專利名稱：輻射能收集裝置的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明涉及對(duì)輻射能收集裝置的改進(jìn)，具體地說(shuō)，涉及一種改進(jìn)了的太陽(yáng)能聚集裝置。
通常把太陽(yáng)能收集器裝成在能量收集介質(zhì)中獲得高溫的方式。過(guò)去，采用拋物面形聚集鏡實(shí)現(xiàn)太陽(yáng)能的聚集。通常采用圓柱形拋物面聚集器，因?yàn)樗鼈兓ㄥX(qián)不多，然而，這種聚集器不能獲得高的聚集比。而采用球形的拋物面形聚集鏡可以很容易地獲得高的聚集比，但是，這種鏡子對(duì)于太陽(yáng)能加熱的應(yīng)用來(lái)說(shuō)過(guò)于昂貴。
為了用帶有主圓柱形拋物面聚集器的一個(gè)圓柱形拋物面鏡系統(tǒng)得到高的聚集比，可以設(shè)置另外的第二系列圓柱形拋物面鏡，與主鏡的焦線垂直，并放置在主鏡的焦點(diǎn)處。此第二鏡把能量聚集到攜帶一種熱吸收介質(zhì)的收集管線上。在屬于WEEKS的美國(guó)專利No.4281640中示出了這樣一種裝置。
然而，當(dāng)太陽(yáng)在任何位置時(shí)，不能把第二拋物面鏡放置成正好垂直于主鏡(它正好是在頂部)的焦線，從而使得第二鏡的反射表面中的一個(gè)不小的部分將處在離開(kāi)主鏡的焦線一定距離處。
因此，必須延長(zhǎng)每個(gè)第二鏡的長(zhǎng)度，以便在更寬的面積收集來(lái)自主鏡的太陽(yáng)光，同時(shí)大面積的第二鏡將超出來(lái)自主鏡的光線的焦點(diǎn)。另外，要求增加與第二鏡有關(guān)的收集管線的長(zhǎng)度。
這種第二鏡不能利用主鏡可用的最大聚集比，這顯著地降低了這種結(jié)構(gòu)的總的最大聚集比。此外，每個(gè)第二鏡的長(zhǎng)度較長(zhǎng)顯著地增加了它們的成本。還有，收集管線較長(zhǎng)也增加了熱損失。
在太陽(yáng)能聚集器的結(jié)構(gòu)中，通常經(jīng)過(guò)一個(gè)管線系統(tǒng)傳送收集熱和傳輸熱的介質(zhì)。管線的熱收集段(太陽(yáng)能就是在這一段上被聚集)必然處在高溫下，并特別容易有再輻射的熱損失。為了使這種熱損失減到最小，常常用一根玻璃管把熱收集管線包起來(lái)，并使里面的收集管線與玻璃管之間的空間維持在高真空。為了使熱損失減到最小，維持這種真空通常有本質(zhì)的重要性，但是，這種真空常常是難以實(shí)現(xiàn)和維持的。溫度較低的外部玻璃管和高溫的熱收集管線產(chǎn)生不均勻的縱向熱膨脹，使外面的玻璃管容易破碎。
本發(fā)明的目的是克服或顯著地改善上面所述的缺點(diǎn)中的一個(gè)或多個(gè)，并使這樣的系統(tǒng)在野外更有用。
按照本發(fā)明的一個(gè)方面，提供了一種輻射能收集組件，它有一個(gè)圓柱形拋物面形的主收集反射器組件，把能量聚集到一根焦線上。設(shè)置了一對(duì)細(xì)長(zhǎng)的平行側(cè)面平面反射器，它們平行于主收集反射器組件的主軸的平面，并被設(shè)置成與主收集反射器的主軸距離相等并在其兩側(cè)。把平行反射器放置成使它們的靠近主反射器組件的邊緣基本上在主反射器組件的焦線處，或在該焦線附近，從而使得在平行的反射器中保持對(duì)光線最大程度的聚集。上面說(shuō)到的平行側(cè)面反射器的邊緣是直線的，并位于一個(gè)共同的平面中。
細(xì)長(zhǎng)的平面反射器被設(shè)置成離開(kāi)一定距離，使得可以把主收集反射器組件所聚集的太陽(yáng)光線收集到它的焦線上，并使得可以收集由于在主收集反射器組件的形狀上的微小誤差而沒(méi)有被精確地聚焦到其焦線上的太陽(yáng)光，也使得可以在主收集反射器組件中使用平的菲涅耳鏡。
