnenenergie, wie hochgelegene, ländliche Gebiete können durch Solaröfen Solarenergie zur Deckung dieser Grundbedürfnisse nutzen. Aber auch Industrienationen können geeignete Umgebungen bieten, insbesondere mit Blick auf die Bemühung zur Reduzierung von CO2-Emissionen.
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In höher entwickelten Ländern trägt Solarkochen dazu bei, den Verbrauch fossiler Brennstoffe zu verringern und zudem Häuser im Sommer kühler zu halten. Für viele ist es zudem eine kreative und praktische Alternative, Mahlzeiten mit weniger Aufwand und unter freiem Himmel ähnlich der Nutzung eines Grills zuzubereiten.
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Grundsätzlich sind derartige Solaröfen im Stand der Technik bereits bekannt. Der Aufbau umfasst in der Regel zumindest einen Parabolspiegel, der die Sonnenstrahlung auf einen meist mattschwarzen, die Sonnenstrahlen absorbierenden Behälter im Brennpunktbereich konzentriert, wodurch dieser Behälter oder auch eine Herdplatte erhitzt wird. Es gibt Bauformen umfassend einen oder mehrere gekrümmte Spiegel beispielsweise aus poliertem Aluminiumblech, wobei auch andere verspiegelte Oberflächen verwendet werden können.
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Im Brennpunkt befindet sich oft eine Herdplatte, ein Garraum oder auch eine Halterung beispielsweise für ein Kochgefäß. Zudem ist konstruktiv in der Regel vorgesehen, den Spiegel und die Herdplatte, den Garraum oder die Halterung in zwei Achsen schwenkbar zu lagern, um so dem Sonnenverlauf folgen zu können. Allerdings erfordert dies eine regelmäßige Überwachung und Ausrichtung des Solarofens sowie eine Feststellung der geeigneten Ausrichtung in Bezug auf den Sonnenstand, was einen zusätzlichen Aufwand bedeutet, da nur so die volle Energieleistung der Sonnenstrahlung dem Kochvorgang zugeführt werden kann.
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Aus der Veröffentlichung
US 20 2001 016 393 A1 ist ein multifunktioneller Solarkocher bekannt umfassend einen Solarwärmekollektor sowie eine Kammer zur Aufnahme eines Kochgeschirrs, die mit diesem Solarwärmekollektor zur Übertragung der Sonnenwärme verbunden ist. Teil der Vorrichtung ist ein Sonnenlichtreflektor in Kreisbogenform sowie weitere konstruktive Elemente.
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Die Offenbarung
EP 2 457 030 B1 offenbart ein Solarkochgerät mit einem Solarwärmekollektor, gefüllt mit einem wärmespeichernden leitenden Medium sowie einem Solarkochherd, der ebenfalls mit einem zweiten wärmespeichernden und leitenden Medium gefüllt ist. Des Weiteren verfügt das Solarkochgerät über ein wärmeisoliertes geschlossenes Fach wie auch ein Kochfeld. Über eine Reihe von Kochkammern wird die Energie aus den wärmespeichernden Medien zum Garen der Speisen genutzt.
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Aus der Veröffentlichung
DE 10 2007 004 422 B4 ist wiederum ein Solarofen mit zumindest einer Herdplatte offenbart, auf dessen Unterseite über eine Spiegelvorrichtung durch ein großes Brennglas Sonnenstrahlen umgelenkt werden, wobei diese Spiegelvorrichtung aus einem innen verspiegelten Rohr besteht. Auf diese Weise soll erreicht werden, den Solarherd auch in geschlossenen Räumen betreiben zu können.
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Schließlich offenbart die Offenlegungsschrift
DE 36 07 484 A1 eine Solarenergiekochvorrichtung mit einer fokussierenden Sammeleinrichtung, die Solarenergie in einem Brennpunkt auf ein aufzuheizendes Kochelement ausrichtet, wobei ein kastenartiges Gehäuse diese Kochvorrichtung aufnimmt, an dessen Unterseite ein Reflektor zur Reflektion der gesammelten Solarstrahlen auf das aufzuheizende Kochelement angeordnet ist.
