Леонард Л. Нортруп мл.

Леонард Л. Нортруп мл.
Леонард Л. Нортруп мл.
Рожденный	18 марта 1918 г. ; Хьюстон, Техас , США
Умер	24 марта 2016 г. ( 98 лет ; Даллас, Техас , США
Альма-матер	Южный методистский университет ; Денверский университет ; Гарвардский университет
Известный	Активная и пассивная солнечная технология, каменная архитектура
Награды	АШРАЭ ; Американский институт архитекторов ; Патенты
	Научная карьера
Поля	Солнечная инженерия
Учреждения	НАСА ; Сандия Лабс ; Ливерморская национальная лаборатория Лоуренса ; Министерство энергетики США ; Управление энергетических исследований и разработок

Леонард «Линн» Л. Нортруп младший (18 марта 1918 – 24 марта 2016) был американским инженером, пионером в коммерциализации солнечной тепловой энергии. ^[1]^[2] Под влиянием работ Джона Йеллотта , Мария Телкес и Гарри Табор , компания Нортрупа, спроектировали, запатентовали, разработали и произвели одни из первых коммерческих солнечных водонагревателей, солнечных концентраторов , систем кондиционирования воздуха на солнечной энергии, солнечных энергетических башен и фотоэлектрических тепловых гибридных систем в Соединенных Штатах. Основанная им компания стала частью ARCO Solar , которая в свою очередь стала BP Solar , ставшей крупнейшей компанией по солнечной энергетике в мире. Нортруп был плодовитым изобретателем, получившим 14 патентов в США.

Молодость, образование, научные круги и военная служба

Линн Нортруп-младший, техасец в четвертом поколении, был сыном Л. Л. Нортрупа-старшего, изобретателя, и Долли Маккаскл Нортруп, предпринимателя в сфере розничной торговли, которые оба были членами техасских семей-пионеров. Он получил образование в средней школе Вудро Вильсона в Далласе, штат Техас , и получил степень бакалавра в Южном методистском университете , степень магистра в Денверском университете и степень магистра делового администрирования в Гарвардской школе бизнеса . Нортруп служил капитаном Инженерного корпуса армии США во время и вскоре после Второй мировой войны . ^[3]

Ранние работы в области автомобильного и бытового кондиционирования воздуха.

После войны Нортруп пошел работать в компанию Storm Vulcan, Даллас, где изобрел машину для очистки авиационных двигателей . ^[4]^[5] Он также предпринял попытку оснастить автомобили оборудованием для кондиционирования воздуха, поместив оборудование в багажник и направив охлажденный воздух через трубки в обшивке потолка . Это привлекло внимание инженеров General Motors , которые скопировали систему в «Кадиллаках» в конце 1940-х годов. «Послепродажные» автомобильные блоки переменного тока производились в Техасе до 1980-х годов. Он также продал некоторые из первых кондиционеров , построенных Curtis Mathes Corporation , одним из первых лидеров в производстве оконных блоков. ^[6] Нортруп женился на Джейн Келихер и создал семью в Далласе, где спроектировал и построил один из первых в Соединенных Штатах домов на одну семью с центральным кондиционированием воздуха . Он основал компанию по установке кондиционеров в жилых и коммерческих зданиях. Благодаря маркетинговому плану Г. Ф. Свитмана (генерального директора American Awards Co) он стал одним из крупнейших поставщиков вентиляторов и компрессоров Curtis Mathes в стране. Он также основал компанию по управлению, установке, обновлению и очистке систем фильтрации воздуха.

Коммерциализация солнечной тепловой технологии в США

В конце 1960-х годов Нортруп купил контрольный пакет акций Donmark Corporation, производителя оборудования для кондиционирования и отопления жилых помещений, у Кертиса Мэтеса, своего давнего друга. Нортруп пропагандировал использование «полностью электрического» оборудования для центрального отопления и охлаждения, построив производственное предприятие в Далласе, а затем в Хатчинсе, штат Техас , и продавая его в основном застройщикам квартир. При проектировании этих систем компания Northrup сосредоточила внимание на общей стоимости установки устройства, включая затраты на каркас и водопровод.