在縱向的平面反射器之間裝有第二圓柱形拋物面聚集反射器，形成了第二聚集組件。第二聚集反射器的長(zhǎng)度使得在第二拋物面反射器的相對(duì)的端部與每個(gè)縱向的平面反射器的內(nèi)表面之間只有一個(gè)小的間隙。第二拋物面反射器的主軸的平面基本上垂直于主反射器組件的主軸的平面。
把第二拋物面聚集反射器設(shè)置成可以關(guān)于它們自己的個(gè)別的焦線旋轉(zhuǎn)。每個(gè)第二反射器的焦線是第二反射器可以關(guān)于它旋轉(zhuǎn)使得第二反射器的主軸的平面總與由主反射器組件反射的太陽(yáng)光線平行的那條線。包括側(cè)面反射器的邊緣的共同平面平行于或基本上平行于第二拋物面反射器的焦線。
最好，第二反射器的反射表面不超過(guò)或基本上不超過(guò)第二反射器的拋物線的正焦弦。這就是說(shuō)，第二反射器不越過(guò)或基本上不越過(guò)經(jīng)過(guò)該焦線并垂直于該反射器的主軸伸展的平面。
最好，使第二反射器的焦線由平行的平面反射器的近處邊緣向后離開(kāi)一段距離，因此由主反射器組件的焦線向后離開(kāi)一段距離，這使得當(dāng)使第二反射器關(guān)于它們自己的個(gè)別焦線旋轉(zhuǎn)時(shí)，在第二反射器越過(guò)平行的縱向反射器的近處邊緣的部位，第二反射器的拋物線的切線和縱向的平面反射器的邊緣之間的夾角(即在該部位包括第二反射器的焦線的那個(gè)角度)在使用過(guò)程中將基本上不小于90度。
在本發(fā)明的一個(gè)優(yōu)選的方面中，第二反射器和平面的側(cè)面反射器被支承在一個(gè)主框架和一個(gè)有弧形導(dǎo)軌(它被緊固到每個(gè)第二拋物面反射器的背面上)的支承件上。把該導(dǎo)軌制作成總與第二反射器的焦線有相等的距離，這是靠使該導(dǎo)軌以焦線為中心，并使它總位于第二反射器的反射表面的后面。把引導(dǎo)件裝到支承著平行的反射器的主框架上，使得與導(dǎo)軌接合，并對(duì)第二反射器進(jìn)行限制，總保持一個(gè)基本不變的焦線。最好經(jīng)過(guò)連接到支承件上的一個(gè)連接組件把第二反射器彼此連接起來(lái)，該連接組件的運(yùn)動(dòng)將調(diào)節(jié)所有第二反射器在一對(duì)側(cè)面反射器之間的樞軸位置，使第二反射器的主軸保持與由主反射器組件反射的太陽(yáng)光線對(duì)準(zhǔn)。
一個(gè)管形的能量收集件沿著每個(gè)第二反射器的焦線伸展，該管形件攜帶著一種能量吸收介質(zhì)(比如一種油)，這種介質(zhì)被第二反射器所聚集的光線加熱。該件最好為管形，并且可以涂有或設(shè)有一個(gè)黑色的外拋光層，為的是使能量的吸收最大。最好把該件連接到一根共同的多支管上，熱吸收介質(zhì)流過(guò)該多支管。
主反射器組件最好由多個(gè)平面的薄鏡構(gòu)成，它們彼此平行地伸展，并成一定角度，把太陽(yáng)光聚集到一根焦線上，焦線的長(zhǎng)度由每塊鏡子的寬度確定。
第二拋物面反射器可以包括任何適當(dāng)?shù)姆瓷浔砻?比如鏡子表面，或高度拋光了的金屬)，也可以為一系列菲涅耳構(gòu)形的鏡子。
把輻射能收集裝置設(shè)置成跟蹤太陽(yáng)的運(yùn)動(dòng)，例如靠關(guān)于一根豎直的軸或一根水平的軸旋轉(zhuǎn)。為此目的，使主反射器的主軸的平面運(yùn)動(dòng)，使得該平面總包括太陽(yáng)。這樣，如果把反射器組件安裝成關(guān)于一根水平的軸旋轉(zhuǎn)，該組件就關(guān)于該軸作樞軸轉(zhuǎn)動(dòng)，保持上述平面處于當(dāng)太陽(yáng)由東到西運(yùn)動(dòng)時(shí)它總包括著太陽(yáng)的位置。另外，在把該組件安裝成關(guān)于一根豎直的軸旋轉(zhuǎn)的情況下，使該組件轉(zhuǎn)動(dòng)，保持太陽(yáng)總在主反射器的主軸的平面中。在另一種構(gòu)形中，可以使組成主反射器的反射件個(gè)別地跟蹤太陽(yáng)，把焦點(diǎn)保持在第二聚集組件(該件保持一個(gè)固定的位置)附近的一根固定的線上。


