本發(fā)明屬于太陽(yáng)能利用裝置。

在太陽(yáng)能利用技術(shù)中，為了得到較高的溫度或較集中的能量常采用聚焦型集能器或集熱器，但常需要有復(fù)雜的跟蹤太陽(yáng)方向的裝置。為了免去跟蹤裝置，目前一般多使用焦線方向?yàn)闁|西向的線聚光（一維聚光）非跟蹤式集能器，該集能器的接收器位于聚光鏡的焦線或焦線及其延長(zhǎng)線上，這樣太陽(yáng)在東西方向上移動(dòng)時(shí)，聚焦的陽(yáng)光仍能被利用。

但是，這種裝置有明顯缺點(diǎn)：為了使太陽(yáng)偏離子午線方向時(shí)被聚焦的陽(yáng)光仍能被利用，接收器的長(zhǎng)度必須比聚光鏡或其焦線長(zhǎng)很多，否則將降低光利用率。但是增加接收器的長(zhǎng)度，勢(shì)必增加了接收器散熱損失，也增加了制造成本。為了避免或削弱這個(gè)缺點(diǎn)，幾乎所有的這種類(lèi)型的集能器都被設(shè)計(jì)得很長(zhǎng)（沿焦線方向）同時(shí)寬度小得多（以使焦距變小）。而長(zhǎng)寬比這樣大，又使這種線聚焦集能器幾乎僅能使用長(zhǎng)管狀的或細(xì)長(zhǎng)條狀的接收器，大大限制了線聚焦非跟蹤式集能器的應(yīng)用范圍。

本發(fā)明的目的在于：在保持線聚焦非跟蹤式集能器有較大集光面積的前提下，通過(guò)新穎的設(shè)計(jì)，使集能器長(zhǎng)度大大縮小，同時(shí)不出現(xiàn)前述接收器較長(zhǎng)的缺點(diǎn)。

本發(fā)明的要點(diǎn)在于：在線聚焦非跟蹤式集能器的聚光鏡焦線的兩端各增加一片與焦線垂直并與聚光鏡兩端相連接的側(cè)反光板，該側(cè)反光板的內(nèi)表面具有反光能力。這樣，接收器的長(zhǎng)度可以大致與聚光鏡及其焦線相同，并可保證在太陽(yáng)位置沿焦線方向移動(dòng)的情況下，落入兩片側(cè)反光板之間的陽(yáng)光基本上都會(huì)被反射到接收器表面。

這樣，所發(fā)明的聚能器沿焦線方向的長(zhǎng)度以及接收器的長(zhǎng)度可以大為縮短，其聚光鏡的長(zhǎng)寬比甚至可以縮小到1.5以下，最小可達(dá)0.2。

本發(fā)明所用的聚光鏡可以是曲面反光鏡，其曲面可以是拋物面或復(fù)合拋物面，也可以是漸開(kāi)線曲面或是漸開(kāi)線曲面與拋物面的復(fù)合曲面，或是上述幾種曲面的近似曲面。曲面反光鏡與側(cè)反光板所圍成的槽形的開(kāi)口處，可加蓋透明的防塵保溫外罩或薄膜。

本發(fā)明所用的聚光鏡也可以是菲涅耳透鏡；在該透鏡焦線上的接收器的后面可加裝一個(gè)雙漸開(kāi)線曲面的反光板，以收集偏離焦線的光。

本發(fā)明所用的聚光鏡也可以是菲涅耳反光鏡。

在本發(fā)明所用的接收器表面上都可涂一層太陽(yáng)能非選擇性深色吸收涂層或選擇性吸收涂層（太陽(yáng)幅射吸收率明顯高于常溫?zé)岚l(fā)射率）或太陽(yáng)能選擇性透過(guò)涂層。

