專利名稱：帶有傾斜設(shè)置且被磨光的圓周凹反射面的發(fā)射/接收器裝置的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明涉及到一種集中裝置，例如帶有凹面的太陽光收集器，更具體的說，涉及一種能從遙遠(yuǎn)的運(yùn)動(dòng)發(fā)射源，例如太陽，收集輻射能量并將其集中到設(shè)在該收集器附近的焦點(diǎn)區(qū)內(nèi)的固定裝置系統(tǒng)。
背景技術(shù)：
在對(duì)用于替代炭氫化合物的能源的研究過程中，人類開發(fā)了一些能夠發(fā)射和接收光波和無線波之類電磁能量的設(shè)備，例如日光反射裝置。在實(shí)踐中，最重要的發(fā)射源就是太陽，我們要做的就是從這個(gè)發(fā)射源收集其發(fā)射的能量，從而獲取光和熱。一種通用的技術(shù)就是利用透鏡或反射凹面將太陽輻射的能量集中到某一位置或集中到焦點(diǎn)。需要解決的問題是，該能量發(fā)射源相對(duì)于用于集中能量的反射面是移動(dòng)的，而集中聚焦點(diǎn)又會(huì)隨著發(fā)射源移動(dòng)。
這就需要在能量集中裝置增加一個(gè)用于跟蹤發(fā)射源的系統(tǒng)。這種裝置一般是利用光或熱探測(cè)器，再加上用于驅(qū)動(dòng)的電機(jī)，大多數(shù)情況下，這種跟蹤系統(tǒng)需要有精細(xì)且昂貴的裝備。
如果沒有跟蹤系統(tǒng)，就很難保持將能量聚焦到的所需的目標(biāo)或位置上，從而會(huì)流失一部分所集中的能量。
靜態(tài)的太陽能集中器存在的一個(gè)問題是不能高效地收集太陽能，因?yàn)樘枙?huì)隨著一年中不同的日子和季節(jié)而在天空中移動(dòng)。
前述技術(shù)的缺陷在于，不能提供一種不帶跟蹤系統(tǒng)、不受因日子和季節(jié)變化而導(dǎo)致的太陽光到地球表面的入射角度的變化影響、獨(dú)立、經(jīng)濟(jì)、高效的太陽能收集裝置。
因此，需要有一種可在一個(gè)區(qū)域、一個(gè)點(diǎn)、或一條線上提供恒定集中效果，且不受太陽位置在不同日子和季節(jié)中的位置變化所影響的集中、收集表面。
還有必要將散射的自然光集中起來，以獲得電器所需強(qiáng)烈能量，其集中可通過透鏡、凹面集中器、以及日光反射裝置來實(shí)現(xiàn)；但是大多數(shù)這樣的裝置因?yàn)槭艿搅顺叽绲南拗?，不能為家用或工業(yè)需要提供足夠的能量。因其尺寸限制所帶來的困難是需要更大的空間來安放此類裝置。
一個(gè)有效的能量集中裝置需要有一連串的日光反射裝置來組成一個(gè)日光反射裝置區(qū)，它們是一些安裝在同一個(gè)地方鏡子，可將太陽光聚集到共同的點(diǎn)或區(qū)域，即所謂的焦點(diǎn)或焦點(diǎn)區(qū)域。
在專利號(hào)為4,311,132、授權(quán)給Van Kujik、公布于1982年2月19日的美國專利中，描述并保護(hù)一種加長型日光收集器，該收集器以一個(gè)半圓橫斷面作為其反射面，該半圓橫斷面的中部有一個(gè)沿曲率中心伸展、或沿南-北方向伸展(朝著天空)的熱能收集器部件。該日光收集器被放置在一個(gè)水平面上，其凹面部分為南北朝向，該收集器本身不能補(bǔ)償太陽的運(yùn)動(dòng)，除了其收集區(qū)能延伸至貫穿其半徑長度外，它沒有用于集中輻射能量的唯一的焦點(diǎn)或焦點(diǎn)區(qū)。
