EA201900007A1 20191031 Номер и дата охранного документа [PDF] EAPO2019\PDF/201900007 Полный текст описания EA201900007 20181114 Регистрационный номер и дата заявки KZ2017/1203.1 20171222 Регистрационные номера и даты приоритетных заявок EAA1 Код вида документа [PDF] eaa21910 Номер бюллетеня [**] МОДУЛЬНЫЙ СЛЕДЯЩИЙ СОЛНЕЧНЫЙ КОНЦЕНТРАТОР С РЕГУЛИРУЕМЫМ ФОКУСОМ Название документа [8] F24S 23/77, [8] H02S 40/22 Индексы МПК [KZ] Иноземцев Василий Александрович Сведения об авторах [KZ] ИНОЗЕМЦЕВ ВАСИЛИЙ АЛЕКСАНДРОВИЧ Сведения о заявителях
 

Патентная документация ЕАПВ

 
Запрос:  ea201900007a*\id

больше ...

Термины запроса в документе

Реферат

[RU]

Изобретение относится к области солнечной энергетики, в частности к устройствам, обеспечивающим концентрацию солнечной радиации и увеличение степени инсоляции затененных участков Земли. Может быть использовано в крупных промышленных установках и во многих хозяйствах для нагревания воды, для сушки, освещения, отопления, плавки металлов, для выработки электроэнергии и нагревания различных объектов за счет энергии Солнца. Низкая стоимость концентратора и его эффективность достигаются за счёт настройки площади и дальности фокусировки солнечного излучения, минимальных требований к месту размещения концентратора, низких массогабаритных размеров, автоматического слежения за Солнцем, применения доступных материалов, быстрого модульного объединения, не сложности конструкции. Предусмотрена возможность применения в концентраторе вторичных материальных ресурсов, в частности тех, которые на данный момент времени почти не утилизируются. Стоимость концентрации солнечной энергии при применении указанного изобретения является ниже в сравнении со стоимостью при применении других технических решений, известных автору.


Полный текст патента

(57) Реферат / Формула:

Изобретение относится к области солнечной энергетики, в частности к устройствам, обеспечивающим концентрацию солнечной радиации и увеличение степени инсоляции затененных участков Земли. Может быть использовано в крупных промышленных установках и во многих хозяйствах для нагревания воды, для сушки, освещения, отопления, плавки металлов, для выработки электроэнергии и нагревания различных объектов за счет энергии Солнца. Низкая стоимость концентратора и его эффективность достигаются за счёт настройки площади и дальности фокусировки солнечного излучения, минимальных требований к месту размещения концентратора, низких массогабаритных размеров, автоматического слежения за Солнцем, применения доступных материалов, быстрого модульного объединения, не сложности конструкции. Предусмотрена возможность применения в концентраторе вторичных материальных ресурсов, в частности тех, которые на данный момент времени почти не утилизируются. Стоимость концентрации солнечной энергии при применении указанного изобретения является ниже в сравнении со стоимостью при применении других технических решений, известных автору.


