PL37141B1 - - Google Patents

Description

Przedmiot wynalazku stanowi sposób wykorzy¬ stywania energii slonecznej do celów przemyslo¬ wych oraz regulowane urzadzenie helioenerge- tyczne do wykorzystywania jej tym sposobem.Dotychczasowe sposoby wykrzystywania ener¬ gii cieplnej slonca przewiduja stosowanie stalych zwierciadel paroboloidalnych, posiadajacych wla¬ sciwosc skupiania wiazki promieni, biegnacych równolegle do ich osi w jednym punkcie, zwanym ogniskiem zwierciadla. Wada ich sa trudnosci technologiczne wykonania objektów zwierciadlo- wych o odpowiednio duzej srednicy, zapewniaja¬ cej wystarczajaca moc termiczna danego urzadze¬ nia i umozliwiajacej uzycie go w skali wielko¬ przemyslowej, a takze trudnosci, zwiazane z osia¬ gnieciem plynnej regulacji uzyskiwanych mocy cieplnych i temperatur.W mysl wynalazku trudnosci powyzsze zosta¬ ja usuniete przez zastapienie zwierciadla stalego obrotowym zwierciadlem cieklym, w którym po¬ wierzchnie paraboloidalna wytwarza sie nie na drodze procesów technologicznych, lecz na drodze procesów fizykalnych. W tym celu wykorzystuje sie wspóldzialanie dwóch sil przyrodniczych, a mianowicie sily przyciagania ziemi i sily od¬ srodkowej. Jak wiadomo, powierzchnia swobodna wirujacej cieczy tworzy wlasnie powierzchnie pa- raboloidy obrotowej.Istota wynalazku polega, zgodnie z powyzszymi uwagami, na zastosowaniu cieczy odbijajacej, np. czystej rteci, umieszczonej w nieruchomym cylin¬ drycznym zbiorniku otwartym i wprawianej w ruch obrotowy na drodze elektromagnetycznej, przy czym na powierzchnie swobodna tej cieczy skierowuje sie pionowo odpowiednia wiazke pro¬ mieni slonecznych za pomoca specjalnego helio- statu w postaci samoczynnego ukladu luster pla¬ skich. Poniewaz wiaze sie to z pewnymi stra¬ tami energii, tym wiekszymi, im mniejszy jest kat padania promieni, przeto urzadzenie helioenerge- tyczne wedlug wynalazku najkorzystniej jest eksploatowac badz w strefie miedzyzwrotnikowej. gdzie dwukrotnie w ciagu roku uzyskuje sie na¬ turalna pionowosc promieniowania slonecznego, badz w strefie wprawdzie pozazwrotnikowej, lecz polozone! w poblizu zwrotników.,Na rysunku uwidoczniono schematycznie zasa¬ de dzialania urzadzenia wedlug wynalazku. ... \ * -y -^ *» "** Nietu^honiy ^lindryczny zbiornic otwarty i, wyltonany z materialu* diamagnetycznego, jest osadzony w ziemi w-polozeniu scisle poziomym.Wewnajtrz zbiornika i< znajduje sie ciecz odbija¬ jaca 2, np. czysta rtec, w której zawieszony jest subtelny pyl ferromagnetyczny 3, wprawiany w ruch obrotowy pod dzialaniem wirujacego pola magnetycznego, wywolywanego przez oddzielne urzadzenie elektromagnetyczne (nie uwidocznio¬ ne na rysynku), umieszczone (pod zbiornikiem 1.Obracajacy sie pyl ferromagnetyczna 3 pociaga za soba otaczajace go czasteczki cieczy 2, która zaczyna dzieki temu wirowac. Wirowanie cieczy 2 odbywa sie z podwójnym poslizgiem bezwlad¬ nosciowym tak, ze jego predkosc jest odpowiednio mniejsza od predkosci wirowania pola magne¬ tycznego. Na skutek wirowania cieczy jej po¬ wierzchnia swobodna uzyskuje ksztalt paraboloi- dy obrotowej. Jesli teraz skieruje sie na te po¬ wierzchnie równolegle do jej osi, tj. pionowo, wiazke promieni slonecznych, wówczas. zostana one skupione w ognisku F, wytwarzajac w nim bardzo wysoka temperature, która mozna wyko¬ rzystac do róznych celów przemyslowych.Z rozwazan teoretycznych wynika, ze profil osiowy powierzchni swobodnej cieczy, obracajacej sie w zbiorniku cylindrycznym, wyraza sie na¬ stepujacym wzorem: V2 n? y = x2 1800 g gdzie n — liczba obrotów cieczy na minute g — przyspieszenie grawitacyjne w m/sek2.Uklad wspólrzednych prostokatnych x i y jest wybrany dla powyzszego równania tak, jak to uwidoczniono na rysunku.Z równania tego mozna z latwoscia obliczyc, zr w przypadku zbiornika o promieniu wewnetrz nym, równym np. 30 m, oraz przy zalozonyr wglebieniu powierzchni cieklego zwienciadl' równym np. 10 m, predkosc wirowania cieczy odbijajacej winna wynosic okolo 4,5 obr/min.Jest rzecza nader wazna, ze predkosc ta nie zalezy od ciezaru wlasciwego uzytej cieczy.W zaleznosci od zadanej optymalnej wysokosci ogniska F nad poziomem cieczy odbijajacej na¬ stawia sie odpowiadajaca jej predkosc wirowa¬ nia tej cieczy, mogaca wahac sie w dosc szerokich granicach. Ponadto przez zmiane liczby obrotów wirowania cieczy uzyskuje sie plynna regulacje temperatury pracy dla danego poziomu robocze¬ go. Zakres tej regulacji waha sie w granicach od 50° do okolo 4000° C.Regulacje uzyskiwanej mocy cieplnej przy da¬ nej temperaturze roboczej przeprowadza sie przez zaslanianie pewnej czesci powierzchni zwiercia¬ dla cieczy regulowana przeslona pierscieniowa.Ze wzgledu na mozliwosc stosowania urzadzen wedlug wynalazku o bardzo duzych rozmiarach, uzyskiwane moce cieplne siegaja olbrzymich war¬ tosci nieosiagalnych zadnymi innymi metodami (pomijajac stosy atomowe).Urzadzenie wedlug wynalazku moze znalezc zastosowanie m. in. w (dziedzinie metalurgii pro¬ szków, np. przy produkcji proszku uranu, pozwa¬ lajac uzyskiwac wyjatkowo .cenne wlasciwosci mikrostrukturalne tego proszku, a takze przy bu¬ dowie helioelektrowni. PL

