能使世界范围二氧化碳排放和/或森林砍伐减少的方法和设备
专利汇可以提供能使世界范围二氧化碳排放和/或森林砍伐减少的方法和设备专利检索，专利查询，专利分析的服务。并且能使世界范围二 氧 化 碳 排放和/或 森林砍伐 减少的方法和设备，提供个人的清洁 能源 系统，用于烹饪和/或发电需要，能获得排放信用，对增加的可贸易排放权利/信用实现 货币 化，用于支付所述设备的花费和/或提供长期的收入来源，其中排放权利/信用的增加来自于通过使用所述设备而避免产生的排放，从而推动人们在烹饪和/或发电时放弃采用含碳 燃料 ，取而代之是使用一个利用太阳光H烹饪装置0和/或发电装置21的协同组合，其具有低成本的两轴的 太阳 跟踪 机构，包括可弯曲的反射镜14，反射镜14具有可变的 曲率 rm和倾 角 sm，根据在从赤道到北极的不同纬度地区、不同季节、一天中不同时段的太阳高度角αs的变化对它们进行了优化，从而大大地增加烹饪功率，能够在更短的烹饪时间内获得高 质量 的食物，和/或获得待机时间更长/功率更高的PV 电池 21输出，其输出可用来对电池24充电，对电灯、 冰 箱 、电视和电脑提供电 力 ，从而增强世界范围的教育 水 平及可持续发展。，下面是能使世界范围二氧化碳排放和/或森林砍伐减少的方法和设备专利的具体信息内容。
1、一种用于使世界范围二氧化碳排放和/或世界范围森林砍伐减少的 方法，其特征在于：其为许多人提供手段或机会，以获得或增加排放权利 或排放信用，或可贸易的排放权利或可贸易的排放信用，或可贸易的二氧 化碳排放权利或可贸易的二氧化碳排放信用，所述权利的价值，或所述信 用的价值，可以货币化，以全部地或部分地支付所述方法的费用，及支付 被认证或许可用于所述权利的增加或所述信用的增加的设备的费用，和/ 或用于交替地或额外地为所述方法或设备的使用者，和/或为推动对本发 明方法和设备的引进和持续使用的政府和/或组织建立长期的收入来源， 所述方法在工作过程中的进一步的特征在于，其协同地综合了增加利用太 阳能烹饪食物的净功率和利用太阳能发电的净功率，从而将利用太阳能烹 饪和/或发电的便利性增加到这样的一个较高的水平，即促使许多人愿意 在烹饪和/或照明时采用太阳能代替含碳燃料，在这种情况下，所述的人 们可以避免暴露于有害的排放之中，所述有害排放可引起广泛的肺和眼部 疾病，和/或所述的人们能够可承受地获得电力、娱乐、教育资源，改善 健康状况，所述方法在工作过程中的进一步的特征在于，其提供了在所有 的太阳高度角时极大地加速和极大地增加来自太阳能的食物烹饪净功率 和/或发电净功率的途径，当太阳高度角低时尤其如此，其结果是可以在 更短的时间内烹饪出质量更好的食物，或具有更短的电池充电时间，方便 地减少了跟踪太阳所付出的劳动，在延长的使用时间内其具有更频繁的和 更多变化的使用，和在更宽的纬度区域更广泛的使用，通过一系列的单个 发明的食物烹饪净功率增加步骤和/或发电净功率增加步骤，将功率增加 贡献复合，而得到前述的优良的特征，所述方法包括下列步骤中任意或全 部：
(a)步骤，用于采集到PV电池上的阳光和/或获得通过大致水平的透 明表面的阳光，PV电池集成为模块，以下称之为PV电池模块，大致水平的 透明表面，以下称之为第一窗口或各窗口，或第二窗口或各窗口，所述窗 口大致并靠在一个或多个大致呈半圆柱状的凹面反射空腔上，其旋转轴平 行于所述第一窗口和所述第二窗口的交会线，并能够将由所述第一窗口采 集的大部分或全部阳光反射地指向至所述第二窗口的下侧，所述第二窗口 向前地发射所述采集到的阳光至位于所述第二窗口之上的一个隔热良好 的炊具腔或多个所述炊具腔的高导热性的下侧，从而将增加的食物烹饪净 功率提供至食物，所述食物位于所述炊具腔的所述高导热性的下侧上；
(b)步骤，用于采集到一可调节地倾斜和可调节地弯曲的反射器或反 射镜之上的附加日光，反射镜通过下部铰链装置设置在靠近所述第一窗口 的外部或外边缘的位置，平行于所述半圆柱形凹面反射腔的旋转轴，所述 反射镜以下称之为可弯曲的反射镜，所述可弯曲的反射镜能具有可变的倾 角和可变的曲率，使得所述可弯曲的反射镜能将所述附加采集的阳光中的 大部分或全部反射地指向至PV电池模块上，和/或以更好的光入射角通过 所述第一窗口，向前反射传输所述阳光至所述第二窗口的下侧，再通过所 述第二窗口向上传输所述阳光至位于所述第二窗口之上的所述炊具腔或 多个炊具腔的高导热性的下侧，从而提供进一步增加和加速了的食物烹饪 净功率至食物上，所述食物位于所述炊具腔或所述多个炊具腔的所述高导 热性的下侧上，所述用于采集附加日光的步骤还包括设置用于简单、精确 地进行方位跟踪的导向装置的步骤，还包括用于设置一个或多个投影杆或 珠的步骤，其以投影的方式与所述可弯曲的反射镜和所述PV电池模块或所 述第一窗口相联系，还进一步包括用于设置一个导轨或设置多个导轨的步 骤，其设有通过反射镜压缩轮廓而弯曲的反射镜，或设有多个通过反射镜 压缩轮廓而弯曲的反射镜，在此步骤中同时还用于设置反射镜位置标记装 置和/或反射镜位置保持装置，使得所述可调节地倾斜和可调节地弯曲的 反射镜能以简单的、可再现的方式位于最佳的反射镜倾斜角和反射镜曲 率，以在一天的不同时间、一年中的不同天及不同纬度的情况下太阳高度 角变化时，对附加日光的采集进行优化，并优化所述附加采集的阳光的大 部分或全部的即时反射方向，使其以在所述PV电池模块上更优的入射角入 射在所述PV电池模块和/或所述第一窗口之上，从而提供进一步增加和加 速的PV电池功率，和/或照射在所述第一窗口上，用于所述附加采集的日 光的向前传输，经所述半圆柱凹面反射腔，并通过所述第二窗口传输至位 于所述第二窗口之上的所述炊具腔或多个所述腔的高导热性的下侧，从而 提供进一步增加和加速的食物烹饪净功率至食物上，所述食物位于所述炊 具腔或所述多个炊具腔的所述高导热性的下侧上；
(c)步骤，用于采集更多附加日光至一个或多个PV电池模块，所述PV 电池模块位于通过铰链装置以悬置方式支承的摆动架上，该铰链装置平行 于所述可弯曲的反射镜的下部铰链装置地附在所述摆动架的上边缘和所 述设备结构最远的边缘上，PV电池模块平行于所述可弯曲的反射镜的下部 铰链装置，并与其高度相等，所述PV电池模块，以下称之为摆动模块，由 所述可弯曲的反射镜和/或所述装置的结构采集所述附加阳光的运动迫使 其以两轴跟踪方式跟踪太阳，以优化对所述更多附加阳光的采集，在所有 的时间和纬度以良好的入射角入射至所述摆动模块或多个摆动模块上；
(d)步骤，用于采集更多附加日光至第三大致水平的透明表面上， 并从中通过，以下称之为第三窗口，其设置并位于所述隔热良好的一个覆 盖腔或多个覆盖腔的上方，所述覆盖腔与所述炊具腔具有相同的尺寸，所 述覆盖腔被设置成以镜像，或上下颠倒地布置在所述一个或多个炊具腔的 上方或顶部，所述第三窗口传输所述采集的更多附加阳光至高导热性的顶 面，其位于所述覆盖腔的所述第三窗口的下方，而且所述覆盖腔的所述高 导热性的顶面的在工作过程中被照亮的表面具有光谱选择性涂层，其对于 所述采集的更多附加阳光具有高吸收率，对于来自所述照亮的光谱选择性 表面的红外光或热辐射具有低的发射率，所述光谱选择性表面能及时地将 所述采集的更多附加阳光中含有的能量中的大部分或全部转换成热量，所 述热量立即以极小的阻抗传递经过所述覆盖腔的所述高导热性顶面，在此 处，热量被辐射至位于所述覆盖腔的高导热性顶面之下或下方的所述腔中 的食物、饮料或任何物质，从而提供进一步增加的食物烹饪净功率至所述 食物、饮料或他的物质；
(e)步骤，用于获得至所述PV电池模块、至所述可倾斜并弯曲的反 射镜和至所有窗口并通过的最佳日光量，通过一人方便地站在所述可倾斜 并可弯曲的反射镜后面阴影中，能够以一步动作容易地和精确地将整个设 备对准太阳，所述设备包括所述PV电池模块、所述反射镜和所述各窗口；
(f)步骤，用于立即地将所述到达所述PV电池模块的所述采集到及 附加采集到的阳光中的能量转换至电能，和/或通过沉积在工作时被照亮 的表面上的光谱选择性涂层，将所述到达所述炊具腔的高导热性的下侧的 阳光转换至热能，所述光谱选择性涂层对于所述反射地传输的阳光具有高 吸收率，所述涂层对于来自所述照亮的光谱选择性表面的红外光或热辐射 具有低的发射率，所述光谱选择性表面能立即将光能转换为热量，所述热 量立即以极小的阻抗传递经过所述覆盖腔的所述高导热性下侧，从而提供 极大增加了的食物烹饪净功率至食物，所述食物以紧密的热传导交换位于 所述炊具腔或所述多个炊具腔的所述高导热性的下侧上；
(g)步骤，用于将所述PV电池模块产生的电能存贮在一个电池或电 池组中，所述电池或电池组优选地位于所述设备的结构内部，所述电池或 电池组同时充当压舱物，提供风稳定性；
(h)步骤，用于获得到所述选择性表面上的最佳量日光，其通过在 所述吸收器或所述托盘的所述支承架的内壁上设置反射表面来实现，所述 反射表面同时作为反射隔热物，以防止从所述托盘到周围环境的热损失；
(i)步骤，用于减少热损失，其通过在所述吸收器或所述托盘的所 述支承架的外壁上设置隔热物来实现，所述隔热物具有反射表面；
(j)步骤，用于减少热损失，其通过暂时地在所述托盘或所述炊具 腔孔径上方设置隔热板来实现，所述隔离板具有反射表面；
(k)步骤，用于减少热损失，其通过在所述半圆柱形凹面反射腔的 所述反射壁的外表面上设置隔热物来实现；
(l)步骤，用于减少热损失，其通过在所述第一窗口的两侧及上方 安装垂直于所述可弯曲的反射镜的下部铰链装置的反射挡风板来实现，可 选地，为方便起见，也可设置在所述第二窗口的上方；
(m)步骤，用于减少热损失，同时保护光谱选择性表面，其通过设 置由高透明材料，如碳氟聚合物比如Teflon FEP制成的薄片来实现，所 述薄片中的一块安装在所述炊具腔的高导热性的下侧的下方，并与之相隔 一定的距离，从而保护涂覆于所述高导热性的下侧上的所述光谱选择性表 面，同时在所述光谱选择性表面和所述第二窗口之间形成两个隔热的空气 室，从而减少热损失，并提供更多的食物烹饪净功率，所述薄板中的另一 块安装在所述覆盖腔的高导热性的顶面的上方，并与之相隔一定的距离， 从而保护涂覆于所述覆盖腔的所述高导热性的顶面上的所述光谱选择性 表面，并在所述光谱选择性表面和所述第三窗口之间形成两个隔热的空气 室，从而减少热损失，并提供更多的食物烹饪净功率；
(n)步骤，用于改善到食物、饮料或任何其他物质的传热，同时减 少吸光表面的表面温度，便利地减少所述吸光表面上的辐射和对流热损 失，其通过制成或形成或成形所述炊具腔的高导热性的下侧来实现，可选 地，其还通过成型所述做为凹托盘的所述覆盖腔的高导热性的顶面来实 现，所述凹托盘一起包围一个适合于放置食物或饮料的空腔，所述食物或 饮料直接地放在所述凹托盘中的下方的一个中，以烹饪或加热所述食物或 饮料，同时其与做为热源的所述炊具腔的高导热性的下侧或凹托盘之间具 有直接、强烈、紧密的热传导交换，所述凹托盘在其工作时被照亮的凸表 面上设置有所述光谱选择性涂层，和现有技术在容器中烹饪相比，至食物 的净传热系数提高了一个数量级，从而极大地增加了食物烹饪净功率；
(o)步骤，用于使对可用的太阳辐射能快速响应，其通过改善入射 到所述PV电池模块上和/或到所述各窗口上的太阳辐射的入射角，和通过 减少烹饪过程的热惯量来实现，通过直接在一个高导热性的、薄壁的、轻 质、低热惯量的烹饪托盘或多个这样的烹饪托盘上或其内部烹饪食物或加 热饮料，来减少烹饪过程的热惯量，所述烹饪托盘在它或它们的凸的外表 面上具有光谱选择性涂层，特征在于，工作过程中，对所获得的日光即时 地积极地起反应，立即地将所述日光转换成热能，同时通过随温度而变的 热辐射延迟热损失，所述烹饪托盘或各托盘，工作过程中，其进一步的特 征在于，整个托盘表面与食物或饮料接触，或与其紧密热传导交换，所述 食物或饮料直接地位于所述托盘或各托盘上，其结果是从采集的光至食物 的能通量增加，而同时减少吸光表面的温度，减少热损失，能够提供更多 及更快速地增加的食物烹饪净功率；
