Фокусирующий коллектор солнечной энергии Советский патент 1985 года по МПК F24J2/12 

Изобретение относится к гелиотехнике, в частности к фокусируюпщм коллекторам солнечной энергии.

Целью изобретения является предотвращение температурной разъюстировки коллектора путем обеспечения свободной температурной деформации зеркала коллектора относительно его каркаса.

На фиг,1 показана конструктивная схема фокусирующего коллектора солнечной энергии; на фиг.2 - фокусирующий коллектор с указанием точек опоры зеркала, вид в планер на фиг.З конструктивная схема крепления зеркала на каркасе коллектора, фрагментJ на фиг.4 - схема температурной деформации зеркала в радиальном сечении коллектора, на фиг.З - конструкция опоры вершины зеркала в виде стержневой пирамиды; на фиг.6 - то же, в виде цилиндра с фланцами на фиг.7 - то же, в виде профиля звездообразного сечения; на фиг.8 - конструкция стержня точки опоры зерка- ла в виде раздвижной тяги.

Фокусирующий коллектор солнечной энергии содержит установленный на опорно-поворотном устройстве 1 (фиг.1) каркас 2, расположенное на нем параболоидной формы зеркало 3 и приемник 4 излучения, закрепленный на каркасе 2 с помощью штанг 5 (фиг.2).

Зеркало 3 (фиг.1) вершиной 6 (фиг.З) закреплено на каркасе 2 и кинематически связано с ним с помощью стержней 7, шарнирно закрепленных на зеркале 3 и каркасе 2, причем каждый стержень 7 (фиг.4) расположен перпендикулярно к прямой 8, проходящей через вершину 6 зеркала 3 и точку 9 опоры (фиг.2). Зеркало 3 может быть выполнено из металлического листа, стеклопластика или иного материала со светоотражающим слоем.

Штанги 5 (фиг.2) приемника 4 излучения проходят через отверстия 10 в зеркале 3. Точки 9 опоры зеркала 3 расположены, например, по радиальнокольцевой схеме.

Каркас 2 (фиг.1) выполнен, например, в виде пространственной ферменной конструкции с радиально-кольцевым расположением стержней 11.

Материалом каркаса 2 может служить сталь, а зеркала 3 - алюминий стеклопластик или иной материал.

Стержни 7 и 11 могут быть выполнены из стали.

При нагреве зеркало 3 (фиг.4) принимает форму параболоида 12 и его фокальная зона 13 трансформируется в зону 14.

Вершина 6 зеркала 3 может быть закреплена на каркасе 2 фокусирующего коллектора с помощью стержневой пирамиды 15 (фиг.З) или с помощью цилиндра 16 (фиг.6) с фланцами, или с помощью профиля 17 (фиг.7) со звездообразным сечением. Стержень 7 может быть выполнен в виде раздвижной тяги 18 (фиг.8), закрепленной с помощью шарниров 19 на зеркале 3 и каркасе 2. .

Для умейьшения воздействия поперечных сил на заделку вершины 6 зеркала 3, возникающих от веса последнего в наклонном положении и от ветровых нагрузок, часть стержней 7 может быть заменена на опоры иной конструкции, в частности на опоры Б виде треугольных пластин, закрепленных на каркасе 2 и зеркале 3 в двух взаимно перпендикулярных сечениях зеркала 3. Такая опора также может иметь вид стержня с фланцевым креплением в каркасу 2 и шарниром н зеркале 3 или стойки с гофром, приг клепанной к зеркалу 3 и каркасу 2.

Коллектор работает следующим образом.

При перепаде температуры, возникающем из-за неодинакового солнечного нагрева зеркала 3 (фиг.1 и 4) и находящегося в его тени каркаса 2 зеркало 3 расширяется по радиусам, проведенным из вершины 6 зеркала 3, причем величина перемещения каждой точки 9 опоры пропорциональна расстоянию этой точки 9 от вершины 6. I .

Штанги 3, также находящиеся в зоне солнечного нагрева и имеющие аналогичный перепад температуры относительно каркаса 2, удлиняются и перемещают приемиик 4 излучения всле за перемещением фокальной зоны 13 зеркала 3. При этом обеспечивается автоматически фокусировка солнечной энергии в фокальной зоне 14. При этом каждый стержень 7, расположенный в радиальном сечении и препятствующий перемещению точки 9 опоры в направлении вдоль стержня 7, поворачивается на небольшой угол, в результате ч€го зеркало 3 принимает

3 .

форму параболоида 12 с фокальной зоной 14.

Предлагаемое выполнение фокусирующего коллектора солнечной энергии обеспечивает развязку температурных деформаций зеркала приемника излучения и их каркаса а следовательно стабильное расположение приемника в фокальной зоне зеркала.

631044

При этом снижаются внутренние напряжения в материале зеркала, что увеличивает его эксплуатационную надежность.

5 Кроме того создаются предпосылки для создания крупногабаритных зеркал и упрощается выбор конструкционных материалов фокусирующего коллектора.

Фиг.2

ФОКУСИРУЮЩИЙ КОЛЛЕКТОР СОЛНЕЧНОЙ ЭНЕРГИИ, содержащий установленньй на опорно-поворотном устройстве каркас, расположенное на нем параболоидной формы зеркало и приемник излучения, закрепленный на каркасе с помо1цью штанг, отличающийся тем, что, с целью предотвращения температурной разъюстировки коллектора, зеркало вершиной закреплено на каркасе и кинематически связано с НИН с помсщью стержней, шарнирно закрепленных на зеркале и каркасе, причем кaжд|idt стержень расположен перпендикулярно к прямой, проходящей через вершину зеркала и точку опоры. e

Фиг. 6

ФиъЛ

ФиъЬ