В середине 1970-х годов Нортруп заинтересовался повышением эффективности систем кондиционирования воздуха и начал искать новые подходы, в том числе геотермальные тепловые насосы с источником воды и инновационное использование спиральных компрессоров в сплит-системах центральных систем кондиционирования воздуха для достижения с более высоким рейтингом эффективности , которые с тех пор стали стандартным компрессором для высокоэффективного оборудования для кондиционирования воздуха в жилых помещениях.

В начале 1970-х годов, до арабского нефтяного эмбарго и резкого роста цен на нефть, Нортруп заинтересовался коммерциализацией солнечных тепловых систем, особенно для нагрева питьевой воды и бассейнов. Такие системы уже были коммерциализированы в других странах, где климатические условия были благоприятными, затраты на электроэнергию были высокими, а в Израиле существовала традиция научных инноваций, особенно солнечной энергетики . Работа в Соединенных Штатах ограничивалась научными кругами и несколькими компаниями в Аризоне, Техасе и Калифорнии. Нортрап начал экспериментировать с солнечными коллекторами для нагрева воздуха, используя ребристые теплообменники, и нанял пионера солнечной энергии профессора Джона Йеллотта в качестве консультанта по поглощательной и излучательной способности различных поверхностей и конфигураций, а также по прозрачности различных стекол и материалов для остекления, которые демонстрируют « «парниковый эффект» — прозрачен для приходящей солнечной радиации, но непрозрачен для повторного инфракрасного излучения от нагретой поверхности — отсюда и тепловая ловушка или коллектор, который демонстрирует «парниковый эффект» парниковый эффект ».

Кроме того, он нанял Марию Телкес , эксперта по материалам с фазовым переходом , особенно по расплавленным солям , как способу хранения тепловой энергии, и проконсультировался с израильским пионером солнечной энергетики Гарри Табором по поводу поверхностных покрытий, включая «черный хром» для солнечных панелей. Эта работа привела к коммерциализации плоских солнечных водонагревателей и солнечных нагревателей для бассейнов, продаваемых как продукция Northrup Energy напрямую и через дилеров, с особым успехом на Гавайях, где солнечные термосифонные системы можно было использовать с антифризом. Поскольку в производстве и распространении низкотемпературных продуктов Нортрап сосредоточил свое внимание на достижении более высоких температур, что повлекло за собой различные методы концентрации поступающей солнечной радиации и отслеживания солнца, с разной степенью успеха.

Первое коммерческое отслеживание концентрации солнечных коллекторов

Прорывная технология Нортрупа была коллекционером ^[7] в котором использовалась длинная изогнутая акриловая линза Френеля для концентрации или фокусировки солнечного света в теоретическом соотношении примерно 12 к 1 на линейной плоской медной трубке, покрытой вариантом поглощающей поверхности доктора Табора «черный хром». Массив длиной около 10 футов автоматически отслеживал движение солнца в течение дня (с востока на запад) с фиксированной высотой (примерно под тем же углом от горизонтали, что и широта установки). Устройство слежения было гениальным – оно состояло из двух фотоэлементов в основании трубки с перегородкой между ними. Ток от ячеек поступал на плату управления, которая управляла следящим двигателем. Когда выходная мощность ячейки будет выровнена, перегородка и трубка будут направлены на солнце. Этого было достаточно, чтобы позволить массиву отслеживать азимут Солнца и генерировать значительное количество тепла, как сообщается в тестах, опубликованных в журнале ASHRAE Journal, в котором отмечалось, что «... массив коллекторов... следует за солнцем от момента сразу после восхода солнца до до захода солнца и часто приводит к сбору вдвое большего количества полезных БТЕ энергии при более высокой температуре, чем это обеспечивается высококачественными плоскими пластинчатыми коллекторами». ^[8]

Эти массивы оказались популярными и использовались для управления абсорбционным холодильным оборудованием на крупных коммерческих установках в Университете Тринити в Сан-Антонио, штат Техас. ^[9] в отеле Frenchman's Reef в Сент-Томасе, Виргинские острова, в резиденциях, ^[10] и были проданы известным личностям, в том числе киноактёру и предпринимателю Стиву МакКуину , актёру Стюарту Уитмену и защитнику окружающей среды Роберту Редфорду .