圖1為一個(gè)平面圖，示出按照本發(fā)明的太陽(yáng)能收集組件的列陣的配置；圖2為一個(gè)端視圖，示出一對(duì)互相靠著的太陽(yáng)能收集組件；圖3為一個(gè)側(cè)面正視圖，示出以端部對(duì)著端部的關(guān)系連接起來(lái)的多個(gè)太陽(yáng)能收集組件；圖4移去了一個(gè)側(cè)面鏡，從而以側(cè)面視圖的形式示出了第二反射鏡組件的一部分和調(diào)節(jié)機(jī)構(gòu)；圖5為圖4的第二反射鏡組件在圖4的I方向的端部視圖；圖6為與第二反射鏡組件有關(guān)的能量收集件和多支管的放大視圖；圖7為一個(gè)剖面?zhèn)纫晥D，示出了能量收集件和它有關(guān)的管路與多支管之間的連接；圖8為一個(gè)透視圖，示出了圖2到5所示的那種類(lèi)型的太陽(yáng)能收集組件的一般設(shè)置；圖9示出了第二反射器收集被主反射器組件反射和轉(zhuǎn)換的來(lái)自太陽(yáng)的輻射能的方式；以及圖10和11示意性地示出了第二反射器聚集組件的側(cè)視圖和端視圖。
參見(jiàn)附圖，首先參見(jiàn)圖1，該圖示出了按照本發(fā)明的輻射能(適宜于太陽(yáng)能)聚集組件11的列陣10，它被設(shè)置在一個(gè)平臺(tái)組件12上，或者形成一個(gè)平臺(tái)組件12。在一個(gè)實(shí)施例中該平臺(tái)組件12由一種漂浮材料制成，并被設(shè)置成在水(水被用作支座)上漂浮，從而使得平臺(tái)組件12可以關(guān)于一根豎直軸旋轉(zhuǎn)，跟蹤太陽(yáng)的運(yùn)動(dòng)。在我的1994年5月10日注冊(cè)的美國(guó)專利No.5309893中示出了這樣一種裝置，該專利的內(nèi)容在這里被結(jié)合進(jìn)來(lái)作為參考。設(shè)置了驅(qū)動(dòng)件使平臺(tái)組件12關(guān)于一根豎直軸旋轉(zhuǎn)，跟蹤太陽(yáng)的運(yùn)動(dòng)，按照任何適當(dāng)?shù)奶?yáng)跟蹤裝置對(duì)該驅(qū)動(dòng)件進(jìn)行驅(qū)動(dòng)。在另一種結(jié)構(gòu)中，太陽(yáng)能組件11的列陣可以是固定的，而組件中的反射器可以運(yùn)動(dòng)，從而跟蹤太陽(yáng)，例如，如在上面提到的美國(guó)專利No.4281640中所示出的那樣。當(dāng)然，太陽(yáng)能組件的列陣10可以包括任意數(shù)目的聚集組件11，適用于對(duì)列陣的具體的使用要求。
如在圖2，3和8中更清楚地示出的那樣，每個(gè)太陽(yáng)能聚集組件11包括一個(gè)正方形的基底13，在″漂浮″的實(shí)施例中它由一種漂浮材料(比如泡沫塑料材料)制成?；?3在其上側(cè)面設(shè)有或包括多個(gè)成角度的平表面14，這些表面構(gòu)成了對(duì)細(xì)長(zhǎng)的窄條反射器15的支承件，這些反射器被支承在其上，把表面14設(shè)置成由中心向外沿著拋物線關(guān)于水平面的傾斜逐漸增加，并設(shè)置在基底13的相對(duì)的側(cè)面上，從而使得反射器15形成一個(gè)組合的主反射器16，它基本上具有圓柱形拋物面反射器的性能，并有主軸線17。在焦線18處出現(xiàn)來(lái)自反射器15的光線的交叉。反射器15適宜為玻璃窄條鏡或塑料窄條鏡的形式，然而，它們也可以為任何其它的高反射率的材料。把每個(gè)基底13在其相對(duì)的端部和側(cè)面經(jīng)過(guò)連接件或連接組件19連接到相鄰的基底13上，這使得當(dāng)基底13漂浮在水上時(shí)在相鄰的組件11的基底13之間容許有一定程度的相對(duì)樞軸轉(zhuǎn)動(dòng)和相對(duì)水平運(yùn)動(dòng)。
