Способ изготовления пароболоцилиндрического концентратора и устройство для его осуществления

Авторы патента:

МАРКМАН МИХАИЛ АБРАМОВИЧ

СИМАНОВСКИЙ ЛЕОНИД МИХАЙЛОВИЧ

F24F3/02 - отличающиеся давлением или скоростью первичного воздуха (F24F 3/044 имеет преимущество)

Союз Совет скип

Социалистичесиик

Республик

О Il И С А Н И Е 945604

ИЗО6РЕТЕН ИЯ

К АВТОРСКОМУ СВИДЕТЕЛЬСТВУ (61) Дополнительное к авт. свид-ву(22) Заявлено 06. 06. 80 (21) 2942761/24-06 (5l)М, Кл.

F 24 J 3/02

j с присоединением заявки J4 2942760

1«пударетееп«ые кпю«тет

СССР пю пеппи «зобрете««1

«открыт«п (23) Приоритет

Опубликовано 23.07.82.Бюллетень № 27 (53) УДК 662.997 (088.8) Дата опубликования описания 24 . 07 .82 (72) Авторы изобретения

М.А. Маркман и Л.М. Симановский и

I, Научно-производственное объединени "Ква нт." (71) Заявитель (54) СПОСОБ ИЗГОТОВЛЕНИЯ ПАРАБОЛОЦИЛИНДРИЧЕСКОГО

КОНЦЕНТРАТОРА И УСТРОЙСТВО ДЛЯ ЕГО ОСУЩЕСТВЛЕНИЯ

Изобретение относится к гелиотехнике, в частности к способам изготовления, параболоцилиндрических концентраторов и устройствам для их осуществления.

Известен способ изготовления пара5 болоцилиндрического концентратора путем упругой деформации отражающей пластины приложением сил и крутящих моментов к ее двум противоположным краям и последующей фиксации пространственного положения пластины (1).

Известно также устройство для изготовления параболоцилиндрического концентратора, содержащее рамку, в двух противоположных боковинах кото" рой выполнены попарно расположенные отверстия и пазы, и закоепленные на краях отражающей пластины накладки с осями, входящими в отверстия и па-.то зы (2 1.

Однако в известном способе изготовления параболоцилиндрического кон" центратора и устройстве для его осуществления, под воздействием приложенных к накладкам отражающей пластины равных сил и равных крутящих моментов, происходит симметричная деформация отражаюцей пластины относительно фокальной плоскости концентратора и придание ее упругой линии формы параболы. Причем закрепление пространственного по-, ложения пластины осуществляется в этом же устройстве.

Это не позволяет изготовить концентратор с поперечным размером входного окна, превышающим максимальный линейный размер отражающей пластины, что, в свою очередь, существенно затрудняет воздание солнечных энергетических установок большой мощности.

Цель изобретения вЂ” повышение концентрации излучения в фокальной плос-, кости при изготовлении фрагментарного концентратора.

Поставленная цель достигается тем, что согласно способу к пластине при3 945б кладывают неравные крутящие моменты, причем прикладываемые силы и моменты и длина пластины определяются по следующим формулам: для концентратора с углом раскрытия5 до 130

Г и1 ь2 7

На фиг. 1 схематично представлена правая половина фрагментарного концентратора с фокусным расстоянием f глубиной У и углом раскрытия 21 ме10

0 нее 130 и указаны направления дефоро мирующих сил и крутящих моментов, воздействующих на каждый фрагмент (отражающую пластину) концентратора; на фи г. 2 - то же, с входным окном 2хк и углом раскрытия 2У более 130 ; на фиг. 3 - отражающая пластина с накладками и осями приложения сил и моментов; на фиг. 4 - каркас фрагментарного параболоцилиндрического концентратора о

20 с углом раскрытия до 130; на фиг. 5то же, с углом раскрытия более 130 на фиг, б - устройство для изготовления фрагмента параболоцилиндрического концентратора с углом раскрытия до

25 130 ; на фиг. 7 - то же, с углом рас" о. крытия более 130

Способ изготовления параболоцилиндрического концентратора осуществляют путем упругой деформации отражающей з0 пластины 1 (фиг. 1 и 2) приложением сил и крутящих моментов к ее двум противоположным краям и последующей фиксации пространственного положения пластины 1.

F 2 1„ где F „„, и

ЕД

1 к

Yh++4, и тия более 130 = ЬЯ

K пластине 1 прикладывают неравные крутящие моменты, причем прикладываемые силы и моменты и длину пластины 1 определяют по следующим формулам:

40 для концентратора с углом раскрытия до 130 {фиг. 1) формированной пластины по ширине концентратора.

