Гелиоколлектор

(51)5 Г 24 3 2/28 ОПИСАНИЕ ИЗОБРЕТЕНИЯ фикацииобол электс нхарнакажд лоа пот СРб дейс щат раз сим а К и угла уста- еплоаккумулирую сти от количес ки их лопастей. вещество стаби околлектора. 6 иотехатьви изирует работуз.п. ф-лы, 13 ил с ГОСУДАРСТВЕННЫЙ НОМИТЕТПО ИЗОБРЕТЕНИЯМ И ОТНРЬПИЯМПРИ ГКНТ СССР(71) Центральный научно-исследовтельский институт механизации ирификации сельского хозяйства Неноземной зоны СССР(56) Авторское свидетельство ССУ 1.386816, кл Р 24 3 2/02, 198(57) Изобретение относится к генике, к гелиоколлекторам с трубчканалами, в частности к надувнымЦелью изобретения является инте ция теплообмепа путем турбулизапотока воздуха вдоль поглощающейочки (ПО) 3. ПО 3 разбита но сек(С) 7, на концах каждой из котоустановлены крыльчатки (К) 6 и 10одинаковыми гидродинамическимиктеристиками, свободно посаженныебщий вал для каждой С 7, Внутриой С 7 образованы полости с тепкумулирующим материалом, Основнойк воздуха, протекая внутри С 7,твует на К б и 10 и создает вральный момент, перемещающий С 7 сыми угловыми скоростями в завиИзобретение относится к гелиотехнике, к гелиоколлекторам с трубчатыми каналами, в частности к надувным.Целью изобретения является интен 5сификация теплообмена путем турбулизации потока.На фиг, 1 показан гелиоколлектор,обвей вид; на Фиг. 2 - узел 1 наФиг. 1; на фиг. 3 - то же, вид сверху; на Фиг. 4 - узел 11 на фиг. 1;на фиг. 5 - то же, вид сверху; наФиг, 6 - разрез А-А на Фиг. 1; нафиг.7 - то же, вид сверху; на Фиг.8разрез Б-Б на Фиг. 1; на фиг, 9 -узел ПХ на фиг., 1; на фиг. 10 -то же, вид сверху; на Фиг. 11 - узел1 Ч на Фиг. 1;, на фиг, 12 - разрезВВ на фиг.1; на Фиг.13 - разрез Г-Гна Фиг. 12.20Гелиоколлектор содержит трубчатыеэлементы 1, каждый из которых имеетнаружную прозрачную и внутреннююпоглощающие оболочки 2 и 3, сообщенас подающим 4 и отводящим 5 патрубками, при этом на выходном конце погло-.цаюцей оболочки 2 установлена реактивная турбина в виде крыльчатки б.Поглощаюцая оболочка 3 выполнена ввиде соосных шарнирно сочлененныхсекций 7, а вдоль их оси 8 установленвал 9 с крыльчатками 10, расположенны и в каждой секции 7 и прикрепленными к ее внутреннеи поверхности 11,причем крыльчатки 10 соседних секций7 имеют неодинаковые гидродинамические характеристики.Угол наклона и количество лопастей12 крыльчаток 10 соседних секций 7неодинаковы. Боковая поверхность 13каждой секции 7 выполнена в виде участков четырех конгруэнтных эллиптических параболоидов, а в поперечномсечении имеет форму гипоциклоиды.На выходе каждой секции 7 выполнены полости 14 с теплоаккумулируюцимматериалом. Наружная оболочка 2 стыпьногг стороны имеет зачерненныйучасток 15.Элементы 1 со стороны подающихпатрубков 4 сообцены с подающим трубопроводом 16, а со стороны отводящих патрубков 5 - с отводящим трубопроводом 17. Со стороны трубопровода16 установлен вентилятор 18,н55Каждая крыльчатка 6 реактивноитурбины имеет лопатки 19, направляющую шайбу 20, причем лопатки 19 споглоцаюцей оболочкой 3 секции 7. Каждая крыльчатка 10 имеет поворотные лопатки 12, по оси 21 каждой изкотррых установлен механизм 22 поворота лопастей 12, и установлена наступице 23 вала 9. Механизм 22 поворота лопастей 12 служит и элементомкрепления крыпьчатки 10 к поверхности11 секции 7. фНаружная оболочка 12 на концахимеет переходники 24 с жесткими опорами 25 и шайбами 26 для установки ификсации вала 9, Крайние секции 7фиксируются шайбами (не показаны).Каждая секция 7, примыкающая к входному патрубку 4 имеет входной участок 27. Установка секций на рабочиеместа осуществляется с помощью втулок 28, Ступица 23 посажена на вал 9с зазором, что облегчает вращениесекции 7.Для изготовления деталей гелиоколлектора могут быть использованы следуюцие материалы: для трубопроводов16 и 17 и оболочки 2 - прозрачныйпленочный материал, например, пленкиполиэтиленовая, поливинилхлориднаясветотехническая мягкая, для секции7, участка 27 - черный полистиролили пластик, для вала 9 - фторопласт,металл (в этом случае вал 9 может.быть разборным с телескопическимсоединением деталей, не показано),дпя переходников 24 и опор 25 - пластик или капрон, для крыльчаток б и10 - полистирол и стеклопластик.Оболочка 2 приклеена к персходнику 24или соединена с ним с помощью резинового жгута (не показан), причем вэтом случае соединение становитсялегкосборным и разборным. Для заполнения полостей 14 применяют парафингили глауберову соль. При члененииоболочг(и 3 на три секции 7 в крайнихиз них по краям установлено по однойкрыльчатке 6 и 10, а в средней покраям установлено две крыпьчатки 10.