ГЕЛИОКУХНЯ

Полезная модель относится к гелиотехнике, в частности к конструкциям солнечных кухонь, и может быть использована индивидуальными потребителями для приготовления пищи и кипячения воды.
Известна конструкция гелиокухни, содержащая приемник излучения и связанный с ним посредством тяг концентратор с азимутально-зенитальной системой ориентации [Авторское свидетельство СССР N 338759, кл. F 24 J 2/40, 1965].
Однако в известном устройстве азимутально-зенитальная ориентация производится в ручном варианте и объект нагрева в течение некоторого времени оказывается вне зоны фокусировки солнечных лучей, что является его недостатком, усложняющим условия эксплуатации устройства в целом.
Наиболее близким аналогом является устройство гелиокухни (патент РФ №2075707, кл. F 24 J 2/40, опубл.20.03.97), содержащей приемник излучения, установленный в узлах подвеса опорной рамы с возможностью поворота относительно их продольной оси, и связанный с ним посредством тяг концентратор с азимутально-зенитальной системой ориентации, которая выполнена в виде изогнутой направляющей, установленной в радиальном пазу концентратора и закрепленной у основания опорной рамы, установленной неподвижно на поворотном относительно вертикальной оси основании.
Недостатками солнечной кухни также являются то, что азимутально-зенитальная ориентация производится в ручном варианте и объект нагрева в течение некоторого времени оказывается вне зоны фокусировки солнечных лучей.
Задачей полезной модели является повышение тепловой эффективности, улучшение условий эксплуатации гелиокухни за счет автоматизации процесса азимутально-зенитальной ориентации.
Указанная задача достигается за счет того, в гелиокухне, содержащей приемник излучения, установленный в узлах подвеса опорной рамы с возможностью поворота относительно их продольной оси и связанный с ним посредством тяг концентратор с азимутально-зенитальной системой ориентации, выполненной в виде изогнутой направляющей, установленной в радиальном пазу концентратора и стабилизированной у основания опорной рамы, опорная рама, неподвижно закрепленна на поворотном относительно вертикальной оси валу, размещенном на неподвижном основании и связанном посредством зубчатой передачи с реверсивным электроприводом постоянного тока, концентратор дополнительно снабжен, по меньшей мере, четырьмя солнечными фотодатчиками, установленными по его окружности, а на закрепленной на валу горизонтальной площадке размещены, по меньшей мере, один солнечный фотодатчик и второй реверсивный электропривод постоянного тока, связанный посредством зубчатой передачи с направляющей.
Солнечный фотодатчик, размещенный на горизонтальной площадке, установлен к плоскости горизонта под углом половины максимального зенитального угла солнца.
На фиг.1 представлен общий чертеж гелиокухни, на фиг.2 вид А гелиокухни.
Гелиокухня (фиг.1) содержит приемник излучения 1 и связанный с ним посредством тяг 2 концентратор 3 с азимутально зенитальной системой ориентации, представляющей собой изогнутую направляющую 4 с зубьями, шарнирно закрепленную 5 одним концом в радиальном пазу концентратора 3 и стабилизированную П-образной пластиной 6 у основания опорной рамы 7, установленной неподвижно на поворотном относительно вертикальной оси
валу 8. Направляющая 4 связана посредством зубчатой передачи с конической шестерней 9 реверсивного электропривода 10.
Вертикальный вал 8 установлен на опорном подшипнике 11 на основании 12 и связан посредством ведущего зубчатого колеса 13 с винтовым валом 14 реверсивного электропривода 15 постоянного тока. Вал 8 снабжен муфтой 16 с опорной крестовиной 17, а над муфтой 16 на этом валу 8 закреплена горизонтальная площадка 18.
Приемник излучения 1 закреплен в фокусе концентратора 3 и установлен в узлах подвеса опорной рамы 7 (фиг.2) с возможностью поворота относительно горизонталньной оси и представляет собой полую сферу из теплоизоляционного материала со сквозным отверстием, обращенным в сторону концентратора 3, имеющей откидывающуюся крышку 19, внутри которой на подставке 20, связанной с узлами подвеса опорной рамы 7, установлен объект нагрева 21.
