BG61823B1 - Устройство за акумулиране на лъчиста енергия - Google Patents

Description

Област на техниката

Изобретението се отнася до устройство за акумулиране на лъчиста енергия, по-специално до устройство за акумулиране на слънчева енергия, което има средства за улесняване правилното му насочване към слънцето, средства за защита от неблагоприятни атмосферни условия и такива за стабилизирането му.

Предшестващо състояние на техниката

За да се използва слънчевата енергия за отопление или за произвеждане на електрически ток, по принцип е необходимо концентриране на слънчеви лъчи за получаване на високи температури в среда за акумулиране и транспортиране на енергията.

Съществуват различни методи за концентриране на слънчевото излъчване. Един от методите използва кръгло огледало с параболично сечение, с осова линия на отражателя, насочена към слънцето. Параболичното огледало трябва да се монтира по подходящ начин, позволяващ постоянно следване хода на слънцето по небесната сфера.

Правилното насочване към траекторията на слънцето по небесната сфера е променливо всеки ден, тъй като наклонът на слънцето се променя от лятното до зимното слънцестоене. За изпълнение на тези изисквания са необходими сложни механизми.

Недостатък на посочения метод е, че слънчевата енергия се концентрира в малка, единична фокусна точка, където е монтиран подходящ абсорбер на топлина, и е трудно тази енергия да се транспортира до мястото на използване.

В друга система към слънцето са насочени дълги паралелни, покрити с огледала, вдлъбнати повърхности, с параболично напречно сечение. В тази система концентрацията е осъществена във фокусна линия, паралелна на линейното подреждане на съсредоточаващите вдлъбнати повърхности. Покритите с огледала повърхности са образувани или от цели параболични огледала, или от серия огледала. Във всеки случай е от значение, от гледна точка на фокусиране и ефикасност, огледа лата или серията огледала да са закрепени така, че да не е нарушена съосността с колекторите, които са подредени във фокусната линия на параболичния отражател. За това са необходими изобщо големи и точно изработени конструкции.

Събиращите отражателни вдлъбнати повърхности би трябвало да са насочени в посока север-юг и отражателите да са монтирани така, че движението на слънцето да е следвано през различното време на деня. Изпълнението на тези изисквания също налага използването на сложни механизми.

Слънчевата енергия тогава се събира в тръба, съдържаща абсорбираща топлинна течност и монтирана на фокусната линия на параболичните отражателни повърхности.

В събирателната система с вдлъбнати отражателни повърхности с форма на улей отражателите също могат да са монтирани в посока изток-запад и тогава е необходимо да са насочени веднъж всеки ден към траекторията на слънцето, за да се отчита изменението в деклинацията. Това насочване също е свързано с изискване за сложни механизми.

Инсталираните параболични рефлектиращи улеи във всяка конфигурация север-юг или изток-запад са нагласени за поддържане фокуса си към слънцето чрез монтаж върху ос, паралелна на фокусната линия на покритите с огледала улеи, и изискват голям брой носещи, въртящи и свързващи съоръжения.

Абсолютно необходимо е отражателните повърхности на устройството за акумулиране на слънчева енергия да са разположени така, че да не се подлагат на възможна повреда, причинена например от градушка. Това често се случва при употребата на висококачествено и следователно, скъпо огънато стъкло в конструкциите на отражателните огледала. В допълнение, необходимата защита често е осъществена с обръщане на огледалните повърхности настрани от посоката на идващата градушка.

В патент US 4315500 се описва акумулиращо слънчева енергия устройство, в което са закрепени параболични рефлектори върху плаваща конструкция, която е направена, за да се придържа към или да следва движението на слънцето. Рефлекторите в това устройство са изложени на възможно повреждане от градушка или други неблагоприятни атмосферни условия.

В патент BE 773186 е описана плаваща платформа за пристанищен басейн за плавателни съоръжения, която е потопяема под водното ниво, така че да е защитена срещу неблагоприятни атмосферни условия. Тази плаваща платформа, обаче, не е предназначена за акумулиращи енергийно излъчване приложения.

В US 4159629 е описан плавателен съд, който плава във водоем и носи редица от параболични концентратори с форма на корито за фокусиране на енергия в тръби, поглъщащи излъчване. Плавателният съд е с възможност за снижаване при промяна на нивото на водоема, за да е защитен от силни ветрове. Въпреки това, редицата от концентратори все пак е изложена на риска от градушки.

DE 3633172 описва подобна конструкция, обаче отново с параболични рефлектори, които винаги остават изложени на неблагоприятните атмосферни условия.

Техническа същност на изобретението

Задача на изобретението е да се създаде устройство за акумулиране на лъчиста енергия, което да е с опростена конструкция и да работи икономично.

Друга задача на изобретението е да се създаде устройство за акумулиране на лъчиста енергия, в което концентраторите да могат да се поддържат в съосност със свързаните с тях колектори.