把反射器15設(shè)置成把太陽(yáng)能聚集到或朝向第二聚集組件20上，多對(duì)相對(duì)的向下和向外傾斜的支桿21把此第二組件支承在基底13的上方，這些支桿的下端被裝在基底13上。如圖4和5所示，每個(gè)第二聚集組件20包括一個(gè)長(zhǎng)方形的框架22，它有彼此離開(kāi)的在縱向上伸展的上框架件23，這些上框架件平行于反射器15伸展，并且支承著從屬的側(cè)框架件24，頂部的橫向伸展的框架件25把這些上框架件彼此分開(kāi)?？蚣?2的框架件最好由重量輕的材料(比如鋁)制成，并且靠焊接彼此連接起來(lái)，形成組裝起來(lái)的框架22。把一對(duì)相對(duì)的彼此離開(kāi)的平面反射器26(它們有彼此面對(duì)著的并彼此平行地伸展的反射表面，把它們?cè)O(shè)置成與主軸17或包括主反射器16的主軸的平面距離相等并在其兩側(cè))裝到側(cè)框架件24上。把反射器26放置成使它們的最下面的邊緣27(即它們的接近主反射器16的邊緣)基本上在主反射器16的焦線18處，或基本上與該焦線對(duì)準(zhǔn)。邊緣27是直線的，彼此平行，并位于一個(gè)共同的平面中。
一系列第二圓柱形拋物面聚集反射器28被設(shè)置在平面反射器26之間，這一系列反射器的焦線29基本上垂直于平面反射器26和主反射器16的主軸17伸展。拋物面反射器28所確定的拋物線的正焦弦用線II表示，這條線穿過(guò)反射器28的焦線29，如圖4所示，并垂直于反射器28的主軸。把反射器28構(gòu)形成使它們不超過(guò)或基本上不超過(guò)正焦弦II。這種形式的反射器28提供了最佳的聚集，并使來(lái)自平面反射器26的多次反射最少。包括反射器26的邊緣27的平面27與拋物面反射器28的焦線29平行。
反射器28被支承成可以關(guān)于沿著它們的焦線29伸展的一根旋轉(zhuǎn)軸進(jìn)行有限的旋轉(zhuǎn)。為了這一目的，如圖4和5中更清楚地示出的那樣，反射器28的背面上設(shè)有月牙形的平板30，把它設(shè)置在反射器28的寬度上的中心部位，并被粘合劑或其它適用的固定裝置固定到該反射器的背面上。平板30設(shè)有一個(gè)弧形的狹縫31，該狹縫以焦線29為中心，因此以反射器28所需要的旋轉(zhuǎn)軸為中心。把兩對(duì)彼此離開(kāi)的支架32和33緊固到相對(duì)的框架件23上，在這兩對(duì)支架之間分別支承著軸34和35，在本實(shí)施例中這兩根軸的形式為螺栓。軸34和35穿過(guò)狹縫31伸展，并攜帶著中心定位用的滾輪36，這些滾輪與狹縫31的相對(duì)的側(cè)面邊緣相接合。這樣，把平板30支承在兩個(gè)彼此分開(kāi)的位置，為的是關(guān)于焦線29作旋轉(zhuǎn)運(yùn)動(dòng)，這樣，拋物面反射器28也被類(lèi)似地支承。
靠一個(gè)共同的調(diào)節(jié)件37實(shí)現(xiàn)反射器28的轉(zhuǎn)動(dòng)位置的調(diào)節(jié)，該調(diào)節(jié)件被設(shè)置在框架件23之間，并沿著其縱向伸展，穿過(guò)在橫向上離開(kāi)的框架件25上的對(duì)準(zhǔn)了的導(dǎo)向孔。該調(diào)節(jié)件37在每個(gè)拋物面反射器28附近帶有一系列突緣38，并被固定到這一系列突緣上。一對(duì)調(diào)節(jié)連接件39通過(guò)它的相對(duì)的端部處的樞軸銷(xiāo)釘40和41可作樞軸轉(zhuǎn)動(dòng)地連接到每個(gè)突緣38上和平板30上。這樣，調(diào)節(jié)件37在相對(duì)方向上的縱向運(yùn)動(dòng)將引起突緣38的相對(duì)的縱向運(yùn)動(dòng)，這種運(yùn)動(dòng)將通過(guò)連接件39被轉(zhuǎn)換成每塊平板30(從而每個(gè)反射器28)的關(guān)于焦線29的相對(duì)的轉(zhuǎn)動(dòng)運(yùn)動(dòng)。
