Энергоактивное здание Советский патент 1992 года по МПК E04B1/343 E04D3/18 

фиг.З

Изобретение относится к строительной технике, а именно к модильным контейнерным зданиям, оборудованным гелиоприем- никами.

Известна вращающаяся архитектурная конструкция, выполненная в виде наружной камеры, которая может поворачиваться вокруг собственной вертикальной оси и установлена на платформе первого этажа. Камера может быть оборудована гелиоприемниками.

Однако эта конструкция стационарна и не может быть использована как мобильное здание.

Наиболее близким к предлагаемому является здание с автономным энергоснабжением, включающее шарнирно соединенные верхний и нижний полублоки, выполненные в виде прямых призм с основанием в виде прямоугольной трапеции, на наклонной поверхностикоторых смонтированы гелиоприемники, и внутреннюю лестницу, соединяющую верхний и нижний полублоки.

Недостатками известного здания являются низкие эксплуатационные качества и небольшое количество сбора солнечной энергии в течении дня.

Цель изобретения - улучшение эксплуатационных качеств за счет повышения эффективности использования солнечной энергии. .

Энергоактивное здание, включающее верхний и нижний блоки, каждый из которых имеет форму призмы с основаниями в виде прямоугольных трапеций, образующие боковые грани блоков, шарнирно соединенных между собой смежными ребрами наклонных граней, гелиоприемники, размещенные на наклонных гранях, и лестницу, снабжено механизмом поворота верхнего блока. Механизм поворота выполнен в виде полого тора, внутреннее пространство которого посредством трубопроводов сообщается с гелиоприемником верхнего блока. Внутри тора установлены последовательно сильфоны, которые заполнены легкокипящей жидкостью. Крайний сильфон снабжен дугообразным штоком, который соединен с установленным по радиусу тора и прикрепленным к валу рычагом.

В обращенных друг к другу граням блоков образованы соосные отверстия для пропуска винтовой лестницы с опорной стойкой в виде трубы для размещения на ней вала, который опирается шарнирно на пол нижнего блока и жестко соединен с возможностью разъема с полом верхнего блока. Верхняя ступень лестницы выполнена раздвижной и соединена с полом верхнего блока.

Подвижные опоры для поворота верхнего блока в количестве не менее трех расположены по окружности вокруг соосных отверстий блоков и прикреплены к одному

из них. Шарнирное соединение блоков выполнено разъемным.

Выполнение шарнирного соединения разъемным необходимо для обеспечения взаимного поворота верхнего полублока от0 носительно нижнего на подвижных опорах, расположенных по окружности вокруг соосных отверстий блоков. Наличие как минимум трех подвижных опор обеспечивает устойчивое положение верхнего полублока.

5 Выполнение стойки полой обеспечивает размещенные в ней вала и трубопроводов технических систем, в том числе трубопроводов, соединяющих полый тор механизма поворота с гелиоприемником верхнего по0 лублока. Выполнение верхней ступени раздвижной в горизонтальной плоскости обеспечивает функциональную пригодность и безопасность эксплуатации лестницы при повороте полублоков относительно

5 друг друга.

По мере нагрева теплоносителя в гелио- приемнике верхнего полублока он по трубопроводу поступает к полому корпусу тора, внутри которого расположены последова0 тельно соединенные сильфоны. При нагреве тора, а от него и сильфонов, легкокипящая жидкость испаряется, увеличивая давление внутри сильфонов, и они раздвигаются, выдвигая шток. Шток передает давление на

5 рычаг, который расположен перпендикулярно оси вращения вала, поворачивая его и, соответственно, верхний полублок, обеспечивая оптимальное положение к солнцу. Таким образом достигается автоматическая

0 линейная ориентация поверхности гелио- приемников верхнего полублока в течение всего светового дня, повышение их производительности, что приводит к улучшению эксплуатационных качеств здания.

5 Последовательное соединение сильфонов внутри тора обеспечивает необходимую длину хода штока. Для обеспечения требуемого усилия для поворота вала, и соответственно, верхнего полублока может быть

0 использовано несколько торов с сильфона- ми, расположенными параллельно как на горизонтали, так и по вертикали или увеличена длина рычага. Угол поворота целесообразно ограничить до 90°.