在專利號(hào)為4,459,972、授權(quán)給Moore、公布于1984年7月17日的美國專利中，描述并保護(hù)一種帶有環(huán)形鏡面的日光反射裝置，其相互垂直的面上有兩個(gè)不同的曲率半徑，并確定了一個(gè)平行于陸地軸的轉(zhuǎn)軸，和一個(gè)平行于赤緯軸、也即與第一轉(zhuǎn)軸垂直的轉(zhuǎn)軸。所述日光反射裝置中包含一個(gè)赤道儀座架和一個(gè)用來補(bǔ)償太陽光方向在一天中的變化的跟蹤裝置。該反射器一般是橢圓形，如果其兩個(gè)軸相等，則可退化為一個(gè)圓，從而能獲得一個(gè)焦點(diǎn)線；但是為實(shí)現(xiàn)這一點(diǎn)，必須找到足夠的方向，所以，對(duì)于這種類型的裝置，其理想位置是不穩(wěn)定的。
在專利號(hào)為4,538,886、授權(quán)給Townsend等人、公布于1985年9月3日的美國專利中，描述并保護(hù)一種加長型日光集中器，其中由多個(gè)凸面組成一個(gè)面板，該面板在南北方向是凹面，在東西方向則是凸面。其中未確定圓拱的凹面與太陽光的關(guān)系，且拱形沒有恒定的半徑。該集中器提供了一個(gè)根據(jù)太陽光入射的角度的變化而在平面上移動(dòng)的線性集中區(qū)。在該集中區(qū)內(nèi)放置了一個(gè)管子，使得管子中的液體可吸收能量。所述裝置需要有精確的結(jié)構(gòu)來支持和定位，為了最好地集中能量，需要很大的場地以保證所述管子被安放于最佳位置，有時(shí)需占用整個(gè)建筑物的頂部來放置該裝置。
在專利號(hào)為4,602,613的美國專利中，描述了一種用兩個(gè)收集器來收集太陽能的裝置，其中第一個(gè)為靜止的拱形圓柱結(jié)構(gòu)收集器；第二個(gè)為帶有可水平移動(dòng)的平板的可移動(dòng)收集器。
在專利號(hào)為4,230,095；4,359,265；4,378,961和5,289,356，授權(quán)給Winston的美國專利中，描述了一系列以單個(gè)拋物線集中器為基礎(chǔ)，作為主要太陽能集中器的裝置。
在專利號(hào)為5,540,216、授權(quán)給Rasmusson、公布于1996年7月30日的美國專利中，描述并保護(hù)一種適用于運(yùn)動(dòng)發(fā)射源的能量收集器，其中包含一個(gè)第一凹面集中器，和一個(gè)第二反射器，該反射器通過一系列的涅菲耳(Fresnel)鏡將輻射線發(fā)射到目標(biāo)點(diǎn)上。由于其第二反射器可補(bǔ)償發(fā)射源位置的變化，這種裝置未裝設(shè)用于跟蹤太陽位置的跟蹤系統(tǒng)?？傮w上講，第一集中器為一個(gè)朝向天空的球形反射板，第二反射器的凹面放置在第一集中器的凹面的前面。當(dāng)太陽移動(dòng)時(shí)，其光線被聚焦在第二反射器的不同區(qū)域，再由其發(fā)送到一個(gè)共同的點(diǎn)而不是發(fā)送到焦點(diǎn)線。
在專利號(hào)為的5,564,410的美國專利中，描述并保護(hù)一種改良的太陽能集中系統(tǒng)，該系統(tǒng)設(shè)置了兩個(gè)固定的反射部件，其中一個(gè)在另外一個(gè)前面，并設(shè)有一個(gè)用來跟蹤這兩個(gè)反射部件的焦點(diǎn)的可移動(dòng)收集部件，以上部件都為凹面結(jié)構(gòu)并被定位于固定的水平面。該裝置中還需要用來支持上述反射和集中部件的一些結(jié)構(gòu)部件，這些結(jié)構(gòu)部件也具有用于移動(dòng)并對(duì)收集器進(jìn)行定位的自動(dòng)系統(tǒng)。