形式為一根管的一個(gè)能量收集件42沿著每個(gè)反射器28的焦線29伸展，這根管穿過(guò)側(cè)面反射器26之一上的一個(gè)開(kāi)孔(比如在43處)，并通過(guò)一根連接管44連接到在縱向上相對(duì)于框架22伸展的多支管組件45上。如在圖6中更清楚地示出的那樣，件42的一端46被封閉，它還設(shè)有在中心的在直徑方向上伸展的隔板47，該隔板沿著件42伸展，但是在不到被封閉的端部46處就終止了。隔板47也沿著連接管44的整個(gè)長(zhǎng)度伸展，一直到其相對(duì)的端部48。該管44的端部48也部分地伸進(jìn)多支管45中。可以把件42和管道44制作成一個(gè)整體，它們通常為U字形的構(gòu)形。在隔板47的相對(duì)的側(cè)面上的端部48有入口和出口孔49和50，此二開(kāi)孔通向多支管45的相對(duì)的側(cè)面，相對(duì)于沿著多支管流動(dòng)的傳能介質(zhì)的流動(dòng)方向。這樣，當(dāng)介質(zhì)沿著多支管組件45流動(dòng)時(shí)，介質(zhì)流入在管道44的一側(cè)的入口開(kāi)孔49，流到件42中，在件42的端部46方向相反，沿著隔板47的另一側(cè)經(jīng)過(guò)連接管道44向外流，由出口50流出，流到多支管組件45中。傳能介質(zhì)適宜于為油，或其它流體，使得熱能可以被收集起來(lái)，并被多支管組件45攜帶到適當(dāng)?shù)拇鎯?chǔ)位置或使用位置。
下面將參考著圖2，3，4和6到11描述本發(fā)明的太陽(yáng)能收集組件11的運(yùn)行。在白天，太陽(yáng)由東向西經(jīng)過(guò)一條路徑，從日出在水平線到中午高度增加，由中午到日落高度減小。仰角也隨著一年中的季節(jié)的不同而改變。這樣，在夏天中午時(shí)的最大仰角顯著地比在冬天的相應(yīng)仰角大。把太陽(yáng)能組件11的列陣設(shè)置成包括反射器16的主軸17的平面包括太陽(yáng)(如圖2中的S所示)，并靠隨著太陽(yáng)由日出到日落運(yùn)動(dòng)的轉(zhuǎn)動(dòng)保持與太陽(yáng)的這種關(guān)系。在我的上面提到的美國(guó)專利No.5309893中描述了這樣一種裝置。太陽(yáng)光照到反射器15上的入射角隨著一天中的時(shí)間和隨著季節(jié)改變。這樣，入射的太陽(yáng)光(用51表示)入射到主反射器15上，并反射到(如52所表示的那樣)第二聚集組件20上。使調(diào)節(jié)件37在縱向上移動(dòng)，調(diào)節(jié)拋物面反射器28的轉(zhuǎn)動(dòng)位置，使得它們的主軸基本上平行于來(lái)自主反射器15的反射光49。照射到反射器組件16的中心部分的光線被直接反射到拋物面反射器28上，在那里這些光線被聚集到件42上，如圖3和4中所示的那樣。在組件16的中心以外部分照射到反射器組件16上的光線將由于反射器組件16的拋物面構(gòu)形而指向里面，朝著第二聚集組件20，這些光線在焦線18處交叉。某些光線將如圖9和11中所示和如53所表示的那樣，照射到拋物面反射器28上和側(cè)面反射器26上，并被聚集到件42上。其它光線將相對(duì)的側(cè)面反射器26上，被收集到拋物面反射器28上，拋物面反射器把光線收集到件42上。其它光線可以被相對(duì)的側(cè)面反射器26反射，然后被拋物面反射器28聚集到件42上。這樣，在平面反射器26之間的基本上所有被反射的光線52和53將被收集起來(lái)，并集中到拋物面反射器28上，從而被聚集到件42上。