(p)步骤，用于使所述炊具腔加热至便于烹饪食物的温度，当温度 将要超过食物或炊具材料的容许温度时，以所述隔热板部分地或整个地屏 蔽所述第一和/或第三窗口；
(q)步骤，用于使得能够对烹饪过程进行管理和/或进行搅动或食物 翻转操作，其通过随时打开所述覆盖腔或所述隔热板实现，热量通过所述 第一导热托盘从下部提供给所述食物；
(r)步骤，用于使得在太阳落下周围温度下降的傍晚能够继续烹饪 或对热食进行保温，和使得可以在餐桌上或在饮食场所对烹饪好的食物进 行保温，其通过将所述烹饪好的食物放在所述第一托盘中，通过所述托盘 的所述支承架的所述外壁上的所述隔热物，及通过位于所述托盘的孔径上 的所述隔热板对其保温；
(s)步骤，用于通过卤素光源能够进行烹饪工作或对热食进行保温， 电力由通过所述PV电池模块对其充电的电池提供；
(t)步骤，用于通过将PV电池模块放置于所述可弯曲的反射镜的下 部或侧面，以通过所述可弯曲的反射镜优化对PV电池模块的辐射，从而使 得能够与烹饪操作交替地或同时地或独立地增加发电量；
(u)步骤，用于通过在所述PV模块下方设置一个与结合在所述可弯 曲的反射镜上或中的通风道或烟囱相通的通风道，能够冷却PV电池模块；
(v)步骤，用于直接在所述托盘上进行各种烹饪工作，烹饪食物， 例如传统的烹饪类型，蒸、炒、烘焙、烤；
(w)步骤，通过提供所述第一托盘，可选地，还提供第二托盘，通 过光和热对水进行净化，其是由防反射地涂覆的低铁玻璃或聚合物，比如 聚对苯二甲酸乙二醇酯(PET)/聚对苯二甲酸丁二醇酯(PBT)、丙烯酸、 聚碳酸酯制成的高透光托盘；
(x)步骤，在炊具腔中做汤、加热水或其它液体，所述炊具腔大致 垂直地位于所述半圆柱形凹面反射腔内，平行于所述半圆柱形状的旋转 轴，所述炊具腔的顶部具有开口以接受液体，优选地，具有所述光谱选择 性表面作为其所有向着阳光的外表面，通过所述透光的低铁玻璃腔或所述 透明的聚合物腔，从各面传输光，所述腔与所述炊具腔之间具有最佳的距 离；
(y)步骤，通过光和热净化饮用水，其通过透光的玻璃或聚合物腔 来实现，所述腔适合于盛水，大致垂直地位于所述半圆柱形凹面反射腔的 内，平行于所述半圆柱形形状的旋转轴，所述透明的腔也能够接收或容纳 盛水的透明玻璃或聚合物瓶；
(z)步骤，用于在工作结束后，保护PV电池模块、所述各窗口的玻 璃窗及其他炊具材料，通过将所述可弯曲的反射镜的尺寸设置成至少在水 平的(不工作的)平放位置足以覆盖和保护其本身和所述炊具结构、所述 各窗口或各托盘和所述PV电池模块，使它们免于过热、冰雹、雨、灰尘或 沙暴、风、碎片、毁坏等等。
2、如权利要求1所述的方法，其特征在于其进一步包括用于组织和实 施质量保证体系或程序的步骤，以监管所述太阳能炊具/太阳能发电系统 的制造或生产，这样所述炊具或发电系统可以被证明或验证其用于增加排 放信用或用于增加可贸易的排放权利，其中包括可贸易的二氧化碳排放权 利/信用，并且可以配置登记号码或国家和/或政府牌照号码，以验证所述 炊具/发电系统用于在将应用所述炊具/发电系统的国家和/或政府的范围 内增加所述排放信用/可贸易的排放权利。
3、如权利要求1所述的方法，其特征在于其进一步包括用于运行利用 太阳能的太阳能炊具/太阳能发电系统，以获得或增加排放信用或可贸易 的排放权利和/或信用的步骤，其中所述太阳能炊具/太阳能发电系统被验 证或登记或许可用于增加可贸易的排放权利/信用，其中包括可贸易的二 氧化碳排放权利/信用，从而利用太阳能代替含碳燃料用于烹饪和/或烧水 和/或发电。
4、如权利要求3所述的方法，其特征在于其进一步包括用于保存利用 太阳能进行烹饪和/或发电的记录，并且定期将记录提交给负责排放信用 的指定的团体或指定的管理机构的步骤。
5、如权利要求4所述的方法，其特征在于其进一步包括将所述获得或 增加的排放信用或可贸易的排放权利，其中包括可贸易的二氧化碳排放权 利/信用，转让或出售给意向购买者的步骤。
6、如权利要求4所述的方法，其特征在于其进一步包括用于如下的步 骤，通过一个实体，如政府、国家、组织、慈善团体、商行及交易所对多 个，或大量的所述获得的排放信用或可贸易的排放权利，其中包括可贸易 的二氧化碳排放权利/信用进行收集或积累或集中成较大的适于销售的整 体，转让或出售或拍卖所述较大的适于销售的整体给潜在的购买者或意向 购买者。
7、通过执行如权利要求1中所述的任意或所有的步骤，从避免的排放 量中获得或增加排放信用或可贸易的排放权利。
8、通过执行如权利要求1中所述的任意或所有的步骤，从避免的二氧 化碳排放量中获得或增加二氧化碳排放信用或可贸易的二氧化碳排放权 利。
9、通过执行如权利要求1中所述的任意或所有的步骤，使用设置有登 记号码或国家和/或政府牌照号码的设备，从避免的排放量中获得或增加 排放信用或可贸易的排放权利，所述号码用于验证所述设备增加了排放信 用或可贸易的排放权利。
10、通过执行如权利要求1中所述的任意或所有的步骤，使用设置有 登记号码或国家和/或政府牌照号码的设备，从避免的二氧化碳排放量中 获得或增加二氧化碳排放信用或可贸易的二氧化碳排放权利，所述号码用 于验证所述设备增加了二氧化碳排放信用或可贸易的二氧化碳排放权利。
11、用于采集阳光，将所采集的阳光转换成热能以进行烹饪，和/或 转换成电能的设备，其特征在于：其设置有一个协同组合，包括可倾斜并 可弯曲的反射镜装置，半圆柱凹面反射腔装置，隔热箱式太阳能炊具装置 和/或PV电池模块装置，所述组合能够以最佳入射角获得增加的日光，即 时地将日光转换为大大增加的和均匀分布的食物烹饪净功率，和/或转换 为增加的净电功率，所述设备包括以下装置中任意或全部：
(a)补充的腔装置，其具有一大致水平的下部透明孔径，以下称之 为第二窗口装置，用于获得照在透明的薄片装置或板装置上的反射的光， 并使反射的光从中通过，向前传输至下部的光热转换表面装置，其是高导 热的大致水平的托盘装置或板装置的下侧，以下称之为第一托盘装置；并 具有大致水平的上部透明孔径，以下称之为第三窗口装置，用于获得照在 透明的薄片装置或板装置上的直接阳光，并使阳光从中通过，向前传输至 上部的光热转换表面装置，其是高导热的大致水平的倒转的或上下颠倒的 托盘装置的顶面，以下称之为第二托盘装置，用于将热量辐射至位于所述 第二托盘装置下方的食物，所述第一和第二托盘装置包括托盘支承装置， 其具有隔热的外壁，并在其面对所述托盘装置的内壁上具有反射表面装 置，并且面向反射的光的所有外壁或隔热物的外壁上具有反射表面面装 置；
(b)附加的大致水平的透明孔径装置，以下称之为第一窗口装置， 其直接地侧向紧邻所述第二窗口，以采集日光和附加的或反射的阳光，以 进一步通过大致为半圆柱形的凹面反射腔装置传输至所述第二窗口装置， 并通过其中传输至所述第一托盘装置的所述光热转换下侧；
(c)大致为半圆柱形的凹面形状的隔热的下部反射镜装置，其旋转 轴平行于所述第一窗口装置和所述第二窗口装置的交会线，所述半圆柱在 其凸的外表面或在其平的外表面上设置有隔热装置，所述下部的反射镜装 置，以下称之为半圆柱形凹面反射腔装置，其用于反射地传输在所述第一 窗口装置上获得并从中通过的所述日光和所述附加的日光，至所述第二窗 口装置的下侧，并向前到所述高导热第一托盘装置下侧上的所述下部光热 转换表面装置，所述半圆柱形凹面反射腔装置，优选地，由柔性的反射薄 片或箔材料构成，并进一步具有使其平行于所述半圆柱形凹反射腔装置的 旋转轴的最低线或最底线位置在垂直和/或水平方向上变化的装置，以优 化反射性能，例如，从浅至深的悬链形、圆形、抛物线形、椭圆形或多边 形的形状或所述形状的任意组合，以用于不同的反射作业，更深的半圆柱 形状一般能导致所述日光和所述附加的日光以更好的入射角照射在所述 第二窗口装置之上，并从中通过，随后照射至所述第一托盘装置下侧上的 所述光热转换表面装置上，所述半圆柱形凹面反射腔装置在所述最低线设 置有排出孔，以除去侵入的雨水、溢出的食物或任何其他类型的进入物， 可选地，所述半圆柱形凹面反射腔装置还有卷筒装置，以存贮和/或卷绕 所述反射薄片材料或箔材料，以便利地清扫所述半圆柱形凹面反射腔装置 的所述反射表面，垂直于所述半圆柱形凹面反射腔装置的所述旋转轴的两 各反射端壁也是由所述柔性的反射薄片材料或箔材料制成，可替换地由半 刚性的或刚性的反射材料制成；
(d)上部反射镜装置或上部反射器装置，以下称之为可弯曲的反射 镜装置，其通过靠近所述第一窗口装置远侧的铰链装置固定，该远侧距所 述第二窗口装置最远，所述可弯曲的反射镜装置是铰接的、可调节地倾斜 和可调节地弯曲的反射镜，能够具有可变的倾角和可变的曲率，以优化所 述附加日光的采集和反射方向，所述附加日光照射在所述第一窗口装置上 并从中通过，或照射在PV电池模块上，PV电池模块大致在所述第一窗口装 置的位置周围；
(e)可弯曲的反射镜的导轨装置，其具有反射镜指示器装置以显示 反射镜倾斜角，反射镜保持装置以将反射镜维持在选定的位置上，和反射 镜压缩轮廓装置以压缩所述可弯曲的反射镜装置到一定的曲率，该曲率是 根据所述可弯曲的反射镜装置的高度与所述第一窗口宽度的比值优化的， 所述可弯曲的反射镜导轨装置能够以一次操作或一步动作，使所述可弯曲 的反射镜装置和所述摆动模块在任何普遍的太阳高度时，处于反射镜倾斜 角和相应的反射镜曲率结合起来最好的位置，以优化所述具有更好入射角 的、照射在所述第一窗口装置上的所述附加的日光的采集和向前反射方 向，和优化采集照射在所述摆动模块装置上的具有良好的入射角的所述进 一步附加的日光；
(f)摆动的PV电池模块装置，用于将太阳能转换为电能，在烹饪过 程中，所述摆动模块装置位于摆动架装置上，平行于所述可弯曲的反射镜 装置，在平行于并且最远离所述可弯曲反射镜装置的所述第二窗口装置的 边缘的位置周围摆动，在没有烹饪的间隔期间，所述摆动模块装置也可位 于所述可弯曲的反射镜的下方在所述第一窗口装置的位置，以优化照射在 所述PV电池模块装置上的日光采集，以增加发电；
(g)枢轴滑杆装置，或滑动的摇臂装置，以下称之为摇臂装置，其 一端刚性地连接一配置有铰链装置的横杆装置，其以摆动的方式悬挂所述 可弯曲的反射镜装置，所述摇臂装置在他们的其他的端部连接配置有卷筒 装置的轴装置，以跟踪可弯曲反射镜压缩轮廓装置，并配置有枢轴装置以 推拉连杆装置，在与所述轴装置相距合适的距离处，所述摇臂装置还配置 有刚性抗磨材料制成的槽板装置或槽装置，以保持所述摇臂装置以摆动和 滑动的方式与枢轴装置相连接，并位于其上，所述枢轴装置安装在该设备 的结构装置上，大致位于所述可弯曲反射镜装置的所述下部铰链装置的轴 的位置；
(h)连杆装置，用于连接所述轴装置上的枢轴装置和安装于支承所 述摆动模块装置的所述摆动架上的所述枢轴装置，从而能够同时地定位所 述可弯曲反射镜装置和所述摆动模块装置，以优化日光的采集；
(i)绳索装置，用于通过安装于支承装置上的滑轮装置连接所述摇 臂装置上的适当点和所述摆动架装置上适当的啮合点，所述支承装置从所 述设备的结构装置上在大致高于所述摆动架装置处延伸出来，从而同时地 定位所述可弯曲反射镜装置和所述摆动模块装置，以优化日光的采集；
