Устройство для нагревания с помощью солнечной энергии
Формула / Реферат
1. Устройство для нагревания с помощью солнечной энергии, которое содержит, по меньшей мере, одну зеркальную конструкцию (1), которая смонтирована на раме (3) и может быть направлена на солнце, и, по меньшей мере, три коллектора (4), установленные на одинаковом расстоянии друг от друга параллельно зеркальной конструкции (1), чтобы собирать солнечное излучение, отражённое зеркальной конструкцией (1), причем зеркальная конструкция (1) содержит несколько почти плоских зеркальных полос (2), простирающихся друг за другом в продольном направлении коллекторов (4) на раме (3) таким образом, что они могут поворачиваться вокруг их продольного направления, тогда как коллекторы (4) неподвижны относительно рамы (3), средство (16) для поворота зеркальных полос (2), так что солнечные лучи, падающие на эту поверхность, могут отражаться в направлении коллекторов (4); управляющее средство (21), выдающее команды средствам (16) на поворот в зависимости от положения солнца, отличающееся тем, что когда предусмотрены три расположенных рядом коллектора (4), зеркальные полосы (2) под ними разделены на два ряда, причём зеркальные полосы (2) одного ряда отражают лучи на коллектор (4), расположенный в середине, в то время как зеркальные полосы (2) другого ряда отражают лучи на один из двух других коллекторов (4), расположенных над рядами, причём управляющее средство (21) и средство (16) поворота настроены таким образом, что утром первый ряд зеркальных полос (2), расположенный между средним коллектором (4) и коллектором (4), расположенным к востоку от него, отражает лучи на этот последний коллектор (4), тогда как второй ряд зеркальных полос (2), расположенных между средним коллектором (4) и коллектором (4), расположенным к западу от него, отражает лучи на средний коллектор (4) и после того, как солнце прошло свою наивысшую точку в течение дня, то есть после полудня, первый ряд зеркальных полос (2) отражает лучи на средний коллектор (4), а второй ряд зеркальных полос (2) отражает лучи на коллектор (4), расположенный к западу от него.
2. Устройство по п.1, отличающееся тем, что зеркальная конструкция (1) состоит из двух сегментированных полупараболических зеркал, которые установлены параллельно друг другу и чьи сегменты выполнены плоскими и помещены на горизонтальную плоскость.
3. Устройство по п.1 или 2, отличающееся тем, что зеркальная конструкция (1) дополнительно расширена, по меньшей мере, одним дополнительным рядом зеркальных полос (2) и дополнительным коллектором (4) на каждый ряд.
4. Устройство по любому из предыдущих пунктов, отличающееся тем, что средства (16) для поворота зеркальных полос (2) являются средствами для поворота, по меньшей мере, нескольких зеркальных полос (2) или всех зеркальных полос (2) вместе, одновременно и в одинаковой степени.
5. Устройство по пп.1 и 4, отличающееся тем, что средства (16) для поворота зеркальных полос (2) являются средствами для поворота, по меньшей мере, всех зеркальных полос (2), расположенных между двумя коллекторами (4).
6. Устройство по п.4 или 5, отличающееся тем, что средства (16) для поворота, по меньшей мере, нескольких зеркальных полос (2) одновременно представляют собой цепную или ременную передачу.
7. Устройство по любому из предыдущих пунктов, отличающееся тем, что коллектор (4) содержит, по меньшей мере, одну теплопоглощающую трубку (23-24) и, по меньшей мере, один рефлектор (38), направленный на трубку (23-24), расположенную посередине, и установленный над трубкой (23-24) наподобие колпака для собирания солнечных лучей, отраженных зеркальной конструкцией (1), и для отражения их на трубку (23-24).
8. Устройство по п.7, отличающееся тем, что рефлектор (38) состоит из параболических зеркал.
9. Устройство по п.7 или 8, отличающееся тем, что трубка (23-24) выполнена из стекла с двойными стенками, ее внутренняя стенка (24) покрыта снаружи теплопоглощающим материалом, а внешняя стенка, имеющая форму трубки, полупрозрачна, и между обеими стенками (23-24) находится вакуум.
10. Устройство по п.9, отличающееся тем, что через трубку (23-24) проходит металлическая трубка (22), а пространство между этой металлической трубкой (22) и трубкой (23-24) заполнено теплопроводящей средой (27), такой как тонкая стальная стружка.
