DE4441201A1 - Faltbarer Reflektor - Google Patents
Faltbarer ReflektorInfo
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- H—ELECTRICITY
- H01—ELECTRIC ELEMENTS
- H01Q—ANTENNAS, i.e. RADIO AERIALS
- H01Q15/00—Devices for reflection, refraction, diffraction or polarisation of waves radiated from an antenna, e.g. quasi-optical devices
- H01Q15/14—Reflecting surfaces; Equivalent structures
- H01Q15/16—Reflecting surfaces; Equivalent structures curved in two dimensions, e.g. paraboloidal
- H01Q15/161—Collapsible reflectors
- H01Q15/163—Collapsible reflectors inflatable
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- F—MECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
- F24—HEATING; RANGES; VENTILATING
- F24S—SOLAR HEAT COLLECTORS; SOLAR HEAT SYSTEMS
- F24S23/00—Arrangements for concentrating solar-rays for solar heat collectors
- F24S23/70—Arrangements for concentrating solar-rays for solar heat collectors with reflectors
- F24S23/81—Arrangements for concentrating solar-rays for solar heat collectors with reflectors flexible
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- G—PHYSICS
- G02—OPTICS
- G02B—OPTICAL ELEMENTS, SYSTEMS OR APPARATUS
- G02B5/00—Optical elements other than lenses
- G02B5/08—Mirrors
- G02B5/10—Mirrors with curved faces
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- Y02E—REDUCTION OF GREENHOUSE GAS [GHG] EMISSIONS, RELATED TO ENERGY GENERATION, TRANSMISSION OR DISTRIBUTION
- Y02E10/00—Energy generation through renewable energy sources
- Y02E10/40—Solar thermal energy, e.g. solar towers
Description
Die Erfindung betrifft einen faltbaren Reflektor nach dem Oberbegriff von Anspruch 1.
Faltbare Reflektoren für die Anwendung in der Empfangstechnik sind z. B. aus der
DE 33 38 937, der DE 35 32 851, der DE 36 21 578, der DE 41 37 974, der US 29 45 234, der
US 35 41 569, der US 40 30 103, der US 45 27 166, der US 46 08 571 und der US 46 83 475
bekannt. Gemeinsames kennzeichnendes Grundprinzip dieser Reflektorbauart liegt in
der Verwendung starrer Elemente, die entweder direkt die Reflexionsebene bilden, oder
Haltevorrichtungen für ein aufgespanntes Netz-, Stoff-, oder Foliensystem darstellen. Die
notwendige parabolische Formgebung dieser Konstruktionen wird erst durch den Einsatz
starrer Elemente ermöglicht. Eben diese starren Elemente beschränken die Möglichkeit,
diese für den mobilen Einsatz geplanten Reflektoren, als möglichst kleine Einheit zusam
menzufalten. Zudem werden die äußeren Abmaße der zusammengefalteten Reflektoren
durch das Funktionsprinzip des Faltmechanismus bestimmt und können aufgrund dessen
nur ungenügend an den zur Verfügung stehenden Stauraum angepaßt werden.
Aus DE-OS 25 06 905 ist bekannt, daß eine über eine Unterdruckkammer gespannte
Membran, z. B. eine Kunststoffolie, eine sphärische bzw. bei Betrachtung kleiner Winkel
eine annähernd parabolische Form annimmt. Dieses Funktionsprinzip zur Erzeugung kon
kaver Reflexionsflächen kann zum Stand der Technik gezählt werden. Die Nachteile aller
bisher verwendeten Verfahren dieser Art, liegen sowohl in der nachträglichen Erzeugung
des für die Formgebung notwendigen Unterdrucks - dazu werden Evakuierungspumpen
benötigt - als auch in der starren Konstruktionsweise der benötigten Unterdruckkammer.
Diese Nachteile schränken den mobilen Einsatz von Unterdruckmembranspiegeln her
kömmlicher Bauart aus.
Aus der DE-OS 11 99 017 ist ein Reflektor für den orbitalen Einsatz bekannt, der zur
Stabilisierung eines parabolischen Spiegels einen aufblasbaren Torus vorschlägt. Das
Funktionsprinzip dieses Spiegels läßt jedoch keine reversible Entfaltung zu. Zudem müssen
zur Erzeugung der parabolischen Spiegelgeometrie zusätzliche Hilfsmittel benutzt werden.
