CS209077B1

CS209077B1 - A directing device to the sun

Info

Publication number: CS209077B1
Application number: CS793178A
Authority: CS
Inventors: Radovan Pospisil
Original assignee: Radovan Pospisil
Priority date: 1979-05-10
Filing date: 1979-05-10
Publication date: 1981-10-30

Abstract

Vynález řeší způsob směrování kolmo ke slunci pro všechna zařízení využívající sluneční energii, ovládaný a řízený automaticky slunečním zářením. , Směrovací zařízení je v podstatě vyduté těleso plovoucí na kapalině, které mění své těžiště změnou objemu plošných vaků umístěných, vždy dva symetricky proti sobě, na vnější straně vydutého tělesa. Vaky jsou přes příslušný membránový ventil pomocí trubiček propojeny s přilehlými ohřívacími komorami upravenými po obvodě vydutého tělesa, přičemž plošný vak je napojen na ohřívací komoru umístěnou nad ním a tato dvojice je s dvojicí protilehlou spřažena v jednom membránovém ventilu. Membrána v membránovém ventilu, přímo ovládaná tlakem média přiváděným trubičkami z protilehlých ohřívacích komor, je spojena táhlem se spřaženými pístovými uzávěry trubiček spojujících vždy jednu komoru membránového ventilu s příslušným plošným vakem. Tlak média působí na boční stěny pístových uzávěrů. Všechny ohřívací komory, s upraveným povrchem pro zintezivnění příjmu a odvodu tepla, jsou opatřeny pevně nastavenou stínící clonou pro zvětšení teplotního rozdílu protilehlých ohřívacích komor při jiném než kolmém slunečním osvitu. Obory v nichž může být vynálezu použito jsou především energetika a biologie.The invention solves a method of directing perpendicularly to the sun for all devices using solar energy, controlled and controlled automatically by solar radiation. , The directing device is essentially a convex body floating on a liquid, which changes its center of gravity by changing the volume of flat bags placed, two at a time symmetrically opposite each other, on the outside of the convex body. The bags are connected via the appropriate membrane valve with tubes to adjacent heating chambers arranged around the circumference of the concave body, while the flat bag is connected to the heating chamber placed above it and this pair is coupled with the opposite pair in one membrane valve. The membrane in the membrane valve, directly controlled by the pressure of the medium supplied through the tubes from the opposite heating chambers, is connected by a rod to the coupled piston closures of the tubes connecting each one chamber of the membrane valve with the appropriate flat bag. The pressure of the medium acts on the side walls of the piston closures. All heating chambers, with a modified surface for intensifying heat reception and removal, are equipped with a fixed shading screen to increase the temperature difference of the opposite heating chambers in cases of non-perpendicular sunlight. The fields in which the invention can be used are primarily energy and biology.

Description

Vynález řeší sestavu směrovacího zařízení ke slunci, která automaticky a citlivě směruje kolmo ke slunci všechny typy slunečních panelů a kolektorů, t. j. zařízení využívajících solární energii, čímž zvyšuje jejich účinnost. Navržená sestava směrovacího zařízaní je použitelná pro směrování svislých i vodorovných nařízení, bez ohledu na jejich velikost. 'The present invention provides a sun-pointing device that automatically and sensitively directs all types of solar panels and collectors, i.e., solar energy devices, perpendicular to the sun, thereby increasing their efficiency. The proposed routing device assembly is usable for routing vertical and horizontal orders, regardless of their size. '

Dosud známá zařízení pro nastavování kolmo ke slunci používají většinou systému fotobuňka — elektromotor — mechanické převody, což vyžaduje přívod energie;, údržbu, obsluhu a nevylučuje poruchy. Jiná zařízení bývají pevně fixována do optimální polohy ke slunci, takže jejich účinnost v průběhu dne kolísá a podstatně se snižuje.Prior art devices for adjusting perpendicularly to the sun mostly use a photocell - electric motor - mechanical transmission system, which requires power supply; maintenance, operation and does not rule out faults. Other devices are firmly fixed to the optimum position to the sun, so their efficiency fluctuates during the day and significantly decreases.