Също така друга задача на изобретението е да се създаде устройство за акумулиране на лъчиста енергия, което може лесно да се защити при неблагоприятни атмосферни условия или при други случаи на неблагоприятно въздействие.

Друга, допълнително предпочитана, задача на изобретението е да се създаде устройство за акумулиране на лъчиста енергия, което може просто и лесно да се монтира за акумулиране на лъчиста енергия върху зони с голяма повърхност.

Освен това, предпочитана задача на изобретението е и да се създаде евтин устройство за акумулиране на лъчиста енергия, което да е защитено от счупване или други повреди, които да произтичат от твърде големи деформации.

В съответствие с поставените задачи съгласно изобретението устройството за акумулиране на лъчиста енергия включва резервоар за флуид, платформа, плаваща във флуида, средства за придвижване иа платформата във флуида, колектори за лъчиста енергия, закрепени върху нея, като тези колектори носят предаваща енергия среда. Върху платформата са позиционирани рефлектори за отразяване на лъчиста енергия и концентриране на слънчева енергия към колекторите на лъчиста енергия.

Освен това, в съответствие с изобретението, устройството включва средства за селективно потопяване на рефлекторите под флуида, с оглед да бъдат защитени рефлекторите срещу неблагоприятни климатични условия. При това колекторите остават над флуида, в който са потопени рефлекторите, така че да не се губи енергия от колекторите.

В едно предпочитано изпълнение, резервоарът за флуид включва изграден резервоар като например контейнер-хранилище или водосъбирателен басейн. Като алтернатива флуидът би могъл да включва вода в река или океан. Терминът “резервоар за флуид”, както е употребен в описанието, по този начин включва всяка от описаните по-горе класификации, а терминът “резервоар” включва естествени или нарочно изградени контейнери за течност.

В едно изпълнение на изобретението под платформата се установява ниско налягане, за да се задържи платформата, да се издига от подемната сила на течността.

В друго изпълнение на настоящото изобретение платформата се снабдява с допълнителни плаващи или под държащи по повърхността приспособления или средства така, че при потапяне от наводняване, тя да се придвижи до стабилно динамично положение под течността, без големи деформации или обръщане.

В друго изпълнение на настоящото изобретение плаващите приспособления се закрепват здраво към платформата за поддържането й, когато рефлекторите се потопят под течността на резервоара. При това подемната сила на плаващите приспособления нараства за единица височина от основата до върха на плаващите приспособления.

В предпочитано изпълнение плаващите приспособления са с продълговата форма и са закрепени към платформата по тяхната дължина. Те се стесняват външно, от тясната страна на дъното, прилягаща към платформата към по-широката страна при върха.

В още по-друг аспект на изобретението устройството за акумулиране на слънчева енергия следи движението на слънцето посредством средства, задвижващи или завъртащи платформата.

В друг аспект на изобретението рефлекторите са оформени като множество от паралелни и продълговати рефлектори, закрепени върху платформата, при което всеки рефлектор е параболичен и съсредоточава слънчева енергия в хоризонтална фокална линия, а колекторите на енергия са закрепени във фокалните линии на рефлекторите.

Всеки параболичен рефлектор е за предпочитане конструиран от множество паралелни, удължени отражателни елементи, като например огледала, чието напречно сечение би могло да бъде дъговидно или плоско. Когато се използва съд с течност, платформата за предпочитане се конструира от гъвкав плаващ материал, така че тя да се приспособи към плоската повърхност на течността, която образува плоска базова равнина, при което рефлекторите ще бъдат поддържани фокусирани към свързаните с тях колектори.

В по-друг аспект на изобретение под платформата се закрепват витла подаващи флуид, разположени в резервоара, които са свързани с отвори през платформата за напомпване флуид върху платформата и рефлекторите.

В друго изпълнение на изобретението, с всяко витло, подаващо флуид са свързани противоположно действащи витла. Те работят съвместно с подаващите витла, за да нагнетяват флуид в обратна посока. При това между подаващите и противоположно действащите витла са разположени отклонители.

За предпочитане е витлата подаващи флуид да имат обратна стъпка на тази на насрещно действащите витла, като свързаните подаващи и насрещно действащите витла са закрепени и осово раздалечени върху общи, вертикално ориентирани задвижващи оси.

В още един аспект на изобретението, с едното или двете витла е свързан тръбопровод, който е с такава конфигурация, че насочва флуид близо до едно или две витла във вертикална посока и при другия край, поне отчасти, насочва флуид в хоризонтална посока.

Възможно е около платформата да има ве нец за обикновено разделяне на флуида в резервоара от рефлекторите върху платформата.

