[发明专利]室内型太阳能高温加热装置

说明书

本发明涉及一种把自然太阳光经一次以上的反射、聚光再把光传输到理想位置进行光热或其他形式换能的技术。

现已实施的太阳能应用装置存在一定缺点。自然光能流密度低，比较难于集中，高能高温状态下使用时，由于普通聚光使用的太阳能加热设备焦点固定，使用有诸多不便，譬如：操作者要靠近热光源操作，有一定的危险性，反射面易污染，跟踪太阳不方便。种种缺点限制了太阳能技术的推广应用，据此我们研究发明了该太阳能的推广应用系统。

本发明是根据光反射基本原理，把平面、抛物面、双曲面、椭球面进行合理组合，让太阳光经过反射、聚合，再反射、再聚合等几次传播到达指定位置进行换能或继续传播。对于能量需求较大，温度需求高的用户，可采用多台联动、集合使用的方法以获高能高温。集能方式可采用二次光反射，集中一点统一换能，又可采用高温介质统一传输到使用地点的方法。

本发明大至是这样按装的，在屋顶、院落、楼南墙、阳台、窗外山峦、沙漠。在一切可接收太阳光的无遮拦地点按装反射抛物面，同时共焦按装双曲面、椭球面、抛物面或平面，使二次反射后的光线离开一次反射抛物面焦点到其他合适的地点会聚，再次反射或换能。一般用户要在抛物面镜后聚焦。这样一次反射抛物面与二次反射面相对位置固定。跟踪太阳只需绕新焦点作球面运动就可以了，这样就很容易实现全天使用。有些情况譬如采用抛、抛组合远距离传播时可采用一次反射面与二次反射面分别自控的方法，一次反射抛物面跟踪太阳运动，二次反射抛物面固定轨道指向需求地点。

本发明可采用多种组合型式，其中有：

1.抛物面、抛物机组合型

2.抛物面、双曲组合型

3.抛物面、椭球面组合型

4.平面、抛物面组合型

5.抛物面、平面组合型

6.抛物面、光导纤维组合型

光能与终端设备的组合又有多种方法，可采用光能直接转化为用户所需求能量，也可采用中间介质再传递的方式。

上面所讲的反射面，可以是柱面，也可以是旋转面，可以是截面也可以是斜截面，一级组合达不到目的的，可以采用多组、多种组合。一.抛物面、抛物面组合型

发明依据：平行反射抛物面轴线的光线经抛物面反射后都经过焦点、根据光线可逆原理经焦点发出的光线再经抛物面反射后可平行射出，太阳光可近为平行光束。设计路线是这样的

a.根据实际需求的功率，太阳常数，各部件的效率选择一次反射抛物面的开口、焦距、安装形式。

b.根据我们需要的二次反射光线的能流密度，光束到达位置，计算二次反射抛物面的开口、焦距、安装位置及结构形式，如果光束平行轴线射向镜后，二次反射抛物面可做正抛长焦距形式。一次反射抛物面的近顶点处应根据光束横截面积大小，作一稍大的空洞。按装二抛物面相对共焦、共轴、使一次反射抛物面自动跟踪太阳沿光能转换装置做球面运动，并使太阳光永远与轴线平行入射。(以后几种组合一般都采用这种设计方案，不再一一重复)

在换能装置与一次反射抛物面相距较远时，可设计二抛物面，分别可以运动。一次抛物面永运跟踪太阳使阳光沿轴线平行入射。二次反射抛物面运动中保持与一次入射抛物面共焦，并指向换能地点。应用这种结构，可用电脑控制成百、上千的群体组合，同时，射向同一地点，用来产生高温、高能，来完成发电、熔炼、甚至原子核聚变反应。二.抛物面、椭球面组合型

此类组合的理论根据：与轴线平行的入射光线经抛物面反射后都会经过焦点。经过椭球面一个焦点的光经椭球面反射后都会经过椭球面的另一个焦点。由此可知，如果使抛物面与椭球面共焦，让太阳入射光与抛物面轴线平行指向顶点，则经抛物面反射面经椭球面再次反射后经过椭球面另一焦点。可以设计椭球面焦距，使第二焦点在合适的位置上，可在室内，可在阳台。在此点按装换能装置，可以做成开水器、炊具、太阳能暖气等。三.抛物面、双曲面结合型

本组合型的原理是：与抛物面轴线平行指向抛物面的入射光线经抛物面反射后都经过焦点。在双曲凸面镜中，另一焦点发出的光线在凸面镜面反射后的光线以凸面镜的焦点为虚焦点反射。根据光的可逆反原理，射向双曲凸面指向该双曲凸面焦点的光线经凸反射后都经过另一焦点。本组合实际上是抛物凹面与双曲凸面的组合，按装两反射面相对共焦。适当计算两焦点距离，使第二焦点在合适的位置，使抛物面跟踪太阳，使入射光线平行轴线指向镜面，则经双曲凸面反射后在第二焦点会聚。一般采用轴线与双曲面两焦点连线共线的方式，使第二焦点处抛物面镜面轴线的反向延长线上。在此按装换热装置，抛物面以此为中心作球面运动跟踪太阳，是比较方便的方式。四.平面、抛物面组合型