Леонард Л. Нортрап младший - Leonard L. Northrup Jr.

Для других людей по имени Нортруп см. Нортруп (значения).
Леонард Л. Нортрап младший.
Крыша Photo.jpg
Родившийся(1918-03-18)18 марта 1918 г.
Хьюстон Техас
Умер24 марта 2016 г.(2016-03-24) (98 лет)
Даллас, Техас
НациональностьАмериканец
Альма-матерЮжный методистский университет
Денверский университет
Гарвардский университет
ИзвестенАктивные и пассивные солнечные технологии, каменная архитектура
НаградыASHRAE
Американский институт архитекторов
Патенты
Научная карьера
ПоляСолнечная инженерное дело
УчрежденияНАСА
Sandia Labs
Национальная лаборатория Лоуренса Ливермора
Министерство энергетики США
Управление энергетических исследований и разработок
ВлиянияДжон Йеллотт
Гарри Табор
Мария Телкес

Леонард «Линн» Л. Нортрап младший. (18 марта 1918 - 24 марта 2016) был американским инженером, пионером коммерциализации солнечной тепловой энергии.[1][2] Под влиянием работы Джон Йеллотт,Мария Телкес, и Гарри Табор, Компания Northrup спроектировала, запатентовала, разработала и изготовила некоторые из первых коммерческих солнечных водонагревателей, солнечные концентраторы, системы кондиционирования воздуха на солнечных батареях, солнечные электростанции и фотоэлектрические тепловые гибридные системы в США. Основанная им компания стала частью ARCO Solar, которая, в свою очередь, стала BP Solar, которая стала крупнейшей в мире компанией по солнечной энергии. Нортруп был плодовитым изобретателем с 14 патентами в США.

Ранняя жизнь, образование, научные круги и военная служба

Линн Нортруп-младший, техасец в четвертом поколении, была сыном Л. Л. Нортрапа-старшего, изобретателя по праву, и Долли МакКаскл Нортрап, розничного предпринимателя, которые оба были членами техасских семей-пионеров. Он получил образование в Средняя школа Вудро Вильсона в Даллас, Техас и получил BA из Южный методистский университет, а РС от Денверский университет, а Магистр делового администрирования из Гарвардская школа бизнеса. Нортрап служил капитаном Инженерный корпус армии США во время и вскоре после Вторая Мировая Война.

Ранняя работа в автомобильном и жилом кондиционировании воздуха

После войны Нортруп пошел работать в Storm Vulcan, компанию из Далласа, где он изобрел машину для очистки. авиационные двигатели.[3][4] Он также предпринял попытку оснастить автомобили оборудованием для кондиционирования воздуха, поместив оборудование в багажник и подавая охлажденный воздух по трубам в корпусе. хедлайнер. Это заинтересовало инженеров из Дженерал Моторс, который скопировал систему в Кадиллаки в конце 1940-х гг. До 1980-х годов автомобильные блоки переменного тока производились в Техасе "вне рынка". Он также продал некоторые из первых кондиционеры, построенный Curtis Mathes Corporation, один из первых лидеров в производстве оконных блоков.[5] Нортрап женился на Джейн Келихер и основал семью в Далласе, где он спроектировал и построил один из первых односемейных домов в Соединенных Штатах. центральное кондиционирование. Он основал компанию по установке кондиционеров в жилых и коммерческих зданиях. Благодаря маркетинговому плану Дж. Ф. Свитмана (генерального директора American Awards Co) он стал одним из крупнейших поставщиков вентиляторов и компрессоров Curtis Mathes в стране. Он также создал компанию по управлению, установке, обновлению и очистке систем фильтрации воздуха.

Коммерциализация солнечной тепловой технологии в США

В конце 1960-х Northrup купил контрольный пакет акций Donmark Corporation, производителя бытового оборудования для кондиционирования и отопления, у Кертиса Мэтиса, его давнего друга. Northrup продвигала использование «полностью электрического» оборудования для центрального отопления и охлаждения, построив производственный объект в Далласе, а затем и в Хатчинс, Техас и продажа преимущественно квартирным застройщикам. При разработке этих систем Northrup сосредоточила внимание на общей стоимости установки устройства, включая затраты на монтаж и сантехнику.

