SU1449785A1 - Гелиоустановка - Google Patents

Abstract

Изобретение относитс  к кон- центрируницим солнечным коллекторам и позвол ет повысить эффективность преобразовани  солнечной энергии в тепловую . На каркасе 1 закреплены двуплечий рычаг 2 и полосковые отражатели 3, наклоненные друг относительно друга на четверть центрального угла между их ос ми симметрии и расположенные по дуге окружности 4. Линейный приемник (П) 5 установлен над rs гв отражател ми 3 на рассто нии от центра 6 окружности 4, равном ее радиусу , с возможностью вращени  вокруг его оси 9 симметрии и перемещени  по дуге окружности 4. Привод 7 св зан с рычагом 2. Кинематический механизм 8, установленный на каркасе 1, св зан с П 5. Отношение угла, образованного плоскостью П 5. и плоскостью касательной траектории его движени , к углу, образованному плоскостью, проход щей через ось 9, центр 6, с одной стороны, и оптической плоскостью отражателей 3 с другой стороны, лежит в определенных - пределах и зависит от радиуса окружности 4, ширины отражател  и коэффициента конструктивного расширени  апертуры П 5. Перекрытие фокальной зоны отражателей осуществлйют при минимально возможной ширине П 5, что снижает его теплопотери и повьшает КПД преобразовани  солнечной энергии в тепло. 3 ил. о (Л 4 QO Ч 00 ел fUit

Description

I Изобретение относитс  к устройст- EJaM, преобразующим солнечную энергию d частности к концентрирующим солнечным коллекторам.

Цель изобретени  - повыгаение эффективности преобразовани  солнеч- Цой энергии в тепловую.

На фиг.1 изображена гелиоустанов- к|а, общий вид; на фиг.2 - оптическа  схема гелиоустановки; на фиг.З - нариант конструктивного выполнени  гелиоустановки.

Гелиоустановка содержит каркас 1, закрепленные на нем двуплечий пово- ЕОТНЬШ рьгааг 2 и полосковые отра- латели 3, наклоненные друг относительно друга на четверть центрального угла между их ос ми симметрии V. расположенные на дуге окружности 4 линейный приемник 5 концентрированного излучени , установленньш на ры- ч|аге, 2 над отражател ми 3, на рас- dтo нии от центра б окружности 4, pjaBHOM ее радиусу R с возможностью п еремещени  по дуге окружности 4, п|ривод 7, св занный с рычагом 2, и к|инематический механизм 8, устаков- л|енный на каркасе 1 и св занный с приемником 5. Приемник 5 установлен С| возможностью вращени  вокруг.его 9 симметрии, а отношение угла, О|бразованного плоскостью 10 прием- iKa 5 и плоскостью 11 касательной эаектории его движени , к углу, образованному плоскостью 12, проход щей через ось 9 симметрии приемни- К|а 5, центр 6 окружности 4 полоско- отражателей 3 с одной стороны и ойтической плоскостью 13 последних с другой стороны, лежит в пределах:

15 + Л ц.

11 ЗК2 + 21К + 44 У 11 R/b

ЗК2 - 21К + 44

де R - радиус окружности 4;

b - ширина полоскового отражател  3;

- угол, образованный плоскостью 10 приемника 5 и плоскостью 1 1 касательной траектории его движени ;

М - угол отклонени  рь1ч га 2 от оптичег.к( rf..c i и симметрии ) О1п;ритрит ф  ,

К - коэффициент конструктивного расширени  апертуры приемника 5.

Приемник 5 может поворачиватьс  вокруг оси 9 при помош;и подшипников 14.

Кинематический механизм 8 состоит из неподвижного шкива 15, шкива 16 и охватывающих их без проскальзывани  троса 17. Привод 7 св зан с рычагом 2 через зубчатое колесо 18 с программным роликом 19 и зубчатый сектор 20.

На фиг.З кинематический механизм 8 выполнен кулисным и содержит кулису 21, жестко св занную с осью 9 приемника 5 и подвижно с ползуном 22, шарнирно закрепленным на каркасе 1. Соотношение углов М и обеспечиваетс  выбором места креплени  ползу- на 22.

