專利名稱：用于太陽能集熱器的反射器、接收器裝置以及傳感器的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明涉及用于太陽能集熱器的反射器、接收器裝置以及傳感器。
背景技術(shù)：
本發(fā)明的第一方面涉及用于具有面板的單軸集中的太陽能集熱器的反射器。這種反射器優(yōu)選用于線性集中的太陽能集熱器中，以用來收集太陽輻射。關(guān)于這一點(diǎn)，入射的太陽光反射到狹窄的帶、即接收器上。接收器將輻射能量轉(zhuǎn)換為熱能。媒介將熱量傳輸給消費(fèi)者。線性集中的反射器是沿一個(gè)方向凹式彎曲的反射表面。取決于其應(yīng)用，該表面遵 循具體的數(shù)學(xué)函數(shù)。這些應(yīng)用是拋物線型槽式集熱器、菲涅爾集熱器，并且在一些限制下還可以是雙軸式彎曲的集熱器。在拋物線型槽式集熱器的情況中，反射器的表面遵循拋物線方程。在菲涅爾集熱器的情況中，該表面分成具有集熱器長度的更小的線段，在這些線段中反射器或者是平面的，或者被圓形地凹式彎曲。已知的反射器由背面覆有鏡面涂層的玻璃制成，或者由具有抗風(fēng)雨性能的必備保護(hù)層的表面鍍鏡材料制成。玻璃反射器是對初始平的浮法玻璃進(jìn)行熱彎曲，然后在背面覆上鏡面涂層。表面鍍鏡的反射器通過在薄金屬箔上涂覆反射層來制造。之后將其膠粘在具有精確形狀的基底上。在熱彎曲的玻璃反射器的情況中，彎曲的玻璃具有會(huì)使反射器不可避免地產(chǎn)生波紋的趨勢。在表面鏡鍍的反射器的情況中，所期望的最佳表面形狀的精度由下層結(jié)構(gòu)的精度決定。由此,設(shè)計(jì)的成本隨著精度的要求而增加。

發(fā)明內(nèi)容
因此，本發(fā)明基于如下任務(wù)，即得到一種可以簡單方式制造并具有良好精度的反射器。此任務(wù)通過如下方式實(shí)現(xiàn)，即面板是彈性的，并且具有從相反兩側(cè)將反向的彎矩引入到面板上的機(jī)構(gòu)。從彎曲梁的靜力學(xué)知識可知，在沒有附加外力的影響時(shí)，梁的末端處的恒定彎矩會(huì)在梁的整個(gè)長度上產(chǎn)生恒定的曲率。為此，只要彎矩以不變的方式作用到梁上，梁就會(huì)首先彎曲而形成具有特定半徑的弧。同樣可能的是，如果在梁的末端處施加附加的橫向外力，那么彎矩會(huì)具有不相等的大小。這稱為支承力。如此，面板可成型為使得在橫截面上形成拋物線形狀。此外可能的是，通過相同的力布置來使已預(yù)先塑性彎曲的面板彈性變形，從而產(chǎn)生新的彎曲線。預(yù)先塑性彎曲的面板具有預(yù)先設(shè)定的半徑。在外部力和彎矩的作用下，面板彈性地變形，從而產(chǎn)生新的彎曲線。這提供了如下的可能性，即通過反向的縱向彎矩來在側(cè)邊處與彎曲軸平行地向具有任意長度的面板施加壓力，其中該面板包括至少一個(gè)反射層，優(yōu)選為夾層面板。關(guān)于這一點(diǎn)，彎矩可具有不同的大小。在這些條件下引發(fā)了附加的橫向力，其在計(jì)算彎曲線的時(shí)候必須要考慮。如果在相反兩側(cè)上的彎矩大小相等且方向相反，那么橫向于彎曲軸的彎矩為恒定的，并可將面板精確地彎曲成弧形。如果彼此反向的彎矩的大小不同，那么橫向于彎曲軸的彎矩曲線變得不對稱，并且彎矩為沿著橫向于彎曲軸的方向上的線性函數(shù)。由于線性彎矩的一階導(dǎo)數(shù)在總體位置上呈現(xiàn)為拋物線，因此可以通過調(diào)整尺寸來得到任何單軸彎曲的面板表面，以及尤其是集中式太陽能熱量應(yīng)用中的單軸彎曲的反射器。為了能夠傳輸必要的彎矩和橫向力到面板上，需要作為結(jié)構(gòu)件的附加機(jī)構(gòu)。取決于應(yīng)用情況，有利的是彎矩的大小不同。關(guān)于這一點(diǎn)，反射層可以是面板的一個(gè)結(jié)構(gòu)組成部件，或者可以通過形狀匹配的方式安裝到面板上。·一個(gè)有利的實(shí)施方案變體提供了在面板的每一側(cè)上以具備彎曲剛性的方式安裝了以一定角度相連、優(yōu)選垂直相連的桿，該機(jī)構(gòu)是長度可調(diào)的拉力件或壓力件，并可通過該桿來將力引到面板上，這產(chǎn)生了兩個(gè)反向的彎矩，并且彈性地彎曲面板以產(chǎn)生所期望的彎曲線。關(guān)于這一點(diǎn)，有利的是壓力被拉力構(gòu)件吸收。