本發(fā)明上的接收器可采取一般的熱傳輸管譬如導(dǎo)水管、導(dǎo)氣管或熱管，管上可帶有加大受光面積的金屬肋片，也可套有透明的套管，以減少熱損失。

由于本發(fā)明使聚光鏡和接收器的長(zhǎng)度可以大大縮短，這樣，接收器也可以是一個(gè)水箱，該水箱可以兼有貯存熱水的功能。該水箱可為圓柱形也可為長(zhǎng)方體形；水箱的受光部分的殼體可以是深色不透明的，但也可以制成透明的，特別是在聚光鏡為菲涅耳透鏡的情況下，水箱受光的上部為透明蓋板對(duì)水的均勻加熱十分有利。水箱的非受光部分可加襯絕熱材料層。水箱的周?chē)商子幸煌该魈淄不蛘稚弦粚油该鞲魺嵴?，可用玻璃或塑料等材料制成，這樣水箱的水溫能夠達(dá)到沸點(diǎn)。水箱上可開(kāi)有注水口和放水口，也可接導(dǎo)水管。

本發(fā)明接收器也可設(shè)計(jì)為灶箱（或烘箱及干燥箱），這時(shí)本發(fā)明就相當(dāng)于一架非跟蹤式太陽(yáng)灶（或太陽(yáng)能干燥箱），其聚光比和效能遠(yuǎn)高于目前在國(guó)內(nèi)和印度試制的非跟蹤式箱式太陽(yáng)灶。本發(fā)明所給出的線聚焦非跟蹤式太陽(yáng)灶的灶箱（或干燥箱或烤箱）可以制成圓筒形或長(zhǎng)方體形，其外殼可以是透明的或部分透明的或不透明的，透明外殼有助于陽(yáng)光直接加熱食品或其他物品的表面。外殼的某一部分（如上部或側(cè)部）為可以打開(kāi)的箱蓋（或箱門(mén)）。灶箱內(nèi)部可以設(shè)有托盤(pán)或托架，以便擺放食品或其他待加熱的東西。灶箱外可套有透明套筒或罩有透明隔熱罩。這種灶箱內(nèi)的溫度可達(dá)200℃以上，很適于日照條件好的廣大農(nóng)牧區(qū)居民使用。

所發(fā)明的線聚焦非跟蹤式集能器的接收器也可以是太陽(yáng)能玻璃真空集熱瓶或太陽(yáng)能玻璃真空集熱管。真空集熱瓶的構(gòu)造除了瓶體直徑大于瓶口直徑外與真空集熱管基本相似，該集熱瓶由外瓶和內(nèi)瓶套裝而成，內(nèi)瓶瓶口和外瓶瓶口熔接密封在一起，其間隙為真空；內(nèi)瓶外表面可具有太陽(yáng)能選擇性吸收涂層或非選擇性深色涂層；內(nèi)瓶也可由深色玻璃制成；內(nèi)瓶外表面或外瓶?jī)?nèi)表面也可具有太陽(yáng)能選擇性透過(guò)涂層。所選用的玻璃真空集熱瓶或玻璃真空集熱管的幾何中軸線應(yīng)與聚光鏡焦線基本重合，該集熱瓶或集熱管可以和聚光鏡及側(cè)反光板裝配為一整體。玻璃真空集熱瓶也可套有一柵格狀可透光的外殼，該外殼可用金屬絲編織焊接而成或用多孔金屬板加工而成，可帶有把手或提手，能方便地放在兩個(gè)側(cè)反光板之間托架上或方便地取下來(lái)。一架集能器隨長(zhǎng)度不同，可放一只或幾只帶柵格狀外殼的集熱瓶。集熱瓶或集熱管可以配有塞子或蓋子，上面可穿有細(xì)導(dǎo)氣管及溫度計(jì)。該集熱瓶和集熱管可用來(lái)加熱水或燒開(kāi)水，也可用來(lái)加熱食品和物品。

