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

Леонард Л. Нортрап младший.
Родившийся	( 1918-03-18 )18 марта 1918 г. Хьюстон, Техас , США
Умер	24 марта 2016 г. (2016-03-24)(98 лет) Даллас, Техас , США
Национальность	Американец
Альма-матер	Южный методистский университет Университет Денвера Гарвардский университет
Известен	Активная и пассивная солнечная технология, каменная архитектура
Награды	ASHRAE Американский институт патентов архитекторов
Научная карьера
Поля	Солнечная инженерия
Учреждения	NASA Sandia Labs Ливерморская национальная лаборатория Департамента энергетики США Управление исследований и развития энергетики США
Влияния	Джон Йеллотт Гарри Табор Мария Телкес

Леонард «Линн» Л. Нортрап младший (18 марта 1918 - 24 марта 2016) был американским инженером, пионером коммерциализации солнечной тепловой энергии. Под влиянием работ Джона Йеллотта , Марии Телкес и Гарри Табора компания Northrup спроектировала, запатентовала, разработала и изготовила некоторые из первых коммерческих солнечных водонагревателей, солнечных концентраторов , систем кондиционирования воздуха на солнечной энергии , солнечных электростанций и фотоэлектрических термогибридов. 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 Нортруп, розничного предпринимателя, которые оба были членами техасских семей-пионеров. Он получил образование в Вудро Вильсона средней школы в Далласе, штат Техас , и получил степень бакалавра из Южного методистского университета , принимали участие в MS из Университета Денвера , и магистра делового администрирования из Гарвардской школы бизнеса . Нортрап служил капитаном инженерного корпуса армии США во время и вскоре после Второй мировой войны .

Ранняя работа в автомобильном и жилом кондиционировании

После войны Нортруп перешел на работу в Storm Vulcan, компанию из Далласа, где он изобрел машину для очистки авиационных двигателей . Он также предпринял попытку оснастить автомобили оборудованием для кондиционирования воздуха, поместив оборудование в багажник и подавая охлажденный воздух по трубам в обшивке потолка . Это заинтересовало инженеров General Motors , которые скопировали систему в Cadillacs в конце 1940-х годов. До 1980-х годов автомобильные блоки переменного тока производились в Техасе "после выхода на рынок". Он также продал некоторые из первых блоков кондиционирования воздуха , построенных Curtis Mathes Corporation , одним из первых лидеров в производстве оконных блоков. Нортруп женился на Джейн Келихер и основал семью в Далласе, где он спроектировал и построил один из первых односемейных домов в Соединенных Штатах с центральным кондиционированием воздуха . Он основал компанию по установке кондиционеров в жилых и коммерческих зданиях. Благодаря маркетинговому плану GF Sweetman (генеральный директор 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 воздуха и отопления, у Кертиса Мэтиса, его друга на всю жизнь. Northrup продвигала использование «полностью электрического» оборудования для центрального отопления и охлаждения, построив производственный объект в Далласе, а затем в Хатчинсе, штат Техас, и продавая его в первую очередь 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, в том числе геотермальные тепловые насосы с водным источником воды, а также инновационное использование спиральных компрессоров в сплит-системах центральных систем кондиционирования воздуха для достижения максимальной производительности. более высокий КПД , который с тех пор стал стандартным компрессором для высокоэффективного оборудования для кондиционирования воздуха в жилых помещениях.

В начале 1970-х, до арабского нефтяного эмбарго и резкого роста 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, затраты на электроэнергию были высокими 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 профессора Джона Йеллотта в качестве консультанта по поглощающей способности и излучательной способности или различным поверхностям и конфигурациям, а также по прозрачности различных стекол и материалов остекления, которые демонстрируют " парниковый эффект »- прозрачны для поступающего солнечного излучения, но непрозрачны для повторного излучения инфракрасного излучения от нагретой поверхности - отсюда тепловая ловушка или коллектор, который проявляет« парниковый эффект ».

Кроме того, он нанял Марию Телкес , эксперта по материалам с фазовым переходом , особенно расплавленным солям , как способу хранения тепловой энергии, и проконсультировался с израильским пионером солнечной тепловой энергии Гарри Табором по поверхностным покрытиям, включая «черный хром» для солнечных панелей. Эта работа привела к коммерциализации плоских солнечных водонагревателей и солнечных водонагревателей для бассейнов, продаваемых как продукты Northrup Energy напрямую и через дилеров, с особым успехом на Гавайях, где солнечные термосифонные системы могли использоваться с антифризом. Выполняя производство и распространение 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

Прорывной технологией Нортрапа стал коллектор, в котором использовалась длинная изогнутая акриловая линза Френеля для концентрации или фокусировки солнечного света в теоретическом соотношении примерно 12: 1 на линейную плоскую медную трубку, покрытую вариантом поглощающего «черного хрома» доктора Табора. поверхность. 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 из 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 дать возможность массиву отслеживать азимут солнца и генерировать значительное количество тепла, как сообщалось в тестах, опубликованных в журнале ASHRAE Journal, в котором было отмечено, что «... массив коллекторов ... следует за солнцем с момента сразу после восхода солнца до момента его появления. до захода солнца и часто приводит к сбору в два раза большего количества используемых БТЕ энергии при более высокой температуре, чем обеспечивается высококачественными коллекторами с плоскими пластинами ».

