Строительная конструкция концентратора солнечной энергии Советский патент 1986 года по МПК E04H12/00 

Изобретение относится к области строительства, а именно к конструкции стационарного концентратора солнечной энергии.

Целью изобретения является повышение мощности, экономичности и надежности концентратора за счет увеличения степени концентрации солнечных лучей при одновременном повьшении устойчивости и эксплуатационных качеств конструкции.

На фиг.1 изображена строительная конструкция концентратора солнечной энергии в аксонометрии; на фиг.2 то же, разрез по оси симметрии; на фиг.З - разрез А-А на фиг.2; на фиг.4 - разрез Б-Б на фиг.2; на фиг.5 - узел I на фиг.2; на фиг.6 узел II на фиг.2.

Строительная конструкция концентратора солнечной энергии включает опорную часть, образованную из встречно наклонньпс друг к другу и соединенных между собой разновысоких ферм 1 и 2. Фермы объединены попарно и поярусно, раскреплены горизонтальными связевыми фермами 3.

Фермы 3 снабжены консольными площадками 4, к которым прикреплен каркас зеркала 5 посредством юстировочных элементов 6. Каждая пара встречно наклонных ферм 1 и 2 смещена в плане относительно смежных с ней пар ферм, а их одноименные опорные элементы размещеш) на условных параллельных параболах 7. Внешние пояса наклонных ферм 1 и 2 вписаны в разнонаклонные условные параболоцилиндры 8 ,и 9. Горизонтальные связевые фермы 3 в пределах каждого яруса выполнены в виде искривленных в плане многотранников 10. Конфигурация многогранников 10 вьтолнена такой, что их вершины вписаны в разнонаклонные условные параболоцилиндры 8 и 9. Консольные площадки 4 включают соединенные через юстировочные элементы 6 и комбинированные элементы жесткости 11 консоли 12 постоянной длинь, к которым прикреплены элементы каркаса зеркала 5. Элементы.жесткости 11 посредством консолей 13 жестко соединены обращенными к ним элементами ферм 1-3. Консоли 13 в разных ярусах выполнены разной длины. При этом их длина выполнена такой, что их концы, соединенные с элементами жесткости 11, вывед«1ы в условную поверхность,

параллельную1 поверхности параболоида зеркала 14 концентратора. На консолях 12 и 13 может быть размещен настил 15 для обслуживания элементов каркаса зеркала 5. Оптическая ось 16 зеркала 14 направлена к системе наклонных ферм 1 и 2 и пересекает их таким образом, что главная вертикальная оптическая плоскость, содержащая оптическую ось 16 и фокальнзто точку 17, совмещена с плоскостью симметрии концентратора. Концентратор с тыпьной стороны снабжен решетчатой башней 18, которая установлена вертикально и размещена симметрично относительно главной вертикальной оптической плоскости концентратора. Башня 18 объединена с наклонными фермами 1 концентратора дополнительными горизонтальными связевыми элементами жесткости 19. Кроме того, башня 18 снабжена по внешнему контуру горизонтальными 20 и наклонными элементами 21 лестницы, которые чередуются между собой и образуют жесткий пространственный каркас. Внутри решетчатого ствола башни 18 расположены ствол лифтовой шахты, представляющий собой дополнительный элемент жесткости пространственной конструкции концентратора. Система наклонных ферм 1 с внешней выпуклой стороны каркаса, обращенной к солнцу, снабжена горизонтальными площадками, состоящими из горизонтальных onopmix консолей 22, которые жестко прикреплены к внешнему поясу ферм 1, прогонов 23 и элемен-. тов настила 24. Настил 24 может быть вьтолнен из просечновытяжных металлических элементов. К прогонам 23 прикреплены солнцезащитные экраны 25, которые могут быть усилены ребрами жесткости 26. С противоположной стороны настил 24 снабжен защитным ограждением 27. Экраны 25 вьшолнены в виде горизонтально ориентированных наклонных в вертикальной плоскости ленточных элементов. Зазор 28 между смежными по высоте экранами 25 обеспечивает естественное освещение внутреннего объема концентратора рассеянным светом и аэрацию его, а совокупность смежных по высоте элементов 25, 27 и настила 24 предотвращает инсоляцию несущих элементов каркаса. Общая жесткость и устойчивость сооружения обеспечива31

ется также тем, что нижние торнэы ферм 1 жестко связаны единой фундаментной плитой 29, а нижние торцы ферм 2 - аналогичной плитой 30, которые могут быть вьтолнены из монолитного железобетона и имеют конфигурацию, ограниченную в плане вертикальными поверхностя1«1и параболоцилиндра, параллельны друг другу, при этом нижняя часть плит 29 и 30 может быть уступообразно уширена по отношению к их верхней части с сохранением параболического или ломаного очертания в плане.