(j)太阳高度指示器装置，其安装在所述摆动架装置的下边缘，以 优化所述摆动模块装置的倾角；
(k)冷却装置，用于冷却位于所述可弯曲反射镜装置下方的PV电池 模块装置，所述冷却装置包括位于所述PV电池模块装置下方的冷却空气通 道装置，通过一个柔性的连接通道装置，所述冷却空气通道装置中的冷却 空气流连通至一个向上流动的通风道装置或多个向上流动的通风道装置 或烟囱装置，其并入所述可弯曲反射镜装置中或并入到其上；
(l)电池装置，用于存储由所述PV电池模块装置产生的电能，所述 电池装置同时地充当压舱物装置；
(m)隔热的卤素光源装置，其尺寸适合于所述炊具腔装置，用于在到 日落或在日落后，或在阳光不足的间隔期间，能够继续烹饪或对烹饪好的 食物进行保温；
(n)导电装置，用于将来自所述PV电池模块装置的电能输送至所述电 池装置，和从所述电池装置输送至所述卤素光源装置；
(o)隔热板装置，用于在到日落或在日落后，或在阳光不足的间隔期 间，或采用卤素光源装置烹饪时，或盛有烹饪好的食物的所述烹饪托盘装 置放置在餐桌或饮食场所时，减少从所述炊具腔装置的热损失；
(p)温度指示装置，用于简单准确地读出炊具腔装置内的温度，或用 于防止炊具装置的材料过热；
(q)可拉伸的或弹性的绳索装置，其安装在所述横杆装置和所述反射 挡风板装置之间，用于在工作过程中，支持所述挡风板装置，并用于在太 阳日能够利用该设备简单精确地跟踪太阳方位，所述绳索装置保持其阴影 投射在所述摇臂装置或所述可弯曲反射镜装置的垂直边缘上，所述弹性的 绳索装置方便地配置有一个或多个投影杆装置或投影珠装置，这样，他们 在所述第一窗口装置上在所述第一窗口装置和所述第二窗口装置的交会 线处上的投影，指示出所述可弯曲反射镜装置的最佳位置；
(r)摆动架装置，用于支持或保持所述摆动的PV电池模块装置；
(s)铰链装置，用于以摆动的方式支承所述可弯曲反射镜装置、所述 摆动架装置、所述反射挡风板装置和所述增强反射镜装置；
(t)轴装置，用于连接所述摆臂，所述轴装置配置有带把手装置的摆 动操纵柄装置，并且配置有卷筒装置，用于精确地跟踪所述可弯曲反射镜 压缩轮廓装置，其安装在所述导轨装置或所述导轨板装置上或位于其中， 并且配置有轴端装置或带有卷筒装置的枢轴装置，用于控制所述连杆装置 推或拉；
(u)横杆装置，用于刚性地连接所述摇臂装置，并用于支承所述上部 铰链装置，其上以摆动的方式悬置所述可弯曲反射镜装置；
(v)导轨板装置，用于精确地定位和弯曲所述可弯曲反射镜装置，其 由刚性抗磨材料装置制成，与所述可弯曲的反射镜压缩轮廓装置或弯曲装 置相结合，其用于精确地容纳与所述摇臂装置相连的所述轴装置上的卷筒 装置，所述导轨板装置配置有一系列的线装置，其以日晷的方式以要求的 角度间隔布置，以精确表示所述摇臂装置或所述可弯曲反射镜装置的倾斜 角，所述导轨板装置以结构刚性的方式安装在设备的结构装置上，低于所 述可弯曲反射镜装置的所述下部铰链装置的轴，并与其垂直，所述导轨板 装置也配置有冲孔的登记号码装置，或国家和/政府牌照号码装置，用于 验证所述设备用于增加排放信用或增加可贸易的排放权利，或增加可贸易 的二氧化碳排放信用；
(w)反射挡风板装置，用于减少热损失，其安装于所述第一窗口装置 的两侧面，或两边缘上，垂直于所述下部铰链装置的轴；
(x)轮子装置，用于容易地固定或移动所述设备；
(y)所述设备的结构装置，其包括稳定的支撑结构装置，具有适当的 提高风稳定性的压舱物，用于使所述摇臂枢轴装置和所述导轨板装置或所 述导轨装置在所述设备上保持稳定固定的位置；
(z)可弯曲的反射镜装置，其具有在水平的(不工作的)平放位置足 够大的尺寸，以覆盖和保护其本身和设备的结构装置，所述装置包括透明 窗口装置、炊具托盘装置和PV电池模块装置，以使它们免于滞止的过热、 冰雹、雨、灰尘、沙暴、风、碎片、毁坏等情形。
12、如权利要求11所述的设备，其特征在于其中所述可倾斜并可弯曲 的反射镜装置的高度为，从大约所述第一窗口装置的宽度至大约所述第一 窗口装置宽度的十倍。
13、如权利要求11所述的设备，其特征在于其中所述可倾斜并可弯曲 的反射镜装置包括空气通道装置或多个空气通道装置或通风烟囱装置，用 于增强冷却PV电池模块装置的冷却气流，该PV电池模块装置位于所述可倾 斜并可弯曲的反射镜装置的下方或下部。
14、如权利要求11所述的设备，其特征在于其中所述第一窗口装置的 宽度为，从大约所述第二窗口装置的宽度至大约为所述第二窗口装置宽度 的三倍。
15、如权利要求11所述的设备，其特征在于其中所述半圆柱形凹面反 射腔装置的深度或在垂直方向上的尺寸，从大约为所述第一窗口装置的宽 度的一半至大约为所述第一窗口装置宽度的三倍。
16、如权利要求11所述的设备，其特征在于其中所述可弯曲反射镜导 轨装置或所述可弯曲反射镜导轨板装置具有可弯曲反射镜压缩轮廓装置， 用以对处于平面形状的可弯曲的反射镜装置不施加压缩，和/或对处于弯 曲条件的可弯曲反射镜装置施加的压缩率等于或大于大约
以迫使可弯曲的反射镜装置的压缩率从位于平面条件时的零至迫使 所述可弯曲的反射镜装置的压缩率等于或大于大约
其为处于弯曲条件的可弯曲的反射镜装置，并迫使可弯曲的反射镜装 置的曲率半径从可弯曲的反射镜装置处于平面形状时的无穷大，至可弯曲 的反射镜装置处于弯曲状态时的半径等于或小于大约
以优化采集照射至所述PV电池模块装置，或照射至所述第一窗口装置 上并从中通过的附加日光。
17、如权利要求11所述的设备，其特征在于其中所述高导热的托盘装 置或板装置包括金属合金托盘装置或金属合金板装置，所述金属合金包括 下列元素中的任意或全部：铁、铬、镍、钼、钛、镁、铝、铜、锡、锌、 碳。
18、如权利要求11所述的设备，其特征在于其中所述高导热的托盘装 置或板装置包括在其至少一个表面上设置或涂覆有光谱选择性涂层的金 属合金托盘装置或金属合金板装置，所述表面在使用时接受光照。
19、如权利要求11所述的设备，其特征在于其中所述高导热的托盘装 置或板装置包括在其至少一个表面上喷涂有或涂瓷漆处理有非选择性涂 层或黑色涂料的金属合金托盘装置或金属合金板装置，所述表面在使用时 接受光照。
20、如权利要求11所述的设备，其特征在于其中所述高导热的托盘装 置或板装置包括在其至少一个表面上涂覆有或涂瓷漆处理有不粘涂层的 金属合金托盘装置或金属合金板装置，该不粘涂层例如碳氟聚合物涂层如 Teflon。
21、如权利要求11所述的设备，其特征在于其中所述高导热的托盘装 置或板装置包括金属合金托盘装置或金属合金板装置，它们形成托盘装置 的形状和尺寸适合于所要求的炊具腔装置。
22、如权利要求11所述的设备，其特征在于其中所述高导热的托盘装 置或板装置包括平面状的金属合金板装置，其尺寸适合于所要求的炊具腔 装置。
23、如权利要求11所述的设备，其特征在于其中所述高导热的托盘装 置或板装置包括金属合金托盘装置或金属合金板装置，所述金属合金包括 在其至少一个表面上涂覆有光谱选择性涂层的不锈钢合金，所述表面在使 用时接受光照。
24、如权利要求11所述的设备，其特征在于其中所述高导热的托盘装 置或板装置包括铁素体不锈钢合金托盘装置或铁素体不锈钢合金板装置， 在其至少一个表面上涂覆有光谱选择性涂层，所述表面在使用时接受光 照。
25、如权利要求11所述的设备，其特征在于其中所述高导热的托盘装 置或板装置包括玻璃托盘装置或玻璃板装置。
26、如权利要求11所述的设备，其特征在于其中所述高导热的托盘装 置或板装置包括聚合物托盘装置或聚合物板装置。
27、如权利要求11所述的设备，其特征在于其中所述高导热的托盘装 置或板装置包括多个所述托盘装置或板装置，其成形为适合于多个所要求 的腔装置的多个凹托盘装置，用于为各种菜品或主食或食物的各部分进行 多个同时烹饪操作。
28、如权利要求11所述的设备，其特征在于其中所述透明薄片装置由 碳氟聚合物制成，比如Teflon，或Tefzel。
29、如权利要求11所述的设备，其特征在于其中所述第一、第二和第 三窗口装置包括具有低含铁量的高透明玻璃板装置，所述玻璃板装置还在 其面向入射光的一个或全部表面上设置有低反射表面或低反射涂层。
30、如权利要求11所述的设备，其特征在于其中所述第一、第二和第 三窗口装置包括高透明聚合物板装置或聚合物薄片装置或聚合物薄膜装 置或箔装置，在它们面向入射光的一个或全部表面上设置有防反射涂层。
31、如权利要求11所述的设备，其特征在于其中所述隔热箱型太阳能 炊具装置由垂直布置的透明腔装置构成，其最大的表面与所述半圆柱形凹 面反射腔装置的中心部位的所述旋转轴平行，其用于在壁部涂覆有所述光 谱选择性涂层装置的金属容器中加热液体或做汤，或用于通过光和热的综 合作用对水进行消毒，所述水位于所述透明腔装置内的透光的玻璃或聚合 物瓶装置中，或直接地位于所述透明腔内。
32、如权利要求11所述的设备，其特征在于其中所述用于发电的两个 PV电池模块装置垂直地背对背布置，通过位于所述半圆柱形凹面反射腔装 置的中心部位的公共垂直冷却空气通道装置或烟囱装置分隔开，所述PV电 池模块装置的PV电池表面朝向与所述半圆柱形凹面反射腔装置的所述旋 转轴平行。
33、由通过使用如权利要求11所述的设备的任意或全部装置而避免的 排放所获得或增加的排放信用或可贸易的排放权利。
34、由通过使用如权利要求11所述的设备的任意或全部装置而避免的 二氧化碳排放所获得或增加的二氧化碳排放信用或可贸易的二氧化碳排 放权利。
35、由通过使用如权利要求11所述的设备的任意或全部装置而避免的 排放所获得或增加的排放信用或可贸易的排放权利，所述设备具有登记号 码装置或国家或政府牌照号码装置，其验证所述设备用于增加排放信用或 可贸易的排放权利。
36、由通过使用如权利要求11所述的设备的任意或全部装置而避免的 二氧化碳排放所获得或增加的二氧化碳排放信用或可贸易的二氧化碳排 放权利，所述设备具有登记号码装置或国家或政府牌照号码装置，其验证 所述设备用于增加二氧化碳排放信用或可贸易的二氧化碳排放权利。
37、通过增强对置于如权利要求11所述的设备的所述可弯曲反射镜装 置下的植物苗的自然光照，促进其生长。
38、通过增强对在如权利要求11所述的设备的所述可弯曲反射镜装置 下进行日光浴的人体的自然光照，对人体进行日晒。
39、个人的清洁能源系统，其通过实施如权利要求1至10的任意或全 部权利要求所述的任意或全部方法的任意或全部步骤，和/或通过利用如 权利要求11至38的任意或全部权利要求所述的设备的任意或全部装置，提 供用于烹饪、促进植物生长、太阳浴和/或电力需要，和/或能获得排放信 用，或可贸易的排放权利。
技术领域
一般地，本发明涉及减少世界范围有害气体排放的急剧需要，有害气 体包括温室气体，比如二氧化碳。
更具体地说，本发明的目的是提供实际可行的、经济的装置来减少包 括二氧化碳及其他有害气体在内的温室气体的排放，温室气体来自大量的 燃烧的包含碳的燃料，包括用于烹饪的木材燃料。在说明书中，本发明致 力于强有力的推动通过太阳能替代未统计的用于烹饪目的的污染燃料，太 阳能是一种可用于烹饪和/或发电的便利、清洁和安全的热源和/或光源。
基于上述考虑，本发明提供一种能够使采用太阳能烹饪和/或发电更 为便利的方法和设备，使在全球范围内采用太阳能烹饪和/或发电比采用 包含碳的燃料(如木燃材)烹饪更为便利。
发明背景
