ТЕРМОМЕХАНИЧЕСКАЯ САМОНАВОДЯЩАЯСЯ СИСТЕМА СЛЕЖЕНИЯ ЗА СОЛНЦЕМ

ТЕРМОМЕХАНИЧЕСКАЯ САМОНАВОДЯЩАЯСЯ СИСТЕМА СЛЕЖЕНИЯ ЗА СОЛНЦЕМ


RU (11) 2090777 (13) C1

(51) 6 F03G6/00 

(12) ОПИСАНИЕ ИЗОБРЕТЕНИЯ К ПАТЕНТУ РОССИЙСКОЙ ФЕДЕРАЦИИ 
Статус: по данным на 25.10.2007 - прекратил действие 

--------------------------------------------------------------------------------

(14) Дата публикации: 1997.09.20 
(21) Регистрационный номер заявки: 93009397/11 
(22) Дата подачи заявки: 1993.02.18 
(45) Опубликовано: 1997.09.20 
(56) Аналоги изобретения: Авторское свидетельство СССР N 566019, кл. F 03 G 6/00, 1977. 
(71) Имя заявителя: Волков Ефим Ефимович 
(72) Имя изобретателя: Волков Ефим Ефимович 
(73) Имя патентообладателя: Волков Ефим Ефимович 

(54) ТЕРМОМЕХАНИЧЕСКАЯ САМОНАВОДЯЩАЯСЯ СИСТЕМА СЛЕЖЕНИЯ ЗА СОЛНЦЕМ 

Использование: в гелиотехнике, в качестве следящей системы в установках, преобразующих лучистую энергию Солнца в электроэнергию, тепло и другие формы: в солнечных коллекторах и батареях, зеркалах солнечных ТЭС, солнечном компасе, в метеорологических гелиографах и т.д. Сущность изобретения: система работает от направленного солнечного потока, нагревающего термочувствительные элементы (ТЧЭ) с большим температурным коэффициентом линейного (объемного) расширения. Ориентируемые по эклиптике, ТЧЭ скомпонованы в два узла слежения за Солнцем, образующих: относительно вертикальной оси - механизм отслеживания по сторонам света; относительно горизонтальной оси - механизм отслеживания по высоте над горизонтом. Из-за разности температур концы удлиняющих ТЧЭ создают крен площадок перекоса, соответствующий движению Солнца, который отслеживается роликами скатывания и механически передается ориентируемым осям, с которыми связан технологический гелиоорган. 8 з.п. ф-лы, 12 ил. 


ОПИСАНИЕ ИЗОБРЕТЕНИЯ



Изобретение относится к гелиотехнике и может быть использовано в качестве следящей системы в установках, преобразующих лучистую энергию Солнца в электроэнергию, тепло и другие формы: в ориентируемых солнечных коллекторах, солнечных батареях; зеркалах солнечных ТЭС, солнечном компасе, метеорологических гелиографах и т.д.

Известны устройства слежения за Солнцем с применением оптико-электронных и тепловых датчиков, электромеханических приводов, часовых механизмов.

Известны также устройства по принципу работы регуляторов прямого действия с применением термочувствительных элементов, основанных на тепловом расширении (удлинении) жидкостей, газов, твердых тел, деформации биметаллических элементов, элементов из материалов с термопамятью. При их работе непосредственно используется тепловая энергия регулируемой среды или источника тепловой энергии. Датчик температуры или термочувствительный элемент (ТЧЭ) является одновременно исполнительным механизмом устройства.

Преимущества первых устройств достаточная точность работы; вторых - простота конструкции, автономность и надежность в работе.

Недостатки первых значительная стоимость оптико-электронных систем и их эксплуатации, необходимость в электропитании приводов, введения поправок на сезонную высоту склонения Солнца; вторых недостаточная чувствительность и, следовательно, точность слежения за Солнцем, частичная или полная потеря работоспособности при переменном режиме освещенности Солнцем.

