RU2075707C1 - Гелиокухня - Google Patents
Гелиокухня Download PDFInfo
- Publication number
- RU2075707C1 RU2075707C1 RU9595116088A RU95116088A RU2075707C1 RU 2075707 C1 RU2075707 C1 RU 2075707C1 RU 9595116088 A RU9595116088 A RU 9595116088A RU 95116088 A RU95116088 A RU 95116088A RU 2075707 C1 RU2075707 C1 RU 2075707C1
- Authority
- RU
- Russia
- Prior art keywords
- solar
- concentrator
- radiation
- spectrum
- sphere
- Prior art date
Links
Images
Classifications
-
- Y—GENERAL TAGGING OF NEW TECHNOLOGICAL DEVELOPMENTS; GENERAL TAGGING OF CROSS-SECTIONAL TECHNOLOGIES SPANNING OVER SEVERAL SECTIONS OF THE IPC; TECHNICAL SUBJECTS COVERED BY FORMER USPC CROSS-REFERENCE ART COLLECTIONS [XRACs] AND DIGESTS
- Y02—TECHNOLOGIES OR APPLICATIONS FOR MITIGATION OR ADAPTATION AGAINST CLIMATE CHANGE
- Y02E—REDUCTION OF GREENHOUSE GAS [GHG] EMISSIONS, RELATED TO ENERGY GENERATION, TRANSMISSION OR DISTRIBUTION
- Y02E10/00—Energy generation through renewable energy sources
- Y02E10/40—Solar thermal energy, e.g. solar towers
- Y02E10/47—Mountings or tracking
Abstract
Использование: в гелиотехнике, в частности в конструкциях солнечных кухонь. Сущность: гелиокухня содержит приемник излучения и связанный с ним посредством тяг концентратор с азимутально-зенитальной системой ориентации, представляющей собой изогнутую направляющую стопорного элемента, закрепленного в радиальном пазу концентратора, которая крепится к опорной раме, установленной неподвижно на поворотном относительно оси ±Z основании, и имеет на одном конце втулку с имеющим возможность вертикального перемещения относительно последней штырем. Приемник излучения установлен в узлах подвеса опорной рамы с возможностью поворота относительно их продольной оси ±Y и представляет собой полую сферу из теплоизоляционного материала со сквозным отверстием, обращенным в сторону концентратора, имеющей откидывающуюся крышку с фиксатором в закрытом положении, и внутри которой на подставке, связанной с узлами подвеса опорной рамы, установлен объект нагрева. Радиус Рк концентратора в четыре раза превышает внешний Рп сферического полостного приемника. Внутренняя поверхность полой сферы имеет слой материала с высокой по отношению к спектрам солнечного и собственного излучений отражательной способностью. Внешняя поверхность сферы имеет спектрально-селективное покрытие с высокой поглощательной способностью в области максимума спектра солнечного излучения и с низкой излучательной способностью в области спектра собственного излучения. Внешняя поверхность объекта нагрева имеет высокую по отношению к спектру солнечного излучения поглощательную способность. Стопорный элемент состоит из П-образной пластины, установленной на изогнутой направляющей и закрепленной в радиальном пазу концентратора, в боковой грани которой имеется резьбовое отверстие под прижимной болт с трубчатым ключом. Узлы подвеса опорной рамы состоят из втулки со шрифтом, один конец которого имеет квадратное сечение, а на другом конце с цилиндрическим сечением имеется паз, в котором фиксируется подставка под объектом нагрева. Фиксатор представляет собой дверную защелку с постоянным магнитом. 6 з.п. ф-лы, 7 ил.
Description
Изобретение относиться к гелиотехнике, в частности к конструкции солнечных кухонь, и может быть использовано индивидуальными потребителями для приготовления пищи и кипячения воды.
Известны конструкции солнечных кухонь, включающие концентратор с системой ориентации и приемник излучения, выполненный в виде объекта нагрева без [1, 2] или с частичной [3] тепловой изоляцией, следствием чего являются существенные тепловые потери с неизолированной поверхности последнего.
