184744. lajstromszámú szabadalom • Napkollektor
1 ! 84 744 2 A találmány tárgya napkollektor, amely napenergia hasznosítására szolgál. Az energiahordozók árának rohamos növekedése egyre inkább arra ösztönzi a szakembereket, hogy a természeti energiákat, így például a nap sugárzási energiáját úgy hasznosítsák, hogy ezzel a hagyományos energiahordozókat legalábbis részben helyettesítsék. A napenergia-hasznosítására használatos napkollektorok két csoportra oszthatók, mégpedig a fókuszáló optikai egységgel ellátottakra és az azok nélküliekre. A nem fókuszáló, vagy síklapű napkollektoroknál általában üveg fedőlappal ellátott höszigetelt házban többnyire feketére festett csővezetéket helyeznek el, amelyben folyadékot, általában vizet církuláltatnak. Ezek a szerkezetek elrendezhetök akár helytállóan is a nap pályájának megfelelő tájolással. Ezek a szerkezetek ugyan kisérleti jelleggel beváltan alkalmazhatók például épületek használati melegvíz-ellátó berendezésére kapcsolva, azonban hiányosságuk, hogy a höhasznosí.tó egységek megnövekedett felületi hőmérséklete következtében a sugárzó energiaveszteség tetemes, így hatásfokuk nem kielégítő. (Pl. 2 605 927 számú NSZK- beli közzétételi irat). A fókuszáló napkollektorok lényege, hogy a napsugarakat kis területre koncentrálják. Ehhez olyan berendezés is szükséges többnyire, amely állandóan követi a napot és így közel állandó sugárzási intenzitást biztosít. Ide sorolhatók a különböző napkemencék (például a 3 985 118 sz. USA-beli szabadalmi leírás szerint), továbbá az egyszerűbb szerkezeti kialakítású fókuszáló optikai egységgel, például lencserendszerrel, vályúszerű, illetve parabola tükrökkel felszerelt napkollektorok, (DE-AS 2 626 842, AT-PS 344 575, AT-PS 340 634, AT-PS 352 476, CH-PS 590 437). A fenti napkollektorok közös hiányossága, hogy egyrészt szerkezeti kialakításuk rendkívül bonyolult és drága - elsősorban a napkövető berendezéseknél -, másrészt a fókuszáló optikai egységük sérülésre érzékeny, gondos karbantartást igényel. A 2 357 836 számú francia szabadalmi leírásból olyan fókuszáló napkollektor is ismert, amelynek konvex hengerlencséje van, és ennek fókusztengelyében helyezkedik el a hőhasznosító egység. Ez ugyan szerkezeti kialakítását tekintve egyszerűnek mondható, viszont a hőhasznosító egység sugárzási energiaveszteségére említett fenti hiányosságok itt is fennállnak. A találmánnyal célunk a fenti hiányosságok kiküszöbölése, azaz olyan fókuszáló napkollektor létrehozása, amely szerkezeti kialakítását tekintve egyszerűbb és olcsóbb, hatásfoka viszont lényegesen jobb, mint az ismert megoldásoknál. A kitűzött feladatot olyan napkollektor továbbfejlesztésével oldottuk még, amelynek konvex hengerlencsés fókuszáló optikai egysége és ennek fókusztengelyében elrendezett höhasznosító egysége van. Ezt a találmány szerint azzal fejlesztettük tovább, vagyis a találmánynak az a lényege, hogy az optikai egység átlátszó hátlemezzel van ellátva, a hátlemez és a henge:lencse pedig átlátszó, illetve áttetsző folyadékot befogadó folyadékteret zárnak közre, továbbá a folyadéktér a hőhasznosító egység folyadékterével van kapcsolatban, továbbá a hőhasznosító egység a hengerlencse konvex szakaszának fókusztengelyében, ill. annak körzetében van elrendezve. A fenti kialakítású és elrendezésű napkollektorral lényegesen hatékonyabb napenergia-hasznosítás érhető el, mivel ennek hővesztesége az ismert megoldásokhoz képest Vi-'/j-ra csökkenthető. Előnyös az olyan kivitel, amelynél az optikai egység hengerlencséjének több konvex szakasza r an, amelyeket konkáv szakaszok kötnek össze, ahol a konvex szakaszokból a konkáv szakaszokba r aló átmeneti szakaszoknál nem szenvednek iránytörést a beeső napsugarak. így az optikai egység homlokfelülete lemezből kialakítható, amivel egyezem gyártást teszünk lehetővé. Célszerű az olyan kivitel, amelynél a hengerlencse konkáv szakaszai a hőhasznosító egységhez legközelebbi részen érintkeznek a hátlemezzel. így az optikai egység folyadéktere több, egymással összekapcsolt részre osztható, amivel a folyadék hőmérséklet-kiegyenlítődése megakadályozható. Az optikai egység hengerlencséjének konvex szakaszai közelítőleg vízszintesen vannak előnyösen elrendezve. A találmányt részletesebben a rajz alapján ismerietjük, amelyen a találmány szerinti napkollektor példaként) kiviteli alakját tüntettük fel. A rajzon: Az 1. ábra a találmány szerinti napkollektor függőleges metszete; A 2. ábra az I. ábra szerinti napkollektor kapcsolási vázlata. Amint a rajzon látható, a napkollektort egészében 1 hivatkozási számmal jelöltük. Ez ismert módon optikai 2 egységből és ezzel társított hőhaszno;ító 3 egységből áll. A találmány szerint az optikái 2 egység legalább egy hengerlencsével van ellátva, amelynek a sugárforrás, azaz a nap felől tekintve legalább egy konvex görbületü szakasza van. Az 1. ábrán feltünteelt példakéníi kiviteli alaknál az optikai 2 egységnek három 4 hengerlencséje van, amelyek konvex görbületü szakaszait 5 hivatkozási jellel jelöltük. Továbbá, a találmány szerinti optikai 2 egységnek 5 hátlemeze van, amely a 4 hengerlencsékkel legalább áttetsző folyadékot, a jelen esetben vizet befogadó 7 folyadéktereket zár közre. A 4 hengerlenez és a 6 hátlemez átlátszó, előnyösen kis felületi hőmérsékletű anyagból, pl. plexiüvegből vagy üvegszállal erősített poliészterből van kialakítva. Az ábrázolt esetben a 4 hengerlencse konvex görbületü 5 szakaszait konkáv 8 szakaszok és átmeneti 9 szakaszok kötik össze, amely utóbbiaknak közös érintőjük van. A konkáv 8 szakaszok hőhasznosító 3 egységhez legközelebbi 8' részeiken érintkeznek a 6 hátlemezzel. A 7 folyadékterek egymással szaggatott vonallal jelölt 12 járaton át közlekednek, ahol az alsó 7 folyadéktér 10 beömléssei a felső 7 folyadéktér pedig 11 kiömléssel van ellátva. Az optikai 2 egységnél tehát a jelen esetben a 4 hengerlencsék szinuszgörbe-alakban meghajlított lapból vannak kiképezve, amely a 6 hátlemezzel és a két 13 oldallemezzel folyadék tömören határolják a 7 folyadéktereket. A hajlítási R sugarat a jelen esetben 20 mm-re, a 4 hengerlencsék egymástól 5 10 15 20 25 30 35 40 45 50 55 60 65 2