Ранний успех этих концентрирующих коллекторов был частично обусловлен грантами Министерства энергетики и его предшественника – Управления энергетических исследований и разработок. Они создали хорошую рекламу для Northrup, Inc., включая обложку журнала Popular Science Magazine. ^[11] и статья в журнале Fortune Magazine, в которой отмечалось: «Оптически сжимая (sic) солнечный свет, уникальный новый солнечный коллектор Линн Нортруп на крыше производит более высокие температуры, чем можно получить в большинстве систем солнечного отопления, имеющихся сейчас на рынке». ^[12] Технически эти концентрирующие коллекторы были одними из первых коммерчески успешных солнечных коллекторов с отслеживанием направления «восток-запад». Основы их систем до сих пор используются в параболических коллекторах ежедневного отслеживания азимута и угла места. На момент написания этой статьи в 2010 году большинство линейных концентрирующих коллекторов представляли собой менее дорогостоящую и менее сложную разновидность сезонного отслеживания в форме параболических желобов .

Первые коммерческие гелиостаты и электробашни

Ободренный своим успехом в концентрации коллекторов, Нортрап обратил свое внимание на достижение более высоких температур с помощью зеркал отслеживания азимута и угла наклона «гелиостатов», сосредоточенных на центральном котле – т.е. солнечные тепловые электростанции . Самой продвинутой энергетической башней того времени была экспериментальная башня во Франции, Солнечная печь в Одейо, в Восточных Пиренеях, которая, как и другие энергетические башни, использовалась исключительно в научных целях. Нортруп посетил там конференцию в 1973 году вместе с профессором Йеллоттом и Флойдом Блейком, бывшим старшим аэрокосмическим инженером Мартина Мариетты, который заинтересовался исследованиями солнечной теплоты.

Этот интерес привел к найму Блейка и еще 16 бывших аэрокосмических инженеров, которые открыли исследовательский центр в Литтлтоне, штат Колорадо, недалеко от Денвера. Первая зеркальная решетка азимута/возвышения Northrup, Inc. ^[13] был построен на средства Northrup, Inc и грант штата Техас. Разработанная командой Блейка зеркальная решетка, получившая название «Нортруп I», была собрана на заводе Northrup Energy недалеко от Хатчинса, штат Техас. В нем использовалось несколько плоских зеркал с устойчивой к атмосферным воздействиям подложкой, что стало отраслевым стандартом. Каждое зеркало было расположено под углом предполагаемого фокусного расстояния к центральной башне. В каждый момент каждого года каждое зеркало должно было быть в состоянии разделить векторы между зеркалом и солнцем и зеркалом и целью. Это потребовало большого объема вычислений, специальных компьютеров и зубчатых механизмов, которые разработал Нортрап. 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 направлены правильно».

Вскоре Northrup, Inc. стала лидером отрасли в области докоммерческих и коммерческих энергетических вышек и гелиостатных установок. ^[14] получение грантов от НАСА в Хантсвилле , Ливерморской национальной лаборатории Лоуренса , Национальных лабораторий Сандии , Министерства энергетики США и Управления энергетических исследований и разработок . Большинство гелиостатов, включая коммерческую модель Northrup II, были разработаны по контракту с Министерством энергетики США. Гелиостаты фокусировали солнечное излучение, создавая температуру до 2000 градусов в цели. Компания Northrup, Inc. создала совместное предприятие с корпорацией Bechtel , которая отвечала за разработку цели гелиостата — парового котла.

