Аэродинамическая гелиостанция

 

Изобретение позволяет упростить конструкцию гелиостанЦии и повысить ее КПД путем стабилизации воздушной тяги. Тяговая башня 1 выполнена в виде проволочно-тросового каркаса 20 и закрепленного на нем снаружи пленочного материала 21. Пленочный оптически прозрачный свод 4 расположен у основания башни и пневматически с ней связан. Жалюзи 19 автоматического флюгерного воздухозаборника 18 установлены по периметру свода 4. Закрепленная на азростате 14 воздушная камера 15 имеет внутренние перфорированные перегородки 16 и выход-.

(19) (11) ОПИСАНИЕ ИЗОБРЕТЕНИЯ

К АВТОРСКОМУ СВИ,ЦЕТЕЛЬСТВУ

:В с — е

:1, с», ...-»

-!.,»,!.. б,;,Р...

СОЮЗ СОВЕТСКИХ

СОЦИАЛИСТИЧЕСКИХ

РЕСПУБЛИК

ГОСУДАРСТВЕННЫЙ КОМИТЕТ

ПО ИЗОБРЕТЕНИЯМ И ОТКРЫТИЯМ

ПРИ ГКНТ СССР (21) 4146425/24-06 (22) 12.11.86 (46) 07.01.89. Бюп. 1к 1 (75) В.В.Сумин (53) 621.472.662.997 (088.8) (56) Патент П1А У 3979597, кл. 290-55, 1976. (54) АЭРОДИНАМИЧЕСКАЯ ГЕЛИОСТАНЦИЯ (57) Изобретение позволяет упростить конструкцию гелиостанции и повысить ее КПД путем стабилизации воздушной

g1) 4 Р 03 " 7/02, F 24,т 2/42 тяги. Тяговая башня 1 выполнена в виде проволочно-тросового каркаса

20 и закрепленного на нем снаружи пленочного материала 21. Пленочный оптически прозрачный свод 4 расположен у основания башни и пневматически с ней связан. Жалюзи 19 автоматического флюгерного воздухозаборника

18 установлены по периметру свода 4.

Закрепленная на аэростате 14 воздушная камера 15 имеет внутренние перфорированные перегородки 16 и выход1449703 ные дросселирующие клапаны 17. Камера !5 герметично подключена к выходу башни 1, Водяной солнечный коллектор выполнен в виде поглощающих излучение кольцевых перфорированных мембран 3, установленных под сводом

4 аксиально башне 1, изогнутых перфорированных стенок 5, скрепляющих мембраны в радиальных направлениях, и системы кольцевых радиальных и

; вертикальных трубопроводов 6 закреп-!

Ф ленных на мембранах и стенках. Теп" ловой аккумулятор 7 коллектора выполнен в виде связанных гидравлически

Из обр етение относится к r елиотехнике, в частности к аэродинамическим г елио станциям.

Целью изобретения является упро5 щение конструкции гелиостанции и по-. вышение ее КПД путем стабилизации воздушной тяги.

На чертеже показана конструктивная схема аэродинамической гелио- 10 станции. !

Аэродинамическая гелиостанция содержит тяговую башню 1 с турбогенератором 2, водяной солнечный коллектор, выполненный н виде погло- 15 щающих излучение кольцевых перфорированных мембран 3, установленных под пленочным оптически прозрачным сводом 4 аксиально башне 1, изогнутых перфорированных стенок 5, скреп- 20 ляющих мембраны 3 в радиальных направлениях, и системы кольцевых радиальных и вертикальных трубопроводов 6, закрепленных на мембранах 3 и стенках 5, тепловой аккумулятор 7, выполненный в виде связанных гидравлически с системой трубопроводов 6 и между собой верхнего бака 8 и ниже расположенных героновых сосудов

9 и 10, снабженных трособлочным ме- 30 ханизмом 11 с электролебедкой 12, и ориентируемые на Солнце концентраторы 13 солнечной энергии для одновременного нагрева воды и воздуха.