В устройстве для изготовления пара45 болоцилиндрического концентратора каждый паз расположен под углом к плоскости рамки, определяемым из формулы для концентратора с углом раскрытия до 130

lA>" thy+„+ F (Yg+„ где F и+ Ри

Е3

1Хи+ л а,„=С 1"С С где Х„н.„- координата расположения сдеформированной пластины по ши-55 рине концентратора; фокусное расстояние концент ратора; (квЂ” 4 Хи

М Е е и+, р " (к- "+ ) (вЂ” ) %

+v,=9„,„ +" (Им и) сина, Крутящие моменты; и з гибная жест кост ь. пластины; фокусное расстояние концентратора; глубина концентратора; координаты расположения сдеформированной пластины по глубине концентратора, +" + и+л у Xn+< 1 Хи+

Хи „Х Хи+ где L - .длина пластины;

„X>" координаты расположения сдеформированной пластины по ширине концентратора; для концентратора с углом раскры1

М2 ) )б

Е3 И 2 р+ «Хн, г.Р5 "l"Ü- И+ ) 2.% l

Ь „+Р(Хи Хи) где 2 Хк - ширина концентратора;

Х,хи - координа расположения сдео4 4 для концентратора с углом раскрытия более 130

Е3 " (к 1и 1)

2 4+ +) сила; крутящие моменты; изгибная жесткость пластины 1; фокусное расстояние концентратора; глубина концентратора; координаты расположения сдейормированной пластины 1 по глубине конвент оатопа;

945604

„ „,(кви)1,yg ("» „ „,р„ )1где L - длина пластины 1;

X>+q X>" координаты расположения сдеФормированной пластины 1 по ширине концентратора.

Для любой пластины 1, являющейся фрагментом концентратора с координатами краев (Хи,Y )), (X, („ ) значения приложенных сил и моментов, а также длина пластины 1, вычисляются по приведенным .выше формулам, причем F

И л = Г и линии действия сил на пластину 1 (фиг. 4), установленную в кар" касе концентратора, перпендикулярны фокальной плоскости концентратора; для концентратора с углом раскры" тия более 130 (фиг. 2)

Е3

25 г1а„ „, х 1тРг

Е3

" +" - 9 () 11

M„=hh +„+F (X> „X„) 30 где 2х вЂ” ширина концентратора;

Хил л, Хи - координаты расположения сдеФормированной пластины 1 по ширине концентратора.

В отличие от способа изготовления концентратора с углом раскрытия до

1300, в данном случае линии действия сил на пластину 1 (фиг. 5) параллельны фокальной плоскости концентратора.

Устройство для изготовления параболоцилиндрического концентратора содержит рамку 2 (Фиг.. 6 и 7), в двух противоположных боковинах 3 которой выполнены попарно расположенные отверстия 4 и пазы 5, и закрепленные на краях отражающей пластины 1 накладки 6 (Фиг. 3) с осями 7, входящими в отверстия 4 (Фиг. 6 и 7) и пазы 5.

Дг,я изготовления Фрагментов па- 5в раболоцилиндрического концентратора предложенным способом каждый паз 5 расположен под углом к плоскости рамки 2, определяемым из формулы: для концентратора с углом раскры- 55 тия до 130 (фиг. 6) 1 И +„ - 1гСф где х - координата расположения сдеформированной пластины по ширине концентратора;

5 вЂ” Фокусное расстояние концентратора; для концентратора с углом раскрытия более 130 (Фиг. 7) „,+л

Ь,л сиса я+2 т.е., линии действия деформирую щих сил направлены под фиксированным. углом к плоскости пластины 1.

Больший по величине крутящий момент прикладывают к внутреннему краю пластины 1, который у фрагмента концентратора расположен ближе к фокальной плоскости концентратора.

Каркас 8 (Фиг. 4 и 5) концентратора может быть использован для непосредственного деформирования разме" щенных на нем пластин 1, для чего он снабжен расположенными вдоль упругой линии концентратора отверстиями 9 и пазами lfl. Лричем для концентратора с углом раскрытия до 130 пазы 10 (фиг. 4) обеспечивают направление дей-. ствия сил на пластины 1, перпендикулярное фокальной плоскости концентратора, а для концентратора с углом раскрытия более 130 пазы 10 (фиг. 5) обеспечивают направление действия сил на пластины l, параллельное фокальной плоскости концентратора.

Параболоцилиндрический концентратор изготавливают следующим образом.

Каркас 8 концентратора используют в качестве устройства для деформирования пластин 1 и придания им формы фрагментов параболоцилиндрического концентратора. При этом пластины 1, снаб" женные накладками 6 (фиг. 3) с осями 7, размещают в каркасе концентратора (фиг. 4 и 5), который имеет отверс тия 9 и пазы 10, причем оси 7 соответственно входят в отверстия 9 и пазы 10. Затем к оси 7 с координатами (x»y„) пластины 1, входящей в отверстие 9, прикладывают момент Н>, а к оси 7 с координатами (Х,„„YQ этой же пластины 1, входящей в паз ФО, при" кладывают момент И „и силу F . Сила на входящей в отверстие 9 оси 7 возчикает как реакция опоры.

