专利名称：固定焦点式太阳炉灶的制作方法
技术领域：
本发明属太阳能利用领域。太阳炉灶是光热转化的一个重要方面。
背景技术：
太阳能是万能之源，万能之首。在能源、环保问题凸显的今日，如何大规模地高效廉价利用太阳能成了能源利用的热点，焦点。但目前使用和生产的太阳灶，都是焦点固定连结在凹镜面上，焦点镜面随太阳一起转动，因此被加热的器皿及器皿内被加热物都要随太阳同步运动。支撑运转机构在凹面以下，重心高，重心不稳，所以，不仅使用非常不便，而且受诸多条件限制，不能做大，运动不便，更不能阵列串、并联大规模布设使用，使传统的太阳灶的广泛使用受到极大的限制。人们期待着一种新型的太阳灶。正如今年(2005)4月19日全球纪念爱因恩坦诞辰100周年，“物理照耀世界”光传递活动中的第四题“设计一个不受太阳位置变化影响的太阳灶。”
发明内容
现在，可以郑重地宣告，这样的太阳炉灶已经诞生了！而且比预想要好得多制作材料广泛，制作工艺简单、成熟，且灵活多样，成本低。固定的焦点不受太阳东升西落变化，也不受冬夏太阳南北回归移动变化，更不随凹面镜本身跟踪旋转的变化。既可以大规模串、并联，用以大规模供热、供汽甚至发电。而且其结构极易实现智能化地跟踪太阳。(也已解决，可查看相关专利——太阳智能跟踪装置)。智能跟踪型的尚可安装在移动的车、船、及水面上、空间飞行物上。若与热管相配合，用途将更加广泛。
定焦点原理采用与传统凹面参数不同的凹面镜；跟踪转动以通过焦点的直线为轴心；让焦点脱离凹面镜，不与凹面直接固定连结，(或用复(轴)管——空心管，空心轴，根据需要可安置循环工质的若干根管道或同心轴)使反射凹镜绕焦点旋转跟踪反射聚集太阳能。
下面，结合附图对技术方案作更为详细的说明。
图1是传统的太阳灶凹面示意图，图2是本发明专利所采用的凹面示意图，图1中O为焦点，AB为凹面口径宽，CD为凹面高；图2中，O是焦点，AB是凹面镜口径宽，CD为凹面高；从结构上看，两者根本区别在于图1凹面镜高度值CD小于焦距(焦点到镜底)OD，而图2中的镜高CD则大于或至少等于焦距OD。
从使用上看，图1以D点中心为转动中心，而图2以通过焦点的横轴A′B′和竖轴CD旋转运动，支撑点也不同，图1以D为支撑点，图2则以旋转轴的两个端点为支撑点。
从使用效果上来看，图1焦点是动的，(以D为园心，以焦距为半径)，重心高，稳定性差，不可能做得大。而图2则焦点不动，重心底，稳定性好，可按所需功率制作；而且焦点不动的优点为串并联提供方便。更为智能跟踪作好了准备。
图3至图6为各种实用图示意。图7图8图9是复轴的参考图，图7中部件1是动轴，部件2固定不动，图8中刚好与图7相反——部件1不动而动的却是部件2，图9是复轴的截面图示，部件1动而部件2不动，部件3是管线。
实施方法该设备分为光学部分和机械两部分。两者有机配合，保持焦点不动。
光学部分见图1及图2。上面已作出了较为详尽的说明。
机械部分见图3至图6，共有4种支架供选择。图3中，支撑架AB上撑着一个园圈，园圈上支撑着凹面。园圈可绕轴AB旋转180度，凹面可绕园圈上的旋转轴CD旋转90度。支撑架AA′O同时也是复轴的一部分。也支撑焦点部位置器皿。复腔内可设有焦点支撑轴及串并联用的管路通道。凹面上设有A′O方向的刻槽，不使凹面转动受阻。图4中，凹镜可绕水平轴AB作出了仰俯90度运动，同时又可整体绕立轴CD旋转。同理，CD可根据需要设计成复轴，复腔内可可设有焦点支撑轴及串并联用的管路通道。凹镜上也留有CD方向刻槽。图5和图6与图4大同小异，只是图4的横轴在凹镜内，图5和图6的横轴在凹镜外，图4图6焦点有支撑，图5焦点无支撑(悬空)。总之，光学与机械部分有机组合，使焦点保持不变。不管凹镜在空间依三轴XYZ绕焦点如何随太阳转动，因为焦点是旋转中心，所以焦点永远不动。在图3至图6中，与焦点相关的各支撑轴都可以根据需要(是不是要智能跟踪？是不是要大功率大规模地商业化阵列安置？)酌情选用各自适合的复轴。
权利要求
1一种新式太阳炉灶，其特征在于由特制的镜高度大于焦距的抛物面反射镜(图2)和含复轴(图7图8图9)的支架(图3，图4，图5，图6)两部分构成；其跟踪太阳旋转运动时是以焦点为园心即通过抛物面(图2)焦点O的两根轴A′B′和CD旋转的，这两根轴互相正交，且两轴的旋转运动分先后次序(尤其是智能跟踪时)；焦点不与凹面连结；凹面的高度(深度)大于(含等于)该凹面焦距；凹面镜上有特设的供复轴通过的刻槽。
2根据权力1要求所说的固定焦点式太阳炉灶，其特征在于支架中复轴{复轴——轴中含轴，轴中含管，轴中有多管(图7，图8，图9)}的设计使用。
3根据权力1要求所说的固定焦点式太阳炉灶，其特征在于凹面镜体上的刻槽设计刻槽的长度、方向和宽度，依旋转的方向、幅度要求和复轴径而定；为防风雨，也可在其面上加刻其它形状的刻槽。
全文摘要
固定焦点式太阳炉灶是太阳能应用领域中的一种。太阳灶使用两百年来一百万直推不开，其原因在于目前使用的太阳灶有着致命的弱点——焦点随太阳移动而移动。这就产生诸多缺点使用不便，功率受限，重心高且不稳，不能大规模使用。固定焦点式太阳炉灶，其主要特征在于跟踪太阳时以焦点为圆心转动，焦点与凹面分离，所以焦点始终固定；凹面镜的参数也也作出了修改。因为焦点固定，所以焦点之间可象电路一样相互串联、并联，因而可以大规模阵列安置，大规模提供热水热汽。支撑旋转机构异于旧式太阳灶，因而重心低，运行平稳，功率可按需要制作。固定焦点式太阳炉灶，极易实现跟踪和智能跟踪。智能跟踪可安置于移动的水面、车、船上、空间飞行物上。
文档编号F24J2/38GK1908546SQ20061004863
公开日2007年2月7日 申请日期2006年8月24日 优先权日2006年8月24日
发明者张建民 申请人:张建民