Солнечная дуга

К концу 1970-х годов, всего через пять лет после испытаний первых низкотемпературных солнечных тепловых коллекторов, компания Northrup Energy стала выдающимся разработчиком солнечной тепловой технологии. Это привлекло внимание инвесторов и претендентов, в том числе компании Atlantic Richfield Company «ARCO». Председатель ARCO Роберт О. Андерсон лично интересовался солнечными технологиями и посетил предприятие Northrup Energy. Northrup, Inc. объединилась с Atlantic Richfield, а ARCO Ventures сменила название на ARCO Solar. Команда Northrup Energy под руководством Флойда Блейка и Джерри Андерсона спроектировала и построила некоторые из первых коммерческих солнечных электростанций, в частности «Solar One» недалеко от Барстоу, Калифорния. Тепло другого проекта использовалось для выработки пара для третичной добычи нефти в округе Керн, Калифорния, а также для производства электроэнергии. Некоторые гелиостаты были построены для непосредственного отслеживания Солнца с помощью массивов фотоэлектрических элементов для выработки электроэнергии для коммунальной сети недалеко от Хесперии, Калифорния. ^[15] Установка мощностью семь миллионов ватт недалеко от Барстоу была позже демонтирована и отправлена на первую в Европе коммерческую солнечную тепловую электростанцию . Эта установка была крупнейшей в мире установкой по производству солнечной электроэнергии. Затем Нортруп и Блейк были показаны в документальном фильме о солнечной энергии « Используя Солнце» . ^[16] рассказана актрисой Джоан Хэкетт .

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 компанией по производству солнечных фотоэлектрических систем в мире.

Разработки и работы Нортрапа в области плоских солнечных тепловых коллекторов, коллекторов слежения с востока на запад и гелиостатов используются до сих пор и служат основой солнечной тепловой технологии. В знак признания вклада профессора Джона Йеллотта в развитие солнечных тепловых систем Нортрап подарил в честь Йеллотта кафедру в штате Аризона. Нортруп, в свою очередь, был удостоен награды за вклад в коммерциализацию солнечных технологий от Американского института архитекторов и Американского общества инженеров по отоплению, охлаждению и кондиционированию воздуха .

Работа в сфере недвижимости и архитектурных систем

После слияния Northrup, Inc. с ARCO, Нортрап занялся развитием недвижимости, включая строительство одного из крупнейших участков земли в центре Далласа, где он создал совместное предприятие с Джеймса Роуза компанией по развитию предпринимательства , чтобы построить фестивальную торговую площадку. Этот проект был продан бельгийской инвестиционной группе, которой не удалось реализовать проект вместе с Роуз. Нортруп помог профинансировать создание проектов доступного жилья Фонда предпринимательства Роуз в Далласе. Он также построил участки на 1,5 мили береговой линии озера Льюисвилл, часть которого позже стала городом Колония. Нортруп приобрел 5000 акров земли недалеко от Сан-Антонио, штат Техас, которые были переданы в доверительное управление его семье, и собрал землю, которую сейчас занимает, среди прочего, региональная штаб-квартира Rolex.

Впоследствии Нортруп основал компанию American Limestone, новатора в использовании известняка, добытого на поверхности техасского карьера, для фасадов зданий, используя запатентованный метод. ^[17] в котором в качестве облицовки используются тонкие панели известняка, прикрепленные к металлической сетке без раствора. Это популяризировало использование необработанного известняка в качестве тонкой облицовки в жилых и коммерческих помещениях, включая витрины магазинов, таких как Brooks Brothers, церкви, банковские и муниципальные здания. Другой крайностью по размеру является компания Northrup, которая использовала массивные блоки известняка из-за их пассивных характеристик нагрева/охлаждения и качества отдельно стоящей конструкции, в первую очередь пожертвовав камень и разработав технику строительства цистерцианской часовни в Ирвинге, штат Техас, которая отражает одновременно классическая эстетика дизайна и техника строительства из кладки без раствора - полностью современное здание, построенное в рациональном стиле цистерцианской архитектуры . Архитектор Гэри Каннингем сказал: «Мы хотели построить церковь, которая буквально просуществует следующие 900 лет». ^[18]

Награды

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

Почетная награда Американского института архитекторов за новаторское развитие солнечной энергии как жизнеспособной отрасли.