Der Erfindung liegt die Aufgabe zugrunde, einen leichten, durch Falten oder Rollen auf
minimale Größe zu packenden fokussierenden Reflektor zu schaffen, der sehr einfach - oh
ne zusätzliche Einrichtungen - in den betriebsbereiten Zustand zu bringen und entspre
chend sehr einfach wieder zusammenlegbar ist, zu Produktionskosten, die unter denen bis
heriger Produktionskosten zusammenfaltbarer Reflektorkonstruktionen liegen.
Erfindungsgemäß wird diese Aufgabe durch eine Luftkammerkonstruktion, bestehend aus
einem tragenden - unter leichtem Überdruck stehenden - äußeren Torus (1) und einer inne
ren Unterdruckkammer (3), die radial durch den Torus und axial durch zwei sich annä
hernd parabolisch verformende Membrane (2) begrenzt wird, gelöst. Durch das Entfalten
und Aufblasen des äußeren Torus - dies kann durch den Menschen ohne Hilfsmittel erfol
gen - bildet sich ein, durch den Torus eingeschlossenes Volumen aus, in das nur durch ein
Regelventil (4) oder eine semi-permiable Membran (5) Außenluft bis zu einem bestimmten
Druckverhältnis nachströmen kann und so der benötigte Unterdruck in der Unterdruck
kammer automatisch beim Aufbau entsteht. Durch die Auswahl des eingesetzten Regel
ventils (4) bzw. der eingesetzten semi-permiablen Membran (5), kann dieses Druckver
hältnis und damit die Krümmung und der Brennpunkt bzw. das Brennvolumen des Reflek
tors eingestellt werden. Dabei spielt die Einhaltung eines bestimmten Druckes im Torus für
die Genauigkeit des erzeugten Reflektors nur eine untergeordnete Rolle, so daß die Repro
duzierbarkeit der erzeugten Geometrie gewährleistet ist. Nach Öffnen der Ventile (7)
(derartige Ventile werden bei Schwimmreifen, Schlauchbooten u.ä. verwendet) kann der
Reflektor wieder zusammengelegt, gerollt oder gefaltet werden.
Diese Reflektorkonstruktion bietet folgende Vorteile:
Durch den Verzicht auf starre Elemente kann der Reflektor zu einer wesentlich kleineren
und leichteren Einheit zusammengelegt werden. Das Gewicht des Reflektors wird im we
sentlichen durch die Wahl der eingesetzten Folien bestimmt (denkbar sind Reflektorge
wichte von unter 50 Gramm bei einer Spiegelgröße von ca. 1 m²).
Durch die Art der Reflektorkonstruktion kann auf zusätzliche Hilfsmittel zur Erzeugung
des Unterdrucks in der Unterdruckkammer verzichtet werden; eine mobile Anwendung
wird dadurch unterstützt.
Durch die Reduktion des Reflektors auf einige wenige Bestandteile, die in einer Massen
produktion herzustellen sind, kann der Reflektor sehr kostengünstig, nicht nur im Ver
gleich zu konventionellen faltbaren Reflektoren, sondern auch im Vergleich zu starren Re
flektoren hergestellt werden. Dadurch werden Anwendungen insbesondere im Bereich der
Solarenergienutzung, wie z. B. transportable solare Kocher, ermöglicht. Weitere Anwen
dungsgebiete könnten transportable Satellitenempfangsgeräte für den Camping- und Hob
bybereich sein.
Eine abgewandelte Ausführungsform wird in Fig. 4 vorgeschlagen: Bei dieser Konstruk
tionsform werden anstelle eines Torus mehrere miteinander verbundene Tori (6) verwen
det, die so das zum Aufblasen nötige Luftvolumen vermindern und dadurch ein schnelles
Aufblasen, auch größere Reflektorbauarten, ermöglichen. Zusätzlich ergibt sich daraus ei
ne Reduzierung des eingesetzten Folienmaterials.
Eine weitere abgewandelte Ausführungsform ergibt sich bei Verzicht auf - oder temporärer
Verschließbarkeit - der Regeleinrichtungen zur automatischen Steuerung des Unterdrucks
in der Unterdruckkammer dadurch, daß nunmehr eine Veränderung des Unterdrucks in
der Unterdruckkammer (3) - und damit eine Steuerung der Reflektorgeometrie - durch
Variation des Fülldrucks in einem Torus oder in mehreren Tori erreicht werden kann.
