專利名稱:導(dǎo)射體及導(dǎo)射器的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域:
本發(fā)明涉及一種輻射應(yīng)用技術(shù),尤其是一種自動定向疏導(dǎo)輻射的導(dǎo)射體及導(dǎo)射器。
背景技術(shù):
地球到處充滿能量,有人估算,使海水溫度下降0.01K的能量就可以使全世界機器運轉(zhuǎn) 幾年,人類實際需要的能量不過是地球擁有太陽能的萬分之一。那么,為什么人類還鬧能源 危機?除了科技因素之外,與熱力學(xué)第二定律有偏頗不無關(guān)系。為了地球有良好的生態(tài)環(huán)境, 為了人類可持續(xù)健康地發(fā)展生產(chǎn)、發(fā)展經(jīng)濟、發(fā)展社會、擺脫能源危機,必須用通道輻射換 熱定律糾正熱力學(xué)第二定律多種說法的偏頗,拓寬開發(fā)利用可再生能源的途徑。
熱力學(xué)第二定律是關(guān)于熱現(xiàn)象實際宏觀過程進行方向和條件的定律,以往有很多種說法
(且稱之為多說法熱力學(xué)第二定律),主要有(1〉 (1)不可能把熱量從低溫物體傳到高溫物體
而不引起其它變化(克勞修斯,1850); (2)不可能從單一熱源吸取熱量,使之變?yōu)橥耆杏?br>
的功而不產(chǎn)生其它影響(開爾文,1851); (3)不可能制造第二類永動機(普朗克);(4)孤
立系統(tǒng)中實際發(fā)生的過程總要使系統(tǒng)的熵增加(克勞修斯)。
多說法熱力學(xué)第二定律,只是部分熱現(xiàn)象的表達,"熵增加"也只是基于熱量從高溫物體
傳遞到低溫物體的片面過程,難免偏頗。因為在微觀世界及宏觀世界中都存在值得懷疑多
說法熱力學(xué)第二定律的現(xiàn)象;輻射傳熱是高溫低溫互相同時傳遞,并且溫度不是唯一的傳遞
方向決定因素;當(dāng)時解決不了的科技難題,不等于以后永遠(yuǎn)不可能解決,人類科技進步的歷 史就是把以前的"不可能"科學(xué)地變?yōu)榭赡艿臍v史,現(xiàn)代科技已經(jīng)可以把輻射進行整流和聚
集,使熱量從低溫物體自動地流向高溫物體,不引起其它變化;通道輻射換熱定律可以全面
闡明多說法熱力學(xué)第二定律的偏頗。
(一)在微觀世界及宏觀世界中都存在值得懷疑多說法熱力學(xué)第二定律的現(xiàn)象
宏觀過程不引起其它變化的物體熱量傳遞有三種可能高溫低溫互不傳遞、從高溫傳到
低溫、從低溫傳到高溫。多說法熱力學(xué)第二定律承認(rèn)熱量從高溫傳到低溫,否定熱量從低溫 傳到高溫,對高溫低溫互不傳遞似乎不可理喻。
地心400(TC以上數(shù)億年不傳到地面散失,說明物體熱量可以不從高溫傳到低溫。 低密度能量自動流向高密度、自動聚集成高密度能量的自然現(xiàn)象和人為現(xiàn)象很常見,如 在空氣中,低密度能量的水吸收低密度太陽能一水蒸汽勢能—云的勢能一雨、雪、冰雹 勢能一江河流水的高密度勢能動能;低密度能量的水吸收低密度太陽能—水蒸汽勢能一在形 成靜電的條件下云的高能量電能一雷電的高溫高能量;低密度能量空氣分子吸收低密度太陽能—空氣分子聚集能量一大風(fēng)、臺風(fēng)、颶風(fēng)的高密度能量;在一定的空氣、壓力、溫度、濕 度、水分中,植物吸收低密度太陽能將低密度能量的養(yǎng)分轉(zhuǎn)化為較高密度能量的生物能一更 高密度能量的煤、天然氣、石油礦物能;單個發(fā)電機小量電能通過并聯(lián)、串聯(lián)、變壓器流動 到高能量的高壓電路;電池、生物發(fā)電細(xì)胞等小量電能通過并聯(lián)、串聯(lián)聚集成高能量的大電 流、高電壓等等。說明自然界的物體總是按照自己的物質(zhì)、結(jié)構(gòu)、數(shù)量、密度、環(huán)境等因素 形成自己的能量傳遞轉(zhuǎn)換規(guī)律和方向,某些因素使能量從高密度流向低密度,某些因素卻使 能量從低密度流向高密度。熱量是一種能量,沒有理由特殊,"不引起其它變化"未必能夠構(gòu) 成"特殊"的充要條件,在自然界和某些實驗中沒有觀察到熱量從低溫物體自動流向高溫物 體的現(xiàn)象不等于"不可能觀察到",更不等于"不可能存在"。
(二) 純輻射傳熱可能見到低溫向高溫自動傳遞熱量的現(xiàn)象 物體的熱量通過對流、傳導(dǎo)、輻射三種方式傳遞。以對流、傳導(dǎo)方式,物體通過物質(zhì)混
合、接觸、碰撞從高溫向低溫傳遞熱量,不能通過真空傳遞熱量。輻射傳遞熱量是高溫、低 溫互相傳遞,可以不接觸,用熱能一輻射能一熱能的形式在真空、在介質(zhì)中以光速傳遞熱量; 自然界物體都在不斷地向外發(fā)出熱輻射,同時又不斷地吸收其它物體的熱輻射,兩者之間的 差額即是物體之間的輻射換熱量;單純以輻射換熱的系統(tǒng),向外發(fā)出熱輻射與吸收的熱輻射 相等處于熱平衡,向外發(fā)射的熱輻射大于吸收的熱輻射溫度降低,反之溫度升高;物體溫度 越高輻射能力越強,溫度相同,物體的性質(zhì)和表明狀況不同輻射能力不同。既然溫度不是輻 射能力的唯一決定因素,更不是向外發(fā)出輻射與吸收輔射的唯一決定因素,在純輻射交換熱 量的系統(tǒng)中,物體的性質(zhì),物體的表面狀況、輻射傳遞熱量的條件及輻射吸收率等多種因素 起重要作用時,低溫物體向高溫物體傳遞熱量即有可能,從低溫物體傳遞到高溫物體不引起 其它變化的熱量傳遞即可能觀察到。
(三) 現(xiàn)代科技已經(jīng)能夠把輻射進行整流和聚集 大家熟知的光學(xué)儀器可以疏導(dǎo)輻射、聚集輻射,如凸透鏡、凹面反光鏡可以將低密度太
陽輻射的熱能聚集成高密度熱能,但是這種疏導(dǎo)輻射為雙向疏導(dǎo),沒有輻射整流作用?,F(xiàn)代
的光纖技術(shù)已經(jīng)可以單向疏導(dǎo)輻射,對輻射進行整流、聚集。例如
1、 光隔離器和光環(huán)路器'"是一種利用Faraday效應(yīng)制成的使光單向傳輸?shù)姆腔ヒ仔云骷?是在偏振方向互成45。角的兩個偏振器之間安置偏振方向為45°角的Faraday旋轉(zhuǎn)器制成,使 兩個物體之間的輻射沿著單一方向傳輸,不能反向傳輸,起到輻射整流作用。但是,光隔離 器、光環(huán)路器整流輻射時產(chǎn)生其它變化,不能質(zhì)疑熱力學(xué)第二定律。
2、 最基本、最典型的光耦合器是2X2定向耦合器("。這種定向耦合器是由兩條漸變折射率(GI)光纖絞合、加熱、拉錐,使光纖內(nèi)相位匹配的光場由纖芯向外擴散成瞬逝場,進行 能量交換,產(chǎn)生兩光纖之間波導(dǎo)的橫向耦合,能夠?qū)⑾辔黄ヅ涞墓鈭龆ㄏ蝰詈?,定向輸出?有一定的輻射聚焦作用,輻射整流作用不強,按圖5改進輻射整流明顯。
3、星形耦合器"〉有M個輸入端和N個輸出端,表示成MXN,中間是耦合區(qū),它把M 路輸入光纖送來的光信號合起來分送到N路輸出光纖。由于輻射折返和耗損等,即使N〈M, N路光纖輸出的輻射能密度也未必大于M路光纖輸入的輻射能密度,沒有確切的輻射整流和 輻射聚集作用,按圖6、圖7、圖8改進可明確地使輻射具有整流和聚集作用。 (四)質(zhì)疑熱力學(xué)第二定律