11. Устройство по п.9 или 10, отличающееся тем, что во внутренней стенке (24) встроены расширительные сильфоны (25).
12. Устройство по п.11, отличающееся тем, что между двумя стенками (23 и 24) трубки установлены кольца (26), которые предпочтительно имеют только местный контакт с внешней стенкой (23).
13. Устройство по любому из пп.11-12, отличающееся тем, что над зеркальной конструкцией (1) установлены вокруг одной металлической трубки (22) одна за другой несколько трубок (23-24) и тем, что эти трубки (23-24) несёт на себе эта металлическая трубка (22).
14. Устройство по любому из предыдущих пунктов, отличающееся тем, что коллектор (4) содержит металлическую трубку (22) для нагреваемой жидкости, подвешенную посредством тележки (29) через одинаковые промежутки на продольном профиле (30), который является частью рамы (3), причем тележка может передвигаться по этому продольному профилю.
15. Устройство по п.14, отличающееся тем, что продольный профиль (30) снабжён компенсаторами (31) теплового расширения, а тележка (29) содержит два передних и два задних колеса (32), которые не находятся на одной и той же оси, а смещены по отношению друг к другу в направлении движения.
16. Устройство по п.14 или 15, отличающееся тем, что металлическая трубка (22) подвешена при помощи подвеса, содержащего два стержня (33 и 37), которые вместе завинчены в муфту (36), так что их положение по отношению друг к другу можно регулировать вращением муфты.
Текст
1 Настоящее изобретение касается устройства для нагревания с помощью солнечной энергии, которое содержит, по меньшей мере, одну зеркальную конструкцию, которая смонтирована на раме и которая может быть направлена на солнце, и, по меньшей мере, три коллектора,простирающиеся на одинаковом расстоянии друг от друга параллельно зеркальной конструкции, чтобы собирать солнечное излучение,отражнное зеркальной конструкцией, причем зеркальная конструкция содержит несколько почти плоских зеркальных полос, простирающихся друг за другом в продольном направлении коллекторов при их продольном направлении, которое соответствует направлению север/юг, каждая из которых установлена на раме таким образом, что они могут поворачиваться вокруг их продольного направления, тогда как коллекторы неподвижны относительно рамы,причем зеркальные полосы расположены в почти горизонтальной плоскости со своими осями вращения, устройство содержит средства для такого поворота зеркальных полос и отражающей поверхности зеркальных полос, что солнечные лучи, падающие на эту поверхность,могут отражаться в направлении коллекторов, и управляющее средство, выдающее команды средствам поворота в зависимости от положения солнца. Устройство вышеупомянутого типа, за исключением того, что оно содержит только один коллектор, описано в документе US-A3.861.379. Все зеркальные полосы направлены на этот единственный коллектор и поворачиваются вместе для сопровождения солнца. Когда солнце находится низко, угол между падающими солнечными лучами и лучами, отраженными к коллектору, для некоторого числа зеркальных полос будет больше 90, что уменьшает КПД. Устройства такого типа, который описан в первом абзаце, представлены среди прочих в патентах FR-A-1.520.370 и US-A-4.229.076. Эти известные устройства содержат два или более коллекторов и под каждым коллектором - ряд зеркальных полос, которые можно поворачивать в зависимости от положения солнца. Зеркальные полосы каждого ряда зеркальных полос всегда направлены своей отражающей поверхностью на один и тот же единственный коллектор, который находится в этом случае в середине, над рядом зеркальных полос. В сущности, последние упомянутые устройства можно рассматривать, как состоящие из двух или более вышеупомянутых известных устройств, помещнных, как описано US-A3.861.379, одно за другим. Угол между падающими солнечными лучами и лучами, отраженными в направлении коллектора, будет больше 90 для некоторого числа зеркальных полос, за исключением слу 002295 2 чая, когда солнце находится в самом высоком положении над зеркальной конструкцией. Момент, в который этот угол становится острым углом, наступает при различных положениях солнца для этих зеркальных полос и, следовательно, в различное время. Зеркальные полосы, для которых вышеупомянутый угол больше 90, снижают КПД устройства. Цель данного изобретения состоит в том,чтобы избежать этих