CS204513B1 - Sun transformer - Google Patents

Description

POPIS VYNÁLEZU

K AUTORSKÉMU OSVEDČENIU

(2O (II) 4513 (B,) ČESKOSLOVENSKÁSOCIALISTICKÁREPUBLIKA( 19 )

(6l) (23) Výstavná priorita(22) Přihlášené 29 Ol 79(21) (PV 6H-79) (51) Int. Cl.3G 02 B 27/17H 01 S3/00

ÚŘAD PRO VYNÁLEZY

A OBJEVY (75)

Autor vynálezu (40) Zverejnené 31 07 80(45) Vydané 29 10 82 Šrámek Vladislav ing., trenCIn (54) Slnečný transformátor

Vynález se týká slnečného transformátora,v ktorom sa primárný slnečný prúd prstencové-ho prierezu transformuje efektívhe na sekundár-ný slnečný prúd kruhového prierezu v tom istomsmere od Slnka. Slnko ako relativné nevyčerpa-telný zdroj svetelnej a tepelnej energie ponukačlověku široké možnosti neprirodzeného využitiasvojej energie. Aj keď je myšlienka využívaniaslnečnej energie stará a doteraz realizovaná ibademonštratívne, s vyčerpávajúcimi sa energetic-kými zdrojmi na Zemi nadobúda na význame.Slnečné články na báze kremíka alebo galiumar-senidu využívajúce fotoelektrický jav k priamejpremene svetelnej slnečnej energie na energiuelektričku sa uplatňujú ako netradičné zdrojeelektrickej energie například v pobrežných ma-jákoch alebo kozmickej technike.

Slnečné kolektory na báze dutého čierneho tě-lesa odovzdávajúce absorbovánu tepelnú slneč-nú energiu v nich prúdiacemu teplonosnému mé-diu nachádzajú uplatnenie pri ohřevu vody na-příklad v bazénoch alebo rodinných domoch.Ako vidno, vopred neupravená slnečná energianie je pre člověka perspektivná natoPko, aby po-kryla jeho skutočnú potřebu. Preto koncentráciaslnečnej energie do ohniska, ohniskovej čiaryalebo ohniskového pol’a pomocou šošovkovéhoalebo zrkadlového optického systému, ktorýmmóžu byť rózne posuvné a rotačně tvarové mo-dulácie priamky alebo paraboly, je zárukou kva- litativně vyšších možností využitia slnečnej ener-gie.

Slnečná pec napájaná slnečnou energiou z kon-centrického reflektora například v podobě kuže-1’ového alebo parabolického zrkadla je toho dó-kazom ako aj slnečná věžová elektráren s parnýmkotlom nachádzajúcim sa na věži v ohniskovompoli rovinných zrkadiel na zemi umiestnených.Koncentrovaná slnečná energia viazaná ohnis-kom, ohniskovou čiarou alebo ohniskovým poťomje znevýhodňovaná meniacim sa prierezoma v konkurencii s neviazanou koncentrovanouslnečnou energiou perspektivné neobstojí.

Zdrojom neviazanej koncentrovanej slnečnejenergie nemeniaceho sa prierezu je slnečný trans-formátor pozostávajúci z primárného a sekundár-ného zrkadlového článku. Konkávny slnečnýtransformátor, ktorý má primárný a sekundárnýzrkadlový článok vytvořený z konkávnych ro-tačno-parabolických reflektorov, je osové pridlhýa pri vysokých transformačných pomeroch exis-tenčně znevýhodňovaný spoločným pracovnýmohniskom reflektorov. Napriek tomu, že kombi-novaný konkávno-konvexný slnečný transfor-mátor vytvořený primárným konkávnym rotačno--parabolickým reflektorom a sekundárným kon-vexným rotačno-parabolickým reflektorom, od-straňuje nedostatky konkávneho slnečného trans-formátora, je rovnako zdrojom neviazanej kon- 2 04 5 1 3 2 centrovanej slnečnej energie iba prstencovéhoprierezu.

Uvedené nedostatky odstraňuje a náročnétransformačně požiadavky splňuje naraz slnečnýtransformátor, vytvořený konkávnym rotačno--parabolickým reflektorom a konvexným rotač-no-parabolickým reflektorom podfa vynálezu,ktorého podstatu tvoria primárný zrkadlový člá-nok s kužefovým lemom vrcholového kruhovéhootvoru a sekundárný zrkadlový článok s vrcho-lovou kužeťovou špičkou, ktoré sú koaxiálněpevne spojené prostredníctvom priečnikov, pri-čom vzájomná poloha primárného zrkadlovéhočlánku a sekundárného zrkadlového článku jeviazaná ich společným ohniskom.

Slnečný transformátor prináša so sebou jedno-duchost’, nenáročnost’ pri vlastnej výrobě a opti-málně výsledky vo využívaní slnečnej energie,ak sa použije ako zdroj neviazanej koncentrova-nej slnečnej energie kruhového prierezu.

Vynález je zřejmý z připojených výkresov,z ktorých obr, 1 znázorňuje slnečný transformá-tor v nárysnom pohfade, na obr. 2 je bokorysnýrez slnečným transformátorom podfa čiary A-Az obr. 1, na obr. 3 je slnečný transformátor v pó-dorysom pohfade, na obr. 4 je axiálny pohfadna primárný zrkadlový článok slnečného trans-formátora, obr. 5 znázorňuje geometricky funk-ciu a konštrukciu slnečného transformátora a naobr. 6 je axiálny pohfad na sekundárný zrkadlovýčlánok slnečného transformátora.

