מלכודת hyperthermic של ישיר קרינת השמש (PHRSD)

מראות ממוקדות

ההמצאה הנוכחית משתמשת במיקוד הטבעי של הקרניים במישור המוקד של המראה האוספת (5). משוואת המשטח המשקף של מראות אלה היא במסגרת ייחוס אורטונמלית ישירה (O, x, y, z), על ידי הצבת החלק העליון של המראה ב- O ועל ידי הצבעה של ציר עוז לעבר מרכז השמש לכאורה. (S):
- כאשר למראה יש סימטריה של מהפכה סביב ציר z ("פרבולית למהפכה"):
z (x, y) = (sqrt (x ^ 2 + y ^ 2) - r0) ^ 2/2 / p
- כאשר המראה מוחדרת לאורך ציר ה- x ("פרבולית מוחזרת"):
z (y) = (abs (y) - r0) ^ 2/2 / p
où:
* c / d מציין 'c חלקי d'
* sqrt (c) מציין את 'השורש הריבועי של c'
* abs (d) מציין את 'הערך המוחלט של d'
* p הוא הפרמטר של מישור המוקד (p> 0)
* r0 הוא פרמטר הרדיוס (r0 הוא אלגברי)
* a ^ b מציין 'a לכוחו של b'

לא משנה מה הפרמטרים הקודמים, הקרניים מרוכזות במישור המוקד (13) הממוקם במרחק p / 2 מ- O לאורך ציר עוז. מתברר, על פי הפרמטר r0, 4 משפחות של מראות איסוף:
- משפחת PRFPP אם r0 = 0: "פרבולית למהפכה עם מיקוד עיקרי דייקן" (על עוז),
- משפחת PEFPR אם r0 = 0: "פרבולית מוחזרת עם מוקד ראשי ישר" (לאורך Ox),
- משפחת PRFPC אם r0 אינו אפס: "פרבולית של המהפכה עם מוקד עיקרי מעגלי" (סביב עוז),
- משפחת PEFPBr אם r0 לא אפס: "Parabolic Extruded with Birectilinear Focus Focus" (לאורך Ox),

מראה מהפכנית כדורית עם פרמטר r0 שאינו אפס מה שמפנה את פני המראה כלפי חוץ או פנימה



אופי מוקד מראה: קרניים ישירות מתמקדות במעגל במישור המוקד.

הערה התמקדות זו איכותית יותר מזו של מוארה פרבולית, אך בדרך כלל הצורה הכדורית קלה יותר לייצור מאשר הצורה הפרבולית.

האופי הפרבולי של כל המראות הללו (5) מאפשר מיקוד אופטימלי של קרני שמש ישירות (4) בהתאם לעקרון פרמה. עם זאת, כל צורה קעורה פרבולית מהותית מתאימה. בפרט, כדי להקל על ייצורם, מראות אלה יכולות להפוך לכדוריות או גליליות ברדיוס R, כאשר המוקד (14) נמצא אז במרחק R / 2. במקרה זה המשוואות הופכות ל:
- כאשר למראה יש סימטריה של מהפכה סביב ציר z ("כדורית של מהפכה"):
z (x, y) = R - sqrt (R ^ 2 - (sqrt (x ^ 2 + y ^ 2) -r0) ^ 2)
- כאשר המראה מוחדרת לאורך ציר ה- x ("גלילי מוחץ"):
z (y) = R - sqrt (R ^ 2 - (abs (y) -r0) ^ 2)

מראה פרבולית של מהפכה והתמקדות מושלמת של קרניים ישירות בנקודה.

מראה פרבולית מוחצנת ומיקוד מושלם של קרניים ישירות על קו

אמנם פחות יעיל, אך הפעולה עדיין תהיה טובה בקירוב גאוס ובהתאם לפרמטר r0 מופיעות 4 משפחות חדשות של מראות איסוף:
- משפחת SRFPP אם r0 = 0: "כדורית המהפכה עם מיקוד עיקרי דייקן" (על עוז),
- משפחת CEFPR אם r0 = 0: "גלילי מוחץ עם מיקוד ראשי ישר" (לאורך Ox),
- משפחת SRFPC אם r0 לא אפס 0: "כדורית המהפכה עם מוקד עיקרי מעגלי" (סביב עוז),
- משפחת CEFPBr אם r0 אינו אפס: "גלילי מוחץ עם מיקוד ראשי Birectilinear" (לאורך Ox).