Наиболее близким аналогом из числа известных устройств вышеуказанных типов является термомеханическая, самонаводящаяся система слежения за Солнцем, состоящая из механизма отслеживания по сторонам света, имеющего стационарное горизонтальное основание с неподвижно закрепленной перпендикулярной ему осью и сопряженную с ней, через шарикоподшипники, вертикально ориентируемую ось, а также из установленного на последней механизма отслеживания по высоте над горизонтом, имеющего основание и перпендикулярную его плоскости и сопряженную с ним, через шарикоподшипники, горизонтально ориентируемую ось, к которой крепится технологический гелиоэлемент, при этом каждый механизм отслеживания снабжен термочувствительными элементами, содержащими материал с большим удельным коэффициентом температурного расширения [1]

Недостаток известного технологического решения состоит в том, что данная установка плохо приспособлена для эксплуатации в естественных условиях, поскольку ТЧЭ в ее конструкции, кроме направленности потока солнечных лучей, также реагирует на переменную годовую, дневную, облачную интенсивность солнечного излучения. При любом дополнительном увеличении солнечного потока произойдет "переориентация" гелиоэлемента относительно Солнца, а при уменьшении "недоориентация". Таким образом, будет происходить неадекватная ориентация гелиоэлемента относительно Солнца по сезонам года, часам дня, а также к рысканию при переменной облачности.

Техническим результатом настоящего изобретения является создание такой системы слежения за Солнцем (относящейся ко второму типу устройств), которая наряду с автономностью и надежностью работы обеспечивает повышение чувствительности, точности и стабильности ориентации.

Указанный технический результат достигается тем, что в описанной выше термомеханической, самонаводящейся системе слежения за Солнцем каждый механизм отслеживания снабжен диском перекоса и устройством отслеживания максимального угла перекоса, включающим в себя ролик качения по поверхности указанного диска со средством обеспечения прижима ролика к диску, кинематически связанный через ось-водило с ориентируемой осью механизма отслеживания, причем термочувствительные элементы сопряжены по схеме люфтового соединения с каждым из дисков перекоса с шагом по его окружности и прикреплены: к основанию механизма отслеживания по сторонам света по эллипсообразующей кривой, соответствующей положению эклиптики на данной местной широте, а к основанию механизма отслеживания по высоте над горизонтом по окружности, при этом термочувствительные элементы снабжены узлами корректировки длины рабочих органов, а на основаниях установлены светоэкранирующие юбки.

Кроме того, в данной системе каждый термочувствительный элемент может быть выполнен в виде полосы из твердого материала с большим удельным коэффициентом температурного удлинения, имеющей плоскую, зачерненную рабочую поверхность.

При этом указанные светоэкранирующие юбки каждого механизма отслеживания могут быть снабжены направляющими поясами для дополнительного крепления термочувствительных элементов с возможностью их продольного перемещения.

В частном варианте исполнения системы каждый термочувствительный элемент содержит корпус с деталями крепления к механизму отслеживания и вложенными в него плоско-параллельно полосами из твердого материала с большим удельным коэффициентом температурного удлинения с установленными с возможностью продольного перемещения, а также образующими плоский пакет и соединенными между собой с тыльной стороны, по телескопической схеме, полосами твердого материала с малым или отрицательным удельным коэффициентом температурного удлинения.

При этом термочувствительные элементы могут быть выполнены в виде устройств с термообъемным расширением жидкости, каждое из которых содержит герметичную емкость с плоской зачерненной световоспринимающей поверхностью, снабженную устройством заливки и корректировки рабочего объема жидкости и, по меньшей мере, одной сообщающей трубкой с рабочим органом в виде сильфона.

В другом варианте исполнения каждый термочувствительный элемент механизма отслеживания по сторонам света содержит несколько сообщающих трубок, соединенных с соответствующими рабочими органами- сильфонами, предназначенными для установки, по одному на равном им количестве систем слежения за Солнцем, работающих синхронно, при этом термочувствительные элементы выполнены с возможностью установки на одной из систем слежения за Солнцем или отдельно от указанной системы.

В данной системе диск перекоса каждого механизма отслеживания может быть сопряжен с рабочими органами термочувствительных элементов через заклинивающие механизмы, снабженные креплением к диску перекоса посредством карданной подвески.

Система может содержать в качестве технологического гелиоэлемента отражающие зеркальные поверхности для наведения солнечных лучей на стационарный гелиоприемник, при этом в каждом механизме отслеживания ось-водило ролика качения сопряжена с соответствующей ориентируемой осью кинематическим устройством, понижающим угловую скорость ориентации в два раза.

