Гелиостат Советский патент 1981 года по МПК F24J3/02 

(54) ГБЛЮСТАТ

1

Изобретение относится к гелиотехнике, в частности к концентраторам солнечного излучения для установок Энергетического пли бытового назначения.

Известен гелиостат, содержащий поворотные во взаимно перпендикулярных направлениях фацеты, шарнирно установленные на подпятниках несущейпанели и кинематически связанные с приводш.ми механизмами J.

В этом гелиостате осуществляется одновременный поворот всех фацет на один и тот же угол от исходного положения. Поворот обеспечивается двумя закрепленными на несущей панели с помощью рычагов и качающимися на последних относительно панели рамами, в прорези которых входят свободные нижние концы подпятников. Однако такое перемещение фацет не может обеспечить фокусирование солнечной энергии в точку при слежении за Солнцем,

Целью изобретения является повышение коэффициента концентрации.

Поставленная цель достигается тем, что несущая панель выполнена из стержней и соединена с помощью пружин с фацетами, подпятники имеют отверстия, а кинематическая связь фацет с приводными механизмами вьшолнена в виде расположенньпс взаимно перпендикулярно в двух параллельных плоскостях валов, проходящих через отверстия подпятников, и установленных на ва10лах с возможностью перемещения кулачков, причем кулачки каждого вала попарно вза№1одействуют с каждой фацетой.

15

На фиг. 1 показана конструкция гелиостата, а на фиг. 2 - его оптичекая схема.

Гелиостат содержит поворотные во вз аимно перпендикулярных направлениях

20 фацеты 1 (фиг. 1, шарнирно установленные на подпятниках 2 несущей панели 3 и кинематически связанные с приводными механизмами (.не показаны. Несущая панель 3 выполнена из стержней 4 и соединена с помощью пру жин 5 с фацетами I, подпятники 2 имеют отверстия, а кинематическая связь фацет 1 с приводными механизма ми выполнена в виде расположенных .взаимно перпендикулярно в двух парал лельных плоскостях валов 6, проходящих через отверстия подпятников 2, и установленных на валах 6 с возможностью перемещения кулачков 7, причем кулачки 7 калсдого вала 6 попарно взаимодействуют с каждой фацетой 1, Стержни 4 объединены в несущую па нель 3 с помощью соединенных узлов 8 некоторые из которых конструктивно выполнены в виде сферических подпятников 2. В подпятниках 2 шарнирно установлены оправы фацет 1. Каящая оправа выполнена в виде крестовины, образованной сферической пятой 9 и расходящими от нее плоско срезанными цилиндрами 10. На цили1адрах IО и пяте 9 предусмотрены крепежные детали 11 для прижима фацеты 1 к оправе. Пята 9 установлена в подпятнике 2 и прижата к нему четырьмя пружинами 5. Для того чтобы центр вращения фацеты 1 находился на ее поверхности, плоскости среза цилиндров 10 отстоят от геомет рического центра сферы и совмещенного с ней центра пересечения осей цилиндров 10 на величину, равную толщине фацеты 1, Если фацета 1 имеет вогнутую поверхность, то срезы ци- . линдров 10 и пяту 9 вьшолняют копирующими эту вогнутость. На каждом подпятнике 2 установлены фиксаторы 12, ограничивающие поворот оправы с фацетой 1 только в азимутальной и зенитальной плоскостях. Фиксатор 12 выполнен в виде штыря, на котором подвижно установлен подпружиненный колпачок с канавкой на глухом его торце, находящейся в зацеплении с о ним из цилиндров 10. В подпятниках 2 выполнены два ра толоженных на разных уровнях -и взаимно перпендикулярных отверстиях, ч рез которые проходят валы 6. Кулачк 7, установлешще на валах 6, спрофи лированы в соответствии с расчетным законом перемещения для каждой фаце ты 1. Они могут быть передвинуты вдоль валов 6 и попарно взаимодейст вуют с цилиндрами 10 оправы фацеты таким образом, что если профиль од. 4 ного из них поднимается, профиль друого опускается на ту же величину. При размещении па панели 3 одна из фацет 1 ( фиг, 2, в данном примере нижняя, жестко закреплена, ориентирована по лицевой панели 3 и предназначена для ориентации гелиостата по оптическому датчику (не показан. Ориентационное перемещение панели 3 по отношению к Солнцу и неподвижному приемнику 13 производится широко распространенными в области ге лиотехники средствами I4,согласующими положение панели 3 с сигналами оптического датчика. Валы 6 приводятся во врая1енне , например, шаговыми электродвигателями, управляемыми сигналами датчиков углового положения панели. Гелиостат работает следующим образом. При положении Солнца, соответствующем началу работы установки, включает следящее устройство и проис-. ходит ориентация панели 3 на приемник 13 по отраженному им солнечному излучению с помощью оптического датчика и жестко закрепленной фацеты 1 гелиостата. При этом кулачки 7 валов 6 находятся в исходном положении, согласованном с началом работы уста- новки, и фацеты 1, благодаря профилированию кулачков 7, образуют отражающую поверхность псевдопараболоида, фокусирующего солнечное излучение и фокус i- на приемник 13. По мере кажущегося перемещения Солнца по небосводу средства 14 поворачивают панель 3 гелиостата. Совместно с поворотом панели 3 и в соответствии с ним происходит поворот валов.6 с кулачками 7 и, следовательно, поворот фацет 1. При этом кривизна исходного псевдопараболоида изменяется так, что фокус F гелиостата остается неподвижным и солнечное излучение продолжает концентрировать,ся в точку на приемнике 13. Если в исходном положении, т.е. при начале работы установки, излучение отраженное некоторыми из фацет 1 пе попадает в фокус F, производится юстировка фацет 1 путем совместного сближения или удаления пар кулачков 7 обоих валов 6, взаимодействующих с каждой такой фацетой 1. Индивидуальная кинематическая связь каж,чой фаиеты I с приводными механизмами, осуществ.ггяемая с помощью двух валов 6 с профилированными кулачками 7 позволяет при наличии азимх.тально-зенитальной ориентации панели 3 сохранить фокус F лиоста имеющего псевдопараболическую отражающую поверхность, неподвижным, что в свою очередь, повышает степень концентрации солнечного излучения на неподвижном приемнике. Формула изобретения Гелиостат, содержащий поворотные во взаимно перпендикулярных направл ниях фацеты, шарнирно установленные на подпятниках несущей панели и кинематически связанные с приводньми механизмами, отличающийс я тем, что, с целью повышения коэффициента концентрации,, несущая панель выполнена из стержней и соединена с помощью пружин с фацетами, подпятники имеют отверстия, а кинематическая связь фацет с приводш.ми механизмами выполнена в виде расположенных взаимно перпендикулярно в двух параллельных плоскостях валов, проходящих через отверстия подпятников, и установленных на валах с возможностью перемещения кулачков, причем кулачки каждого вала попарно взаимодействуют с каждой фацетой. Источники информации, принятые во в.нимание при экспертизе 1. Патент США № 4056313, кл.353-3, опублик. 1978.

/////////////////////A

cpue.2