[其他]太阳能聚焦器

说明书

本实用新型涉及一种太阳能聚焦器，特别是一种适用于室内且能适合斜入射角的凹椭圆体面反射式太阳能聚焦器。

当今世界利用太阳能的例子已经很多了，仅就太阳能聚焦器这方面也已有许多先例，如英国专利1466026号和1456710号以及1488598号，它们大部分都是利用球面镜或组合平面镜作为太阳光的反射镜，由于球面式反射镜球面差的影响，所以它的焦距与直径比一般不能做到很小，通常最小为2。另外球面式反射镜只适用于正射阳光，因此放在焦点上的被加工物品在球面镜的中心位置会产生一个影子，遮住一部分阳光，不利于对阳光的充分利用，还有在某些情况下，需要反射光线垂直向上或向水平方向，而球面镜只有热带特定的时间内（即太阳在中天的位置）才能产生垂直向上的反射光。平面反射镜目前用得较为普遍，这种太阳能聚焦器需要由很多单元组成，而且体积相当大，如法国的直径约为一百米，焦距与直径比为一点七五的太阳能炉是由九千个镜片组合而成的。由于聚焦力越强，需要的每个单元越多，如果使平面镜聚焦器的焦距与直径比为0.25，那么需要的镜片单元要超过十万个。因此这种类型的太阳能聚焦器不适用小型的太阳炉或在室内家庭使用。

如大家所知，太阳温藏着大量的能量，它不同矿物能源，因为它是自由可取并且不受任何限制，太阳辐射到地球表面的最低能量密度为每平方米一千瓦，这足以说明利用太阳能，向太阳表面温度的6000℃争取温度。从而解决世界上出现的能源危机的重要性。

根据本实用新型的一个任务就是提供一个凹椭圆    体面式的反射面，该表面可以利用廉价的材料如玻璃镜，磨光的金属或蒸发铝面的反光塑料薄膜等制造，并且利用简单的工艺过程以求达到体积小，温度高。这个反射面满足下面的方程式（1）

式中：F为焦距

θ为太阳光的入射角

本实用新型的另一个任务就是提供符合上述方程式的每个反射面单元的组合，使其排列成抛物线旋面形状，从而增加焦点的温度，实现在其焦点进行加工作业。

下面参照附图，对本实用新型的实施例进行详细说明。

图1为本实用新型的凹椭圆体面的反射镜单个单元与一个鼓状物结合使用的实施例；

图2为图1的剖视图；

图3为本实用新型的凹椭圆体面的反射镜多个单元组合的实施例。

下面结合相应的附图对本实用新型的实施例进行详细介绍，首先参照图1，图中数字1表示凹椭圆体面太阳光反射面的一个单元，它通常由可稍弯曲的材料组成，在本实施例中采用胶片。数字2表示一个鼓状物，它可以由任何具有一定刚度且不透气的材料制成，鼓状物与反射面的内接触线必须满足下列椭圆方程式（2）

(x²)/(b²) ＋ (y²)/(b²cos²θ) ＝1 （2）

式中θ为入射角

采用任何适当的方法，把反射光面1牢固且密闭地固定在鼓状物2的椭圆接触线上，然后利用抽真空机或类似装置通过图2中所示的孔3把由反射光面1和鼓状物2组成的空间抽成部分真空，这样可使反射光面向下凹进，从而满足凹椭圆体面方程即：

(x²)/(4f²) ＋ (y²)/(4f²cos²θ) ＋ (y²)/(4f²cos²θ) ＝1

y＝2fcosθ至y＝a

2×10^－2f＞2fcosθ－a＞2×10^－6f

同时，可利用真空度来调整反射面的焦距，以便满足应用上的需要。在室内使用时，反射面可以采用真空蒸发铝面塑胶薄膜。

参见图3为本实用新型的另一个具体实施例，图中数字1和2与前述相同，分别表示反射面和鼓状物，数字4表示太阳光的入射光线，数字5表示太阳光线经反射面后的反射光线，数字6表示焦点。从现有技术中所知，多个反射面单元的组合，其最佳排列方式为抛物线旋面，这样有利于焦距与直径比的缩小和提高焦点的温度。所以本实用新型采用把上述的多个反射面单元组成一个抛物线旋面形，其抛物线方程为y＝4cx，式中C为焦点到反射面中心的距离。

根据反射面的方程式（1），当主要需要太阳光线以斜入射角时，2fcos θ－a可以接近0.02f。此时单元数目可以小到1，但抛物面差。在利用多个单元组合时，2fcosθ－a可以接近2×10^－6f，这样可以减低非抛物面差的问题。