Наконец, механизм отслеживания по сторонам света может быть снабжен устройством возврата ролика качения и, через ось-водило вертикально ориентируемой оси в "утреннее" исходное положение, включающим в себя подвижный сегмент, расположенный под роликом качения, конец которого в западном секторе прикреплен шарнирно к диску перекоса; конец сегмента в восточном секторе, снизу подперт пружиной через отверстие, выполненное в диске перекоса, а сверху сильфоном, соединенным сообщающей трубкой с термочувствительным элементом с жидкостью, размещенном на освещенной стороне механизма отслеживания и имеющим заливочное и корректирующее приспособления.

На фиг.1 изображен механизм отслеживания Солнца по сторонам света, общий вид; на фиг.2 механизм отслеживания Солнца по сторонам света, вид сверху; на фиг.3 механизм отслеживания Солнца по высоте над горизонтом; на фиг.4 - конструкция трехступенчатого термочувствительного элемента пакетного типа; на фиг. 5 конструкция четырехступенчатого симметричного термочувствительного элемента пакетного типа; на фиг. 6 конструкция жидкостного термочувствительного элемента (объемного расширения); на фиг.7 - схема-полуразвертка крепления на фиксированных штырях диска перекоса; на фиг.8 схема-полуразвертка крепления на освобождающихся штырях диска перекоса; на фиг.9 конструкция выключающегося (включающегося) заклинивающего механизма крепления диска перекоса; на фиг.10 кинематическая схема шестеренчатого двухступенчатого передаточного устройства; на фиг.11 кинематическая схема рычажного передаточного устройства; на фиг.12 схема устройства автоматического перевода следящей системы в исходное "утреннее" положение.

На фиг.1, 2 представлен механизм отслеживания Солнца по сторонам света, состоящий из горизонтального основания 1 с разметкой контура эллипса на ее поверхности. Фокусы эллипса строго сориентированы на север юг. В центре северного фокуса вертикально установлена стационарная ось 2. На стационарную ось 2 насажена ориентируемая, вращающаяся ось 3 в виде трубы с донцем 4, опорным 5 и радиальным 6 шарикоподшипниками. В щелевом отверстии 7 оси 2, на карданной подвеске 8 фиксируется диск перекоса 9. Диск перекоса 9 опирается штырями 11 в щелевые пазы 12 верхних концов термочувствительных элементов 13. ТЧЭ 13 расположены по верхней окружности с шагом (в 45o). Нижние концы ТЧЭ 13 закреплены горизонтальными петлями 14 к основанию 1 по эллипсообразующей кривой, соответствующей ориентации ТЧЭ 13 по эклиптике на данной местной широте. Для возможности регулировки длины ТЧЭ 13, в их конструкции имеется узел корректировки 15 (винтовой, телескопический или муфтовый). К нижней части ориентируемой оси 3, к проушинам с горизонтальной осью 16 крепится ось-водило 17 с отвесом 18. Ось-водило 17 является осью ролика качения 19, сидящего на шарикоподшипнике 20. Для затенения ТЧЭ 13 от сквозных боковых лучей Солнца и придания им жесткости на основании 1 установлена экранирующая юбка 21 с направляющим поясом (ами) 22. На верхнем конце вращающейся оси 3 установлены крепежные узлы 23, к которым пристыкован механизм отслеживания Солнца по высоте над горизонтом 24.

При равной температуре всех ТЧЭ 13 (в ночное время) диск перекоса 9 выставляется строго в горизонтальное положение (первоначально с помощью узлов корректировки 15, без люфтения между штырями 11 и нижними краями пазов 12).

При восходе Солнца "восточный" ТЧЭ 13, получая наибольший тепловой поток и удлиняясь, создает крен диска перекоса 9 с максимальным углом, проходящим через диаметрально противоположную наинизшую точку диска перекоса 9 и ось 2. При этом ролик качения 19 вместе с осью-водилом 17 и отвесом 18 займет соответствующее низшее положение "запад", устанавливая ориентируемую ось 3 вместе с механизмом 24 в соответствующее относительно Солнца положение. Синхронно дневному перемещению Солнца относительно оси 2(3) будет происходить плавное и поочередное перераспределение нагрева, а, следовательно, и длин ТЧЭ 13 (по синусоидальной зависимости относительно друг друга). В диаметрально противоположном направлении, стремясь за перемещающимся максимумом угла перекоса, движется ролик качения 19, поворачивая осью-водилом 17 ориентируемую ось 3.