недостатков. С этой целью, в случае, когда согласно изобретению предусмотрены три расположенных рядом коллектора, зеркальные полосы под ними разделены на два ряда, причем зеркальные полосы одного ряда отражают лучи на коллектор, расположенный в середине, в то время как зеркальные полосы другого ряда отражают лучи на один из двух других коллекторов, расположенных над рядами, причем управляющее средство выдает команду средству поворота на осуществление такого поворота, что утром первый ряд зеркальных полос, расположенный между средним коллектором и коллектором, расположенным к востоку от него, отражает лучи на этот последний коллектор, тогда как второй ряд зеркальных полос, расположенный между средним коллектором и коллектором, расположенным к западу от него, отражает лучи на средний коллектор, и после того, как солнце прошло наивысшую точку в течение дня, то есть после полудня, первый ряд зеркальных полос отражает лучи на средний коллектор, а второй ряд зеркальных полос отражает лучи на коллектор,расположенный к западу от него. В сущности, зеркальную конструкцию можно рассматривать как два разделенных на сегменты полупараболических зеркала, которые простираются параллельно друг другу, сегменты которых спрямлены и перенесены в горизонтальную плоскость. Первая зеркальная конструкция может быть дополнительно расширена с помощью одного или нескольких дополнительных рядов зеркальных полос и дополнительного коллектора для каждого ряда. Средство для поворота зеркальных полос может быть средством поворота, по меньшей мере, нескольких зеркальных полос, например,всех зеркальных полос, расположенных между двумя коллекторами, или всех зеркальных полос вместе, одновременно и в одинаковой степени. Средство может также иметь колесо, например, звездочку или зубчатое колесо, по меньшей мере, на одном конце каждой из зеркальных полос, бесконечный элемент, например, цепь или зубчатый ремень, работающий в соединении со всеми этими колесами, и приводное средство для приведения в движение этого элемента. Коллектор в предпочтительном варианте содержит, по меньшей мере, одну теплопогло 3 щающую трубку и, по меньшей мере, один отражатель, предпочтительно состоящий из двух изогнутых параболических зеркал, направленных на трубку, расположенную между ними, и установленный над трубкой наподобие колпака для собирания солнечных лучей, отраженных зеркальной конструкцией, и для отражения их на трубку. Эта трубка в предпочтительном варианте является стеклянной трубкой с двойными стенками, внутренняя стенка которой снаружи покрыта теплопоглощающим материалом, а между обеими стенками создан вакуум. Через эту трубку может проходить металлическая трубка,а пространство между этой металлической трубкой и стеклянной трубкой может быть заполнено теплопроводящим материалом, таким как тонкая стальная стружка. Для того, чтобы лучше объяснить особенности изобретения, в качестве примера, не ограничивающего сферу изобретения, описаны два предпочтительных варианта осуществления устройства для нагревания с помощью солнечной энергии согласно изобретению, со ссылкой на сопровождающие чертежи, на которых фиг. 1 показывает очень схематичный вид в аксонометрии устройства по данному изобретению; фиг. 2 показывает сечение по линии II - II на фиг. 1 в увеличенном масштабе; фиг. 3 показывает вид в аксонометрии коллектора устройства согласно фиг. 1 и 2, с частичным разрезом; фиг. 4 схематически показывает продольное сечение коллектора, представленного на фиг. 3; фиг. 5 схематически показывает вид спереди устройства по данному изобретению; фиг. 6, 7 и 8 представляют схематичные виды спереди, аналогичные виду на фиг. 5, но относящиеся к двум другим положениям устройства; фиг. 9 показывает деталь, которая обозначена как F9 на фиг. 4, в увеличенном масштабе; фиг. 10 показывает сечение по линии Х - Х на фиг. 9. Как показано на фиг. 1, устройство для нагревания с помощью солнечной энергии согласно изобретению состоит, в основном, из зеркальной конструкции 1, которая составлена из ряда расположенных одна за другой плоских зеркальных полос 2, которые смонтированы на раме 3 таким образом, что могут поворачиваться относительно их продольного направления или направления, параллельного их продольной оси, и установленного наверху устройства коллектора 4, который закреплен неподвижно на вышеупомянутой раме 3. Зеркальные полосы 2 являются плоскими и параллельны друг другу в продольном направлении. 