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Vor diesem Hintergrund ist die Aufgabe der vorliegenden Erfindung darin zu sehen, die regelmäßige Überwachung und manuelle Ausrichtung des Solarofens sowie die Bestimmung der idealen Ausrichtung in Bezug auf den Sonnenstand zu automatisieren. Auf diese Weise soll die volle Energieleistung der Sonnenstrahlung dem Kochvorgang konstant zugeführt werden können.
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Erreicht wird dies durch einen Solarofen mit den kennzeichnenden Merkmalen des Anspruchs 1.
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Die Unteransprüche haben vorteilhafte Weiterbildungen der Erfindung zum Gegenstand.
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Die erfinderische Lösung wird erreicht durch einen Solarofen umfassend eine Sonnenstrahlung fokussierende verspiegelten Sammeleinrichtung sowie eine Halterung zur Aufnahme eines Kochgeschirrs oder eines Garraums angeordnet im Brennpunkt der fokussierten Sonnenstrahlung sowie ein Trägergerüst, auf dem diese Komponenten angeordnet sind. Dies entspricht bekannten Bauformen. Die verbesserte automatisierte Ausrichtung zum Sonnenstand bzw. das Folgen des Sonnenlaufs wird dadurch erreicht, dass die verspiegelte Sammeleinrichtung zur Veränderung der Neigung sowie des Drehwinkels zum Trägergerüst verschwenkbar an diesem Trägergerüst angeordnet ist, wobei mehrere Lichtsensoren an der verspiegelten Sammeleinrichtung angeordnet sind, die aktuelle Lichtwerte erfassen in Abhängigkeit vom Stand der Sonne in Relation zur Ausrichtung beispielsweise des Parabolspiegels.
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Eine elektronische Steuerung ist vorgesehen zur Verarbeitung der Messwerte dieser Lichtsensoren zur Bestimmung der Position der verspiegelten Sammeleinrichtung in Relation zum Sonnenstand. Hierfür ist eine Datenverarbeitung erforderlich, um aus der Differenz der erfassten Lichtwerte in Abhängigkeit von der Anordnung der Lichtsensoren auf der verspiegelten Sammeleinrichtung zu berechnen, in welche Richtung und in welchem Maß eine Anpassung der Ausrichtung der verspiegelten Sammeleinrichtung zur Sonne hin zu erfolgen hat.
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Schließlich wird diese Ausrichtung durch zumindest zwei Vorrichtungen zur automatisierten Ausrichtung der verspiegelten Sammeleinrichtung zumindest um eine Neigungs- und Drehachse durch diese elektronische Steuerung auf der Basis der Messwerte der Lichtsensoren am Trägergerüst bewirkt. Das heißt, diese Vorrichtungen sind am Trägergerüst gelagert wie auch an der verspiegelten Sammeleinrichtung direkt oder über ein Mittel, das seinerseits eine Bewegung auf die verspiegelte Sammeleinrichtung überträgt und mit dieser verbunden ist. Zudem umfassen die Vorrichtungen Führungen, Gelenke und/oder Befestigungsmittel, um diese mechanischen Komponenten der Vorrichtungen wie Trägergerüst, verspiegelte Sammeleinrichtung und Antriebe miteinander zu verbinden und die Beweglichkeit der verspiegelten Sammeleinrichtung am Trägergerüst in benötigter Form herzustellen.