1、 將2X2定向耦合器改進成(見圖5): (1)GI光纖2不拉錐,并且將輸入端②用高反 膜封閉。(2) GI光纖1的輸出端③按熱輻射相位與GI光纖1絞合、加熱、拉錐。那么(a) 令"定向耦合器"是孤立系統(tǒng)中純輻射傳熱的兩個物體熱輻射唯一通道。(b)從GI光纖2的 輸出端④進入的光輻射被GI光纖2輸入端②的高反膜全反射,從輸出端④輸出。(c)從GI 光纖1輸入端①進入的相位匹配的熱輻射,從拉錐的輸出端③的纖芯向外擴散成瞬逝場,橫 向耦合到GI光纖2,從輸出端④輸出。因此,熱輻射只可以從輸入端①進入耦合器,從輸出 端④輸出,熱輻射不能逆向傳輸,變成熱輻射整流體,輸入端①為負(fù)極,輸出端④為正極。 熱量通過整流體自動地從負(fù)極的低溫物體傳到正極的高溫物體,不產(chǎn)生其它變化,可質(zhì)疑熱 力學(xué)第二定律。
2、 將MXN星形耦合器改進成(1) M條GI光纖1的輸出端按熱輻射相位與一條GI光 纖2絞合、加熱、拉錐。(2) GI光纖2不拉錐,輸入端用高反膜封閉(見圖6)或?qū)I光纖 2彎曲成兩端都是輸出端(見圖7、圖8)。那么(a)令"星形耦合器"是孤立系統(tǒng)中純輻 射傳熱的兩個物體熱輻射唯一通道。(b)從GI光纖2的輸出端進入的輻射被高反膜全反射自 我回輸,或從彎曲的另一輸出端自我回輸;(c)從M條GI光纖1的輸入端進入的熱輻射,從 纖芯拉錐處向外擴散成瞬逝場,橫向耦合到GI光纖2,全部從GI光纖2的輸出端輸出。這 樣一來,從M條GI光纖輸入端進入的熱輻射和從GI光纖2輸出端逆向進入的熱輻射,全部 從一條GI光纖2的輸出端輸出,MXN星形耦合器即變成了MX1熱輻射整流體,M條GI光纖
l輸入端為負(fù)極,GI光纖2輸出端為正極。M l,負(fù)極的低密度熱輻射聚集成正極高密度的
熱輻射輸出,是聚集輻射整流體,簡稱聚射體。熱量通過光纖從低溫物體自動地聚集到高溫 物體,無摩擦,不做功,不產(chǎn)生其它變化,可以質(zhì)疑熱力學(xué)第二定律。 (五)通道輻射換能定律、通道輻射換熱定律
把"整流體"、"聚射體"等歸納到定向疏導(dǎo)輻射的體系一導(dǎo)射體系。用輻射換熱的基本定律(斯蒂芬一玻而茲曼定律)(3)研究導(dǎo)射體系
Stefen-Boltzmann定律表明黑體在單位時間內(nèi)通過單位面積向外輻射的能量(即輻射力)
E。和絕對溫度的四次方成正比。即E。-Ao。"T ①
或 E。-AC。(T/100" 式中E。~~黑體發(fā)射的輻射能,W/m2 :
A——物體的輻射面積,m2 ;
T——絕對溫度,K;
0"。——斯蒂芬一玻而茲曼常數(shù),其值為5.67X10"w/(m2《4》 C?!隗w輻射系數(shù),其值為5.67W/(m2《,) 因為一切實際物體輻射能力e (發(fā)射率,又稱黑度)都小于同溫度下黑體的輻射能力,所 以實際物體發(fā)射的輻射能可以在①式的基礎(chǔ)上得到
E=£ACToT4 ② 設(shè)孤立系統(tǒng)中純輻射傳熱的物體1與物體2之間,輻射面A與輻射面AA的通道是唯 一輻射通道;物體1的溫度為T"輻射面積為A,輻射發(fā)射率為£12,到達物體2的輻射射達 率為ilm物體2輻射吸收率為a,2 (A, T),用au表示,物體2吸收輻射能為E12;物體2 的溫度為T2,輻射面積為AA,輻射發(fā)射率為£21,到達物體l的輻射射達率ri",物體l輻射 吸收率為a" (A,T),用ttn表示,物體1吸收輻射能為E21,從②式得到
El2 = £l2 !ll2Qfl2A CToTi4 ③ EsF&l tl2lQ 21 AAO"oT24 ④
令物體l與物體2的吸收輻射能之比E!:FEu/EM,輻射的發(fā)射率比£1:2=£12/£21、射達率 比iU:2二 il12/il21、吸收率比0 1:2二"12/0 21、熱輻射面積之比A1:2=A/AA。溫度4次方之比 TV/ T24 = (T1:2)4
E21^0, E12/E21= (£12/ £21) (ii12/ii21) (Qf12/a 21) (A/AA) (TV/TV)
貝lj: E1:—£1:2ru:2Qfl:2A1:2(T1:2)4 ⑤
艮P-在孤立系統(tǒng),通道兩端物體純輻射交換能量的比值與物體輻射發(fā)射率比、輻射射達 率比、輻射吸收率比、輻射面積比以及絕對溫度4次方的比成正比。此即通道輻射換能定律
(波導(dǎo)換能定律)。如果交換的能量可以視為純熱輻射,則成為波導(dǎo)換熱定律在孤立系統(tǒng), 通道兩端物體純輻射交換熱量的比值與物體熱輻射發(fā)射率比、輻射射達率比、輻射吸收率比、輻射面積比以及絕對溫度4次方的比成正比。交換熱量的比值用Qk2表示,表達公式為:
Q1:2 = ei:2TU:2ff1:2A1:2 (Tl:2"
(六)通道輻射換熱定律全面闡明了多說法熱力學(xué)第二定律的偏頗
從上面⑤、 式知道純輻射換能的兩個物體熱量流向,是由熱輻射能交換量的比值確定,并不像多說法熱力學(xué)第二定律說的那樣完全由溫度高低確定。只要滿足01:2>1,就可以使熱量進行整流、聚集,不分溫度高低地使物體l向物體2自動地傳遞熱量。
目前的科技可以根據(jù)通道輻射換能定律,調(diào)整£1:2、 !U:2、 0 1:2、 A口任意項滿足E"〉1
條件,制造以這些項作為型號的一系列輻射整流、輻射聚集的定向疏導(dǎo)輻射的物體——導(dǎo)射
體。如A型導(dǎo)射體(圖1、圖2、圖3), il型導(dǎo)射體(圖6), An型導(dǎo)射體(圖7、圖8、圖9)、 ritt型(圖5),還有Aiia型、£型、AE型、q6:型、A r^型等等數(shù)十種以上的導(dǎo)射體。其中,具有把低密度輻射聚集成高密度輻射作用的導(dǎo)射體(如含有調(diào)整Ah2的二極體、多極體)又稱聚射體。
孤立系統(tǒng)內(nèi)純波導(dǎo)換熱,調(diào)整Au2使低溫物體向高溫物體傳遞熱量舉例如下若物體l與物體2為同一種物質(zhì),表面狀況相同,Q1:2=l、 £1:2=1、 ru:2 = i、 ai:2=1,
⑥式簡化為在⑦式中,設(shè)八1:2=10,
A1:2= (T2:1)4
Tf243K吋,
L-273K時,Tf300K時,
⑦
T^432K;
T屮485K;T^533K。
換算成聶氏溫度 T\=243K=-30°C, T2=432K=159°C;
1\=273&=0°(:, T2=485K=212°C;Ti二300K二27。C, T2=533K=260°C。
即Q1:z=l、£1:2=l、 7j1:z = l、 CK1:2=1、 Au2-10時,一30°C的低溫物體1與159°C的高
溫物體2、 0。C的物體1與212。C的物體2、 27。C的物體l與260。C的物體2處于熱平衡。
當(dāng)01:2>1時,A1:2>(T2:1)S在輻射通道兩端,物體2吸收的熱量比物體1多,_30°C
的低溫物體l向159。C以下的物體2、 (TC物體1向212。C以下的物體2, 27°C的物體1向260°C以下的物體2自動地傳遞熱能,出現(xiàn)熱量自動地從低溫物體傳遞到高溫物體的現(xiàn)象,聚集冰、雪的熱輻射取暖、煮飯、做菜成為可能,制造聚射空調(diào)、聚射冰箱成為可能。用熱力學(xué)第二定律的克勞修斯熵增加原理計算導(dǎo)射體熱量傳遞過程中的熵變設(shè)孤立系
統(tǒng)中純輻射傳熱的物體l和物體2的溫度分別為Th T2,且KT"兩個物體通過導(dǎo)射體傳遞熱量,導(dǎo)射體負(fù)極向物體l,正極向物體2,在微小時間At內(nèi)從物體l傳遞到物體2的熱量為AQ,并且在可逆的等溫過程中進行。那么通道純輻射傳熱與純傳導(dǎo)傳熱有同樣的計算
方法(4):
物體l的熵變?yōu)?ASf—AQ/n物體2的熵變?yōu)?AS2=AQ/T2在這微小時間內(nèi),此孤立系統(tǒng)的熵變?yōu)? AS二厶S^厶S^—AQ/Ti+AQ/T2由于Ti〈T2,所以 AS<0