Евразийское (21) 201900007 (13) A1
патентное
ведомство
(12) ОПИСАНИЕ ИЗОБРЕТЕНИЯ К ЕВРАЗИЙСКОЙ ЗАЯВКЕ
(43) Дата публикации заявки (51) Int. Cl. F24S 23/77 (2006.01)
2019.10.31 H02S 40/22 (2006.01)
(22) Дата подачи заявки 2018.11.14
(54) МОДУЛЬНЫЙ СЛЕДЯЩИЙ СОЛНЕЧНЫЙ КОНЦЕНТРАТОР С РЕГУЛИРУЕМЫМ ФОКУСОМ
(31) 2017/1203.1
(32) 2017.12.22
(33) KZ
(96) KZ2018/071 (KZ) 2018.11.14 (71)(72) Заявитель и изобретатель: ИНОЗЕМЦЕВ ВАСИЛИЙ АЛЕКСАНДРОВИЧ (KZ)
(57) Изобретение относится к области солнечной энергетики, в частности к устройствам, обеспечивающим концентрацию солнечной радиации и увеличение степени инсоляции затененных участков Земли. Может быть использовано в крупных промышленных установках и во многих хозяйствах для нагревания воды, для сушки, освещения, отопления, плавки металлов, для выработки электроэнергии и нагревания различных объектов за счет энергии Солнца. Низкая стоимость концентратора и его эффективность достигаются за счёт настройки площади и дальности фокусировки солнечного излучения, минимальных требований к месту размещения концентратора, низких массогабарит-ных размеров, автоматического слежения за Солнцем, применения доступных материалов, быстрого модульного объединения, не сложности конструкции. Предусмотрена возможность применения в концентраторе вторичных материальных ресурсов, в частности тех, которые на данный момент времени почти не утилизируются. Стоимость концентрации солнечной энергии при применении указанного изобретения является ниже в сравнении со стоимостью при применении других технических решений, известных автору.
МПК F24J2/16, F24J2/10, F24J2/42
Модульный следящий солнечный концентратор с регулируемым фокусом.
Изобретение относится к области солнечной энергетики, в частности к устройствам, обеспечивающим концентрацию солнечной радиации и увеличение степени инсоляции затененных участков Земли, и может найти применение, как в мопщых энергостанциях, так и в качестве энергетической установки индивидуального пользования, а также может быть использовано во многих хозяйствах для нагревания воды, для сушки, освещения, отопления, плавки металлов, для выработки электроэнергии и нагревания различных объектов за счет энергии Солнца.
Из предшествующего уровня техники известен следящий концентратор солнечной энергии (см. патент RU2628257C2, МПК F24J2/38, опубл. 15.08.2017).
Недостатком данного изобретения является, прежде всего, использование в качестве концентратора параболической тарелки, что приводит к громоздкости конструкции и к увеличению ветровых нагрузок на элементы системы. Кроме того, из-за не регулируемого фокусного расстояния и фиксированной степени концентрации солнечного излучения, области применения указанного концентратора значительно сужаются.
Известен гелиостат (см. авторское свидетельство SU1603151A1, МПК F24J2/16, опубл. 30.10.1990).
Недостатком данного решения является тот факт, что азимутальное вращение обеспечивается движением роликов по платформе, и при определенных условиях такое движение может быть затруднено, например, из-за образования на платформе ледяной корки при отрицательных температурах или наличия крупных загрязнений, или при размещении концентратора на плоскости, отклонённой от горизонтального положения.
Кроме того в концентраторе не предусмотрена модульная сцепка с множеством подобных самому себе концентраторов, что могло бы сократить общее количество электродвигателей в системе.
Также известна солнечная фотоэнергоустановка, совпадающая с настоящим решением по наибольшему числу существенных признаков и принятая за прототип (см. патент RU2476957C1, МПК H01L31/00; H01L23/32; F16M11/06, опубл. 27.02.2013).
Данное техническое решение имеет недостаток, который заключается в применении относительно большого количества электродвигателей, число которых растёт с ростом указанных солнечных фотоэнергоустановок, требуемых для получения необходимой выходной мощности. При высоких выходных мощностях экономические затраты на электродвигатели будут существенными. Кроме того стойки фотоэнергоустановки жёстко не связаны между собой, что может привести к перекосу балки и увеличивает требования к плоскости размещения установки. Так же в данной установке не предусмотрено изменение фокусного расстояния, что сильно ограничивает её области применения.