成一定角度分開的桿可具有不同長度，這取決于其應(yīng)用。另一實(shí)施方案提供了在面板的每一側(cè)上安裝扭轉(zhuǎn)剛性的橫向件，并且通過長度可調(diào)的機(jī)構(gòu)來引入力，使得形成了兩個(gè)反向的彎矩，并且這兩個(gè)彎矩彈性地彎曲面板以產(chǎn)生所期望的彎曲線。關(guān)于這一點(diǎn)，兩個(gè)橫向件的寬度可以不同。一個(gè)實(shí)施方案的變體提供了如下，即該機(jī)構(gòu)為壓力件，并且壓力通過彎曲剛性的扭轉(zhuǎn)橫向件來吸收。另一個(gè)實(shí)施方案提供了如下，即該機(jī)構(gòu)為長度可調(diào)的拉力件。一個(gè)特別的實(shí)施方案的變體提供了如下，即在構(gòu)造為拉力件或壓力件的機(jī)構(gòu)上安裝了凸輪，并且由太陽跟蹤帶來的旋轉(zhuǎn)通過該凸輪而產(chǎn)生了反射器的與該旋轉(zhuǎn)相匹配的半徑擴(kuò)大，其中，反射器的半徑通過偏壓壓力件或拉力件來單個(gè)地調(diào)節(jié)。


在附圖中顯示了多個(gè)這種反射器的實(shí)施方案，它們將在下文中更詳細(xì)地解釋。圖I顯示了通過固定的支架來引入力；圖2顯示了通過扭轉(zhuǎn)剛性的橫向件來引入力；圖3顯示了通過拉力螺紋件來引入力；圖4顯示了菲涅爾集熱器的自動(dòng)聚焦；圖5顯示了具有拉力件的面板的自動(dòng)聚焦；圖6顯示了自動(dòng)聚焦裝置；圖7顯示了不同的凸輪位置；圖8至10顯示了不同橫向件的構(gòu)型；圖11示意性地顯示了用于引入力矩的偏心機(jī)構(gòu)的剖面，以及圖12示意性地顯示了用于引入力矩的中心機(jī)構(gòu)的剖面。
具體實(shí)施例方式圖Ia顯示了直的彎曲梁，其作為通過面板I的剖面。在每個(gè)末端布置了垂直設(shè)置的彎曲剛性的附加梁2、3。在這些梁的末端之間提供了拉力-壓力件，作為壓力-拉力連接件4。如果使件4縮短或變長，則將產(chǎn)生力，從而在水平彎曲梁I (面板)上產(chǎn)生沿著垂直梁
2、3的長度的彎矩。由于此對稱的布置，所產(chǎn)生的彎矩以恒定的大小沿著整個(gè)梁分布，并且將梁彎曲成弧形。拉力導(dǎo)致凸?fàn)畹膹澢?，而壓力?dǎo)致凹狀的彎曲。已預(yù)先塑性彎曲的彎曲梁的半徑通過拉力或壓力增大或減小。如果垂直設(shè)置的彎曲梁2、3構(gòu)造為具有不同的長度，如圖Ie所示，則會(huì)產(chǎn)生不對稱的彎曲。該彎曲線的方程式為拋物線。在圖2a中，兩個(gè)額外的彎曲剛性的梁8、9布置在已預(yù)塑性成型的具有恒定曲率半徑Rtl的彎曲梁7的兩個(gè)末端5、6處，使得如果如圖2b所示地將壓力10施加到所述額外的梁8和9的末端處的中心，則它們在作用方式上類似于鉗子。該壓力10在面板7的末端5、 6處產(chǎn)生反向的彎矩，其使原始半徑Rtl變?yōu)楦蟮陌霃剑?。該力可以通過作用在壓力連接件12上的拉力連接件11進(jìn)一步加強(qiáng)。在圖2c中顯示了為了產(chǎn)生拋物線，通過兩個(gè)鉗狀的桿13、14將彎曲梁7不對稱地彈性彎曲，此時(shí)桿臂13、14具有不同的長度。在圖3a中顯示了面板15，其初始是平的且未發(fā)生彈性變形。為了使該直梁15彈性變形，需要彎曲剛性的橫向件16。通過兩個(gè)對稱設(shè)置的拉力螺紋件17、18，就可以彼此間獨(dú)立地對鉗狀的彎曲梁19、20的偏移施加影響。點(diǎn)17和18處的對稱的拉力使得初始為平的彎曲梁15變形成具有恒定半徑的圓(見圖3c)。然而，如果施加了不同大小的拉力，那么彎曲梁會(huì)不對稱地變形并形成為拋物線，其可通過精確的調(diào)節(jié)而具有太陽能集熱器的最佳形狀(見圖3c)。為此，面板15優(yōu)選地安裝在固定軸承21和松配軸承22上。通過所描述的裝置，可以通過具有成本優(yōu)勢的方式來產(chǎn)生用于單軸集中的集熱器的精確的圓形或拋物線形狀的反射鏡。圓形反射鏡對于菲涅爾技術(shù)來說非常重要。當(dāng)按照太陽的軌跡來調(diào)整菲涅爾反射鏡時(shí)，會(huì)發(fā)生焦距的縮短，其值與旋轉(zhuǎn)角度相匹配。由此得到了能量的顯著減少。為此，能跟蹤太陽且還能自動(dòng)補(bǔ)償焦距縮短的集熱器是最佳的。因此，將結(jié)合附圖來描述具有這些性能的自動(dòng)太陽跟蹤。