По краю концентратора 3 закреплены 4 солнечных фотодатчика, левый 22 (фиг.2), правый 23, нижний 24 и верхний 25.
На площадке 18, обратно слежению за солнцем, на кронштейне 26 установлен дополнительный фотодатчик 27.
Гелиокухня работает следующим образом.
С утра начинается зенитальное и азимутальное перемещение солнца. С увеличением зенитального угла солнца ведет к освещению верхнего фотодатчика 25, в котором вырабатывается электрический постоянный ток, при этом фотодатчик 24 нижний затемняется и не вырабатывает электроэнергию. Ставится под ток реверсивный электропривод 10, который своим валом приводит во вращение шестерню 9 и через изогнутую направляющую 4 - концентратор 3. Зенитальный угол увеличивается. Происходит выравнивание освещенности фотодатчиков верхнего 25 и нижнего 24, реверсивный электропривод 10 обесточивает и прекращается зенитальный поворот концентратора 3. При дальнейшем повышении
зенитального угла солнца описанная операция повторяется в течение первой половины дня.
В течение второй половины дня происходит снижение зенитального угла солнца.
С уменьшением зенитального угла солнца ведет к освещению нижнего фотодатчика 24, в котором вырабатывается электрический постоянный ток, при этом фотодатчик 25 верхний затемняется и не вырабатывает электроэнергию. Через контакты исполнительного реле под ток ставится реверсивный электропривод 10, который своим валом приводит в обратное вращение шестерню 9. Зенитальный угол уменьшается. Происходит выравнивание освещенности фотодатчиков нижнего 24 и верхнего 25. Прекращается зенитальный поворот. При дальнейшем уменьшении зенитального угла солнца цикл работы повторяется до заката солнца.
В то же время солнце меняет азимутальное положение в течение дня от востока до запада. В этом случае таким же образом происходит увеличение угла падения солнечных лучей на правый фотодатчик 23 и затемнение левого фотодатчика 22. Через электронную схему ставится под ток реверсивный электропривод 15. Последний через винтовой вал 14 и зубчатое колесо 13 вращает вертикальный вал 8 вправо и разворачивает всю установку по азимутальному положению солнца. При азимутальном выравнивании оба фотодатчика 22 и 23 под малым углом к солнечным лучам вырабатывают одинаковые малые токи, которые уравновешиваются, что приводит к обесточиванию электропривода 15. Азимутальный поворот установки прекращается. При дальнейшем азимутальном изменении солнца операция повторяется до заката солнца.
Гелиокухня ночует "задом" к востоку.
Утром при восходе солнца его лучи падают на фотодатчик 27, последний вырабатывает электрический ток. Ставится под ток реверсивный электропривод 15, который через винтовой вал 14 и зубчатое колесо 13 вращает вертикальный вал 8 влево и разворачивает всю установку до тех пор,
пока солнечные лучи упадут на левый фотодатчик 22. Последний вырабатывает электрический ток и продолжается разворот концентратора вышеописанным образом до выравнивания освещенности фотодатчиков 22 и 23. Схема приходит в исходное положение.
После такого азимутального разворота одновременно начинают работать фотодатчики 24 и 25, которые, как описано выше, обеспечивают зенитальную ориентацию установки.
Анализ известных технических решений позволяет сделать вывод о том, что заявляемая полезная модель не известна из уровня исследуемой техники, что свидетельствует о ее соответствии критерию «новизна».
Возможность использования заявленной полезной модели в отечественной промышленности позволяет сделать вывод о ее соответствии критерию «промышленная применимость».
Введение солнечных фотодатчиков вместе с исполнительными механизмами позволит ускорить процесс нагрева объекта, то есть экономить время и исключить присутствие человека.