Иллюстрация из научно-популярного журнала, 1976 г.

Эти массивы оказались популярными - и использовались для привода абсорбционного холодильного оборудования на крупных коммерческих установках в Университете Тринити в Сан-Антонио, штат Техас, в отеле Frenchman's Reef Hotel в Сент-Томасе, США, в жилых домах, а также были проданы известным людям, включая киноактеров и предпринимателей. Стив Маккуин , актер Стюарт Уитмен и защитник окружающей среды 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., включая обложку журнала Popular Science Magazine и статью 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 есть можно получить из большинства имеющихся сейчас на рынке систем солнечного отопления ». Технически эти концентрирующие коллекторы были одними из первых коммерчески успешных отслеживающих солнечных коллекторов «восток-запад». Основы их систем до сих пор используются в параболических коллекторах ежедневного отслеживания азимута и возвышения. На момент написания этой статьи в 2010 году большинство линейных концентрирующих коллекторов относятся к менее дорогостоящему и менее сложному виду сезонного отслеживания в виде параболических желобов .

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. солнечные тепловые электростанции . Самой передовой энергетической башней в то время 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 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. Первый массив зеркал по азимуту и ​​углу места Northrup, Inc. 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 подложкой, что стало отраслевым стандартом. Каждое зеркало было расположено под углом к ​​предполагаемому фокусному расстоянию 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 вычислений, 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 энергетических башен и гелиостатов, получив гранты от НАСА в Хантсвилле , Ливерморской национальной лаборатории Лоуренса , Сандийских национальных лабораторий , 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 сфокусировали солнечное излучение, чтобы создать на цели температуру до 2000 градусов. Northrup, Inc. была совместным предприятием с Bechtel Corp., которая отвечала 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. объединилась с Atlantic Richfield, а ARCO Ventures сменила название на ARCO Solar. Команда Northrup Energy во главе с Флойдом Блейком и Джерри Андерсоном продолжила проектирование и строительство некоторых из первых коммерческих солнечных электростанций, в частности «Solar One» недалеко от Барстоу, Калифорния. Тепло от другого проекта использовалось для производства пара для третичной добычи нефти в округе Керн, Калифорния, и для выработки электроэнергии. Некоторые гелиостаты были построены для прямого отслеживания солнца с помощью массивов фотоэлектрических элементов для выработки энергии для энергосистемы недалеко от Хесперии, Калифорния. Установка мощностью семь миллионов ватт около Барстоу была позже демонтирована и отправлена ​​на первую в Европе коммерческую солнечную тепловую электростанцию . Этот блок был крупнейшим в мире предприятием по производству солнечной электроэнергии. Затем Нортрап и Блейк были показаны в документальном фильме о солнечной энергии « Обуздание Солнца» , рассказанном актрисой 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 солнечных фотоэлектрических систем.

Конструкции и работа Northrup с плоскими пластинчатыми солнечными тепловыми коллекторами, отслеживающими коллекторами с востока на запад 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. В свою очередь, Нортруп был отмечен за свой вклад в коммерциализацию солнечных технологий Американским институтом архитекторов и Американским обществом 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 компанией James Rouse 's Enterprise Development Company, чтобы построить фестивальный рынок. Этот проект был продан бельгийской инвестиционной группе, которая не смогла реализовать проект вместе с Роуз. Northrup помогала финансировать создание проектов доступного жилья Rouse's Enterprise Foundation 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 в доверительное управление его семье, и собрал землю, которая сейчас занята, среди прочего, региональной штаб-квартирой Rolex.

Впоследствии Northrup основала компанию American Limestone, новатора в использовании добытого в карьерах техасского известняка в фасадах зданий, используя запатентованный метод, 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 классический эстетический дизайн, так и строительная техника из каменной кладки без раствора - полностью современное здание, построенное в рациональном стиле цистерцианской архитектуры . Архитектор Гэри Каннингем сказал: «Мы хотели построить церковь, которая буквально просуществовала бы следующие 900 лет».

Награды

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

Citation of Honor Award, Американский институт 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

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

Обуздание Солнца (1980)

Смотрите также

• Солнечная тепловая энергия
• Джон Йеллотт
• Мария Телкес
• Кертис Мэтис (Curtis Mathes, Sr.)
• Гарри Табор
• BP Solar
• Управление энергетических исследований и разработок
• Башня солнечной энергии

Рекомендации

Внешние ссылки

• Леонард Л. Нортрап младший в IMDb
• Страница проекта цистерцианской часовни в Cunningham Architects
• Цистерцианская часовня
• Колония