DD152168A1

DD152168A1 - Parabolspiegel zur energiegewinnung

Info

Publication number: DD152168A1
Application number: DD80222833A
Authority: DD
Inventors: Ustinow Nikolai
Original assignee: Ustinow Nikolai
Priority date: 1980-07-07
Filing date: 1980-07-07
Publication date: 1981-11-18

Abstract

Die Erfindung betrifft einen auf Erdumlaufbahn gebrachten Sonnenreflektor mit einer nichtkonventionellen Konstruktion eines Parabolspiegels, der zur Erzielung konvergenter elektromagnetischer, energie- und/oder informationstragender Strahlung geeignet ist. Da die bekannten Loesungen dieser Art starre Konstruktionen sind und einen Durchmesser von etwa 16 m aufweisen, gibt es erhebliche Schwierigkeiten, sie auf eine Erdumlaufbahn zu bringen. Die erfindungsgemaesse Loesung ist eine aufgeblasene Konstruktion mit Reflektionsoberflaeche, deren parabolische Form im luftfreien und schwerelosen Raum mit Hilfe der Fliehkraft erzeugt wird. Durch gegenlaeufige Rotation von zwei aufgeblasenen Gebilden, wobei die thermische Expansion oder Kontraktion des eingeschlossenen Gases als Antriebskraft dient, ergeben sich Moeglichkeiten, die Energie zu speichern (Schwungradspeicher) u. zu konvertieren.

Description

Erfinder: Berlin, den 02.07.1980

Hikolai Ustinov/

Parabolspiegel zur Energiegewinnung

Die Erfindung betrifft einen auf Erdumlaufbahn gebrachten Sonnenreflektor mit einer nichtkonventio- * * ' * ·» ... -f

'5 nellen Konstruktion eines Parabolspiegels,der fuer die Verdichtung elektromagnetischer, energie- und informationstragender Strahlung geeignet ist.

Die zur Zeit bekannten technischen Loesungen dieser Art sind starrfeste Konstruktionen. Es gibt erhebliche Schwierigkeiten, um einen Parabolspiegel starrfester Konstruktion mit einer Durchmessergroesse von etwa 16 Metern auf eine Erdumlaufbahn zu bringen. Diese Schwierigkeiten bestehen vor allem in Gewicht, Volumen, Materialverbrauch und Herstellungskosten. Andererseits ist in dem Patent DD-FS 117 107 ein -Parabolspiegel,dessen Koerper aus konzentrisch miteinander verbundenen,torusfoermigen,aufblasbaren Schlaeuehen besteht,beschrieben.Diese Schlaeuche sind mit einem elastischen,auf der Aussenseite verspiegelten Mantel ueberzogen« Aus dem Raum zwischen dem Mantel

"* und deÄ Schlaeuchen wird die Luft äbgeptimpt ,⁴So dass * ein Unterdruck entsteht. Mit Hilfe dieses Unterdrucks wird die Innenseite zu·einem konkav reflektierenden und fokusierenden Spiegel geformt, indem der Mantel ueber die Schlaeuche gespannt wird.

Iterierung des Wesens der Erfindung Der vorliegenden Erfindung liegt die Aufgabe zugrun» de_?die im Patent DD-PS 117 107 vorgeschlagene Konstruktion so zu modifizieren, dass sie fuer kosmische Bedingungen geeignet ist.

Da sich unter kosmischen Bedingungen kein Unterdruck erzeugen laesst,stellt man den konkaven reflektierenden und fokusierenden Spiegel mit Hilfe der Fliehkraft her. Pig 1

Eine Besonderheit des Parabolspiegels besteht darin, dass er aus zwei in entgegengesetzten Richtungen drehenden» tellerfoermigen, Gebilden besteht. Seinerseits besteht jedes Gebilde aus aufblasbaren, konzentrisch miteinander verbundenen,torusfoerniigen Schlaeuchen, die mit einem Hetz wegen Pormstabilitaet von der Aussenseite umspannt sind.