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Eine Neigungs- und Drehachse im Sinne der Erfindung bedeutet, dass zum einen die Höhe des Sonnenstandes durch eine Anpassung der Neigung der verspiegelten Sammeleinrichtung gegenüber einer vertikalen oder horizontalen Bezugsebene zu berücksichtigen ist, um ein möglichst lotrechtes Auftreffen der Sonnenstrahlung auf die verspiegelte Sammeleinrichtung zu erreichen. Zum anderen folgt die verspiegelte Sammeleinrichtung durch eine Rotation um eine Drehachse auch der Wanderung der Sonne über den Himmel im Laufe des Tages. Auch hier soll ein konstant lotrechtes Auftreffen der Sonnenstrahlung auf die verspiegelte Sammeleinrichtung durch das Folgen des Sonnenlaufs bewirkt werden, um immer das Maximum der Sonnenenergie einfangen und fokussieren zu können.
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Nach einer Ausführungsform der Erfindung ist ein erster elektromotorischer, hydraulischer, pneumatischer oder in anderer Form geeigneter Antrieb zur Einleitung einer die Neigung verändernden Kippbewegung der verspiegelten Sammeleinrichtung gegenüber dem Trägergerüst vorgesehen sowie ein zweiter elektromotorischer, hydraulischer, pneumatischer oder in anderer Form geeigneter Antrieb zur Rotation der verspiegelten Sammeleinrichtung um eine vertikale oder geringfügig gegenüber der Vertikalen geneigten Achse am Trägergerüst des Solarofens angeordnet. Durch diese Antriebe kann die elektronische Steuerung die anhand der Messwerte der Lichtsensoren errechneten erforderlichen Ausrichtungen automatisiert auf die verspiegelte Sammeleinrichtung übertragen.
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Die erste Vorrichtung zur Anpassung des Neigungswinkels der verspiegelten Sammeleinrichtung umfasst in einer vorteilhaften Bauform eine in einer am Trägergerüst des Solarofens gelagerten Gewindeführung verschiebbar geführte elektromotorisch, hydraulisch, pneumatisch oder in anderer Form angetriebene Gewindestange, wobei eine durch Rotation der Gewindestange herbeigeführte Längenverschiebung über eine am Trägergerüst gelagerte Schwenkachse die Anpassung des Neigungswinkels gegenüber dem Trägergerüst bewirkt. Die rotatorische Bewegung beispielsweise eines Elektromotors wird so in eine lineare Bewegung überführt, mit der die Neigung der verspiegelten Sammeleinrichtung um eine am Trägergerüst gelagerte Schwenkachse erreicht wird.
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Die zweite Vorrichtung dient zur Bewirkung einer rotatorischen Drehbewegung der verspiegelten Sammeleinrichtung zum Folgen des Sonnenlaufs. Hierfür ist ein erstes an einer vertikalen oder geringfügig geneigten tragenden Achse befestigtes Führungszahnrad vorgesehen, in dessen am Außenumfang angeordnete Zähne ein zweites elektromotorisch, hydraulisch, pneumatisch oder in anderer Form angetriebenes Antriebszahnrad die rotatorische Drehbewegung über die Achse auf die verspiegelte Sammeleinrichtung übertragend eingreift. Die die verspiegelte Sammeleinrichtung tragende Achse und somit natürlich auch die verspiegelte Sammeleinrichtung selbst wird so anhand der elektronischen Steuerung definiert so gedreht, dass die Sonnenstrahlung ideal auf die verspiegelte Sammeleinrichtung trifft.
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Ein zentraler erfinderischer Gedanke liegt in der Verwendung von zumindest vier Lichtsensoren, die zweckmäßigerweise gleichmäßig zueinander beabstandet und randständig an der verspiegelten Sammeleinrichtung angeordnet sind. Je nach Auswertung der erfassten Messwerte können hierbei aber auch eine Reihe alternativer Anordnungen der Lichtsensoren sinnvoll sein. Auch die Zahl der Lichtsensoren kann variieren und die Zahl von 4 Sensoren übersteigen, insbesondere, wenn eine Verbesserung der Messwerte hin zu einer höheren Genauigkeit angestrebt wird. Dies kann auch deren Anordnung betreffen, wobei sich die vorliegende erfindungsgemäße Anordnung von 4 Sensoren randständig und in gleichem Abstand zueinander als zweckmäßig gezeigt hat.