直到最近，北美洲、欧洲和亚洲的工业化国家被认为是在主要利用化 石燃料，从而导致巨大的二氧化碳排放，引起全球变暧。在欧洲和美国， 据″现代电站(Modern Power Station)″2001年10月7日报道，从火力 发电站燃料的化石燃料中分离二氧化碳的成本约为每去除一吨二氧化碳 花费50美元。在欧洲，超过他们二氧化碳排放目标的产业不久将被征收 赋税，对应为所超过的二氧化碳排放中每吨40美元，到2008年，当二氧 化碳排放超过他们的容许量时，欧洲的工业可能征税每吨100美元。在英 国政府的国情咨文2001(英国政府出版社-伦敦)中，在″可再生能源配额 政策″部分指出，在防止二氧化碳排放时，每吨花费$120是″物有所值″。
如2001年2月9日和2002年10月25日″科学″杂志中″印度洋实验″ 报道，由于烹饪时高污染、低效率地燃烧的含碳燃料(如燃材)，出现了″ 亚洲烟缕″现象，并引起从亚洲至地中海大范围内的空气污染，因此，减 少二氧化碳及其他有害气体排放的迫切需要变得更加明显。
如″能量转换与管理″所述，41，2000，第775-831页(″Energy Conversion and Management″41，2000，pages 775-831)，近来(2000) 在印度北纬15°的农村地区的大量调查表明，每人每日的用于烹饪的燃柴 消耗量为2.10千克，还有每日用于热水供暖1.39千克。这个数据增加至 每人年需要燃材1.275吨，并且相应地使每人年排放的二氧化碳增加了没 有计入统计的3.0吨。如果将这一数字作为农业国家的平均值，则不久由 于世界范围内燃材燃烧而引起的未统计的二氧化碳排放量将增至约六十 亿吨。
燃材燃烧烹饪后的食物品质较差，局部过热会引起致癌物质，比如丙 烯酰胺，在谷物或马铃薯在烹饪时，致癌物质从局部过热的碳水化合物中 产生。
烹饪火炉的使用效率非常低。仅仅百分之十的燃柴能量被转换用于加 热食物或饮料，其中损失了百分九十的能量，燃材的燃烧品质很差，对于 食物、操作者和环境来说，烟灰和煤烟很不健康。
在1990年11月29日出版的″自然″杂志第348卷第385-386页中，采用光 能进行烹饪的技术被描述为″阳光下的烹饪″。
″自然″报道，在1990年世界范围二十亿人依靠木材来烹饪，每年世界 范围木材收获量为三十亿吨，其中有一半被用作燃料。相同数量的人没能 利用电能，甚至如拥有像电灯或小冰箱之类的生活基本用品。在发展中国 家，百分之五十以上的能量被用于准备食物。燃柴短缺，供应量下降，在 印度许多农村地区的村民现在每天不得不花上约八小时用于收集燃材。燃 柴的砍伐引起森林乱伐和野生动植物的破坏。每吨燃柴燃烧时，产生约 2.35吨二氧化碳，并伴随大量的其他有害气体和煤烟。
除燃柴不足和引起砍伐森林外，由排放二氧化碳引起全球温室效应加 深了公众对燃材问题的重视。所述用于烹饪目的的燃柴燃烧，不久将产生 每年约六亿吨未计入的二氧化碳排放，其相当于亚洲或美国二氧化碳的排 放量，或者是欧洲联盟二氧化碳排放总量的两倍。将未来未统计的由含碳 燃料燃料产生二氧化碳排放占用工业化国家的火力发电站的配额将导致 每年花费3000亿美元。
世界范围来说，平均起来，世界生产总值(GWP)在2000年将达到约 每吨二氧化碳排放1,314美元。对于农村人口来说，根据在印度调查，一 个具有5.5个成员的典型家庭，其每年的收入小于150美元，其对世界生 产总值的贡献不比10美元大多少，后者为每吨未统计的二氧化碳排放的 贡献。换句话说，基于当前的技术水平，工业化国家千美元世界生产总值 产生的二氧化碳排放小于一吨，而燃烧燃材的农业国家的排放为100吨， 或者是说，每千美元世界生产总值要产生比工业化国家多两个数量级的二 氧化碳。分析表明，在典型的北印度环境下，在Jodhpur(北纬26°)一 年的有效日照时间为，在365天内有333天每天的有效日照时间大于4小 时，有321天每天的有效日照时间大于6小时。严格地使用先进的隔热箱 型太阳能炊具每人每年可以节省321×3.49千克燃材，即可节约1.12吨， 每家庭每年可节约超过六吨，同时还减少每人每年的二氧化碳排放2.65 吨，每家庭每年减少14.5吨。同样地，采用先进的隔热箱型太阳能炊具 替换广泛使用煤油燃烧炊具可以平均每人每年节省一桶石油。世界上超过 百分之八十的人口生活在光照地带，其位于北纬40°线(北京-韩国-日本 -纽约-马德里-安卡拉-Tasjkent纬度线)和南纬40°平行线(开普敦- 墨尔本-布宜诺斯艾利斯纬度线)之间。在所述日照地带，采用本发明的 先进的隔热箱型太阳能炊具，全年可供应食物烹饪峰值净功率每平方米 2,000瓦和/或光电电池净接受日光照射1,500瓦特每平方米隔热箱光孔径 面积。对于一个六口之家，光孔径为0.35米×0.70米的炊具可方便地烹 饪；对于一个四口之家，光孔径为0.35米×0.50米或0.25米×0.70米 比较合适；对于一个两口之家，光孔径为0.25米×0.50米比较合适。对 于单人来说，光孔径为0.25米×0.25米的炊具较为合适。通过使用所述 太阳能炊具来避免排放二氧化碳，其估计成本可以在不到一年的时间内由 商业贸易值换取二氧化碳排放权来支付。减少因大量使用像燃材之类的燃 料烹饪而产生的二氧化碳排放的方法是一种经济合算、切实可行的方法， 其使世界范围二氧化碳排放减少，从而缓和现在和将来由于二氧化碳排放 限制而形成的对世界经济增长的约束。同时所述方法还提供有下列额外的 优点：
a)所述方法能烹饪出味道更好、更健康的食物；
b)所述方法可以更清洁、更安全、更健康的方式烹饪；
c)所述方法能将数百万的人从搜寻曾经缺乏的燃材的家务中解脱出 来，而且可免于注意引起广泛分布的肺和眼睛疾病的冒烟、气味差的炊火。 本发明的设备跟踪太阳所需要的时间远比使现有的火烤需要被控制的时 间和/或寻找木材的时间少得多；
d)所述方法减少对燃材的需求、减少砍伐森林和破坏野生动植物。
另一方面，许多严重的、蔓延的森林火灾，如每年发生在亚洲、澳大 利亚、欧洲和美国的，如果在露天烹饪时不是采用现在流行的采用燃烧木 材取得营火和进行烧烤，而是采用大功率的太阳能炊具进行烹饪，则上述 火灾的发生频率可以减少。
另一方面，通过将光电电池安装于本发明的设备的优化反射镜反射器 元件的下方，可以有效地、方便地产生电能，从而在世界范围范围内可承 受地获得电能、光和教育资源，这样可进一步减少世界范围的排放。
背景技术
从以美国分类号702/23、364/493和相关分类及国际分类号G06F以及 相关申请中检索的现有技术可以发现，大部分致力于减少二氧化碳排放的 现有技术或本领域技术水平已经应用于工业领域中，从中可以找到很多与 本申请相关的现有专利参考文献，如东芝公司的美国专利US6691044″产品 环境载荷评定方法″就是一个典型的实例。现有技术或最新技术没有公开/ 提出一种能够推动/引导发展中国家/农村地区的人们减少/避免产生二 氧化碳排放的方法/机构，这些二氧化碳主要来自于为烹饪和/或水暖而燃 烧的包含碳的燃料。就排放来说，通过一个家庭使用本发明的有效太阳能 炊具/光电发电机从而避免二氧化碳排放，通过质量保证机构和/或登记号 码或国家和/或地区牌照号码，其可增加可贸易的二氧化碳排放权利或可 贸易的二氧化碳排放信用，其可以补偿约半打紧凑型汽车的二氧化碳排 放，或相当于一英亩成年热带森林的二氧化碳沉降容量。
许多有关现有技术的参考文献中描述有用于产生电能的太阳能电池， 下面将称为光伏电池(PV cells)，它们可以从美国专利分类号257/457及 相关分类号检索得到，同样以国际分类号H01L/27及相关分类号也可检索 得到，其中三星公司的美国专利US6696731就是一个典型的实例。有关用 于发电的PV电池或PV电池模块的现有技术没有公开或提出用于同时或交 替烹饪和/或发电的PV电池和太阳能炊具的组合。
迄今为止，已经作出了许多努力来开发实用可用的太阳能炊具。在美 国分类号126和相关分类号以及国际分类号F24J2及相关分类号下，可以检 索到下面提到的文献，其是已知的由他人制造的实际的可用的太阳能炊具 的示例；即美国专利820127；1074219；1158175；2859745；2909171； 2994318；3038463；3053248；3896786；3938497；4077391；4082079； 4083357；4130106；4220141；4236508；4262660；4281644；4284071； 4292957；4442828；4446854；4561425；4583521；4696285；4848320； 4850339；4913130；5090399；5113845；5139010；5524610；5617843； 5893360；6606988；和WO8703073；WO9739669；WO02075226；WO03006894； EP0099423；CN1035349；CN1040673；CN2098654U；CN2169093U； CN2181658U；CN2252966U；CN2374861U；CN2443681U；CN2451967U； CN2569029U；IN155889；IN158556；IN158891；IN159461；IN159541； IN162938；IN175856；IN178752；IN181453；IN184675；DE3120520； DE3545890；DE3607484；DE3611375；DE3616007；DE3706348；DE4009754； DE4142119；DE4218403；DE4308458；DE4338736；DE19545108；DE19603742； DE19807465；JP56097755；JP63306357；JP2101350；JP4366363； JP8233374；JP10094480；JP11325612；JP2000146309；JP2001183012； JP2001238712；FR2565678；FR2588644；FR2596503；FR2692659； FR2692660；FR2787867；FR2801097；GB2341675
现有技术中集中类型的太阳能炊具，如烹饪容器位于反射镜下方的抛 物面镜型太阳能炊具，它们具有很多缺点，如笨重的太阳跟踪部件、局部 热点烧焦食物、眩光使厨师至盲、对风敏感及食物溢出污染所述的反射镜， 这些对于成批烹饪来说应当予以考虑。总的说来，现有技术太阳能炊具的 具体实施例不能对可收集的太阳能进行定量，也没有公开或提出在使用所 述现有太阳能炊具的过程就食物烹饪净可用功率评定其性能。全部的现有 太阳能炊具，其中包括现有的隔热箱型和集中平面镜型及集中曲面镜型太 阳能炊具，都具有上述问题。
P.A.Funk等人于2000年发表在《太阳能》第68卷第01-07页上的″用于 测试太阳能炊具的国际标准测试程序评估及性能的报告″(″Evaluation of the International Standard Test Procedure for testing Solar Cookers and Reporting Performance″)一文在此以做参考。
在此引用的所有专利、论文、参考文献、标准等是对它们进行全文引 用。