4 Они выполнены, например, из стекла с отражающим покрытием на верхней стороне и предпочтительно с покрытием на нижней стороне, которое может выдерживать песчаные бури, таким как покрытие на основе резины или пластмассы. Они имеют ширину, например, почти 50 см, длину около 3 м и толщину 3 мм. Каждая зеркальная полоса 2 может поворачиваться. Как показано подробно на фиг. 2,каждая зеркальная полоса 2 закреплена на раме 6, выполненной из алюминиевых профилей,посредством зажимов 5, причем рама в свою очередь закреплена на трубе 8 посредством зажимных скоб 7, а труба через каждые три метра установлена в подшипнике 9, который закреплен на горизонтальной поперечине 10, которая является частью рамы 3. Все эти поперечины 10 прикреплены своими концами к остальной части рамы 3, а именно к вертикальным профилям 11 или 12 на высоте порядка 1,5 м над землей, но с возможностью регулировки по высоте. Между двумя профилями 11 на продольной стороне установлены три более коротких профиля 12, например, один более короткий профиль 12 через каждые три метра. Профили 12 простираются вверх на некоторое расстояние выше зеркальной конструкции 1, и их верхние концы соединены друг с другом и с профилями 11 посредством продольных профилей 13 на продольных сторонах. Вертикальные профили 11 значительно выше, чем профили 12, и их верхние концы соединены друг с другом посредством горизонтальных поперечных профилей 14. Вертикальные профили 11 и 12 прикреплены к бетонному основанию 15. По двум продольным профилям 13 может передвигаться тележка для обслуживания, мытья или ремонта зеркальной конструкции 1, которая не показана на рисунках. Для поворота зеркальных полос 2 в зависимости от положения солнца в течение дня предусмотрены средства 16, поскольку продольным направлением зеркальных полос 2 является направление север/юг. Эти средства 16, которые представлены только на фиг. 5-8 для ясности изложения, содержат звездочку 17 на одном конце каждой трубы 8, которая соединена со звездочкой 19 цепью 18, которая приводится в движение приводом, состоящим из шагового двигателя 20. Эти средства 16, кроме того, содержат электронный управляющий блок 21, который управляет шаговым двигателем 20 в зависимости от положения солнца, так что зеркальные полосы 2 могут следовать за солнцем. В принципе длина устройства в продольном направлении зеркальных полос 2 не ограничена, и эта длина может достигать одного километра. 5 Понятно, что для того, чтобы отражать собранные солнечные лучи на единственный коллектор 4, который подвешен в середине над зеркальной конструкцией 1 на поперечных профилях 14, зеркальные полосы 2, установленные в направлении север/юг, должны для каждого положения солнца иметь различные взаимные углы наклона в их поперечном направлении. Согласно показанному варианту осуществления изобретения, цепь 18 охватывает все звездочки 17, и средства 16 имеют только один шаговый двигатель 20, который приводит в движение все звездочки 17 через звездочку 19 и цепь 18, и, таким образом, поворачивает зеркальные полосы 2 одновременно и на одинаковый угол. Каждый коллектор 4 расположен на некоторой высоте над зеркальной конструкцией 1,которая составляет, например, половину ширины зеркальной конструкции, например, на высоте двенадцати метров. Однако высота может также быть меньше и составлять, например,шесть метров. Эти коллекторы 4 располагаются в продольном направлении зеркальных полос 2. Как представлено подробно на фиг. 3 и 4,этот коллектор 4 содержит металлическую,предпочтительно стальную трубку 22 длиной порядка 6 дюймов (около 15 см), которая окружена стеклянными трубками 23-24 с двойными стенками. В отличие от стальных трубок стеклянные трубки не проницаемы для водорода,они менее дороги и могут иметь меньший диаметр. Внешняя стенка 23 трубок 23-24 является полупрозрачной, но внутренняя стенка 24 покрыта на внешней стороне чрным теплопоглощающим слоем, который был нанесен на не,например, напылением. Концы стенок 23 и 24 закрыты, и между этими стенками 23 и 24 существует вакуум,причм стенки находятся одна от другой на расстоянии, например, порядка 1 мм. Эта трубка 23-24 с двойными стенками выполнена из жаропрочного стекла, например стекла, которое известно под маркой Пирекс(Руrех). Внутренняя, чрная стенка 24 может быть нагрета до температур 