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Zudem hat es sich für die Auswertung der Messwerte als besonders praktikabel gezeigt, wenn diese Lichtsensoren eine gemeinsame vertikale und eine gemeinsame horizontale Achse miteinander bilden. Gemäß einer vorteilhaften Ausführung der Erfindung sind diese Lichtsensoren derart randständig an der verspiegelten Sammeleinrichtung angeordnet, dass auf die Spiegelfläche projizierte Verbindungsstrecken zwischen diesen Lichtsensoren ein Vier- oder Rechteck ausbilden, dass zwei jeweils parallel verlaufende vertikale und horizontale Kanten bildet. Das heißt, es sind die zwei oberen Sensoren, die eine waagerechte Linie miteinander bilden und die zwei unteren, die eine waagerechte Linie miteinander bilden. Dieselben Lichtsensoren bilden gleichzeitig links und rechts angeordneten Sensorenpaare, die derart über- und untereinander angeordnet sind, dass die gemeinsame Linie durch diese Sensoren eine Vertikale bildet.
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Die Messwerte der 4 Lichtsensoren können so in ihrer horizontal paarweisen oder in ihrer waagerecht paarweisen Anordnung in der elektronischen Steuerung erfasst werden, wobei die Lichtsensorenmesswertpaare der waagerecht in einer Linie liegenden Lichtsensoren zur Bestimmung der automatisierten Ausrichtung des Neigungswinkels verwendet werden und die paarweise erfassten Lichtsensoren, die in einer vertikalen Linie übereinander liegen, für die Bestimmung der automatischen Ausrichtung nach dem Sonnenstand in der Drehachsenrichtung um die Achse verwendet werden. Dies ist allerdings lediglich eine mögliche Ausführungsform betreffend die Verwendung der Messwerte, die sich als vorteilhaft erwiesen hat. Auch andere Berechnungen der Ausrichtung anhand der Messwerte sind möglich und zweckdienlich im Rahmen dieser Erfindung.
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Für die Realisierung der Erfindung hat sich zudem als wertvoll gezeigt, wenn Blenden die Lichtsensoren zumindest teilweise umschließend randständig an der verspiegelten Sammeleinrichtung angeordnet sind. Hintergrund hierfür ist, dass es wesentlich ist, dass die gemessenen Lichtwerte und deren Differenz in Abhängigkeit von der Position auf der verspiegelten Sammeleinrichtung deutlich sind. Diese wird durch die Verwendung von Blenden verbessert, da so der direkte Einfall des Sonnenlichtes auf die Lichtsensoren je nach Winkel zur verspiegelten Sammeleinrichtung durch die Blenden unterbunden wird und so deutlich niedrigere Lichtwerte gemessen werden. Daher ist auch nur ein teilweises Umschließen vorgesehen, da je nach Position zumindest ein Lichtsensor direkten Lichteinfall erhalten soll.
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Dies wird auch verbessert erreicht durch Blenden, die zumindest zum Rand der verspiegelten Sammeleinrichtung hin offen ausgebildet sind und in diesem Bereich je nach Ausrichtung der verspiegelten Sammeleinrichtung zur Sonne einen freien Lichteinfall auf den jeweiligen Lichtsensor zulassen. Das heißt, fällt Sonnenlicht von einer Seite auf die verspiegelte Sammeleinrichtung, so trifft es direkt auf den an diesem Rand angeordneten Lichtsensor, da dessen Blende zum Rand hin offen ausgebildet ist. Der am gegenüberliegenden Rand angeordnete Lichtsensor hingegen wird zum Zentrum der verspiegelten Sammeleinrichtung weisend die Blende geschlossen aufweisen, wodurch dieser Lichtsensor beschattet wird und die Differenz im Lichtmesswert klarer zu messen ist. Die weiteren Lichtsensoren weisen in diesem Beispiel Teilbeschattungen durch die Blenden auf, liegen demnach in den Messwerten zwischen dem Höchst- und Tiefstwert, was für die Berechnung sehr nützlich ist.