На фиг. 3 (поз.24, фиг.1) представлен механизм отслеживания Солнца над горизонтом, состоящий из вертикального диска-основания 25, горизонтально ориентируемой оси 26 на опорном 27 и радиальном 28 шарикоподшипниках. По ободу основания 26 с шагом (в 45o) жестко закреплены неподвижными концами ТЧЭ, имеющие узлы корректировки длины 30. На подвижных концах ТЧЭ 29, в прорезях свободно крепится диск перекоса 31 штырями 32. С внешней стороны диска перекоса 31, на ось 26 жестко крепится ступица 33 с осью-водилом 34, являющимся осью ролика качения 35. Ось-водило является пружинным элементом, прижимающим ролик качения 35 к диску перекоса 31. Возможно расположение деталей 33, 34, 35 с внутренней стороны диска 31, но с противоположным расположением упорного подшипника 27. Для придания жесткости всей конструкции на основании 25 установлена юбка 36 с направляющим поясом (ами) 37 для поддержания ТЧЭ 29. Противоположный торец юбки 36 сопряжен с осью 26 через шарикоподшипник 38. Для крепления механизма отслеживания Солнца по высоте над горизонтом к механизму по сторонам света имеются крепежные детали 39 на основании 25 и юбке 36.

Наладка конструкции заключается в достижении строгой перпендикулярности горизонтально ориентируемой оси 26 к диску перекоса 32, выравниванием рабочей длины всех ТЧЭ 29, посредством узлов корректировки 30, при условии равенства температуры всех ТЧЭ 29. Необходима также балансировка всех деталей и узлов, крепящихся к ориентируемой оси 26, относительно оси 26.

При перемещении Солнца по высоте над горизонтом и относительно горизонтально ориентируемой оси 26, будет происходить поочередное перераспределение нагрева и, следовательно, изменение длин ТЧЭ 29, приводящее к перемещению максимума угла перекоса диска 31 и перемещению ролика качения 35. Отслеживание роликом качения 35 максимального угла наклона передается посредством оси-водила 34, горизонтально ориентируемой оси 26, которая поворачивается синхронно движению Солнца по высоте.

Принцип: ось-водило пружинящий элемент, может быть применен в механизме с вертикально ориентируемой осью.

Отслеживающее устройство: диск перекоса, ось-водило, ролик качения - могут быть закрыты от загрязнения защитным кожухом.

Чувствительность и точность ориентации предлагаемой системы слежения за Солнцем зависит от удельного коэффициента линейного расширения ТЧЭ, разности их температур DT на солнечной (Tс) и теневой (Tт) сторонах, а также их начальной длины l0. Зависимость удлинения от этих величин выражается известной формулой:

l = lc-lт=lo(Tс-Tт).

Достаточное удлинение ТЧЭ при малых значениях удельного коэффициента температурного удлинения твердых тел и ограниченном перепаде температур можно получить лишь при большой начальной их длине l0. Однако для конструкций приемлемых габаритов возможна длина ТЧЭ до 3 м. На фиг.4 и 5 представлены варианты компактных ТЧЭ пакетного типа.

На фиг.4 конструкция трехступенчатого ТЧЭ пакетного типа, состоящего из корпуса 41, трех термочувствительных пластин 42, 43, 44 с большим коэффициентом max, двух пластин 45 и 46 с минимальным коэффициентом min (показаны пунктирными линиями), поперечины 47, крепежных деталей 48.

Пластина 42 нижним концом прикреплена к нижнему торцу корпуса 41, верхний, свободно перемещающийся при удлинении конец пластины 42 соединен с тыльной стороны с верхним концом пластины 45. Нижний конец пластины 45 скреплен с нижним концом пластины 43, верхний конец 43 с верхним концом 46, нижний конец 46 с нижним концом 44, а верхний конец пластин 44 является выходным рабочим. Поперечины 47 удерживают пакет пластин в корпусе 41.

