Установка для ориентации гелиостата Советский патент 1983 года по МПК F24J3/02 

(54) УСТАНОВКА ДЛЯ ОРИЕНТАЦИИ ГЕЛИОСТАТА

1

Изобретение относится к гелиотехнике, в частности, к установкам для ориентации гелиостата.

Известна установка для ориентации гелиостата, содержащая размещенную в центральном отверстии зеркала гелиостата оптическую систему и установленный за зеркалом светочувствительный датчик 1.

В этой установке сфокусированное сферической линзой солнечное излучение падает на диффузно отражающее перфорированное полусферической фор.мы зеркало и направляется им на дополнительное зеркало, укрепленное на тыльной поверхности зеркала гелиостата. Отразившись от дополнительного зеркала, пучок солнечного излучения через перфорированное зеркало попадает на установленный за ним светочувствительный датчик. При этом точность ориентации гелиостата установки связана с центровкой оптической системы на гелиостате, используемым методом ориентации по краю пучка излучения, а также специальной подгонкой осей вращения гелиостата.

Цель изобретения - повышение точности ориентации гелиостата.

Поставленная цель достигается тем, что в установке для ориентации гелиостата, содержащей размещенную в централь5 ном отверстии зеркала гелиостата оптическую систему и установленный за зеркалом светочувствительный датчик, оптическая система выполнена в виде расположенного параллельно зеркалу полупрозрач,0 ного отражающего элемента и световозвращающего устройства.

При этом, световозвращающее устройство может быть выполнено в виде полусфер различного диаметра с общим центром и основаниями, расположенными параллель15 но зеркалу, причем полусфера большего диаметра расположена над зеркалом и на части поверхности снабжена зеркальным покрытием, а отражающий элемент выполнен в виде полупрозрачного зеркального покрытия на основании одной из полусфер.

Кроме того, полупрозрачный отражающий элемент может быть выполнен в виде плоской пластины, а световозвращающее устройство - в виде размещенных под зеркалом призм-катафотов с прозрачными основаниями, обращенными к пластине и расположенными по касательным к сферической поверхности.

Целесообразно при выполнении световозвращающего устройства в виде полусфер, чтобы между основаниями полусфер была размещена диафрагма.

На фиг. 1 показана установка для ориентации гелиостата; на фиг. 2 - световозвращающее устройство, выполненное в виде полусфер с общим центром; на фиг. 3 - то же, выполненное в виде призм-катафотов.

Установка для ориентации гелиостата содержит размещенную в центральном отверстии 1 (фиг. 1) зеркала 2 гелиостата 3, оптическую систему 4 и установленный за зеркалом 2 светочувствительный датчик 5. Оптическая система 4 выполнена в виде расположенного параллельно зеркалу 2 полупрозрачного отражающего элемента 6 и световозвращающего устройства 7.

При этом, световозвращающее устройство 7 может быть выполнено в виде полусфер 8 и 9 (фиг. 2) различного диаметра с общим центром и основаниями, расположенными параллельно зеркалу 2, причем полусфера 8 большего диаметра расположена над зеркалом 2 и на части поверхHoctH снабжена зеркальным покрытием 10, а отражающий элемент 6 выполнен в виде полупрозрачного зеркального покрытия 11 на основании одной из полусфер 8 или 9.

Кроме того, полупрозрачный отражающий элемент 6 может быть выполнен в виде плоской пластины 12 (фиг. 3), а световозвращающее устройство 7 - в виде размещенных под зеркалом 2 призм-катафотов 13 с прозрачными основаниями, обращенными к пластине 12 и расположенными по касательным к сферической поверхности.

В случае выполнения световозвращающего устройства 7 в виде полусфер 8 и 9 между основаниями последних может быть размещена диафрагма 14 (фиг. 2). Центр отверстия диафрагмы 14 совпадает с общим центром полусфер 8 и 9.

Диафрагма 14 может быть выполнена из тонкой фольги или же в виде прозрачного покрытия.

Светочувствительный датчик 5 может быть снабжен светофильтром 15 и дополнительным отражателем 16.

В комплексе с оптической системой 4 должен быть использован светочувствительный датчик 5, представляющий собой объектив 17 (фиг. 3) и приемник 18 излучения, помещенный в фокальную плоскость этого объектива 17.

В качестве призм-катафотов 13 могут быть использованы известные призмы с крыщей и с одним отражением Б к Р-180° Использовать световозвращающее устройство в виде призм-катафотов 13 удобно в случае непосредственного наведения датчика 5 на облучаемый объект, например, на солнечных электростанциях, где каждый гелиостат 3 наводится индивидуально, а также при корректировке заданного направления в процессе эксплуатации, осуществляемой непосредственно через плоскопараллельную пластину 12.

Установка работает следующим образом.

Для световозвращающего устройства 7 в виде полусфер 8 и 9 (фиг. 2) солнечное излучение пересекает наружную поверхность полусферы 8, доходит до оснований полусфер 8 и 9 и частично отражается полупрозрачным зеркальным покрытием 11, нанесенным на основании одной из полусфер 8 и 9. Отраженный покрытием 11 луч падает на зеркальное покрытие 10, которым снабжена нижняя часть поверхности полусферы 8, отражается им и проходит через полупрозрачное покрытие 11 и отверстие диафрагмы 14 к дополнительному отражателю 16, а от него через светофильтр 15 попадает в приемник 18 излучения.

Оптическая система 4 обеспечивает поворот на 180° луча, отраженного входящим в ее состав полупрозрачным элементом 6, с помощью световозвращающегося устройства 7.

При выполнении световозвращающего устройства 7 в виде призм-катафотов 13 (фиг. 3) солнечное излучение, проходя через полупрозрачную пластину 12, падает на прозрачное основание одной из призм-катафотов 13, входит в нее, поворачивается на 180° и снова падает на пластину 12, частично отражаясь ею на дополнительный отражатель 16. Излучение от отражателя 16 фокусируется объективом 17 на приемнике 18 датчика 5.

Выполнение оптической системы 4 в виде совокупности полупрозрачного отражающего элемента 6, расположенного параллельно зеркалу 2 гелиостата 3, и световозвращающего устройства 7, обеспечивающего поворот отраженного элементом 6 излучения на 180°, позволяет достичь ее афокальности, что в свою очередь дает возможность точно сфокусировать управляющее солнечное излучение на светочувствительном датчике 5 независимо от центровки оптической системы 4 и без специальной подготовки осей вращения гелиостата 3 и тем самым noBbiDjaeT точность ориентации.

Кроме того, ориентирование осуществляется по изображению солнца, что дополнительно повышает точность.

Предлагаемая установка для ориентации гелиостата упрощает изготовление самого гелиостата и монтаж установки в нем. Упрощается эксплуатация гелиостата и его наведение на облучаемый объект.

Формула изобретения

5 3. Установка по п. 1, отличающаяся тем, что полупрозрачный отражающий элемент выполнен в виде плоской пластины, а световозвращающее устройство - в виде размещенных под зеркалом призм-катафотов с прозрачными основаниями, обращенными

О к пластине и расположенными по касательным к сферической поверхности.

5Источники информации,

принятые во внимание при экспертизе 1. Патент США №4013885, кл. 250-203, опублик. 1977.