Тепловой гелиотроп Советский патент 1977 года по МПК F03G7/02 

1

Изобретение относите я к устройствам, использующим солнечную энергию, и может быть применено в гелиотехнике для автоматической ориентации на теплоизпучающий источник различных устройств, например,

солнечных концентраторов, солнечных батарей.

Известны устройства, самоориентирукьщиеся на теппоизлучающий , вклк чающие в себя в качестве теплочувствитель ного элемента противодействующие биметаллические спирали, частично затененные экр ном l.

Однако гелиотроп такого типа имеет большой вес и габариты, а также повыше ную тепловую инерционность, которая снижает точность ориентации. Это обусловлено незначительными усилиями, развиваемыми биметаллическими спиралями.

Наиболее близким техническим решением является гелиотропное устройство, состоящее из корпуса и установленной на корпусе на карданной подвеске панели с четырьмя термочувствйтельнымн элемента-. ми, которые выполнены в виде панелей,

заправленных чувствительной к изменению температуры жидкостью. Термочувствительные панели соединяются гибкими трубопро. водами с четырьмя силовыми пилиндоами. установленными на корпусе и соединенными со следящей пане/1Ью 2j.

В этом тепловом гелиотроте чувствительные и исполнительные функции раздел&ны соответственно между термочувствительными панелями силовыми цилиндрами, что усложняет конструкцию устройства. Кроме того, наличие трубопроводов, соединяющих термочувтствительные панели с силовыми цилиндрами, приводит к ограничению телесного угла ориентации устройства и из-за жесткости трубопроводов к снижению то ности ориентации.

Целью изобретения является упрощение конструкции, повышение точности и увеличение телесного угла ориентации.

Этр достигается тем, что силовые цвлиидры выполнены с капиллярами на внур ренних стенках, размещены попарно-оппоаитно на корпусе и следящей панели и снабже ны затеняющими экранами соогвек:тввнно в виде усеченных конусов и пластин, а штоки поршней объединены зубчатыми рейками, взаимодействующими с зубчатыми валиками, размешенными на концах вертикальной и горизонтальной осей. На фиг. 1 изображен тепловой гепиоч. роп, общий вид; на фиг. 2 дан вид сбоку. Корпус ± гелиотропа установлен на вертикальной оси 2 на подшипниках 3. На оси 2 закреплен зубчатый валик 4, с которым входит в зацепление зубчатая рейка 5. В оба конца зубчатой рейки упираются штоки силовых цилиндров 6 и 7, установленных оппозитно на корпусе 1. На внутренних стенках силовых цилиндров 6 и 7 выполне ны капилляры 8. Силовые цилиндры заправ лены рабочим телом в парожидкостном состоянии. Экраны 9 и 10 выполнены в в де конусов и частично затеняют силовые цилиндры от теплоизлучаюшего источника. На корпусе 1 выполнены две образующие горизонтальную ось вращения полуоси 11 и 12, на которых на подшипниках 13 установлена -следяшая панель 14. На полу 12 установлен зубчатый валик 15, входяший в зацепление с зубчатой рейкой 16 оппозитно установленных на следящей пане ли 14 второй пары силовых цилиндров 17 и 18, аналогичных силовым цилиндрам 6 и 7. Силовые цилиндры частично затене ны плоскими экранами 19 и 20. Во время работы тепловой гелиотроп направлен следящей панелью 14 на теплоизлучающий нсточт к. В этом случае сило вые цилиндры 7 и 6,17 и 18 корпуса 1 и следяи1ей панели 14 затенены экранами 9 и 10, 19 и 20 так, что количество теп ловой энергии, поступающей на цилиндры каждой пары, одинаково, вследствие чего цилиндры каждой пары находятся в аналогичных тепловых условиях. Аналогичные тепловые условия пары цилиндров обуславливают равенство давления паров рабочей .жидкости в них и равенство усилий на што рах. При равенстве усилий на uiTOKax цилиндров зубчатые рейки б, 16 находятся в уравновешенном состоянии, корпус и следящая панель направлены на источник теплового излучения. Если направление следящей панели,откло няется от источника излучения, нарушится симметричность облучения цилиндров, изм&нится их температура, что приведет к изменению давления внутри цилиндров, к нарушению равенства сил, действующих на зу&чатые рейки, которые начнут перемещаться и приводить в движение корпус и следящую панель до тех пор, пока следящая панель не будет сориентирована на источник и пока не наступит тепловое и силовое равновесие в каждой паре цилиндров. Наличие капилляров на стенках цилиндров распределяет рабочее тело на всей теплообменной поверхности, что позволяет использовать силовые цилиндры и как термочувствительные элементы. Это упрощает конструкцию, увеличивает точность и телесный угол ориентации. Формула изобретения Тепловой гелиотроп, содержащий корпус и следящую панель, выполненные с возможностью поворота соответственно на вертикальной и горизонтальной осях, и силовые поршневые цилиндры с рабочим веществом в парожидкостном состо5Н1ии, отличающийся тем, что, с целью упрощения конструкции, повышения точности и увеличения телесного угла ориентации, силовые цилиндры выполнены с капиллярами на внуг ренних стенках, размещены попарно-оппозит но на корпусе и следящей панели и снабжены затеняющими экранами соответственно в виде усеченных конусов и пластин, а штоки поршней объединены зубчатыми рейками, взаимодействующими с зубчатыми валиками, размешенными на концах вертикальной и горизонтальной осей. Источники информации, принятые .во при экспертизе: 1. Патент США № 3678685, кл. 6023, 1972. 2. Патент CIIJA № 3680307, кл. 6626, 1972.

1416

Фиг г