Гелиостанция также снабжена аэростатом 14, закрепленной на нем воздуш- с системой трубопронодон 6 и между собой верхнего бака 8 и нижерасположенных г ероновых сосудон 9, 10, снабженных трособлочным механизмом ll c электролебедкой 1 2. Турбогенератор

2 может иметь соплоной аппарат 22.

Гелиостанция также содержит ориентируемые на Солнце концентраторы 13 солнечной энергии для одновременного нагрева воздуха и води. Мощность гелиостанции зависит, в основном, от площади свода 4, высоты башни 1 и площади концентраторов 13. 1 з.п. ф-лы, 1 нл. ной камерой 15, имеющей внутренние перфорированные перегородки 16 и выходные дросселирующие клапаны 17 и герметично подключенной к выходу тя- гoBoH башни 1, и автоматическим флюгерным воздухозаборником 18,имеющим жалюзи 19, установленные по периметру свода 4, расположенного у основания башни 1 и пневматически с ней связанного, а тяговая башня 1 выполнена в виде проволочно-троссового каркаса 20 и снаружи закрепленного на нем пленочного материала 21.

Кроме того, турбогенератор 2 имеет поворотный сопловой аппарат 22.

Свод 4 выполнен двухслойным и внутренний из них покрыт составом с отражающими свойствами. Турбогенератор 2 установлен на опорах 23. Стенки 5 изогнуты в сторону воздействия на воздушный поток кориолисовой силы. Бак 8 имеет расширительный элемент 24 и соединен с сосудами 9 и

10,через вентили 25 и 26 и гибкие шланги 27 и 28. Между сосудами 9 и

10 имеется воздуховод 29 и они через вентили 30 и 31 и гибкие шланги 32 и 33 соединены с системой трубопроводов 6.

Жалюзи 19 установлены поворотно относительно вертикальной оси имео

Ф ют ход +90 и разбиты на группы,шарнирно связанные тягами 34, Поворот групп жалюзи -1g осущестнляется при з

144970 помощи сельсин-привода 35, сельсиндатчика 36, муфты 37 и флюгера 38, Аэростат 14 крепится к опорам 23 через штанги 39 и гибкие связи 40.

Вокруг свода 4 смонтированы рельсовые пути 41, по которым перемещается наклонная ферма 4? с концентраторами 13 в ниде изогнутых зеркал.

Фермы 42 с колесными платформами 43 связаны в сцепку длиной до полупериметра свода 4 и имеют привод 44 с часовым механизмом, Аэродинамическая гелиостанция работает следующим образом. 15

Система трубопроводов 6, бак 8 и сосуд 9, находящийся в верхнем положении, заполняются рабочей жидкостьи, например водой, Под действием солнечных лучей жидкость и воздух под 20 сводом 4 нагреваются, При наличии ветра флигеры 38 устанавливаются против его направления и для этого положения сельсин-датчики 36 выдают сигналы на сельсин-приводы 35,которые устанавливают группы жалюзи 19 по направлении ветра. При этом половина всех жалюзи 19 по круговому периметру свода 4 открыта, а другая половина закрыта, так кяк жализи 19 30 могут поворачиваться от полностью открытого положения на угол + 90

При необходимости можно подавать команду на открытие или закрытие любой группы жалюзи 19, разъединяя при этом флюгер 38 от сельсин-датчика 36 муфтой 37.

От прямого нагрева воздуха солнечным излучением и конвективного теплообмена с коллектором под сводом

4 повышается полное давление и температура ноздуха начинает подниматься по башне 1 в зону пониженного давления и начинает вращать турбогенератор 2. При движении воздуха от пе- 45 риферии к центру под действием кориолисовой силы (из-за вращения земли) он отклоняется вправо (если гелиостанция находится в северном полушарии). В самой башне 1 воздух

50 закручивается против часовой стрелки тем больше, чем больше его вертикальная скорость. После турбогенератора 2 воздух продолжает подъем по башне 1 и наполняет камеру 15. Аэростат 14 поддерживается,на заданной высоте за счет заполнения легким газом. Незначительное избыточное давление в камере 15 поддерживается об3

4 рат ными клапанами 17, через коТорые воздух выходит в атмосферу, создавая дополнительнуи подъемнуи силу 3R счет реакции истечения.