Особенностью неподвижных полоско- вых отражателей 3 со СЛВДЯЕЩМ за положением Солнца приемником 5  вл етс  изменение ширины фокальной зоны . При этом максимальна  ширина, зоны достигаетс  при расположении Солнца в оптической плоскости 13 отражателей и определ етс  выражением

/« . 0

4Rsiii - b

cos - .4

d cos.

где В - ширина световой полосы; R - радиус окружности 4

0- видимый угол солнечного

диска (около 32 угл. мин.)5 b - ширина одного полоскорого отражател 5

01- угол взаимного наклона полосковых отражателей.

При неповоротном выполнении подвижного приемника (прототип) перекрытие им концентрированного потока излучени  осуществл етс  дл  размеров светоприемной поверхности (апертуры ) приемника 5, превышающих максимальную ширину фокальной зоны (фиг.2, приемник изображен пунктиром ) , что и обуславливает теплопоте- ри в отклоненных от оптичес кой плоскости положени х приемкик .

Дополнительный поворсгг приемника 5 относительно CBoeii пси 9 симметрии позвол ет ограничить f.i ртмг р апертуры максимально ш рииой фока.чьной зоны. Однако при отклоненном попоже- нин приемника ширина его будет избыточной , что позвол ет вьшолнить передаточное число кинематического механизма 8 в некотором диапазоне значений, св занных с точностью выдерживани  номинальной ширины приемника 5 (равной максимальной ширине В фокальной зоны).

Представленные полиномы аппроксимируют диапазоны возможных передаточных чисел дл  любой практически - приемлемой точности изготовлени .

Гелиоустановка работает следующим образом.

При слежении за Солнцем привод 7 (фиг.1) зубчатым колесом 18 переме

-

илк.чсмениые  руг относительно лруга на четверть центрального угла между их ос ми симметрии и расположенные по дуге окружности, линейный приемник концентрированного излучени , установленный на рычаге над отражател ми на рассто нии от центра окружности, равна ее радиусу с возможностью перемещени  по дуге окружности, привод, св занный с рычагом, и кинематический механй.зм, установленный на каркасе и св занньш с приемником, отличающа с  тем, что, с целью 15 повьшени  : ффективности преобразовани  солнечной энергии в тепловую, приемник установлен с возможностью вращени  вокруг его оси симметрии, а отношение угла, образованного плос10

щает зубчатый сектор 20 и поворачива-20 костью приемника и плоскостью каса- ет рычаг 2 покруг отражателей 3, сов- тельной траектории его движени  к

меща  приемник 5 с фокальной зоной отражателей 3. При этом трос 17 обкатываетс  по неподвижному шкиву 15 и поворачивает шкив 9, что приводит к повороту приемника 5 в подшипниках 14 на необходимый угол.

Перекрытие фокальной зоны отражателей осуществл етс  при минимальн возможной ширине приемника 5, что снижает его теплопотери и повьшзает КПД преобразовани  солнечной энергии в тепло. Поворот приемника 5 приводит как бы к увеличению ширины плоскости приемника 5, световые п тна от крайних отражателей 3 не выход т за пределы этой поверхности и коэффициент К показывает в относительных единицах увеличение поверхности 10 з счет поворота вокруг оси 9.

Claims (1)

1. Формула изобретени 

   Гелиоустановка, содержаща  каркас, закрепленные на нем двуплечий пово- ротньй рычаг и полосковые отражатели,

   углу, образованному плоскостью, проход щей через ось симметрии приемни- ка, центр окружности полосковых от- 25 ражателей с одной стороны и оптической плоскостью последних с другой стороны, лежит в пределах

   15

   Ti

   R/b

   ЗК2 + 21К + 44

   15

   R/b

   11

   ЗК2 - 2IK + 44

   где R - радиус окружности;

   b - ширина полоскового отражател ;

   ЛЛ - угол, образованный плоскостью приемника и плоскостью, касательной траектории его движени ;

   Ч - угол отклонени  рычага от оптической плоскости симметрии концентратора;

   К - коэффициент конструктивного расширени  апертуры приемника .

   22

   Фие,г