5 На фиг. 1 показано энергоактивное здание в транспортном положении; на фиг. 2 - то же, в процессе монтажа; на фиг. 3 - то же, в рабочем положении; на фиг. 4 - то же, вид сверху; на фиг. 5 - здание, продольный разрез; на фиг. 6 - разрез А-А на фиг. 5; на фиг.

7 - тор, продольный горизонтальный разрез; на фиг. 8 - раздвижная верхняя ступень, общий вид; на фиг. 9 - узел соединения верхнего полублока с валом, вид сверху; на фиг. 10 - разрез Б-Б на фиг. 9: на фиг. 11 - разъемный шарнир в транспортном положении; на фиг. 12 - то же, после установки верхнего полублока на нижний; на фиг. 13 - вид В на фиг. 12.

Энергоактивное здание включает верхний 1 и нижний 2 полублоки, выполненные в виде прямых призм 3 и 4, в основании которых лежит прямоугольная трапеция с наклонной поверхностью,на которых размещены гелиоприемники 5 и б. Полублоки 1 и 2 в транспортном положении и при монтаже соединены между собой шарнирным соединением 7, которое в рабочем положении разъединяется. На крыше нижнего полублока 2 по окружности размещены три и более подвижных опор 8, на которые опирается пол верхнего полублока 1, причем диаметр окружности больше диаметра винтовой лестницы 9. Ступени 10 лестницы 9 прикреплены узким концом к полой стойке 11, а верхняя ступень 12 выполнена раздвижной и прикреплена к полу верхнего полублока 4. Внутри полой стойки 11 размещен вертикальный вал 13, шарнирно опирающийся на пол нижнего полублока 2. Верхняя часть вала 13 жестко соединяется с полом верхнего полублока 1. На валу 13 в его нижней части перпендикулярно оси вращения жестко прикреплен рычаг 14. К полу нижнего полублока 2 неподвижно прикреплен тор 15 с полым корпусом 16. Внутри тора 15 последовательно размещены сильфоны 17, заполненные легкокипящей жидкостью. Крайний сильфон соединен с криволинейным штоком 18, который прикреплен другим концом к рычагу 14, проходящему через прорезь 19 в стойке 11. Полый корпус 16 тора связан при помощи трубопроводов 20 с гелиопри- емником 5 верхнего полублока 1. Внутри стойки 11 размещены трубопроводы 20 для подачи и отвода теплоносителя, а также других технических систем.

Соосные отверстия блоков имеют защитные крышки 21 и 22, Пол верхнего полублока 1 имеет отверстие в виде части кольца для прохода по винтовой лестнице 9. Для крепления верхней ступени к полу верхнего полублока 1 установлены пластины 23. В верхней части вала 13 выполнены канавки для установки шпонок 24. Крепежное кольцо 25 имеет канавки для шпонок и отверстия для болтов 26. Верхний полублок 1 имеет ограждение 27. Разъемный шарнир 7 состоит из верхнего 28 и нижнего 29 звеньев, которые жестко закреплены соответственно на верхнем 1 и нижнем 2 лея/блоках. Между верхним 28 и нижним 29 звеньями установлено среднее звено 30, соединяющееся с верхними звеньями осью 31. а с

нижними звеньями - осью 32. На концах осей имеются отверстия для установки фиксирующих их шплинтов 33.

Энергоактивное здание работает следующим образом.

0 Энергоактивное здание доставляется на место установки любым известным способом. Перед монтажом с полублоков 1 и 2 снимаются защитные крышки 21 и 22. Затем верхний полублок 1 устанавливается на по5 движные опоры 8 нижнего полублока 2 и шарнирное соединение 7 разъединяется. При этом снимаются шплинты 33, удаляются оси и звенья 30. Вал 13 и крепежное кольцо 25 соединяются между собой с по0 мощью шпонок 24, а кольцо 25 соединяется с полом верхнего полублока 1 при помощи болтов 26. Таким образом, узел получается разъемным, чтобы обеспечить транспортировку блоковой жестким, чтобы обеспечить

5 поворот верхнего полублока 1.

