СОЛНЕЧНЫЙ ДВИГАТЕЛЬ Российский патент 1995 года по МПК F03G6/00 

Изобретение относится к термомагнитным явлениям физики и может быть использовано для повторяющегося периодического отслеживания за циклически перемещающимися в пространстве светоизлучающими телами.

Известно устройство, содержащее шток, связанный одним концом с опорой и перемещающийся в обе стороны вдоль своей оси, тепловоспринимающий рабочий орган, закрепленный на штоке, и оптическую систему в виде собирающей линзы, фокусирующей солнечное излучение на рабочем органе.

Известное устройство не обеспечивает слежения за движущимися в пространстве объектами.

Целью изобретения является обеспечение возможности слежения за перемещающимися в пространстве светоизлучающими телами.

Указанная цель достигается тем, что в оптической системе перед линзой установлены параллельно друг другу с образованием зазора два зеркала, ориентированные рабочими поверхностями вне зазора и механически связанные через рычаг обратной связи со штоком, последний снабжен механизмом фиксации, выполненным в виде установленного на штоке элемента фиксации и взаимодействующего с ним одним концом коромысла, другой конец которого закреплен при помощи пружины, связывающей шток с опорой, и рычага сброса, взаимодействующего с коромыслом, а рабочий орган выполнен в виде ряда дискретно расположенных элементов из ферромагнитного материала, и взаимодействующего с ним постоянного однонаправленного магнита.

Сущностью изобретения является решение задачи слежения с помощью солнечного двигателя линейного перемещения. В солнечном двигателе формируется сила F под действием светового потока, падающего на рабочие элементы из ферромагнитного материала, находящиеся в магнитном поле. Значение этой силы определяется
F mσ(T·H) где m масса рабочих элементов
σ намагниченность рабочих элементов
Т температура нагрева рабочих элементов под действием светового потока
Н напряженность магнитного поля.

При этом слежение с помощью солнечного двигателя оказывается возможным, если угол поворота источника света (объекта слежения) в плоскости пространства через силу F вызывает такое смещение штока с рабочими элементами из ферромагнитного материала, которое через рычаг обратной связи изменяет соответственно угол поворота параллельных зеркал, отслеживая таким образом движение источника света.

На чертеже представлен солнечный двигатель линейного перемещения с системой слежения.

Солнечный двигатель содержит шток 1, рабочие элементы дискретные из ферромагнитного материала 2, постоянный магнит однонаправленного действия 3, собирающую линзу 4, два зеркала 5, установленные параллельно друг другу с образованием зазора, рычаг обратной связи 6, рычаг сброса 7, коромысло 8, один конец которого закреплен при помощи пружины 9, возвратная пружина 10, фиксатор положения штока 11, опоры 12-15.

На чертеже также показан не являющийся элементом устройства объект слежения источник света 17 и траектория его движения 18, которые приведены для большей ясности принципа действия солнечного двигателя линейного перемещения с системой слежения.

Кроме того, на чертеже указаны силы F₁ и F₂. Первая из них возникает в результате действия солнечного двигателя под действием светового потока, а вторая результат срабатывания пружины 10.

Солнечный двигатель работает следующим образом.

Солнечный двигатель имеет исходное состояние, с которого начинается слежение за объектом слежения источником света 17 после его захвата. При этом, естественно, предполагается, что объект слежения источник света 17 в точке захвата обязательно появится. В противном случае захвата не произойдет. На чертеже солнечный двигатель показан в исходном состоянии, когда объект слежения источник света 17 находится в крайней правой позиции. При этом правое зеркало 5 и собирающая линза 4 ориентированы на фокусирование потока света на один из самых правых рабочих элементов 2.

С появлением объекта слежения 17 (например солнца) в точке захвата поток света попадает на соответствующий рабочий элемент 2 из ферромагнитного материала. В результате этого возникает сила F₁=mσ(T·H) (см.выше), пере- мещающая шток 1 вправо и натягивающая пружину 10. В связи с дискретным расположением рабочих элементов 2 и некоторым запаздыванием процесса отслеживания от процесса смещения объекта 17 периодически возникает ослабление силы F₁. Для того, чтобы в эти моменты ослабление силы F₁ не сработала сразу сила F₂ возвратной пружины 10 применены коромысло 8 и пружина 9, которые через фиксатор 11 удерживают шток в достигнутом состоянии.

При завершении процесса отслеживания (т.е. при повороте зеркал 5 за объектом 17) с помощью рычага обратной связи 6 сила F₁ достигает вновь своего максимального значения и сдвигает еще правее шток 1.

При вертикальном положении объекта 17 над зеркалами 5 (например если объектом 17 является солнце, находящееся в зените) световой поток проходит на линзу 4 в щель между двумя параллельными зеркалами, обеспечивая коллимацию светового пучка, а затем аналогично вместо правого зеркала начинает работать левое.

Процесс смещения штока 1 вправо будет продолжаться до тех пор, прока объект 17 не достигнет точки конца траектории движения 18 (например, когда солнце заходит). При этом рычаг сброса 7 механически достигает правой части коромысла 8, растягивает пружину 9 и расцепляет коромысло 8 и фиксатор 11.

Так как при этом F₁ ≠ 0, то сила F₂ возвратной пружины 10 возвращает систему слежения в исходное состояние (в режиме ожидания).

Использование: для повторяющегося периодического отслеживания за циклически перемещающимися в пространстве светоизлучающими телами. Сущность изобретения: солнечный двигатель содержит шток, связанный одним концом с опорой 16 и перемещающийся в обе стороны вдоль своей оси, тепловоспринимающий рабочий орган 2, закрепленный на штоке, и оптическую систему в виде собирающей линзы 4, фокусирующей солнечное излучение на рабочем органе 2. При этом в оптической системе перед линзой установлены параллельно друг другу с образованием зазора два зеркала 5, ориентированные рабочими поверхностями вне зазора и механически связанные через рычаг 6 обратной связи со штоком. Шток снабжен механизмом фиксации, выполненным в виде установленного на штоке элемента 11 фиксации и взаимодействующего с ним одним концом коромысла 8, другой конец которого закреплен при помощи пружины 9, и механизмом возврата, выполненным в виде возвратной пружины 10, связывающей шток с опорой 16, и рычага сброса 7, взаимодействующего с коромыслом 8. Рабочий орган выполнен в виде ряда дискретно расположенных элементов из ферромагнитного материала и взаимодействующего с ними постоянного магнита 3 однонаправленного действия. 1 ил.

СОЛНЕЧНЫЙ ДВИГАТЕЛЬ, содержащий шток, связанный одним концом с опорой и перемещающийся в обе стороны вдоль своей оси, тепловоспринимающий рабочий орган, закрепленный на штоке, и оптическую систему в виде собирающей линзы, фокусирующей солнечное излучение на рабочем органе, отличающийся тем, что в оптической системе перед линзой установлены параллельно друг другу с образованием зазора два зеркала, ориентированные рабочими поверхностями вне зазора и механически связанные через рычаг обратной связи со штоком, последний снабжен механизмом фиксации, выполненным в виде установленного на штоке элемента фиксации и взаимодействующего с ним одним концом коромысла, другой конец которого закреплен при помощи пружины, и механизмом возврата, выполненным в виде возвратной пружины, связывающей шток с опорой, и рычага сброса, взаимодействующего с коромыслом, а рабочий орган выполнен в виде ряда дискретно расположенных элементов из ферромагнитного материала и взаимодействующего с ними постоянного магнита однонаправленного действия.