SU1562886A1 - Concentrator of radiation - Google Patents

Abstract

Изобретение относитс  к гелиотехнике. Цель изобретени  - упрощение эксплуатации концентратора. Концентратор излучени  содержит отражающую поверхность 1, полученную плоскопараллельным перемещением линейной образующей по направл ющей линии, имеющую плоскость 2 симметрии, и расположенную в ней параллельно образующей двухстороннюю фокальную зону 3 с равномерной плотностью излучени  по ширине. Профиль направл ющей линии описываетс  параметрическими уравнени ми вида Y = P+2R/T EXP{2ρ/√ K²+ρ² [ARCTG ρ( P+R)/ K√K²-ρ² - ARCTG KT+ρ/√K²-ρ²]The invention relates to solar technology. The purpose of the invention is to simplify the operation of the concentrator. The radiation concentrator contains a reflecting surface 1, obtained by plane-parallel movement of a linear generatrix along a guideline, having a plane of symmetry 2, and located in it parallelly forming a two-sided focal zone 3 with a uniform radiation density across the width. The guideline profile is described by parametric equations like Y = P + 2R / T EXP {2ρ / √ K ² + ρ ² [ARCTG ρ (P + R) / K√K ² -ρ ² - ARCTG KT + ρ / √K ² -ρ ² ] 

X =P/2 + [ρ/K + 1-T²/2T] YX = P / 2 + [ρ / K + 1-T ² / 2T] Y

(P+2R)ρ/KR≤T≤ ∞, где ρ - коэффициент отражени  поверхности(P + 2R) ρ / KR≤T≤ ∞, where ρ is the surface reflection coefficient

K - коэффициент концентрацииK - concentration ratio

R - ширина фокальной зоныR - width of the focal zone

T - параметрT - parameter

P - посто нна , характеризующа  угол раскрыти  концентратора. Концентратор не требует юстировки отражающей поверхности 1. 1 ил.P is a constant characterizing the opening angle of the concentrator. The hub does not require alignment of the reflecting surface 1. 1 Il.

Description

.. Р+2г Г 2Р Г P(P+rt Kt- Р ll.. Р + 2Г Г 2Р Г P (P + rt Kt- Р ll

Y -Г-ехР|}к% а гЩ ar-ct 4 ;Y -G-exp |} to% a gsch ar-ct 4;

v E+ ЛМиГ.у,.v E + LMiG. ,.

л 2 (К 2t )/sl 2 (K 2t) / s

(Pi2r)P,t Кг(Pi2r) P, t Kg

где р - коэффициент отражени  поверхности;where p is the surface reflection coefficient;

К - коэффициент концентрации; г - ыирина фокальной зоны; Р - посто нна , характеризующа K - coefficient of concentration; d - the focal zone range; P is a constant characterizing

угол раскрыти  концентратора. При освещении коллимированным излучением условие обеспечени  одинаковой плотности сконцентрированного излучени  по ширине фокальной зоны 3, выражающее пропорциональность приращений ординаты соответствующего участка 4 направл ющей и асбциссы текущей Ширины фокальной зоны 3, имеет видhub opening angle. When illuminated by collimated radiation, the condition for providing the same density of concentrated radiation across the width of the focal zone 3, expressing the proportionality of the increments of the ordinate of the corresponding section 4 of the guide and asbits of the current width of the focal zone 3, has the form

К &.K &.

rf где г - ширина участка 5 фокальнойrf where g is the width of the focal area 5

зоны 3 облучаемого участка 4 направл ющей.zone 3 of the irradiated section 4 of the guide.

Из пр моугольного треугольника имеемFrom the right triangle we have

2 Х + Г2 X + D

ctgu,ctgu

где и - угол между падающим и отраженным лучами.where and is the angle between the incident and reflected rays.

Определив г( из услови  обеспечени  одинаковой плотности сконцентри- ровэнного излучени  по ширине фокальной зоны 3, выразив ctgu через котангенс половинного угла и учитыва , чтоDetermining r (from the condition of providing the same density of concentrated radiation across the width of focal zone 3, expressing ctgu through the cotangent of the half angle and taking into account that

u dY ctgr -- получают дифференциальноеu dY ctgr - get differential

уравнениеthe equation

|-х +| x +

р Г dY Ъ сГ/- „p G dY Ъ сГ / - „

K -L a- ijv2dx) ijK -L a- ijv2dx) ij

00

5five

30thirty

3535

4040

4545

50 50

5555

решение которого приводит к параметрическим уравнени м направл ющей концентратора .whose solution leads to the parametric equations of the concentrator guide.