Задача изобретения заключается в том, чтобы создать экономически дешёвый солнечный концентратор, который при этом будет мобильным, энергоэффективным, нетребовательным к месту размещения, с широкой областью применения, а так же удобный в эксплуатации, настройке, транспортировке, ремонте, хранении, и имеющий возможность применения в нём вторичных материальных ресурсов.
Изобретение поясняется чертежами, которые не охватывают и, тем более не ограничивают весь объем притязаний данного технического решения, а являются лишь иллюстрирующими материалами частного случая выполнения:
На фиг.1 показан общий вид солнечного концентратора сверху; На фиг.2 показаны основные узлы концентратора;
На фиг.З показан общий вид с юго-востока на концентратор с управляющим блоком (Солнце на юге, приёмник на Севере).
Поставленная задача решается тем, что модульный следящий солнечный концентратор с ретушируемым фокусом, состоит из рамы 1, в которой параллельно друг другу размещены жёсткие основания 2, на каждом из которого размещены параллельно друг другу стержни 3, вращаемые вокруг своей оси перпендикулярной жёсткому основанию 2. На каждом стержне 3 установлена платформа 4 с закреплённым в ней плоским отражательным элементом 13. С целью сокращения количества приводов, все стержни 3 концентратора объединены связующими элементами 5, которые передают синхронно одновременно всем стержням 3 регулирующее воздействие от азимутального регулятора 6 расположенного в раме 1. Азимутальный регулятор 6 представляет собой вал длинной L > (п-1) * Н, где п - количество жёстких оснований 2 в концентраторе, Н - расстояние между соседними жёсткими основаниями 2. Все жёсткие основания 2 концентратора связанны расположенным в раме 1 зенитальным регулятором 7, который представляет собой вал длинной не менее длины азимутального регулятора 6. Каждое жёсткое основание 2 и каждая платформа 4 имеют как минимум один ограничительный элемент 8, каждый из которого запрещает или разрешает вращение соответствующего элемента на котором он размещается так, что это вращение не находится в жёсткой (прямой) связи с азимутальным 6 и зенитальным 7 регуляторами.
Жёсткие основания 2 и платформы 4 имеют ограничительный элемент 8 в виде зажимного винта или/и клиновидного механизма.
Солнечный концентратор может не иметь ограничительных элементов 8. В таком случае платформы 4 концентратора изначально устанавливаются так, чтобы солнечные лучи были сфокусированы в определённой фиксированной точке. При этом стержни 3 платформ и размещённые на них платформы 4 предпочтительно сделать без вращения относительно друг друга для улучшения устойчивости к ветровым нагрузкам.
Связующие элементы 5 предпочтительно гибкие и нерастяжимые. Количество связующих элементов 5 не меньше количества жёстких оснований 2.
Азимутальный регулятор 6 имеет сквозные отверстия, через которые проходят связующие 5, для того, чтобы исключить возможность проскальзывания.
Зенитальный регулятор 7 передаёт регулирующее воздействие жёстким основаниям 2 за счёт зубчатой или зубчато-винтовой передачи 10.
Зенитальный 7 и азимутальный 6 регуляторы имеют выводы 15, выходящие из рамы 1 на длину не более (1/5)*L, где L - длина вала азимутального регулятора 6.
Концентратор объединён с множеством таких же солнечных концентраторов при помощи гибких переходников 12, которые связывают входящие и выходящие из рам 1 концентраторов выводы 15, а также выводы 15 одного из концентраторов с аналогичными выводами 15 управляющего блока 11, в котором предпочтительно размещены микроконтроллер, датчик осадков, кнопки управления, источник резервного питания и два электропривода, для азимутального и зенитального регулирований соответственно.
В частном случае электроприводы 9 размещены в раме 1 концентратора.
Приёмник располагается предпочтительно на северной стороне относительно географического расположения концентратора, а торцы жёстких оснований 2 ориентируются предпочтительно с востока на запад. Такое расположение обеспечивает наименьшее количество потерь от взаимного затенения отражательных элементов 13, особенно при низких положениях Солнца в сравнении с южным расположением приёмника, и кроме этого не исключается прямое солнечное излучение.