При нагреве и удлинении термочувствительных пластин 42, 43, 44 происходит их взаимное телескопическое подтягивание вверх пластинами 45 и 46. Результирующее удлинение выходного конца термочувствительного элемента 44 выразится формулой:

lрез= lo(3max-2min)(Tc-Tт), или в общем случае n звеньев:

ln = lo[nmax-(n-1)min](Tc-Tт).

На фиг.5 представлен четырехступенчатый, симметричный ТЧЭ пакетного типа. Симметричное расположение пластин предотвращает их перекос и заклинивание, создает большее усилие.

Увеличение чувствительности системы слежения за Солнцем можно достичь за счет применения в качестве рабочего тела ТЧЭ жидкости, удельный коэффициент объемного температурного расширения которой на несколько порядков больше, чем линейный коэффициент у твердых тел.

На фиг.6 представлена конструкция жидкостного ТЧЭ объемного расширения в виде плоской панели с зачерненной поверхностью, с трубчатыми сообщающимися полостями 51. Внутренний объем панели 51 соединен сообщающейся трубкой 52 с сильфоном 53, являющимся исполнительным механизмом наклона диска перекоса. Все внутренние полости конструкции заполнены жидкостью и герметичны. На крышке панели 50 имеется заливочно-корректирующий штуцер 54. Сильфоны 53 крепятся в механизмах отслеживания на дополнительных жестких консолях или кольцевых площадках под дисками перекоса, или непосредственно по краям экранных юбок 21 (фиг.1), 36 (фиг.3).

Места крепления жидкостных ТЧЭ на механизме отслеживания по сторонам света функционально жестко не обусловлены и могут быть вынесены за пределы конструкции. Основным требованием их монтажа и компоновки вне механизма отслеживания является строгая пространственная ориентация рабочей плоскости каждого ТЧЭ относительно эклиптики Солнца местной широты.

При достаточно емких жидкостных ТЧЭ к ним могут быть подключены сообщающими трубками несколько позиционно подобных сильфонов нескольких компактно установленных механизмов отслеживания, работающих синхронно, поскольку вращение их ориентируемых осей происходит с одной скоростью, а положение технологического гелиоэлемента зависит от первоначально заданной ориентации относительно Солнца.

Для повышения чувствительности и точности ориентации системы возможно увеличение угла наклона дисков перекоса в два раза за счет изменения принципа их крепления к рабочим концам ТЧЭ.

На фиг.7 дана схема-полуразвертка положения диска перекоса 55 и ее опорных штырей относительно рабочих концов ТЧЭ 56, 57, 58, 59, 60, показанных в конструкциях крепления фиг. 1, 2, 3. Здесь максимальный угол наклона () обусловлен положением опирающихся штырей на максимально удаленном ТЧЭ 60 и диаметрально противоположно ему расположенном "холодном" ТЧЭ 56, находящемся в тени.

На фиг.8 аналогичная схема-полуразвертка, но с креплениями рабочих концов ТЭЧ так, чтобы могли освобождаться соответствующие штыри диска перекоса 56, 57, находящиеся в тени. Здесь угол обусловлен тем же удлинением ТЧЭ 60 и нейтральными, зажатыми штырями на ТЧЭ 58 и 58', находящимися на линии терминатора в полдиаметра от ТЧЭ 60. Таким образом, угол в 2 раза больше угла 

В принципе, данный угол будет тем больше, чем ближе к оси (центру) диска перекоса крепятся рабочие концы ТЧЭ.

На фиг.9 представлена конструкция включающегося (выключающегося) заклинивающего механизма для осуществления варианта крепления диска перекоса по схеме фиг.8.

Механизм состоит из корпуса 61, крышки 62, плоского клина 63, включающего винта 64, рычага насадки 65, карданной подвески 66 на корпусе 61 и толкающего стержня 76, являющегося наконечником рабочего конца термочувствительного элемента.