Описание на приложените фигури

Едно предпочитано изпълнение на изобретението е показано на приложените фигури, от които:

Фигура 1 представлява изглед отгоре на една форма на устройството за акумулиране на слънчева енергия съгласно изобретението;

Фигура 2 - схематичен поглед отгоре на устройството, показващ детайли от плавателната система за управление на устройството;

Фигура 3 - напречно сечение на устройството по линия А-А от фиг. 2;

Фигура 4 - поглед отгоре на концентрираща огледална система за използване в устройството;

Фигура 5 - страничен поглед на системата, показана на фиг. 4;

Фигура 6 е вертикална проекция отстрани на системата от фиг. 4 и 5;

Фигура 7 е поглед отгоре, показващ плаващата система за поддържане на платформата;

Фигура 8 показва изглед на сечение по линия В-В от фиг. 7, изобразяващ платформата в потопено състояние;

Фигура 9 - изглед отгоре на голяма платформена система от десет индивидуални параболични огледални системи, в които за яснота са избегнати индивидуалните огледала и горната надстройка;

Фигура 10 - изглед на вертикално сечение на платформена система по линии С-С на фиг. 9 и 11;

Фигура 11 представлява частичен изглед отгоре на фундаментна платформа и огледална система, както е изобразена на фиг. 9, и цялостен изглед на участъка С-С от фиг. 9;

Фигура 12 представлява страничен вертикален изглед на водно витло като сглобяван възел в изобретението;

Фигура 13 представлява частичен изглед отгоре на фундамента и огледалните системи, включващ монтажния възел на витлото от фиг. 12 и

Фигури 14 а-с са странична проекция, обърнат поглед отгоре и съответно странична вертикална проекция на един от плаващите блокове, показани на фиг. 10.

Примери за изпълнение на изобретението

В приложените фигури, най-напред на фигури 1 до 3, е изобразено устройство за акумулиране на слънчева енергия 10, съгласно предпочитано изпълнение на изобретението, включващо кръгъл воден контейнер или резервоар 11, който може например да се състои от водоем или водосборен басейн или нарочно изграден контейнер, включващ външна стена 12, която обгражда и задържа вода в контейнера 11. В контейнера lie разположена платформа 13, така че да плава върху водата 14 с ниво 15, която е в него. Платформата 13 може да се конструира от плаващ материал, като например пенопластен материал, или да се монтира върху подложка от такъв материал. Като друга възможност, платформата 13 може да се оформи със затворени резервоари с въздух или да се снабди с друго средство, което да я накара да плава.

Към платформа 13 е прикрепен венец 16 или е оформен като едно яло с нея така, че да образува чашковидно тяло, плътно прилягащо към външния й диаметър, като венецът 16 се простира под долната й страна.

Както се вижда от фигури 2 и 3, в основата 18 на контейнера lie изграден канал 17, който се затваря около него, така че да бъде с пръстеновидна форма. Външният диаметър на канала 17 е по-малък от диаметъра на венеца 16, като по този начин се образува площадка 19, върху която венецът 16 ще се опре при изтегляне на водата от контейнера 11.

Около вътрешния диаметър на стената на контейнера 12 са монтирани водещи ролки 20, така че да поддържат относително положение на платформата 13 чрез притискане към венеца 16. Една или повече от ролките 20 могат да се задвижват от мотор за подходящо завъртане на платформата 13, когато трябва да се нагласи правилното положение на устройството за акумулиране на слънчева енергия спрямо слънцето.

Към подходяща помпа и клапанно устройство 22 са свързани една или повече отвеждащи тръби 21, за да може водата от долната страна на платформата 13 да се изпомпва до горната й страна чрез изтичане през изпускателните отвори 24 или към допълнително водохранилище (не е показано) през тръ бите 23. Скоростта и посоката на водния поток може да се управлява чрез клапанните устройства към помпата 22. Основата 18 на контейнера 11 също е снабдена с канал 25, който е свързан с клапанните устройства към помпата 22 посредством тръба 26.

Върху платформата 13 са закрепени множество концентратори на слънчеви лъчи 27, разположени както е показано на фиг. 1, един до друг и всеки съдържащ, както е показано по-детайлно на фиг. 4 и 5, серия от паралелни огледала 28 с извита или плоска форма, наклонени под ъгъл така, че да действат като голямо продълговато параболично огледало. Тези огледала 28 са подредени с оглед да фокусират слънчевата светлина върху поставена над тях акумулираща енергия тръба 29, например черна тръба, като колекторната тръба 29 се монтира на подходяща рамкова конструкция 30 с триъгълна форма над огледалата 28. Колекторните тръби 29 се свързват заедно по подходящ начин, за да позволят, както е известно, акумулирането на топлинната енергия и по-нататъшното й използване в отраслите на промишлеността, например доставяне на енергия за парните турбини на електрически централи. За тази цел колекторните тръби 29 биха могли да пренасят среда, абсорбираща топлина или енергия, като например абсорбиращо топлина масло. Колекторните тръби 29 и съответните концентратори 27 могат да се свързват взаимно чрез коляно и пренасяната чрез тръбите 29 нагрята среда да се използва за производство на пара. Като друга възможност, пренасяната от колекторните тръби среда може да циркулира в затворена система с топлообменници, които извличат топлина от загрятата среда.

