Гелиоустановка Советский патент 1992 года по МПК F24J2/38 

Изобретение относится к области энергетики и может быть использовано в качестве комплекса технических средств, преимущественно для транспорта, главным образом на водном и железодорожном транспортах, обеспечивая преобразование солнечной энергии в энергию пара.

Известна гелиоустановка, содержащая концентратор солнечных лучей, парогенератор и систему трубопроводов для подключения к паровой турбине (Патент США №: 4, 103, 493, кл. F 24 J 2/00, 1978).

Недостаток данной установки - низкие функциональные возможности.

Наиболее близким техническим решением к предлагаемой гелиоустановке является гелиоустановка, содержащая поворотную тумбу с установленным на ней вогнутым параболическим зеркалом, в фокусе которого расположен парогенератор, соединенный с паровой турбиной, и систему слежения зеркала за дневным перемещением Солнца (Авторское свидетельство СССР № 1, 089.292, кл. F 03 G 7/02. 1979).

Недостатком данной гелиоустановки - прототипа является невысокая точность слежения при использовании гелиоустановки на транспортном средстве, поскольку для него характерны продольные и поперечные колебания и изменение направления движения, следовательно, изменение ориентации зеркала относительно Солнца.

Цель изобретения - расширение области применения гелиоустановки.

Указанная цель достигается тем, что гелиоустановка дополнительно содержит ванну для жидкости, расположенную на транспортном средстве, и размещенную в ванне плавающую платформу, снабженную системой центрирования положения гелиоустановки, а поворотная тумба закреплена на платформе, причем часть ванны, в которой расположена платформа, выполнена шарообазной.

На фиг.1 изображена гелиоустановка, предназначенная для транспортного средства; на фиг.2 - пример расположения гелиоустановки на судне и подключения к его силовой установке; на фиг.З - пример расположения гелиоустановки на железнодорожном транспорте.

Гелиоустановка (фиг. 1) содержит параболическое вогнутое зеркало 1, установленное на вилкообразных кронштейнах 2, опирающихся на шарнир 3 поворотной тумбы 4, которая имеет систему продольных тяг 5 слежения углового склонения, приводимых системой 6, включающей в себя два электропривода с вертикальными цепными передачами на каждую продольную тягу 5.

Поворотная тумба 4 имеет привод 7 ее поворота вокруг оси для обеспечения горизонтального слежения за Солнцем. Поворотная тумба 4 гелиоустановки

расположена на плавающей платформе 8, размещенной в ванне 9, заполненной жидкостью 10. Часть ванны 9, в которой размещена плавающая платформа 8, выполнена шарообразной.

Плавающая платформа 8 снабжена системой центрирования положения гелиоустановки, содержащую, например, секторные отсеки - емкости, равномерно расположенные по окружности, В каждый отсек может

закачиваться или откачиваться жидкость 10 насосом 11 непосредственно из ванны 9 для уравновешивания платформы 8 гелиоустановки (зеркала 1 и связанных с ним всех остальных функциональных узлов), а также

для более оперативного слежения при наклонах транспортного средства 12, на котором размещена и вмонтирована ванна 9.

Плавающая платформа 8 связана с днищем ванны 9 двойной шаровой опорой 13,

обеспечивающей удержание плавающей платформы 8 от сильных возмущающих воздействий.

Питание приводов систем б и 7, а также насоса 11 осуществляется по электрическим

кабелям 14 через разъем 15 во внешний силовой пульт рубки или кабины транспортного средства.

Энергетическая часть гелиоустановки включает в себя паровой котел 16, установленный в фокусе зеркала 1 и укрепленный на стойках-трубопроводах 17 и 18, связанных через гибкие трубопроводы 19 и 20 с магистральными трубопроводами 21 и 22 транспортного средства.

Управление гелиокомплексом производится от электронной системы, которая содержит датчики 23 положения Солнца (угол склонения и горизонт). При управлении используются широко распространенные следящие системы.

При использовании гелиокомплекса на судне (фиг.2) он монтируется на верхней палубе.

Трубопровод 20 главного пара через

трубопровод21 подключен к паровой турбине 24, которая связана с трубопроводом 25 обратного пара с насосной установкой 26, соединенной с опреснителем воды.

55

Кроме того, паровая турбина 24 имеет трубопровод 27 выброса пара.