300-500 С. Внешняя стенка 23, однако, остатся относительно холодной. Эта трубка 23-24 достигает в длину до 4 м,и для того чтобы дать возможность внутренней стенке 24 расширяться, на одном конце внешней стенки 23 предусмотрены расширительные сильфоны 25, предпочтительно выполненные из закаленного стекла, которое сплавлено с остальной частью стеклянной стенки 23. Для того чтобы предотвратить продольное коробление внутренней стенки 24, когда она в результате расширения оказывает некоторое давление на расширительные сильфоны 25,внутренняя стенка 24 охвачена стеклянными 6 кольцами 26, путм, например, надевания их в горячем состоянии на стенку 24 и обеспечения их усадки при охлаждении, что создат лишь местный контакт с внешней стенкой 23, чтобы ограничить передачу тепла. Пространство между внутренней стенкой 24 и стальной трубкой 22, которое находится под атмосферным давлением, заполнено средой 27, которая проводит тепло, например, тонкой стальной стружкой, окружнной тонким алюминиевым листом, имеющим, например, толщину 0,3 мм, который плотно соединн с трубкой 22 и стенкой 24. Кроме того, через посредство среды 27 трубка 23-24 с двойными стенками опирается на стальную трубку 22. Трубка 22 простирается на всю длину зеркальных полос 2, но она может также простираться на несколько рядов зеркальных полос 2 или зеркальных конструкций 1 и даже иметь длину 1 км. Трубка 23-24 с двойными стенками, однако, имеет длину только около 3 м, и в коллекторе 4 вокруг стальной трубки 22 размещаются одна за другой несколько трубок 23-24. На концах устройства и между двумя последовательными стеклянными трубками 23-24 с двойными стенками стальная трубка 22 подвешена к тележке 29 посредством подвеса 28,перекатывающегося по двутавровому профилю 30 рамы 3, что схематически показано на фиг. 4,и более подробно на фиг. 9 и 10. Этот двутавровый профиль 30, который простирается по всей длине коллектора 4, но на который через одинаковые промежутки установлен компенсатор 31 теплового расширения,подвешен к горизонтальным поперечным профилям 14. Тележка 29 имеет U-образный профиль,две ножки которого несут два небольших колеса 32 на своих сторонах, обращнных друг к другу. Как показано на фиг. 10, передние и задние колса 32 не находятся на одной и той же оси, а смещены по отношению друг к другу в направлении движения, так что только одно колесо 32 в данный момент катится через компенсатор 31 теплового расширения, в то время как тележка 29 вс ещ опирается тремя колесами 32 на двутавровый профиль 30. Таким образом, предотвращается раскачивание тележки 29 при ее прохождении через компенсатор 31 теплового расширения. Как показано подробно на фиг. 9 и 10,подвес 28 может состоять из первого стержня 33, который с одной стороны завинчен во втулку 34, приваренную к стальной трубке 22 и окруженную изолирующим материалом 35 между концами двух соседних трубок 23-24, и который с другой стороны завинчен в муфту 36, и из второго стержня 37, который приварен к тележке 29 и который также завинчен в вышеупомянутую муфту 36 так, что когда муфта 36 пово 7 рачивается, стержни 33 и 37 сближаются друг с другом или удаляются друг от друга. Винтовая нарезка имеет одно и тоже направление на обоих концах стержня 33, но винтовые нарезки на обоих концах, нарезанные в муфте 36, имеют противоположное направление. Коллектор 4, кроме того, содержит несколько рефлекторов 38, каждый из которых состоит из двух продольных зеркал, которые прикреплены друг к другу по длине над стеклянной трубкой 23-24 и образуют колпак над теплопоглощающей трубкой, образованной стенкой 24. Поперечное сечение каждого зеркала является частью, например, половиной, параболы. Рефлекторы 38 подвешены посредством стержней 39 на поперечном профиле 40, который прикреплен к нижней стороне двутаврового профиля 30. Каждый рефлектор 38 направлен своей зеркальной стороной на эту стенку 24, которая практически находится на фокальной линии двух параболических половин этого рефлектора 38. Рефлектор 38 имеет длину, которая почти равна длине стеклянной трубки 23-24 с двойными стенками, и коллектор 4 имеет несколько таких рефлекторов 38, которые расположены в линию над зеркальной конструкцией 1. Просвет в нижней части рефлектора 38 рассчитывается таким образом, что солнечные лучи, которые отражаются всеми зеркальными полосами 2 зеркальной конструкции 1, попадают в