Солнечный нагреватель Советский патент 1982 года по МПК F24J3/02 

(SJ) СОЛНЕЧНЫЙ НАГРЕВАТЕЛЬ

Изобретение относится к гелиотёхнике, в частности к солнечным нагревателям. Известен солнечный нагреватель, со содержащий конический отражатель с ко аксиально расположенной в нем линзой установленную вдоль оптической оси отражателя вращающуюся тепловую трубу, испарительная часть которой расположена на освещенной стороне отражателя и на обращенной к ней noBeipxности имеет поглощающее излучение покрытие, и теплообменник с патрубками, расположенный коаксиально конденсационной части тепловой трубы. В этом солнечном нагревателе внутренняя стенка тепловой трубы имеет винтовой паз прямоугольного сечения, а ограниченный этой стенкой центральный канал .подключен к патрубкам ввода и вывода нагреваемой среды р J. Однако конический отражатель и цилиндрической формы тепловая труба не обеспечивают равномерного распределения солнечного излучения по поглощающей поверхности, теплопередающая поверхность недостаточно развита, а поглощающая - не теплоизолирована. Цель изобретения - повышение степени использования солнечной энергии и КПД нагревателя. Поставленная цель достигается тем, что солнечный нагреватель, содержащий конический отражатель с коаксиально расположенной в нем линзой, установленную вдоль оптической оси отражателя вращающуюся тепловую трубу, испарительная часть которой расположе.на на освещенной стороне отражателя и на обращенной к ней поверхности имеет поглощающее излучение покрытие, и теплообменник с патрубками, расположенный коаксиально конденсационной части тепловой трубы, снабжен соосно установленным над торцовой поверхностью испарительной части тепловой трубы дополнительным коническим отражателем с наружной ра3 9379 б(Чей поверхностью, а конденсационпая масть тепловой трубы расположена на теневой стороне первого отражателя и обе части выполнены расширяющимися в направлении к дополнитель-s ному отражателю, причем торцовая поверхность испарительной части снабжена по периферии поглощающим излучение покрытием, конденсационная- расположенными снаружи перфорирован-Ю ными лопастями, а линза имеет конусообразную форму. Кроме того, испарительная часть тепловой трубы снабжена прозрачной теплоизоляцией, расположенной с за-15 зором относительно поглощающего излучение покрытия. На чертеже представлен продольный разрез солнечный нагреватель, продольный разрез. 20 Нагреватель содержит конический отражатель 1 с коаксиально расположенной в нем линзой 2, установленную вдоль оптической оси отражателя 1 вращающуюся тепловую трубу 3, испари-jj тельная часть 4 которой расположена на освещенной стороне отражателя 1 и на обращенной к ней поверхности имеет поглощающее излучение покрытие 5, и теплообменник 6 с патрубками 7,JQ расположенный коаксиально конденсационной части 8 тепловой трубы 3Нагреватель снабжен соосно установленным над торцовой поверхностью 9 испарительной части тепловой трубы 3 дополнительным коническим отражателем 10 с наружной рабочей поверхностью, а конденсационная часть 8 тепловой трубы 3 расположена на теневой стороне первого отражателя и обе части и 8 выполнены расширяющимися 8 направлении к дополнительному отражателю 10, причем торцовая поверхность 9 испарительной части 4 снабжена по периферии поглощающим излучение покрытием 11, конденсационная часть 8 снабжена расположенными снаружи перфорированными лопастями 12, а линза 2 имеет конусообразую форму. Испарительная часть тепловой трубы 3 снабжена прозрачной теплоизоляцией 13, расположенной с зазором Й относительно поглощающего излучения покрытия 5, обращенного к освещённой стороне отражателя 1, и покры тие 11 на торцовой поверхности 9. Поглощающие излучение покрытия 5 и 11 выполнены селективными и зазор 1 ваку , мирован,. 74 Вращающаяся тепловая труба по валу 15 и в местах контакта с тепл обманником 6 герметизирована лабиринтными уплотнениями 16. Вал 15 тепловой трубы 3 установлен в подшипниках 17 и вращение на вал 15 передается от шкива 18 с помощью клиноременной передачи 19. Тепловая труба 3 в своей средней части, вне зоны воздействия солнечного излучения, снабжена теплоизоляцией 20. Теплообменник 6 также выполнен теплоизолированным. Полость тепловой трубы заполнена жидкой и паровой фазами рабочего вещества, Конический отражатель 1 может быть изготовлен из трапециевидных фацет. Вращение тепловой трубы может быть осуществлено от ветродвигателей или комбинированным применением ветродвигателя и электродвигателя с регулируемой скоростью вращения, Солнечный нагреватель работает следующим образом, От привода (не показан) вращение передается тепловой трубе 3. Под действием центробежных сил жидкая фаза рабочего вещества перемещается от конденсационной части 8 к испарительной части 4 по внутренней конической поверхности корпуса тепловой трубы 3. Здесь за счет поглощенной покрытиями 5 и 11 солнечной энергии, поступающей в виде прямых и отраженных отражателями 1 и 10 лучей, постоянно обновляемая жидкая фаза непрерывно испаряется. Первая фаза рабочего вещества занимает центральную часть полости,тепловой трубы 3 и конденсируется в конденсационной части 8, отдавая тепло нагреваемой в теплообмень;ике 6 среде, -Последняя тангенциально вводится в теплообменник 6 че-рез патрубок 7, интенсивно закручивается и приобретает спиральную траекторию движения под действием перфорированных лопастей 12, вращающихся вместе с тепловой трубой 3 тангенциально выводится из теплообменника 6, а затем подается потребителю, Придание тепловой трубе конической формы и снабжение ее торцовой поверхности 9 поглощающим излучение покрытием 11 в сочетании с установленным над этой поверхностью 9 дополнительным коническим отражателем 10 перераспределяет поступающуи солнечную .энергию по тепгюеой вое5

п()инимающей поверхности тепловслй трубы 3 и увеличивает площадь тепловоспринимающей поверхности, что в свою очередь, повышает степень использования солнечной энергии.

Снабжение тепловой трубы 3 в конденсационной части 8 перфорированными лопастями 12 улучшает теплопередачу и уменьшает теплопотери, что увеличивает КПД нагревателя. К этому эффекту приводит наличие вакуумированного зазора 1 в испарительной части тепловой трубы 3

Формула изобретения

176

о т ли ч ающи и с я ткм, что, с целью повышения степени использования солнечной энергии и КПД, нагреватель снабжен соосно установленным над торцовой поверхностью испарительной части тепловой трубы дополнительным коническим отражателем с наружной рабочей поверхностью, а конденсационная часть тепловой трубы расположена на теневой стороне первого отражателя и обе части выполнены расширяющимися в направлении к дополнительному отражателю, причем торцовая поверхность испарительной части снабжена по периферии поглощающим излучение покрытием, конденсационная - расположенными снаружи перфорированными лопастями, а линза имеет конусообразную форму.

Источники информации, принятые во внимание при экспертизе

1. Авторское свидетельство СССР по заявке № 28399 8/24-Об, кл. F J 3/02, 1979.