計算結(jié)果表明,在這個孤立系統(tǒng)中導(dǎo)射體純輻射進行的熱傳遞過程,熵是減小的,與孤立系統(tǒng)中進行熱傳遞過程的熵增加原理相背,說明熱力學(xué)第二定律熵增加原理是片面的。
導(dǎo)射體能夠自動定向疏導(dǎo)輻射,具有負(fù)極和正極。負(fù)極射入的輻射多于射出的輻射,正極射出的輻射多于射入的輻射,因此,負(fù)極成為低溫?zé)嵩?,正極成為高溫?zé)嵩础T诰凵潴w,負(fù)極大面積的低密度熱輻射聚集成正極小面積高密度熱輻射,輻射密度提高數(shù)十、數(shù)百、數(shù)千倍以上,負(fù)極(TC左右的低溫直接聚集為正極IOO(TC以上的高溫成為可能。
由于聚射體把負(fù)極的低溫?zé)嵩粗苯愚D(zhuǎn)化為正極的高溫?zé)嵩矗阅茉谝粋€熱源內(nèi)創(chuàng)造溫差足夠大的三種溫度——負(fù)極溫度<熱源溫度<正極溫度——的環(huán)境。假如用大量聚射體正極向容器內(nèi)做聚熱器創(chuàng)造正極溫度,用大量聚射體負(fù)極向容器內(nèi)做制冷器創(chuàng)造負(fù)極溫度,聚熱器不斷從單一熱源獲取大量熱輻射使熱載體迅速升溫,制冷器不斷從容器內(nèi)大量獲取熱輻射使熱載體迅速降溫,聚熱器與制冷器之間的熱載體將形成足夠大的溫差,給第二類永動機把熱量轉(zhuǎn)化為有用功準(zhǔn)備了必要的條件。比如透平機的機軸連接發(fā)電機,聚熱器從單一熱源獲取大量熱能使容器內(nèi)的熱載體迅速升溫升壓,驅(qū)動透平機運轉(zhuǎn)發(fā)電后排入低溫低壓的制冷器,再由發(fā)電機供電的壓縮機將低溫?zé)彷d體輸送到聚熱器重新加溫加壓循環(huán)使用。這樣,熱載體不斷從單一熱源吸取熱量驅(qū)動透平機發(fā)電、供電的封閉系統(tǒng),實現(xiàn)了 "從單一熱源吸取熱量,使之變?yōu)橥耆杏玫墓Χ划a(chǎn)生其它影響",制成了 "第二類永動機"。
至此,把多說法熱力學(xué)第二定律的各種"不可能"全部科學(xué)地變?yōu)榭赡埽C明熱力學(xué)第二定律的多種說法確實都存在偏頗。因此,熱力學(xué)第二定律應(yīng)該糾正為在孤立系統(tǒng)中,可以忽略輻射面積、輻射發(fā)射率、輻射到達率、輻射吸收率的熱輻射傳熱以及混合傳熱、熱傳導(dǎo)、熱對流,實際發(fā)生的過程總要使系統(tǒng)的熵增加,不引起其它變化的熱量傳遞宏觀現(xiàn)象是熱量由高溫物體流向低溫物體。
發(fā)明內(nèi)容
能源危機是震撼世界的大問題,最好的解決辦法是全面開發(fā)利用取之不盡、用之不完的可再生能源,為此,本發(fā)明公開了導(dǎo)射體以及利用導(dǎo)射體制造的一些導(dǎo)射器。一、導(dǎo)射體
導(dǎo)射體包含自動定向疏導(dǎo)輻射通道、負(fù)極、正極,特征在于:自動定向疏導(dǎo)輻射通道具有自動地定向疏導(dǎo)輻射的作用,自動定向疏導(dǎo)輻射通道兩端為負(fù)極、正極,從負(fù)極射入的輻射多于射出的輻射,從正極射出的輻射多于射入的輻射,形成自動波導(dǎo);結(jié)構(gòu)有單構(gòu)件自動波導(dǎo)結(jié)構(gòu)、多構(gòu)件自動波導(dǎo)結(jié)構(gòu)、構(gòu)件組合自動波導(dǎo)結(jié)構(gòu)。其中,從正極射出的輻射密度大于從正極射入的輻射密度,等于、小于從正極射入與從負(fù)極射入的輻射密度之和為整流體;從正極射出的輻射密度大于從正極射入的輻射密度與從負(fù)極射入的輻射密度之和為聚射體。
(1) 單構(gòu)件自動波導(dǎo)結(jié)構(gòu)的特征在于由一個構(gòu)件介質(zhì)構(gòu)成自動波導(dǎo),波導(dǎo)有錐度,波導(dǎo)兩端為負(fù)極、正極。例如漏斗形自動波導(dǎo)結(jié)構(gòu)(圖l、圖2)、錐形自動波導(dǎo)結(jié)構(gòu)(圖3)。
(2) 多構(gòu)件結(jié)構(gòu)包括雙構(gòu)件自動波導(dǎo)結(jié)構(gòu)、雙構(gòu)件以上的自動波導(dǎo)結(jié)構(gòu),特征在于一個自動波導(dǎo)由兩個、兩個以上的構(gòu)件介質(zhì)構(gòu)成,自動波導(dǎo)兩端為負(fù)極、正極,負(fù)極介質(zhì)連接在正極介質(zhì)上定向疏導(dǎo)輻射。
所謂負(fù)極介質(zhì)是指一個自動波導(dǎo)由兩個、兩個以上的構(gòu)件介質(zhì)構(gòu)成,負(fù)極所在的介質(zhì)。所謂正極介質(zhì)是指一個自動波導(dǎo)由兩個、兩個以上的構(gòu)件介質(zhì)構(gòu)成,正極所在的介質(zhì)。
正極介質(zhì)2,有彎柱形結(jié)構(gòu)(圖7)、環(huán)柱形結(jié)構(gòu)(圖8),有用高反膜5封閉負(fù)極方向端面的柱形結(jié)構(gòu)(圖5、圖6)及具有某種錐度或其它形狀的結(jié)構(gòu)(圖15)。
柱形介質(zhì)在此定義為任何兩個橫剖面的面積都基本相等的介質(zhì)剖面結(jié)構(gòu),其中包括軟、硬、長、短的各種橫剖面面積基本相等的介質(zhì)結(jié)構(gòu),如圓柱體、棱柱體、帶形、板形結(jié)構(gòu)。
漏斗介質(zhì)在此定義為一個端面大一個端面小的介質(zhì)剖面結(jié)構(gòu);其中包括硬的、軟的、圓形、菱形介質(zhì)、尖端平鈍的楔子形介質(zhì)。
錐形介質(zhì)在此定義為一個端面大一個端面無限小的介質(zhì)剖面結(jié)構(gòu);其中包括硬的、軟的、圓形、菱形錐形介質(zhì)、劈形尖銳介質(zhì)。
雙構(gòu)件結(jié)構(gòu)的例子錐形負(fù)極漸變折射率(GI)介質(zhì)1連接在柱形正極GI介質(zhì)2上的自動波導(dǎo)結(jié)構(gòu)(圖4、圖5);柱形負(fù)極階躍折射率(SI)介質(zhì)1環(huán)繞連接正極GI介質(zhì)2的雙柱形自動波導(dǎo)結(jié)構(gòu)(圖9)。
雙構(gòu)件以上自動波導(dǎo)結(jié)構(gòu)的例子多個椎形負(fù)極GI介質(zhì)1連接在柱形正極GI介質(zhì)2上的自動波導(dǎo)結(jié)構(gòu)(圖6、圖7、圖8),多個柱形負(fù)極SI介質(zhì)1環(huán)繞連接正極GI介質(zhì)2的自動波導(dǎo)結(jié)構(gòu)(圖IO)。
(3) 構(gòu)件組合結(jié)構(gòu)的特征在于由多個沒有極性的介質(zhì)有次序、有規(guī)則地組合排列為自動波導(dǎo),自動波導(dǎo)兩端為負(fù)極、正極(圖17)。
構(gòu)件組合結(jié)構(gòu)通常是用影響輻射發(fā)射、輻射傳導(dǎo)、輻射吸收,影響熱傳導(dǎo)、熱對流的介質(zhì)按照一定次序、規(guī)律進行組合排列,共同構(gòu)成自動波導(dǎo)的結(jié)構(gòu)。例如貼膜整流體(圖17)。
(4) 導(dǎo)射體分為輻射二極體(簡稱二極體)、輻射多極體(簡稱多極體)、輻射可控導(dǎo)射體(簡稱控體)。
二極體的特征在于 一個物體具有自動波導(dǎo)和負(fù)極、正極,從
