Гелиоустановка Советский патент 1986 года по МПК F24J2/38 

Изобретение относится к гелиотехнике, в частности к высокотемпературным солнечным печам, и предназначено для регулирования положения гелиостата относительно Солнца.

Известна гелиоустановка, содержащая концентратор с оптической осью и гелиостат, установленный с возможностью поворота во взаимно перпендикулярных направлениях и имеющий пересекающиеся оси поворота, одна из которых расположена по оси концентра, тора, и механизм поворота 1.

Однако гелиостат известной гелиоустановки не обеспечивает плавности и точности слежения за Солнцем в течение дня и по сезонам года, что приводит к дрейфу центра фокального пятна относительно геометрического фокуса концентратора. Указа-нный эффект происходит из-за резкого изменения скорости поворота гелиостата вокруг осей вращения. Резкое изменение скорости поворота приводит к динамическим перегрузкам, что требует увеличения жесткости несущего каркаса и увеличения мощности приводных двигателей гелиостата. Дрейф фокального пятна из-за неточности и нег1лав,ности приводит к неэффективному использованию гелиоустановки.

Цель изобретения - повыщение точности и плавности слежения гелиостата за Солнцем.

npcT,gB4eHHaJk цель достигается тем, что гелиостат снабжен установленными с его тыльной стороны направляющими с расположенным на них ползуном, механиз м поворота выполней в .виде пересекающего оптическую ось концентратора приводного вала, установленного к горизонту под углом, равным географической широте местности, и жесткой тяги, шарнирно-связанной одним концом с валом в месте его пересечения с осью концентратора, а другим - посредством щ-арового шарнира с ползуном, причем приводной вал установлен с возможностью синхронного по10

15

20

25

30

35

низм поворота выполнен в виде пересекающего оптическую ось 2 концентратора 1 приводного вала 8, установленного к горизонту под углом а, равным географической широте ф местности, и жесткой тяги 9, шарнир- но связанной одним концом с валом 8 в месте (точка А) его пересечения с осью 2 концентратора 1, а другим - посредством шарового гиарнира 10 с ползуном 7, причем приводной вал 8 установлен с возможностью синхронного поворота за видимым движением Солнца, а длина / тяги 9 равна расстоянию S между точкой А пересечения оси 2 концентратора 1 с валом 8 и точкой В пересечения осей 4 и 5 гелиостата 3.

Тяга дополнительно связана с приводным валом 8 посредством шарнирно закрепленной на них телескопической штанги II.

Синхронный поворот вала 8 за видимым движением -Солнца обеспечивается равенством скорости поворота вала 8 и скорости вращения Земли, т. е. скорость W поворота вала 8 равна 15 град/ч.

Гелиоустановка работает следующим образом.

В начале рабочего цикла жесткой тяге 9 задастся суточное склонение Солнца с помощью телескопической щтанги 11, при этом тяга 9 прицеливается в центр солнечного диска. Приводной вал 8 поворачивается с постоянной угловой скоростью W . 15 град/ч. Тяга 9 поворачивается с приводным валом 8 относительно шарового шарнира 10, а ползун 7 перемещается по направляющим 6, установленным с тыльной стороны гелиостата 3. При этом гелиостат 3 совершает сложное движение относительно центра вращения на пересечении осей 4 и 5, а нормаль к поверхности гелиостата всегда остается биссектрисой угла р, образованного оптической осью 2 концентратора 1 и жесткой тягой 9. Следовательно, отраженный от гелиостата 3 центральный луч все время остается в плоскости, проходящей через центр солнечного

ворота за видимым движением Солнца, а дли- 40 диска и оптическую ось 2 концентратора 1,

на тяги равна расстоянию между точкой пере-- сечения оси концентратора с валом и точкой пересечения осей гелиостата.

Тяга может быть дополнительно связана с приводным валом посредством шарнирно закрепленной на них телескопической щтанги.

На чертеже приведена схема гелиоустановки.

Гелиоустановка содержит концентратор 1 с горизонтальной оптической осью 2 и гелиостат 3, установленный с возможностью поворота во взаимно перпендикулярных направлениях и имеющий пересекающиеся оси 4 и 5 поворота, из которых ось 4 расположена 170 оси 2 концентратора I, и механизм поворота.

Гелиостат 3 снабжен установленными с его тыльной стороны направляющими 6 с расположенным на них ползуном 7, меха0

5

0

5

0

низм поворота выполнен в виде пересекающего оптическую ось 2 концентратора 1 приводного вала 8, установленного к горизонту под углом а, равным географической широте ф местности, и жесткой тяги 9, шарнир- но связанной одним концом с валом 8 в месте (точка А) его пересечения с осью 2 концентратора 1, а другим - посредством шарового гиарнира 10 с ползуном 7, причем приводной вал 8 установлен с возможностью синхронного поворота за видимым движением Солнца, а длина / тяги 9 равна расстоянию S между точкой А пересечения оси 2 концентратора 1 с валом 8 и точкой В пересечения осей 4 и 5 гелиостата 3.

Тяга дополнительно связана с приводным валом 8 посредством шарнирно закрепленной на них телескопической штанги II.

Синхронный поворот вала 8 за видимым движением -Солнца обеспечивается равенством скорости поворота вала 8 и скорости вращения Земли, т. е. скорость W поворота вала 8 равна 15 град/ч.

Гелиоустановка работает следующим образом.

В начале рабочего цикла жесткой тяге 9 задастся суточное склонение Солнца с помощью телескопической щтанги 11, при этом тяга 9 прицеливается в центр солнечного диска. Приводной вал 8 поворачивается с постоянной угловой скоростью W . 15 град/ч. Тяга 9 поворачивается с приводным валом 8 относительно шарового шарнира 10, а ползун 7 перемещается по направляющим 6, установленным с тыльной стороны гелиостата 3. При этом гелиостат 3 совершает сложное движение относительно центра вращения на пересечении осей 4 и 5, а нормаль к поверхности гелиостата всегда остается биссектрисой угла р, образованного оптической осью 2 концентратора 1 и жесткой тягой 9. Следовательно, отраженный от гелиостата 3 центральный луч все время остается в плоскости, проходящей через центр солнечного

диска и оптическую ось 2 концентратора 1,

и направлен вдоль нее.

Благодаря выполнению механизма поворота в виде пересекающего оптическую ось Концентратора приводного вала, установленного к горизонту под углом, равным географической широте местности, и жесткой тяги, шарнирно связанной одним концом с валом в месте его пересечения с осью концентратора, а другим - посредством шарового шарнира с ползуном, установке, приводного вала с возможностью синхронного поворота за видимым движением Солнца, равенству длины тяги расстоянию между точкой пересечения оси концентратора с валом и точкой пересечения осей гелиостата можно использовать механизм поворота с одним дви- гателем, исключить дрейф центра фокального пятна и, следовательно, при одновременном упрощении конструкции увеличить точность и плавность слежения гелиостата за Солнцем.