Верхняя ступень 12 с помощью болтов и пластин 23 крепится к полу верхнего полублока 1.

С помощью гибких трубопроводов сое0 диняются трубопроводы 20 и другие технические системы верхнего 1 и нижнего полублоков. Нижний полублок 2 ycтaнaвл вается гелиоприемником 6 на юг, а верхний полублок 1 гелиоприемником 5 первона5 чально ориентируется на юго-восток.

Угол при нагреве теплоносителя в ге- лиоприемнике 5 верхнего полублока 1 он по трубопроводу 20 поступает к полому корпусу 16 тора, нагревая его и сильфоны 17. При

0 нагреве сильфонов 17 легкокипящая жидкость испаряется, увеличивая давление внутри них, и они раздвигаются, выдвигая шток 18, Шток 18 передает давление на рычаг 14, поворачивая его и вал 13 и.соответ5 ственно, верхний полублок 1. При этом обеспечивается оптимальное положение верхнего полублока 1 к солнцу. Таким образом, достигается автоматическая линейная ориентация поверхности гелиоприемников

0 5 верхнего полублока 1 в течение всего светового дня.

Энергоактивное здание обеспечивает повышенный сбор солнечной энергии в течение дня, что приводит к повышению их

5 производительности и эффективности использования солнечной энергии, особенно в средних и северных широтах. Кроме того, конструкция здания приводит к экономии топливных ресурсов на приготовление горячей воды для отопления и бытовых нужд.

Формула изобретения Энергоактивное здание, включающее верхний и нижний блоки, каждый из которых имеет форму призмы с основаниями в виде прямоугольных трапеций, образующих боковые грани блоков, шарнирно соединенных между собой смежными ребрами наклонных граней, гелиоприемники, размещенные на наклонных гранях, лестницу, отличающееся тем, что, с целью улучшения эксплуатационных качеств за счет повышения эффективности использования солнечной энергии, здание снабжено механизмом поворота верхнего блока, закрепленного внутри нижнего блока и выпол- ненного в виде полого тора, внутреннее пространство которого сообщено посредством трубопроводов с гелиоприемником верхнего блока, сильфонов, последовательно установленных в полом торе и заполненных

легкокипящей жидкостью, вала, соединенного посредством установленного по радиусу тора рычага и дугообразного штока с крайним сильфоном, и подвижных опор для поворота верхнего блока, при этом в обращенных друг к другу гранях блоков образованы соосные отверстия для пропуска лестницы, выполненной винтовой с опорной стойкой в виде трубы для размещения в ней вала, опертого шарнирно на пол нижнего блока и жестко соединенного с возможностью разъема с полом верхнего блока, причем верхняя ступень лестницы выполнена раздвижной и соединена с полом верхнего блока, а подвижные опоры в количестве не менее трех расположены по окружности вокруг соосных отверстий блоков и прикреплены к одному из них. а шарнирное соединение блоков выполнено разъемным.

Изобретение относится к строительной технике, а именно к мобильным контейнерным зданиям, оборудованным гелиоприем- никами. Целью изобретения является улучшение эксплуатационных качеств за счет повышения эффективности использования солнечной энергии. Здание включает верхний 1 и нижний 2 блоки, шарнирно соединенные между собой с возможностью разъема и имеющие гелиоприемники 5.6 на наклонных гранях. Внутри нижнего блока 2 расположен механизм поворота верхнего блока 1. Механизм поворота выполнен в виде полого тора, соединенного с гелиоприем- никами 5 верхнего блока 1, сильфонов, заполненных легкокипящей жидкостью, и вала, соединенного с крайним сильфоном 13 ил.

22

8

21

сриг.1

А

qjuz.5

А-А

фиг.2

фиг 7

12

12

(ригв

N

-в

Ј

ru

K

29

(fu2.11

азид. 12

Зад В

I6