Концентратор солнечной энергии

(56) Патент СШАкл. 350-294, 197 Ф 2В,М.Медов У 3892476,ОСУДАРСТВЕННЫЙ НОМИТЕТПО ИЗОБРЕТЕНИЯМ И ОТНРЫТИЯМПРИ ГКНТ СССРОПИСАНИЕ ИЗ РСНОМУ СВИДЕТЕЛЬСТ(54) КОНЦЕНТРАТОР СОЛНЕЧНОЙ ЭНЕРГИИ(57) Изобретение м.б. использованов солнечных печах. Цель изобретения. -расширение рабочего диапазона концентратора. Соосные и соФокусные отражатели 1 и 2 с криволинейными образующими преобразуют поток излученияв параллельный выходной поток. Отражатель 3 расположен соосно отражателям 1 и 2, обращен рабочей поверхностью навстречу выходному потоку иимеет фокальную зону 4, совпадающуюили эквидистантно расположенную сего осью 5 симметрии. Отражатели 1(5 И 4 1 24 Ю 2/10, 2/О и 2 м.б. выполнены в виде кольцевыхучастков встречно направленных параболоидов, общий Фокус которых расположен между участками, а отражатель3 может иметь тороидальную Форму. Отражатели 1 и 2 могут иметь тороидальную Форму с оппозитно направленнымипараболическими образующими, а отражатель 3 м.б. выполнен в виде усеченного конуса. Конструкция концентратора позволяет достичь высокойступени концентрации, требуемого распределения лучистой энергии по цилиндрической поверхности обрабатываемой эоны образца и линейного перемещения этой зоны вдоль образца. Возможность проведения процесса зоннойплавки при неподвижном образце обрабатываемого материала обеспечиваетповышение устойчивости жидкой зоныи получение материала более высокогокачества, 2 з.п, Ф-лы, 3 ил.20 Концентратор использован в составе солнечной печи, включающей обрабатываемый образец 11, механизм 1250установки образца 11 и механизм 13перемещения отражателя З,который может быть выполнен, как и механизм2, винтовым, зубчато-реечным илигидравлическим, Отражатели 1 и 2 за"55креплены на общем основании 14,Концентратор солнечной энергии всоставе солнечной печи работает следующим образом,Изобретение относится к гелиотехнике, в частности к концентраторамсолнечной энергии для солнечных печей,Целью изобретения является расширение рабочего диапазона путемобеспечения подвижности фокальной зоны без значительных энергетическихзатрат и нарушения ориентации наСолнце.На фиг, 1 показана конструктивнаясхема концентратора солнечной энергии; на фиг. 2 - вариант выполнения, концентратора с первыми двумя отра; жателями параболоидной формы, встречно расположенными друг к другу походу переотражаемого излучения; на, ,фиг. 3 - то же, с первыми двумя отражателями тороидальной формы.Концентратор солнечной энергиисодержит два соосных и софокусныхотражателя 1 и 2 (фиг. 1) с криволинейными образующими преобразующихпоток излучения в параллельный выходной поток, Концентратор снабжен третьим подвижным отражателем 3, расположенным соосно первым двум., обра"щенным рабочей поверхностью навстречу выходному потоку и имеющим фокальную зону 4, совпадающую или эквидистантно расположенную с его осью 5симметрии.Первые два отражателя 1 и 2 (фиг,2)могут быть выполнены в виде кольцевых участков встречнонаправленныхпараболоидов 6 и 7, общий фокус 8которых расположен между вырезками,а третий отражатель 3 имеет тороидальную форму.Первые два отражателя 1 и 2(фиг, 3) могут также иметь тороидальную форму с оппозитно направленнымипараболическими образующими 9 и 10,а третий отражатель 3 выполнен в ви 45де усеченного конуса. Перед началом процесса эоннойплавки отражатель 3 (фиг, 1) с помощью механизма З,перемещают в наиболее отдаленное от отражателя 2 положение, Образец 11 свободным торцомчерез меньшее оТверстие отражателя3 подают в пространство между отража"телями 2 и 3 и устанавливают вдольоси 5 механизмом 12. При этом торецобразца 11 в зажимах механизма 13находится эа пределами высокотемпературной зоны отражателя 3,Падающее солнечное излучение концентрируется первичным отражателем 1в фокальном пятне и по выходе иэ негопереотражается софокусным отражателем 2 в направлении, параллельном оси5 симметрии, в виде сконцентрированного пучка кольцевого поперечного сечения и попадает на установленныйсоосно отражателям 1 и 2 подвижныйотражатель 3, а,затем, отразившисьот него к оси 5, обеспечивает облучение установленного вдоль нее образца 11 обрабатываемого материала с углом охвата ЗбОф и с заданной вдольнего плотностью.После проплавления образца 11 повсему диаметру механизмом 13 перемещают отражатель 3 вдоль образца 1в направлении к отражателю 2. По мередвижения отражателя 2 расплавленнаязона перемещается вдоль образца 1.При достижении отражателем 3 своегокрайнего положения вблизи отражателя 2 расплавляется торец образца 11и процесс заканчивается. Перекристаллизованный образец 11 извлекается изпечи механизмом 12. Затем в зажиммеханизма 12 помещается другой образец и процесс повторяется.При осуществлении процесса бестигельной зонной плавки в условиях,близких к невесомости, обрабатываемый торец образца 11 остается свободным,Плотность потока лучистой энергииувеличивается при выполнении отражателя 3 с параболической образующей(фиг. 1 и 2) и имеет наибольшеезначение при использовании отражателя 3 с линейным кольцевым фокусомдиаметром, равным диаметру обрабатываемого образца 11 (фиг, 2).Предложенный концентратор можетбыть использован для производстваматериалов методом зонной плавки.Наиболее эффективно его применение4514при осуществлении процесса производства материалов бестигельной зонной плавкой в вакууме в условиях невесомости.Предложенная солнечная печь позволяет достичь высокой ступени концентрации, требуемого распределения лу" чистой энергии по цилиндрической поверхности обрабатываемой зоны образ О ца и линейного перемещения этой.(проплавленной) зоны вдоль образца.Возможность проведения процесса зонной плавки при неподвижном образце обрабатываемого материала обеспе чивает повыщение устойчивости жидкой зоны и получение материалов более высокого качества.Формула изобретения 201, Концентратор солнечной энергии, содержащий два соосных и софокусных отражателя с криволинейными образующими, преобразующих поток излучения 25 в параллельный выходной поток, о т 754л и ч а ю щ и й с я тем, что, с целью расщирения рабочего диапазона, он снабжен третьим подвижным отража телем, расположенным соосно первым двум, обращенным рабочей поверхностью навстречу выходному потоку и имеющим фокалвную зону, совпадающую или эквидистантно расположенную с его осью симметрии.2. Концентратор по п. 1, о т л ич а ю щ и й с я тем, что первые два отражателя выполнены в виде-каль - цевых участков встречнонаправленных параболоидов, общий фокус которых расположен между участками, а третий отражатель имеет тороидальную форму.13. Концентратор по и. 1 от - л и ч а ю щ и й с я тем, что первые два отражателя имеют тороидальную форму с оппозитно направленными параболическими образующими, а третий отражатель выполнен в виде усе" ченного конуса.1451475 актор О,Спесивых ректор В Гирня роиэводственно-полиграфическое предприятие, г. Ужгород, у л. Проектная,Вака ВНИИ Составитель П.ШендеровичТехред Л.Сердюкова 63/Зб тираж 634осударственного комитета по изобретениям и113035, Москва, Ж, Раушская наб. одписное крытиям при ГКНТ СССРд. 4/5