Вьшолняют конструктивные элементы концентратора из материалов, применяемых в строительстве: стали, алюминия, железобетона, высококачественного стекла, композитных и пластических материалов.

Монтируют предлагаемое устройство поэлементно, попанельно или укрупненными блоками.

. Строительная конструкция концентратора работает следунмцим образом.

Поступающие от гелиостатов солнечные лучи 31, отражаясь от элементов зеркала.14, собираются в фокальной точке 17 на гелиоприемнике солнечной

496684

печи, где происходит высокотемпературный технологический процесс.

Конструктивное исполнение с крупноформатным зеркалом в виде параболоида вращения, закрепленным на жестком каркасе в виде взаимно смещенных в плане наклонных ферм, объединенных связями с вертикальной башней, опертых на две жесткие, искривленные в плане фундаментные плиты, в со етании с защитой несущих элементов каркаса от инсоляции и неравномерных температурных деформаций обеспечивает пр сравнению с известным устройством повьштения мощности концентратора в 100 раз и надежности его работы в 1,5 раза.

Перечисленные выше факторы с учетом простоты конструктивного решения обеспечивают повьшгенную экономичность концентратора, выражающуюся в снижении расхода основных Материалов на единицу вьфабатьшаемой энергии и, в конечном счете, в снижении себестоимости продукции в виде тугоплавких особо чистых материалов, необходимых для важных отраслей народного хозяйства. I I I и II . -A JO

8

(ригЛ

Ю

Ю

1. СТРОИТЕЛЬНАЯ КОНСТРУКЦИЯ КОНЦЕНТРАТОРА СОЛНЕЧНОЙ ЭНЕРГИИ, включающая опорную часть в виде системы попарно объединенных,встречно, наклоненных разновысоких ферм, поярусно раскрепленных горизонтальными связевыми фермами с консольными площадками, и каркас зеркала с юстировочными элементами, отличающаяся тем, что, с целью повьшения мощности, экономичности и надежности за счет увеличения степени концентрации солнечных лучей при одновременном повьппении устойчивости и эксплуатационш.1х качеств конструкции, каждая пара встречно наклонных ферм смещена в плане относительно смежных ферм с размещением одноименных опорных элементов ферм по параллельным параболам, а внешние пояса наклонных ферм вписаны в разнонаклонные параболоцилиндры, причем пояса горизонтальных связевых ферм выполнены ломанными в плане и вписаны в поверхность параболоцилиндров, при этом консольные площадки выполнены разной длины, а их свободные концы в зоне опирания юстировочных элементов каркаса зеркала дбразуют поверхность параболоида вращения, оптическая ось и главная оптическая плоскость которого совмещены с плоскостью симметрии строительной конструкции, снабженной с тыльной стороны решетчатой башней, установленной в вертикальной оптической плоскости концентратора и соединенной с наклонными фермами дополнительными гоI ризонтальными связевыми элементами жесткости, при этом большие из (Л встречно наклонньрс ферм с выпуклой стороны каркаса снабжены горизонтальными площадками в виде решетчатого настила и наклонными солнцезащитными экранами. 2. Конструкция по п.1, о т л и чающаяся тем, что решетча4ib тая башня снабжена чередующимися СО между собой горизонтальными и накО) лонными элементами жесткости, расО положенными по ее внешнему контуру 00 и вьтолненными в виде образующих пространственный каркас панелей лестницы, при этом башня снабжена установленными внутри нее дополнительным элементом жесткости в виде ствола лифтовой шахты.

f Л / S

/ / / /

qjepfta

(ptff.S

сриг.6