Для снижения потерь тепла при гипоциклоидной Форме сечения боковой поверхности секции 7 с диаметром д описываюцей окружности на краевых участкахсекции 7 и 0,6 й в ее срецней части,диаметр описывающей окружности внут- .ренней стенки полости 14 составляетсоответственно 0,6 а и 0,5 й.Гелиоколлектор работает следующимобразом,Солнечные лучи, проходя через оболочку 2 элемента 1,падают на теплопог1. Гелиоколлектор, содержащий по меньшей мере оцин трубчатый элемент с наружной прозрачной и внутреннейпоглощающей оболочками, сообщенный с подающим и отводящим иатрубками, при этом на выходном конце поглощающей оболочки установлена реактивная турбина, отличающийся тем, что, с целью интенсификации теплообмена, поглощающая оболочка выполнена в виде соосных шарнирно сочлененных секций, а вдоль их оси установлен вал с крыпьчатками, расположенными в каждой секции и прикрепленными к ее внутренней поверхности, причем крыльчатки соседних секций имеют неодинаковые гидродинамические характеристики.2. Гелиоколлектор ио п. 1, о т л и ч а ю щ и й с я тем, что турбина выполнена в виде крыпьчатки.3. Гелиоколлектор по п. 1, о т л и ч а ю щ и й с я тем, что угол наклона лопастей крыпьчаток соседних секций неодинаков.Гелиоколлектор по п. 1, о т л и ч а ю щ и Й с я тем, что количество лопастей крыльчаток соседних секций неодинаков.5. Гелиоколлектор по п, 1, о т л и ч а ю щ и й с я тем, что боковая поверхность каждой секции выполнена в вице участков конгруэнтных эллиптических параболоидов6. Гелиоколлектор ио и. 1, о т л и ч а ю щ и й с я тем, что на выходе каждой секции выполнены полости с теилоаккумулирующим материалом.7. Гелиоколлектор по п. 1, о т л и ч а ю щ и й с я тем, что наружная оболочка с тыльной стороны зачериена. 5 15486 лощающие поверхности секций 7 и оболочки 2, нагревая их и расплавляя одновременно вещество в полости 14. Воздух вентилятором 18 через подающий трубопровод 16 нагнетается в элементы 1, пройдя которые, собирается в отводящем трубопроводе 17. В каждом элементе 1 поток воздуха поступает в пространство между оболочками 2 и 3 и 10 внутрь оболочки 3, омывая ее с внутренней и наружной сторон. При этом основной поток воздуха проходит внутри секций 7 оболочки 3 и только незначительная часть потока в количестве, достаточном для того, чтобы оболочка 2 приняла рабочее положение, проходит между переходником 24 и,входным участком 27 на входе в элемент 1. Поток воздуха, проходя внутри секций 7, действует на крыпьчатки 6 и 10, создавая вращательный момент, перемещающий секции 7, Но, так как в средней секции 7 установлены две крыльчатки 10 (турбины) с большим числом лопастей 12 и другим углом их установки, по сравнению с крайними секциями 7, а в последних по одной крыльчатке 10, средняя секция 7 вращается с большой угловой скоростью, чем крайние, что способствует более интенсивному иеремешиванию воздуха (турбулизации) по всей длине элемента 1.Незначительная часть воздуха выходит в местах сочленения секций 7 (фиг. 6), что также улучшает теилообмен. Поток воздуха на входе в трубопровод 17 направлен перпендикулярно потоку воздуха, проходящему межцу оболочками 2 и 3 секций 7, что повышает40 интенсивность теплообмена, Вращение средней секции 7 относительно большой угловой скоростью и делит элемент на участки с равличной эффективностью теплообмена, что; влияет на КПД гелиоколлектора. Вещество, находящееся в45 закрытых полостях 14, нагреваясь, плавится, переходя в жидкое состояние, тем самым накапливая теплоту и выравнивая температуру воздуха при переменнои облачности, улучшая эффективностьэ50 снабжения теплом объекта сушки. Изготовление оболочки 2 с тыльной стороны из теплопоглошающего материала. (отклонение от вертикали на 150 ), что позволяет сделать соответствующая 55 форма секций 7, дополнительно способствует нагреву теплоносителя в пространств между оболочками 2 и 3. 16 бСкорость ирохожцения воздуха между оболочками 2 и 3 должна быть больше скорости конвективного потока от поглощающих секций 7, тогда конвективные потери через оболочку 2 исключены. Частоту вращения секций 7 можно регулировать, дискретноизменяя положение лопастей 12 ири помощи механизма 22 поворота,.число лопастей 12, их Форму и размеры. Чем больше число лопастей 12, их ширина и угол заклинивания (угол между хордой проФиля и плоскостью вращения), тем при прочих равных условиях ниже скорость вращенияФормула изобретения154861 бСоставитель К. Заграничная Редактор И Бпанар Техред И.Ходанич Корректор В, КабацийЗаказ 133Тираж 580 Подписное ВНИИПИ Государственного комитета ло изобретениям и открытиям при ГКНТ СССР 113035, Иосква, Ж, Раушская наб., д, 4/5щ е ееи Производственно-издательский комбинат "Патент", г. Ужгород, ул. Гагарина, 101