В середине 1970-х годов Northrup заинтересовалась повышением эффективности систем кондиционирования воздуха и начала искать новые подходы, включая использование источников воды. геотермальный тепловые насосы и инновационное использование спиральные компрессоры в сплит-системах центрального кондиционирования воздуха для достижения более высокой рейтинг эффективности, которые с тех пор стали стандартными компрессорами для высокоэффективного оборудования для кондиционирования воздуха в жилых помещениях.

В начале 1970-х, до Арабское нефтяное эмбарго и резкий рост цен на нефть, Northrup заинтересовалась коммерциализацией солнечных тепловых систем, особенно для нагрева питьевой воды и плавательных бассейнов. Такие системы уже были коммерциализированы в других странах, где климатические условия были благоприятными, стоимость энергии была высокой и существовала традиция научных инноваций, особенно солнечная энергия в Израиле. Работа в Соединенных Штатах была ограничена академическими кругами и несколькими компаниями в Аризоне, Техасе и Калифорнии. Northrup начал экспериментировать с солнечными коллекторами для нагрева воздуха, используя ребристые теплообменники, и нанял пионера солнечной энергии. Профессор Джон Йеллотт в качестве консультанта по поглощающая способность и излучательная способность или различные поверхности и конфигурации, а также прозрачность различных стекол и материалов остекления, которые проявляют «парниковый эффект» - прозрачны для поступающего солнечного излучения, но непрозрачны для повторного излучения инфракрасного излучения от нагретой поверхности - следовательно, тепловая ловушка или коллектор который демонстрирует "парниковый эффект ".

Дополнительно он нанял Мария Телкес, эксперт по материалы с фазовым переходом, особенно расплавленные соли, как способ хранения тепловой энергии, и проконсультировался с израильским пионером солнечной энергетики Гарри Табор на покрытиях поверхностей, в том числе «черный хром» для солнечных батарей. Эта работа привела к коммерциализации плоских панелей. солнечные водонагреватели и солнечные обогреватели для бассейнов, продаваемые как продукты Northrup Energy напрямую и через дилеров, с особым успехом на Гавайях, где солнечный термосифон системы могут использоваться с антифризом. При производстве и распространении низкотемпературных продуктов Нортруп с разной степенью успеха обратил свое внимание на достижение более высоких температур, что потребовало бы различных методов концентрации падающего солнечного света и отслеживания солнца.

Первые коммерческие отслеживающие концентрирующие солнечные коллекторы

Солнечный коллектор с линзой Френеля

Прорывная технология Northrup стала коллекционером[6] который использовал длинный изогнутый акрил линза френеля сконцентрировать или сфокусировать солнечный свет в теоретическом соотношении приблизительно 12: 1 на линейную плоскую медную трубку, покрытую вариантом поглощающей поверхности доктора Табора «черный хром». Массив длиной примерно 10 футов отслеживал движение солнца в течение дня (с востока на запад) автоматически с фиксированной высотой (примерно под тем же углом от горизонтали, что и широта установки). Устройство слежения было оригинальным - оно состояло из двух фотоэлементов в основании трубки с перегородкой между ними. Ток от ячеек поступал на плату управления, которая управляла двигателем слежения. Когда выход ячейки был выровнен, перегородка и трубка были направлены на солнце. Этого было достаточно, чтобы позволить массиву отслеживать азимут солнца и генерировать значительное количество тепла, как сообщалось в тестах, опубликованных в ASHRAE Journal, в котором отмечалось, что «... множество коллекторов ... следуют за солнцем с момента сразу после восхода до незадолго до заката и часто приводят к сбору вдвое большего количества используемых БТЕ энергии при более высокой температуре, чем обеспечивается высоким качеством. плоские коллекторы. ".[7]

Иллюстрация из научно-популярного журнала, 1976 г.