Компенсирането на малки грешки в настройката на концентриращите огледала 28 се осъществява с дъговиден рефлектор 31, разположен над колекторната тръба 29 и оформен така, че да действа като неотразяващ концентратор.

За да подобри акумулирането на топлина от елементите на рамковата конструкция 30 и от други компоненти на конструкцията, които биха могли да преградят пътя на излъчената енергия, която иначе би попаднала направо върху концентриращите огледала 28, към такива компоненти се прикрепват или могат да представляват част от огледални или отразяващи повърхности 32 (вж. фиг. 6), като повърхностите 32 се поставят главно на 90° спрямо фокалната линия на огледалата 28, която след това се фокусира върху колекторната тръба 29 или рефлектора 31, както е показано със стрелки на фиг. 6.

Платформата 13 за предпочитане е конструирана от гъвкав материал като например лек, тънък пенопластен материал. По този начин при плаване платформата 13 ще поддържа плоско равнинно положение, благодарение на своята подвижност и нагаждане към плоската повърхност на течността, върху която плава. Концентриращите огледала 28 тогава ще запазват правилно фокусиране или такова по същество спрямо свързаните към тях колекторни тръби 29. Всяко движение на платформата, предизвикано от вълни, води до съответно движение на колекторните тръби 29, с което те остават по същество във фокуса на свързаните с тях огледала 28. Употребата на лек и лесно нагаждащ се плаващ материал за платформата 13 значително намалява разходите на системата, тъй като запазва съосността на огледалата с техните колектори.

Както се каза по-горе, за да се предизвика въртене на платформата, трябва да се задействат с мотор една или повече ролки 20. За тази цел една от ролките 20 може да се свърже с лента 33, която в случая задвижва ролка 34 от сервомотор или друго задействащо устройство 35. Задействането на сервомотора се управлява от следящо устройство 36 от известен тип, като например устройство с фототранзистори или други светочувствителни и засенчващи елементи, които създават сянка върху светочувствителните средства в съответствие с положението им спрямо слънцето. Разбира се, могат да използват много други различни системи за управление и придвижване на платформата 13 в зависимост от движението на слънцето, като например отчитащи времето системи.

При работа, когато слънцето изгрее на изток, следящото устройство 36 ще предизвика въртене на плаващата платформа 13 до положение, при което надлъжните оси на концентраторите 27 са насочени към слънчевия географски меридиан или хоризонта, движението се осъществява от сервомотора или друго задействащо устройство 35, задействаща шайба 34, лента 33 и колело 20'. По този начин надлъжните оси на концентраторите 27 се установяват във вертикални равнини, които пресичат слънцето. Когато слънцето описва дъга по небосвода, положението му в географския меридиан при хоризонта ще се следи от концентраторите 27, заедно с плаващата в течността 14 на контейнера 11 платформа 13, носеща концентраторите 27, която се върти от задвижващата система така, че надлъжните оси на концентраторите остават съосни на слънцето. Получава се така, че през цялото време от момента на изгряване на слънцето, устройството за акумулиране е изложено на максимална лъчиста енергия от слънцето и следователно, акумулираната енергия е максимална. Използването на плаваща платформа 13 позволява лесно и удобно движение на устройството 10, за да се получи и запази настройката на концентраторите 27 спрямо слънцето.

Ако наближава опасност от градушка или други разрушителни атмосферни явления, помпата 22 се включва и изпомпва водата от максимално пълния контейнер 11 в басейнахранилище, като снижава платформата 13 до по-ниско ниво. Основата на цилиндъра или венец 16 тогава ще се опре върху площадката на фундамента 19 на контейнера 11, с което се получава в голяма степен ефект на запушване. Тогава под цялата платформа се осъществява слабо снижение на налягането и същевременно през тръба 24 се пуска вода върху горната повърхност на платформата 13. Пониженото налягане под платформата 13 се поддържа достатъчно голямо, за да предотврати изплаване на платформата над водата, която е напомпана през 24 така, че покрива платформата 13 и закрепените концентратори на слънчеви лъчи 27, за да ги предпази от повреда.

Като друга възможност, вместо да се разчита на пониженото налягане на платформата 13, за да я задържа потопена, за тази цел биха могли да се използват механични средства. Например, след потапяне на платформата, за да останат концентраторите на слънчевите лъчи 27 под водата и отражателните повърхности или огледалата 28 на концентраторите да бъдат защитени, биха могли да се подадат навътре задържащи щифтове или елементи, монтирани към външната стена 12 на контейнера 11. За повторно изплуване на платформата 13 се изтеглят щифтовете или елементите. Като още една алтернатива, платформата може да се снабди с една или повече камери или резервоари, които могат да се пълнят с вода, за да се потопи тя, или да се пълнят с въздух, за да може да изплава.

Водата може да се върне обратно в контейнера 11 чрез отправянето й през тръба 26 в канала 25. Тъй като платформата 13 има до известна степен еластичност, отправената вода към канала 25, разположен централно под нея, ще повдигне леко централния участък на платформата и с това ще осигури ефикасно и бързо оттичане на вода, когато се изисква повторно излагане на концентраторите 17 на слънцето.