因而，需要能有一個(gè)不帶發(fā)射源跟蹤系統(tǒng)就能獲取足夠的焦點(diǎn)的集中裝置。
本發(fā)明采用簡單的構(gòu)造，巧妙的解決了現(xiàn)有技術(shù)上述問題，并可根據(jù)發(fā)射源的方向來獲取焦點(diǎn)線或焦點(diǎn)。

發(fā)明內(nèi)容
本發(fā)明的裝置帶有半球形或橢圓形的旋轉(zhuǎn)收集面，其曲率半徑傾斜向外，與水平面成35°至55°的夾角，這樣就能從運(yùn)動(dòng)著的發(fā)射源例如太陽有效地收集能量。該裝置有一個(gè)在所述旋轉(zhuǎn)面形成的空間內(nèi)的焦點(diǎn)圓周線，所述焦點(diǎn)圓周線從集中面沿斜軸的方向到凹旋轉(zhuǎn)面的距離是母線直徑的1/4。
本發(fā)明的另外一個(gè)目的，是根據(jù)收集器的結(jié)構(gòu)和形狀，提供一種帶有能將電磁能集中到一個(gè)圓周或焦點(diǎn)圓周線上的旋轉(zhuǎn)面的裝置。
本發(fā)明的另外一個(gè)目的，是提供一種帶有圓周旋轉(zhuǎn)反射面的固定裝置，使得在白天不需要隨著太陽的軌跡移動(dòng)集中器就能有效地集中太陽光。
本發(fā)明的另外一個(gè)目的，是提供一種帶有半球形凹截面的圓周旋轉(zhuǎn)面的太陽光集中裝置，其完全旋轉(zhuǎn)360°后可配合不同的結(jié)構(gòu)，且其曲率半徑與水平面成35°至55°的夾角。
本發(fā)明的另一個(gè)目的，是提供一種不受太陽位置的影響、始終將光線反射到圓周焦點(diǎn)區(qū)域的太陽光線集中裝置(收集/發(fā)射器)。
本發(fā)明的另一個(gè)目的，是提供一種用作平行光束發(fā)射器，帶有半球形圓周旋轉(zhuǎn)面的裝置。
本發(fā)明的另一個(gè)目的，是為帶有光線導(dǎo)裝置的應(yīng)用設(shè)備，例如光導(dǎo)纖維，提供光源。
本發(fā)明的另一個(gè)目的，是為帶有液體傳導(dǎo)裝置的應(yīng)用設(shè)備工具，例如用于傳導(dǎo)水或水蒸汽的水管，提供熱源。
本發(fā)明的另一個(gè)目的，是提供一種高效、經(jīng)濟(jì)的太陽光集中裝置，該裝置有一個(gè)用來集中輻射線的狹窄的圓周區(qū)域，所述圓周線區(qū)域在由圓周旋轉(zhuǎn)面形成的半球形或橢圓形空間內(nèi)，并與之相距1/4直徑。
本發(fā)明的另一個(gè)目的，是提供一種與曲率半徑的變化相配適的圓周旋轉(zhuǎn)面，該旋轉(zhuǎn)面的形狀可以有多種，例如堆棧形、四面體、螺旋形；并在各種情況下保持其傾斜方向和母線的形狀。


圖1示出了組成本發(fā)明太陽能收集器的橫截面母線(A)，圓周旋轉(zhuǎn)面的曲率半徑方向(y)以及能量集中焦點(diǎn)(AA)。
圖2示出了由母線在水平面旋轉(zhuǎn)360°后形成的太陽能收集器的橫截結(jié)構(gòu)，還示出了半圓形的圓周線或母線(A)，圓周焦點(diǎn)線(D)，整個(gè)收集器的中心體、以及太陽幅射線的入射角(a)。
圖3示出了圓形太陽能集中器的頂部切削結(jié)構(gòu)，還顯示了太陽光的入射角(a)，中心體，以及圓周焦點(diǎn)線(D)。
圖4示出了一個(gè)太陽光收集器的主視圖，其中詳細(xì)示出了基座形狀，主體的頂部(PS)，主體較窄的部分(M)，圓周焦點(diǎn)線(D)，以及收集表面(C)。
圖4A為圖4所示的收集的俯視圖。