Известна конструкция гелиокухни, содержащая приемник излучения и связанный с ним посредством тяг концентратор с азимутально-зенитальной системой ориентации [4]
Однако в известном устройстве приемник излучения выполнен в виде объекта нагрева без тепловой изоляции последнего и его положение в пространстве постоянно изменяется в процессе азимутально-зенитальной ориентации, что является недостатком, усложняющим конструкцию и условия эксплуатации устройства в целом.
Однако в известном устройстве приемник излучения выполнен в виде объекта нагрева без тепловой изоляции последнего и его положение в пространстве постоянно изменяется в процессе азимутально-зенитальной ориентации, что является недостатком, усложняющим конструкцию и условия эксплуатации устройства в целом.
Задачей, на решение которой направленно предлагаемое изобретение, является повышение тепловой эффективности, упрощение конструкции и улучшение условий эксплуатации гелиокухни.
Поставленная задача решается следующим образом. В известной гелиокухни, содержащей приемник излучения и связанный с ним посредством тяг концентратор с азимутально-зенитальной системой ориентации, последняя выполнена в виде изогнутой направляющей стопорного элемента, закрепленного в радиальном пазу концентратора для фиксации его зенитальной ориентации, которая крепится к опорной раме, установленной неподвижно на поворотном относительно вертикальной оси основании, и имеет на одном конце втулку с имеющим возможность вертикального перемещения относительно последней для фиксации азимутальной ориентации концентратора, а приемник излучения установлен в узлах подвеса опорной рамы с возможностью поворота относительно их продольной оси и выполнен в виде полой сферы из теплоизоляционного материала со сквозным отверстием, обращенным в сторону концентратора для прохода сфокусированного им потока солнечного излучения, имеющей откидывающуюся крышку для доступа к объекту нагрева с фиксатором в закрытом положении, и внутри которой на подставке, связанной с узлами подвеса опорной рамы, установлен объект нагрева.
Сферический полостной приемник обеспечивает эффективное поглощение объектом нагрева сфокусированного концентратором потока солнечного излучения и снижение собственных конвективных и радиационных потерь с его внешней поверхности.
Для обеспечения тепловой мощности, требуемой для приготовления пищи и кипячения воды, радиус концентратора должен не менее чем в четыре раза превышать внешний радиус сферического полостного приемника излучения.
Для увеличения тепловой эффективности гелиокухни за счет многократного переотражения на объект нагрева непоглощенного им солнечного потока и потока собственного теплового излучения внутренняя поверхность полой сферы может иметь слой материала с высокой по отношению к спектрам солнечного и собственного излучений отражательной способностью
Для эффективного поглощения прямого потока солнечного излучения, снижающего температурный напор по толщине теплоизоляционного материала и снижения собственных радиационных потерь с внешней поверхности сферического приемника излучения, последняя может иметь спектрально-селективное покрытие с высокой поглощательной способностью в области максимума спектра солнечного излучения и с низкой излучательной способностью в области спектра собственного излучения.
Для эффективного поглощения прямого потока солнечного излучения, снижающего температурный напор по толщине теплоизоляционного материала и снижения собственных радиационных потерь с внешней поверхности сферического приемника излучения, последняя может иметь спектрально-селективное покрытие с высокой поглощательной способностью в области максимума спектра солнечного излучения и с низкой излучательной способностью в области спектра собственного излучения.
Для эффективного функционирования внешняя поверхность объекта нагрева может иметь высокую по отношению к спектру солнечного излучения поглощательную способность.
Стопорный элемент может быть выполнен в виде П-образной пластины, установленной на изогнутой направляющей и закрепленной в радиальном пазу концентратора, в боковой грани которой имеется резьбовое отверстие под прижимной болт с трубчатым ключом.
Узлы подвеса опорной рамы могут быть выполнены в виде втулки со штифтом, один конец которого, во избежание проворота вокруг своей продольной оси, имеет квадратное сечение, а на другом конце с цилиндрическим сечением имеется паз, в котором фиксируется подставка под объект нагрева.