Das bedeutet, daß eine Regulierung des Unterdrucks ausschließlich durch Variation des
Überdrucks im Torus ermöglicht wird.
Weitergehende Ausführungsformen könnten die Einbindung aufblasbarer Statoren berück
sichtigen, die den Empfanger aufnehmen und so eine automatische Positionierung im
Brennpunkt gewährleisten.
Zur Erhöhung der optischen Qualitäten des Reflektors - bessere Annäherung an einen Ro
tationsparaboloiden - sind Lösungen vorstellbar, die in der DE 27 40 813 beschrieben wer
den.
Claims (8)
1. Faltbarer Reflektor für Antennen, Sonnenspiegel, etc., dessen konkave Reflektorfläche
(2) durch eine über eine Unterdruckkammer gespannte Membran gebildet wird, dadurch
gekennzeichnet, daß zur radialen Begrenzung der Unterdruckkammer (3) eine aufblasbare
torusförmige Luftkammer (1) eingesetzt wird, und daß der Unterdruck in der Unterdruck
kammer (3) entweder automatisch beim Entfalten und Füllen dieser äußeren torusförmigen
Luftkammer (1) erzeugt wird, oder nachträglich durch Beaufschlagung der Unterdruck
kammer mit einem Unterdruck.
2. Reflektor nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß die Höhe des Unterdrucks,
und damit die Form der Reflektorfläche, durch die Dimensionierung eines Regelgliedes (4)
gesteuert wird.
3. Reflektor nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß die Höhe des Unterdrucks,
und damit die Form der Reflektorfläche, durch den Einbau einer semi-permiablen Mem
bran (5) in einer Teilfläche der Unterdruckkammer (3) oder durch den Einbau einer semi
permiablen Membran (5) in der gesamten Umhüllung der Unterdruckkammer (3) gesteuert
wird.
4. Reflektor nach einem der Ansprüche 1 bis 3, dadurch gekennzeichnet, daß die stabilisie
renden Seitenwände, die die radiale Begrenzung der Unterdruckkammer darstellen, sowohl
aus einem Torus (1) als auch aus mehreren aneinander gesetzten Tori (6) bestehen können.
5. Reflektor nach einem der Ansprüche 1 und 4, dadurch gekennzeichnet, daß eine Verän
derung des Unterdrucks in der Unterdruckkammer (3) - und damit eine Steuerung der Re
flektorgeometrie - durch Variation des Fülldrucks in einem Torus oder in mehreren Tori
erreicht werden kann.
6. Reflektor nach einem der Ansprüche 1 bis 5, dadurch gekennzeichnet, daß zum Zusam
menfalten des Reflektors Ventile (7) zum Ablassen der Luftvolumina vorgesehen sind.
7. Reflektor nach einem der Ansprüche 1 bis 6, dadurch gekennzeichnet, daß anstelle eines
Torus auch eine rechteckige bzw. vieleckige Formgebung gewählt werden kann.
8. Reflektor nach einem der Ansprüche 1 bis 7, dadurch gekennzeichnet, daß zum Füllen
der Kammern sowohl Luft als auch andere Gase verwendet werden können.
Priority Applications (1)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
DE4441201A DE4441201A1 (de) | 1994-11-18 | 1994-11-18 | Faltbarer Reflektor |
Applications Claiming Priority (1)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
DE4441201A DE4441201A1 (de) | 1994-11-18 | 1994-11-18 | Faltbarer Reflektor |
Publications (1)
Publication Number | Publication Date |
---|---|
DE4441201A1 true DE4441201A1 (de) | 1995-04-06 |
Family
ID=6533642
Family Applications (1)
Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
---|---|---|---|
DE4441201A Withdrawn DE4441201A1 (de) | 1994-11-18 | 1994-11-18 | Faltbarer Reflektor |
Country Status (1)
Country | Link |
---|---|
DE (1) | DE4441201A1 (de) |
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-
1994
- 1994-11-18 DE DE4441201A patent/DE4441201A1/de not_active Withdrawn
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Date | Code | Title | Description |
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OAV | Applicant agreed to the publication of the unexamined application as to paragraph 31 lit. 2 z1 | ||
8122 | Nonbinding interest in granting licences declared | ||
8139 | Disposal/non-payment of the annual fee |