现有技术的隔热箱型炊具设计具有一个共同点：太阳光辐射进入炊具 腔，在黑色金属片(″吸收器″)上被吸收和转换成热，黑色金属片的作用 是作为导热壁和炊具腔底板。图1所示为现有技术隔热箱型太阳能炊具一 种典型设计，以剖面图显示有：炊具腔0；烹饪容器2，其位于不具有光 谱选择性的吸收板1上；隔热部分3；两面玻璃的铰链盖4，其能打开以 通向炊具腔或烹饪容器。反射″支持″盖5用于在处于闭合的非使用状态时 保护的玻璃的盖和铰链6。根据现有技术的隔热箱型太阳能炊具的性能较 差，尤其是当太阳辐射和周围温度较低时，比如在冬季以及其它季节的早 上和傍晚期间，那时太阳在天空的位置较低，辐射光线的入射角较大。对 于最好的现有技术的隔热箱型太阳能炊具，夏天中午时分做饭的时间约为 三小时。在所述三小时内，炊具箱的位置必须每隔半小时进行调整，以跟 踪太阳，在炊具孔中获得辐射。现有技术炊具的特点是用于烹饪的净功率 的建立非常缓慢，穿过光导入孔存在高的热量损耗，其只适合于蒸煮类的 烹饪，其中烹饪温度不超过100摄氏度。相对于使食物达到沸腾温度和补 偿在加热和烹饪过程中存在的热损失的显热而言，烹饪过程中涉及的物理 和化学变化所需要的热量相对较小。即使在太阳辐射的最佳条件下，也不 可能维持油炸或烘焙所需的温度。因为将热量传递到食物的主要模式是从 吸收器1到容器底部2的热传导，当吸收器面积与容器底部面积的比值减 少时，也就是说，当有更多的烹饪容器位于炊具腔内时，烹饪时间呈指数 增加。在吸收器和任何烹饪容器底之间的热传递不良将导致不具有光谱选 择性的吸收器的表面出现高温，在吸收器上距离烹饪容器边缘有一定距离 的区域尤其如此，并且由此将产生高的热量损失。如图2C所示，对于典型 的现有技术隔热箱型太阳能炊具，其箱体尺寸大约为56cm×56cm×20 cm，光孔径大约为46cm×46cm，在当地的成本估计为50美元，在24°纬 度区域，冬季阳光充足的日子里，太阳能炊具能提供的用于烹饪食物的净 功率约为25瓦，即每平方米125瓦。现有技术的太阳能炊具设计未能公开 或提供便宜的装置以获得较高的食物烹饪净功率，或者说满意的烹饪频 率，或者说是在桌上或阳光较少情况下食物的保温能力。现有技术的非跟 踪类光电(以下简称为PV)发电系统的特点是，净电功率传输建立过程缓 慢，在照射在PV电池上的日光的入射角低和/或不合适时尤其如此。现有 技术的太阳能炊具设计未能公开或提供任何将便利地烹饪和便利地发电 组合在一个设备中的方案，其中PV模块通过所述设备的移动而被驱动来以 两轴方式跟踪太阳，以使照射在所述PV电池和所述炊具上日光具有最佳的 入射角。现有技术的太阳能炊具设计未能公开或提供能够推动人们用日光 代替用于烹饪的含碳燃料的任何方法与/和设备。现有技术未能公开或提 供任何方法或机制，由此对通过采用本发明的方法和/或设备避免产生排 放而得到的排放权或碳信用的增加额度进行贸易，其贸易值可以货币化， 或用于支付所述方法和/或所述设备的费用，和/或为用户和/或政府建 立长期的收入来源，以此推动对所述方法与/和设备的使用。本发明提出 了一种这样的方法和设备，其能为数百万人们提供一种实质上扩展了的纬 度、光线、温度和时间工作范围，以便利用太阳能便利地进行烹饪和发电， 因此其不仅提供了一种具有吸引力的新烹饪方式，而且提供有以可支付的 价格获得接入电灯、冰箱、电视、计算机，或娱乐及教育资源，并为很多 政府和/或组织提供一种切实可行的、能立刻实施可持续发展的手段。
发明内容
通过使用隔热箱型太阳能炊具，将来自可用的太阳辐射的光能传输到 需要烹饪或加热的食物、饮料及其他物质是过程进行了优化，该隔热箱型 太阳能炊具包括空腔，其具有隔热良好的侧壁和上部及下部水平壁，它们 由耐热导热材料衬在阳光照射的侧面上构成，其具有长寿命的、耐热的、 光谱选择性涂层，能够将太阳能转换为热能。所述光谱选择性涂层对于入 射光具有高的吸收率系数(α)，对于反向热辐射，其具有低的发射系数(ε)。 由适当的耐热透明材料形成的薄片，如玻璃或聚四氟乙烯(特富 龙，Teflon)，设置在所述下部水平壁的下面及在所述上部水平壁的上面， 与所述选择性涂层之间具有一定的距离，以保护所述选择性涂层，并提供 空气隔热层，从而最小化至周围环境的热损失。
根据本发明，食物烹饪净功率增大，其主要是通过用热量从下部加热 食物而获得的，所述热量通过一个大致水平布置的下部导热壁提供，所述 导热壁由达到所述下部导热壁下方，即光谱选择性涂层侧的反射光加热。 通过使用凹曲面和/或挠性反射镜/反射镜，从下方提供非常规的反射后 的太阳辐射到所述下部导热壁，该反射镜/反射镜具有可变的倾斜角和/ 或曲率，它们根据烹饪或加热工作的需要进行优化，并能根据不同日期、 季节的太阳高度和纬度区域进行优化，所述纬度区域为从赤道到北极的所 有可能使用太阳能炊具的地方。所述反射镜/反射镜位于隔热箱型太阳能 炊具的下方，以这样的方式沿侧面及上方延伸：使照射在炊具组件上的太 阳辐射的主要部分以最佳的方式指向太阳能炊具的下方，太阳光通过光谱 选择性涂层自然地转换成热能，热量立即以最小阻抗传导至需要被烹饪/ 加热的食物/饮料。在上部导热壁的光谱选择性涂层侧上，提供有常规的 直接太阳光辐射，太阳光被自然地转换成热量，热量立即被以最小阻抗传 导和辐射至位于所述上部导热壁下方的食物。
根据本发明，通过直接在所述导热壁的上面和内部烹饪，烹饪的便利 性进一步得到加强，所述壁已被压制成托盘形薄壁烹饪托盘。这样，可以 避免使用常规的烹饪锅，对食物的热传导阻抗被减小一个数量级。
通过将烹饪好的热食放置在隔热良好的隔热箱托盘中直接呈放在桌 面上，根据本发明的烹饪处理的便利性进一步得到加强。在就餐过程中可 保持食物不冷却。
根据本发明的方法和设备特征在于，在日出后的大约半小时内，其能 快速建立起能方便地进行烹饪的功率水平和/或可便利地发电的功率水 平，并能在当天里以后的时间内维持所述烹饪功率和/或发电功率的水平， 直到日落。
本发明的方法和设备可以有各式各样的具体实施方案，一方面，其尺 寸大小和净烹饪功率可以变化，从具有相同尺寸的采光孔径或窗口和具有 与所述窗口相等或更大尺寸的上部反射镜的方法和装置，到具有更宽的第 一窗口和具有与所述更宽的第一窗口相等或更大尺寸的上部反射镜的方 法和装置。另一方面，为烹饪食物，所述烹饪腔可以近似水平地设置成位 于半圆柱形凹反射腔内部，或位于其上。可选地，为便于做汤或烧水，所 述炊具腔可以垂直地设置，可位于一个四分之一圆柱形凹面反射腔的侧 面，该反射腔提供阳光至所述炊具腔的一侧；也可位于一个半圆柱形凹面 反射腔的内部，该反射腔提供阳光至所述炊具腔的两侧。在另一个具体实 施方案中，为交替和/或同时地发电，PV电池可暂时和/或永久地位于所述 向上反射镜的下方。根据本发明的方法和设备的PV发电方案的特点在于， 其能快速地建立起高的PV发电功率水平，其可比由现有技术的无跟踪功 能的PV系统所提供的PV功率水平高一个数量级，在冬季、高纬度区域、 清晨和傍晚等太阳高度较低的情况下尤其如此。
在另一个具体实施方案中，可设置一个位于所述炊具腔的上面或下面 的卤素光源，在没有阳光或阳光不足而电力足够时，用于烹饪。
世界范围内不同的纬度(北纬64°-0°赤道-南纬64°)和不同的 季节(冬季、春季/秋季、夏季)里，烹饪功率模拟显示于图11中。世界 范围内在不同纬度和不同季节，可用的PV功率电池光辐射模拟显示于图 12中。
发明目的
一般地，本发明涉及减少世界范围有害气体排放的迫切需要，有害气 体包括温室气体，比如二氧化碳。
因此，本发明的一个目的是提供经济合算的、财务上具吸引力的便利 的方法和设备，其能推动推动世界范围的大量人口用丰富的、清洁的、非 商业的安全热源-太阳光替代用于烹饪和/或发电的污染性含碳燃料。基 于上述考虑，本发明提供一种方法和设备，其能够将利用太阳能烹饪和/ 或发电的吸引力和便利增强至这样的高水平，即采用太阳能烹饪和/或发 电可以在世界范围内快速地变得比利用燃烧含碳燃料如燃材来烹饪/或发 电更加有吸引力，更加便利。根据本发明，通过提供一种方法和设备，其 能够认证用于可贸易的二氧化碳排放权利或可贸易的二氧化碳排放信用 的增加量，其可以被货币化，以至少支付本发明的方法和设备的费用，并 且其也可改成和/或额外地为用户和/或为政府和/或组织建立长期的收 入来源，以推动对本发明的方法和设备的引进及持续使用，这样可增加采 用太阳能烹饪和/或发电的经济效益和财政吸引力。对于所述验证，优选 地，所述设备在质量保证体系下制造或生产，并配置有冲孔登记号码，或 冲孔的国家或政府牌照号码，以表明所述设备是用于增加可贸易的二氧化 碳排放权利或可贸易的二氧化碳排放信用。根据本发明，通过，将隔热箱 型太阳炊具的有用食物烹饪净功率与现有技术的相同尺寸的隔热箱型太 阳炊具相比增加一个数量级，并同时减少食物烹饪净功率每瓦的成本，或 者是减少净电功率网电功率每瓦的成本，可增加采用太阳能烹饪和/或发 电的便利性。
根据本发明，通过在以下方面扩展操作窗口，可进一步增加采用太阳 能烹饪和/或发电的便利性：
●即使太阳高度较低，其也能使世界范围内每天可采用太阳能烹饪和/ 或发电的时间更长：
a)全年从日出到日落
b)当冬季太阳高度较低时
c)在太阳高度较低的高纬度区域。
●使得在更高的温度下烹饪食物，例如蒸、油炸、烘焙、炖、烤。
●可将烹饪时间从现在的每餐大约三小时减少每餐大约一小时，还使 在一天的大部分时间内可以用来发电。
●将跟踪太阳的需求量减少每餐一次。
●使得可以在如下情况下利用太阳能进行批量烹饪：饭店、自助餐厅、 学校、医院、假日野营、难民营及常规的能量供应基础设施出现故障的紧 急情况。
●使得可以实现可移动地采用太阳能烹饪和/或发电，如度假者、登山 者、侦察员等人的烧烤。
●使得可以对广义的物品进行加热，如食物、饮料及其他适当的物质， 其结果是：
a)得用太阳能进行十分均匀地烹饪食物，没有局部过热或燃糊食物、 优良的品质、口味、外观和含于烹饪食物、汤、饮料中的维生素，
b)不产生烟雾、煤烟、致癌物质、二氧化碳及其他有害于环境的污 染物至周围环境、厨师和旁观者，
c)在烹制的食物中没有致癌物质，也不会吸入致癌物质，
d)单独烹饪时，可以避免短路、电源故障、煤气爆炸、燃料溅出、 燃烧、火灾、林火、砍伐森林、野生动植物破坏。
●提供一种方法或机制，通过采用本发明的方法和/或设备而避免产 生排放，增加可贸易的排放权利或排放信用，其可以货币化，以支付所述 方法和设备的费用和/或建立长期的收入来源，或用于抵销现有和/或将 来在履行保护环境义务和职责方面的花费或税收例如碳使用税或二氧化 碳排放税。
●通过减少有害气体排放和在就餐时由烹饪引起的致癌物质，并且通 过可承受地获得无需燃料烹饪和发电系统，人们可以获得光和教育资源， 能够提高健康标准，从而为数百万人提供更好的生活质量。
●通过经济合算地减少二氧化碳排放方面的约束，推动全球经济增长。
本发明的又一个目的是，通过由阳光和/或通过其是本发明的关键部 件的可倾斜并可弯曲的反射镜增加日光辐射，照射摆动的PV电池模块， 以便利的、经济合算的方式，使得可以同时和/或交替地利用太阳能进行 烹饪，或者是通过附加的步骤/装置，利用太阳能发电，在太阳高度低时 尤其适合。
基于对上述和其它目的的考虑，以下通过参照具体实施方式描述本发 明，其中着重指出了其具有新颖性的特征。
对于本领域的技术或科研人员，或商业人员来说，通过阅读下列的附 图、详细说明，参考所附的权利要求，本发明的方法和设备的其它目的和 优点将显而易见。
附图简述
图1，2C：示出了典型的现有技术的隔热箱型太阳能炊具的剖视图和 模拟食物烹饪净功率，参见图2C中最低的实线。
图2A，2B，2C：以一个基本实施例示出了本发明的方法和设备，其配 置有一可倾斜的上部平反射镜，图2C中最上部的实线示出了可获得的食 物烹饪净功率，虚线示出了总功率。
图3A，3B，3C：以一个实施例示出了根据本发明的方法和设备，其配 置有可倾斜并可弯曲的上部反射镜，图3C中实线示出了可获得的食物烹 饪净功率，虚线示出了总功率。
图4A-4L：以逐步提高太阳能辐射与食物之间的热传导示出了有用的 基本烹饪概念的实例。