При повороте рычага насадки 65, в нужный момент включения, винт 64 вворачивается в корпус 61 и прижимает клин 63 к стержню 67. При удлинении ТЧЭ стержень 67 заклинивается между клином 63 и задней крышкой 62, увлекая весь механизм заклинивания и диск перекоса, соединенные карданной подвеской 66. При повороте рычага насадки 65 в противоположную сторону винт 64 освобождает стержень 67 из зацепления с клином 63 и крышкой 62. В отключенном состоянии заклинивающего механизма прилегающий участок диска перекоса может независимо перемещаться вдоль стержня 67.

В представленной конструкции винт 64 может быть заменен кулачком или эксцентриком.

Включение и выключение каждого заклинивающего механизма осуществляется толкателями или направляющими, конструктивно связанными с ориентируемой осью или осью-водилом ролика качения (не показано).

Включение заклинивающего механизма должно происходить с некоторым опережением начала освещения соответствующего ТЧЭ Солнцем, а выключение с некоторым запаздыванием, после перехода в тень.

Для применения системы слежения в качестве установок наведения зеркал-концентраторов на солнечных ТСЭ предлагается устройство, замедляющее вращение ориентируемых осей в два раза. Такое передаточное устройство (редуктор) позволяет постоянно удерживать перпендикуляр к центру отражательной поверхности (зеркала) в биссектрисном положении относительно Солнца и энергоприемника.

На фиг.10 представлена кинематическая схема шестеренчатого, двухступенчатого передаточного устройства с парами по модулю 1,25:1 и 1,5:1; 1,41:1 и 1,414:1 или 1:1 и 2:1.

На стационарной оси 68 механизма отслеживания (поз.2 фиг.1) закреплен неподвижный кронштейн 69 с дополнительной осью 70. На дополнительной оси 70 на одном роликоподшипнике 71 насажены два жестко связанных шестеренчатых колеса 72 и 73. Нижнее колесо 72 находится в зацеплении с шестеренчатым колесом 74, вращающимся на шарикоподшипнике, насажанном на стационарную ось 68 и имеющем жесткую связь по ступице с водилом 76 ролика качения 77. Верхнее колесо 73 находится в зацеплении с шестеренчатым колесом 78, жестко сидящем на ориентируемой оси 79.

Расстояние между ориентируемой осью устройства 68 и дополнительной 70 кратно диаметру колеса 74 по модулю: d x 1,125 для первого варианта передаточных пар и d x 1,207 для второго. В обоих вариантах результирующая величина редукции: (1,25:1)x(1,6:1)= 2 или (1,414:1)x(1,414:1)=2.

На фиг.11 представлена кинематическая схема рычажного передаточного устройства, дающего соотношение 2:1. Здесь на диск перекоса 80 (поз.9, фиг.1) установлена дополнительная ось 81 с водилом 82, роликом качения 83 на соответствующих шарикоподшипниках 84 и 85. На стационарной оси 86 (поз.2 фиг.1) закреплен неподвижный кронштейн 87 с дополнительной осью 88, на свободном конце которой на подшипнике 89 закреплен рычаг-сателлит 90. На конце рычага-сателлита 90 вертикально закреплен шток 91, нижний конец которого находится в зацеплении с водилом 82, а верхний с водилом 92, жестко связанным с ориентируемой осью 93 (поз.3 фиг.1) При равенстве расстояний между осями 81 93 и 83 91 осуществляется редукция вращения осей 93:81 как 2:1.

Передаточное устройство шестеренчатого типа приемлемо в обоих механизмах отслеживания, а рычажного практически только в механизме с вертикальной осью.

По завершении светового (солнечного) дня температура всех ТЧЭ выравнивается, и диск перекоса занимает горизонтальное положение (в механизме отслеживания Солнца по сторонам света). Весь механизм отслеживания остается в положении, ориентируемом на запад до следующего утра.

На фиг. 12 дана схема устройства автоматического возврата следящей системы в исходное положение с ориентацией на восток.

В диске перекоса 94, по дуге перемещения ролика качения 95 установлен подвижный сегмент 96, конец которого в западном секторе крепится к диску перекоса 94 шарниром 97, а в восточном опирается на пружину 98, проходящую снизу через отверстие в диске перекоса 94. Сверху, над пружиной 98 на восточный конец сегмента 96 давит сильфон 99, соединенный сообщающей трубкой 100 с жидкостным ТЧЭ сферической формы, установленного на незатемняемом участке системы слежения. Жидкостный ТЧЭ 101 имеет жесткий сильфон 102, предотвращающий разрыв гидросистемы при "перегреве" рабочей жидкости и биметаллическое устройство 103, компенсирующее избыточный объем жидкости в относительно теплые ночи, а также повышение температуры в тени, позволяя выгибаться мягкой части оболочки 104 ТЧЭ 101. Штуцер 105 - заправочно-корректирующий.