Выход насосной установки 26 подключен к трубопроводу 22. Паровая турбина 24 связана с главной двигательной установкой 28 посредством реверс-редуктора 29, на выходе которого установлен вал 30 с винтом 31

Управление гелиоустановкой осуществляется из рубки 32 судна,

Гелиоустановка данной конструкции может устанавливаться на железнодорожном транспортном средстве (фиг.З), например на отдельной платформе 33, с которой через промежуточный узел 34 подключения энергетической части осуществляется связь с паровой турбиной 35. Железнодорожный транспортный комплекс связан с главной тяговой установкой 36 (электровоз или тепловоз).

Гелиоустановка работает следующим образом.

При движении транспортного средства происходит слежение зеркалом 1 за положением Солнца, таким образом, что котел 16 находится постоянно в фокусе зеркала 1. Солнечные лучи, концентрируясь, нагревают стенки котла 16 и находящуюся в нем циркулирующую жидкость (воду). Образовавшийся пар по трубопроводам 18, 20 и 21 поступает в паровую турбину 24 (фиг.2), отдавая свою энергию и приводя в движение механизмы турбины 24 и всего движитель- ного комплекса транспортного средства в целом.

Так как транспортное средство, например в особенности судно, подвержено внешним возмущениям, следствием которых является килевая и бортовая качки и изменение курса, происходит отклонение фокальной оси зеркала 1 от оси на Солнце. Система датчиков 23 фиксирует это отклонение и в результате е системе управления формируются соответствующие команды на компенсацию того или иного возмущения и обеспечения совпадения фокальной оси и оси на Солнце. Так отклонение по горизонту компенсируется путем вращения тумбы 4 приводом 7, Отклонение от оси угла склонения компенсируется системой 6 приводов продольных тяг 5.

При движении судна, его колебаниях, а также при всех поворотах зеркала 1 имеет

место постоянное изменение центровки всей гелиоустановки. В этом случае Функционируют система слежения за Солнцем и система центрирования гелиоустановки. Например, при изменении положения оси зеркало 1 - Солнце, например при наклоне сверху-вниз, подается команда на уравновешивание - посредством закачки насосом 11 жидкости 10 непосредственно из ванны 9 в отсек (или часть отсеков) плавающей платформы 8 противоположных стороне наклона зеркала 1).

Работа гелиоустановки на железнодорожном транспорте аналогична работе на судне за исключением характера и причин возмущающих воздействий.

Использование гелиоустановки данной конструкции на судах и железнодорожном транспорте позволяет:

- обеспечить крейсерскую скорость транспортного средства в течение солнечной части суток без искусственного топлива;

- в течение года экономить топливо на 30-45%;

- повысить энергию посредством снижения выброса отработанных газов в атмосферу и всоса воздуха как катализатора.

Формула изобретения

Гелиоустановка, содержащая поворотную тумбу с установленным на ней вогнутым параболическим зеркалом, в фокусе которого расположен парогенератор, соединенный с паров.ой турбиной, и систему

слежения зеркала за дневным перемещением Солнца, отличающая С я тем, что, с целью повышения точности слежения при использовании гелиоустановки на транспортном средстве, гелиоустановка дополнительно Содержит ванну для жидкости, расположенную на транспортном средстве, и размещенную в ванне плавающую платформу, снабженную системой центрирования ее положения, а поворотная тумба

закреплена на платформе, причем часть ванны, в которой расположена платформа, выполнена шарообразной.

J/

26

Использование: может быть использовано в качестве комплекса технических средств преимущественно для транспорта, главным образом, водного и железнодорожного, обеспечивая преобразование солнечной энергии в энергию пара. Сущность изобретения: гелиоустановка содержит параболическое вогнутое зеркало 1, установленное на поворотной тумбе 4, имеющей системы продольных тяг 5 слежения углово1S 21 КларёЗой турбиме гоо склонения, приводимых системой 6. Поворотная тумба 4 имеет привод 7 ее поворота вокруг оси для обеспечения горизонтального слежения за Солнцем и расположена на плавающей платформе 8, размещенной в ванне 9, заполненной жидкостью 10 и выполненной шарообразной. Плавающая платформа 8 снабжена системой центрирования положения гелиоустановки.Энергетическаячасть гелиоустановки включает в себя паровой котел 16, установленный в фокусе зеркала 1 и связанный через систему трубопроводов 17, 18, 19, 20 с магистральными трубопроводами 21 и 22 транспортного средства Управление гелиокомплексом производится от электронной системы, которая содержит датчики 23 положения Солнца (угол склонения и горизонт). 3 ил. (Л С #v KpySxe OmpySxu ч Nsl l I- и Обратныйяф 9 и подпитка водой Фаг.1

ФигЭ

35