Почетный член Beta Beta Beta , биологического общества чести в знак признания значительного вклада и выдающихся заслуг перед обществом и биологией.

Полные патенты США

Дата подачи	Патент №	Описание
4 октября 1951 г.	США 2825349	Машины для очистки деталей ^[4]
30 апреля 1954 г.	США 2838289	Средства для чистки оборудования ^[5]
9 апреля 1973 г.	США 3852695	Электрическая система переключения
16 апреля 1973 г.	США 3912903	Электрическое нагревательное устройство для воздуховода
3 сентября 1974 г.	США 3977467	Модуль кондиционирования воздуха ^[6]
20 марта 1975 г.	США 3991741	Солнечный коллектор с потолочной линзой ^[7]
10 сентября 1975 г.	США 4022186	Солнечная энергетическая система с составными линзами
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 ^[13]
13 ноября 1978 г.	США 4276872	Солнечная система, использующая гелиостаты и солнечные коллекторы на уровне земли ^[14]
27 июля 1988 г.	США 4962695	Бройлерная печь
28 апреля 1994 г.	США 5473851	Система и метод навесных стен из известняка ^[17]
11 мая 2006 г.	США 7347918	Энергоэффективная система испарения

Патент Нортрупа, выданный в мае 2006 года, описывает метод, позволяющий использовать воду в качестве общего хладагента, а также экономичный метод опреснения воды.

Появления в кино

Использование Солнца (1980) ^[16]

См. также

Ссылки

^ «Вы искали Леонарда-Нотрупа» . Рестленд Далласа | Похороны | Кремация | Кладбище .
^ «Линн Нортруп, пионер солнечной энергетики, 1918–2016» . Никакого способа гидроразрыва . 25 марта 2016 г.
^ «Линн Нортруп-младший, 98 лет, изобретатель-предприниматель из Далласа» . dallasnews.com . Утренние новости Далласа. 28 марта 2016 г. Проверено 28 июля 2022 г.
^ Jump up to: ^а ^б США 2825349 , Келихер, Лестер Дж. Н. и Нортруп-младший, Леонард Л., «Машины для очистки деталей», опубликовано 4 марта 1958 г.
^ Jump up to: ^а ^б США 2838289 , Нортруп-младший, Леонард Л., «Средство для чистки оборудования», опубликовано 10 июня 1958 г.
^ Jump up to: ^а ^б США 3977467 , Нортруп-младший, Леонард Л., «Модуль кондиционирования воздуха», опубликовано 31 августа 1976 г.
^ Jump up to: ^а ^б США 3991741 , Нортруп-младший, Леонард Л. и О'Нил, Марк Дж., «Солнечный коллектор с потолочной линзой», опубликовано 16 ноября 1976 г.
^ Журнал ASHRAE, ноябрь 1976 г. «Оценка концентратора солнечной энергии», доктор Ричард Л. Пендлтон
^ Описание солнечного проекта для электростанции №2 Тринити-университета (Открытая библиотека) . Департамент энергетики, Управление охраны окружающей среды и использования солнечной энергии. 1979. ОЛ 14884181М .
^ Солнечная инженерия, январь 1976 г., стр. 8–9.
^ Популярная наука, октябрь 1976 г.
↑ Журнал Fortune, февраль 1976 г., стр. 108.
^ Jump up to: ^а ^б США 4227513 , Блейк, Флойд А. и Нортруп-младший, Линн Л., «Солнечная система с улучшенными креплениями гелиостата и датчиков», опубликован 14 октября 1980 г., передан компании Atlantic Richfield Co.
^ Jump up to: ^а ^б US 4276872 , Блейк, Флойд А. и Нортруп-младший, Линн Л., «Солнечная система, использующая гелиостаты и солнечные коллекторы наземного уровня», опубликовано 7 июля 1981 г., передано компании Atlantic Richfield Co.
^ Арнетт, Джей Си; Шаффер, Луизиана; Румберг, JP; Толберт, REL (1984). «Проектирование, монтаж и эксплуатация солнечной электростанции ARCO Solar мощностью один мегаватт». 5-я конференция по фотоэлектрической солнечной энергии : 314. Бибкод : 1984pvse.conf..314A .
^ Jump up to: ^а ^б Использование Солнца (1980) на IMDb
^ Jump up to: ^а ^б US 5473851 , Нортруп-младший, Линн Л., «Система и метод навесных стен из известняка», опубликован 12 декабря 1995 г., передан компании American Limestone Co.
^ Архитектура, октябрь 1992 г., стр. 61–70.