Claims (4)

1. Zastrzezenia patentowe 1. Sposób wykorzystywania energii slonecznej do celów przemyslowych przez zastosowanie zwierciadla paraboloidalnego, skupiajacego wiazke promieni slonecznych, biegnacych rów¬ nolegle do osi zwierciadla, w jednym punkcie, w celu osiagania w nim wysokiej temperatury, znamienny tym, ze zwierciadlo paraboloiaame zostaje utworzone przez powierzchnie swobod¬ na cieczy odbijajacej, wprawionej w ruch obrotowy, przy czym promieniom slonecznym nadaje sie w przypadku azenitalnego stanowi¬ ska slonca kierunek, odpowiadajacy kierun¬ kowi dzialania sily grawitacji, przy uzyciu specjalnego heliostatu.
2. 2. Sposób wedlug zastrz. 1, znamienny tym, ze w charakterze cieczy odbijajacej stosuje sie czysta rtec.
3. 3. Regulowane urzadzenie helioenergetyczne do wykorzystywania energii slonecznej do celów przemyslowych sposobem wedlug zastrz. 1 i 2, znamienne tym, ze zawiera nieruchomy otwarty zbiornik cylindryczny (1), wykonany z materialu diamagnetycznego, pod którym umieszczone jest odpowiednie urzadzenie ele¬ ktromagnetyczne, wprawiajace w ruch obro¬ towy zawartosc zbiornika, stanowiaca zawie¬ sine subtelnego pylu ferromagnetycznego (3).
4. 4. Urzadzenie wedlug zastrz. 3, znamienne tym, c ze elektromagnetyczne urzadzenie napedowe posiada narzady do plynnej regulacji predko¬ sci wirowania cieczy (2), zawartej w zbiorniku (1), w celu bezstopniowej zmiany dlugosci ogniskowej zwierciadla,'a tym samym tempe- Nr patentu 37141 — 2 —ratury pracy na danym stalym poziomie ro¬ boczym. Urzadzenie wedlug zastrz. 3, znamienne tym, ze posiada nastawialna przeslone pierscienio¬ wa, prostopadla do osi zwierciadla, sluzaca do regulacji wartosci mocy cieplnej, pobie¬ ranej na danym stalym poziomie roboczym przy danej temperaturze pracy. Inz. Andrzej Suski x?sl,//;,M/M/Mtts/////.v/;/,M/w^^ Nr patentu 37141 PL