在圖4中顯示了通過具有任意期望長度的菲涅爾集熱器的剖面。在作為面板的塑性凹入地向上彎曲的彎曲梁的每個(gè)末端處連接有額外的彎曲剛性且垂直固定的梁31、32。它們在與圖面垂直的軸線上與面板30精確地等長。在沿著所述與圖面垂直的軸線上的一些離散的點(diǎn)處，在這些梁31、32上固定了可動(dòng)的拉力件33，優(yōu)選為纜線。這些拉力件33、34的另一端固定在偏心安裝的螺栓35、36上，使得在因跟蹤太陽所引起的面板30圍著縱軸線旋轉(zhuǎn)的情況中，彼此相對而置的梁31、32之間的距離縮短，并且由此產(chǎn)生了增大的拉應(yīng)力。在這種布置中，兩個(gè)拉力件33、34的長度決定了面板30的曲率半徑，因此其可單獨(dú)地調(diào)節(jié)。相同的原則還可以用于圖3所示的彎曲面板。相應(yīng)的布置在圖5中顯示。此處，旋轉(zhuǎn)點(diǎn)40相對于拉力件42的固定點(diǎn)41偏心布置。面板43圍繞旋轉(zhuǎn)點(diǎn)40的旋轉(zhuǎn)越強(qiáng)，拉力件上的拉力以及面板上的力就越弱。在圖6中顯示了用于固定面板的支架。由此，面板可圍繞旋轉(zhuǎn)點(diǎn)50旋轉(zhuǎn)，同時(shí)拉力件可固定在孔51、52處。取決于與接收器之間的距離，各反射鏡具有一個(gè)最佳的鏡半徑。這在圖7中示出。為了將多個(gè)集熱器60、61、62定向到接收器63上，具有不同焦距64、65、66的反射器必須有區(qū)別地定向。這通過由細(xì)節(jié)A所示的偏心調(diào)節(jié)來實(shí)現(xiàn)。多個(gè)孔67允許相應(yīng)的預(yù)調(diào)節(jié)。根據(jù)面板68相對于支架69的旋轉(zhuǎn)來優(yōu)化面板68的曲率及其聚焦。由于拉力件70僅僅在離散的間隔處作用于垂直的彎曲梁上，因此必須提供尤其是扭轉(zhuǎn)剛性的橫向件71，以便無扭轉(zhuǎn)地彎曲面板72。為此，優(yōu)選地由金屬片材制成的箱形型材或者是如圖8至10所示的拉伸鋁型材適合作為扭轉(zhuǎn)橫向件75。同樣地，扭轉(zhuǎn)剛性可通過布置在縱向上的拉力件或拉力-壓力件73、74的數(shù)量以及它們之間的間距來提高。圖11顯示了一種簡單的機(jī)械結(jié)構(gòu)，通過它可以在拋物線形反射鏡80或菲涅爾器 件的邊緣處引入扭矩。為此，邊緣81和剛性金屬片82 —起保持在夾鉗83的槽84內(nèi)。夾鉗83位于框架85上，與槽84相對，并且框架85固定于剛性橫向件86上。在金屬片82的與槽84相反的端部,鉤87通過螺釘88將金屬片82朝向橫向件86拉動(dòng)。關(guān)于這一點(diǎn)，也可將鉤87、金屬片82及必要時(shí)還有夾鉗83形成為一體。金屬片82上的拉力導(dǎo)致夾鉗83處的旋轉(zhuǎn)運(yùn)動(dòng)，并從而導(dǎo)致作用于拋物線形反射鏡80上的彎曲力，其使拋物線形反射鏡彈性變形。在圖12所示的布置中，菲涅爾器件90與剛性金屬片93、94 一起夾在兩個(gè)夾鉗91和92之間。夾鉗91和92位于支撐構(gòu)件95上，并且金屬片93和94在其與夾鉗相反的端部處通過拉力件96而相對于支撐構(gòu)件95向下拉動(dòng)。由于在該示例性實(shí)施方案中拉力件95布置在菲涅爾器件90下方的中心處，因此菲涅爾器件均勻地彎曲成圓形。在圖11和12的示例性實(shí)施方案中，如果金屬片上的力大小不同，或者如果金屬片具有不同的長度，則產(chǎn)生了能使拋物線形反射鏡80或菲涅爾器件90彎曲成拋物線形狀的彎矩。本發(fā)明的另一方面涉及用于高度集中的太陽能集熱器的接收器裝置，其具有布置在保護(hù)罩內(nèi)的接收器。用于高度集中的太陽能集熱器的接收器包括介質(zhì)傳導(dǎo)管道，在反射器處偏轉(zhuǎn)的太陽光束耦合到該管道上。輻射能在管道上轉(zhuǎn)換為熱量。該熱量根據(jù)使用目的通過流動(dòng)介質(zhì)導(dǎo)出。為了針對熱量流失而保護(hù)接收器管道，管道額外地用由玻璃制成的防護(hù)管道覆蓋。間隙被抽真空。如此，通過熱傳導(dǎo)方式的熱流失減少。因接收器的熱輻射而導(dǎo)致的內(nèi)在輻射流失通過選擇性涂層來減少。然而，涂層的效果隨著溫度的增加而減弱，因此選擇性涂層從特定的溫度開始不再有效果。