Гелиостат Советский патент 1981 года по МПК F24J3/02 G02B5/10 

(54) ГЕЛИОСТАТ

Изобретение относится к гелиотех нике, в частности к концентраторам солнечной энергии.

Известен гелиостат, содержащий каркас с передней и задней стенками, фацеты, каждая из которых снабжена центральным штырем и шарнирно уста новлена на передней стенке каркаса, и механизм наведения фацет. Последний выполнен в виде системы ортогональных спаренных направляющих рельсов, закрепленных на каркасе с возможностью качания в двух взаимно перпендикулярных направлениях и контактирующих с центральными штырями фацет. При этом обеспечивается поворот фацет на одинаковый угол и смещение фокуса гелиостата-концентратора в одной плоскости ,1 .

Цель изобретения - упрощение конструкции и расширение диапазона работы гелиостата.

Поставленная цель достигается тем, что механизм наведения выполней в виде установленной внутри каркаса с возможностью перемещения в трех взаимно перпендикулярных направлениях пластины, снабженной равномерно расположенными отверстиями, причем соседние отверстия расположены друг QT друга на расстоянии, превышающем расстояние между шарнирами соседних фацет, и через каждое отверстие пластины пропущен трос, закрепленный

10 одним концом на штыре, а другим - назадней стенке каркаса.

На фиг.1 представлен гелиостат, общий вид; .на фиг.2 - схема характерных геометрических соотношений в

IS конструкции гелиостата; на фиг.З узел крепления фацеты на передней стенке каркаса гелиостата; на фиг.4положение механизма наведения, Соответствующее варианту короткофокусного

30 гелиостата; на фиг.5 - то же, варианту длиннофокусного гелиостата; на фиг.6 - положение механизма наведения длиннофокусного гелиостат. 3 в режиме слежения за Солнцем: на фиг,7 - то же, при смещении его фокуса в плоскости. Гелиостат содержит каркас 1 с передней стенкой 2 и задней стенкой 3. фацеты 4, каждая из которых снабжена центрапьны1 1 штырем 5 и шарнирно установлена на передней стенке 2 каркаса 1, и механизм 6 наведения фацет Механизм 6 наведения выполнен в виде установленной внутри каркаса 1 с возможностью перемещения в трех взаимно перпендикулярных направлениях пластины 7, снабженной равномерно расположенными отверстиями 8, причем соседние отверстия 8 расположены друг от друга на расстоянии -Ь ,превышающем расстояние Ь между шарнира ми 9 соседних фацет 4, и через каждо отверстие 8 пластины 7 пропущен трос 10,закрепленный одним концом-на шты ре 5, а другим - на задней стенке 3каркаса 1. Закрепление троса 10 на задней стенке 3 осуществляется с помощью растяжек 11. Штырь 5 снабжен противовесом 12. Различные положения п-пастины 7 ( фиг. 4-7) механизма 6 наведения соответствуют определенному смещению фокуса F гелиостата. Сборка гелиостата осуществляется следующим образом. На переднюю стенку 2 каркаса 1 устанавливают через шарниры 9 штыри 5, к которым прикреплены фацеты 4. Дня уравновеишвания фацет 4 на вторы концы штырей 5 устанавливают противо весы 12. К противовесам 12 подсоединяют трос 10. Ориентируя фокусирующую пластину 7 по отношению к центральной фацете, добиваются однозначного расположения центрального отверстия 8 фокусирующей пластины 7, шарнира 9 со штырем 5 и центральной фацеты на одной оси. Тросы 10 про-, пускают через соответствующие отверстия 8 пластины 7 и через растяжки 11,которые создают подпружиненный натяг тросов 10 и соединяют их с зад ней стенкой 3 каркаса I, В результате каждая фацета 4 занимает определенное положение, а именно поворачивается на угол относительно централь ной фацеты как в горизонтальной, так и в вертикальной.плоскостях, определяемый из соотношений ° где И и Щ- порядковые номера фацет 4относительно центральной фацеты в горизонтальной и вертикальной плоскостях во взаимно перпендикулярных направлениях; Д- постоянная величина, равная разности шага отверстий 8 фокусирующей пластины 7 и шага расположения шарниров 9 соединений штырей 5 с фацетами 4: L- расстояние от фокусирующей пластины 7 до фацет 4. При этом фокусное расстояние гелиостата-концентратора солнечной энергии определяется по.формуле -bL Причем конкретная величина Д определяет минимально возможное фокусное расстояние гелиостата-концентратора и характеризует степень динамичности изменения фокусного расстояния при изменении величины L. Гелиостат работает следующим образом. Солнечное излучение попадает на поверхность гелиостата, отражается от плоских фацет 4 и направляется ими в фокус F, в котором концентрируется энергия солнечного излучения, направленная всеми фацетами 4, Перемещая пластину 7 в каркасе 1 гелиостатаконцентратора, например изменяя величину L , изменяют фокусное расстоя ние Р концентратора. При перемещении пластины 7 в поперечном направлении на величину h , фокус F концентратора перемещается на величину Н , равнуюл что позволяет осуществить слежение за изменением положения Солнца при сохранении положения фокуса F в одной плоскости. Упругая механическая связь центральных щтырей 5 фацет 4 с задней . стенкой 3 каркаса 1, осуществляемая тросами 10, пропущенными через отверстия 8 пластины 7, обеспечивает при движениях пластины 7 в плоскости, нормальной оптической оси гелиостата, слежение гелиостата за положением Солнца и смещение его фокуса в плоскости освещаемого объекта, что,в свою очередь, упрощает конструкцию снабженного системой слежения фацетатного гелиостата. Размещение соседних отверстий 8 на расстоянии друг от друга, превышающем расстояние между соседними шарнирами 9 фацет 4, обеспечивает при движении пластины 7 вдоль оптической оси гелиостата изменение фокусного расстояния гелиостата, что, в свою очередь, расширяет диапазон его работы. Достоинства предлагаемого гелиостата особенно возрастают при увеличении площади его отражательной поверхности.

Формула изобретения

Гелиостат, содержащий каркас с передней и задней стенками, фацеты, каждая из которых снабжена центральным щтырем и шарнирно установлена на передней стенке каркаса, и механизм наведения, отличающийс я тем, что, с целью упрощения конструкции и расширения диапазона работы, механизм наведения выполнен в виде установленной внутри каркаса i

с возможностью перемещения в трех взаимно перпендикулярных направлениях пластины, снабженной равномерно расположенными отверстиями, причем сосед ние отверстия расположены друг от

друга на расстоянии, превышающем расстояние между шарнирами соседних фацет, и через каждое отверстие пластины пропущен трос, закрепленный одним концом на штыре, а другим - на

задней стенке каркаса.

Источники информации, принятые во внимание при экспертизе

10

12

W / 12 5 /

/

Vui.if

(puz.Z

ui. 3