Die beiden Gebilde sind miteinander ueber einen kreislinearartigen Motorgenerator verbunden» Ueber den beiden Gebilden wird eine elastische, aus einzelnen Stuecken zusammengeschweisste Folie mit spiegelnder oder verspiegelter Oberflaeche befestigt und durch Fliehkraft so gespannt und verformt, dass eine lichtkonzentrierende dreidimensionalkrumme Oberflaeche entsteht. An die Stelle der Folie koennen auch einzelne getrennte, sehr duenne und schmale,z.B. aus amorphem Stahl gefertigte Streifen,deren Staerke eine Funktion des Abstandes von der Rotationsachse ist,treten« Unter dem Einfluss der Fliehkraft· und durch unregelmaessige Massenverteilung nehmen sie die Form der Parabel an. Die dadurch erzeugte Oberflaeche wird dann sehr nahe der Rotationsparaboloidoberflaeche. Durch Schleifen mit in einer angrenzenden Luftschicht frei schwebenden Polierkoernern und durch Rotieren des Gebildes kann man eine optisch ideale,,spiegelnde,lichtkonzentrierende Rotationsparaboloidoberflaeche herstellen.

Die Tatsache,dass die Konstruktion aus zwei sich in entgegengesetzten Richtungen und mit nach absolutem Wert gleichen Drehimpulsen drehenden Gebilden be steht, "bringt mehrere Vorteile mit. Erstens ei^noeglicht sie eine gleichmaessigere Anspannung der reflektierenden Folie.

Zweitens ergibt sich daraus eine Moeglichkeit der Energiespeicherung durch Rotation. Das Energiespeichervermoegen ist dann desto groesser, je groesser die Zugfestigkeit der Materialien,woraus die aufblasbaren Gebilde bestehen,ist. Ein derartiger Energiespeicher ist dann besonders vorteilhaft,wenn sich die Konstruktion eine relativ kurze Zeit im Erdschat-" teil befindet. . " ' ' Drittens eine Kreiselfunktion wird erfuellt.Und viertens laesst sich das Problem der Energiekonvertierung bequem loosen. Da die Energieumwandlung durch Solarzellen nur teilweise geschieht und zwar im hochenergetischen (blauen).. Teil des. Spektrums,wo die Solarzellen besonders effektiv sind, wird der Rest des Spektrums (roter Teil) auf thermodynamischen Wege verwertet. Das geschieht _folgendermassen:

Die aufblasbaren tellerfoerraigen Gebilde, die als Kuehlkammern dienen, sind ueber mehrere teleskopische zusammenschiebbare Duesen mit zwei zylindrischen Erhitzungskammern, deren geometrische Achse mit der Drehachse uebereinstimmt,verbunden. Dabei wird ein Gas oder Gasstaubgemisch. z.B. Edelgas mit Kohlenstoff pulver, in den Erhitzungskammern durch konzentrierte Sonnenstrahlung so erhitzt, dass ein Druck entsteht. In einem bestimmten Zeitpunkt oeffnet sich ein-Drehklappventil an der Stelle des Austritts der Duese von der ErMtzungskammer,und das Gas stroemt aus; Das Drehklappventil wird vom Schrittmotor getrieben und der Schrittmotor vom Mikroprozessor gesteuert. Bei der Ausstroemung und.Ausdehnung des

Gases wird die Waermeenergie in kinetische Energie des stroemenden Gases umgewandelt. Ein Teil der Gasmenge gelangt durch ihre Traegheit in die tellerfoermigen Gebilde. Durch ein zweites Drehklappventil wird der Rueckfluss des Gases im bestimmten vorausberechneten Moment abgeschaltet, wodurch eine Druckdifferenz zwischen Kuehl-und Erhitzungskammern entsteht. Ein zweites Ventil befindet sich an der Muendung der Duesen in die Kuehlkammern,und wird gleichermassen ueber einen