圖4B為圖4所示的收集器的俯視圖；不同的是其主體為橢圓形結(jié)構(gòu)，該圖中示出了圓周旋轉(zhuǎn)凹面(C)的輪廓線，以及集中焦點(diǎn)線(D)。
圖4C為圖4所示收集器的俯視圖；不同的是其主體為三葉草結(jié)構(gòu)，各個(gè)突出結(jié)構(gòu)之間的夾角為120°，其中還示出了圓周旋轉(zhuǎn)凹面(C)的輪廓線，以及集中焦點(diǎn)線(D)。
圖4D為收集器的主視圖；不同的是其主體為螺旋形，其中還示出了圓周旋轉(zhuǎn)凹面(C)的輪廓線，以及集中焦點(diǎn)線(D)。
圖4E為一個(gè)收集器的俯視圖和截面示意圖；不同的是其主體為圓形結(jié)構(gòu)，其中還示出了圓周旋轉(zhuǎn)凹面(C)的輪廓線，集中焦點(diǎn)線(D)，主體的頸部(M)，半球形框架的方向，以及圓蓋(E)。
圖5為一個(gè)收集器的頂部截面圖；其主體由一對(duì)相同結(jié)構(gòu)并通過基座連為一體，其中還示出了圓周旋轉(zhuǎn)凹面(C)的輪廓線，集中焦點(diǎn)線(D)，主體的頸部(M)，以及保護(hù)圓蓋(E)。
圖5A為一個(gè)收集器的截面圖，其主體為多個(gè)集中器的層疊式結(jié)構(gòu)，其中示出了圓周旋轉(zhuǎn)凹面(C)的輪廓線，集中焦點(diǎn)線(D)，主體的頸部(M)，保護(hù)圓蓋(E)，下部基座(B)，以及上面的部分(PS)。
圖5B為一個(gè)收集器的透視圖；其中各個(gè)單體之間成120°夾角，其中還示出了圓周旋轉(zhuǎn)凹面(C)的輪廓線，集中焦點(diǎn)線(D)。
圖6為一個(gè)收集器的俯視圖和截面示意圖，其中示出了圓周旋轉(zhuǎn)凹面(C)的輪廓線，集中焦點(diǎn)線(D)，主體的頸部(M)，帶有內(nèi)部反射面的防護(hù)圓蓋(E)，早上9點(diǎn)的太陽光的入射角(a)和(β)，陰影(S)以及主體中心的頂部(PS)。
圖6A為一個(gè)收集器的俯視圖和截面示意圖，其中示出了圓周旋轉(zhuǎn)凹面(C)的輪廓線，集中焦點(diǎn)線(D)，主體的頸部(M)，帶有內(nèi)部反射面的防護(hù)圓蓋(E)，早上9點(diǎn)的太陽光的入射角(a)和(β)，圖6A中的陰影(S)的變化，以及主體中心的頂部(PS)。
具體實(shí)施例方式
下面將結(jié)合上述附圖，具體說明本發(fā)明的收集/發(fā)射器(日光反射裝置)的的具體實(shí)施例。
本發(fā)明的裝置可以用來獲取太陽能或任何其他類型的電磁能射線，只需要將足夠的換能放置在圓周形焦點(diǎn)線上以獲取相關(guān)的輻射線，例如光導(dǎo)纖維，無線電接收器、光電元件等。同時(shí)該裝置還可以用來發(fā)射輻射線，只須將發(fā)射器放置在焦點(diǎn)圓周區(qū)域，讓發(fā)射出的輻射線覆蓋在圓周形凹面上。
如圖1為一個(gè)組成太陽光收集器或日光反射裝置的旋轉(zhuǎn)面的截面形狀，所述面由母線A(即半圓)圍繞Z軸旋轉(zhuǎn)360°而形成，最終形成凹面半球結(jié)構(gòu)的旋轉(zhuǎn)面作為集中反射面。有必要指出的是，曲率半徑的方位和母線的焦點(diǎn)軸是非常重要的，從而可從早上9點(diǎn)至下午3點(diǎn)之間，盡量多地獲取最強(qiáng)烈的太陽的幅射，曲面半徑的傾斜度最好與水平線成45°夾角；但也可采用35°至55°之間的其它傾斜角。本實(shí)施例中，其方位是一個(gè)垂直平面，其中帶有坐標(biāo)軸Z和坐標(biāo)軸X、原點(diǎn)O、以及位于曲率半徑的1/4處的集中焦點(diǎn)AA。母線A的形狀為半圓形或拋物線形，將由半圓形或拋物線形母線A旋轉(zhuǎn)得來的反射面或半球形面處理為鏡面光亮效果，從而可得到更好的能量集中結(jié)構(gòu)。所述結(jié)構(gòu)的圓周反射面中，其曲率半徑或焦點(diǎn)軸與水平面之間的夾角在35°至55°之間。所述鏡面光亮效果的凹面可獲取太陽射入的輻射線(平行光束)，并集中到焦點(diǎn)圓周線上，然后可在焦點(diǎn)圓周線上取出便于使用且已經(jīng)加強(qiáng)的熱能或光能。