Эти массивы оказались популярными - и использовались для абсорбционное охлаждение оборудование на крупных коммерческих объектах в Университете Тринити в Сан-Антонио, штат Техас,[8] в отеле Frenchman’s Reef на острове Сент-Томас, USVI, резиденции,[9] и были проданы известным людям, в том числе киноактерам и предпринимателям. Стив МакКуин, актер Стюарт Уитмен и эколог Роберт Редфорд.

Ранний успех этих концентрирующих коллекторов был частично обусловлен грантами Министерства энергетики и его предшественника Управления энергетических исследований и разработок. Они создали много рекламы для Northrup, Inc., в том числе обложку журнала Popular Science Magazine.[10] и статья в журнале Fortune Magazine, в которой отмечалось: «Сжимая (sic) солнечный свет оптически, уникальный новый солнечный коллектор Линн Нортруп на крыше производит более высокие температуры, чем те, которые можно получить от большинства систем солнечного отопления, имеющихся сейчас на рынке».[11] Технически эти концентрирующие коллекторы были одними из первых коммерчески успешных отслеживающих солнечных коллекторов «восток-запад». Основы их систем все еще используются в параболических коллекторах ежедневного отслеживания азимута и высоты. На момент написания этой статьи в 2010 году большинство линейных концентрирующих коллекторов относятся к менее дорогостоящим и менее сложным сезонным отслеживаемым моделям в виде параболические желоба.

Первые коммерческие гелиостаты и силовые башни

1973 Конференция по солнечной энергии. Слева направо: Леонард Л. Нортруп младший, Флойд Блейк, представитель Австралии (доктор Уильям Чартерс), г-жа Нортрап, д-р Баум из России, д-р Джон Йеллотт и г-жа Йеллот

Ободренный успехом в концентрации коллекционеров, Нортруп обратил свое внимание на достижение более высоких температур с помощью зеркал слежения за азимутом и возвышением «гелиостаты», сфокусированных на центральном котле, т.е. солнечная тепловая энергия силовые башни. Самой передовой силовой башней в то время была экспериментальная башня во Франции. Солнечная печь в Одейо, в Восточных Пиренеях, который, как и другие энергетические башни, использовался исключительно в научных целях. Нортрап посетил там конференцию в 1973 году вместе с профессором Йеллоттом и Флойдом Блейком, бывшим старшим аэрокосмическим инженером Мартина Мариетты, который заинтересовался исследованиями солнечной тепловой энергии.

Нортруп I Гелиостат, 1978

Этот интерес привел к найму Блейка и 16 других бывших аэрокосмических инженеров, которые открыли исследовательский центр в Литтлтоне, штат Колорадо, недалеко от Денвера. Первая зеркальная решетка по азимуту и ​​углу места Northrup, Inc.[12] был построен на средства Northrup, Inc. и грант штата Техас. Разработанная командой Блейка зеркальная матрица, получившая название «Northrup I», была собрана на заводе Northrup Energy недалеко от Хатчинса, штат Техас. В нем использовалось несколько плоских зеркал с водонепроницаемой основой, ставшей отраслевым стандартом. Каждое зеркало было наклонено на ожидаемое фокусное расстояние до центральной башни. Каждый момент каждого года каждое зеркало должно быть в состоянии разделить векторы между зеркалом и солнцем и зеркалом и целью. Это потребовало большого объема расчетов, специальных компьютеров и зубчатых передач, разработанных Northrup. Руководитель группы, Флойд Блейк, вспоминает: «Линн поднялась по лестнице перед гелиостатами, чтобы сфотографировать отражающееся в них солнце, а затем поднялась на вертолете, чтобы убедиться, что гелиостаты указывают правильно».

Гелиостат Northrup II, 1980 г.

Вскоре компания Northrup, Inc. стала лидером отрасли в области докоммерческих и коммерческих установок для вышек и гелиостатов.[13] получение грантов от НАСА Хантсвилл, Национальная лаборатория Лоуренса Ливермора, Сандийские национальные лаборатории, то Министерство энергетики США, а Управление энергетических исследований и разработок. Большинство гелиостатов, включая коммерческую модель Northrup II, были разработаны по контракту с Министерством энергетики США. Гелиостаты сфокусировали солнечное излучение, чтобы создать на цели температуру до 2000 градусов. Northrup, Inc., совместное предприятие с Bechtel Corp., которая была ответственна за разработку цели гелиостата - парового котла.