Под действием приложенных сил и моментов происходит поворот осей 7 и движение оси -7 в пазу 10 до возникновения соответствующих упругих напря 45604 жений в материале пластины 1 и принятия ею формы участка параболы. Затем производят закрепление осей 7 на каркасе 8 концентратора, и воздействующие силовые факторы устраняются.

Величины приложенных сил и моментов определяются для каждой пластины 1 в зависимости от параметров изготав" ливаемого концентратора.

Параболоцилиндрический концентра- 30 тор может быть собран и иэ отдельных фрагментов.

Для изготовления фрагментов параболоцилиндрического концентратора используют рамку 2 (фиг. 6 и 7), меж- 15 ду боковин 3 которой устанавливают пластину 1, снабженную накладками 6 с осями 7, входящими в отверстия 4 и пазы 5 боковин 3.

Для каждого Фрагмента пазы 5 име- р0 ют свое фиксированное значение угла наклона к плоскости рамки 2.

Затем, аналогично предыдущему ,случаю, к осям 7 прикладывают силы

Формула изобретения и моменты, величины которых определя- д5 ются параметрами изготавливаемого концентратора и расположением фрагмента в концентраторе.

Сдеформированную в рамке 2 пластину 1 закрепляют в этом положении с З0 помощью осей 7 на рамке 2, силовые факторы устраняются, а фрагмент, вместе с рамкой 2, размещают на каркасе концентратора.

Нагружение пластины 1 по краям

:О 35 равными силами и неравными крутящими моментами, величины которых определенным образом рассчитываются, в сочетании с соответствующим выбором длины пластины 1, позволяет осуществить несимметричное деформирование пластины 1, относительно фокальной плоскости концентратора, и придает пластине форму участка параболы, что позволяет изготовить фрагментарный пара45 болоцилиндрический концентратор с любым углом раскрытия и размером входного окна, значительно превышающим линейные размеры пластин 1, и тем самым повышает степень концентра50 ции солнечной энергии. (= вЂ” 1Е0

2ХЧк

I где 1 - длина пластины, К„ „,Х„- координаты расположения сдеформированной пластины по ширине концентратора; для концентратора с углом раскрытия более 130

Выполнение паза 5 рамки 2 под углом к ее плоскости обеспечивает наиболее простое изготовление отдельных фрагментов параболоцилиндрического концентратора иэ пластины 1, дополнительно повышает степень концентрации солнечной энергии, благодаря возможности установить эти фрагменты вместе с рамками 2 вплотную друг к другу на каркасе концентратора.

1. Способ изготовления параболоцилиндрического концентратора путем упругой деформации отражающей пластины приложением сил и крутящих моментов к ее двум противоположным краям и последующей фиксации пространственного положения пластины, о т л и ч а ю шийся тем, что, с целью повышения концентрации излучения в фокальной плоскости при изготовлении фрагментарного концентратора, к пластине прикладывают неравные крутящие моменты, причем прикладываемые .силы и моменты и длина пластины определяются по следующим формулам: для концентратора с углом раскры-. тия до 130О

hAV,=hAyli„+F (Y Y„),. где F - сила;

hA>++„,М,„- крутящие моменты;

E 3 - изгибная жесткость пластины; фокусное расстояние концентратора;

Ук - глубина концентратора; 4+,Чи- координаты расположения сдеФормированной пластины по глубине концентратора;

Е3

ТЕХ» p+(Хк )a)15) М "- „... +Г -Х я<-1 г Ф . 15 (и нм ) fat"1ÿ) м„M +„+F (x „,„x„) Ç456Þ4 10 где Хпи- координата расположения сдеформированной пластины по ширине концентратора;

g - -фокусное расстояние концента" ратора;

1 для концентратора с углом раскрытия более 130

oLI, 4 ОУСМГ

Хим

Х1 Я. где 2Х - ширина концентратора;

Хи11, X I, - координаты расположения сдеформированной пластины по ширине концентратора.

2. Устройство для изготовления и раболоцилиндрического концентратора содержащее рамку, в двух противоположных боковинах которой выполнены попарно расположенные отверстия и пазы

l и закрепленнйе на краях отражающей 10 пластины накладки с осями, входящими в отверстия и пазы, о т л и ч а ю.щ е е с я тем, что каждый паз pacrio ложен под углом к плоскости рамки, определяемым из формулы

У 15 для концентратора с углом раскрытия до 130

ы.„,„=-В „"

Источники информации, принятые во внимание при экспертизе

1. Авторское свидетельство СССР по заявке 11 2801141, кл. F 24 У 3/02, 1979.

2. Патент США и 4119365, кл. 350-293, опублик. 1978.

0ni>

8niZ

9я>1

Уп

9456О4

Уп 1

Составитель П. Шендерович