如圖2所示，將半圓形或拋物線形的母線A圍繞Z軸旋轉(zhuǎn)一周，可得到一個(gè)理論形狀，從而形成了最簡單的輻射線收集/發(fā)射器的形狀。圖中還示出了從太陽入射的平行光束的入射角(a)，當(dāng)這些光束被集中面反射后，都被送到一個(gè)圓周焦點(diǎn)線(D)上，被集中到這里的幅射線可被取出用于各種不同的用途，例如加熱或照明。其中的焦點(diǎn)線(D)是由一系列連續(xù)的焦點(diǎn)組成，它貫穿整個(gè)旋轉(zhuǎn)面結(jié)構(gòu)的圓周。這相當(dāng)于有無窮多個(gè)收集器依次連接，且它們的焦點(diǎn)距離是相同的。這種裝置或日光反射裝置在水平面上的覆蓋率為360°或整圓，在垂直面上的覆蓋率為180°或半圓。
理想情況下，當(dāng)太陽在最高點(diǎn)時(shí)，所述輻射線為平行射線，經(jīng)過旋轉(zhuǎn)集中面反射后，被送到焦點(diǎn)圓周線(D0上，通過這種方式，解決了前面所說的現(xiàn)有技術(shù)的問題，即根據(jù)一天中太陽的位置確定焦點(diǎn)區(qū)域以及其集中面的方位。
本實(shí)施例中的支撐部分以及表面被磨成鏡面光亮效果的輻射線集中旋轉(zhuǎn)，可以采用多種材料制成，例如塑料、鐵和非鐵金屬、木材，其前提是反射表面都應(yīng)該被磨亮，也就是說，應(yīng)該具有高反光特性(鏡面等級(jí))。
在本發(fā)明的一個(gè)具體實(shí)施例中，利用加硬的鋁作為制作材料，其反射表面覆蓋了一層穩(wěn)定的聚合物、或銀之類的電鍍金屬，來防紫外線侵害。
如圖4所示為一個(gè)真實(shí)裝置的截面示意圖，該圖示出了由母線A形成的反射面C，其中形成了一個(gè)帶有圓形平頂PS的短中心體，中心體中間高度(M)處的點(diǎn)組成了集中反射旋轉(zhuǎn)面C的支撐結(jié)構(gòu)；當(dāng)幅射線照到C上時(shí)，就會(huì)被集中到焦點(diǎn)圓周線(D)上，該焦點(diǎn)圓周線與短中心體和旋轉(zhuǎn)面曲率半徑的內(nèi)部是同心的。
圖4的日光反射裝置是通過下列方法構(gòu)成的將一塊硬質(zhì)鋁裝在數(shù)控車床上，首先加工出帶有短中心體的基座，然后在基座和短中心體之間加工出半圓形或拋物線輪廓，且曲率半徑或焦點(diǎn)軸與水平面之間的夾角最好為45°。
采用45°傾斜角的理由是在上午6:00到下午6:00間的太陽軌跡中，太陽光在上午9:00和下午3:00的傾斜角為45°，從這我們可以計(jì)算出太陽在最佳入射位置的時(shí)間為6±2個(gè)小時(shí)，即從上午9:00到下午3:00之間，也就是說，為實(shí)現(xiàn)本發(fā)明的目的，最好是采用傾斜角為45°的集中面。
從圖4中可以看出，所述集中裝置會(huì)在反射面(鏡面等級(jí))上產(chǎn)生一個(gè)由短中心體引起的陰影，該陰影會(huì)隨著一天中時(shí)間的推移從東向西移動(dòng)。由中心體所引起的收集能力的減少并不突出，因?yàn)槠湔颊麄€(gè)入射光線的比例是非常小的。