所發(fā)明的線聚焦非跟蹤式集能器的接收器可以是一塊或數(shù)塊太陽(yáng)能光電池板。為了防止電池板的溫度過(guò)高，光電池板的背面可裝有散熱片，散熱片可以由導(dǎo)熱性能好的金屬（如銅或鋁）制成；也可在光電池板的背面裝冷卻水管或安裝一冷卻水箱，該水管或水箱可順便提供溫水或熱水。

本發(fā)明也可帶有簡(jiǎn)單支架，便于放置和控制仰俯角度（適應(yīng)不同季節(jié)的需要），也可不帶支架，簡(jiǎn)單地靠在墻邊或其他東西上使用。使用時(shí)，放置位置也可偏離子午線方向而偏東或偏西，但最好保持聚光鏡焦線與地球自轉(zhuǎn)軸垂直，換句話說(shuō)，最好保持焦線與太陽(yáng)在集能器所對(duì)的那部分天空移動(dòng)的方向一致（或大致平行）。

本發(fā)明的優(yōu)越性是非常突出的。由于創(chuàng)造了帶側(cè)反光板的線聚焦非跟蹤的聚光系統(tǒng)，使得接收器長(zhǎng)度較短而集光面積較大的高集光比的非跟蹤聚能系統(tǒng)成為可能，打破了目前非跟蹤聚能系統(tǒng)的長(zhǎng)寬比很大或該系統(tǒng)的接收器長(zhǎng)度較大的局限。聚能系統(tǒng)的長(zhǎng)寬比的大大縮小，使得本發(fā)明的幾種具體形式都具有十分明顯的優(yōu)勢(shì)。

例如前述的接收器為水箱的系統(tǒng)，可以象普通多筒式或平板式太陽(yáng)能熱水器一樣固定架設(shè)使用，卻可一年四季（在華北）得到水溫高得多的熱水或開(kāi)水，而后兩者則根本無(wú)法做到這一點(diǎn)，冬季基本上不能使用。

又例如前述的接收器為灶箱的系統(tǒng)，在不需跟蹤的情況下，由于集光比較大箱內(nèi)溫度很容易達(dá)到200℃以上，可以烤羊肉串，這是現(xiàn)有的非跟蹤箱式太陽(yáng)灶（蒸米飯都很勉強(qiáng)）遠(yuǎn)遠(yuǎn)不能相比的。而現(xiàn)有的聚光式太陽(yáng)灶又需要人不斷地調(diào)整方向，使用十分不便，應(yīng)用很受限制。

再如前述的接收器為太陽(yáng)能玻璃真空瓶的裝置，可在無(wú)人照管的情況下，經(jīng)兩個(gè)小時(shí)左右的時(shí)間獲得開(kāi)水，并象普通保溫瓶那樣維持瓶?jī)?nèi)的水溫；裝置外形緊湊，便于使用和移動(dòng)。

而前述的接收器為太陽(yáng)能光電池的裝置，可以象普通平板式光電池那樣固定放置使用，但所使用的價(jià)格昂貴的光電池片要比后者少3倍至10倍，大大降低了成本；又因?yàn)殚L(zhǎng)度不大，便于搬運(yùn)使用，非常適于沒(méi)有電力供應(yīng)的農(nóng)牧區(qū)使用。

附圖說(shuō)明：

圖1表示后面實(shí)施例2所述集能器。其中：（1）為拋物面聚光鏡。（2）為側(cè)反光板。（3）為水箱。（4）為玻璃套筒。（5）為出入水管。（6）為氣管。（7）為U形支腿。

圖2表示實(shí)施例3所述集能器。其中包括拋物面聚光鏡（8），側(cè)反光板（9），連桿（11），玻璃真空瓶（10），外殼（12），外殼把手（13），橡皮瓶塞（14）和喇叭口（15），瓶塞導(dǎo)氣管（16）。