Внешние ссылки

Леонард Л. Нортруп-младший на IMDb
Страница проекта цистерцианской часовни в Cunningham Architects
Цистерцианская часовня
Колония

[1] «Вы искали Леонарда-Нотрупа» . Рестленд Далласа | Похороны | Кремация | Кладбище .

[2] «Линн Нортруп, пионер солнечной энергетики, 1918–2016» . Никакого способа гидроразрыва . 25 марта 2016 г.

[3] «Линн Нортруп-младший, 98 лет, изобретатель-предприниматель из Далласа» . dallasnews.com . Утренние новости Далласа. 28 марта 2016 г. Проверено 28 июля 2022 г.

[patref1-4] Jump up to: ^а ^б США 2825349 , Келихер, Лестер Дж. Н. и Нортруп-младший, Леонард Л., «Машины для очистки деталей», опубликовано 4 марта 1958 г.

[patref2-5] Jump up to: ^а ^б США 2838289 , Нортруп-младший, Леонард Л., «Средство для чистки оборудования», опубликовано 10 июня 1958 г.

[patref3-6] Jump up to: ^а ^б США 3977467 , Нортруп-младший, Леонард Л., «Модуль кондиционирования воздуха», опубликовано 31 августа 1976 г.

[patref4-7] Jump up to: ^а ^б США 3991741 , Нортруп-младший, Леонард Л. и О'Нил, Марк Дж., «Солнечный коллектор с потолочной линзой», опубликовано 16 ноября 1976 г.

[8] Журнал ASHRAE, ноябрь 1976 г. «Оценка концентратора солнечной энергии», доктор Ричард Л. Пендлтон

[9] Описание солнечного проекта для электростанции №2 Тринити-университета (Открытая библиотека) . Департамент энергетики, Управление охраны окружающей среды и использования солнечной энергии. 1979. ОЛ 14884181М .

[10] Солнечная инженерия, январь 1976 г., стр. 8–9.

[11] Популярная наука, октябрь 1976 г.

[12] Журнал Fortune, февраль 1976 г., стр. 108.

[patref5-13] Jump up to: ^а ^б США 4227513 , Блейк, Флойд А. и Нортруп-младший, Линн Л., «Солнечная система с улучшенными креплениями гелиостата и датчиков», опубликован 14 октября 1980 г., передан компании Atlantic Richfield Co.

[patref6-14] Jump up to: ^а ^б US 4276872 , Блейк, Флойд А. и Нортруп-младший, Линн Л., «Солнечная система, использующая гелиостаты и солнечные коллекторы наземного уровня», опубликовано 7 июля 1981 г., передано компании Atlantic Richfield Co.

[15] Арнетт, Джей Си; Шаффер, Луизиана; Румберг, JP; Толберт, REL (1984). «Проектирование, монтаж и эксплуатация солнечной электростанции ARCO Solar мощностью один мегаватт». 5-я конференция по фотоэлектрической солнечной энергии : 314. Бибкод : 1984pvse.conf..314A .

[harnessingthesunimdb-16] Jump up to: ^а ^б Использование Солнца (1980) на IMDb

[patref7-17] Jump up to: ^а ^б US 5473851 , Нортруп-младший, Линн Л., «Система и метод навесных стен из известняка», опубликован 12 декабря 1995 г., передан компании American Limestone Co.

[18] Архитектура, октябрь 1992 г., стр. 61–70.

[1]

[2]

[3]

[4]

[5]

[6]

[7]

[8]

[9]

[10]

[11]

[12]

[13]

[14]

[15]

[16]

[17]

[18]