图5A-7H：示出了本发明的方法和设备的优选实施例的剖视图，图中 的实线示出了不同纬度地区晴天时没有增强反射镜时可获得的食物烹饪 净功率，虚线示出了总功率。
图8A-8E：示出了减少成本后的实施例中本发明的方法和设备的示例， 图中的实线示出了不同季节里可获得的食物烹饪净功率。
图9A-9D：示出了用于做汤、加热流体和/或使水消毒的优选实施例中 本发明的方法和设备的实例。
图10A-10H：示出了在用于PV发电的优选实施例中本发明的方法和设 备的一些实例，图中实线示出了不同季节不同纬度地区晴天没有增强反射 镜时可获得的PV电池辐照。
图11：示出了在世界范围用本发明的方法和设备在不同季节不同纬度 地区没有增强反射镜时可获得烹饪功率，图中实线示出了食物烹饪净功 率，虚线示出了总功率。
图12：实线示出了用本发明的方法和设备在不同季节不同纬度地区没 有增强反射镜时可获得的PV电池照射量。
图13：示出了盘形吸收器或烹饪托盘一些实例。
图14A，14B：示出了具有盘形吸收器或平板吸收器的下部炊具腔。
图14C，14D：示出了具有盘形吸收器或平板吸收器的上部炊具腔。
图15A-15B：示出了具有盘形吸收器或平板吸收器的整个炊具腔。
图16：示出了具有盘形吸收器和带有向下伸出的上部吸收器的整个炊 具腔。
图17A-17D：示出了铰接的、可倾斜的、可弯曲的反射镜的一些实例， 还示出了上部轮廓导轨，或具有反射镜保持或反射镜驱动的下部轮廓导 轨，还示出了作为太阳高度αs和可弯曲反射镜的高度hm函数的优化的可 弯曲反射镜的倾斜角度和可弯曲反射镜的压缩程度反射镜。
图18A-18I：示出了半圆柱状反射腔的结构或者说是实施例的一些实 例。
图19A-19D：示出了用于PV发电的本发明的方法和设备的实施例的一 些实例。
图20A-20D：示出了本发明的方法和设备中可用的卤素光源的实施例 在向晚工作时的一些实例。
图21A，21B：示出了通过进行水净化的实施例的一些实例，如图21A 所示，从上部通过透光的罩，和从下部通过透明的盘形吸收器，加热和光 辐射水；如图21B所示，通过不透明的盘形吸收器对水加热。
图22：示出了本发明的方法和设备的优选实施例的一些实例，其同时 用于同时烹饪和PV发电。
图23A-23C：示出了本发明的方法和设备的实施例的一些实例，其配 置有可选的增强反射镜。
图24示出了适合于在多风环境下工作的优选实施例的实例，其具有由 稳定的上部结构支撑的两个上部导轨。
图25A-25E：示出了最优选的紧凑型实施例，其没有上部结构，其通 过摆动PV模块上的可弯曲反射镜被优化成在一次操作或一步动作时同时 进行烹饪和发电，并进一步配置有冲孔注册号码的导轨板，该注册号码用 于确认该设备用于增加排放信用。
图2-25中的图例
附图标记 简要描述
0 炊具腔
1 吸收器，平面形或盘形
2 盛有食物的烹饪容器
3 用于吸收器1的支架
4 支架3侧壁的隔热件
5 支架3外壁上或位于凹面反射腔的垂直壁上的反射表面
6 支架3内壁上的反射表面
7、8 透光的板、薄片或衬片
9 防风的反射腔、半圆柱形凹面反射壁
10 防风的反射腔、反射端壁
11 排出孔
12 用于反射薄片、箔或薄膜的存贮卷筒(可选)
13 处理朝向入射光的表面上的防反射涂层的透明窗w1，
w2，w3
14 用于PV模块的可倾斜的或可倾斜并可弯曲的反射镜反
射器/冷却空气罩
15 铰链
16 上部导轨，或上部轮廓导轨
17 下部导轨，或下部轮廓导轨(替换16)
18 拉杆、拉条或拉绳(替换16)
19 投影绳，其作为与反射镜/反射器14的反射镜上垂直细
线或靶心线，或者与第一窗口w1上表面上的水平细线或
靶心线进行投影联系的方位角跟踪辅助或太阳高度指
示器，反射镜所述绳19还作为投影杆或者小珠35的支
承绳。
20 用于可倾斜或可倾斜和可弯曲的反射镜/反射器14的
反射镜压缩轮廓或手动驱动或马达驱动系统(可选)
21 PV电池模块
22 PV电池模块21的支承边
23 用于气流的柔性连接系统
24 电池
25 位于模块和电池之间的导电装置
26 卤素光源(可选)
27 具有反射表面的隔热罩
28 可倾斜的增强反射镜(可选)
29 温度指示器(可选)
30 支承结构
31 用于防风的重物
32 转向轮(可选)
33 弹簧杆
34 用于由弹簧杆导轨跟踪的连接杆
35 投影杆，或投影珠
36 用于增强反射镜的定位杆
37 垂直定位于反射镜14上或者是水平定位于第一窗w1上
的细线或靶心线，其辅助用于方位角跟踪和/或太阳高
度跟踪，跟踪的过程通过与投影杆19和/或投影珠35
形成投影联系实现。
38 以日晷的形式水平定位于第一窗口w1上和/或垂直定位
于反射镜14上的细线，在工作过程中通过与杆19形成
的投影，来指示设备的闭态方位角(off-azimuth)φs
的角度。
39 位于摇臂之间的横杆
40 摇臂，或者是回转滑动杆
41 摇臂上的槽板
42 枢轴
43 枢轴上的卷筒
44 位于摇臂之间的轴
45 轴上的卷筒
46 连接杆
47 摆动架
48 导轨板，用于替代导轨16和/或17
49 连接至轴上的操作柄
50 操作柄上的把手
51 显示摇臂或反射镜倾斜角的表盘
52 线缆，或绳索
53 滑轮
54 滑轮支承
55 太阳高度指示器
56 半圆柱形反射腔上的隔热件
57 轮子(可选)
58 挡风玻璃
符号 含义
α 吸收率
αs 太阳高度角
ε 发射率
ρ 反射率
τ 透射率
φs 太阳方位角
θi 入射角
a 空气，冷空气
a.m. 上午，午前，早晨
A 冬至，北半球为12月21日，南半球为6月21日
B 春分/秋分，为3月21日，或者是9月21日
C 夏至，北半球为6月21，南半球为12月21日
Cm 可弯曲反射镜压缩率
Cp 导轨上可弯曲反射镜的压缩轮廓
H 太阳光辐射
Hr 反射后的太阳光辐射
Hm 反射镜高度
I 辐射强度，每平方米PV模块上的瓦数
Ln，Ls 纬度，北纬，或南纬
n 中午
P 功率，每平方米净空腔面积的瓦数
p.m. 午后，下午
r 半径
rc 半圆柱形凹面反射腔的半径
rg 导轨曲率半径
rm 可弯曲反射镜的曲率半径
sm 反射镜倾斜角
t 太阳时间，小时
w 宽度
图4中的图例
图4A：所示为在烹饪容器中烹饪食物，由平板式吸收器从下部加热，空 腔顶部隔热。
图4B：所示为在烹饪容器中烹饪食物，以“双重蒸锅(au bain-marie)” 的形式通过盘形吸收器从下部对其加热，空腔顶部隔热。
图4C：所示为在盘形吸收器内直接烹饪食物，从下部对其加热，空腔顶部 隔热。
图4D：所示为以“蒸煮”的方式烹饪食物，开水位于下部加热的吸收器内， 空腔顶部隔热。
图4E：所示为在烹饪容器中烹饪食物，通过平板吸收器从上部和下部对烹 饪容器加热。
图4F：所示为在烹饪容器中烹饪食物，以“双重蒸锅”的形式通过盘形吸 收器从下部对其加热，并且通过平板吸收器从上部对其加热。
图4G：所示为在盘形吸收器内直接烹饪食物，从其下部通过传导加热，并 通过平板式吸收器从其上部辐射地加热。
图4H：所示以“蒸煮”的方式烹饪食物，食物通过来自盘形吸收器的蒸气 从下部加热，并通过平板式吸收器从上述辐射地加热。
图4I：所示为在烹饪容器中烹饪食物，以“双重蒸锅”的形式通过盘形吸 收器从下部对其加热，并通过平板式吸收器从上部辐射地加热。
图4J：所示为在盘形吸收器内直接烹饪食物，食物是从下部通过传导来加 热，并通过平板式吸收器从其上部辐射地加热的，通过温度指示器 或温度计显示食物的温度。
图4K：所示为在盘形吸收器内、和在与另外的盘形吸收器之间直接烹饪食 物，从下部通过传导对其加热，并通过平板式吸收器从上部辐射地 对其加热。
图4L：所示为以“汉堡包”的形式在盘形吸收器之间直接烹饪食物，通过 平板式吸收器从下部和从上部辐射地对其加热。
具体实施方式
术语″反射镜倾斜角″sm是指水平面和朝向太阳的反射镜表面之间夹 角。
术语″入射角″θi是指光线和表面法线之间的夹角。
术语″太阳高度角″αs是指太阳光线与水平面之间夹角。
术语″太阳方位角″φs是指从正南方在水平面上所测得的太阳光线的 角度，向西定义为正。对于南半球，其从正北方开始测量，向东定义为正。
术语″入射″用来表示：照射在其上。
术语″光谱选择性表面″用来表示：表面对于波长完全处于太阳光谱范 围内的辐射光具有高的吸收系数(α)，同时对于波长处于红外光谱范围 内的光线，具有低的热辐射性，或热发射率(ε)。
术语″光亮侧″用来表示：接收或看见入射光的表面或侧。。
术语″或(casu quo)″用来表示：或者，根据具体情况可以是。
术语″双重蒸锅(au bain-marie)″用来表示：位于一层液体之上或 处于其中。
术语″凸″用来表示：向外弯曲，或向外鼓起。
术语″凹″用来表示：向内弯曲，或内凹。
术语″腔″用来表示：中空的空间。
术语″空腔净面积″用来表示：所述炊具腔水平横截面以平方米计算的 面积。
实施本发明的模式
用于所述方法的基本设备
现在参照图2A/2B，其通过在上午和下午时段的第一个可用的基本概 念设计示出了本发明的方法和设备。
炊具腔0，其具有隔热性能良好的侧壁4，其设置有凹的托盘1，托盘 1由导热、耐热的金属板压制成所要求的形状和尺寸，在凸面或被照亮面 上涂覆有耐热的、具有光谱选择性的涂层，其能够将光能转换成热能。为 保护所述的选择性涂层，减少至周围环境的热损失，在所述涂层的下方设 置有一薄片或板7，其由对于日光是高透光的耐热材料制成，比如碳氟化 合物，如Teflon FEP，或者是带有防反射涂层的经过淬火处理的低铁玻 璃。由所述透光材料制成的第二薄片或板8可安装在所述薄片或板7的下 方，用于加强保护和并进上步减少热损失。
所述炊具腔被以光谱选择性涂层向下设置于朝向反射光，该反射光是 进入或照射在一个空气静止的凹面反射腔9上，其为半圆柱形，具有一水 平旋转轴。所述半圆柱形的凹壁9具有高的反射，并朝向所述炊具腔下方。 所述半圆柱的两端壁10垂直于所述半圆柱的旋转轴，其具有极高的反射， 其可以是平面状，所述半圆柱的弯曲部分平行于其旋转轴，呈圆柱状0也 可以是连续曲面，或由一系列的平坦的和/或弯曲的片段组成，其类似为 所希望的任意形状，如圆形、链状、抛物线形、椭圆形或多边形或所述弯 曲形状和平面形状的任意组合。优选地，所述希望的形状部分地或全部地 由柔性反射薄片或箔材料制成，其可以具有优化的可变形状或者曲率，用 于所希望的烹饪或加热操作。
所述空气静止凹面反射腔9部分位于所述炊具腔0的下方，部分从其侧 向延伸并终止来形成近似水平的光接收孔w1，以下称为第一窗口，其上覆 盖有由高透光材料制成的板或薄片13。所述第一窗口w1上设置有铰接的、 可倾斜的朝向太阳的反射镜/反射器14，其可在铰链15上倾斜，反射日光 到所述第一窗口w1和到炊具顶部，所述反射镜的高度近似等于所述半圆柱 的直径。例如，通过上部导轨16或下部导轨17，可以获得所述朝向太阳、 呈平面状的铰接可倾斜反射镜的优化聚光倾斜角，该角度受如下关系限 制：sm＝60°+2/3αs，或位于水平面之上的反射镜倾斜角等于60度加上 αs的三分之二，其中sm是反射镜倾斜角，αs为水平面上的太阳高度角。αs 与时间、日期和纬度有关。对于所述朝向太阳、呈平面状的反射镜，日出 和日落时最佳的反射镜倾斜角是60°。