При восходе Солнца жидкость в ТЧЭ 101 нагревается, расширяется и через сообщающую трубку 100 и сильфон 99 давит на "восточный" конец сегмента 96, пересиливая пружину 98. Поверхность сегмента 96 сравнивается с верхней поверхностью диска перекоса 94, что позволяет ролику качения 95 проходить дневной путь отслеживания.

В ночное время рабочая жидкость в ТЧЭ 101, охлаждаясь, сжимается, и пружина 98 передавливает сильфон 99. "Восточный" конец сегмента 96 поднимается над поверхностью диска перекоса 94, образуя горку, и ролик качения 95 перемещается из восточного сектора в западный, поворачивая ориентируемую ось на восток. 


ФОРМУЛА ИЗОБРЕТЕНИЯ



1. Термомеханическая самонаводящаяся система слежения за Солнцем, состоящая из механизма отслеживания по сторонам света, имеющего стационарное горизонтальное основание с неподвижно закрепленной перпендикулярной ему осью и сопряженную с ней, через шарикоподшипники, вертикально ориентируемую ось, а также из установленного на последней механизма отслеживания по высоте над горизонтом, имеющего основание и перпендикулярную его плоскости и сопряженную с ним, через шарикоподшипники, горизонтально ориентируемую ось, к которой крепится технологический гелиоэлемент, при этом каждый механизм отслеживания снабжен термочувствительными элементами, содержащими материал с большим удельным коэффициентом температурного расширения, отличающаяся тем, что каждый механизм отслеживания снабжен диском перекоса и устройством отслеживания максимального угла перекоса, включающим в себя ролик качения по поверхности указанного диска со средством обеспечения прижима ролика к диску, кинематически связанный через ось-водило с ориентируемой осью механизма отслеживания, причем термочувствительные элементы сопряжены по схеме люфтового соединения с каждым из дисков перекоса с шагом по его окружности и прикреплены к основанию механизма отслеживания по сторонам света по эллипсообразующей кривой, соответствующей положению эклиптики на данной местной широте, и к основанию механизма отслеживания по высоте над горизонтом по окружности, при этом термочувствительные элементы снабжены узлами корректировки длины рабочих органов, а на основаниях за термочувствительными элементами установлены светоэкранирующие юбки.

2. Система по п. 1, отличающаяся тем, что каждый термочувствительный элемент выполнен в виде полосы из твердого материала с большим удельным коэффициентом температурного удлинения, имеющей плоскую, зачерненную рабочую поверхность.

3. Система по п.1 или 2, отличающаяся тем, что светоэкранирующие юбки каждого механизма отслеживания снабжены направляющими поясами для дополнительного крепления термочувствительных элементов, с возможностью их продольного перемещения.

4. Система по п.1, отличающаяся тем, что каждый термочувствительный элемент содержит корпус с деталями крепления к механизму отслеживания и вложенными в него, плоско-параллельно, полосами из твердого материала с большим удельным коэффициентом температурного удлинения, установленными с возможностью продольного перемещения, а также образующими плоский пакет и соединенными между собой с тыльной стороны, по телескопической схеме, полосами твердого материала с малым или отрицательным удельным коэффициентом температурного удлинения.

5. Система по п.1, отличающаяся тем, что термочувствительные элементы выполнены в виде устройств с термообъемным расширением жидкости, каждое из которых содержит герметичную емкость с плоской зачерненной световоспринимающей поверхностью, снабженную устройством заливки и корректировки рабочего объема жидкости и по меньшей мере одной сообщающей трубкой с рабочим органом в виде сильфона.

6. Система по любому из пп.1 и 5, отличающаяся тем, что каждый термочувствительный элемент механизма отслеживания по сторонам света содержит несколько сообщающих трубок, соединенных с соответствующими рабочими органами-сильфонами, предназначенными для установки по одному, на равном им количестве систем слежения за Солнцем, работающих синхронно, при этом термочувствительные элементы выполнены с возможностью установки на одной из систем слежения за Солнцем, или отдельно от указанной системы.