因此，本發(fā)明的任務(wù)是提供一種可解決這一問題的接收器裝置。這個(gè)任務(wù)通過下述類型的接收器裝置來完成，其中保護(hù)罩是不透輻射的，并且具有氣密式閉合的開口，輻射可通過該開口透入保護(hù)罩的內(nèi)部。因此，該接收器成為空心輻射器。理想的空心輻射器是具有高度吸收性的內(nèi)壁、理想的絕熱性能以及用來與外界環(huán)境進(jìn)行輻射交換的限定開口的閉合空間。因此，建議將保護(hù)罩的內(nèi)部構(gòu)造成可吸收輻射的。備選的實(shí)施方案提供了將保護(hù)罩的內(nèi)部構(gòu)造成可反射輻射的。接收器裝置的有效性可通過隔熱的保護(hù)罩而得以提高。
一個(gè)尤其優(yōu)選的實(shí)施方案提供了將優(yōu)選由玻璃制成的抽成真空的透明空心體插入到保護(hù)罩的開口中。關(guān)于這一點(diǎn)有利的是，將可轉(zhuǎn)部件插入到抽成真空的透明空心體中，該可轉(zhuǎn)部件可布置在能阻礙輻射透過的位置和允許輻射穿過的位置處。它們優(yōu)選是兩個(gè)分開的位置，因此該可轉(zhuǎn)部件可通過切換工具在這些位置中之一處被支撐。為此建議，接收器裝置具有位于抽成真空的透明空心體之外的磁體，通過該磁體可調(diào)節(jié)可轉(zhuǎn)部件的位置。作為附加或另選，建議該磁體具有雙金屬元件，其可依賴于溫度來自動(dòng)調(diào)節(jié)可轉(zhuǎn)部件的位置。如果幾乎沒有輻射能從外部透入到接收器裝置內(nèi)，則建議將接收器裝置內(nèi)的溫度保持在高溫，這是通過將可轉(zhuǎn)部件構(gòu)造成在閉合位置處的朝內(nèi)一側(cè)上可反射輻射來實(shí)現(xiàn)。如果應(yīng)當(dāng)避免接收器過熱，那么可轉(zhuǎn)部件可構(gòu)造成在閉合位置處的朝外一側(cè)上可反射輻射。如果要在接收器中加熱導(dǎo)熱的、優(yōu)選為液體的介質(zhì)，則建議接收器具有至少一個(gè)
管道。該管道布置在保護(hù)罩內(nèi)。然而，保護(hù)罩自身也可用作管道。尤其是對于加熱氣態(tài)介質(zhì)來說，建議接收器具有敞開的彎曲金屬片。然而，保護(hù)罩的內(nèi)部也可已經(jīng)構(gòu)造成熱吸收的，使得不用將接收器裝置設(shè)于保護(hù)罩內(nèi)也是可以的。這種接收器裝置的示例性實(shí)施方案在附圖中示出，并且將在下面更詳細(xì)地解釋。在附圖中圖13示意性地顯示了接收器裝置的透視圖；圖14示意性地顯示了圖13所示接收器裝置的放大透視圖，其中可轉(zhuǎn)部件閉合；圖15顯示了可轉(zhuǎn)部件打開的根據(jù)圖14的視圖；圖16顯示了通過圖13所示接收器裝置的剖面，其具有展示了光路的打開的可轉(zhuǎn)部件；圖17顯示了閉合的可轉(zhuǎn)部件的剖面；圖18顯示了打開的可轉(zhuǎn)部件的剖面；圖19顯示了通過不同的具有方形保護(hù)罩的接收器裝置的剖面；圖20顯示了通過不同的具有圓形保護(hù)罩的接收器裝置的剖面；以及圖21顯示了具有打開和閉合的可轉(zhuǎn)部件的接收器裝置。圖13所示的接收器裝置100包括具有所需長度的空心體101，其具有強(qiáng)吸收性的內(nèi)壁。該內(nèi)壁包括多層高質(zhì)量的絕緣材料和外側(cè)的高反射性的金屬片，它們一起用于減小到周圍環(huán)境的熱量流失。下壁102具有狹縫103。在該狹縫中放置了具有較短長度且在其兩個(gè)末端處密封并抽成真空的玻璃管104。這些管允許入射的集中輻射105以不受阻礙的方式透射到空心體101的內(nèi)部。輻射在那里投射到實(shí)際的接收器106上。接收器106可構(gòu)造成能引導(dǎo)介質(zhì)的空心形狀。然而，也可以使用由下述主體形成的接收器，該主體一方面能很好地吸收輻射，另一方面能將所形成的熱量再次釋放給流動(dòng)介質(zhì)。在圖19和20中顯示了這種接收器的實(shí)施方案的變體。在玻璃管104中放置了可轉(zhuǎn)動(dòng)的反射器107，其能夠根據(jù)需要無旋轉(zhuǎn)地和不與外部接觸地處于垂直的或水平的位置。這優(yōu)選地以磁力的方式完成。備選的實(shí)施方案提供了雙金屬元件，其可對接收器的溫度作出反應(yīng)，并在特定溫度下從水平位置切換到垂直位置。