如圖10所示，由III表示的在與平面反射鏡26的下邊緣27的交叉點(diǎn)處與拋物面反射器28相切的切線與該下邊緣形成一個(gè)角度θ，此角度θ包括第二反射器28的焦線29。為了使收集被反射的能量的效率最高，這個(gè)角度不應(yīng)該小于90度。在圖10所示的設(shè)置中，此角度θ比90度大一些。當(dāng)反射器28順時(shí)針?lè)较虺驁D10中虛線所示的位置作樞軸轉(zhuǎn)動(dòng)時(shí)，此角度θ趨向于90度。然而，當(dāng)此角度為90度時(shí)，如圖10中所示，或少于90度時(shí)，反射器28的下邊緣越過(guò)反射器26的下邊緣27。如果反射器28相對(duì)于側(cè)面反射器26的構(gòu)形是使得在比如說(shuō)圖10的位置的θ角小于90度，那么在邊緣27的下面照射到拋物面反射器28上的被反射光線49將被反射成超過(guò)側(cè)面反射鏡26，因此不能被聚集到件42上。
如上所述，件42包括包括一種傳能介質(zhì)(比如一種油)，這種介質(zhì)將被聚集到件42上的光線加熱。如上所述，傳能介質(zhì)沿著多支管組件45流動(dòng)，這可以靠例如一個(gè)泵來(lái)實(shí)現(xiàn)。這種流的至少一部分將通過(guò)在隔板47的一個(gè)側(cè)面上的入口49流到管道44中，用來(lái)流到件42中，在隔板47的與之相對(duì)的另一側(cè)經(jīng)過(guò)出口50流回到多支管組件45中。在隔板47的相對(duì)的兩個(gè)側(cè)面沿著件42的這種流動(dòng)過(guò)程中，油被加熱，并作為被加熱了的油流回到多支管組件45中。這樣，可以輸送油用來(lái)轉(zhuǎn)換成可以利用的能量，例如用來(lái)產(chǎn)生蒸汽，驅(qū)動(dòng)一個(gè)渦輪機(jī)。在技術(shù)中這種裝置已經(jīng)為人所熟知。
這樣，本發(fā)明提供了可以收集來(lái)自太陽(yáng)的輻射能，并把輻射能以高效的方式聚集起來(lái)用來(lái)把能量提取出來(lái)的一種系統(tǒng)。平面的側(cè)面反射鏡或反射器26確保了把來(lái)自太陽(yáng)的最大程度的能量收集起來(lái)，然后把這些能量聚集到件42上，用來(lái)轉(zhuǎn)換成有用的能量。當(dāng)然，在所示出和所描述的應(yīng)用中采用的第二聚集組件可以與其它的主反射器組件一起使用。
另外，對(duì)于裝置的構(gòu)形可以作出多種改型，而不偏離本發(fā)明的概念。因此，可以以任何方式支承拋物面形的第二反射器28，使之關(guān)于它們的焦線旋轉(zhuǎn)，如果需要，可以對(duì)它們每個(gè)個(gè)別地進(jìn)行調(diào)節(jié)。當(dāng)然，主反射器16可以為拋物面形的槽的形式，或者是其它類(lèi)似的構(gòu)形。
盡管提取所聚集的能量的優(yōu)選方式為在件42中流動(dòng)的流體類(lèi)型的介質(zhì)，但是也可以用另一種的目標(biāo)件來(lái)代替件42，這種目標(biāo)件可以接受所聚集的輻射能和/或把所接受的能量轉(zhuǎn)換成一種對(duì)于后面的用途適當(dāng)?shù)男问健?br> 權(quán)利要求
1.一種輻射能收集裝置，它包括一個(gè)主聚集組件，它有一根主軸和一個(gè)焦點(diǎn)；設(shè)置在所述焦點(diǎn)附近的第二聚集組件，所述第二聚集組件包括一對(duì)分離開(kāi)的平面反射器，它們被設(shè)置在所述主軸的相對(duì)的兩個(gè)側(cè)面上；以及設(shè)置在所述平面反射器之間的第二聚集器。