本裝置的圓周焦線由多個(gè)焦點(diǎn)連接而成，并位于反射面的1/4直徑處，從而產(chǎn)生了可實(shí)現(xiàn)本發(fā)明目的的反射面的凹度和傾斜度。
本發(fā)明的反射表面是非常高效的，因?yàn)樗恍枰苄〉目臻g就能集中到大量的輻射線，收集的強(qiáng)度越大就允許增加更多用電設(shè)備，因?yàn)楦嗟哪芰烤蜁?huì)滿足更多的用電設(shè)備需求。
非常有必要將集中裝置放在一個(gè)基座上，使之與春秋平分線緯度垂直。假如把該裝置放置在赤道線上，則其日照時(shí)間為上午6點(diǎn)到下午6點(diǎn)。舉個(gè)例子，如果我們將集中裝置放置在赤道上，則可在3月21日或9月23日獲得最大這12小時(shí)的日照時(shí)間，考慮到太陽的平穩(wěn)點(diǎn)，且其在天空的運(yùn)動(dòng)軌道為圓形，我們可以得到一個(gè)最高點(diǎn)或春秋平分點(diǎn)；在北方的夏至和南方的冬至，太陽的最高位置分別是在北緯23°27′和南緯23°27′，也就是說，太陽光只是在集中裝置的兩邊移動(dòng)了23°27′，由于這與集中裝置的旋轉(zhuǎn)形狀不相關(guān)，所以采用這種方式可獲得恒定的日照時(shí)間而不用跟隨太陽的軌跡。
例如，在夏至日太陽光直照北緯23°27′，在冬至日則直照南緯23°27′，太陽光的傾斜度不會(huì)由于本裝置的旋轉(zhuǎn)結(jié)構(gòu)和反射面的方位而對(duì)日照有太大的影響，而因?yàn)樘枏囊粋€(gè)方向下去，又從另外一個(gè)方向升起；太陽的那種運(yùn)動(dòng)是在水平面上一小部分旋轉(zhuǎn)，與集中裝置的旋轉(zhuǎn)面結(jié)構(gòu)不相關(guān)，因?yàn)樵撗b置成型在水平面的360°內(nèi)的任何位置。
如圖4A所示，這是日光反射裝置或幅射集中裝置的一個(gè)優(yōu)選實(shí)施例，本實(shí)施例的裝置中，其基座和輻射線集中旋轉(zhuǎn)面(C)的較窄支撐體(M)都為圓形結(jié)構(gòu)。
如圖4B所示為本發(fā)明的另一優(yōu)選實(shí)施例，其基座和輻射線集中旋轉(zhuǎn)面(C)的較窄支撐體(M)都為橢圓形結(jié)構(gòu)。
如圖4C所示為本發(fā)明的另一優(yōu)選實(shí)施例，其基座和輻射線集中旋轉(zhuǎn)面(C)的較窄支撐體(M)都為三葉草形結(jié)構(gòu)。
如圖4D所示為本發(fā)明的另一優(yōu)選實(shí)施例，其基座和輻射線集中旋轉(zhuǎn)面(C)的較窄支撐體(M)都為螺旋形結(jié)構(gòu)。
如圖4E所示為本發(fā)明的另一優(yōu)選實(shí)施例，其基座和輻射線集中旋轉(zhuǎn)面(C)的較窄支撐體(M)都為圓形結(jié)構(gòu)，其上部還蓋有附加圓蓋，以防止熱量從該系統(tǒng)中散出，所述圓蓋的內(nèi)部還涂有反射覆蓋層，以防止從其內(nèi)部的集中面反射回來的光再散出，通過這種方式，所述輻射線會(huì)再次照射在本集中旋轉(zhuǎn)面上。
如圖5所示為本發(fā)明的另一優(yōu)選實(shí)施例，該裝置由相同結(jié)構(gòu)的上、下兩個(gè)集中器通過基座(B)相互連接而成，其中輻射線集中旋轉(zhuǎn)面(C)的較窄支撐體(M)被一個(gè)隔離圓蓋(E)所蓋住。