Дополнительный нагрев воздуха и коллектора производится концентраторами 13, установленными на подвижной ферме 42, которая при восходе солнца находится на западе в течение дня с определенной скоростьи, зависящей от долготы дня, перемещается на восток по северной стороне свода

4 при помощи приводов 44.

В ночное время фермы 42 с концентраторами 13 переводятся на западную сторону сводя 4. После захода солнпя необходимый подогрев воздуха осуществляется за счет сосудов 10,тепловая энергия в которых (горячая водя1 накапливается н течение светового дня.

Сосуды 9 и 10 и бак 8 работают следующим образом, Нагретая водя скапливается в баке 8, По достижении заданной рабочей температуры часть этой воды перепускается через вентиль 26 в нижний сосуд 10, воздух, вытесненный из него водой, поступает через воздухопровод 29 в верхний сосуд 9, из которого вода вытесняется через шланг 32 и вентиль 30 н трубопроводы 6 коллектора и из них снова попадает в бак 8, нагреваясь от солнечного излучения.

В течение светового дня верхний сосуд 9 освобождается от воды, а нижний наполняется горячей водой. После захода солнца открывается вентиль

31 и .тепловая энергия сосуда 10 отдается коллектору, а от него за счет усиленного конвективного теплообмена через перфорированные мембраны

30 и стенки 5 рабочему телу — воздуху. После охлаждения воды в нижнем сосуде 10 он перед восходом солнца поднимается при помощи трособлочного механизма 11 и электролебедки 12.

В дневное время процесс накопления тепловой энергии повторяется аналогично, мощность гелиостанции зависит, в основном, от площади свода 4, высоты башни 1 и площади центраторов 13.

1449703

Формула н з обрет ения

Составитель П.91ендерович

Техред И,Дидык Корректор Н.Король

Редактор О, Головач

Заказ 6947/34 Тираж 431 Подписное

ВНИИПИ Государственного комитета по изобретениям и открытиям при ГКНТ СССР

113О35, Иосква, Ж-35, Раушская наб., д. 4/5

Производственно-полиграфическое предприятие, r Ужгород, ул. Проектная, 1. Аэродинамическая гелиостанция, содержащая тяговую башню с турбо5 генератором, водяной солнечный коллектор с тепловым аккумулятором и ориентируемые на солнце концентраторы солнечной энергии для одновременного нагрева воздуха и воды, о т — 10 л и ч а ю щ а я с я тем, что, с целЬю упрощения конструкции и повышения КПД путем стабилизации воздушной тяги, гелиостанция снабжена аэростатом, закрепленной на нем воздушной камерой, имеющей внутренние перфорированные перегородки и выходные дросселирующие клапаны и герметично подключенной к выходу тяговой башни, пленочным оптически прозрач- 20 ным сводом и автоматическим флюгер:,ным воздухозаборником, имеющим жалюзи, установленные по периметру свода, расположенного у основания башни и пневматически с ней связанного, а тяговая башня выполнена в виде проволочно-тросового каркаса и снаружи закрепленного на нем пленочного материала, коллектор - в виде поглощающих излучение кольцевых перфорированных мембран, установленных под сводом аксиально башне, изогнутых перфорированных стенок скрепляющих цилиндры в радиальных направлениях, и системы кольцевых радиальных и вертикальных трубопроводов, закрепленных на мембранах и стенках, а акумулятор выполнен в виде связанных гидравлически с системой трубопроводов и между собой верхнего .бака и нижерасположенных героновых сосудов, снабженных трособлочным механизмом с электролебедкой.

2. Гелиостанция по п.1, о т л ич а ю щ а я с я тем, что турбогенератор имеет поворотный сопловой аппарат.