關(guān)于這一點(diǎn)，雙金屬元件可以布置在保護(hù)罩101的空心空間中，以便于根據(jù)空心空間的溫度來對可轉(zhuǎn)部件施加作用。在圖21中顯示了一個(gè)用于雙軸集中的集熱器系統(tǒng)的接收器裝置的特定實(shí)施方案。取代細(xì)長的空心體接收器，這里使用了具有旋轉(zhuǎn)對稱性的空心圓柱體108，在其底面110處設(shè)有圓形開口 109。在該開口 109內(nèi)放置了由玻璃制成的抽成真空的空心球體111，該球體也具有能夠旋轉(zhuǎn)的反射器112，作為用于封閉開口 109以防滲透輻射的可轉(zhuǎn)部件。這種接收器相比已知的接收器具有多項(xiàng)優(yōu)勢。尤其是，即使在夜間也可以在接收器裝置內(nèi)維持能夠?qū)嵊捅３衷谝簯B(tài)下的溫度。通過將有效的接收器表面從聚焦區(qū)域中移回，能夠增大能量傳輸表面積，從而達(dá)到能量密度的減少。 本發(fā)明的第三方面涉及用于單軸和雙軸集中的太陽能集熱器的傳感器。使用這樣的傳感器，一方面可以通過測量技術(shù)無接觸式地檢測反射器表面的精度，另一方面可以實(shí)現(xiàn)非常精確的太陽跟蹤。因此，本發(fā)明的任務(wù)是進(jìn)一步發(fā)展這樣的傳感器。該任務(wù)通過下述類型的傳感器來實(shí)現(xiàn)，其中該傳感器具有光電池布置于其中的空心體，并且該空心體具有透光的散射體布置于其內(nèi)的開口，其中，該空心體的外側(cè)構(gòu)造成可反射輻射。關(guān)于這一點(diǎn)，空心體可在其內(nèi)側(cè)完全吸收入射光束。這可以通過遮片、涂黑內(nèi)部表面來實(shí)現(xiàn)。優(yōu)選地凹成薄壁的散射體充當(dāng)位于壁頂部上的點(diǎn)狀光源。因此，散射體應(yīng)當(dāng)構(gòu)造成使得其能很大程度地散射掉投射到外側(cè)上的光束。這可以如下地實(shí)施，即將具有很高光學(xué)折射率的玻璃通過噴砂而粗糙化，其中必須對噴砂工具的物理構(gòu)成和噴射速度進(jìn)行優(yōu)化，以便能夠得到良好的散射效果。取決于應(yīng)用的領(lǐng)域，散射體可以為球形或圓柱形。不同的實(shí)施方案的變體提供了如下，即空心體具有箱形的內(nèi)部形狀、圓柱形的內(nèi)部形狀或錐形的內(nèi)部形狀。一個(gè)特殊的實(shí)施方案提供如下，即空心體具有兩個(gè)光電池。特別是，當(dāng)空心體具有兩個(gè)光電池時(shí)，如果空心體具有兩個(gè)透光的散射體則尤其有利。具有所述類型傳感器的一種特定設(shè)備提供如下，即傳感器布置成使得散射體以如下方式定位，即其朝向遠(yuǎn)離太陽的方向但朝向反射表面。這允許了如下方法，即太陽能集熱器依賴于傳感器處的光強(qiáng)來確定位置。在附圖中顯示了這類傳感器的不同的實(shí)施方案變體，并且將在下面更詳細(xì)地解釋。在附圖中圖22示意性地顯示了用于點(diǎn)狀的和線狀的散射體的打開的傳感器；圖23是根據(jù)圖20的畫出了光路的圖示；圖24是根據(jù)圖20的具有光元件的光路的圖示；圖25顯示了不同散射體的功能；圖26示意性地顯示了通過焦點(diǎn)的傳感器的移動(dòng)；圖27是光電池的強(qiáng)度隨時(shí)間變化的圖示；圖28顯不了具有兩個(gè)散射體和兩個(gè)光電池的打開的傳感器；
圖29示意性地顯示了固定到接收器上的圖28所示的傳感器；圖30顯不了傳感器的一個(gè)備選實(shí)施方案；以及圖31顯示了通過圖30所示的傳感器的剖面。圖22所示的傳感器200具有光電池202布置于其中的空心體201。在空心體201的底部設(shè)有具有球形散射體204的點(diǎn)狀開口 203?？招捏w201的外側(cè)205構(gòu)造成可反射輻射，使得輻射僅能夠通過開口 203透入到空心體201的內(nèi)部。圖22b顯示了一種具有細(xì)長縫隙207和圓柱形散射體208的空心體206的相應(yīng)裝置。如圖22和24所示，散射體帶來如下效果，即空心體201、206之外的很大的輻射強(qiáng) 度導(dǎo)致了空心體內(nèi)的很微弱的但是成比例的輻射強(qiáng)度。散射體204、208在空心體201、206內(nèi)形成的光源的強(qiáng)度按照光電池202、209與光源的距離的平方而減少。