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Die Blenden lassen demnach bei nicht idealer Ausrichtung der verspiegelten Sammeleinrichtung zur Sonne für zumindest einen Lichtsensor einen freien Lichteinfall und für die weiteren Lichtsensoren einen durch die Blenden beschränkten Lichteinfall zu, idealerweise einen für die einzelnen Lichtsensoren unterschiedlich beschränkten Lichteinfall. Bei idealer Ausrichtung der verspiegelten Sammeleinrichtung beispielsweise nach der neuerlichen Ausrichtung der verspiegelten Sammeleinrichtung zur Sonne lassen daher die Blenden für alle Lichtsensoren einen gleichermaßen freien Lichteinfall zu, die Lichtmesswerte sollten daher für alle Sensoren gleich sein. Daher ist keine weitere Ausrichtung erforderlich.
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Im Folgenden wird eine Ausführungsform der Erfindung durch Zeichnungen näher erläutert.
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1 zeigt die Vorrichtung einer Bauform des erfindungsgemäßen Solarofens in vollständiger Darstellung umfassend die verspiegelte Sammeleinrichtung in Form eines Parabolspiegels 1 zur Bündelung des Sonnenlichts, ein Grundträgergerüst 2, an dem dieser Parabolspiegel befestigt ist sowie eine Aufnahme oder einen weiterem Träger 3 für ein Kochgefäß, beispielsweise einen Top, oder einen Garraum 4. An diesem Grundaufbau sind nun die Modifikationen dargestellt, die eine entsprechende Ausrichtung nach dem Verlauf der Sonne automatisiert ermöglichen. Es handelt sich hierbei um einen Vorrichtungsbereich 6, der die Anpassung der Neigung ermöglicht. Eine zweite Vorrichtung 7 ist hierbei dafür vorgesehen, eine Rotation des Parabolspiegels 1 zum Nachlauf nach dem Verlauf der Sonne um eine in etwa vertikale 10 Achse zu bewirken. Auf beide Elemente wird im Folgenden näher eingegangen.
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Des Weiteren sind als wesentliche konstruktive Elemente Lichtsensoren 5 dargestellt, die randständig an den Parabolspiegel 1 angeordnet sind, wobei in den schematischen 1 bis 3 auf Grund der geschnittenen Abbildung des Parabolspiegels 1 lediglich ein oberer und ein unterer Lichtsensor dargestellt sind. Im fertigen Solarofen entsprechend einer vorteilhaften Ausführung sind vier Lichtsensoren 5 angeordnet, die neben der oberen und unteren Kante auch zwei äußere Positionen umfassen.
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Schließlich sind an diesen Lichtsensoren 5 auch noch Blenden 16 dargestellt, die dazu dienen, den Lichteinfall bei Schrägstellung des Sonnenlichtes zu beschränken, so dass tatsächlich nur dann der gleiche Lichteinfall auf die Sensoren 5 einwirkt, wenn der Parabolspiegel 1 tatsächlich optimal auf die Sonne ausgerichtet ist. So kann verhindert werden, dass beispielsweise durch Reflektion über den Parabolspiegel 1 selbst oder die entsprechend vorliegende Sonnenneigung beim Auftreffen auf den Spiegel 1 die Sensoren 5 mehr oder weniger gleiche Ergebnisse liefern, auch wenn die Ausrichtung des Parabolspiegels 1 nicht optimal auf die Sonne erfolgt.