多極體的結(jié)構(gòu)特征在于由多個構(gòu)件構(gòu)成自動波導(dǎo),有多個負(fù)極、正極,負(fù)極、正極分散在幾個構(gòu)件上,從負(fù)極射入、從正極射出的輻射頻譜有差異。如圖6、圖7、圖8、圖10、圖14各個負(fù)極射入的輻射具有不同頻譜成為負(fù)極多極體。圖ll、圖12各個正極耦合不同的輻射頻譜射出成為正極多極體。
控體的結(jié)構(gòu)特征(圖12)在于 一個物件的自動波導(dǎo)由負(fù)極介質(zhì)1、基質(zhì)7和光闌8、正極介質(zhì)2構(gòu)成,負(fù)極介質(zhì)1連接在正極介質(zhì)2上定向波道,在正、負(fù)極介質(zhì)的耦合處安置光闌8控制負(fù)極向正極耦合輻射的強度。
二、導(dǎo)射器
以導(dǎo)射體為基本結(jié)構(gòu),能做很多導(dǎo)射體物品,統(tǒng)稱導(dǎo)射器。鑒于篇幅僅介紹聚射體陣列、聚熱器、制冷器、聚射光伏發(fā)電、聚射傳感器、聚射透平機、太陽能綜合利用器。
(1) 聚射體陣列是由聚射體正、負(fù)極規(guī)則地組合排列而形,式樣很多,用途各異。如圖13屏阻漏斗SI聚射體陣列,主要由負(fù)極介質(zhì)l、正極介質(zhì)2、真空屏4、高反膜5、
漏斗形聚射體6構(gòu)成;負(fù)極介質(zhì)l、正極介質(zhì)2、真空屏4給漏斗形聚射體創(chuàng)造純輻射傳熱條件,漏斗形聚射體陣列從負(fù)極的系統(tǒng)a將熱量聚集到正極的系統(tǒng)b。
圖14的多級屏阻錐形GI聚射體陣列,主要由負(fù)極介質(zhì)l、正極介質(zhì)2、真空屏4、高反膜5、錐一柱GI聚射體6構(gòu)成;負(fù)極介質(zhì)l、正極介質(zhì)2、真空屏4給漏斗形聚射體創(chuàng)造純輻射傳熱條件,多層錐一柱GI聚射體陣列從系統(tǒng)a將熱量聚集到系統(tǒng)b。
(2) 透光聚射體陣列(圖15)由負(fù)極介質(zhì)l、錐一柱GI聚射體6、正極介質(zhì)2和基質(zhì)7構(gòu)成。圖中,下兩個聚射體的正極介質(zhì)耦合可見光輸送到系統(tǒng)b;熱輻射、紫外線由耦合熱輻射、紫外線的正極介質(zhì)輸送到相應(yīng)的應(yīng)用器。上面一個的聚射體將可見光、紅外線、紫外線分別耦合到相應(yīng)的正極介質(zhì)輸送到應(yīng)用器。
(3) 制冷器(參看圖16、圖19、圖20、圖21)由導(dǎo)射體陣列、容器構(gòu)成。導(dǎo)射體陣列的負(fù)極面向著容器內(nèi)形成制冷器。
(4) 聚熱器(圖16及圖20、圖21),主要由屏阻錐一柱GI聚射體6、容器構(gòu)成。單獨的密封式聚熱器(圖16)除了屏阻錐一柱GI聚射體陣列正極向著容器內(nèi)之外,容器還需要配備光閥15、光纖21、保險閥14、制冷器ll等安全保障、熱量輸出裝置。
(5) 聚射光伏發(fā)電(圖18),是導(dǎo)射體陣列與光伏電池的結(jié)合。導(dǎo)射體陣列將輻射疏導(dǎo)到光伏電池16,獲取光伏電流。
(6) 聚射傳感器(圖19)主要由物鏡17、輻射制冷器ll、聚射體6,光纖21、調(diào)控器19、顯示器20組成。調(diào)控器19將物鏡的物方焦點調(diào)到觀察面上,構(gòu)件連接次序是物鏡17一制冷器ll一導(dǎo)射體6 —光纖21 —調(diào)控器19一顯示器20。
(7) 聚射透平機(圖20)主要由聚射體6、聚熱器IO、制冷器ll、透平機22、回流道13、壓縮機23、單向閥24、節(jié)流闊25、熱載體構(gòu)成。結(jié)構(gòu)特點是聚熱器10內(nèi)裝熱載體,聚熱器10與透平機22的進氣口連通,透平機22的排氣口連通制冷器11、制冷器通過回流道13與聚熱器10連通,回流道13有壓縮機23、單向閥24、節(jié)流閥25促使熱載體循環(huán)做功。
(8) 聚射太陽能綜合利用器發(fā)電(圖21)主要由聚射體6、光纖21及輻射效應(yīng)器組成。結(jié)構(gòu)特點是聚射體陣列6通過光纖2I將太陽能的紫外線、可見光、紅外線分別輸送到輻射能效應(yīng)器。
本發(fā)明的優(yōu)點和積極效果
1、 導(dǎo)射器將和電器競爭。導(dǎo)射體、導(dǎo)射器可以與電子元件、電器對應(yīng)。如電子管一二極體、多極體、控體,變壓器一聚射體,電容器一聚熱器,電阻一熱阻,電線一光纖,集成電l集成光路等等。因此,用導(dǎo)射體可以制造出具有電器功能的導(dǎo)射器與之競爭。
導(dǎo)射體、導(dǎo)射器直接使用熱能比通過電器間接使用熱能更方便,導(dǎo)射器比電器使用熱能更優(yōu)越。如"導(dǎo)射儲能空調(diào)器"自動降溫,同時將熱量儲存,用于煮飯、炒菜、發(fā)電,比耗電大戶——電子空調(diào)機優(yōu)越;"導(dǎo)射儲能冰箱"自動制冷,同時儲存熱量待用,比耗電的電冰箱優(yōu)越;第二類永動機比電動機優(yōu)越;導(dǎo)射體影碟機、導(dǎo)射體電視機、導(dǎo)射體計算機等等也將會誕生,與電視機、電子影碟機、電子計算機等等競爭。
2、 普及生態(tài)居室。在屋頂、墻壁、窗戶安裝太陽能綜合利用器,在屋前、屋后、道路等室外安置美化環(huán)境的聚射花草樹木,屋內(nèi)、室外有用不完的能量,24小時享受使用太陽能的便利可見光用光纖傳輸?shù)轿輧?nèi)照明;紅外線送制熱器儲存,供應(yīng)紅外線應(yīng)用器作取暖、燒水、煮飯、炒菜、照明、發(fā)電;紫外線送光伏電池發(fā)電及做殺菌消毒使用;屋內(nèi)裝飾品用聚射體制作,既美觀又是空調(diào)。聚射體在制冷的同時還制淡水,雨水和各種廢水都可以用聚射體處理循環(huán)使用,完全沒有必要使用外來電源和燃料和水。
3、 生態(tài)農(nóng)牧業(yè)。用太陽能綜合利用器建設(shè)大棚、大樓,建立流水線自動化的"輻射生物工廠",將棚內(nèi)的光照和小氣候按生物生長調(diào)節(jié)到最佳形態(tài),使生產(chǎn)周期最短、產(chǎn)量最高、質(zhì)量最好。工業(yè)化流水線生產(chǎn)出人類食品(如稻、麥、牛、羊、食用菌等等)。在工廠內(nèi),用低溫、高溫、高密度輻射進行殺蟲、殺菌,無需農(nóng)藥,無藥害。
4、 自足工廠。用太陽能綜合利用器收集、利用太陽能,可以滿足任何工廠的能量需要。用能量多的工廠可以收集公路、街道、廣場的太陽能使用。用能量特別多的工廠使用沙漠、曠野、海洋輸送來的太陽能,或者直接遷移到沙漠、海邊、海洋,那里有用不完的能量。
5、 改善環(huán)境。聚射體聚集太陽能的能力比植物強得多,用聚射體制作花草樹木、裝飾品美化城鎮(zhèn)的街道、公路、廣場、曠地,將大量太陽能吸收、聚集、使用,能降溫、取暖、發(fā)電,城市更美麗、不再炎熱,居民、工廠、機關(guān)有用不完的能量。
6、 太陽能運輸。光伏發(fā)電的太陽能利用率只有3% 15%,電量受到陽光強弱的影響太大,使太陽能車、船、飛機實用價值不大。聚射體可以把太陽輻射及太陽能轉(zhuǎn)化為地球物質(zhì)的熱輻射晝夜不停地分頻利用,太陽能利用率達到60%以上,車、船、飛機具有實用價值。
目前,交通運輸?shù)幕剂先紵磕昱懦鯟Ch數(shù)十億噸。停止火力發(fā)電,交通運輸、取暖、煮飯、炒菜改用太陽能,每年約減少一百億噸C02排放,有效緩解地球變暖。
7、 調(diào)度水源。用大型制冷器將海、湖、河水大量制冰,用聚射車、船、飛機低成本輸送到需淡水的地方,調(diào)度全球用水。制冰的同時,得到大量熱輻射,供各種能量需要。