所有投射到空心體201、206的光學(xué)黑色的內(nèi)壁上的光束都在那里被吸收。因此,根據(jù)清楚的幾何關(guān)系,原始輻射的一部分投射到位于空心體201、206的上端處的光電池202、209上。圖24a顯示了輻射源與光電池202形成了一個(gè)錐形的空間部件210。因此，光電池202上產(chǎn)生的電壓與外部的輻射強(qiáng)度成比例，但是它極其微弱。圖25顯示了在球形或細(xì)長形散射體的情況中從下方投射的光211在通過散射體212時(shí)如何被散射。為此，顯示了作為散射體213、214、215的不同的散射體幾何形狀。從下方投射的具有很高輻射強(qiáng)度的光211首先散射到下方的光學(xué)粗糙的表面，然后以較低的但是固定的百分比進(jìn)入到玻璃體中。在此處，散射光束在空心體201、206的內(nèi)部投射到散射體的同樣光學(xué)粗糙的表面上，然后在那里再次被散射到所有的方向。只有很小但是固定的百分比以散射的方式進(jìn)入到空心體的內(nèi)部。輻射入口和光電池之間的距離越長，光電池202上的強(qiáng)度越低。如果這種傳感器固定在太陽能集熱器的焦點(diǎn)或焦線的附近，則可以通過裝置的旋轉(zhuǎn)得到如下的結(jié)果，即散射體的外側(cè)部分移動(dòng)通過整個(gè)光錐或光棱柱。圖26a-d顯示了這樣的一個(gè)實(shí)施例。關(guān)于這一點(diǎn)，傳感器中的光電池記錄與光強(qiáng)度成比例的信號。在反射器的形狀存在偏差的情況中，在焦點(diǎn)或焦線的附近會(huì)出現(xiàn)光強(qiáng)度的壓縮和減少?？赡艿氖牵ㄟ^兩個(gè)由傳感器記錄的關(guān)于不同半徑下的旋轉(zhuǎn)角度的強(qiáng)度函數(shù)，就可以進(jìn)行關(guān)于反射器表面的形狀精度的描述。這樣便可以簡單的方式來測量反射器的質(zhì)量。傳感器的進(jìn)一步應(yīng)用是其作為用于太陽跟蹤的測量值轉(zhuǎn)換器的功能。可以將傳感器固定在焦點(diǎn)或焦線的附近，使得相對小的并因而為點(diǎn)狀或線狀的散射體僅僅在反射器的一個(gè)精確的旋轉(zhuǎn)位置處觸碰到光錐或光棱柱的側(cè)面，因此，太陽的進(jìn)一步運(yùn)動(dòng)導(dǎo)致了散射體進(jìn)入到高輻射強(qiáng)度的區(qū)域。然后傳感器記錄電壓的突然升高。如果電壓超出一特定量，則通過繼電器接通發(fā)動(dòng)機(jī)，該發(fā)動(dòng)機(jī)轉(zhuǎn)動(dòng)傳感器和集熱器的裝置，使得散射體再次處于輻射強(qiáng)度區(qū)域之外。結(jié)果，所記錄的電壓之后減小到零，并且發(fā)動(dòng)機(jī)停機(jī)。通過非常簡單的電路就可以實(shí)現(xiàn)所謂滯后的發(fā)生。這意味著接通和斷開的觸發(fā)臨界值彼此不相同。在圖26a中，散射體在精確的角位置處離光棱柱只有很小的距離。當(dāng)太陽進(jìn)一步移動(dòng)時(shí)，散射體進(jìn)入到棱柱中，發(fā)動(dòng)機(jī)接通，直到光電池上的電壓歸零。通過減少滯后，可以使跟蹤的精度精確到所期望的程度。在邊界線處，在零滯后時(shí)跟蹤非常頻繁地發(fā)生。為了將該頻率進(jìn)一步調(diào)節(jié)到合理的程度，僅需要提高滯后。而后發(fā)動(dòng)機(jī)依然繼續(xù)運(yùn)轉(zhuǎn)一段時(shí)間，并且在停機(jī)時(shí)散射體距光棱柱相隔確定的距離。之后程序需要一段特定的時(shí)間，直到作為太陽的進(jìn)一步運(yùn)動(dòng)的結(jié)果散射體再次接觸到光的側(cè)面。由于轉(zhuǎn)換程序的時(shí)間間隔之間存在比例關(guān)系，因此可以這種方式確定跟蹤的精度。在圖27中顯示了隨時(shí)間變化的強(qiáng)度。通過減少滯后，可將精度提高至O. 01°的程度。在這種情況下，時(shí)間間隔僅為10秒。有利的是，所描述的太陽跟蹤的方法與地面控制相結(jié)合。地面控制基于計(jì)算該季節(jié)的精確太陽位置和地理緯度的可能性。僅根據(jù)地面原理的精確控制會(huì)在所有可能公差的調(diào)節(jié)方面帶來很高的成本。