Konkávnym rotačno-parabolickým reflekto-rom vytvořený primárný zrkadlový článok 1 (obr.2) s kužefovým lemom 3 vrcholového kruhovéhootvoru 4 je z mechanických dóvodov připevněnýna nosiči 5, ktorý je primárnému zrkadlovémučlánku 1 konštrukčne prispósobený. Nosič 5 jez pevného materiálu, například z kovu. Primár-ným zrkadlovým článkom 1 móže byť okrem zr-kadla aj lesklý odrazový nátěr alebo staniol nale-pený vnútri na nosiči 5.

Konvexným rotačno-parabolickým reflektoromvytvořený sekundárný zrkadlový článok 2 s vr-cholovou kuželovou špičkou 6 je z mechanickýchdóvodov připevněný na nosiči 7, ktorý je sekun-dárnému zrkadlovému článku 2 konštrukčneprispósobený. Nosič 7 je z pevného materiálu,například z kovu. Sekundárný zrkadlový článok2 už však musí byť z čo nejkvalitnejšieho materiá-lu s koeficientom odrazu blízkým 1 — teda zrkad-lo, do ktorého je nosič 7 například zatavený. Ku-žefový lem 3 primárného zrkadlového článku 1a vrcholová kužefová špička 6 sekundárnéhozrkadlového článku 2 sú přitom geometrickyvytvořené z toho istého kužefového plášťa 11a do zrkadlových článkov 1 a 2 prechádzajúprostredníctvom dotykových kružnic 12 a 13.Primárný zrkadlový článok 1 a sekundárný zr-kadlový' článok 2 sú koaxiálně pevne spojenéprostredníctvom priečnikov 8, pričom vzájomnápoloha primárného zrkadlového článku I a se-kundárného zrkadlového článku 2 je na spoločnejosi 9 viazaná ich spoločným nepracovným ohnis-kom 10. Priečniky 8 móžu byť róznej konštrukciea z rózneho materiálu, tak například z ocefových prútov profilu I alebo z ocefových rúrok umož-ňujúcich dokonca chladenie sekundárného zr-kadlového článku 2, ak by nimi přetékala napří-klad voda. Priečniky 8 koaxiálně po obvode spo-jujúce nosič 5 a nosič 7 sú k týmto například pri-varené.

Funkcia slnečného transformátora je podmiene-ná jeho osovým nasměrováním kolmo na svietiaceSlnko, čoho možno presne dosiahnuť iba geo-metricko-optickou cestou. V tedy sa slnečná ener-gia prstencového prierezu odráža s určitými stra-tami z primárného zrkadlového článku 1 na se-kundárný článok 2, z ktorého sa opáť odrážauž koncentrovaná slnečná energia kruhovéhoprierezu v tom istom smere od Slnka a prechádzaďalej vrcholovým kruhovým otvorom 4 primár-ného zrkadlového článku I.

Teoreticky teda poměr ploch kolmých priemetovobi dvoch zrkadlových článkov 1 a 2 sa rovnáobrátenému poměru teplot, slnečných prúdov nanich odrážajúcich sa: S| . t| = S2 . t2 S, — t2 S2 t, V skutočnosti je však situácia zložitejšia a preteplotu sekundárného slnečného prúdu t2 při-bližné platí: S, t, = — .t|.« . (> .k, S2 1 kde: t2 — teplota sekundárného slnečnéhoprúdu, t, — teplota primárného slnečného prúdu,S, — plocha kolmého priemetu prim. zrk. článku 1, S2 — plocha kolmého priemetu sek. zrk.článku 2, — koeficient odrazu prim. zrk. člán-ku 1, — koeficient odrazu sek. zrk. článku 2,k — koeficient zohfadnujúci tepelné stra- ty odvedené vzduchom a iné, pričom jednotlivé koeficienty o , , o 2a k sú menšie ako 1. Z uvedeného vy-plývá, že teplota sekundárného slneč-ného prúdu je závislá na rozmerocha kvalitě slnečného transformátora,a to priamo úměrně na rozmerocha kvalitě primárného zrkadlového člán-ku 2 a na teplote primárného slnečnéhoprúdu t|, nepriamo úměrně potom narozmeroch sekundárného zrkadlovéhočlánku 2.

Použitím iných druhov materiálualebo iných spósobov koaxiálneho ulo-ženia zrkadlových článkov nestratí sl-nečný transformátor na principiálnostia dá sa předpokládat’, že nájde využitienielen v energetike a v hutníclve alev priemysle vóbec. 204513

Claims (1)

1. 3 PREDMET VYNÁLEZU Slnečný transformátor, vytvořený kon-kávnym rotačno-parabolickým. reflekto-rom a konvexným rotačno-parabolic-kým reflektorom, vyznačujúci sa tým,že primárný zrkadlový článok (1) s ku-žefovým lemom (3) vrcholového kru-hového otvoru (4) a sekundárný zr- kadlový článok (2) s vrcholovou ku-želovou špičkou (6) sú koaxiálně pev-ne spojené prostredníctvom priečnikov(8), pričom vzájomná poloha primárné-ho zrkadlového článku (1) a sekundár-ného zrkadlového článku (2) je viazanáich spoločným ohniskom (10). 6 výkresů 204513