[发明专利]辐射能收集装置

说明书

本发明涉及对辐射能收集装置的改进，具体地说，涉及一种改进了的太阳能聚集装置。

通常把太阳能收集器装成在能量收集介质中获得高温的方式。过去，采用抛物面形聚集镜实现太阳能的聚集。通常采用圆柱形抛物面聚集器，因为它们花钱不多，然而，这种聚集器不能获得高的聚集比。而采用球形的抛物面形聚集镜可以很容易地获得高的聚集比，但是，这种镜子对于太阳能加热的应用来说过于昂贵。

为了用带有主圆柱形抛物面聚集器的一个圆柱形抛物面镜系统得到高的聚集比，可以设置另外的第二系列圆柱形抛物面镜，与主镜的焦线垂直，并放置在主镜的焦点处。此第二镜把能量聚集到携带一种热吸收介质的收集管线上。在属于WEEKS的美国专利No.4281640中示出了这样一种装置。

然而，当太阳在任何位置时，不能把第二抛物面镜放置成正好垂直于主镜(它正好是在顶部)的焦线，从而使得第二镜的反射表面中的一个不小的部分将处在离开主镜的焦线一定距离处。

因此，必须延长每个第二镜的长度，以便在更宽的面积收集来自主镜的太阳光，同时大面积的第二镜将超出来自主镜的光线的焦点。另外，要求增加与第二镜有关的收集管线的长度。

这种第二镜不能利用主镜可用的最大聚集比，这显著地降低了这种结构的总的最大聚集比。此外，每个第二镜的长度较长显著地增加了它们的成本。还有，收集管线较长也增加了热损失。

在太阳能聚集器的结构中，通常经过一个管线系统传送收集热和传输热的介质。管线的热收集段(太阳能就是在这一段上被聚集)必然处在高温下，并特别容易有再辐射的热损失。为了使这种热损失减到最小，常常用一根玻璃管把热收集管线包起来，并使里面的收集管线与玻璃管之间的空间维持在高真空。为了使热损失减到最小，维持这种真空通常有本质的重要性，但是，这种真空常常是难以实现和维持的。温度较低的外部玻璃管和高温的热收集管线产生不均匀的纵向热膨胀，使外面的玻璃管容易破碎。

本发明的目的是克服或显著地改善上面所述的缺点中的一个或多个，并使这样的系统在野外更有用。

按照本发明的一个方面，提供了一种辐射能收集组件，它有一个圆柱形抛物面形的主收集反射器组件，把能量聚集到一根焦线上。设置了一对细长的平行侧面平面反射器，它们平行于主收集反射器组件的主轴的平面，并被设置成与主收集反射器的主轴距离相等并在其两侧。可以把平行反射器放置成使它们的靠近主反射器组件的边缘基本上在主反射器组件的焦线处，或在该焦线附近，从而使得在平行的反射器中保持对光线最大程度的聚集。上面说到的平行侧面反射器的边缘是直线的，并位于一个共同的平面中。

细长的平面反射器被设置成离开一定距离，使得可以把主收集反射器组件所聚集的太阳光线收集到它的焦线上，并使得可以收集由于在主收集反射器组件的形状上的微小误差而没有被精确地聚焦到其焦线上的另外的太阳光线。这也使得可以在主收集反射器组件中使用菲涅耳形式的平镜。

在纵向的平面反射器之间装有第二圆柱形抛物面聚集反射器，形成了第二聚集组件。第二聚集反射器适合于有这样的长度，该长度使得在第二抛物面反射器的相对的端部与每个纵向的平面反射器的内表面之间只有一个小的间隙。第二抛物面反射器的主轴的平面基本上垂直于主反射器组件的主轴的平面。

把第二抛物面聚集反射器设置成可以关于它们自己的个别的焦线旋转。每个第二反射器的焦线是第二反射器可以关于它旋转使得第二反射器的主轴的平面总与由主反射器组件反射的太阳光线平行的那条线。包括侧面反射器的边缘的共同平面平行于或基本上平行于第二抛物面反射器的焦线。

最好，第二反射器的反射表面不超过或基本上不超过第二反射器的抛物线的正焦弦。这就是说，第二反射器不越过或基本上不越过经过该焦线并垂直于该反射器的主轴伸展的平面。

最好，使第二反射器的焦线由平行的平面反射器的近处边缘向后离开一段距离，因此由主反射器组件的焦线向后离开一段距离，这使得当使第二反射器关于它们自己的个别焦线旋转时，在第二反射器越过平行的纵向反射器的近处边缘的部位，第二反射器的抛物线的切线和纵向的平面反射器的边缘之间的夹角(即在该部位包括第二反射器的焦线的那个角度)在使用过程中将基本上不小于90度。