為此，在控制中有利地進(jìn)行情況區(qū)分。在沒有太陽的時(shí)候?qū)Φ孛婵刂七M(jìn)行調(diào)節(jié)，使得反射器總是領(lǐng)先于看不見的太陽一段特定距離。如果太陽因天氣原因再次發(fā)光，則進(jìn)行從地面控制到傳感器控制的轉(zhuǎn)換。根據(jù)所選擇的超前，需要特定的時(shí)間間隔，直到傳感器回到光的側(cè)面。之后，傳感器以所要求的精確度接著跟蹤。圖28和29顯示了處在接收器管道217附近的有利的傳感器216。如果必要的話，可以通過一個(gè)設(shè)在另一個(gè)之后的兩個(gè)散射體218、219來得到不同的控制精度，這取決于所要評估的信號。圖30和31顯示了一種簡單的傳感器220。相比于球形的散射體，圖22b、23b和24b所示的細(xì)長散射體具有如下優(yōu)勢，即由用于固定接收器的構(gòu)件所導(dǎo)致的局部遮蔽被平衡掉了。附圖標(biāo)記列表I 血管2血管結(jié)構(gòu)3血小板4 支架5 長度6支撐結(jié)構(gòu)7圓柱形組織8 內(nèi)部9 內(nèi)腔10 層11原生內(nèi)皮12原生內(nèi)皮20 支架21 基質(zhì)22支撐結(jié)構(gòu)23纖維蛋白膠24 內(nèi)腔
25縫合線末端26 切口30 結(jié)構(gòu)31支氣管內(nèi)膜支架32 軸線32a 外部33聚氨酯膜34支撐結(jié)構(gòu)35捏泰諾縫合線36 球體37 內(nèi)層38載體位置39 箭頭40纖毛表面41 內(nèi)腔42周圍組織
權(quán)利要求
1.用于單軸集中的太陽能集熱器的反射器，具有面板，其特征在于，所述面板是彈性的，并且具有能從相反兩側(cè)將反向的彎矩引入到面板上的機(jī)構(gòu)。
2.根據(jù)權(quán)利要求I所述的反射器，其特征在于，所述彎矩具有不同的大小。
3.根據(jù)上述權(quán)利要求中任一項(xiàng)所述的反射器，其特征在于，反射層是所述面板的結(jié)構(gòu)部分。
4.根據(jù)權(quán)利要求I或2所述的反射器，其特征在于，反射層以形狀匹配的方式安裝到面板上。
5.根據(jù)上述權(quán)利要求中任一項(xiàng)所述的反射器，其特征在于，在面板的每一側(cè)上以具備彎曲剛性的方式安裝了以一定角度相連、優(yōu)選垂直相連的桿，所述機(jī)構(gòu)是長度可調(diào)的拉力件或壓力件，并且通過所述桿來將力引到面板上，這產(chǎn)生了兩個(gè)反向的彎矩，并且彈性地彎曲面板以產(chǎn)生所期望的彎曲線。
6.根據(jù)權(quán)利要求5所述的反射器，其特征在于，壓力由拉力構(gòu)件吸收。
7.根據(jù)權(quán)利要求5或6所述的反射器，其特征在于，成角度地分開的桿具有不同的長度。
8.根據(jù)權(quán)利要求I至4中任一項(xiàng)所述的反射器，其特征在于，在面板的每一側(cè)上固定了扭轉(zhuǎn)剛性的橫向件，并且通過長度可調(diào)的機(jī)構(gòu)來引入力，使得形成兩個(gè)反向的彎矩，并且這兩個(gè)彎矩彈性地彎曲面板以產(chǎn)生所期望的彎曲線。
9.根據(jù)權(quán)利要求8所述的反射器，其特征在于，兩個(gè)橫向件的寬度不同。
10.根據(jù)權(quán)利要求8或9所述的反射器，其特征在于，所述機(jī)構(gòu)是壓力件，并且壓力由彎曲剛性的扭轉(zhuǎn)橫向件吸收。
11.根據(jù)權(quán)利要求8或9所述的反射器，其特征在于，所述機(jī)構(gòu)是長度可調(diào)的拉力件。
12.根據(jù)上述權(quán)利要求中任一項(xiàng)所述的反射器，其特征在于，在構(gòu)造為拉力件或壓力件的機(jī)構(gòu)上安裝了凸輪，并且由太陽跟蹤帶來的旋轉(zhuǎn)通過所述凸輪產(chǎn)生了反射器的與所述旋轉(zhuǎn)相匹配的半徑擴(kuò)大，其中，反射器的半徑通過偏壓壓力件或拉力件來單個(gè)地調(diào)節(jié)。
13.用于高度集中的太陽能集熱器的接收器裝置，具有布置在保護(hù)罩內(nèi)部的接收器，其特征在于，所述保護(hù)罩是不透輻射的，并且具有氣密式密封的開口，輻射能夠通過所述開口透入到保護(hù)罩的內(nèi)部。
14.根據(jù)權(quán)利要求13所述的接收器裝置，其特征在于，保護(hù)罩的內(nèi)側(cè)構(gòu)造成能吸收輻射。