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2 verdeutlicht in einer Ausschnittszeichnung den Aufbau der Kippvorrichtung 6, die am Parabolspiegel 1 gelenkig angeordnet ist. Hier ist eine mögliche Bauform dargestellt, die keinesfalls als abschließende erfinderische Lösung zu bewerten ist, da es primär darum geht, beispielsweise elektromotorisch eine Bewegung durchzuführen, die eine Veränderung der Neigung des Parabolspiegels 1 bewirkt. In der vorliegenden Lösung wird hierfür ein Gewindestab 11 in einer entsprechenden Gewindeführung 12 über eine durch einen Elektromotor 8 übertragene Rotationsbewegung ein- oder ausgefahren, wodurch eine Längenveränderung erfolgt, die dann wieder übertragen auf den Parabolspiegel 1 zu einer veränderten Neigung führt, je nachdem ob der Gewindestab 11 verkürzt wird in dessen Führungsaufnahme 12 oder ob dieser ausgefahren wird und damit eine steilere Position des Parabolspiegels 1 bewirkt.
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In den vereinfachten Figuren sind hierbei ganz bewusst keine konkreten baulichen Komponenten dargestellt was die gelenkige Verbindung dieser Elemente wie elektromotorischer Antrieb 8, Drehachsen 13, Gewindestab 11 und Gewindeführung 12 sowie deren Befestigung zum einen am Grundträgergerüst 2 des Solarofens betrifft und zum anderen was dessen Anordnung am Parabolspiegel 1 betrifft.
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In diesem Zusammenhang ist auch wesentlich, dass die Neigungsveränderung über eine Kippbewegung des Parabolspiegels 1 über entsprechende Gelenkverbindungen möglich ist, in einer zweckmäßigen Lösung ist hierfür eine in etwa horizontal verlaufende Schwenkachse 13 Teil des Trägergerüstes 2, wobei der Parabolspiegel 1 an dieser horizontalen drehbar gelagert ist uns somit die Längenveränderung der Kippvorrichtung 6 zu einer Drehung des Parabolspiegels 1 und somit einer Veränderung von dessen Neigung in Bezug auf das Trägergerüst 2 aus einer steileren in eine flachere Position und umgekehrt erfolgt, je nachdem ob der Gewindestab eben eingefahren oder ausgefahren wird.
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2 zeigt daher zum einen den elektromotorischen Antrieb 8, einen Gewindestab 11, der von diesem Antrieb in Längserstreckung bewegt wird einer entsprechenden Führung, wobei die Verbindungen dieser Elemente nicht explizit zeichnerisch dargestellt ist. Es ist zudem erkennbar, dass diese Kippvorrichtung 6 an dem Parabolspiegel 1 mit einem Haltearm 20 befestigt ist, da ja die Kraft, die durch die mit einem Pfeil dargestellte Längenveränderung erreicht wird, auf diesen Parabolspiegel 1 übertragen werden soll, um diesen um die Schwenkachse am Trägergerüst 2 bewegen zu können.
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3 wiederum zeigt die Rotationsvorrichtung 7, die bewirkt, dass der Parabolspiegel 1 um eine vertikale Drehachse 10 gedreht werden kann. Somit sind beide Achsen vorhanden, die zu einer idealen Verfolgung des Sonnenlaufs im Laufe des Tages erforderlich sind. Es ist hierfür in der dargestellten möglichen Bauform eine Übertragung über Zahnradgetriebe (14, 15) vorgesehen, wobei an der vertikalen Trägerachse 10 des Solarofens ein erstes Zahnrad 14 mit großem Radius angeordnet ist, das seine Kraft direkt auf diese vertikale Achse 10 überträgt, sodass hier eine Rotation in diese vertikale Achse 10 übertragen werden kann. Dementsprechend muss hier eine Rotationslagerung 17 im Standfuß des Trägergerüsts 2 des Solarofens vorhanden sein, die eine Drehung dieser vertikalen Achse 10 aufnimmt.