Фиксатор крышки может быть выполнен в виде дверной защелки с постоянным магнитом.
На фиг. 1 представлена прямоугольная изометрическая проекция гелиокухни в положении загрузка-выгрузка объекта нагрева, на фиг. 2 фронтальная проекция гелиокухни в том же положении, на фиг. 3 разрез А-А на фиг. 2 на фиг. 4 разрез Б-Б на фиг. 2, на фиг. 5 узел I на фиг. 1, на фиг. 6 узел II на фиг. 1, на фиг. 7 чертеж гелиокухни в рабочем положении.
Гелиокухня (фиг. 1) содержит приемник 1 и связанный с ним посредством тяг 2 концентратор 3 с азимутально зенитальной системой ориентации, представляющей собой изогнутую направляющую 4 стопорного элемента (узел I), закрепленного в радиальном пазу концентратора 3, которая крепится к опорной раме 5, установленной неподвижно на поворотном относительно вертикальной оси ±Z основание 6, и имеет на одном конце втулку 7 с имеющим возможность вертикального перемещения относительно последней штырем 8.
Приемник излучения 1 установлен в узлах подвеса (узел II) опорной рамы 5 с возможностью поворота относительно их продольной оси ±Y и представляет собой полую сферу из теплоизоляционного материала со сквозным отверстием, обращенным в сторону концентратора 3, имеющей откидывающуюся крышку 9 с фиксатором 10 в закрытом положении, и внутри которой на подставке 2, связанной с узлами подвеса (узел II) опорной рамы 5, установлен объект нагрева 12.
Радиус Rк концентратора 3 (фиг. 2) в четыре раза превышает внешний радиус Rп сферического полостного приемника излучения 1.
Внутренняя поверхность 13 (фиг. 3) полой сферы имеет слой материала с высокой по отношению к спектрам солнечного и собственного излучений отражательной способностью.
Внешняя поверхность 14 (фиг. 3) сферы имеет спектрально-селективное покрытие с высокой поглощательной способностью в области максимума спектра солнечного излучения и с низкой излучательной способностью в области спектра собственного излучения.
Внешняя поверхность объекта нагрева 12 (фиг. 1) имеет высокую по отношению к спектру солнечного излучения поглощательную способность.
Стопорный элемент (фиг. 5) состоит из П-образной пластины 15, установленной на изогнутой направляющей 4 и закрепленной в радиальном пазу концентратора 3, в боковой грани которой имеется резьбовое отверстие под прижимной болт 16 с трубчатым ключом 17.
Узлы подвеса (фиг. 6) опорной рамы 5 состоят из втулки 18 со шрифтом 19, один конец которого имеет квадратное сечение, а на другом конце с цилиндрическим сечением имеется паз, в котором фиксируется подставка 2 под объект нагрева 12 (фиг. 1).
Фиксатор 10 (фиг. 1) представляет собой дверную защелку с постоянным магнитом.
Устройство работает следующим образом.
В положении загрузка-выгрузка (фиг. 1) объект нагрева 12 устанавливается на или снимается с подставки 2 при открытой крышке 9 сферического полостного приемника 1. При этом азимутально-зенитальная система ориентации посредством стопорного элемента (узел I) и штыря 8 фиксирует гелиокухню в положении, при котором оптическая ось концентратора 3 параллельна земной поверхности, а его тыльная поверхность развернута в сторону Солнца. При переводе гелиокухни в рабочее положение последняя разворачивается по азимуту вокруг оси ±Z так, чтобы зеркальная поверхность концентратора 3 была обращена к Солнцу, и фиксируется в этом положении посредством штыря 8. Зенитальная ориентация осуществляется перемещением концентратора 3 вдоль изогнутой направляющей 4 вокруг оси ±Y до момента совмещения фокального пятна с входным отверстием сферического полостного приемника излучения 1. Стопорный элемент (узел I) фиксирует это положение.