Výše uvedené nedostatky jsou odstraněny sestavou směrovacího zařízení podle vynálezu tím, že na kapalině volně plovoucí vyduté těleso mění své těžiště pomocí plošných vaků, z nichž jsou vždy dva umístěny symetricky proti sobě na vnější straně vydutého tělesa. Každý z těchto plošných vaků jej spojen trubičkami malého průměru přes membránový regulační ventil s ohřívací komorou umístěnou nad ním. Jeden regulační ventil obsluhuje vždy jednu proti sobě umístěnou dvojici plošných vaků a ohřívacích komor. Ohřívací komory, s úpravou povrchu pro intenzivní příjem a odvod tepla, jsou umístěny po obvodě vydutého plovoucího tělesa, přičemž stupeň ohřátí jejich vnitřního média je regulován podle směru dopadu slunečního zářeníThe aforementioned drawbacks are overcome by the assembly of the directing device according to the invention in that the freely floating concave body changes its center of gravity by means of flat bags, two of which are each symmetrically opposite each other on the outside of the concave body. Each of these flat bags is connected by small diameter tubes through a diaphragm control valve to a heating chamber located above it. One control valve operates one pair of flat bags and heating chambers opposite each other. The heating chambers, with surface treatment for intensive heat absorption and dissipation, are located around the circumference of the concave floating body, the degree of heating of their internal medium being regulated according to the direction of sunlight

Ea každé ohřívací komoře pevně nastavenou stínící lonu pro zvětšení teplotního rozdílu protilehlých ohřívacích komor při jiném než kolmém slunečním záření. Membránový regulační ventil, ovládající vždy dvě proti sobě umístěné ohřívací komory a jím přilehlé plošné vaky, citlivě reaguje na nepatrné změny tlaku v protilehlých ohřívacích komorách. Pohyb membrány ovládá, s ní táhlem spojené, spřažené pístové uzávěry trubiček, jimiž se přivádí médium z ohřívací komory do plošného vaku a současně z protilehlého plošného vaku do ohřívací komory s nižším tlakem. Tím se mění velikost plošných vaků a těžiště plovoucího vydutého tělesa tak dlouho, pokud se tlaky v protilehlých ohřívacích komorách nevyrovnají, tzn. dokud plovoucí vyduté těleso není nastaveno kolmo ke slunci.Ea, each of the heating chambers with a fixed shading lamp to increase the temperature difference of the opposing heating chambers under non-perpendicular solar radiation. The diaphragm control valve, which always controls two opposing heating chambers and adjacent flat bags, sensitively responds to slight pressure changes in the opposing heating chambers. The movement of the diaphragm controls the coupled plunger plugs of the tubes by which the medium is supplied from the heating chamber to the flat bag and at the same time from the opposite flat bag to the lower pressure heating chamber. This changes the size of the planar bags and the center of gravity of the floating concave body as long as the pressures in the opposing heating chambers do not equalize, i.e. the pressure in the opposite heating chamber. until the floating concave body is perpendicular to the sun.

Použitím sestavy, směrovacího zařízení ke slunci podle vynálezu se dosáhne bezporuchového, plně automatického nasměrování jakéhokoliv zařízení kolmo ke slunci v krátké době po začátku slunečního svitu, ať je slunce v kterékoliv poloze a velmi citlivé sledování pohybu celé sluneční dráhy. Tento pohyb může být pomocí např. pákového mechanismu přenášen na svislé plochy apod. Tím se na maximum zvyšuje účinnost zařízení zachycujících sluneční záření.By using the sun-pointing device assembly of the present invention, a trouble-free, fully automatic alignment of any device perpendicular to the sun is achieved in a short time after the sun begins, regardless of the position of the sun and very sensitive tracking of the entire solar path. This movement can be transmitted to vertical surfaces by means of, for example, a lever mechanism, etc. This maximizes the efficiency of the solar radiation capturing device.

Na výkresech je znázorněno na obr. 1 uspořádání celé sestavy směrovacího zařízení v půdorysu, na obr. 2 řez, v rovině A—A’ touto sestavou. Na obr. 3 je znázorněno schéma membránového ventilu pří rovnosti tlaků v obou protilehlých ohřívacích komorách a na obr. 4 schéma téhož ventilu při jednostranném přetlaku. Na obr. 5 je znázorněn detail postupného nafukování nebo vyprazdňování plošného vaku. Na obr. 6 je řez ohřívací komorou a znázorněna funkce stínící clony při různých směrech dopadání slunečních paprsků. [In the drawings, FIG. 1 shows a plan view of the entire assembly of the routing device, and FIG. Fig. 3 shows a diagram of a diaphragm valve of pressure equalization in the two opposite heating chambers; and Fig. 4 shows a diagram of the same valve at unilateral overpressure. Fig. 5 shows a detail of the progressive inflation or emptying of the flat bag. FIG. 6 is a cross-sectional view of the heating chamber and shows the function of the shielding shade in different directions of incident of the sun's rays. [