2.根據(jù)權(quán)利要求1的裝置，其特征在于所述平面反射器包括細(xì)長(zhǎng)的反射件，所述反射件被等距離地設(shè)置在所述主軸的相對(duì)的側(cè)面上。
3.根據(jù)權(quán)利要求1的裝置，其特征在于所述第二聚集器包括關(guān)于焦線為拋物面形的反射器，它們基本上與所述主聚集組件的所述主軸垂直地伸展。
4.根據(jù)權(quán)利要求3的裝置，其特征在于所述拋物面反射器被安裝成關(guān)于它們的所述焦線進(jìn)行旋轉(zhuǎn)運(yùn)動(dòng)。
5.根據(jù)權(quán)利要求3的裝置，其特征在于所述拋物面反射器基本上在所述平面反射器之間伸展。
6.根據(jù)權(quán)利要求3的裝置，其特征在于所述拋物面反射器的伸展基本上不超過(guò)它們的正焦弦。
7.根據(jù)權(quán)利要求1的裝置，其特征在于所述平面反射器靠近所述主聚集組件的那些邊緣在所述主聚集組件的焦點(diǎn)處或靠近所述主聚集組件的焦點(diǎn)。
8.根據(jù)權(quán)利要求1的裝置，其特征在于所述主聚集組件包括多個(gè)相對(duì)于彼此有一定角度的細(xì)長(zhǎng)反射件，形成一個(gè)組合的拋物面形聚集器，把能量聚集到所述焦點(diǎn)上。
9.根據(jù)權(quán)利要求1的裝置，其特征在于所述第二聚集器包括菲涅耳鏡。
10.一種太陽(yáng)能收集裝置，它包括一個(gè)主聚集組件，它有一根主軸和在一個(gè)所選定的高度的一根焦線，所述裝置還包括第二聚集組件，它有一對(duì)分離開(kāi)的平面反射器，它們被設(shè)置在所述主軸的相對(duì)的兩個(gè)側(cè)面上，所述反射器靠近所述主聚集組件的那些邊緣被設(shè)置在基本上與所述主聚集組件的焦線相同的高度；設(shè)置在所述平面反射器之間的第二拋物面反射器；以及用來(lái)接收被所述第二反射器聚集的太陽(yáng)能的裝置。
11.根據(jù)權(quán)利要求10的裝置，其特征在于所述太陽(yáng)能接收裝置包括適宜于包括一種能量吸收流體的管形件。
12.根據(jù)權(quán)利要求11的裝置，其特征在于所述管形件的一端被封閉，它還包括沿著管伸展的中心隔板，該隔板在不到所述的一端處就終止了，從而所述流體可以在所述的隔板的相對(duì)的側(cè)面以相反的方向流動(dòng)。
13.根據(jù)權(quán)利要求12的裝置，其特征在于所述管形件被連接到一根共同的流體流動(dòng)多支管上，由該多支管接受流體，并使流體流到該多支管中。
14.根據(jù)權(quán)利要求10的裝置，其特征在于所述第二拋物面反射器有基本上垂直于所述平面反射器并基本上垂直于所述主聚集組件的所述主軸伸展的焦線。
15.根據(jù)權(quán)利要求14的裝置，其特征在于所述反射器的伸展基本上不超過(guò)它們拋物線的正焦弦。
16.根據(jù)權(quán)利要求14的裝置，其特征在于還包括用來(lái)安裝所述拋物面反射器的裝置，使之基本上關(guān)于它們的焦線進(jìn)行旋轉(zhuǎn)運(yùn)動(dòng)。
17.根據(jù)權(quán)利要求16的裝置，其特征在于所述拋物面反射器被裝在所述平面反射器之間相互離開(kāi)的位置上，并且還包括用來(lái)同時(shí)調(diào)節(jié)所述拋物面反射器的轉(zhuǎn)動(dòng)位置的裝置。
18.根據(jù)權(quán)利要求10的裝置，其特征在于所述第二拋物面反射器有基本上在所述平面反射器之間伸展的反射表面。
19.根據(jù)權(quán)利要求16的裝置，其特征在于每個(gè)所述平面反射器有一個(gè)下邊緣，并且其中在所述反射器與所述下邊緣之間的交叉點(diǎn)處每個(gè)所述拋物面反射器的切線與所述下邊緣形成一個(gè)角度，此角度包括所述反射器的所述焦線，這個(gè)角度基本上不小于90度。