Фигури 7 и 8 показват плаваща поддържаща система за платформата 13, когато последната е разположена върху големи маси вода, като например върху езеро, залив, река или други подобни. Платформата 13, както по-преди включва множество от наредени един до друг концентратори 27, от които само един е показан изцяло. В това изпълнение платформата 13 е снабдена около периферията си с издаден нагоре венец 37, който завършва при горния си край с плаващ елемент 38 или като алтернатива, със серия от плаващи елементи 39. В показаното изпълнение елементът 38 е с пръстеновидна форма и може да съдържа пенопластен материал, който се простира изцяло около венеца 37. Освен това, плаващи елементи 39 могат да се свържат с всеки параболичен концентратор 27 и да се разположат при централен, нормално засенчен участък на концентраторите 27. За предпочитане елементите 39 се монтират върху стебла 40 така, че да са на разстояние от огледалата 28 на концентраторите 27. Елементите 39 за предпочитане се състоят от отрязъци от пенопластичен материал с удължена форма, а стеблата 40 здраво ги придържат. Като алтернатива, стеблата 40 могат да се състоят от къси парчета жица или друго гъвкаво прикрепващо средство.

Когато се желае потапяне на платформата 13, както е показано на фиг. 8, при споменатите неблагоприятни атмосферни условия, просто се напомпва вода върху горната й повърхност посредством всякакви подходящи средства, като например конвенционална помпа. Като алтернатива, платформата 13 може да се снабди с един или повече доставящи и отводнителни агрегати 41, както е показано на фиг. 8. Всеки агрегат съдържа отвор 42 през платформата 13, разположен съосно с пръс теновиден цилиндър 43, който се издава от долната й страна 3. Вътре в цилиндъра 43 и потопено в течността, намираща се в него е разположено витло 44, свързано към задвижващ мотор 45, закрепен по всякакъв подходящ начин, като например чрез опорна поставка 46 върху горната страна на платформата 13. Когато моторът се задейства в първа посока, ще се нагнетява вода от долната страна на платформата 13 към горната й страна, през цилиндъра 43 и отвора 42. Когато се желае отводняване на платформата 13, моторът 45 се задвижва в обратна посока, с което завърта витлото 44 в обратна посока и водата се изпомпва през отвора 42.

Напомпаната вода върху платформата 13 ще се задържи върху нея от венеца 37 така, че платформата ще започне да потъва. Започнат ли стените на платформата 13 да потъват първи, те ще се задържат от плаващия венечен елемент 38. Може да се продължи помпане на вода върху платформата 13, за да се потопят концентраторите 27, докато се получи стабилно динамично равновесие с участъци на платформата 13 между венеца 37, поддържани от плаващите елементи 39. Платформата 13 ще излезе отново на повърхността на масата вода, за да се изложат концентраторите 27 на слънцето, след оттичане на задържаната от венеца 37 вода.

На фиг. 9 е изобразена алтернативна форма на изобретението, с изглед отгоре, обхващащ типичен фундамент, в който са избегнати множеството от индивидуални рефлекторни огледала и разположената над тях акумулираща слънчева енергия система с монтажните елементи. Тези елементи са показани на фиг. 9, която изобразява плаващия фундамент 52, в който улеите или плоскостите 53 са оформени с различен ъгъл и върху които са прикрепени плоски ивици от огледала 54. Тези огледала 54 и техните прилежащи жлебове се установяват под такъв ъгъл, че да концентрират лъчите на излъчената енергия (обикновено слънчева светлина) 55 върху акумулиращата слънчева енергия тръба 56. Освен това, ако настройката на огледалата 54 е леко изместена, слънчевите лъчи 55 ще падат върху рефлекторния екран 57 и обратно върху акумулиращата слънчева енергия тръба 56.

Акумулиращата слънчева енергия тръба 56 и рефлекторният екран 57 са монтирани върху подходяща рамкова конструкция 58, която на слой ред е монтирана направо върху фундамента 52. Като алтернатива, рамковата конструкция 58 може да се монтира индиректно върху фундамента, като например чрез монтиране на рамковата конструкция 58 към плаващите блокове 59, като самите те са монтирани директно към фундамента 52.

При нормална работа, фундаментът 52 ще плава в резервоар с относително ниво на водата, указано с обозначителния номер 61. Разбира се, резервоарът би могъл да бъде всяка подходяща маса вода, независимо дали е изкуствен басейн, естествен залив, устие на река или язовир.

Ако атмосферните условия показват, че огледалата 54 трябва да бъдат защитени от възможна повреда вследствие на градушката, тогава върху горната повърхност на плаващия фундамент 52 се напомпва вода от резервоара посредством подходящи средства.