Расстояния между всеми жёсткими основаниями 2 одинаковы, как и расстояния между всеми платформами 4 и выбираются лишь с учётом обеспечения их свободного вращения, так как заявляемый концентратор
может использоваться в условиях, при которых не происходит взаимное затенение отражательных элементов 13, например, при вертикальном размещении.
В качестве отражательных элементов 13 предпочтительно зеркало.
В частном случае вместо отражательных элементов 13 возможно использование фотоэлектрических преобразователей и/или линз Френеля.
Концентратор устанавливается на ножки 14 либо фиксируется между двух перекладин, при этом обеспечивается необходимое пространство для беспрепятственного вращения элементов концентратора.
Достигаемый технический результат заключается в уменьшении количества энергозависимых элементов, в снижении ветровых нагрузок на конструкцию, в повышении удобства при эксплуатации концентратора за счёт снижения массогабаритных размеров, настройки площади фокусирующего пятна, регулирования фокусного расстояния, а также в уменьшении требований, предъявляемых к условиям эксплуатации, таким как плоскость расположения концентратора (включая вертикальную) и положение приёмника (включая его подвижное состояние).
Модульный следящий солнечный концентратор с регулируемым фокусом работает следующим образом. Двум электроприводам подаётся питание в зависимости от выходных сигналов микроконтроллера, в результате вращение от одного из электроприводов синхронно передаётся азимутальному регулятору 6, а вращение от другого привода синхронно передаётся зенитальному регулятору 7. Выходные сигналы микроконтроллера формируются с учётом зашитой в него программы и входных данных, которые устанавливаются в зависимости от географического расположения концентратора и от параметров, определяющих движение или неподвижность приёмника, а также учитывают наличие датчиков положения Солнца и/или интенсивности солнечного излучения. При установке концентратора каждый отражательный элемент 13 настраивается при помощи ограничительных элементов 8 так, чтобы
солнечный свет фокусировался на необходимой площади приёмника или нескольких приёмников. Вращение азимутального регулятора 6 за счёт связующих элементов 5 синхронно передаётся расположенным в жёстких основаниях 2 стержням 3, на которых расположены платформы 4 с отражательными элементами 13, тем самым регулируя горизонтальный угол отражающих элементов 13. Вращение зенитального регулятора 7 за счёт зубчатой или зубчато-винтовой передачи 10 синхронно передаётся расположенным в раме 1 жёстким основаниям 2, тем самым регулируя вертикальный угол отражающих элементов 13. В результате каждый отражательный элемент 13 концентратора следит за движением Солнца в течении светового дня, фокусируя солнечное излучение в заданное пятно на приёмнике.
Таким образом, заявленный следящий солнечный концентратор является экономически дешёвым, за счёт использования общедоступных материалов, несложной конструкции и сокращения количества электроприводов, позволяет настраивать площадь и дальность фокусировки солнечного излучения, за счёт чего сокращаются требования к месту размещения концентратора и расширяются области применения. В совокупности с низкими массогабаритными размерами концентратора обеспечивается снижение ветровых нагрузок на элементы конструкции, удобность в эксплуатации, транспортировке, хранении. Тем самым изобретение позволяет полностью исключить все недостатки указанных наиболее близких аналогов.
Формула изобретения.
1. Модульный следящий солнечный концентратор с регулируемым фокусом, характеризующийся тем, что состоит из рамы, в которой параллельно друг другу размещены жёсткие основания, на каждом из которого размещены параллельно друг другу стержни, оси вращения которых перпендикулярны жёсткому основанию, при этом на каждом стержне установлена платформа с закреплённым в ней плоским отражательным элементом, а с целью сокращения количества приводов, все стержни концентратора объединены связующими элементами с азимутальным регулятором расположенным в раме, который представляет собой вал длинной L > (п-1) * Н, где п - количество жёстких оснований в концентраторе, Н - расстояние между соседними жёсткими основаниями, а все жёсткие основания концентратора связанны расположенным в раме зенитальным регулятором, который представляет собой вал длинной не менее длины азимутального регулятора, при этом каждое жёсткое основание и каждая платформа имеют как минимум один ограничительный элемент.