15.根據(jù)權(quán)利要求13所述的接收器裝置，其特征在于，保護(hù)罩的內(nèi)側(cè)構(gòu)造成能反射輻射。
16.根據(jù)權(quán)利要求13至15中任一項(xiàng)所述的接收器裝置，其特征在于，保護(hù)罩是隔熱的。
17.根據(jù)權(quán)利要求13至16中任一項(xiàng)所述的接收器裝置，其特征在于，優(yōu)選由玻璃制成的抽成真空的透明空心體插入到保護(hù)罩的開口中。
18.根據(jù)權(quán)利要求17所述的接收器裝置，其特征在于，在抽成真空的透明空心體內(nèi)插入了可轉(zhuǎn)部件，所述可轉(zhuǎn)部件布置在能阻隔輻射透入的位置以及允許輻射通過的位置。
19.根據(jù)權(quán)利要求18所述的接收器裝置，其特征在于，包括設(shè)于抽成真空的透明空心體外部的磁體，所述可轉(zhuǎn)部件的位置通過所述磁體來調(diào)節(jié)。
20.根據(jù)權(quán)利要求18或19所述的接收器裝置，其特征在于，包括根據(jù)溫度來自動(dòng)調(diào)節(jié)所述可轉(zhuǎn)部件的位置的雙金屬元件。
21.根據(jù)權(quán)利要求18至20中任一項(xiàng)所述的接收器裝置，其特征在于，所述可轉(zhuǎn)部件構(gòu)造成在閉合位置處的朝內(nèi)一側(cè)能反射輻射。
22.根據(jù)權(quán)利要求18至21中任一項(xiàng)所述的接收器裝置，其特征在于，所述可轉(zhuǎn)部件構(gòu)造成在閉合位置處的朝外一側(cè)能反射輻射。
23.根據(jù)權(quán)利要求13至22中任一項(xiàng)所述的接收器裝置，其特征在于，接收器具有至少一個(gè)管道。
24.根據(jù)權(quán)利要求13至22中任一項(xiàng)所述的接收器裝置，其特征在于，接收器具有打開的彎曲金屬片。
25.用于單軸和雙軸集中的太陽能集熱器的傳感器，其特征在于，所述傳感器具有光電池布置于其中的空心體，所述空心體具有光能夠透過的散射體布置于其中的開口，其中所述空心體的外側(cè)構(gòu)造成能反射福射。
26.根據(jù)權(quán)利要求25所述的傳感器，其特征在于，所述散射體是球形的。
27.根據(jù)權(quán)利要求25所述的傳感器，其特征在于，所述散射體是圓柱形的。
28.根據(jù)權(quán)利要求25至27中任一項(xiàng)所述的傳感器，其特征在于，所述空心體具有箱形的內(nèi)部形狀。
29.根據(jù)權(quán)利要求25至27中任一項(xiàng)所述的傳感器，其特征在于，所述空心體具有圓柱形的內(nèi)部形狀。
30.根據(jù)權(quán)利要求25至27中任一項(xiàng)所述的傳感器，其特征在于，所述空心體具有錐形的內(nèi)部形狀。
31.根據(jù)權(quán)利要求13至30中任一項(xiàng)所述的傳感器，其特征在于，所述空心體具有兩個(gè)光電池。
32.根據(jù)權(quán)利要求13至31中任一項(xiàng)所述的傳感器，其特征在于，所述空心體具有兩個(gè)光能夠透過的散射體。
33.包括單向或雙向集中的太陽能集熱器和根據(jù)權(quán)利要求13至32中任一項(xiàng)所述的傳感器的設(shè)備，其特征在于，所述傳感器布置成使得散射體以如下方式定位，即散射體朝向遠(yuǎn)離太陽的方向但朝向反射表面。
全文摘要
本發(fā)明涉及用于單向集中的太陽能集熱器的反射器，包括彈性的面板以及可將反向的彎矩從相反兩側(cè)引入到面板上的機(jī)構(gòu)。本發(fā)明還涉及用于高度集中的太陽能集熱器的接收器，其設(shè)于保護(hù)罩內(nèi)，該保護(hù)罩是不透輻射的，并且具有氣密式密封的開口，輻射能夠通過該開口透入到保護(hù)罩的內(nèi)部。本發(fā)明的一方面涉及用于單軸和雙軸集中的太陽能集熱器的傳感器，其中傳感器具有光電池布置于其中的空心體，該空心體具有光能夠透過的散射體布置于其中的開口，其中空心體的外側(cè)構(gòu)造成能反射輻射。
文檔編號F24J2/14GK102893099SQ201180018320
公開日2013年1月23日 申請日期2011年2月10日 優(yōu)先權(quán)日2010年2月10日
發(fā)明者君特·昆茨, 皮埃爾·洛倫茨 申請人:君特·昆茨, 皮埃爾·洛倫茨