DE4141937A1

DE4141937A1 - Zweiachsig brechende stufenlinse

Info

Publication number: DE4141937A1
Application number: DE4141937A
Authority: DE
Inventors: Nikolaus Laing; Ingeborg Laing
Original assignee: Individual
Current assignee: Individual
Priority date: 1991-12-19
Filing date: 1991-12-19
Publication date: 1993-06-24

Description

Die Erfindung bezieht sich auf Linear-Stufenlinsen, die den durchtretenden Strahl auf einer normal zur Stufenlinse liegenden Ebene austreten lassen, die einen spitzen Winkel mit der Erstreckung der Stufen einschließt. Es hat sich gezeigt, daß eine um die Hochachse dem Sonnenazimut nachgeführte lineare Konzentratoreinrichtung zur Sonnenenergiewandlung ohne Nachführung für die vertikale Sonnenbewegung verwirklichbar ist, wenn die Linear-Stufenlinse nicht nur fokussiert sondern außerdem die so entstehenden Strahlenbüschel zur Vertikalen hin bricht. Diesen Effekt verwirklicht die Erfindung dadurch, daß die von der Strahlung durchsetzte Fläche der Stufen einer Stufenlinse ihrerseits eine Stufenlinse bildet, wobei die Refraktionsachsen der beiden Stufenlinsensysteme senkrecht aufeinander stehen. Die Erfindung soll anhand von Figuren beschrieben werden.

Fig. 1 zeigt eine Stufenlinse, deren Primärstufen die Strahlung zur Vertikalen hin brechen.

Fig. 2 zeigt einen Ausschnitt aus Fig. 1.

Fig. 3 zeigt eine als Fresnellinse wirkende Stufenlinse, deren Sekundärstufen die Aufrichtung der Strahlenbüschel bewirken.

Fig. 4 zeigt einen Ausschnitt aus Fig. 3.

Fig. 1 zeigt eine Stufenlinse insbesondere für einen Sonnenstrahlungswandler, dessen Primärstufen 1 die eintretende Strahlung um die Längserstreckung der Stufen brechen. Auf der durchstrahlten Oberfläche 2 jeder dieser Primärstufen verlaufen Sekundärstufen 3 senkrecht zur Primärstufenerstreckung, die in ihren Öffnungswinkeln den Gesetzen einer Fresnellinse folgen. Die durch diese Sekundärstufen 3 gebildeten Strahlenbüschel werden durch die Primärstufen 1 zum Lot auf die Stufenlinse hin gebrochen und schließen dann mit der Einstrahlungsrichtung einen Winkel ein. Die Stufenlinse kann auch gewölbt ausgebildet sein, die Primärstufen 1 verlaufen dann auf Umfangslinien.

Fig. 2 zeigt die Draufsicht auf die Sekundärstufen 3 des eingekreisten Bereiches 4 der Fig. 1 in Vergrößerung. Die Steilheit der Prismenaustrittsfläche 20 ist größer als die der Prismenfläche 19 und diese wiederum größer als die der Prismenfläche 18.

Fig. 3 zeigt eine gewölbte Konzentratorscheibe, bei der die Primärstufen 30 eine Fresnellinse bilden, während die auf den Durchtrittsflächen 31 senkrecht zu den Primärstufen 30 verlaufenden Sekundärstufen 32 wiederum eine Brechung der entstehenden Strahlenbüschel hin zur Normalen auf die Konzentratorscheibe bewirken.

Fig. 4 zeigt eine vergrößerte Darstellung der Sekundärstufen des eingekreisten Bereiches 34 in Fig. 3. Alle Stufen 40, 41, 42, . . . weisen den gleichen Querschnitt auf.

Claims

1. Stufenlinse mit einer ersten glatten Oberfläche und einer zweiten Oberfläche, die zueinander parallel verlaufende Stufen aufweist von denen jede zusammen mit der ersten Oberfläche ein Prisma bildet, welches von einer Durchtrittsfläche und einer Flanke begrenzt wird, dadurch gekennzeichnet, daß die Durchtrittsflächen dieser Primärstufen ihrerseits sekundäre, senkrecht zu den Primärstufen sich erstreckende Stufen aufweisen und somit sekundäre Stufenlinsen bilden.

2. Stufenlinse nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß die Primärstufen eine lineare Fresnellinse bilden.

3. Stufenlinse nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß alle Primärstufen den gleichen Querschnitt aufweisen und die Sekundärstufen lineare Fresnellinsen bilden.

4. Stufenlinse nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß die Breite der Sekundärstufen wesentlich kleiner ist als die der Primärstufen.

5. Stufenlinse nach Anspruch 4, dadurch gekennzeichnet, daß die Breite der Sekundärstufen mindestens zehnmal kleiner ist als die der Primärstufen.

6. Stufenlinse nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß die Stufenlinse einen Zylinderabschnitt bildet und daß die nebeneinanderliegenden Primärstufen auf dessen Mantellinien verlaufen.

7. Stufenlinse nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß die Stufenlinse einen Zylinderabschnitt bildet wobei die nebeneinanderliegenden Primärstufen auf Umfangslinien verlaufen.

8. Stufenlinse nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß die Sekundärstufen in Folienstreifen geformt sind und daß diese mit Primärstufen verklebt sind.

9. Stufenlinse nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß sie als Konzentrator in einer sonnenenergiewandelnden Vorrichtung dient, die die Einstrahlung auf einen Fokalstreifen konzentriert und gleichzeitig die so entstehenden Strahlenbüschel zur Senkrechten hin bricht.