如圖5A所示為本發(fā)明的另一優(yōu)選實(shí)施例，其主體為多個(gè)集中器的層疊式結(jié)構(gòu)，這種向上重疊堆放的方式減少了中心體或支撐部件的半徑，但因該裝置有更大的面積來獲取太陽能所以增加了獲取太陽能的能力。該層疊式集中裝置的基本部件圓周半球形框架是由半圓形母線A形成的。該集中裝置也有一個(gè)能限制紅外線發(fā)散出去的透明圓蓋(E)。
如圖5B所示為本發(fā)明的另一優(yōu)選實(shí)施例，該集中裝置由四個(gè)簡單的集中器按四面體四個(gè)面的位置放置，其中各集中器的基座邊緣連接在一起，并按約120°的方位放置。其中的反射面(C)與前述各個(gè)實(shí)施例中都是相同的。
在圖6中示出了兩束入射光a、β，其中第一束光線照射到集中器的整個(gè)表面，第二束光線則出現(xiàn)了最壞的情況，傾斜入射的光束越過裝置的外表面而未照射到集中表面，只有被圓蓋反射回來的光線才射到反射面并集中到圓周焦點(diǎn)線上。然后，從圖中可以看出，陰影區(qū)域相對(duì)于本發(fā)明的日光反射裝置能夠獲取到的光線來說是非常小的。在該日光反射裝置的俯視圖中可以看出，其中的陰影(S)與反射器的覆蓋面積無關(guān)。
如圖6A所示為同一天中兩個(gè)小時(shí)后的陰影位置，在這種狀態(tài)中，陰影的面積明顯減小，圓蓋再一次反射了很多光線到集中區(qū)內(nèi)，如果沒有這些圓蓋，這些光線就會(huì)流失到集中器的外部。
本發(fā)明的收集/發(fā)射裝置的應(yīng)用目的在于能量的獲取和發(fā)射，集中太陽幅以加熱液體，從而可用于家庭甚至工業(yè)領(lǐng)域，例如通過光導(dǎo)體(光導(dǎo)纖維)、擴(kuò)散器等，以達(dá)到生產(chǎn)水蒸氣、室內(nèi)空間照明等目的。
本發(fā)明中的日光反射裝置的集中表面的母線與水平線之間的夾角最好為45°±10°，這樣便于在一天中日照最強(qiáng)的時(shí)段內(nèi)，提供最多的集中表面來獲取太陽的入射光。
通過閱讀本發(fā)明的說明書，本領(lǐng)域的普通技術(shù)人員可以根據(jù)其理解針對(duì)不同的用途改進(jìn)出不同的結(jié)構(gòu)，本發(fā)明的方案并不限于說明書中所描述的內(nèi)容，而應(yīng)根據(jù)權(quán)利要求書中的內(nèi)容來確定其保護(hù)范圍。
權(quán)利要求
1.一種帶有用于從遠(yuǎn)距離的發(fā)射源收集和集中電磁幅射的傾斜設(shè)置且被磨光的圓周凹反射面(C)的發(fā)射/接收裝置，其中包括該裝置包括一個(gè)能從遠(yuǎn)距離的運(yùn)動(dòng)發(fā)射源接收能量的所述反射面(C)，所述反射面(C)是以下凹半圓或拋物線作為母線(A)而構(gòu)成，該母線(A)的曲率半徑或焦點(diǎn)軸向外傾斜；所述母線(A)在水平面旋轉(zhuǎn)360°，構(gòu)成所述圓周旋轉(zhuǎn)面(C)；所述表面(C)將輻射線集中到一個(gè)區(qū)域形成一個(gè)焦點(diǎn)圓周(D)或幅射集中區(qū)，所述焦點(diǎn)圓周(D)在所述圓周集中面(C)所形成框架的直徑范圍內(nèi)；其特征在于，所述裝置中的焦點(diǎn)軸(y)和母線(A)傾斜向外放置，還包括一個(gè)基座(X)和一個(gè)集中面(C)的支撐中心體。
2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的帶有用于從遠(yuǎn)距離的發(fā)射源收集和集中電磁幅射的傾斜設(shè)置且被磨光的圓周凹反射面(C)的發(fā)射/接收裝置，其特征在于，所述曲率半徑或焦點(diǎn)軸朝外伸出并與水平面成35°至55°的夾角，優(yōu)選為45°傾斜角。