В рабочем положении (фиг. 7) поток 20 сфокусированного концентратором 3 солнечного излучения проходит через входное отверстие сферического приемника 1 внутрь полости, где он, частично переотражаясь, эффективно поглощается объектом нагрева 12.
Полостной приемник 1 препятствует выносу тепла за счет конвекции и собственного излучения от объекта нагрева 12.
Поглощенная объектом нагрева 12 тепловая энергия расходуется на приготовление пищи или кипячения воды.
Периодическим поворотом гелиокухни вокруг вертикальной оси ±Z (фиг. 1) и перемещением концентратора 3 по изогнутой направляющей 4 вокруг оси ±Y достигается азимутально-зенитальное слежение за изменяющимся в течение дня положением Солнца на небосводе.
Claims (7)
1. Гелиокухня, содержащая приемник излучения и связанный с ней посредством тяг концентратор с азимутально-зенитальной системой ориентации, отличающаяся тем, что азимутально-зенитальная система ориентации выполнена в виде изогнутой направляющей стопорного элемента, закрепленного в радиальном пазу концентратора, которая крепится к опорной раме, установленной неподвижно на поворотном относительно вертикальной оси основании, и имеет на одном конце втулку с имеющим возможность вертикального перемещения относительно последней штырем, а приемник излучения установлен в узлах подвеса опорной рамы с возможностью поворота относительно их продольной оси и выполнен в виде полой сферы из теплоизоляционного материала со сквозным отверстием, обращенным в сторону концентратора, имеющей откидывающуюся крышку с фиксатором в закрытом положении, и внутри которой на подставке, связанной с узлами подвеса опорной рамы, установлен объект нагрева, причем радиус концентратора не менее, чем в четыре раза превышает внешний радиус сферического полостного приемника излучения.
2. Гелиокухня по п.1, отличающаяся тем, что внутренняя поверхность полой сферы имеет слой материала с высокой по отношению к спектрам солнечного и собственного излучений отражательной способностью.
3. Гелиокухня по п.1, отличающаяся тем, что внешняя поверхность сферы имеет спектрально-селективное покрытие с высокой поглощательной способностью в области максимума спектра солнечного излучения и с низкой излучательной способностью в областях спектра собственного излучения.
4. Гелиокухня по п.1, отличающаяся тем, что внешняя поверхность объекта нагрева имеет высокую по отношению к спектру солнечного излучения поглощательную способность.
5. Гелиокухня по п.1, отличающаяся тем, что стопорный элемент выполнен в виде П-образной пластины, установленной на изогнутой направляющей и закрепленной в радиальном пазу концентратора, в боковой грани которой имеется резьбовое отверстие под прижимной болт с трубчатым ключом.
6. Гелиокухня по п.1, отличающаяся тем, что узлы подвеса опорной рамы выполнены в виде втулки со штифтом, один конец которого имеет квадратное сечение, а на другом конце с цилиндрическим сечением имеется паз, в котором фиксируется подставка под объект нагрева.
7. Гелиокухня по п. 1, отличающаяся тем, что фиксатор выполнен в виде дверной защелки с постоянным магнитом.