Външният диаметър на фундамента 52 (или външният ръб, ако не е с кръгла конфигурация) има прикрепена към него или образуваща част от фундамента 52 тясна стена, определена от плаващия блок 52, съставена от подходяща плаваща среда като например порест полистирен. Също така, монтирани и здраво закрепени към фундамента 52 по дължината си се разполагат допълнително продълговати плаващи блокове 60. Тези плаващи блокове 60, както са показани най-добре на фигури 14 а-с, имат прорези или шлицове 63 в долната си повърхност (вж. също фиг. 11).

Освен това, би трябвало да се разбере, че фундаментът 52, макар че представлява единен блок от гледан точка на изобретението, може да се изпълни чрез образуване на големи фундаменти 52, посредством комбиниране на дълги, паралелни индивидуални фундаменти, които се закрепват заедно по всеки подходящ начин, както е показано примерно с обозначителен номер 64 на фиг. 10.

Разположени в границите на фундамента 52 и свързани към преминаващи през платформата 52 отвори 70 са монтирани витла 65 и 66 върху задвижваща ос 67, привеждана в движение от подходящ мотор 68, който от своя страна е монтиран подходящо, както е показано със скобата 69, към платформата 52 (вж фиг. 12 и 13). Горното витло 65 и долните витла 66 за предпочитане имат обратен наклон на перките си за цели, които ще бъдат описани по-нататък.

Отворите 70 са разположени в основата на фундамента 52 така, че да позволяват потокът вода от долната страна на фундамента 52 да премине върху фундамента 52 и обратно. В препоръчано изпълнение, показано на фиг. 12, самият фундамент 52 е направен от достатъчно плаващ материал, за да поддържа устройството с огледалата 54 над водното ниво. Затова отворите 70 могат да бъдат отворени, както е показано.

Ако алтернативно фундаментът 52 е необходимо да има по-голяма плавателност, за да поддържа огледалата 54 над водното равнище при нормална работа, фундаментът 52 може да се оформи подобно на лодка с външен венец, затварящ обем, който ще измести достатъчно течност така, че нивото на водата, заобикалящо фундамента, да не превиши горната част на венеца и по такъв начин огледалата 54 няма да бъдат покрити с флуид, въпреки че те биха могли да се разполагат при по-ниско ниво, отколкото нивото на флуида около фундамента. При това алтернативно изпълнение, отворите за предпочитане би трябвало да се затварят при нормална работа. Това би могло да се осъществи чрез въвеждане на подходящо управлявани клапани за отваряне или затваряне на отворите според изискваните работни условия.

Също така може да се включи допълнителен тръбопровод или канал 71, за да се подпомогне насоченият поток вода, като тръбопроводът 71 се разполага между витлата 65 и 66. Препоръчва се друга тръбопроводна система 72 близо до едно или повече по-ниско разположени витла 66, която тръбопроводна система 72 е подходящо монтирана така, че да направлява вертикалния поток вода през витло 66 в хоризонтален поток, с което позволява управляване движението на фундамента 52. Управлението може да се осъществи по този начин чрез въвеждане на единична тръбопроводна система 72, която може да се насочва избирателно, или като друга възможност може да се осъществи чрез снабдяване на системата със съставни витла 66, всяко различно насочено, при което движението ще се управлява чрез задействане само на избрани витла.

Може да се предвиди външно задвижване на фундамента 52, което би било в обсе8 га на поне един аспект на изобретението. Например, ако фундаментът 52 беше разположен в басейн, където може да се установи сигурно близо до страната му, движението на фундамента 52, за да следва движението на слънцето, може да се осъществи чрез подходящо задвижване при страната на басейна, което се включва към фундамента, както е показано по-горе в примерното изпълнение на фиг. 2 е 3.

Работата на описаното предпочитано изпълнение на устройството е както следва.

При нормална работа, когато огледалата 54 са ихтожени на слънцето, относителното ниво на водата между фундамента 52 и резервоара, в който фундаментът плава, би трябвало да бъде указано с позиция 61. Ориентацията на фундамента 52 може удобно да се управлява в съответствие с положението на слънцето посредством тръбопровода 72, както бе описано преди това.

Ако атмосферните условия показват възможност от повреда на огледалата 54, вследствие например на градушка, тогава моторите 68 се задействат, за да изпомпат вода от резервоара през отвора 70 върху горната повърхност на фундамента 52.

Естествено тенденцията е, водата да се съсредоточава в специални участъци така, че фундаментът 52 да се потопи до най-голяма степен при мястото на отворите 70, заедно с огледалата 54, намиращи се при по-високи участъци, които все още са изложени на опасно въздействие от времето. Обаче, конструкцията на плаващите блокове е такава, че те в общи линии са скосени с по-малко сечение при основата до по-голямо сечение на върха. Тази скосена конфигурация причинява концентриране на вода във всеки отделен участък на горната повърхност на фундамента и осигурява равномерна дълбочина на защитния воден слой върху всички огледала 54. По този начин огледалата 54 изцяло ще бъдат със сигурност защитени от водата с ниво, което е показано на фиг. 10 с позиция 62. Действително, скосената конфигурация на плаващите блокове 59, 60 осигурява плътен и с равномерна дебелина слой вода, поддържан през целия процес на заливане. Освен това, равномерното заливане с вода на горната повърхност на фундамента 52 се подпомага от отворите 63, изрязани в основата на плаващите блокове 59, 60, които отвори 63 позволяват напомпаната вода върху фундамента 52 да циркулира върху целия фундамент.

