ITPI20100128A1 - Dispositivo per la focalizzazione dei raggi solari riflessi da un campo di specchi, sotto controllo di un unico piano di comando - Google Patents

Description

DESCRIZIONE dell' invenzione avente per TITOLO

Dispositivo per la focalizzazione dei raggi solari riflessi da un campo di specchi, sotto controllo di un unico piano di comanda.

RIASSUNTO

Il dispositivo in oggetto, proponendosi la localizzazione dai raggi solari incidenti su un campo di specchi servendosi di un unico comando, attua il posizionamento di ogni asse-specchio a metà dell'ar— co di circonf.massima che congiunge la direzione del Sole con quella del Fuoco; essendo quest'ultima un dato costante per ogni specchio e coincidente con un'estremità fissa degli archi, sarà sufficiente un comando unico per tutti gli specchi, che porti un secondo punto degli archi ,di posizione variabile, a coincidere costantem. con la direzione del Sole (dis.l).

Attualmente, per quello che è di mia conoscenza, la raccolta dei raggi salari, per uso termodinamico , a parte alcune rea1izzazioni a stazioni discrete per grandi specchi,è orientata verso l'uso di collettori parabolici lineari che, pur ottenendo risultati notevoli, per loro stessa natura non possono raggiungere alte temperature di esercizio .

Il metodo di raccolta che può derivare dall'applicazione del dispositivo qui descritto , anche se l imitato a campi di media d imensione , dovrebbe ovviare a questa limitazione per i suoi maggiori valori di concentrazione energetica, che potrebbero anche renderlo adatto ai processi chimici di produzione dell'idrogeno.

DESCRIZIONE

Ci proponiamo di descrivere una soluzione per la concentrazione dei raggi salari riflessi da un campo di specchi su un punto focale ("Fuoco"nel proseguo) posto ad una altezza e posizione, rispetto al campo, di nostra scelta.

Ogni elemento del campo specchi è munito del dispositivo in oggetto che ne attua il corretto e continuo posizionamento al variare delle coordinate del Sole, avendo come unici riferimenti,

.1) la direzione dei raggi solari

2) la direzione del Fuoco su cui concentrare i raggi riflessi.

Questo secondo dato è, per ciascuno specchio, deducibile dalla sua collocazione nel campo e costituisce il riferimento fisso del dispositivo mentre la direzione dei raggi solari incidenti ne rappresenta i1 da.tCÌ variabi1.e (ma unico per tutti gli specchi).

Come si vede dal dis.i che evidenzia la direzione del Fuoco (1), del Sole (2) CÌ dell'asse dello specchio (3), occorre far coincidere quest'ultimo con la bisettrice dell'angolo Sole-Fuoco.

Il dispositivo si propone di riprodurre costantemente questo angolo al variare della,posizione del Sole e di realizzarne il dimezzamento in corrispondenza dell'asse dello specchio avendo come riferimento un piano f isso orizzon tal e { piano di sostegno , descritto a 1 punto 1 ) ed un punto su di esso avente funzione di centro degli angoli (snodo superiore (2) di fiq.2). Gli angoli (4) e (5) sono l'altezza e l'azimut del Fuoco (di valore costante per ogni specchio), gli angoli (6) e (7) quelli relativi al Sole,di valore variabile.

L.a l inea spessa A--B rappresenta i settori , di cui , ruotanti intorno al fulcro A; essi,variando in lunghezza e posizione si adagieranno sempre sulla immaginaria (8) di cui costituiscono un tratto di circonferenza massima»

Diamo adesso una descrizione delle parti che compongono il dispositivo» Faremo riferimento ai dis.2 e 3 con il suggerimento che è conveniente pre-montare il dispositivo prima del suo collocamento in opera»

1- PIANO DI SOSTEGNO e PIAMO DI COMANDO,(9) e <10),entrambi realizzabi l i a mag l ie d i travi , i l primo , fisso , che sostiene tutta la struttura ,i.1 secondo che scorrendo sul precedente in 2 direzioni tra loro ortogonali(E-~W e N-S) attua costantem.il puntamento dell'asta di comando nella direzione del Sole,Gu.l piano di sostegno è fissato,per ogni gruppo-specchio, il

2- BRACCIO PORTA-FULCRO (3), curvilineo.

Questo componente presenta l'asse del foro esistente alla sua estremità superiore in corrispondenza della direzione del Fuoco propria dello specchio cui é destinato. Questo foro costituisce il fulcro di rotazione dei settori curvilinei (archi di circonf.) successivamente descritti, che in tal modo si innoveranno -sulla superficie sferica suddetta

3- ASTA DI COMANDO , che? si articola in 2 snodi sferici , 1 ' inferiore (1) fissato sul piano di comando (10), il superiore (2) sul piano di sostegno (9),, L'asta è composta di 2 parti,tra loro scorrevoli a cannocchiale :quel la in alto (13) è fissata allo snodo sferico superiore mentre l'altra (12) con la sua estremità inferiore è fissata allo snodo in basso.

Un semplice calcolo trasforma le coordinate solari, note in ogni istante, nell'esatta posizione del p. di comanda (nelle 2 direzioni ortogonali ),al. fine di orientare le aste di tutti gli specchi nella direzione de1 Sole.