另一種調(diào)度水的重要措施是制造人工氣候在干旱需水的地區(qū)上空,根據(jù)氣流情況,用足夠多的太陽能飛機產(chǎn)生足夠多的冷空氣形成人工寒流,制云造雨,緩解旱情、炎熱;雨水過多,可能造成澇災(zāi)時,也可以用太陽能飛機使雨水在澇區(qū)以外降落,減輕、消除澇災(zāi)。
8、 適應(yīng)惡劣環(huán)境。用聚射器做車輛、飛機、衣服、生態(tài)屋、光子工農(nóng)牧業(yè)、聚射體花草樹木,供給足夠的調(diào)度水、動植物等等,在十分惡劣的環(huán)境中能建造美麗、舒適、宜人的環(huán)境。如在惡寒的地球兩極、燥熱的沙漠、荒蕪的海島,甚至在荒涼缺氧的月亮和其它星球都可以建造適合人類生活的別具一格的"生態(tài)居室";穿著導(dǎo)射體空調(diào)衣,可以在各種寒冷、高溫、缺氧的環(huán)境中得到最舒適的溫度、濕度和氧量。
沙漠日益擴大是世界難題。國家將水電站、核電站、火電站的投資放到沙漠,在沙漠建造大型太陽能熱電站,太陽能工農(nóng)牧業(yè),太陽能生態(tài)村,號召有志者前往居住、工作,把沙漠變綠洲,成本低、效益好,縮小沙漠。
9、 促進顯微科學(xué)發(fā)展。聚射傳感器作為顯微鏡,最小分辨角、分辨本領(lǐng)比光學(xué)顯微鏡大,像素可以達到一億以上,圖像非常清晰,能立體、活體、動態(tài)觀擦微生物、微小物件及人體內(nèi)的活器官,有益于顯微科學(xué)發(fā)展。
10、 促進天文及各種監(jiān)測的發(fā)展聚射傳感器作為天文望遠(yuǎn)鏡使用時,物鏡點陣的直徑可以達到數(shù)公里以上,比目前世界最大的光學(xué)天文望遠(yuǎn)鏡口徑大數(shù)百、數(shù)千倍以上,象素達一億以上,像素亮度大,因此,最小分辨角、分辨本領(lǐng)是光學(xué)天文望遠(yuǎn)鏡無可比擬的,能夠看清更遠(yuǎn)、更小、更暗的天體。把聚射傳感器發(fā)射到地球軌道,晝夜掃描、跟蹤、分析、監(jiān)測地球的各種輻射變化,能及時、準(zhǔn)確的向人們預(yù)報各種自然災(zāi)害,避免很多損失。
11、 增強熱力學(xué)活力。通道輻射換能定律沖破多說法熱力學(xué)第二定律禁錮,讓人們更深入地認(rèn)識熱力學(xué),使熱力學(xué)更加充滿活力。
12、 某種程度的"隱身"。由于房屋外來光線全部被截獲、保存、使用,屋內(nèi)光線不外泄,屋內(nèi)可以清楚看見屋外景物,屋外卻見不到房屋的物體,紅外線拍照、紅外夜視鏡也見不到房屋及屋內(nèi)物品,形成"隱身"。同理,其它物體都可以"隱身"、甚至"透明"。
13、 增強國防、隱蔽戰(zhàn)爭
用聚射傳感器從地球軌道可以監(jiān)護國防,也可以從地面清楚地看到遙遠(yuǎn)的空間,提前發(fā)現(xiàn)侵犯的飛行物,保衛(wèi)領(lǐng)空。相對隱身的導(dǎo)射體艦船、潛艇,以海水熱能做動力,長期在海上、水下巡防,保衛(wèi)海疆。相對隱身的導(dǎo)射體飛機,可以從太陽、空氣及其他物體獲得能量,任意長途飛行保衛(wèi)領(lǐng)空。相對隱身的導(dǎo)射體坦克、裝甲車等,能夠長途行駛,增加防護半徑。
聚射體能夠?qū)⒌兔芏容椛渚奂蓸O高密度輻射,制成威力強大的輻射武器,把爆破殺傷推進到輻射殺傷。加上相對隱形的技術(shù),更增加了戰(zhàn)爭的隱蔽性、突然性和復(fù)雜性。
圖1漏斗單構(gòu)件SI聚射體結(jié)構(gòu)示意圖。圖3椎形單構(gòu)件GI聚射體結(jié)構(gòu)示意圖。圖5錐一柱雙構(gòu)件GI整流體結(jié)構(gòu)示意圖。圖7錐一彎柱多構(gòu)件GI聚射體結(jié)構(gòu)示意圖。圖9雙柱雙構(gòu)件整流體結(jié)構(gòu)示意圖。圖ll分輸五極體結(jié)構(gòu)示意圖。
圖2漏斗單構(gòu)件GI聚射體結(jié)構(gòu)示意圖。圖4椎一柱雙構(gòu)件GI聚射體結(jié)構(gòu)示意圖。圖6錐一柱多構(gòu)件GI聚射體結(jié)構(gòu)示意圖。圖8錐一環(huán)柱多級GI聚射體結(jié)構(gòu)示意圖。
圖io柱一柱多構(gòu)件聚射體結(jié)構(gòu)示意圖。
圖12闌控分輸五極體結(jié)構(gòu)示意圖。圖13屏阻漏斗陣列SI聚射體示意圖。 圖14屏阻多級錐形GI聚射體結(jié)構(gòu)示意圖。
圖15透光導(dǎo)射體陣列結(jié)構(gòu)示意圖。 圖16聚熱器結(jié)構(gòu)示意圖。
圖17貼膜整流體結(jié)構(gòu)示意圖。 圖18聚射光伏發(fā)電結(jié)構(gòu)示意圖。
圖19聚射傳感器結(jié)構(gòu)示意圖。 圖20聚射透平機結(jié)構(gòu)示意圖。
圖21聚射太陽能綜合利用器發(fā)電示意圖。
圖中標(biāo)號所示
1 -一負(fù)極介質(zhì),2--正極介質(zhì),3-透明介質(zhì),4一真空屏,5—高反膜,
6 -一聚射體,7—-基質(zhì)及護層,8—-光闌,9~增透膜,io—聚熱器,
ll--制冷器,12—-聚射體陣列,is-一回流道,14一保險閥,15—光闊,
lG-一光伏電池,17—-物鏡,一毛面黑體,19~調(diào)控器,20~顯示器,
21-一光纖,22--透平機,23-一壓縮機,24—單向閥,25—節(jié)流閥,
26--工質(zhì)配給器,27—-活塞動力機,28--齒輪扭矩轉(zhuǎn)化器,29—發(fā)電機,30~變壓器。
介質(zhì)剖面線不均表示漸變折射率,光纖兩端的圈內(nèi)數(shù)字表示端面序號直虛線表示系統(tǒng)界面,直虛線外的小寫字母表示系統(tǒng)名稱,弧形虛線表示光闌,實線箭頭表示輻射方向和路線。
具體實施例方式
(一)聚射體
具體實施例方式1、聚射體單構(gòu)件結(jié)構(gòu)
具體實施例方式
(1) 漏斗形單構(gòu)件SI聚射體的
具體實施例方式圖1,由漏斗形SI單構(gòu)件構(gòu)成。系統(tǒng)a進入漏斗大口的輻射,經(jīng)過漏斗壁高反膜5反復(fù)反射,在漏斗小口聚集成較高密度輸入系統(tǒng)b;系統(tǒng)b從小口進入漏斗的輻射量很少,輸入系統(tǒng)a的輻射量很少。所以,純輻射傳熱的系
統(tǒng)a、系統(tǒng)b以聚射體為唯一通道,在一定溫差范圍內(nèi),輻射主要從低溫系統(tǒng)a傳輸?shù)礁邷叵到y(tǒng)b,進行輻射整流、聚集。負(fù)極介質(zhì)表面粘貼增透膜效果更佳。當(dāng)系統(tǒng)b的輻射密度比系統(tǒng)a大得多,使系統(tǒng)a、系統(tǒng)b交換的輻射量相等時,漏斗SI聚射體的輻射整流、聚集作用截止,處于熱平衡。優(yōu)點階躍折射率的材料易找、價廉。缺點1、系統(tǒng)a進入系統(tǒng)b的輻射射達率較低。2、系統(tǒng)a的最低溫度受系統(tǒng)b的牽制。
(2) 漏斗形單構(gòu)件GI聚射體的
具體實施例方式圖2,由漏斗形GI單構(gòu)件構(gòu)成。系統(tǒng)a進入漏斗大口的輻射,由于漸變折射率介質(zhì)自聚焦作用,在漏斗小口聚集成較高密度的輻射輸入系統(tǒng)b;從系統(tǒng)b進入漏斗小口的輻射很少,輸入系統(tǒng)a輻射量很少。所以,純輻射傳熱的系統(tǒng)a、系統(tǒng)b以聚射體為唯一傳熱通道時,在一定溫差范圍內(nèi),低溫系統(tǒng)a的熱量傳輸?shù)礁邷叵到y(tǒng)b,具有輻射整流、輻射聚集作用。負(fù)極介質(zhì)表面粘貼增透膜效果更佳。當(dāng)溫差很大,使系統(tǒng)a、系統(tǒng)b交換的輻射量相等時,漏斗GI聚射體的輻射整流、聚集作用截止,處于熱平衡。優(yōu)點系統(tǒng)a進入系統(tǒng)b的輻射射達率較高。缺點1、漸變折射率介質(zhì)較難制造。2、系統(tǒng)a的最低溫度受系統(tǒng)b的牽制。