מראות PRFPP, PEFPR, SRFPP ו- CEFPR (r0 = 0) הן המראות שכבר נפוצות בשימוש תרמי סולרי מרוכז; המוקד העיקרי שלהם (14) הוא בהתאמה:
- דייקן על ציר עוז כך ש- OF = p / 2 או R / 2
- ישר ישר לאורך שור: z = p / 2 או R / 2, y = 0

המראות (PRFPC, SRFPC) או (PEFPBr, CEFPBr), המקבילות ל- r0 שאינן אפס, הן ארבע גרסאות ספציפיות של ההמצאה הנוכחית הודות לפרמטר הרדיוס: r0. המיקוד העיקרי שלהם (14) הוא בהתאמה:
- מעגלי סביב ציר עוז כך
o ציר המעגל הוא עוז, מרכזו C
מרכז C ממוקם ב- OC = p / 2 או OC = R / 2
o רדיוס המעגל שווה ל- abs (r0)
- דו זוויתי לאורך שור כזה
o z = p / 2 או z = R / 2
o y = abs (r0) לקו המוקד העליון (14A)
o y = -abs (r0) לקו המוקד התחתון (14B)

אופי מוקד של מראות עם פרמטר r0 שאינו אפס

שורה עליונה r0> 0
שורה תחתונה r0 <0



מראה extruded עמודה שמאל (פרבולית בדוגמה זו)
עמודה ימנית: מראה מהפכה (גם פרבולית)

אם ניקח בחשבון 2 קורות סימטריות ביחס ל- Oz המתכנסות לכיוון המיקוד העיקרי שלהן (14,14A, 14B), המראות (PRFPC, SRFPC) או (PEFPBr, CEFPBr) מגיעות בשתי משפחות משנה:
- אם r0 <0: חצייה (CR) של 2 הקורות לפני המיקוד,
- אם r0> 0: חציית (CR) של 2 הקורות אחרי המיקוד.
לשתי גרסאות אלה אין השפעה על הפעולה מכיוון שהקורות מורכבות מגלים שאינם עולים בקנה אחד עם השני. הגרסה r0> 0 מכבדת את התנאים הגאוסיים טוב יותר מ- r0 <0.
8 המשפחות ותתי המשפחות האפשריות של מראות איסוף מובילות את כל קרני השמש הישירות (4) אל הכניסה (8) של מתחם ECE בצורה של מכלול קורות מתכנסות. שזווית הפתיחה שלה AO יכולה להיות מופחתת במידת הצורך:
- או על ידי הגדלת אורך המוקד עם p או R,
- או על ידי הגבלת היקף המראה,
- או על ידי התאמת שני הפרמטרים בו זמנית.

גיאומטריית מסדרון ללא חזרה,
לכיוון הנסיעה של הקרניים הנכנסות

עֲקוּמָה
עם חתך קבוע, עם חתך קבוע ונקודה זוויתית
עם קטע יורד, קטע יורד ונקודה זוויתית



עֲקוּמָה
עם חתך הולך וגדל, עם חתך גדל ונקודה זוויתית


יָשָׁר: עם קטע יורד, קבוע, הולך וגדל

בפועל, AO <50 מעלות מקובל.
משטח הכניסה (8) של המתחם (ECE) הוא אפוא קטן ככל האפשר אם כי כל הקרניים (4) המשתקפות על מראה האיסוף (5) עוברות דרכו. הגיאומטריה של הכניסה (8) של המתחם (ECE) תלויה במראה (5) המשמשת (tan = הפונקציה המתמטית 'משיק'):
- עבור משפחות PRFPP ו- SRFPP (r0 = 0), זהו דיסק (15A) בקוטר: p tan (DA) / 2 ו- R tan (DA) / 2
- עבור משפחות PEFPR ו- CEFPR (r0 = 0): זהו רצועה (15C) באורך זהה לזה של המראה בשור, ברוחב: p tan (DA) / 2 ו- R tan (DA) / 2
- למשפחות PRFPC ו- SEFPC (r0¹0): זוהי טבעת (15B) של רדיוס ממוצע ABS (r0) ורוחב:
p tan (DA) / 2 ו- R tan (DA) / 2
- למשפחות PEFPBr ו- CEFPBr (r0¹0): מדובר בשתי רצועות (14A, 14B) המשתרעות לאורך Ox, ואורכן זהה לזה של המראה לאורך Ox:
o משפחות משנה חוצות קורות לאחר המוקד (r0> 0):
§ רצועה עליונה (15D):
עבור PEFPBr: y = r0 - p tan (DA) / 4 to y = r0 + p tan (DA) / 4
עבור CEFPBr: y = r0 - R tan (DA) / 4 to y = r0 + R tan (DA) / 4
§ הפס התחתון (15E):
עבור PEFPBr: y = -r0 + p tan (DA) / 4 to y = -r0 - p tan (DA) / 4
עבור CEFPBr: y = -r0 + R tan (DA) / 4 to y = -r0 - R tan (DA) / 4

o משפחות משנה עם חציית קרן לפני המוקד (r0 <0):
§ רצועה עליונה (15D):
עבור PEFPBr: y = -r0 + p tan (DA) / 4 to y = -r0 - p tan (DA) / 4
עבור CEFPBr: y = -r0 + R tan (DA) / 4 to y = -r0 - R tan (DA) / 4
§ הפס התחתון (15E):
עבור PEFPBr: y = r0 - p tan (DA) / 4 to y = r0 + p tan (DA) / 4
עבור CEFPBr: y = r0 - R tan (DA) / 4 to y = r0 + R tan (DA) / 4

גיאומטריה של חלל אפוקלי אנטי-פליטת
סוג קעור / קעור,
עם מראות שיפור קטנות


לכידה גיאומטרית מושלמת של כל קרן שנכנסת לחלל במקביל לציר האופטי שלה