设置覆盖腔0，其结构与炊具腔相同，上部朝下地位于炊具腔的上方， 所述托盘1的凸面侧，具有光谱选择性的涂层侧，朝上面向阳光。为保护 所述的选择性涂层和减少至周围环境的热损失，在所述选择性涂层的上方 设置有由高透光的耐热材料如像Teflon FEP之类的碳氟化合物制成的薄 片或板7；或带有防反射涂层的淬火处理的低铁玻璃。由所述透光材料制 成的第二薄片或板8可安装在所述薄片或板7的上方，用于加强保护并进 一步减少热损失。位于所述覆盖腔0和所述炊具腔0之间的空间是整个炊具 腔0，其高度可设置为能容纳烹饪容器。
进行烹饪时，本发明的装置面向太阳，绳索19将它的阴影投射至反射 镜14的反射镜表面上的垂直细线上。将朝向太阳的、可倾斜的反射镜调节 到太阳高度角，例如通过导轨16。当太阳高度角αs为15°时，最佳的反射 镜倾斜角是70°；当太阳高度角αs为30°时，最佳的反射镜倾斜角是80°； 当太阳高度角αs为45°时，最佳的反射镜倾斜角是90°；如此直到当太阳 高度角αs为90°时，最佳的反射镜倾斜角是120°。从这之后，反射镜倾 斜角随着太阳高度的降低而减少。
通过可倾斜的反射镜收集阳光并反射通过所述第一窗口w1，通过第二 窗口w2后到达炊具腔的下方，在那里通过选择性涂层将光能转换为热能， 传导至位于托盘内的食物上。当太阳高度角较低时，所述反射光是烹饪功 率的主要来源。部分由可倾斜的反射镜收集的阳光反射通过光孔径面积 w3，以下称为第三窗口，到达罩或者是炊具腔顶部的光谱选择性涂层侧， 在那里将光能转换为热能，所述热能通过罩托盘传导到或辐射到位于罩托 盘下方的食物。
随着太阳的升高，太阳高度角αs增加，越来越多的直接辐射通过所述 第一窗口w1经所述第二窗口w2至炊具腔的下方，通过所述第三窗口w3传输至 炊具腔的顶部。
图2C中最上部的实线示出了大约在北纬24°，12月21日冬至这一天的 时间所述基本设备的模拟食物烹饪净功率，其为太阳高度αs的函数。总功 率如图中虚线所示，约为2000瓦/每平方米腔孔径净面积，50cm×50cm的 炊具腔，设置有50cm×50cm第一、第二和第三窗口，它们具有92％的透射 率，和一米高、半米宽呈平面形状具有90％的反射率的反射镜，提供用于 快速加热的、大约为500瓦的食物烹饪峰值净功率，但是其不能达到每平 方米空腔净面积上为1000瓦或更高的可接受的食物烹饪净功率。
如图3A/3B所示，在午前和午后，和如图17A/17B所示，通过弯曲所述 可倾斜的反射镜，例如通过用定形的上部导轨16，或与定形的下部导轨17 组合的拉杆、带或绳索18，压缩所述可倾斜的反射镜，大大地增加了食物 烹饪净功率，在早晨、下午，在冬季或在较高纬度这样的低太阳高度情况， 尤其如此。通过优化所述可倾斜反射镜的弯曲度或曲率，及其倾斜角，实 际上可以将可倾斜弯曲反射镜采集的全部阳光或大部分反射地引至所述 第一窗口w1上，并通过它以更优的入射角入射至所述炊具腔的下方。
图3C中的实线示出了大约在北纬24°处，12月21日冬至这一天不同时 段，利用所述弯曲形状的可倾斜反射镜采集阳光的基本设备的模拟食物烹 饪净功率，其为太阳高度αs的函数。用于快速加热的峰值功率约为1750 瓦/每平方米炊具箱孔径面积。对于炊具腔底部可以维持的食物烹饪净功 率增加超过40(四十)百分点，对于每平方米空腔净面积，其从约为870 瓦增加至约1230瓦。对于所述炊具腔底部可以维持的目标烹饪功率，1,000 watts/m2，使其可用的时间每天可达大约6(六)小时，50cm×50cm的 炊具腔设置有50cm×50cm的第一窗口，和50cm宽1米高的反射镜处于最佳 的弯曲状态和倾斜角度时，可以提供可接受的食物底部烹饪净功率250瓦 或更高，每天可达大约6(六)小时，如从09:00至15:00。
烹饪后，食物可以方便地保存在烹饪腔中，在用餐期间，通过在存有食 物的腔上放置一个隔热盖或板，可以对其保温。
当移去炊具腔后，通过将覆盖腔凸面向下放入或放在空气静止的凹面 反射腔9上，具有托盘的覆盖腔可以用来进行烹饪工作。这样可以烹饪下 一道菜或下一餐的食物，或者通过放置一个第三覆盖腔，或通过放置一个 隔热盖或板来进行，此时在烹饪时只利用来自底部的热量。对于专业的全 天侯烹饪，可设置多个具有不同托盘的烹饪腔，其轮流对各式各样的菜品 和/或饮料进行烹饪/加热。通过使用用于特别的烹饪操作的托盘和/或插 入装置，可以提供极高的通用性。
现在参照图4-25，所示为本发明的方法和设备的数个具体实施例或 实例，通过增加来自于可用的太阳辐射所包含的能量的食物烹饪净功率， 它们有助于增强使用太阳能烹饪的便利性。本发明的具有新颖性和重要创 造性的特点在于：a)实质上改善在包含于至炊具区域的可用太阳辐射中 的能量和被烹饪的食物或被加热的饮料之间，或者是至PV电池模块区的光 和热转换，尤其在太阳高度角较小时，或当太阳较低时和b)极大地减少 热损失，尤其是在炊具腔顶部和底部处的热损失。
对于a)方面：惊奇地发现，利用太阳能从食物下部以传导的方式加热 比太阳辐射从食物上部加热更为有效。这个惊奇的发现可以部分地解释 为：因为在本发明的隔热箱型太阳能炊具中反射地从下方指向的太阳光辐 射无阻碍地到达所述炊具托盘1或者是吸收器1，并利用了吸收器1的全部 面积，其直接地传导热量至其上的食物。此外，因为吸收器位于在周围环 境之上的空气静止腔9内或其上，吸收器1下方的所有热风的上浮防止了 热量以对流的方式从吸收器1上散出。通过增加炊具下方，或食物下方的 食物烹饪净功率，从而实现了实质上改善要烹饪的食物或要加热的饮料与 可用太阳辐射之间热的传递。
还惊奇地发现，通过在炊具托盘1的下方设置光谱选择性涂层，和结合 位于炊具托盘下方、由透光材料组成的一个或多个对流抑制薄片或板7、8， 热损失减少，食物烹饪净功率增加。
还惊奇地发现，通过将具有所述透明薄片的炊具托盘1设置在空气静止 的凹面反射腔9之内或之上，热损失进一步被降至极低水平。同样地，如 果将所述托盘置于由反射材料制成的餐具垫上，存放于所述炊具内的烹制 的热食的保温时间更长。
更惊奇地发现，通过采用柔性材料，如，镀铝聚酯薄膜，来制造所述 半柱形凹面反射腔9的曲面部分，所述曲面最底点或最低点的曲率和位置 可以在纵、横方向两者上变化，从而获得来自所述第一窗口w1的阳光的最 佳传输，所述阳光以最佳入射角到达所述炊具腔的下侧，以通过所述选择 性表面将光能转换为热能。
还惊奇地发现，尤其在低的太阳高度时，通过弯曲位于所述第一窗口 上方的所述铰接的可倾斜反射镜14w1至一反射镜曲率，其随反射镜倾斜角 sm和太阳高度角αs而变化，平面反射镜反射到所述第三窗口的光可以通过 所述弯曲的反射镜14以最佳的方式反射至位于所述反射镜14下方的PV电 池模块，或者反射至第一窗口w1，并向前经凹面反射腔9到炊具腔的下侧。 例如，在所述基本的设备中，通过所述可倾斜反射镜的所述弯曲，长持续 时间的底部烹饪功率增加大约40％，而其峰值烹饪功率只减少了大约12％。 在可用太阳辐射和所述PV电池模块或位于炊具下侧上的光谱选择性涂层 之间的光传输得到了改善，尤其是在冬季、在高纬度区域和世界范围的日 出和日落等太阳较低时，可快速建立高级别的电功率和/或烹饪功率。
关于b)方面：
在现有技术的隔热箱类太阳能炊具中，主要的热损失是通过炊具腔顶 部上的光进入孔径或窗口w3。还惊奇地发现，通过在所述食物或空腔上的 窗口下设置金属板1，其至少一个面上涂覆有所述选择性涂层，所述涂层 朝向日光，通过炊具腔顶部的热损失可以减少50％或更多，在食物温度较 高时尤其如此。
还惊奇地发现，大的热效率损失起因于各种烹饪容器的底部和比其更 热的板状吸收器之间不良的热传导，现有的隔热箱型太阳能炊具具有这样 的特点，而通过使所述底托盘1由下面的光直接加热，作为大面积均匀地 加热烹饪托盘，可以大的热效率损失。
本发明的方法和设备中使用的新部件
本发明中的第一新部件是引入的第一导热金属板1，其由金属制成， 对于周围环境和炊具腔的大气都具有抗腐蚀能力。在所述第一金属板1的 至少一个表面上，工作时此表面朝向太阳，设置有光谱选择性表面。所述 光谱选择性表面的特点在于，对于入射的全光谱太阳能辐射其是优良的吸 收器(α)，对于红外热辐射，其是个发射率很低的发射体(ε)。因此，所 述第一金属板1的作用是，其是一种新型、单向自发转换器，将太阳辐射 转换成热能，将其立即传导和加热食物，只有很少的热能反向辐射到周围 环境中。所述第一金属板1还作为本发明的隔热良好的隔热箱型太阳能炊 具腔0的收集太阳能的近乎水平的下侧1。所述第一金属板1可以是平坦的， 将金属烹饪容器放在板上，或如图13所示，形成托盘1的形状，或者是容 器的形状，通过例如公知的在一定压力下的深拉工艺制造。如果将其制成 托盘1，所述第一金属板可有利地具有炊具腔功能，烹饪容器可放置在托 盘底部之上。在一种优选的″双重蒸锅″型烹饪方式中，其具有优良的热交 换，在托盘的底部有薄的水层。所述薄的水层接近并低于烹饪容器，其连 续地蒸发、冷凝、传递潜热到容器底部及侧面。在加热的过程中，所述水 将热传导至烹饪容器。另外、作为一个在那红外波长具有高发射率的优良 的红外辐射器，所述水向上辐射热至所述烹饪容器的圆柱部分。所述说烹 饪容器的边缘是平坦的，因此可使所述烹饪容器边缘和位于所述烹饪容器 上面的导热板之间的接触面积最大化。在另一更优选的没有烹饪容器的烹 饪方式中，具有腔尺寸的托盘1形状的所述第一金属板以松散的形式或以 烹饪袋的形式在所述托盘1上直接容纳要烹饪的食物。从而在烹饪的食物 和能量源之间建立起紧密的热传递。同样，所述托盘1可以起炖或煎锅的 作用，或者是其他的厨具的变体，比如能用于油炸的″中国锅″。在另外一 个更优选的无烹饪容器的烹饪方式中，在烹饪的食物和太阳能驱动的热源 之间具有优良的热传递，托盘底部1，薄的水层被倒在托盘1的底部上。在 所述水层的上方放有一筛盘，筛盘内包含有食物，比如用于蒸或蒸煮的大 米、面条、过梁(lintel)、蔬菜、鱼、肉。在加热和烹饪过程中，所述 水将潜热(蒸汽)提供给所述食物。在工作结束后，所述水可以作为热源， 用于进一步烹饪和/或使食物保温。
本发明的第二新部件是引入的第一薄片7，其由透光材料制成。所述 材料可以是低铁玻璃，其具有防反射涂层或具有高透光度和低折射率的耐 热聚合物。所述第一透明薄片大约水平地安装于低于所述托盘的位置，附 着在所述炊具腔上，比所述第一金属板1或金属托盘1低大约10(十)到20 (二十)毫米。所述第一透明薄片7的有效功能包括：
a)保护所述金属板1上的光谱选择性涂层；
b)抑制周围环境和所述第一导热金属板或托盘1之间的任何气体流动。
本发明的第三新部件是隔热良好的可动腔0，如图14A-B所示，其容纳 所述第一吸收托盘1。所述隔热件4优选是最接近于托盘的耐湿、高隔热 性的综合，备用方案是由耐湿性的高绝热介质组成的隔热物，例如聚异氰 脲酸酯、酚或聚氨酯泡沫类型，其被包裹在由适合的低成本材料如木材或 夹板组成的外壳内，可选择地，泡沫-铝复合板或泡沫-钢复合板。有利地， 所述外壳的外壁5上设置有反射表面，其暴露于反射的辐射之中，并设置 在全部的内壁6上。所述腔的深度可以适合于特定的烹饪工作，以获得最 佳的结果。优选的腔深度大约为：
a)对于直接在托盘中烹饪；大约10到100毫米
b)对于在烹饪容器中烹饪：大约10到200毫米 所述腔0可以是单个腔，或多个小腔，以用于不同的个人。