(3)錐形單構(gòu)件GI聚射體的實施方式圖3,由錐形GI單構(gòu)件做成。系統(tǒng)a進入錐口的輻射,經(jīng)過GI介質(zhì)自聚焦,在錐形尖端聚集成較高密度的輻射從包層薄弱處輸入系統(tǒng)b;系統(tǒng)b從包層薄弱處進入錐形構(gòu)件的輻射很少,輻射從系統(tǒng)b輸入系統(tǒng)a很少。所以,純輻射傳熱的系統(tǒng)a、系統(tǒng)b以聚射體為唯一傳熱通道時,在一定的溫差范圍內(nèi),低溫系統(tǒng)a的熱量傳輸?shù)礁邷叵到y(tǒng)b,具有輻射整流、輻射聚集作用。負(fù)極介質(zhì)表面粘貼增透膜效果更佳。當(dāng)溫差很大,系統(tǒng)a、系統(tǒng)b到達對方的輻射量相等時,輻射整流、聚集作用截止,處于熱平衡。因為錐形尖端必須有包層薄弱處讓輻射輸出,所以錐形單構(gòu)件GI聚射體其實也是漏斗形單構(gòu)件GI聚射體的一種,它們的優(yōu)點、缺點也基本相同。
2、 結(jié)構(gòu)組合導(dǎo)射體的具體實施方式
-
貼膜整流體的
具體實施例方式圖17,主要由增透膜9、負(fù)極介質(zhì)l、正極介質(zhì)2、真空屏4、毛面黑體18、高反膜5組成。從負(fù)極面到正極面的結(jié)構(gòu)層次是增透膜9一負(fù)極介質(zhì)1一真空屏4一毛面黑體18—高反膜5—透明介質(zhì)3 —真空屏4一正極介質(zhì)2。增透膜9減少系統(tǒng)a的輻射反射損失,增加輻射透射率,熱輻射被毛面黑體18吸收,由于毛的保溫作用,大部分熱量傳導(dǎo)到高反膜5、透明介質(zhì)3,高反膜和透明介質(zhì)的熱能以熱輻射的形式輸入正極介質(zhì)2、系統(tǒng)b,透明介質(zhì)3的部分輻射射到高反膜5反射到系統(tǒng)b;系統(tǒng)b的輻射被高反膜5全反射,返回到系統(tǒng)b,由于真空屏2阻隔,系統(tǒng)b的熱量也不能以熱傳導(dǎo)、熱對流的形式傳遞到系統(tǒng)a,因此系統(tǒng)b的熱量不能傳輸?shù)较到y(tǒng)a,而系統(tǒng)a的熱量可以傳遞到系統(tǒng)b。
3、 多構(gòu)件結(jié)構(gòu)的導(dǎo)射體具體實施方式
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(1)錐一柱GI聚射體的
具體實施例方式圖4,由錐形負(fù)極GI介質(zhì)1、柱形正極GI介質(zhì)2及高反膜5組成。錐形負(fù)極GI介質(zhì)1與柱形正極GI介質(zhì)2錐接,柱形正極GI介質(zhì)2近負(fù)極端面用高反膜5封閉。
輻射從系統(tǒng)a進入錐口, GI自聚焦作用使輻射聚焦于錐形尖端,從包層薄弱處向外擴散成瞬逝場,波導(dǎo)橫向耦合到正極GI介質(zhì)2,輸入系統(tǒng)b;系統(tǒng)b反向進入柱形正極GI介質(zhì)2的輻射,由于GI的自聚焦作用及高反膜5的全反射,輻射返回系統(tǒng)b,于是,輻射從系統(tǒng)a 增加密度輸入系統(tǒng)b,具有聚射作用。負(fù)極介質(zhì)表面粘貼增透膜9效果更佳。優(yōu)點輻射從 系統(tǒng)a進入系統(tǒng)b的射達率較高,極少逆向傳輸。缺點1、漸變折射率介質(zhì)較難制造。
(2) 錐一柱GI整流體
具體實施例方式圖5,由錐形GI介質(zhì)1和柱形GI介質(zhì)2組成。 系統(tǒng)a的輻射從輸入端①進入GI介質(zhì)l,到達錐接處③,輻射場向外擴散成瞬逝場,波導(dǎo)橫 向耦合到GI介質(zhì)2,從輸出端④進入系統(tǒng)b;系統(tǒng)b從輸出端④進入GI介質(zhì)2的輻射,由于 Gl的自聚焦作用及輸入端②的高反膜5全反射作用,輻射返回系統(tǒng)b。因此,輻射只從系統(tǒng) a傳輸?shù)较到y(tǒng)b,無反向傳輸。輸入端總面積等于輸出端面積,起輻射整流作用。
(3) 柱一柱GI整流體
具體實施例方式圖9,由柱形SI介質(zhì)1和柱形GI介質(zhì)2組成。 系統(tǒng)a的輻射從輸入端①進入SI介質(zhì)l,到達環(huán)繞連接處,輻射場從包層薄弱處向外擴散成 瞬逝場,波導(dǎo)橫向耦合到GI介質(zhì)2,從輸出端④進入系統(tǒng)b;系統(tǒng)b從輸出端④進入GI介質(zhì) 2的輻射,由于GI的自聚焦作用及輸入端②的高反膜5全反射作用,輻射返回系統(tǒng)b。柱狀 SI介質(zhì)1的輸出端③用高反膜5封閉,防止系統(tǒng)b的輻射進入。因此,輻射只從系統(tǒng)a傳輸 到系統(tǒng)b,無反向傳輸。輸入端總面積等于輸出端面積,起輻射整流作用。
(4) 多柱一柱GI聚射體
具體實施例方式圖10,由多條柱形SI介質(zhì)1和一條柱形GI介 質(zhì)2構(gòu)成。系統(tǒng)a的輻射進入SI介質(zhì)l,到達環(huán)繞連接處,輻射場從包層薄弱處向外擴散成 瞬逝場,波導(dǎo)橫向耦合到GI介質(zhì)2,從輸出端進入系統(tǒng)b;系統(tǒng)b從輸出端進入柱形GI介質(zhì) 2的輻射,由于GI的自聚焦作用及高反膜5全反射作用,輻射返回系統(tǒng)b。柱狀SI介質(zhì)1的 輸出端用高反膜5封閉,防止系統(tǒng)b的輻射進入。因此,輻射只從系統(tǒng)a傳輸?shù)较到y(tǒng)b。輸入 端總面積大于輸出端面積,從輸出端輸出的輻射密度大于輸入端,有輻射聚集作用。
(5) 多錐一柱GI聚射體
具體實施例方式圖6,由多條錐形GI介質(zhì)和一條柱形GI介質(zhì) 構(gòu)成。系統(tǒng)a的輻射進入GI介質(zhì)l,到達錐接處,輻射場向外擴散成瞬逝場,波導(dǎo)橫向耦合 到GI介質(zhì)2,從輸出端進入系統(tǒng)b;系統(tǒng)b從輸出端進入柱形GI介質(zhì)2的輻射,由于GI的 自聚焦作用及高反膜5全反射作用,輻射返回系統(tǒng)b。因此,輻射只從系統(tǒng)a傳輸?shù)较到y(tǒng)b。 輸入端總面積大于輸出端面積,從輸出端輸出的輻射密度大于輸入端,有輻射聚集作用。
有高反膜5反射輻射及GI自聚焦,各種多構(gòu)件結(jié)構(gòu)的柱形正極GI介質(zhì)2改變?yōu)榫哂心?種錐度的正極GI介質(zhì)2 (如圖15)對定向波道影響不大。
(6) 多錐一彎柱GI聚射體
具體實施例方式圖7,由多條錐形GI介質(zhì)和一條柱形GI介 質(zhì)構(gòu)成。系統(tǒng)a的輻射進入錐形GI介質(zhì)l,到達錐接處,輻射場向外擴散成瞬逝場,波導(dǎo)橫 向耦合到柱形GI介質(zhì)2,從輸出端進入系統(tǒng)b;系統(tǒng)b從輸出端進入GI介質(zhì)2的輻射,由于柱形GI有自聚焦作用及彎曲的兩端都向著系統(tǒng)b,輻射都返回系統(tǒng)b。因此,輻射只從系統(tǒng) a傳輸?shù)较到y(tǒng)b。輸入端總面積大于輸出端面積,有輻射聚集作用。