ARCO Solar

К концу 1970-х, всего через пять лет после испытания первых низкотемпературных солнечных тепловых коллекторов, Northrup Energy стала выдающимся разработчиком солнечной тепловой технологии. Это привлекло внимание инвесторов и претендентов, в том числе компании Atlantic Richfield, «АРКО». Председатель АРКО, Роберт О Андерсон лично интересовался солнечными технологиями и посетил предприятие Northrup Energy. Northrup, Inc. слилась с Atlantic Richfield, и ARCO Ventures изменила свое название на ARCO Solar. Команда Northrup Energy под руководством Флойда Блейка и Джерри Андерсона продолжила разработку и строительство некоторых из первых коммерческих солнечных электростанций, в частности "Солнечная" недалеко от Барстоу, Калифорния. Тепло от другого проекта использовалось для выработки пара для третичной добычи нефти в округе Керн, Калифорния, и для выработки электроэнергии. Некоторые гелиостаты были построены для прямого слежения за солнцем с помощью массивов фотоэлектрических элементов для выработки энергии для энергосистемы недалеко от Хесперии, Калифорния.[14] Установка мощностью семь миллионов ватт около Барстоу была позже демонтирована и отправлена ​​в Первая в Европе коммерческая солнечная тепловая электростанция. Этот блок был крупнейшим в мире предприятием по производству солнечной электроэнергии. Затем Нортрап и Блейк были показаны в документальном фильме о солнечной энергии, Обуздать Солнце,[15] рассказала актриса Джоан Хэкетт.

Фотоэлектрическая матрица гелиостата

ARCO Solar все больше концентрировалась на разработке солнечных фотоэлектрических систем и впоследствии была продана сначала компании Seimens, а затем компании British Petroleum (ныне «BP»), где BP Solar стала крупнейшей в мире компанией по производству солнечной фотоэлектрической энергии.

Конструкции и работы Northrup с плоскими пластинчатыми солнечными тепловыми коллекторами, коллекторами слежения за востоком и западом и гелиостатами используются до сих пор и служат основой солнечной тепловой технологии. Чтобы отметить вклад профессора Джона Йеллотта в развитие солнечных тепловых систем, Нортруп предоставил кафедру в штате Аризона в честь Йеллотта. Нортруп, в свою очередь, был удостоен чести за свой вклад в коммерциализацию солнечных технологий. Американский институт архитекторов и Американское общество инженеров по отоплению, охлаждению и кондиционированию воздуха.

Работа в сфере недвижимости и архитектурных систем

Цистерцианская часовня

После слияния Northrup, Inc. с ARCO, Northrup занялась девелопментом недвижимости, включая монтаж одного из крупнейших участков земли в центре Далласа, где он создал совместное предприятие с Джеймс Роуз Компании по развитию предпринимательства, чтобы построить фестивальный рынок. Этот проект был продан бельгийской инвестиционной группе, которой не удалось реализовать проект вместе с Роуз. Northrup помог финансировать создание Rouse's Фонд предприятия проекты доступного жилья в Далласе. Он также собрал участки на полутора милях береговой линии озера Льюисвилл, часть которого позже стала городом Колонии. Нортрап приобрел 5 000 акров земли за пределами Сан-Антонио, штат Техас, которые были переданы его семье в доверительное управление, и собрал землю, в настоящее время занимаемую, среди прочего, региональной штаб-квартирой Rolex.