него и, следовательно, отражаются на внутреннюю стенку 24 стеклянной трубки 23-24 постольку, поскольку они не попали непосредственно на эту стенку 24. Если высота коллектора 4 над зеркальной конструкцией 1 составляет около половины ширины последней, то этот просвет таков, что он может собирать лучи в пределах угла 90, и он имеет размер, например, около 72 см. Когда коллектор 4 расположен ниже, угол может быть больше, например до 135. Из практических соображений длина зеркальных полос 2 ограничена, например, 3 м, но можно поместить в продольном направлении несколько зеркальных конструкций 1 одну за другой, благодаря чему трубки 8 нескольких зеркальных полос 2, или даже всех зеркальных полос 2, расположенных вдоль одной линии,могут образовать непрерывное целое, так что один шаговый двигатель 20 может одновременно поворачивать несколько этих зеркальных полос 2, которые соединены друг с другом, или все эти полосы сразу. Кроме того, рама 3 и, среди прочего, продольные профили 13 и двутавровый профиль 30,могут продолжаться непрерывно на протяжении нескольких рядов зеркальных конструкций 1,если не учитывать компенсаторов 31 теплового расширения. 8 Это также относится и к коллектору 4,подвешенному на двутавровом профиле 30, который может иметь длину до одного километра. Кроме того, несколько индивидуальных зеркальных конструкций или зеркальных конструкций, расположенных друг за другом в продольном направлении, могут также быть расположены друг за другом в поперечном направлении. Благодаря использованию плоских зеркальных полос 2 вместо одного или более параболических зеркал конструкция является относительно простой. Е обслуживание является относительно лгким, особенно благодаря тележке, передвигающейся по продольным профилям 13. В случае, например, песчаной бури зеркальные полосы могут быть поврнуты к ветру своей защищенной обратной стороной. Устройство является высокоэффективным. Только в течение очень короткого периода ранним утром или поздним вечером зеркальные полосы могут отбрасывать тень на соседнюю зеркальную полосу. В течение остальной части дня только малая часть солнечной энергии теряется из-за затенения. Зеркальные полосы 2 своим продольным направлением имеют направление север/юг. Три вышеописанных коллектора 4 подвешены к двутавровому профилю 30, причм зеркальные полосы 2 имеют различный наклон в своем поперечном направлении и все они вместе приводятся в движение. Один из трех коллекторов 4 помещен в середине, как в вышеупомянутом варианте осуществления изобретения, тогда как два других расположены над продольными краями, соответственно к востоку и западу от среднего коллектора 4. Зеркальные полосы 2 наклонены так, что они совпадают с двумя продольными полупараболами, которые разделены на сегменты, и в которых сегменты спрямлены и опущены на одну и ту же горизонтальную плоскость, причем обе полупараболы практически параллельны друг другу. Зеркальные полосы 2, которые совпадают с одной полупараболой, отражают лучи на один коллектор 4, тогда как зеркальные полосы 2,совпадающие с другой полупараболой, отражают лучи на другой коллектор 4, причм, когда солнце достигает наивысшей точки, все зеркальные полосы 2 поворачиваются вместе на один угол, так что каждая из них отражает лучи на другой коллектор 4. Этот угол равен 22,5,когда ширина зеркальной конструкции 1 равна удвоенной высоте, на которой расположены коллекторы 4, и, таким образом, расстояние между коллекторами 4 равно этой высоте. На фиг. 5 зеркальные полосы 2 представлены в такой момент времени, когда солнце находится на горизонте на востоке. Первый ряд 9 или половина зеркальных полос 2, расположенных на солнечной стороне, отражают собранные солнечные лучи на коллектор 4, расположенный на восточной стороне. Другой ряд или половина зеркальных полос 2 отражает лучи на средний коллектор 4. Ясно, что в самом крайнем положении,представленном на фиг. 5, отражение является скорее теоретическим, так как когда положение солнца такое низкое, зеркальные полосы расположены в тени друг друга. Все зеркальные полосы 2 непрерывно поворачиваются средством 16, но они продолжают отражать лучи на вышеупомянутые коллекторы 4, когда солнце поднимается, пока не примут положения, в котором они представлены на фиг. 6, когда солнце находится в наивысшей точке. Незадолго до полудня они поврнуты в целом на 45. В полдень, то