Също така обаче, трябва да се има предвид, че плаващите блокове 59, 60 могат алтернативно да осигурят желаната степенувана подемна сила, като се направляват стъпаловидно, вместо с постепенно стесняване или със стесняване само от едната страна. При такава конфигурация обаче, е извънредно препоръчително, хоризонталното напречно сечение на плаващите блокове да бъде еднакво за всички блокове на което и да разстояние от фундамента 52.

През време на рисковия период за огледалата 54, моторът 68 трябва да се държи задействан с достатъчна скорост, при която горните витла 65 могат да поддържат нивото 62 на защитния слой вода върху огледалата 54.

След преминаване на рисковата ситуация за огледалата 54, моторът 68 може да се изключи. Благодарение на естествената подемна сила на фундамента 52, спирането на витлото 65 ще позволи обратно изтичане през отворите 70, така че фундаментът евентуално ще се отводни, като огледалата 54 се открият и станат отново годни да отразяват слънчевата енергия към колекторната тръба 56. Освен това, в предпочитаното изпълнение, прикрепването на отделните секции формиращи фундамента 52, както е обозначено с 64, може да доведе до пропускане на вода през тях, въпреки че такова пропускане очевидно ще се намали в достатъчна степен от действието на витлата 65, които са в състояние да поддържат водата на желаното ниво 62 през времето, когато огледалата 54 се нуждаят от защита. Също така трябва да се има предвид, че действието на плаващите блокове 59, 60 за поддържане нивото на водната повърхност върху фундамента 52 ще спомага по-нататък за предотвратяване образуването на мокри участъци от задържана вода върху фундамента 52, които пречат на ефикасната работа на устройството.

За да се ускори процесът на изплаване, моторът 68 може да се реверсира и да накара витлото 65 да насочи надолу поток от вода през отвора 70. Такава една операция също би могла да се използва към описаните преди това алтернативни изпълнения на изобретението (там, където фундаментът има конфигурация на плавателен съд), при които витлото 65 ще изпълнява функцията на очистителна помпа, за да отстрани водата на фундамента.

През време на работа на витлата 65, издигащият се поток вода през отворите 70 се стреми локално да наводни фундамента в област, близка до отворите 70 и витлата 65. Обратната извивка на другите лица 66, въртящи се на същата задвижваща ос 17 обаче, предотвратява това действие, създавайки уравновесяваща нагоре сила. Чрез подходящо подбиране относителният наклон на извивката и повърхността на лопатките на свързаните витла 65, 66, фундаментът може сигурно да се поддържа в хоризонтално положение, въпреки силите в резултат на помпане върху фундамента през време на лоши атмосферни условия.

При положение, че се изисква обратно въртене на витлата 65, 66 за отстраняване на водата от фундамента 52 след преминаване на неблагоприятното време, вертикалните сили, въведени от двете витла 65, 66, със срещуположна посока на долните витла 66, се уравновесяват, с което не се получава повдигане на фундамента 52 при мястото, където са отворите 70, чиято конфигурация е склонна да събира желателно флуид в ниските зони на фундамента 52, настрани от отворите 70.

Разбира се, вследствие на противоположното действие на свързаните към една ос витла 65, 66, въведеният допълнително тръбопровод 71 действа така, че да раздели насрещните потоци флуид, получени при въртене на витлата.

По този начин изобретението осигурява устройство да акумулиране на слънчева енергия, което е сравнително евтино за конструиране и предлага ефикасна система за максимално акумулиране на излъчената енергия на слънцето. Устройството може да се изгради от евтини и лесно достъпни материали и за широк спектър от промишлени цели за производство на енергия. Като алтернатива, устройството може да се пригоди за самостоятелна домакинска употреба. В описанието бе прието слънчевите концентратори по същество да работят нормално в хоризонтално положение. Те обаче, при някои обстоятелства, могат да са наклонени към хоризонталата, но въпреки това при работа да лежат под прав ъгъл към вертикалните равнини, пресичащи слънцето.

В допълнение трябва да се разбира, че устройството от изобретението, макар и пригодено за акумулиране на слънчева топлинна енергия, може също да акумулира други видове лъчиста енергия, която би могла да се концентрира.

Течността, върху която платформата се поддържа за плаващо движение, за предпочитане се помества в резервоар. Тя може, обаче да обхваща всяка друга маса от течност като например вода в река, море или друго водохранилище.