1ü Schrittmotor vom Mikroprozessor gesteuert. Weiter folgt die Beschleunigung der Drehgeschwindigkeit der Gebilde-und damit der Vergroesserung des Drehimpulses. Beim Rueckfliessen der Gasmenge unter der Einwirkung der Druckdifferenz wandelt sich die Energie der Druckdifferenz in die Rotations energie um. Die notwendige Energie fuer die Beschleunigung wird aus einem zusaetzliche Speicher entnommen und wieder deponiert. Der zusaetzliche Speicher besteht aus zwei sich in entgegengesetzten Richtungen drehenden Scheiben und erfuellt gleichseitig eine Kreiselfunktion. E3 scheint durchaus moeglich, auf die Klappventile zu verzichten und die Steuerfunktion des Expansions-KontraktionsvorgangeSjdie durch negative oder positive Beschleunigung sich aeussert,vollkommen dem Motor-Generator zu uebertragen. Hier wird aber diese Präge nicht unter-, sucht.

Die dazu gehoerige Zeichnungen zeigen: Pig.1 Schematische Darstellung der erfindungsgemaessen Konstruktion(Seitensicht). Pig. 2 Schematische Darstellung derselben Konstruktion (Sicht von oben und von unten).

Die zwei in entgegengesetzten Richtungen rotierende·* Gebilde,die ueber teleskopische,zusammenschiebbare Duesen 2. mit den Erhitzungskammern 6. verbunden sind, Die Gebilde,v/ie es aus der Zeichnung Pig. 1 zu ersehen ist, sind aus mehreren aufgeblasenen torusfoemigen Schlaeuchen zusammengesetzt und durch ein Netz 5. von der Aussenseite des Gebildes wegen Pormstabilitaet verspannt. Beide Gebilde werden mit Hilfe des Motors 3.» der auch eine Punktion des Generators erfuellt, gegenseitig gedreht.

Auf der Pig. 1 v/ird auch eine Antenne 8. die ueber Magdeburgische Seheere 9. mit Hauptkonstruktion verbunden ist, gezeigt. Die Antenne entsendet die gewonnene Energie.

Claims

Parabolspiegel zur Energiegewinnung nach Patent 117,107j dadurch gekennzeichnet,dass eine elastische, aus einzelnen Stuecken zusammengeschweisste Folie, mit spiegelnder oder verspiegelter Ober« flaeche oder einzelnen getrennten Streifen mit variabler Staerke, auf zweien im luftfreien, scwerelosen Raum, und entgegengesetzten Richtungen drehenden, tellerfoermigen, aufblasbaren Gebilden befestigt, durch Fliehkraft so gespannt und verformt werden,dass eine lichtkonzentrierende krumme Oberflaeehe entsteht. Parabolspiegel nach Punkt 1, dadurch gekennzeichnet ,dass die, in entgegengesetzten Richtungen drehenden, aufblasbaren Gebilde konzentrisch miteinander ueber einen Motor-Generator verbunden sind, und zusammen einen Schwungradenergie speicher darstellen, der auch gleichzeitig eine Kreiselfunktion erfuellt.

Parabolspiegel nach Punkt 1. und 2«, dadurch gekennzeichnet, dass ein Gas oder Gasstaubgemisch, womit die beiden Gebilde aufgeblasen 3ind, in einem geschlossenen thermodynamisehen Zyklus in Expansion-Kontraktion-Schwingungen versetzt wird und Expansion bei einem verminderten Wert des Drehimpulses Kontraktion aber bei vergroessertem V/ert, wodurch eine Energieumwandlung geschieht, erfolgt.

Parabolspiegel nach Punkt 1. bis 3.$ dadurch gekennzeichnet, dass die beiden Gebilde als Kuehlkammern dienen und strahligsymmetrisch ueber mehrere teleskopische, zusammenschiebbare Duesen mit zwei zylindrischen Erhitzungskammern, deren geometrische Achse mit der Drehachse uebereinstimmt, verbunden sind.

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