Гелиоустановка

 

Изобретение относится к концентрируницим солнечным коллекторам и позволяет повысить эффективность преобразования 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 осями симметрии и расположенные по дуге окружности 4. Линейный приемник (П) 5 установлен над rs гв отражателями 3 на расстоянии от центра 6 окружности 4, равном ее радиусу , с возможностью вращения вокруг его оси 9 симметрии и перемещения по дуге окружности 4. Привод 7 связан с рычагом 2. Кинематический механизм 8, установленный на каркасе 1, связан с П 5. Отношение угла, образованного плоскостью П 5. и плоскостью касательной траектории его движения, к углу, образованному плоскостью, проходящей 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 отражателя и коэффициента конструктивного расширения апертуры П 5. Перекрытие фокальной зоны отражателей осуществлйют при минимально возможной ширине П 5, что снижает его теплопотери и повьшает КПД преобразования солнечной энергии в тепло. 3 ил. о (Л 4 QO Ч 00 ел fUit

СОЮЗ СОВЕТСКИХ

СОЦИАЛИСТИЧЕСКИХ

РЕСПУБЛИК

m 4 F 24 3 2/38

ОПИСАНИЕ ИЗОБРЕТЕНИЯ

К ABTOPGHOMV СВИДЕТЕЛЬСТВУ

ГОСУДАРСТВЕННЫЙ КОМИТЕТ

ПО ИЗОБРЕТЕНИЯМ И ОТНРЦТИЯМ

ПРИ ГКНТ СССР (21) 4161736/24-06 (22) 31.10.86 (46) 07.01.89. Бюл. И- 1 (71) Особое конструкторское бюро

Р 1 Государственного научно-исследовательского энергетического института им. Г.М.Кржижановского (72) И.М.Абуев, М.Л.Вулис, Л.З.Григорьян и И.В,Рыбин (53) 662.997 (088.8) (56) Авторское свидетельство СССР

В 1320611, кл. F 24 J 2/06, 1985. (54) ГБЛИОУСТАНОВКА (57) Изобретение относится к концентрирующим солнечным коллекторам и позволяет повысить эффективность преобразования 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 осями симметрии и расположенные по дуге окружности 4. Линейный приемник (П) 5 установлен над

„„SU„„1449785 А1 отражателями 3 на расстоянии от центра 6 окружности 4, равном ее радиусу, с возможностью вращения вокруг его оси 9 симметрии и перемещения по дуге окружности 4. Привод 7 связан с рычагом 2. Кинематический механизм 8, установленный на каркасе 1, связан с П 5. Отношение угла, образованного плоскостью П 5 и плоскостью касательной траектории его движения, к углу, образованному плоскостью, проходящей через ось 9, центр 6, с одной стороны, и оптичес" кой плоскостью отражателей 3 с дру" гой стороны, лежит v определенных пределах и зависит от радиуса окружности 4, ширины отражателя и коэффициента конструктивного расширения апертуры П 5. Перекрытие фокальной зоны отражателей осуществляют при минимально возможной ширине П 5, что снижает его теплопотери и повышает

КПД преобразования солнечной энер.гии в тепло. 3 ил.

1449785

Изобретение относится к устройствам, преобразующим солнечную энергию, частности к концентрирующим солнечым коллекторам.

Цель изобретения — повьш ение эффективности преобразования солнечНой энергии в тепловую.

На фиг.1 изображена гелиоустановga общий вид," на фиг.2 — оптическая хема гелиоустановки; на фиг.3 —ариант конструктивного выполнения елиоустановки.

Гелиоустановка содержит каркас 1, акрепленные на нем двуплечий повоотный рычаг 2 и полосковые отраатели 3, наклоненные ppyr относиельно друга на. четверть центральгого угла между их осями симметрии расположенные на дуге окружности 4, инейный приемник 5 концентрированого излучения, установленный на рыgare 2 над отражателями 3, на расcòoÿíHH от центра б окружности 4, равном ее радиусу R с возможностью перемещения по дуге окружности 4, привод 7, связанный с рычагом 2, и к инематический механизм 8, установенный на каркасе 1 и связанный с иемником 5. Приемник 5 установлен с возможностью вращения вокруг.его оси 9 симметрии, а отношение угла, образованного плоскостью 10 приемн лка 5 и плоскостью 11 касательной аектории его движения, к углу, образованному плоскостью 12, прохощей через ось 9 симметрии приемника 5, центр 6 окружности 4 полосков х отражателей 3 с одной стороны и оптической плоскостью 13 последних с другой стороны, лежит в пределах:

15 R/Ь V 15

11 ЗК2 + 21К + 44 g 11

R/Ü

+ - -------- — -- 1

ЗК2 — 21К + 44 где R — радиус окружности 4;

Ь вЂ” ширина полоскового отражателя 3; 1 — угол, образованный плоскостью 10 приемника 5 и плоскостью 11 касательной траектории его движения;

М вЂ” угол отклонения рычага 2 от оптичесKoi: плеск < 1H симметрии Kosoås Tð:.I7. р I, К вЂ” коэффициент конструктивного расширения апертуры приемника 5.