(7)多級錐一環(huán)柱GI聚射體的實施方式圖8,由多條錐形GI介質(zhì)和一條柱形GI介 質(zhì)構(gòu)成。系統(tǒng)a的輻射進入錐形GI介質(zhì)l,到達錐接處,輻射場向外擴散成瞬逝場,波導(dǎo)橫 向耦合到柱形GI介質(zhì)2,從輸出端進入系統(tǒng)b;系統(tǒng)b從輸出端進入GI介質(zhì)2的輻射,由于 柱形GI的自聚焦作用及一端錐接另一端,輻射都返回系統(tǒng)b。因此,輻射只從系統(tǒng)a傳輸?shù)?系統(tǒng)b。輸入端總面積大于輸出端面積,有輻射聚集作用。很多級負(fù)極介質(zhì)錐接,輻射密度 一級接一級地增加,柱形GI介質(zhì)的輻射密度越來越大,用做輻射導(dǎo)線不僅不會因為導(dǎo)線加長 而減少輻射密度,反而隨著導(dǎo)線加長增加輻射密度。
4、 多極體
具體實施例方式分輸五極體
具體實施例方式圖ll,由一條負(fù)極介質(zhì)l和四條正 極介質(zhì)2組成,正極介質(zhì)2輸入端用高反膜5封閉,負(fù)極介質(zhì)1輸出端與正極介質(zhì)2錐接(未 畫圖)。從負(fù)極介質(zhì)l進入的輻射,在拉錐處橫向耦合到有不同傳輸光譜的四條正極介質(zhì)2分 別輸出,起到將負(fù)極介質(zhì)的光線分頻輸出的作用。
5、 闌控多極體具體的實施方式闌控分輸五極體實施方式圖12,由負(fù)極介質(zhì)l、正極 介質(zhì)2、高反膜、光闌8、基質(zhì)7構(gòu)成。正極介質(zhì)2輸入端用高反膜5封閉,負(fù)極介質(zhì)l輸出 端拉錐與正極介質(zhì)2錐接(未畫圖),在正極介質(zhì)2與負(fù)極介質(zhì)1之間安置光闌8。從負(fù)極介 質(zhì)1進入的輻射,在拉錐處橫向耦合到有不同傳輸光譜的四條正極介質(zhì)2,光闌8控制輻射 通透性,控制正極介質(zhì)輻射強度。
二、聚射器具體的實施方式-1、聚射體陣列
具體實施例方式
(1) 屏阻漏斗SI聚射體陣列實施方式圖B,由負(fù)極介質(zhì)l、漏斗SI聚射體6、高反 膜5、真空屏4、正極介質(zhì)2構(gòu)成。系統(tǒng)a的輻射經(jīng)SI聚射體6聚集到系統(tǒng)b,系統(tǒng)b的輻射 被高反膜5全反射返回系統(tǒng)b,僅有一小部分輻射從漏斗小口進入系統(tǒng)a。在一定的溫差范圍 內(nèi),低溫系統(tǒng)a的熱量傳輸?shù)礁邷叵到y(tǒng)b,具有輻射整流、輻射聚集作用。當(dāng)溫差過大,系統(tǒng) a、系統(tǒng)b到達對方的輻射量相等時,錐形聚射體的輻射整流、聚集作用截止,處于熱平衡。 有真空屏阻隔熱對流、熱傳導(dǎo),聚射體聚熱作用較可靠。
(2) 屏阻錐一柱GI聚射體陣列實施方式圖14,由負(fù)極介質(zhì)l、錐一柱GI聚射體6、 高反膜5、真空屏4、正極介質(zhì)2構(gòu)成。系統(tǒng)a的輻射穿過負(fù)極介質(zhì)l、真空屏2、錐一柱GI 聚射體6,穿過真空屏2、介質(zhì)1進入系統(tǒng)b。系統(tǒng)b的輻射穿過介質(zhì)1、真空屏2,被高反 膜5全反射返回系統(tǒng)b。真空屏4有效地阻止熱傳導(dǎo)、熱對流。系統(tǒng)b的熱量不能通過傳導(dǎo)、對流、輻射任何方式傳輸?shù)较到y(tǒng)a。有多級聚射體聚熱,正極向內(nèi)的容器溫升很快,適合做聚 熱器、熱機燃燒室。負(fù)極向內(nèi)適宜做制^^器。
(3)錐一柱GI聚射體陣列實施方式圖15:由負(fù)極介質(zhì)l、錐形GI聚射體6、高反膜 5、正極介質(zhì)2、基質(zhì)7構(gòu)成。系統(tǒng)a的輻射從錐形GI聚射體6聚集到錐體尖,向外擴散成 瞬逝場,圖中,下面兩個聚射體可見光被耦合、傳輸?shù)酵腹釭I介質(zhì)2進入系統(tǒng)b,而系統(tǒng)b 進入GI介質(zhì)2的輻射被聚射到高反膜5,全反射回系統(tǒng)b,形成"單向透明玻璃"。適用于單 向透光窗口。上面一個聚射體,所有的輻射都用光纖輸送到應(yīng)用系統(tǒng)或儲存器,沒有透光作 用,適于貼在車、船、飛機、建筑物外表收集可再生能源。
這種聚射體陣列可制成布,負(fù)極向外適宜于取暖。負(fù)極做成聚射體絨毛,正極添加高熱 阻材料做成的布為強化取暖毛布,在北極、南極穿著也不感到冷。正極向外則外熱內(nèi)冷,以 這樣的正極向外的布做衣服、帳篷,在炎熱的環(huán)境仍涼爽,甚至在幾百度的環(huán)境中也不熱。
2、 密封聚熱器
具體實施例方式圖16,用圖12的屏阻多錐一柱GI聚射體做聚熱器,容 器壁安裝正極向內(nèi)的屏阻錐一柱GI聚射體6陣列,真空屏4有效地阻斷熱傳導(dǎo)、熱對流。多 級聚射體負(fù)極從容器外將熱輻射輸送給容器內(nèi)的熱載體,容器內(nèi)熱載體的熱輻射被高反膜5 全反射返回?zé)彷d體,熱載體的熱輻射有增無減而迅速升溫。聚熱器12的側(cè)面安置回流道13, 回流道有負(fù)極向內(nèi)的聚射體6形成制冷器11,制冷器將聚熱器內(nèi)的輻射通過光纖21輸送到光 閥15。當(dāng)不使用熱輻射時,光閥15接通輸送輻射到聚熱器底部的光纖21,循環(huán)加熱熱載體。 使用熱輻射時,光閥15接通往外輸送輻射的光纖21,把熱輻射輸送到輻射應(yīng)用器。聚熱器 頂部安裝保險閥14,當(dāng)熱載體溫度接近聚熱器安全上限時,保險閥14啟動光閥15,接通往 外輸送輻射的光纖21,減少熱輻射,降低熱載體溫度,保障聚熱器安全。
3、 聚射光伏發(fā)電
具體實施例方式圖18,由聚射體陣列6、光伏電池16構(gòu)成。選頻聚射 體6選擇輸送光一電轉(zhuǎn)換最佳頻譜的輻射,照射光伏電池16,獲取電流;這樣,可以將太陽 輻射分解為若干個光譜,分別以最佳輻射頻率進行光伏發(fā)電,使太陽能光伏發(fā)電利用率增加。
4、 聚射傳感器
具體實施例方式圖19,調(diào)控器19將聚射傳感器的眾多物鏡17的物方焦 點調(diào)到觀察平面,像方焦點調(diào)到聚射體負(fù)極表面,觀察平面的輻射從物鏡17進入制冷器11, 消除物方焦點以外的各種干擾輻射,聚集到聚射體負(fù)極,再聚集到正極,由光纖21作為像素 送到調(diào)控器19的電子計算機綜合處理,形成顯示器20的圖像。
效果①聚射傳感器的像素可達數(shù)千萬以上,圖像比數(shù)碼相機清晰。②像素由一束光形 成,使弱光物體的亮度增加,強光物體也可以調(diào)節(jié)減少亮度,得到清晰圖像。③聚射傳感器 的物鏡直徑和最小分辨角比光學(xué)顯微鏡大,圖像更清晰。并且能做成圍繞整個觀擦物的類球形,得到全立體圖像,可以隨心所欲地選擇圖像最清晰的方位觀擦記錄。④能夠調(diào)節(jié)物鏡"屈 光度"連續(xù)改變放大倍數(shù),便于從整體到局部的連續(xù)觀察,放大倍數(shù)從小到大地連續(xù)觀察。 ⑤物方焦點以外的干擾輻射被消除,能無傷害地、清晰、動態(tài)地直接觀察人的活體器官的圖 像,直接了解器官狀態(tài)、功能、病變。⑥能從太空對地球輻射跟蹤、檢測,預(yù)報災(zāi)害。⑦做 天文望遠(yuǎn)鏡,物鏡口徑可達數(shù)公里以上,像素可以達到數(shù)億個,觀察距離和清晰度遠(yuǎn)遠(yuǎn)超越 現(xiàn)有的各種光學(xué)望遠(yuǎn)鏡。
5、 聚射透平機