20.根據(jù)權(quán)利要求10的裝置，其特征在于所述主聚集組件包括細(xì)長(zhǎng)的拋物面反射器。
21.根據(jù)權(quán)利要求20的裝置，其特征在于所述拋物面反射器由多個(gè)基本上平行的細(xì)長(zhǎng)反射表面構(gòu)成。
22.根據(jù)權(quán)利要求10的裝置，其特征在于所述第二聚集器包括菲涅耳鏡。
23.一種太陽(yáng)能聚集組件，它包括一對(duì)分離開(kāi)的平行的平面反射器；在所述平面反射器之間的第二聚集裝置，所述聚集組件至少包括關(guān)于焦線為拋物線形的反射器，該反射器基本上垂直于這些平面反射器伸展，并包括基本上在所述平面反射器之間伸展的一個(gè)反射表面；每個(gè)所述平面反射器有一個(gè)直線的邊緣，所述平面反射器的直線邊緣彼此平行地伸展，并在平行于所述拋物面反射器的焦線的一個(gè)平面中；以及其中所述拋物面反射器被安裝成關(guān)于它們的所述焦線進(jìn)行旋轉(zhuǎn)運(yùn)動(dòng)。
24.根據(jù)權(quán)利要求23的裝置，其特征在于所述拋物面反射器的伸展基本上不超過(guò)它的正焦弦。
25.根據(jù)權(quán)利要求23的裝置，其特征在于還包括沿著所述焦線伸展并適宜于包括一種能量吸收流體的管形件，用來(lái)接收被所述第二反射器聚集的太陽(yáng)能。
26.根據(jù)權(quán)利要求25的裝置，其特征在于所述管形件的一端被封閉，它還包括沿著管伸展的中心隔板，該隔板在不到所述的一端處就終止了，從而所述流體可以在所述隔板的相對(duì)的側(cè)面以相反的方向流動(dòng)。
27.根據(jù)權(quán)利要求23的裝置，其特征在于所述平面反射器有一個(gè)下邊緣，并且其中在所述反射器與所述下邊緣之間的交叉點(diǎn)處所述拋物面反射器的切線與所述下邊緣形成一個(gè)角度，此角度包括所述反射器的焦線，這個(gè)角度基本上不小于90度。
28.根據(jù)權(quán)利要求23的裝置，其特征在于所述第二聚集裝置包括被設(shè)置在所述平面反射器之間在縱向上相互離開(kāi)的位置上的多個(gè)所述拋物面反射器。
29.根據(jù)權(quán)利要求28的裝置，其特征在于還包括用來(lái)連接所述拋物面反射器的裝置；以及用來(lái)同時(shí)調(diào)節(jié)所述拋物面反射器的轉(zhuǎn)動(dòng)位置的裝置。
30.根據(jù)權(quán)利要求23的裝置，其特征在于所述拋物面反射器為菲涅耳鏡。
全文摘要
一種用來(lái)收集和聚集太陽(yáng)能的輻射能收集裝置(11)，該裝置有一個(gè)主拋物面反射器(16)，它把太陽(yáng)光聚集到一根焦線(18)上，并有一根穿過(guò)焦線(18)的主軸(17)，該裝置還有位于主反射器(16)的焦線(18)附近的第二聚集組件(20)。該第二聚集組件(20)包括一對(duì)平面反射器(26)，它們被設(shè)置在主反射器(16)的主軸(17)的相對(duì)的兩個(gè)側(cè)面上，該第二聚集組件還包括在平面反射器(26)之間的一系列第二拋物面反射器(28)，這些第二拋物面反射器(28)有與平面反射器(26)垂直并與主反射器(16)的主軸(17)垂直地伸展的焦線(29)。第二反射器(28)被安裝成關(guān)于它們的焦線(29)旋轉(zhuǎn)，并把能量聚集到沿著它們的焦線(29)伸展的目標(biāo)件(42)上。
文檔編號(hào)F23D1/00GK1138372SQ94194603
公開(kāi)日1996年12月18日 申請(qǐng)日期1994年12月2日 優(yōu)先權(quán)日1993年12月22日
發(fā)明者阿蘭·詹姆斯·約曼斯 申請(qǐng)人:阿蘭·詹姆斯·約曼斯