圖3表示實(shí)施例4所述的集能器。其中包括菲涅耳透鏡（17），框架（18），側(cè)反光板（19），光電池板（20）及其托板（21），散熱片（22）。

實(shí)施例1

聚光鏡為拋物面，沿焦線方向長(zhǎng)約0.6米，寬1.2米，焦距0.5米。曲面和兩側(cè)反光板均為1－2毫米白鐵板，鉚接或焊接為一船形槽，槽內(nèi)側(cè)粘貼光亮硬鋁薄膜（厚度0.1毫米），每?jī)赡昕杉淤N一層備用鋁薄膜。接收器為圓筒形灶箱，直徑為0.25米，由玻璃制成，壁厚1毫米，壁外側(cè)表面有氧化錫太陽(yáng)能選擇性透過(guò)涂層。側(cè)反光板之間有三根連桿以固定灶箱。圓筒形灶箱一端為一活動(dòng)絕熱蓋，箱內(nèi)有可以抽出來(lái)的活動(dòng)的黑色金屬托板和金屬絲托架，可放上待烤食品后送入灶箱。該灶箱尤適于烤羊肉串和面食。船形槽身上有一U形活動(dòng)支腿和一提手，可用一只手提走。

實(shí)施例2（參見(jiàn)圖1）

聚光鏡（1）和側(cè)反光板（2）的形狀大小和材料及制造方式同實(shí)施例1，接收器為鋁制圓筒水箱（3），直徑0.25米，壁厚1.4毫米，可裝水約30公升。水箱與側(cè)反光板安裝在一起，箱體表面為黑鉻太陽(yáng)能選擇性吸收涂層或其他黑色涂層。水箱套有一玻璃套筒（4）。水箱一端接有出入水管（5）和氣管（6）。船形槽開(kāi)口處可罩一層防塵透明薄膜。側(cè)反光板上裝有U形支腿（7）。該實(shí)施例實(shí)際為可在冬季使用的（華北地區(qū)）小型家用太陽(yáng)能熱水器，可安裝在樓房晾臺(tái)上。

實(shí)施例3

參見(jiàn)圖2，聚光部分材料及制法與實(shí)施例1相似，長(zhǎng)約0.3米，寬約0.6米，焦距約0.2米。玻璃真空瓶（10）的直徑約0.11米，容量為2公升，形狀與普通五磅保溫瓶相似，內(nèi)瓶外表面鍍有黑鉻選擇性吸收涂層（利用真空鍍膜法），太陽(yáng)吸收率可高于0.9，常溫?zé)岚l(fā)射率可低于0.07。真空瓶外殼（12）由2毫米鋼絲焊接而成，浸鍍一層鋅；外殼有把手（13）。兩個(gè)側(cè)反光板之間有三根連桿（11），可托住帶外殼的真空瓶。瓶口有橡皮瓶塞（14）和喇叭口（15），瓶塞上穿有一直徑為3毫米尼龍制導(dǎo)氣管。瓶?jī)?nèi)裝冷水，曬約2小時(shí)水可沸騰，將瓶拿到室內(nèi)12小時(shí)，水溫一般不低于70℃。

實(shí)施例4

參見(jiàn)圖3，該例為一非跟蹤式聚光太陽(yáng)能電池。聚光鏡為一菲涅耳透鏡（17），由玻璃經(jīng)熱模壓而成，長(zhǎng)約1.0米，寬約0.8米，焦距1.0米。透鏡鑲在一鋁或鐵制框架（18）中，該框兩側(cè)與側(cè)反光板（19）用螺釘緊固在一起。側(cè)反光板的另一端與光電池板（20）的托板（21）相連接（用螺釘緊固）。兩個(gè)側(cè)反光板鉸接著一U形支腿（圖中未畫(huà)）。電池板寬約0.2米，光電池片為單晶硅片。整個(gè)裝置功率約50峰瓦。光電池板的托板背面有大量散熱片（22）。本實(shí)施例所示太陽(yáng)能電池系統(tǒng)是專(zhuān)為牧區(qū)的牧民設(shè)計(jì)的，便于拆裝和攜帶，而且價(jià)格較低。