Na vnějším obvodu vydutého tělesa 1, natáčeného keslúnci, které je částečně ponořeno v kapalině 2, jsou umístěny (vždy dvě symetricky proti sob£) ohřívací komory 3, zhotovené z materiálu, jehož vnější povrch má vysoký stupeň černosti, (např. matovaný), takže intezivně pohlcuje sluneční záření. Vnitřní povrch ohřívací komory 3, zvětšený např. žebrováním (obr. 6), intenzivně předává teplo médiu, tím zvětšuje jeho tlak a po překročení nastaveného tlaku i objem. K ohřívací komoře 3 ie stabilně připevněna stínící clona 4 s lesklým povrchem, která podle směru dopadajících slunečních paprsků buď zastiňuje ohřívací komoru 3, nebo její ohřev zintenzivňuje (obr. 6). Pří ohřátí plynného média v ohřívací komoře 3 se zvýší jeho tlak, který se přenese trubičkou malé světlosti 5 z ohřívací komory do membránového ventilu 8. Tlak působící na membránu 10 (viz. obr. 4) prohne membránu směrem nižšího tlaku a tím posune táhlem spřažené pístové uzávěry 11. Membránový ventil 8 reaguje citlivě na velmi malé tlakové rozdíly jednak proto, že membrána 10 má poměrně velkou plochu, a dále proto, že zvýšený nebo snížený tlak působí u táhlem spřažených pístových uzávěrů 11 na jejich boční stěnu. Tím se uvolní průchod plynnému médiu z trubiček 5 od ohřívacích komor, do trubiček 6 od plošných vaků a část plynného média pronikne do plošného vaku 7, který lokálním nadlehčením vydutého tělesa 1 nasměruje toto ke slunci. Přebytečné plynné médium v protilehlém plošném vaku 7 je tlakem kapaliny 2 přetlačeno zpět do ohřívací komory 3, v níž je nižší tlak. Po vyrovnání tlaků v obou protilehlých ohřívacích komorách 3 zafixuje membránový ventil 8 (viz obr. 3) polohu natočení celé sestavy.On the outer periphery of the concave body 1, rotated in a sliding manner, which is partially immersed in the liquid 2, there are (two symmetrically opposite each other) heating chambers 3 made of a material whose outer surface has a high degree of blackness (e.g. matt). so it intensively absorbs sunlight. The inner surface of the heating chamber 3, enlarged, for example by fins (Fig. 6), intensively transfers heat to the medium, thereby increasing its pressure and, after exceeding the set pressure, the volume. A shading screen 4 with a glossy surface is stably attached to the heating chamber 3, which either shades the heating chamber 3 or intensifies its heating according to the direction of the incident sunlight (Fig. 6). Upon heating of the gaseous medium in the heating chamber 3, its pressure is increased, which is transferred through a small diameter tube 5 from the heating chamber to the diaphragm valve 8. The pressure applied to the diaphragm 10 (see FIG. 4) bends the diaphragm towards lower pressure and The diaphragm valve 8 responds sensitively to very small pressure differences both because the diaphragm 10 has a relatively large surface area and because the increased or reduced pressure acts on the side wall of the rod-coupled piston shutters 11. This permits the passage of gaseous medium from the tubes 5 from the heating chambers, into the flat bag tubes 6, and a part of the gaseous medium penetrates into the flat bag 7, which directs this to the sun by local lightening of the concave body 1. The excess gaseous medium in the opposing surface bag 7 is pushed back by the liquid 2 into the heating chamber 3 in which the pressure is lower. After equalizing the pressures in the two opposite heating chambers 3, the diaphragm valve 8 (see FIG. 3) fixes the rotation position of the entire assembly.

Zařízení podle navržené sestavy může být umístěno ve vanové nádobě vhodného tvaru s protivětrnou zábranou nebo po středovém zakotvení na volné vodní hladině nádrží, rybníků apod., současně s budovanou protivínovu zábranou. Zařízení je vhodné pro směrování všech systémů zachycování slunečního záření ať pro účely technické (zachycování a přeměna energie), nebo biologické (intenzivní fotosyntéza apod).The device according to the proposed assembly can be placed in a tub of a suitable shape with a wind barrier or after a central anchoring on the free water surface of tanks, ponds, etc., together with a built-in barrier. The device is suitable for directing all solar capture systems, either for technical (energy capture and conversion) or biological (intensive photosynthesis, etc.) purposes.

Claims

SUBJECT OF THE INVENTION

An assembly of a sun-pointing device, characterized in that it consists of a concave body (1) loosely supported on a liquid (2) having flat bags (7) attached to its outer surface, two symmetrically opposite each other, which are by means of tubes (5, 6) interconnected via the respective chamber of the diaphragm valve (8) with adjacent heating chambers (3) provided around the circumference of the concave body (1), each heating chamber (3) having a fixed shading orifice (4),

Routing device assembly according to claim 1, characterized in that the diaphragm (10) dividing the diaphragm valve (8) into two chambers is connected by a rod to the coupled piston locks (11) in the tubes (6) which connect one flat surface. bag (7) through one of the diaphragm valve chambers (8) and the tube (5) with the respective heating chamber (3) ·