Гелиотермический преобразователь
ГЕЛИОТЕРМИЧЕСКИЙ ПРЕОБРАЗОВАТЕЛЬ
Имя изобретателя: Забродский Дмитрий Львович
Имя патентообладателя: Забродский Дмитрий Львович
Адресок для переписки: 191040, Санкт-Петербург, а/я 40, О.Л. Сандигурскому
Дата начала деяния патента: 2003.09.12
Изобретение относится к области использования солнечной энергии для обеспечения энергетических нужд на производстве и в быту, в большей степени для опреснения соленой воды. Для этого гелиотермический преобразователь содержит прямоточный канал теплоносителя и концентратор солнечного излучения, 1-ый из которых образован совокупой магистралей, сечениями которых являются треугольники, а стены магистралей выполнены гладкими. При всем этом преобразователь может дополнительно содержать рефлектор, принимающий лучи, отраженные от концентратора солнечного излучения, и направляющий их на канал теплоносителя. Изобретение должно обеспечить увеличение эффективности устройства за счет уменьшения утрат энергии при исключении ее лишней концентрации в одной точке и, соответственно, уменьшение угрозы возгорания.
ОПИСАНИЕ ИЗОБРЕТЕНИЯ
Изобретение относится к области использования солнечной энергии для обеспечения энергетических нужд на производстве и в быту, в большей степени для опреснения соленой воды.
Понятно устройство для чистки и дистилляции соленой воды, включающее зеркало, поверхность которого имеет параболическую образующую. Другими словами зеркало представляет собой параболоид вращения. Лучи солнца при помощи этого зеркала направляются на испаритель, DE 4406365 A1.
Это техническое решение позволяет собирать лучи фактически в одну точку; но в случае, если они будут сфокусированы вне испарителя из-за сбоя в управлении зеркалом, может быть появление пожара вследствие высочайшей степени концентрации энергии. Не считая того, необходимо подчеркнуть, что эта же причина обусловливает необходимость внедрения особенных очень низкоплавких и жаростойких материалов для производства испарителя.
Известен также гелиотермический преобразователь, содержащий прямоточный канал теплоносителя, выполненный из металла с поверхностным селективным оптическим всасывающим слоем и проходящий с зазором через стеклянную вакуумированную оболочку; поверхностный селективный оптический всасывающий слой образован развитием рельефа на наружной поверхности канала; канал теплоносителя и стеклянная оболочка соединены через упругие элементы, а преобразователь до герметизации стеклянной оболочки подвергнут термообработке в вакууме, RU 2109225.
Данное техническое решение принято за макет реального изобретения.
Преобразователь также содержит зеркальный концентратор, имеющий цилиндрическую отражающую поверхность; направляющая этой цилиндрической поверхности представляет собой окружность, а образующая — прямую линию. Такая поверхность концентратора более умеренно фокусирует лучи на поверхности канала теплоносителя, что значительно понижает возможность появления пожара. Но макет имеет очень суровые недочеты. Сначала, следует указать, что происходит очень существенное рассеивание и энергопотеря, большая часть которой уходит в место вне канала теплоносителя.
В базу реального изобретения положено решение задачки увеличения эффективности устройства за счет уменьшения утрат энергии при исключении ее лишней концентрации в одной точке и, соответственно, уменьшении угрозы возгорания.
Согласно изобретению эта задачка решается за счет того, что в гелиотермическом преобразователе, содержащем прямоточный канал теплоносителя и концентратор солнечного излучения с цилиндрической отражающей поверхностью, направляющая цилиндрической поверхности концентратора солнечного излучения представляет собой параболу; гелиотермический преобразователь может дополнительно содержать рефлектор, принимающий лучи, отраженные от концентратора солнечного излучения и направляющий их на канал теплоносителя; канал теплоносителя может быть образован совокупой магистралей, сечениями которых являются треугольники, при всем этом одна из вершин каждого из их обращена в сторону концентратора солнечного излучения; канал теплоносителя может быть образован совокупой магистралей, сечениями которых являются треугольники, при всем этом одна из вершин каждого из их обращена в сторону рефлектора.
Заявителем не выявлены источники, содержащие информацию о технических решениях, схожих истинному изобретению, что позволяет прийти к выводу о его согласовании аспекту “новизна”.
