Устройство для собирания солнечных лучей Советский патент 1934 года по МПК F03G7/02 F24J2/02 

Изобретение относится к устройствам для собирания солнечных лучей с целью получения механической работы, состоящим из цилиндрических згркал, расположенных в плоскости ридиана и поворачиваемых вручную или часовым механизмом.

В предлагаемом устройстве установлены одно над яругим три зеркала, последовательно отражающих солнечные лучи, а в фокусе последнего из них помещен котел или тому подобный прибор. С целью уменьшения потерь теплоты конвекционными токамн, паровому котлу придана подковообразная форма и в вогнутую часть его направляются отраженные зеркалами лучи.

На чертеже фиг. 1 изображает вид схематической модели устройства для собирания солнечных лучей; фиг. 2-поперечный разрез устройства; фиг. 3-продольный разрез его; фиг. 4-поперечный разрез котла.

Устройство состоит из системы трех цилиндрических зеркал 1, 2, 3, предназначенных ддя улавливания и собирания в фокус солнечных лучей. Преимущество цилиндрических зеркал перед сферическими-более легкие способы изготовления и более простые способы регулирования системы. Солнечные лучи А, А

(371)

(фиг. 2), падающие на цилиндрическое зеркало 2, отражаются от него в направлении С, С. Падая на малое цилиндрическое зеркало 1, фокус которого совпадает с фокусом большого зеркала, лучи отражаются от него в направлении ЕЕ параллельным пучком. Лучи пучка проходят через продольный прорез 9 зеркала 2, попадают на поверхность третьяго цилиндрического зеркала 3 и, отражаясь в направлении М, М, собираются в фокусе L, в котором укреплен неподвижно котел 10 с водой или тому подобный прибор. Ось 5, 6 вращения системы (фиг. 1) расположена в плоскости меридиана и вращается вручную или часовым механизмом. Ось вращения и зеркало 3 располагаются так, чтобы ось проходила через центр тяжести системы, а фокус находился на оси. Наклон к горизонту производится при помощи соответствующего механизма удлинением стойки 7 и укорочением на столько же стойки 8. iipii STUM положение фокуса не меняется, и он всегда будет находиться на неподвижно укрепленном котле 10.

Поверхность сферического котла, нагреваясь за счет притекающей энергии солнечных лучей, сама становится источником тепла для окружающей среды.

Чем. выше температура нагреваемой поверхности, тем быстрее отдает она тепло в окружающую среду, и, наконец, между притоком энергии и отдачей устанавливается равновесие-температура поверхности остается постоянной. Отдача тепла нагреваемой поверхности происходит так, что часть .его отдается рабочему веществу, находящемуся внутри котла, а часть-окружающему воздуху. Соотношение этих количеств теплоты и обусловливает коэфкциент полезного действия установки, а самое соотношение зависит от формы котла. Можно придать котлу такую форму, что почти вся энергия будет переходить на нагревание рабочего вещества. Так как отдача тепла нагретым телом в окружающую среду зависит от разности температур тела и среды, то естественно, что при устройстве котла, допускающем беспрепятственную конвекцию окружающего воздуха, тепло будет итти почти исключительно на нагревание этого воздуха, а не рабочего вещества. При- повышении температуры воспринимающей поверхности котла, повышается и темг-ература рабочего вещества, температура же окружающего воздуха остается постоянной, вследствие притока (конвекции) к нагреваемой поверхности все новых и новых количеств холодного воздуха. С повышением температуры усиливается отдача тепла в окружающий воздух и .быстро уменьшается отдача ь сторону рабочего вёщестье. При концентрации солнечной энергии с незначительной поверхностк, равновесие между притоком и расходом теплоть может устаноБкться и при такой температуре, при которой вода не закипит. При более сильной концентрации лучей (с большей поверхности) коэфициент полезного действия повысится только незначительно, все-таки, оставаясь практически непригодным, Единственным средством получить высокий козфициент является устранение конвекции окружающего воздуха. Эго достигается приданием сферическому паровому котлу в сечении подковообразной формы (фиг. 4). Воспринимающая поверхность котла представляет сферическое углубление И, в котором находится воздух, закрытое стеклом 12. Котел укреплен так, что стекло 12 находится в горизонтальном положении. Лучи a,a направлены на поверхность снизу. Поверхность, нагреваясь, отдает тепло рабочему веществу и воздуху, находящемуся в углублении. Так как нагретый воздух будет находиться сверху, а теплопроводность воздуха незначительна, то температура воздуха в углублении будет выше температуры рабочего вещества в котле, и нагретая поверхность будет отдавать большую часть полученной теплоты рабочему веществу. При наклоне системы зеркал вместе с движением земли и положением солнца относительно горизонта, лучи могут падать на поверхность в направлении в,в, но тогда будет происходить конвекция воздуха только внутри углубления, и тепло, полученное воздухом, будет отдаваться рабочему веществу в полости 14.

Через котел, покрытый изоляционным слоем 15, проходя трубки 13 для нагревания находящейся в нях воды.

П р с д м е т изобретения.

1.Устройство для собирания солнечных лучей с целью получения механической работы, состоящее из цилиндрических зеркал, располагаемых в плоскости меридиана и поворачиваемых вручную или часовым г еханизмом, отличающееся применением трех зеркал 1, 2 и 3, из коих зеркало 2 отражает падающие на него солнечные лучи на зеркало 1, которое отражает их через продольный прорез в зеркале 2 на расположенное под ним зеркало 3, в фокусе которого помещается котел 10 или т. п.

2.Применение в устройстве по п. I парового котла в сечении подковообразной формы (фиг. 4), в вогнутую часть которого на{1равляются отраженные зеркалами лучи, с целью уменьшения потерь теплоты конвекциснными токаями.

к авторскому свидетельству Д. Т. Иасечнюка

№ И7949