Макар че дотук е описано изпълнение, въз основа на приложените фигури, всички други негови модификации и варианти би трябвало да се считат в широкия обсег и замисъл на изобретението, както тук е изложено в приложените патентни претенции.

Claims (15)

1. Устройство за акумулиране на лъчиста енергия, съдържащо резервоар за флуид (11), платформа (13), плаваща върху флуид в резервоара (11), средства за придвижване на платформата (13) в резервоара (11), колектори на лъчиста енергия (29), закрепени върху платформата (13) и носещи пренасяща енергия среда, рефлектори (28), разположени върху платформата (13) и позиционирани за отразяване на лъчиста енергия и концентриране на слънчева енергия към колекторите (29), характеризиращо се с това, че включва средства за избирателно потопяване на рефлекторите (28) под флуид, за защита на рефлекторите (28) срещу неблагоприятни атмосферни условия, като колекторите (29) са позиционирани над флуида, в който са потопени рефлекторите (28), така че да няма загуба на енергия от колекторите (29).

2. Устройство съгласно претенция 1, характеризиращо се с това, че платформата (13) включва плаващи приспособления за достатъчно нормално поддържане на рефлекторите (28) над нивото на флуида в резервоара (11).

3. Устройство съгласно претенция 1 или 2, характеризиращо се с това, че средствата за потопяване включват средства (22, 44) за помпане на флуид в платформата (13) и средства за поддържането му върху нея и рефлекторите (28).

4. Устройство съгласно претенция 3, характеризиращо се с това, че средствата за поддържане на флуида включват приспособления (22) за установяване на ниско налягане под платформата (13), за осигуряване положението й под нивото на флуида.

5. Устройство съгласно претенция 3, характеризиращо се с това, че средствата за помпане и поддържане съдържат подаващи флуид витла (44, 65), монтирани под платформата (13) и свързани с отвори (42, 70) през плат- 5 формата (13).

6. Устройство съгласно претенция 5, характеризиращо се с това, че включва насрещно насочващи флуид витла (66), свързани с всяко подаващо флуид витло (65) и работещи за нагнетяване на флуид в противоположна посока спрямо тази на подаващите флуид витла (65), и с това, че е снабдено с дефлектори (71) между витлата (65 и 66).

7. Устройство съгласно претенция 6, характеризиращо се с това, че подаващите флуид витла (65) са с обратна стъпка спрямо тази на насрещно действащите витла (66), а свързаните подаващи витла (65) и насрещно действащи витла (66) са закрепени и осово раздалечени върху общи, вертикално ориентирани задвижващи оси (67).

8. Устройство съгласно претенция 5, характеризиращо се с това, че средствата за помпане и поддържане съдържат тръбопровод (72), свързан с най-малко едно витло (66) и съединяващ два отвора на тръбопровода, като тръбопроводът (72) насочва флуид във вертикална посока през отвор, прилежащ най-малко на едно витло (66), и насочва флуид през другия отвор, поне отчасти в хоризонтална посока.

9. Устройство съгласно която и да е претенция от 1 до 8, характеризиращо се с това, че платформата (13) съдържа венец (37) за обикновено отделяне на флуид в резервоара (11) от рефлекторите (28) върху платформата (13).

10. Устройство съгласно която и да е претенция от 1 до 9, характеризиращо се с това, че върху платформата (13) са монтирани пла- ващи регулиращи приспособления (60) за под- 40 държане на платформата (13) по същество в хоризонтално положение, когато рефлекторите (28) са потопени под флуида.

11. Устройство съгласно претенция 10, характеризиращо се с това, че подемната сила на плаващите приспособления (60) за единица височина е увеличена от основата към върха на плаващите приспособления (60).

12. Устройство съгласно претенция 10 и претенция 11, характеризиращо се с това, че плаващите приспособления (60) са с продъл-

10 говата форма и са закрепени към платформата (

13) по тяхната дължина, като приспособленията са стеснени външно, от тясната страна на дъното, прилйгаща към платформата (13) към по-широката страна при върха.

15 13. Устройство съгласно всяка претенция от 1 до 12, характеризиращо се с това, че рефлекторите (28) са изградени от параболични рефлектори, притежаващи фокална линия, а колектори (29) са монтирани по същество 20 във фокалната линия на съответния рефлектор (28).

14. Устройство съгласно претенция 13, характеризиращо се с това, че рефлекторите (28) съдържат множество от разположени един до друг

25 рефлекторни елементи с продълговата форма, определящи по същество параболично отразяващо корито.

15. Устройство съгласно претенция 14, характеризиращо се с това, че колекторите (29) са

30 закрепени към рамкова конструкция (30), по същество във фокуса на така оформеното отразяващо корито, като тази рамкова конструкция (30) освен това включва рефлектори (31) за насочване лъчистата енергия към колекторите (29).

35 16. Устройство съгласно някоя от претенциите от 1 до 15 характеризиращо се с това, че колекторите (29) съдържат удължени тръби, приспособени за пренасяне на предаващата енергия среда.