Впоследствии Northrup основала компанию American Limestone, новатор в области использования добытого в карьерах техасского известняка для фасадов зданий с использованием запатентованного метода.[16] в котором в качестве облицовки используются тонкие панели из известняка, прикрепленные к металлической решетке без использования раствора. Это популяризировало использование грубого известняка в качестве тонкого шпона в жилых и коммерческих помещениях, включая фасады магазинов, таких как Brooks Brothers, церкви, здания банков и муниципальные здания. С другой стороны, Northrup использовал массивные блоки известняка из-за их пассивных характеристик нагрева / охлаждения и отдельно стоящих структурных качеств, в первую очередь пожертвовав камень и разработав технику строительства цистерцианской часовни в Ирвинге, штат Техас, которая отражает как эстетика классического дизайна, так и техника строительства из каменной кладки без раствора - полностью современное здание, построенное в рациональном стиле Цистерцианская архитектура. Архитектор Гэри Каннингем сказал: «Мы хотели построить церковь, которая буквально просуществовала бы следующие 900 лет».[17]

Награды

Премия за инженерные достижения, Американское общество инженеров по отоплению, охлаждению и кондиционированию воздуха

Почетная грамота, Американский институт архитекторов за новаторское развитие солнечной энергетики как жизнеспособной отрасли

Почетный член Бета Бета Бета, биологическое общество чести в знак признания значительного вклада и выдающихся заслуг перед обществом и биологией.

Полные патенты США

Дата подачиПатент №Описание
4 октября 1951 г.США 2825349 Машины для чистки деталей[3]
30 апреля 1954 г.США 2838289 Средства для уборки оборудования[4]
9 апреля 1973 г.США 3852695 Электрическая система коммутации
16 апреля 1973 г.США 3912903 Электрическое нагревательное устройство для воздуховода
3 сентября 1974 г.США 3977467 Модуль кондиционирования воздуха[5]
20 марта 1975 г.США 3991741 Солнечный коллектор на крыше[6]
10 сентября 1975 г.США 4022186 Система солнечной энергии с комбинированной линзой
1 декабря 1977 г.США 4180985 Система кондиционирования воздуха с регенерируемым слоем осушителя
23 октября 1978 г.США 4227513 Солнечная система с улучшенными креплениями гелиостата и датчиков[12]
13 ноября 1978 г.США 4276872 Солнечная система с использованием гелиостатов и солнечных коллекторов на уровне земли[13]
27 июля 1988 г.США 4962695 Бройлерная печь
28 апреля 1994 г.США 5473851 Система и метод навесных стен из известняка[16]
11 мая 2006 г.США 7347918 Энергоэффективная система испарения

Патент Нортрупа в мае 2006 г. описывает метод с возможностью использования воды в качестве обычного хладагента, а также экономичный метод опреснения воды.

Появления в фильмах

Обуздать Солнце (1980) [15]

Смотрите также

Рекомендации

  1. ^ "Вы искали Леонарда-Нотрапа". Рестленд Далласа | Похороны | Кремация | Кладбище.
  2. ^ «Линн Нортруп, пионер солнечной энергии, 1918–2016». Нет способа гидроразрыва. 2016-03-25.
  3. ^ а б США 2825349  Машины для чистки деталей
  4. ^ а б США 2838289  Средства для уборки оборудования
  5. ^ а б США 3977467  Модуль кондиционирования воздуха
  6. ^ а б США 3991741  Солнечный коллектор на крыше
  7. ^ Журнал ASHRAE, ноябрь 1976 г. «Оценка концентратора солнечной энергии» Д-р Ричард Л. Пендлтон
  8. ^ «Описание солнечного проекта электростанции Тринити-Университета №2 (Открытая библиотека)».
  9. ^ Солнечная инженерия, январь 1976 г., стр. 8–9.
  10. ^ Popular Science, октябрь 1976 г.
  11. ^ Журнал Fortune, февраль 1976 г., стр. 108.
  12. ^ а б США 4227513  Солнечная система с улучшенными креплениями гелиостата и датчиков
  13. ^ а б США 4276872  Гелиостаты и коллекторы солнечной системы
  14. ^ Arnett, J.C .; Schaffer, L.A .; Rumberg, J. P .; Толберт, Р. Е. Л. (1984). «Проектирование, монтаж и выполнение 1-мегаваттной электростанции ARCO Solar». 5-я конференция по фотоэлектрической солнечной энергии: 314. Bibcode:1984pvse.conf..314A.
  15. ^ а б Обуздать Солнце (1980) на IMDb
  16. ^ а б США 5473851  Система и метод навесных стен из известняка
  17. ^ Архитектура Октябрь 1992 г. С. 61-70.

внешняя ссылка