2. Солнечный концентратор по п.1., отличающийся тем, что жёсткие основания и платформы имеют ограничительный элемент в виде зажимного винта или/и клиновидного механизма.
3. Солнечный концентратор по п.1., отличающийся тем, что связующие элементы являются гибкими.
4. Солнечный концентратор по п.З., отличающийся тем, что количество связующих не меньше количества жёстких оснований.
5. Солнечный концентратор по п.4., отличаюпгийся тем, что азимутальный регулятор имеет сквозные отверстия, через которые проходят связующие.
6. Солнечный концентратор по п.1., отличающийся тем, что зенитальный регулятор сообщён с жёсткими основаниями за счёт зубчатой или зубчато-винтовой передачи.
5.
7. Солнечный концентратор по п.1., отличающийся тем, что
зенитальный и азимутальный регуляторы имеют выводы, выходящие из
рамы на длину не более (1/5)*L, где L - длина вала азимутального
регулятора.
8. Модульный следящий солнечный концентратор с регулируемым
фокусом по п.7., отличающийся тем, что концентратор объединён с
множеством таких же солнечных концентраторов при помощи гибких
переходников, которые связывают входящие и выходящие из рам
концентраторов выводы, а также выводы одного из концентраторов с
аналогичными выводами управляющего блока, в котором размещены как
минимум два привода.
ОТЧЕТ О ПАТЕНТНОМ ПОИСКЕ
(статья 15(3) ЕАПК и правило 42 Патентной инструкции к ЕАПК)
Номер евразийской заявки:
201900007
Дата подачи:
14 ноября 2018 (14.11.2018) Дата испрашиваемого приоритета: 22 декабря 2017 (22.12.2017)
Название изобретения: МОДУЛЬНЫЙ СЛЕДЯЩИЙ СОЛНЕЧНЫЙ КОНЦЕНТРАТОР С РЕГУЛИРУЕМЫМ ФОКУСОМ
Заявитель:
ИНОЗЕМЦЕВ ВАСИЛИЙ АЛЕКСАНДРОВИЧ
1 1 Некоторые пункты формулы не подлежат поиску (см. раздел I дополнительного листа) 1 1 Единство изобретения не соблюдено (см. раздел II дополнительного листа)
А. КЛАССИФИКАЦИЯ ПРЕДМЕТА ИЗОБРЕТЕНИЯ:
МПК: F24S 23/77 (2018.01) СПК: F24S 23/77 H02S 40/22 (2014.01) H02S 40/22 Согласно Международной патентной классификации (МПК) или национальной классификации и МПК
(2018-05) (2014-12)
Б. ОБЛАСТЬ ПОИСКА:
Минимум просмотренной документации (система классификации и индексы МПК) F24S 23/00, 23/77, 25/30, 25/33, 30/40, H02S 40/22, 40/22
Другая проверенная документация в той мере, в какой она включена в область поиска:
В. ДОКУМЕНТЫ, СЧИТАЮЩИЕСЯ РЕЛЕВАНТНЫМИ
Категория*
Ссылки на документы с указанием, где это возможно, релевантных частей
Относится к пункту №
US 4466423 A (THE UNITED STATES OF AMERICA AS REPRESENTED BY THE UNITED STATES DEPARTAMENT OF ENERGY) 21.08.1984
1-8
US 2010/0229852 Al (B. SHAWN BUCKLEY) 16.09.2010
1-8
RU 2196280 C2 (ГОЛЬДШТЕЙН ЯКОВ АБРАММЕРОВИЧ) 10.01.2003
1-8
Г [последующие документы указаны в продолжении графы В
I | данные о патентах-аналогах указаны в приложении
* Особые категории ссылочных документов:
"А" документ, определяющий общий уровень техники
"Е" более ранний документ, но опубликованный на дату
подачи евразийской заявки или после нее "О" документ, относящийся к устному раскрытию, экспонированию и т.д.
"Р" документ, опубликованный до даты подачи евразийской
заявки, но после даты испрашиваемого приоритета "D" документ, приведенный в евразийской заявке
"Т" более поздний документ, опубликованный после даты приоритета и приведенный для понимания изобретения
"X" документ, имеющий наиболее близкое отношение к предмету поиска, порочащий новизну или изобретательский уровень, взятый в отдельности
"Y" документ, имеющий наиболее близкое отношение к предмету поиска, порочащий изобретательский уровень в сочетании с другими документами той же категории
" &" документ, являющийся патентом-аналогом
"L" документ, приведенный в других целях
Дата действительного завершения патентного поиска:
27 июня 2019(27.06.2019)
Наименование и адрес Международного поискового органа: Федеральный институт промышленной собственности
РФ, 125993,Москва, Г-59, ГСП-3, Бережковская наб., д. 30-1.Факс: (499) 243-3337, телетайп: 114818 ПОДАЧА
Уполномоченное лицо:
(j^^^l^/' О.В. Кишкович Телефон № (499) 240-25-91
(19)
Модульный следящий солнечный концентратор с регулируемым фокусом.
Модульный следящий солнечный концентратор
с регулируемым фокусом.