3.根據(jù)權(quán)利要求1所述的帶有用于從遠(yuǎn)距離的發(fā)射源收集和集中電磁幅射的傾斜設(shè)置且被磨光的圓周凹反射面(C)的發(fā)射/接收裝置，其特征在于，所述旋轉(zhuǎn)集中面(C)被磨亮為鏡面光亮效果。
4.根據(jù)權(quán)利要求1所述的帶有用于從遠(yuǎn)距離的發(fā)射源收集和集中電磁幅射的傾斜設(shè)置且被磨光的圓周凹反射面(C)的發(fā)射/接收裝置，其特征在于，所述由半圓或拋物線構(gòu)成的圓周集中面與所述發(fā)射/接收裝置的結(jié)構(gòu)和形狀無關(guān)。
5.根據(jù)權(quán)利要求1所述的帶有用于從遠(yuǎn)距離的發(fā)射源收集和集中電磁幅射的傾斜設(shè)置且被磨光的圓周凹反射面(C)的發(fā)射/接收裝置，其特征在于，所述焦點(diǎn)圓周或幅射集中區(qū)在所述母線框架的范圍內(nèi)，與集中面的距離為母線直徑的1/4。
6.根據(jù)權(quán)利要求1所述的帶有用于從遠(yuǎn)距離的發(fā)射源收集和集中電磁幅射的傾斜設(shè)置且被磨光的圓周凹反射面(C)的發(fā)射/接收裝置，其特征在于，該發(fā)射/接收裝置的結(jié)構(gòu)形狀為圓形、橢圓形、三葉草形、或者層疊形。
7.根據(jù)權(quán)利要求1所述的帶有用于從遠(yuǎn)距離的發(fā)射源收集和集中電磁幅射的傾斜設(shè)置且被磨光的圓周凹反射面(C)的發(fā)射/接收裝置，其特征在于，該發(fā)射/接收裝置為層疊形結(jié)構(gòu)，其中心體的直徑隨著高度的增加而減少。
8.根據(jù)權(quán)利要求1所述的帶有用于從遠(yuǎn)距離的發(fā)射源收集和集中電磁幅射的傾斜設(shè)置且被磨光的圓周凹反射面(C)的發(fā)射/接收裝置，其特征在于，該發(fā)射/接收裝置的結(jié)構(gòu)為單個(gè)的螺旋形。
9.根據(jù)權(quán)利要求1所述的帶有用于從遠(yuǎn)距離的發(fā)射源收集和集中電磁幅射的傾斜設(shè)置且被磨光的圓周凹反射面(C)的發(fā)射/接收裝置，其特征在于，該發(fā)射/接收裝置的結(jié)構(gòu)為四個(gè)單體按四面體形狀組成。
全文摘要
本發(fā)明公開了一種用于可從不同方向接收和發(fā)射輻射線的裝置，尤其是一種由一個(gè)或多個(gè)用于從遠(yuǎn)距離的發(fā)射源收集和集中電磁輻射的傾斜設(shè)置且被磨光的圓周凹反射面所組成的發(fā)射/接收裝置。所述發(fā)射/接收裝置由一個(gè)半圓或拋物線繞一垂直軸旋轉(zhuǎn)360°而成，該母線向外傾斜成35°至55°的夾角放置，它旋轉(zhuǎn)形成圓周半球或拋物線框架，從而形成一個(gè)接收集中部件，即鏡面級(jí)的反射面，它獨(dú)立于發(fā)射/接收裝置的結(jié)構(gòu)和形狀，可以是圓形、橢圓形、三葉草形、或者層疊形等等，其在水平面有360°、在垂直面有180°的接收能力。
文檔編號(hào)H01L31/042GK1541321SQ01821916
公開日2004年10月27日 申請(qǐng)日期2001年11月1日 優(yōu)先權(quán)日2001年1月11日
發(fā)明者本杰明·費(fèi)那度·阿科斯·戈馬, 圖派克·阿科斯·卡斯特羅, 阿科斯 卡斯特羅, 本杰明 費(fèi)那度 阿科斯 戈馬 申請(qǐng)人:本杰明·費(fèi)那度·阿科斯·戈馬, 圖派克·阿科斯·卡斯特羅, 本杰明 費(fèi)那度 阿科斯 戈馬