Благодаря тому, что отражающая поверхность концентратора солнечного излучения имеет цилиндрическую форму с направляющей, представляющей собой параболу, лучи не собираются в одну точку и не рассеиваются по поверхности канала теплоносителя, а собираются по полосы, расположенной повдоль канала на его поверхности. Таким макаром существенно понижаются энергопотери и растет эффективность нагрева. Благодаря наличию рефлектора исключается необходимость конфигурации угла наклона его продольной оси относительно горизонта.
В итоге того, что канал теплоносителя образован совокупой магистралей, сечениями которых являются треугольники, при этом одна из вершин каждого из их обращена в сторону концентратора солнечного излучения либо в сторону рефлектора, обеспечивается наибольшее поглощение энергии поверхностью канала и, соответственно, резко миниатюризируется ее излучение в место.
Таким макаром, благодаря реализации отличительных признаков изобретения достигается обозначенный выше принципиальный технический итог. Это, по воззрению заявителя, обусловливает соответствие заявленного технического решения аспекту “изобретательский уровень”.
Суть изобретения поясняется чертежами, где изображено:
На фиг.1 — схема наилучшего варианта выполнения устройства в аксонометрии
На фиг.2 — то же, что на фиг.1, вид с боковой стороны
На фиг.3 — канал теплоносителя, поперечный разрез в увеличенном масштабе
Гелиотермический преобразователь содержит прямоточный канал 1 теплоносителя. Сечение канала может быть круглым, прямоугольным и т.д. Канал 1 может быть образован совокупой магистралей, сечениями которых являются треугольники. Таковой вариант выполнения предпочтителен, так как обеспечивает наибольшее поглощение энергии поверхностью канала и, соответственно, резкое уменьшение ее утрат из-за излучения ее в место. Цилиндрическая поверхность концентратора 2 солнечного излучения имеет прямолинейную образующую и направляющую, представляющую собой параболу.
В варианте по п.2 формулы изобретения устройство дополнительно содержит рефлектор 3, принимающий лучи, отраженные от концентратора 2, и направляющий их на канал 1 теплоносителя. В случае, если канал 1 образован совокупой магистралей, сечениями которых являются треугольники, одна из вершин каждого из их должна быть обращена или к концентратору 2 (при отсутствии рефлектора 3), или к рефлектору 3. Форма отражающей поверхности рефлектора или такая же, как у концентратора 2, или при малом расстоянии от рефлектора до канала 1 — плоская либо немного округленная.
Устройство в наилучшем примере выполнения работает последующим образом. Лучи солнца отражаются от концентратора солнечного излучения 2 и попадают на рефлектор 3. Благодаря тому, что цилиндрическая поверхность концентратора 2 имеет параболическую направляющую, лучи солнца, отраженные от этой поверхности, фокусируются в виде полосы (фактически узенькой полосы) на рефлекторе 3 и потом отражаются и фокусируются в виде узенькой полосы на канале 1. Теплоноситель, в определенном примере вода, движется через канал 1 и греется от стен канала, нагреваемых солнечным излучением. При всем этом, благодаря тому, что сечение канала 1 имеет форму совокупы треугольников, фактически вся энергия, отраженная от рефлектора 3 и поступающая на стены канала 1, поглощается. Этому содействуют гладкие стены канала 1 и их особенная геометрия (фиг.3), так как непоглощенная часть лучей отражается стеной канала и, попадая на другую стену, поглощается ею, также отчасти ворачивается и поглощается первой стеной и т.д.
ФОРМУЛА ИЗОБРЕТЕНИЯ
1. Гелиотермический преобразователь, содержащий прямоточный канал теплоносителя и концентратор солнечного излучения, отличающийся тем, что канал теплоносителя образован совокупой магистралей, сечениями которых являются треугольники, а стены магистралей выполнены гладкими.
2. Гелиотермический преобразователь по п.1, отличающийся тем, что дополнительно содержит рефлектор, принимающий лучи, отраженные от концентратора солнечного излучения, и направляющий их на канал теплоносителя
Дата публикации 06.11.2006гг
Источник
www.ntpo.com/patents_water/water_2/water_8.shtml