7. Система по любому из пп.1 6, отличающаяся тем, что диск перекоса каждого механизма отслеживания сопряжен с рабочими органами термочувствительных элементов через заклинивающие механизмы, снабженные креплением к диску перекоса посредством карданной подвески.

8. Система по любому из пп.1 7, отличающаяся тем, что содержит в качестве технологического гелиоэлемента отражающие зеркальные поверхности для наведения солнечных лучей на стационарный гелиоприемник, при этом в каждом механизме отслеживания ось-водило ролика качения сопряжена с соответствующей ориентируемой осью кинематическим устройством, понижающим угловую скорость ориентации в два раза.

9. Система по п.1 и любому из пп. 5 8, отличающаяся тем, что механизм отслеживания по сторонам света снабжен устройством возврата ролика качения и через ось-водило вертикально ориентируемой оси в "утреннее" исходное положение, включающим в себя подвижный сегмент, расположенный под роликом качения, конец которого в западном секторе прикреплен шарнирно к диску перекоса, конец сегмента в восточном секторе снизу подперт пружиной через отверстие, выполненное в диске перекоса, а сверху сильфоном, соединенным сообщающей трубкой с термочувствительным элементом с жидкостью, размещенным на освещенной стороне механизма отслеживания и имеющим заливочное и корректирующее приспособления.




ПРОЧИТАТЬ НУЖНО ВСЕМ !
Судьба пионерских изобретений и научных разработок, которым нет и не будет аналогов на планете еще лет сорок, разве что у инопланетян



Независимый научно технический портал

Подборка патентов изобретений и технологий относящихся к ЭЛЕКТРОЭНЕРГЕТИКЕ:
Гелиоэнергетика - Солнечные электростанции, Солнечные батареи. Солнечные коллекторы;
Ветроэнергетика - Ветроэнергетические установки. Ветродвигатели;
Волновые электростанции. Гидроэлектростанции;
Термоэлектрические источники тока;
Химические источники тока;
Нетрадиционные устройства и способы получения, преобразования и передачи ЭЛЕКТРИЧЕСКОЙ ЭНЕРГИИ;
Устройства и способы экономии и сохранения электроэнергии;
Генераторы постоянного электрического тока. Электрические машины.



Устройства и способы получения, преобразования, передачи, экономии и сохранения электрической энергии




СОВЕРШЕННО БЕСПЛАТНО!
Вам нужна ПОЛНАЯ ВЕРСИЯ данного патента? Сообщите об этом администрации портала. В сообщении обязательно укажите ссылку на данную страницу.


ПОИСК ИНФОРМАЦИИ В БАЗЕ ДАННЫХ


Режим поиска:"и" "или"

Инструкция. Ключевые слова в поле ввода разделяются пробелом или запятой. Регистр не имеет значения.

Режим поиска "И" означает, что будут найдены только те страници, где встречается каждое из ключевых слов. При использовании режима "или" результатом поиска будут все страници, где встречается хотя бы одно ключевое слово.

В любом режиме знак "+" перед ключевым словом означает, что данное ключевое слово должно присутствовать в найденных файлах. Если вы хотите исключить какое-либо слово из поиска, поставьте перед ним знак "-". Например: "+электрический -генератор".

Поиск выдает все данные, где встречается введенное Вами слово. Например, при запросе "генератор" будут найдены слова "генераторы", "ренераторов" и другие. Восклицательный знак после ключевого слова означает, что будут найдены только слова точно соответствующие запросу ("генератор!").


Солнечные электростанции. Гелиоэнергетика | Ветроэнергетические установки. Ветродвигатели. Ветрогенераторы | Волновые, геотермальные и гидроэлектростанции | Термоэлектрические источники тока | Химические источники тока. Накопители электроэнергии. Батареи и аккумуляторы | Нетрадиционные устройства и способы получения, преобразования и передачи электрической энергии | Устройства и способы экономии и сохранения электроэнергии | Генераторы постоянного и переменного электрического тока. Электрические машины


Рейтинг@Mail.ru