- COPPIA DI RUOTE DENTATE (4) e (5) tra loro coassiali e solidali, ruotanti su.11'estremità superiore dell'asta (13).

La ruota maggiore (4) ingrana sul

5~ SETTORE ESTERNO curvil.(6) (A-B di fig.2),, infulcrato, come precedent .accennato ,al1'estremità superiore del braccio di sostegno (3) e composto da 2 rami paralleli riuniti alle estremità da 2 blocchetti che ne assicurano l'esatta distanza ed entra i quali scorre, con un minima di. gioco, i1

6- SETTORE INTERNO curvil.(7) comandato dalla ruota minore e recante ad una estremità il collo (8) dello specchia il cui asse, come già detto, dovrà sempre coincidere con la bisettrice dell'angolo compreso tra i 2 assi Sole e Fuoco (e quindi,nel dispositivo ,tra l'asta di comando e l'asse del fulcro di rotazione). All'altra estremità una coppia di aste disposte a V (15) lo collega al bordo dello specchio per assicurarne la stabilità.

Entrambi questi settori hanno,dalla stessa, parte dell'insieme, una dentatura atta ad ingranare con le 2 ruote dentate (fig.3): la grande si muove entro il settore esterno,la piccola comanda, il s. interna, come già detto; detto D il diam. primitivo della ruota maggiore , il diam.prim.del 1a piccola è dato da

(D/2 )x(raggia(17 )dent.settore int./raggio (16)dent .settore est.)

il gruppo ruote di una certa quantità lungo i settori per inseguire con il suo asse (che ricordiamo essere quello dell'asta dì c.) la posizione del Sole, il settore interno si sposterà nella stessa direzione di una quantità metà.

Quindi, se al premontaggio il collo dello specchio (8) risulterà posizionato al centro dei 2 suddetti assi,tale centratura sarà sempre mantenuta, realizzandosi così lo scopo del dispositivo.

Infine 2 strisce curvil.(16) fissate sotto i.1 settore esterno servono a compattare il gruppo settori-ruote dentate.

NOTA 1

La coppia di ruote dentate può essere al1'occorrenza affiancata da una seconda coppia del tutto simile alla precedente, ad essa coassiale ma ingranante dalla parte opposta dei settori; in tal modo, con le 2 coppie ruotanti in senso contrario si può ottenere una doppia spinta simmetrica rispetto all'asse del settore interno (su.cui grava il peso dello specchio).

NOTA 2

Il dispositivo qui descritto deve evitare 1'interferenza dei 2 assi (le direz.del Sole e del Fuoco non devono cioè sovrapporsi): di conguenza la disposizione più idonea del campo-specchi sarà tutta a Sud della linea E~W passante per la proiezione verticale del Fuoco, ottenendosi cosi una sicura divaricazione delle 2 direzioni, verso il semispazio a Sud per il Sole & verso quello a Nord per il Fuoco.

Claims (1)

1. l ì I I la deil-assedello rispetto alle del Sole e d@.l Fuoco f puntodi raccoltadai raggi da tutti dii specchi del, campo solare) requisito per la facalizzazione dei raggi riflessi da uno specchio. Esso consiste in una coppia da,settori curvilinei (archi di circonferenza)scorrevoli l ’ urm dentro l'altro e cor un unico fulcro di rotazione; mentre il settore estorno pud solo rotare.lo relativo dei 2 settori è causato da 2 ruote dentate coassiali,e solidali ingrananti ciascuna su un solo lato del proprio settore (vedi fia*2 e 3) ed x cui diametri primitivi sorto tali da resliz--zare per il settore interno una corsa solo metà di quella eseguita dalla coppia di ruote lungo l'asse curvilineo del settore esterno nella stessa direzione. Nella nostra applicazione,cor l'asse della coppia dì ruote dentate puntato verso il Sole quelIo del fulcro versa il Fuoco e quello dello specchio fissato ortogonalmente al settore interne in un punto appropriato si otterrà quarito detto all,<‘>inizio e cioè la focalizzazione dello specchi 1 he device which permits to center the axis of the mirror in relation to the directions of the Ban and of the Focus (the Focus gathers the beams reflected by all the mirrors of the solar' field). This is the requisite to focus the beams reflected by a mirror. The device consists of a pair of curvilinear sectors (circle arcs; sliding one inside the other and rotating around a single fixed fulcrum. While the external sector is only able to rotate, the relative movement of the two sectors is produced by two coaxial and integral gears , each engaging only one side of their own sector (see fig. 2 and 3). The pitch diameters of the gears are such as to allow the internal sector a stroke which is only half of that performed by the gear couple,in the same direction,,along the curvilinear axis of tfte external sector» In our device,with the gear couple axis aimed at Sun,the fulcrum axis aimed at Focus and the axis of the mirror fixed orthogonal ly to the internal sector in a convinient point, we obtained the result mentioned above ,i.e. the mirror focussing . Only one trainig control is enough for all the mirrors of the solar field . Sue h result is obtained by the movements; on a horizontal plane of only one rigid surface,, As a consequence of such movernents, training takes place for all the control rods of the mirrors towards only one direction (the Sun 5,, The training towards the sun together with the aim of the fulcrum axis towards the Focus (such aim differs from mirror to mirror, taut it is fixed and therefore easily obtainable when assembling the mirrors) allows,as explained above, the focussing of the whole solar field,