Концентратор излучени  работает следующим образом.The radiation concentrator operates as follows.

Падающее коллимированное излучение фокусируетс  концентратором на двух сторонах фокальной зоны 3 с одинаковой плотностью по ширине. В другом варианте (не показано) концентратор имеет расставленные одна от другой симметричные половины, обеспечивающие установку в зону 3 приемника конечной толщины.The incident collimated radiation is focused by a hub on two sides of the focal zone 3 with the same width width. In another embodiment (not shown), the concentrator has symmetrical halves spaced from one another, providing installation in zone 3 of a receiver of finite thickness.

Источником излучени  дл  данного концентратора может быть и Солнце, При этом ввиду конечного углового размера и неравномерности распределени   ркости по диску Солнца плотность сконцентрированного излучени  по ширине зоны 3 излучени  не  вл етс  строго одинаковой. Тем не менее имеет место повышение равномерности плотйости сконцентрированного излучени , что расшир ет возможности применени  предлагаемого концентратора.The radiation source for a given hub may be the sun. However, due to the finite angular size and uneven distribution of brightness across the solar disk, the density of the concentrated radiation across the width of the radiation zone 3 is not strictly the same. Nevertheless, there is an increase in the uniformity of density of the concentrated radiation, which expands the possibilities of using the proposed concentrator.

Claims (1)

Изобретение позвол ет изготовить концентратор с заданными коэффициентом концентрации излучени  в зоне и углом раскрыти  при сохранении одинаковой плотности сконцентрированного излучени  по ширине обеих поверхностей зоны. Концентратор прост в изготовлении и не требует юстировки отражающей --поверхности. Формула изобретен и  Концентратор излучени , содержа- щий отражающую поверхность, полученную плоскопараллельным перемещением линейной образующей по направл ющей линии, имеющую плоскость симметрии и расположенную в ней параллельно обра51562886The invention makes it possible to manufacture a concentrator with predetermined concentration ratio of the radiation in the zone and the opening angle while maintaining the same density of concentrated radiation across the width of both surfaces of the zone. The hub is easy to manufacture and does not require alignment of the reflective - surface. The formula was invented and a radiation concentrator containing a reflecting surface, obtained by plane-parallel movement of a linear generatrix along a guide line, having a plane of symmetry and located in it parallel to the circumferential axis. зующей двустороннюю фокальную зону с равномерной плотностью излучени  по. ширине, отличающий с тем, что, с целью упрощени  эксплуатации, профиль направл ющей линии имеет форму кривой, описываемой следующими параметрическими уравнени ми:Гдеdual focal zone with a uniform radiation density over. width, in order to simplify operation, the profile of the guide line has the shape of a curve described by the following parametric equations: Where Р+2г Г 2Р г J(P+r)1ПР + 2г Г 2Р г J (P + r) 1П Y ехр агссе4к 10Y exp agsex4 10 ICt-P 1 -arctg feJJ; ICt-P 1 -arctg feJJ; Редактор И.ШуллаEditor I. Shulla Составитель П.Шендерович Техред М.ХоданичCompiled by P.Shenderovich Tehred M.Hodanich Заказ 1064Order 1064 Тираж 462Circulation 462 ВНИИПИ Государственного комитета по изобретени м и открыти м при ГКНТ СССР 113035, Москва, Ж-35, Раушска  наб., д. 4/5VNIIPI State Committee for Inventions and Discoveries at the State Committee on Science and Technology of the USSR 113035, Moscow, Zh-35, Raushsk nab. 4/5 Производственно-издательский комбинат Патент, г.Ужгород, ул. Гагарина,101Production and publishing plant Patent, Uzhgorod, st. Gagarin, 101 - Р + /Ј+ btV.- P + / Ј + btV. 2 (К 2t Ь 2 (K 2t b (.LOP6t6a,,(.LOP6t6a ,, Кг Kg - коэффициент отражени  поверх ности;- surface reflection coefficient; К - коэффициент концентрации;K - coefficient of concentration; г - ширина фокальной зоны;g is the width of the focal zone; Р - посто нна , характеризующа  угол раскрыти  концентратора .P is the constant characterizing the opening angle of the concentrator. Корректор Э.ЛснчакопаProofreader E.Lsnchakopa ПодписноеSubscription