具體實施例方式圖20,由聚射體6、聚熱器IO、制冷器ll、光纖21、透 平機22、壓縮機23、回流道13、單向閥24構(gòu)成。聚射體6將低密度熱輻射聚集成高密度熱 輻射輸送到二級聚熱器10,使其中的熱載體爆炸樣升溫升壓,驅(qū)動透平機22輸出扭矩;熱 載體從透平機22排入一級制冷器11迅速降溫降壓,經(jīng)回流道13、壓縮機23、單向閥24,進 入二級制冷器ll儲存;以后根據(jù)需要由壓縮機23將熱載體輸送到一級聚熱器10預(yù)熱,節(jié)流 閥25控制從一級聚熱器流入二級聚熱器10的熱載體流量,調(diào)節(jié)透平機22的轉(zhuǎn)速。此即第二 類永動機,透平機適用于需要高轉(zhuǎn)速的機械,活塞式內(nèi)燃機轉(zhuǎn)速范圍寬,適用范圍更寬。
6、 聚射太陽能綜合利用發(fā)電
具體實施例方式圖21,分頻聚射體陣列6吸收太陽能輻射, 可見光被傳輸可見光頻譜的光纖輸送照明、光伏發(fā)電,紫外線由只傳輸紫外線頻譜的光纖傳 輸?shù)焦夥姵匕l(fā)電,紅外線由只傳輸紅外線頻譜的光纖傳輸?shù)骄蹮崞鲀Υ婊蛑苯觽鬏數(shù)郊t外 線應(yīng)用器使用。聚熱器供應(yīng)高溫高壓熱載體,由工質(zhì)配給器26將高溫?zé)彷d體配給活塞動力機 27驅(qū)動發(fā)電機29發(fā)電,通過變壓器30向外輸送電能;發(fā)電機、變壓器、電線置于制冷器ll 內(nèi),創(chuàng)造低溫超導(dǎo)條件,減少耗損。熱載體在活塞動力機做功后,排入一級制冷器迅速降溫 降壓,由壓縮機23經(jīng)單向閥24輸送到二極制冷器11儲存;以后根據(jù)需要,壓縮機23經(jīng)單 向閥24,將熱載體輸送到一級聚熱器10預(yù)熱,由節(jié)流閥25控制一級聚熱器流入二級聚熱器 IO的熱載體量,調(diào)節(jié)活塞動力機的轉(zhuǎn)速。
主要參考文獻
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權(quán)利要求
1、導(dǎo)射體,包含自動定向疏導(dǎo)輻射通道、負(fù)極、正極,特征在于自動定向疏導(dǎo)輻射通道具有自動地定向疏導(dǎo)輻射的作用,自動定向疏導(dǎo)輻射通道兩端為負(fù)極、正極,從負(fù)極射入的輻射多于射出的輻射,從正極射出的輻射多于射入的輻射,形成自動波導(dǎo);結(jié)構(gòu)有單構(gòu)件自動定向疏導(dǎo)輻射結(jié)構(gòu)、多構(gòu)件自動定向疏導(dǎo)輻射結(jié)構(gòu)、構(gòu)件組合自動定向疏導(dǎo)輻射結(jié)構(gòu)。
2、 根據(jù)權(quán)利要求1所述的導(dǎo)射體,特征在于自動定向疏導(dǎo)輻射通道由單獨一個構(gòu)件構(gòu) 成,通道有錐度自動定向疏導(dǎo)輻射,負(fù)極、正極同在一個構(gòu)件上。
3、 根據(jù)權(quán)利要求1所述的導(dǎo)射體,其特征在于自動定向疏導(dǎo)輻射通道由多個構(gòu)件構(gòu)成, 負(fù)極介質(zhì)連接在正極介質(zhì)上自動定向疏導(dǎo)輻射,負(fù)極、正極分散在幾個構(gòu)件上,負(fù)極射入的 輻射頻譜相同,正極射出的輻射頻譜相同。
4、 根據(jù)權(quán)利要求1所述的導(dǎo)射體,其特征在于自動定向疏導(dǎo)輻射通道由多個構(gòu)件構(gòu)成, 負(fù)極介質(zhì)連接在正極介質(zhì)上自動定向疏導(dǎo)輻射,負(fù)極、正極分散在幾個構(gòu)件,負(fù)極射入的輻 射、正極射出的輻射頻譜有所不同。
5、 根據(jù)權(quán)利要求1所述的導(dǎo)射體,其特征在于自動定向疏導(dǎo)輻射通道由多個構(gòu)件組合 構(gòu)成,構(gòu)件極性,構(gòu)件有次序、有規(guī)則地組合排列,協(xié)同自動定向疏導(dǎo)輻射,形成自動定向 疏導(dǎo)輻射通道正極、自動定向疏導(dǎo)輻射通道負(fù)極。
6、 根據(jù)權(quán)利要求1所述的導(dǎo)射體,其特征在于自動定向疏導(dǎo)輻射通道由多個構(gòu)件構(gòu)成, 負(fù)極介質(zhì)連接在正極介質(zhì)上自動定向疏導(dǎo)輻射,構(gòu)件的負(fù)極、正極有次序、有規(guī)則地組合排 列,協(xié)同自動定向疏導(dǎo)輻射,聯(lián)合組成自動定向疏導(dǎo)輻射通道的負(fù)極面、正極面。
7、 根據(jù)權(quán)利要求1所述的導(dǎo)射體,其特征在于自動定向疏導(dǎo)輻射通道由多個構(gòu)件構(gòu)成, 負(fù)極介質(zhì)連接在正極介質(zhì)上自動定向疏導(dǎo)輻射,在負(fù)極介質(zhì)與正極介質(zhì)之間安置光闌。
8、 根據(jù)權(quán)利要求1所述的導(dǎo)射體,其特征在于自動定向疏導(dǎo)輻射通道由多個構(gòu)件構(gòu)成, 負(fù)極介質(zhì)連接在正極介質(zhì)上自動定向疏導(dǎo)輻射,構(gòu)件的負(fù)極與負(fù)極并列組成自動定向疏導(dǎo)輻 射通道負(fù)極面、構(gòu)件的正極與正極并列組成自動定向疏導(dǎo)輻射通道正極面,負(fù)極面、正極面 有規(guī)則地排列在容器壁上。
9、 根據(jù)權(quán)利要求1所述的導(dǎo)射體,其特征在于自動定向疏導(dǎo)輻射通道由多個構(gòu)件構(gòu)成, 負(fù)極介質(zhì)連接在正極介質(zhì)上自動定向疏導(dǎo)輻射,通道的負(fù)極并列組成負(fù)極面,自動定向疏導(dǎo) 輻射通道的正極并列組成正極面,正極面向內(nèi)排列在容器壁,負(fù)極面向內(nèi)排列在另外的容器 壁上,容器內(nèi)裝有熱載體,正極面向內(nèi)的容器連接熱機進氣口,負(fù)極面向內(nèi)的容器連接熱機 排汽口。
10、 根據(jù)權(quán)利要求1所述的導(dǎo)射體,其特征在于自動定向疏導(dǎo)輻射通道由多個構(gòu)件構(gòu)成,負(fù)極介質(zhì)連接在正極介質(zhì)上自動定向疏導(dǎo)輻射,調(diào)控機構(gòu)使眾多透鏡的物方焦點落在觀 察面,使觀察面的輻射經(jīng)過負(fù)極向內(nèi)的容器,然后投射到自動定向疏導(dǎo)輻射通道的負(fù)極,自 動定向疏導(dǎo)輻射通道的正極連接光纖,光纖將輻射作為像素送計算機綜合處理,形成顯示器圖像。
全文摘要
導(dǎo)射體具有自動定向疏導(dǎo)輻射的通道,通道兩端為負(fù)極、正極,從負(fù)極射入的輻射多于射出的輻射,從正極射出的輻射多于射入的輻射,形成自動波導(dǎo),導(dǎo)射體由輻射介質(zhì)構(gòu)成,能夠整流、聚集、儲存、輸送輻射能,能夠?qū)⒁粋€熱源分解為高溫、低溫?zé)嵩打?qū)動第二類永動機,能夠環(huán)保地直接利用各種可再生能源的熱量取暖、煮飯、炒菜、發(fā)電、做功,能夠用其二極體、多極體、控體制造與電器功能相對應(yīng)的導(dǎo)射器,能夠使可再生能源成為生活、工農(nóng)業(yè)使用的基本能源,改變能源結(jié)構(gòu)。
文檔編號G02B6/26GK101634731SQ200810073700
公開日2010年1月27日 申請日期2008年7月25日 優(yōu)先權(quán)日2008年7月25日
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