Приемник 5 может поворачиваться вокруг оси 9 при помощи подшипников 14.

Кинематический механизм 8 состоит из неподвижного шкива 15, шкива

10 1б и охватывающих их без проскальзывания троса 17. Привод 7 связан с рычагом 2 через зубчатое колесо

18 с программным роликом 19 и зубчатый сектор 20.

15 На фиг.З кинематический механизм

8 выполнен кулисным и содержит кулису 21, жестко связанную с осью 9 приемника 5 и подвижно с ползуном 22, шарнирно закрепленным на каркасе 1.

Соотношение углов g и Р обеспечивается выбором места крепления ползу на 22.

Особенностью неподвижных полосковых отражателей 3 со следящим за положением Солнца приемником 5 является изменение ширины фокальной зоны. При этом максимальная ширина зоны достигается при расположении Солнца в оптической плоскости 13 отражателей и определяется выражением

cos— (4

В = 4Rsin — — Ь вЂ” ——

cos—

l где  — ширина световой полосы, R — - радиус окружности 4, 40

8 — - видимый угол солнечного диска (около 32 угл. мин.), Ъ вЂ” ширина одного полоскового отражателя", угол взаимного наклона по45 ласковых отражателей.

При неповоротном выполнении подвижного приемника (прототип) перекрытие им концентрированного потока излучения осуществляется для размеров светоприемной поверхности (апертуры) приемника 5, превышающих максимальную ширину фокальной зоны (фиг.2, приемник изображен пунктиром), что и обуславливает теплопоте55 ри в отклоненных от оптической плоскости положениях приемника.

Дополнительный поворот приемника

5 относительно своей е« 9 с мметрии позволяет ограничить E.l: 1 а м р апер1449 78 туры максимальной шириной фока.ч»нои зоны. Однако прн отклоненном положении приемника ширина его будет избыточной, что позволяет выполнить

5 передаточное число кинематического механизма 8 в некотором диапазоне значений, связанных с точностью выдерживания номинальной ширины приемника 5 (равной максимальной ширине В фокальной зоны).

Представленные полиномы аппроксимируют диапазоны возможных передаточных чисел для любой практическиприемлемой точности изготовления. 15

Гелиоустановка работает следующим образом.

При слежении за Солнцем привод 7 (фиг.1) зубчатым колесом 18 перемещает зубчатый сектор 20 и поворачива" 20 ет рычаг 2 вокруг отражателей 3, совмещая приемник 5 с фокальной зоной отражателей 3. При этом трос 17 обкатывается по неподвижному шкиву 15 и поворачивает шкив 9, что приводит к повороту приемника 5 в подшипниках

14 на необходимьпi угол.

Перекрытие фокальной зоны отражателей осуществляется при минимально возможной ширине приемника 5, что снижает его теплопотери и повьпнает

КПД преобразования солнечной энергии в тепло. Поворот приемника 5 приводит как бы к увеличению ширины плоскости приемника 5, световые пятна от 35 крайних отражателей 3 не выходят за пределы этой поверхности и коэффициент К показывает в относительных единицах увеличение поверхности 10 за счет поворота вокруг оси 9. 40

Формула изобретения

Гелиоустановка, содержащая каркас, закрепленные на нем двуплечий пово- 45 ротный рычаг и полосковые отражатели, }! чк..г чсn11E!E нруг с тносительно друга на четверть центрального угла между их осями симметрии и расположенные по дуге окружности, линейный приемник коннентрированного излучения, установленный на рычаге над отражателями на расстоянии от центра окружностй, равна ее радиусу с возможностью перемещения по дуге окружности, привод, связанный с рычагом, и кинематический механизм, установленный на каркасе и связанный с приемником, о т л и— ч а ю щ а я с я тем, что, с целью повьппения эффективности преобразования Солнечной энергии в тепловую, приемник установлен с возможностью вращения вокруг его оси симметрии, а отношение угла, образованного плоскостью приемника и плоскостью касательной траектории его движения к углу, образованному плоскостью, проходящей через ось симметрии приемника, центр окружности полосковых отражателей с одной стороны и оптичес" кой плоскостью последних с другой стороны, лежит в пределах

К/b

+ — — — — — — --- < — (11 ЗК + 21К + 44 с 15 R/b

11 ЗК вЂ” 21К + 44 где R — радиус окружности;

Ъ вЂ” ширина полоскового отражателя, 1 — угол, образованный плоскостью приемника и плоскостью, касательной траектории его движения, Ч вЂ” угол отклонения рычага от оп" тической плоскости симметрии концентратора;

К вЂ” коэффициент конструктивного расширения апертуры приемника.

1449785

Составитель М.Валов

Техред Л.Сердюкова

Корректор В.Романенко

Редактор Н.Гунько! о о: .. 11. (i..òíàÿ, ч

Произв< тлеl н -полl гг:<

:<ф,г.а ское предприятие, г. Ужг р. д, у ..

663 Подписное

Заказ 6951/38 Тираж изоб етениям и открытиям прп 1 V IT СССР.

ВНИИПИ Гамсун;ц ственного комитета по изобретени

1 13А35, Москва, Ж-35, Раушская наб., д. 4/5