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Die Rotation dieses ersten Zahnrads 14 erfolgt über ein zweites kleineres Zahnradgetriebe 15, welches in das größere Zahnrad 14 seitlich eingreift und somit dieses Zahnrad 14 bewegt. Hierfür ist das kleinere Zahnrad 15 elektromotorisch durch einen zweiten Elektromotor 9 angetrieben, der wiederum so am Trägergerüst 2 angeordnet ist, dass er statisch in seiner Position gegenüber den Kipp- und Drehbewegungen des Gerüstes positioniert ist. Das heißt, dieser Antrieb mit dem die Rotation in das größere Zahnrad einleitenden Zahnrad ist am Trägergerüst derart befestigt, dass die vertikale Achse von diesem Antrieb nicht behindert wird in ihrer Rotation wie auch die horizontale Schwenkachse für die Neigungsanpassung. Dies ist zeichnerisch lediglich durch einen weiteren Haltearm 19 angedeutet.
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Es muss hierbei betont werden, dass die vorliegenden Zeichnungen lediglich funktionale Elemente des Solarofens darstellen und nicht eine vollständige konstruktive Darstellung insbesondere der diese Vorrichtungen (6, 7) tragenden Elemente am Trägergerüst 2 des Solarofens. Insbesondere, da hier lediglich Schnittdarstellungen vorliegen in Bezug auf den Parabolspiegel 1 selbst und das diesen tragende Trägergerüst 2. An diesem Trägergerüst 2 sind entsprechende Haltebereiche (19, 20), Gelenkverbindungen und andere konstruktive Elemente, um die Kipp- und Drehbewegung sowie die hierfür erforderlichen elektromotorischen Elemente (8, 9) so am Solarofen zu lagern, dass eine feine stufenlose Bewegung des Parabolspiegels 1 über diese mechanischen Komponenten sowohl in der Kipp- wie auch in der Drehbewegung ermöglicht wird.
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In 4 ist eine Frontalansicht mit einer Anordnung der Lichtsensoren 5 dargestellt. So wird deutlich, dass 4 Lichtsensoren 5 gleichmäßig beabstandet zueinander randständig am Parabolspiegel 1 angeordnet sind. Die dargestellte Bauform weist hierbei zwei obere und zwei untere Lichtsensoren 5 auf, wodurch sich eine Anordnung entlang paralleler Linien vertikal und horizontal ergibt, wie dies durch das projizierte, gestrichelt dargestellte Quadrat ersichtlich wird.
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Je nach Messverfahren und Neigungs- oder Drehachsenausrichtung können die Lichtsensoren so paarweise ausgelesen und für die elektronische Steuerung verwendet werden. Für die Neigung macht hier der Vergleich des oberen Paars 5.1 und 5.2 mit dem unteren Paar 5.3 und 5.4 Sinn, für die Drehachse um die vertikale Achse der Vergleich der vertikal übereinander angeordneten Paare 5.1 und 5.3 sowie 5.3 und 5.4.
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Schließlich wird in 4 auch deutlich, dass jeder Lichtsensor 5.1 bis 5.4 eine diesem zugeordnete Blende 16 aufweist, die diesen aus einer bestimmten Lichteinfallrichtung beschattet, um so bessere Differenzen bei der Lichtmessung zu erreichen. Die dargestellte Bauform zeigt hierbei in etwa halbrunde Grundschnitte der Blenden 16, die zum Rand des Parabolspiegels 1 offen sind. Im Beispiel würde ein Lichteinfall von rechts die rechten Lichtsensoren 5.1 und 5.3 voll treffen, die Lichtsensoren 5.2 und 5.4 nur beschattet, was für die elektronische Steuerung einen Rückschluss auf die erforderliche Ausrichtungsbewegung um die vertikale Drehachse nach rechts zur Sonne hin ergeben würde. Ein Lichteinfall von oben führt analog zu einer Neigungsbewegung hin zur höherstehenden Sonne.
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ZITATE ENTHALTEN IN DER BESCHREIBUNG
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Zitierte Patentliteratur
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- US 202001016393 A1 [0008]
- EP 2457030 B1 [0009]
- DE 102007004422 B4 [0010]
- DE 3607484 A1 [0011]