есть когда солнце достигает наивысшей точки, все зеркальные полосы 2 повернуты в положение, представленное на фиг. 7,в данном примере на 22,5. Зеркальные полосы 2 первого ряда теперь отражают лучи на средний коллектор 4, а остальные зеркальные полосы 2 - на коллектор 4,расположенный на западной стороне. В течение времени после полудня все зеркальные полосы 2 в дальнейшем одновременно поворачиваются средством 16 на полный угол 45, пока солнце не зайдт на западе. Зеркальные полосы 2 тогда находятся в положении,представленном на фиг. 8, и таким образом представляют зеркальное отображение ситуации до начала вращения. В любой момент времени угол между падающими солнечными лучами и солнечными лучами, отражнными на коллектор 4, который представлен для некоторых зеркальных полос 2 на фиг. 5-8, составляет меньше 90, так что устройство имеет превосходную эффективность. Так как все зеркальные полосы 2 всегда поворачиваются вместе и в одинаковой степени,устройство 16 имеет простую конструкцию и слежение за солнцем осуществляется довольно легко. Ясно, что по обеим сторонам вышеописанной зеркальной конструкции 1 могут быть расположены дополнительные зеркальные полосы 2, как это показано штрихпунктирной линией на фиг. 5-8, в частности, один ряд или несколько рядов зеркальных полос 2, которые совпадают с сегментированной полупараболой, но для каждого ряда также добавляется один дополнительный коллектор 4. Дополнительный ряд зеркальных полос 2,расположенный к востоку, будет отражать лучи на коллектор 4 вышеописанной зеркальной конструкции 1, расположенный дальше всех к востоку после полудня. Аналогичным образом, дополнительный ряд, расположенный на западной стороне, будет отражать лучи на коллектор 4 10 вышеописанной зеркальной конструкции 1, расположенный дальше всех к западу до полудня. Так как зеркальная конструкция разделена на зеркальные полосы 2, то можно отключить полностью или частично одну или несколько зеркальных полос 2, например, наклоняя их по отдельности, так чтобы они не были больше направлены на солнце, и таким образом регулировать общую величину солнечной энергии,которая собирается устройством. Настоящее изобретение никоим образом не ограничивается вариантами его осуществления,описанными выше и представленными в сопровождающих чертежах; напротив, такое устройство для нагревания с помощью солнечной энергии может быть выполнено во всевозможных вариантах, оставаясь, однако, в рамках предложенного изобретения. ФОРМУЛА ИЗОБРЕТЕНИЯ 1. Устройство для нагревания с помощью солнечной энергии, которое содержит, по меньшей мере, одну зеркальную конструкцию(1), которая смонтирована на раме (3) и может быть направлена на солнце, и, по меньшей мере,три коллектора (4), установленные на одинаковом расстоянии друг от друга параллельно зеркальной конструкции (1), чтобы собирать солнечное излучение, отражнное зеркальной конструкцией (1), причем зеркальная конструкция(1) содержит несколько почти плоских зеркальных полос (2), простирающихся друг за другом в продольном направлении коллекторов (4) на раме (3) таким образом, что они могут поворачиваться вокруг их продольного направления,тогда как коллекторы (4) неподвижны относительно рамы (3), средство (16) для поворота зеркальных полос (2), так что солнечные лучи, падающие на эту поверхность, могут отражаться в направлении коллекторов (4); управляющее средство (21), выдающее команды средствам(16) на поворот в зависимости от положения солнца, отличающееся тем, что когда предусмотрены три расположенных рядом коллектора(4), зеркальные полосы (2) под ними разделены на два ряда, причм зеркальные полосы (2) одного ряда отражают лучи на коллектор (4), расположенный в середине, в то время как зеркальные полосы (2) другого ряда отражают лучи на один из двух других коллекторов (4), расположенных над рядами, причм управляющее средство (21) и средство (16) поворота настроены таким образом, что утром первый ряд зеркальных полос (2), расположенный между средним коллектором (4) и коллектором (4), расположенным к востоку от него, отражает лучи на этот последний коллектор (4), тогда как второй ряд зеркальных полос (2), расположенных между средним коллектором (4) и коллектором (4),расположенным к западу от него, отражает лучи на средний коллектор (4) и после того, как 11 солнце прошло свою наивысшую точку в течение дня, то есть после полудня, первый ряд зеркальных полос (2) отражает лучи на средний коллектор (4), а второй ряд зеркальных полос(2) отражает лучи на коллектор (4), расположенный к западу от него. 2. Устройство по п.1, отличающееся тем,что зеркальная конструкция (1) состоит из двух сегментированных полупараболических зеркал,которые установлены параллельно друг другу и чьи сегменты выполнены плоскими и помещены на горизонтальную плоскость. 