Priority Applications (1)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
RU9595116088A RU2075707C1 (ru) | 1995-09-19 | 1995-09-19 | Гелиокухня |
Applications Claiming Priority (1)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
RU9595116088A RU2075707C1 (ru) | 1995-09-19 | 1995-09-19 | Гелиокухня |
Publications (2)
Publication Number | Publication Date |
---|---|
RU2075707C1 true RU2075707C1 (ru) | 1997-03-20 |
RU95116088A RU95116088A (ru) | 1997-08-20 |
Family
ID=20172108
Family Applications (1)
Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
---|---|---|---|
RU9595116088A RU2075707C1 (ru) | 1995-09-19 | 1995-09-19 | Гелиокухня |
Country Status (1)
Country | Link |
---|---|
RU (1) | RU2075707C1 (ru) |
Cited By (3)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
RU2473849C2 (ru) * | 2007-10-22 | 2013-01-27 | Соларус Сулькрафт И Руслаген Аб, | Концентратор солнечной энергии |
RU2545174C2 (ru) * | 2013-07-24 | 2015-03-27 | Федеральное государственное бюджетное образовательное учреждение высшего профессионального образования "Пензенский государственный технологический университет" | Автономная энергоэффективная солнечная варочная печь |
RU2593034C2 (ru) * | 2013-10-22 | 2016-07-27 | Федеральное государственное бюджетное образовательное учреждение высшего профессионального образования "Пензенский государственный технологический университет" | Автономная солнечная варочная печь |
-
1995
- 1995-09-19 RU RU9595116088A patent/RU2075707C1/ru active
Non-Patent Citations (1)
Title |
---|
1. Мак-Вейг Д. Применение солнечной энергии. Пер. с анг. /Под ред.Тарнижевского Б.В. М.: Энергия, 1981, с.123. 2. Авторское свиде- тельство СССР N 167986, кл. F 24 J 2/40, 1965. 3. Харченко Н.В. Инди- видуальные солнечные установки. - М.: Энергоатомиздат, 1991, с.115. 4. Авторское свидетельство СССР N 338759, кл. F 24 J 2/40, 1972. * |
Cited By (3)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
RU2473849C2 (ru) * | 2007-10-22 | 2013-01-27 | Соларус Сулькрафт И Руслаген Аб, | Концентратор солнечной энергии |
RU2545174C2 (ru) * | 2013-07-24 | 2015-03-27 | Федеральное государственное бюджетное образовательное учреждение высшего профессионального образования "Пензенский государственный технологический университет" | Автономная энергоэффективная солнечная варочная печь |
RU2593034C2 (ru) * | 2013-10-22 | 2016-07-27 | Федеральное государственное бюджетное образовательное учреждение высшего профессионального образования "Пензенский государственный технологический университет" | Автономная солнечная варочная печь |
Similar Documents
Publication | Publication Date | Title |
---|---|---|
Steinfeld et al. | Optimum aperture size and operating temperature of a solar cavity-receiver | |
US8978642B2 (en) | Cavity receivers for parabolic solar troughs | |
US4296737A (en) | Parabolic trough concentrating solar collector | |
CA1068568A (en) | Multistage solar energy concentrator | |
US4399919A (en) | Vacuum flask | |
WO1984004806A1 (en) | Method and apparatus for collecting, intensifying and storing solar energy | |
US20120186251A1 (en) | Solar power plant | |
GB2308885A (en) | Protecting a reflector dish for solar radiation from high winds | |
WO2014026746A1 (en) | A solar receiver with a heliostat field | |
US20100078011A1 (en) | Ultra-compact, linear, solar-thermal steam generator | |
CN105157257A (zh) | 一种槽式聚光型太阳能真空集热管 | |
RU2075707C1 (ru) | Гелиокухня | |
US4265224A (en) | Multi-stage solar storage system | |
US4494529A (en) | Solar trap | |
IL47167A (en) | Vacuum solar collectors | |
Oturanç et al. | Performance analysis of a solar cooker in Turkey | |
AU2010261733A1 (en) | Tower for solar concentration plant with natural draught cooling | |
WO1995006330A1 (en) | Non-tracking solar concentrator heat sink and housing system | |
CN104390373B (zh) | 碟式斯特林发动机集热器端口热屏装置及其在太阳能发电中的应用 | |
KR100970861B1 (ko) | 이중진공관을 이용한 평판형 집열기 | |
Liang et al. | Optical and thermal performance of a uniaxial bidirectional tracked linear‐focusing Fresnel lens solar concentrator | |
JPS5916242B2 (ja) | 太陽放射エネルギ−用反射鏡 | |
RU2043583C1 (ru) | Устройство для ориентации гелиоустановки | |
Nnamchi et al. | Design and simulation of air-solar-finned reheating unit: An innovative design of a parabolic trough solar collector | |
RU95116088A (ru) | Гелиокухня |