3. Устройство по п.1 или 2, отличающееся тем, что зеркальная конструкция (1) дополнительно расширена, по меньшей мере, одним дополнительным рядом зеркальных полос (2) и дополнительным коллектором (4) на каждый ряд. 4. Устройство по любому из предыдущих пунктов, отличающееся тем, что средства (16) для поворота зеркальных полос (2) являются средствами для поворота, по меньшей мере, нескольких зеркальных полос (2) или всех зеркальных полос (2) вместе, одновременно и в одинаковой степени. 5. Устройство по пп.1 и 4, отличающееся тем, что средства (16) для поворота зеркальных полос (2) являются средствами для поворота, по меньшей мере, всех зеркальных полос (2), расположенных между двумя коллекторами (4). 6. Устройство по п.4 или 5, отличающееся тем, что средства (16) для поворота, по меньшей мере, нескольких зеркальных полос (2) одновременно представляют собой цепную или ременную передачу. 7. Устройство по любому из предыдущих пунктов, отличающееся тем, что коллектор (4) содержит, по меньшей мере, одну теплопоглощающую трубку (23-24) и, по меньшей мере,один рефлектор (38), направленный на трубку(23-24), расположенную посередине, и установленный над трубкой (23-24) наподобие колпака для собирания солнечных лучей, отраженных зеркальной конструкцией (1), и для отражения их на трубку (23-24). 8. Устройство по п.7, отличающееся тем,что рефлектор (38) состоит из параболических зеркал. 9. Устройство по п.7 или 8, отличающееся тем, что трубка (23-24) выполнена из стекла с 12 двойными стенками, ее внутренняя стенка (24) покрыта снаружи теплопоглощающим материалом, а внешняя стенка, имеющая форму трубки,полупрозрачна, и между обеими стенками (2324) находится вакуум. 10. Устройство по п.9, отличающееся тем,что через трубку (23-24) проходит металлическая трубка (22), а пространство между этой металлической трубкой (22) и трубкой (23-24) заполнено теплопроводящей средой (27), такой как тонкая стальная стружка. 11. Устройство по п.9 или 10, отличающееся тем, что во внутренней стенке (24) встроены расширительные сильфоны (25). 12. Устройство по п.11, отличающееся тем,что между двумя стенками (23 и 24) трубки установлены кольца (26), которые предпочтительно имеют только местный контакт с внешней стенкой (23). 13. Устройство по любому из пп.11-12, отличающееся тем, что над зеркальной конструкцией (1) установлены вокруг одной металлической трубки (22) одна за другой несколько трубок (23-24) и тем, что эти трубки (23-24) нест на себе эта металлическая трубка (22). 14. Устройство по любому из предыдущих пунктов, отличающееся тем, что коллектор (4) содержит металлическую трубку (22) для нагреваемой жидкости, подвешенную посредством тележки (29) через одинаковые промежутки на продольном профиле (30), который является частью рамы (3), причем тележка может передвигаться по этому продольному профилю. 15. Устройство по п.14, отличающееся тем,что продольный профиль (30) снабжн компенсаторами (31) теплового расширения, а тележка(29) содержит два передних и два задних колеса(32), которые не находятся на одной и той же оси, а смещены по отношению друг к другу в направлении движения. 16. Устройство по п.14 или 15, отличающееся тем, что металлическая трубка (22) подвешена при помощи подвеса, содержащего два стержня (33 и 37), которые вместе завинчены в муфту (36), так что их положение по отношению друг к другу можно регулировать вращением муфты.
МПК / Метки
МПК: F24J 2/16
Метки: нагревания, энергии, помощью, солнечной, устройство
Код ссылки
<a href="https://eas.patents.su/8-2295-ustrojjstvo-dlya-nagrevaniya-s-pomoshhyu-solnechnojj-energii.html" rel="bookmark" title="База патентов Евразийского Союза">Устройство для нагревания с помощью солнечной энергии</a>
Предыдущий патент: Способ градиентной нейтрализации свободных радикалов в организме человека
Следующий патент: Способ лазерной обработки стекла
Случайный патент: Способ удаления цианистого водорода и муравьиной кислоты из синтез-газа