现在注意本发明的隔热箱型太阳能炊具的顶面，引入本发明的第四个 新部件：设置有一个第二导热金属板1，其和所述第一导热金属板1一样具 有同样耐腐蚀性，在其至少一个表面上设置有光谱选择性涂层，此表面在 工作时朝向进来的阳光。所述第二传导金属板1大约位于紧靠所述隔热箱 型太阳能炊具的腔0上部的水平位置，光谱选择性涂层向上对着光线。因 此以和所述第一金属板1一样的方式，所述第二金属板1作为进入的太阳能 的单向转换器，太阳能自然地变成热能，及时地以最小的热阻通过薄金属 板1，将热能传递至位于所述第二金属板1下方并与其进行热传导交换的受 压的烹饪容器。所述第二金属板1同时作为位于所述炊具腔0上的可打开的 盖的下侧面，并且作为烹饪容器的通常的平盖。所述第二金属板1可是平 的，或者有利地向上凹进，以此获得如图14C-D所示的与烹饪托盘形状相 反的，或者是倒置的形状。有利地，在所述第二金属板的下侧上设置高发 射率(ε)的耐热漆，比如黑色醇酸树脂或环氧瓷漆，以作为烧烤型烹饪的 散热器。工作时，上部加下部的空腔组成总的炊具腔0，如图15A/15B所示。 在一定的没有烹饪容器的烹饪工作时，利用空腔形状的第一金属托盘1， 使用向下凹进的第二金属板1是有利的，如图16所示。只要食物被堆放在 所述第一金属托盘1上，可松散堆放，也可装在烹饪袋中，合并所述向下 凹进的第二金属板1的所述覆盖腔下降，从而将所述第二金属板的凹进部 分压在和/或轻压进烹饪的食物。在这种情况下，在来自上方和下方的太 阳能与烹饪的食物之间建立起了来自上部和下部的高效、紧密的全面热传 导通路。
本发明的第五个新部件是铰接的、可倾斜的平面反射镜14，其可像大 的扁簧那样弯曲，曲率中心大约在和所述铰链15等高的水平面上，如图 17A/17B所示。所述反射镜14的弯曲度或所述反射镜曲率或半径R在一太阳 日内是变化的，大约根据如下关系式rm＝hm/2sine(90°-sm°)遵循所述反 射镜倾斜角sm、太阳高度角αs的变化而变化，以获得最佳日光，反射到所 述电池模块21，或反射至并穿过第一窗口w1并向前经凹面反射腔9到达炊 具腔0的下侧1。工作过程中，在日出时，所述可弯曲的反射镜朝向太阳， 例如，其通过辅助的方位跟踪来实现，其在具体实施例中为投影绳索或线 缆，或弹性橡胶绳索19，其安装在w1边缘的中点和所述可弯曲反射镜14顶 部边缘的中点之间。例如，如图9，19，22和23所示，所述投影绳索19将其 阴影投影在位于所述可弯曲的反射镜14的反射镜表面上的垂直中心线或 细线或靶心线上，和/或投影在所述第一窗口w1上表面上的水平细线或靶心 线上。所述可弯曲的反射镜14的最佳弯曲或压缩率通过所述轮廓导轨16、 17大约根据如下关系式确定：
反射镜压缩率
通过在轮廓导轨16的控制下将反射镜从其开始时的平面形状引导，获 得反射镜的压缩轮廓Cp，如图17A/17B所示，其将反射镜压缩为其一天中第 一的、最弯曲的情况。如图17A所示，对于一米高的反射镜，其照亮半米 宽的第一窗口w1，或具有同样宽度的PV电池模块21，在对应的反射镜倾斜 角为60°时，所述第一压缩率约为4.6％(46毫米)，其朝向东方的太阳。 上午，随着太阳高度角αs增加，在导轨的引导下，可弯曲的反射镜具有最 大的反射镜倾斜角sm，其关系式大约为 并逐步减少反射 镜曲率，或反射镜压缩率，例如，当反射镜倾斜角为70°时、所述压缩率 大约为2％(20毫米)。当反射镜倾斜角为80°时，所述压缩率大约为0.5％ (5毫米)。因此反射镜的位置变得更加垂直，并回弹到弯曲度较小的形状。 当反射镜倾斜角为85°，相当于太阳高度角约为60°时，反射镜回弹至原 来的平面形状。在阳光带，太阳高度角可达约90°，在导轨的引导下，1 米高的反射镜(平面状)跟随导轨运动，大约根据如下的关系式 直到在中午时朝向南方的太阳或北方的太阳，它到 达用于烹饪的最大倾角大约108°，或用于PV发电最大倾斜角(大约112 °)。此后，所述装置设置为朝向太阳并在西向跟随太阳运动，所述反射 镜被设置为沿着导轨运动，开始时为平面形状，直到倾斜角为85°的时候， 其后压缩到逐步更弯曲的形状，直到在反射镜倾斜角为60°，所述1米高 的反射镜在日落时到达其一天中第二最高压缩率和最弯曲的形状。所述反 射镜随后从所述导轨中释放，整晚在近似的水平位置处于平面形状，以覆 盖和保护设备。在北纬24°，12月21日冬至这天，中午时最大太阳高度角 αs为42.6°，最佳的反射镜倾斜角在中午时约为78°，最佳的反射镜轨道 从日出时的60°变成中午时的78°，至日落时又回到60°，虽然从日出到 日落反射镜的曲率处于变化之中，但反射镜保持弯曲。对于1.5米高的反 射镜，如图17B所示，其照亮半米宽的第一窗口w1，或具有同样宽度的PV 电池模块21，在太阳日开始时反射镜倾斜角为55°时，反射镜压缩率约为 6.4％(96毫米)，反射镜随后处于弯曲形状，其关系式大约为 一直到反射镜倾斜角大约为85°，相当于太阳高度角大约为70°。然后变 成平面形状，大约根据关系式 直到大约为104°的 烹饪倾斜角，或大约为107°的PV发电倾斜角，在阳光带，其对应于中午 时约90°的最大太阳高度角。所述设备随后被设置为朝向太阳，并跟随太 阳西向运动。对导轨和他们的反射镜压缩轮廓进行优化，使它们在不同季 节及不同的纬度区域能方便地使用。反射镜倾斜和弯曲或装置的方位跟踪 可由手动设置，也可由预先编程的弹簧-驱动，或由附在所述反射镜或所 述导轨上的电动小马达驱动，以沿所述导轨运动。通过设置一个或多个投 影杆或投影珠35，以下称之为投影器。所述投影器35由非磨擦材料制造而 成，例如橡胶或聚合物，并且以下述的方式安装在所述投影绳索19上的滑 动装置中，所述投影器在所述绳索上保持水平，所述投影器的最长尺寸与 所述可倾斜或可倾斜和可弯曲的反射镜的铰接线平行。所述投影绳索19安 装在所述反射镜14的表面或上边缘上的适当点与交会线的适当点之间，在 该交会线处所述窗口w1或PV电池模块与第二窗口w2交会。所述投影器用于 阻挡由所述反射镜反射的光线，并将其阴影线投影在所述PV电池模块的表 面上，或在所述第一窗口的表面上，在所述PV电池模块或所述第一窗口与 第二窗口w2交会的所述交会线处。所述光影线的可见度可通过用手瞬间遮 挡入射(非反射)光来加强。例如，投影器在所述反射镜的一半高度处与 其相通，导致来自所述反射镜上半部的反射光照射在所述PV电池模块上， 或照射在所述第一窗口之上并从中通过。同样地，投影器在所述反射镜的 大约四分之一高度处与其相通，导致来自所述反射镜上四分之三的反射光 照射在所述PV电池模块上，或照射在所述第一窗口之上并从中通过。所述 可弯曲的反射镜的特征在于，工作过程中，其可以适应大范围的太阳高度 角，如图17C和17D所示。例如，当反射镜高度hm与第一窗口宽度w1的高度 之比为3/1时，所述反射镜倾斜角sm为75°的弯曲反射镜适合于从大约33 °到大约45°范围内的太阳高度角αs，这远大于在24°纬度区域冬至这天 从上午10点(34.3°)经中午(42.6°)到下午2点(34.3°)这段范围 内的太阳高度路径，从而使得可以在不移动所述导轨上可弯曲反射镜的情 况下烹饪数个热午餐。对于PV发电来说，有利地，所述反射镜14采用多通 道的挤压的双层壁或三层壁的聚合物纸板制成，并以所述多个通道在向上 的方向上安装，如图21所示，其像烟囱一样起到使在冷却所述PV电池模块 的下侧之后被加热了的空气流动的作用，该PV电池模块位于所述反射镜14 的下方和/或侧面。所述多通道的挤压的聚合物纸板可具有一定的弹性， 或具有一个或多个弹簧钢条，或玻璃纤维增强的聚酯或环氧弹簧条33，其 可插入所述的挤压通道中，以提供和维持所述可弯曲反射镜的长期弹性。 水平连杆34可附着在所述弹簧棒条上，用于使其能长期耐磨，使导轨跟踪 精确。
本发明的第六个新部件是所述半圆柱形的凹面反射腔9的结构，如图 18A-18E所示，其具有可变形状或曲率的挠性曲面反射镜的形式，可以是 圆形、链状、抛物线形、椭圆形或多边形，优选地使其曲率中心位于所述 第一和第二窗口交会线的上或稍微靠近其右边。所述挠性的曲面反射镜的 最下方点或最低点的形状、曲率、深度和位置是可以在纵向和横向，作为 窗口透射率和/或反射镜反射率的函数来调整的，以优化经过所述第一窗 口w1来自可弯曲的反射镜的光传输，使得在各种纬度区域及太阳高度角下， 获得至炊具腔下侧的光线最优入射角，更深的腔减少了反射，并改进了所 述反射角。所述反射镜可以是挠性的，通过从两个平行于所述半圆柱形凹 面反射腔的旋转轴的侧面将其悬挂，使其安装在半圆柱形的凹曲面，在其 最低线处设置有排出孔，用于排出不希望的进入的雨水、溅出的食物等等。 在一个优选方案中，如图18F-18J所示，设置有两个卷筒，其平行于所述 旋转轴，位于所述半圆柱形凹面反射腔的各侧面上。在各卷筒上卷绕有反 射片材料的一部分。卷筒安装在所述凹面反射腔的两侧，在此弹性薄片反 射镜材料展开并下降，以形成具有预定形状、曲率和最低点位置的凹面反 射腔。可选地，所述反射镜片材料以环带状置于两卷筒上，其反射表面在 外。所述优选方案可以一直提供有十分干净的挠性曲面反射镜，任何侵入 的灰尘、雨水、跌落的食物等类似物可以方便地通过滚动柔性的反射镜来 将其清除，当其在卷筒上移动时，可以将任何脏的部分擦干净。
引入本发明的第七个新部件用于通过PV电池模块21形式的PV电池来发 电，PV电池模块21位于近似于水平的位置，如图19A所示，或位于所述可 弯曲反射镜14的下方和/或侧面的垂直位置，如图19D所示。由所述PV电池 模块传输的电能可用来对电池充电。当设备不是被用来烹饪，或烹饪过程 中具有足够的烹饪功率时，所述的设备可以用来发电。发电可以是连续运 转的过程，可作为设备的一部分，也可作为设备的附件，如图19B所示， 或作为一个单独的实施例，如图19C所示。
本发明的第八个新部件是以卤素光源26的形式引入的，其安装在一个 隔热的反射箱或支撑结构上，可以放置在所述炊具腔上，如图20A/20B所 示，或放在所述炊具腔的下方，并覆盖一层隔热板，如图20C/20D所示。 以用于在没有阳光或阳光不充足但电力可用时进行烹饪，例如，通过所述 电池或其他电源。
本发明还具有其他低成本、但是非常有用的新部件，投影绳索19用作 辅助方位跟踪，其通过与细线或靶心线37之间的投影联系实现，细线或靶 心线37垂直地位于所述反射镜14的反射表面上，或者是水平地位于所述第 一窗口w1上表面上，优选地，其位于多根短的细线38之间，以日晷的形式 位于所述第一窗口w1上表面上，或如图9B，18D，18E，19B，22，23A和23B 所示，位于所述反射镜14的反射表面上，在所述铰合线15的轨迹上。所述 投影绳索19同时作为投影杆或投影珠35的支承绳索，它们用于通过投影至 所述第一窗口w1上的细线37，或投影至所述PV电池模块21或所述第一窗口 w1上的上部聚光表面，辅助对可弯曲的反射镜进行定位，或辅助跟踪太阳 高度。
本发明还具有可选的新部件：平面的可倾斜的增强反射镜/反射器28， 其通过铰链定位于靠近所述第一和第二窗口外边界的位置，垂直于所述半 圆柱形凹面反射腔的旋转轴，如图23A、23B和23C所示。所述增强反射镜 用于获得和引导附加的日光到所述PV电池模块和/或到所述第一和第三窗 口上，并从窗口中通过，其尤其适合于阳光带纬度区域和/或设备保持在 闭态方位角时，从而可放宽对方位跟踪这方面的要求。
本发明的其它有用部件是第一、第二和第三薄片7，其由透光的材料 制成。所述透明的薄片7成窗格状安装，安装于所述导热第二金属板1上 方近似水平的位置，或者是位于所述第二选择性表面吸收器1上方，与所 述第二金属板1相距10(十)到20(二十)毫米的距离，彼此之间也是如 此，从而在所述第二金属板或凹进的托盘或吸收器1的上方，形成两个隔 热空气室。优选的透明材料为，具有防反射涂层的低铁玻璃，用于上部、 最外面的或第三薄片，和高透明的薄含氟聚合物，例如Teflon FEP，用于 那中间的薄片，或第二薄片。
本发明的其它有用部件是由透光的材料制成的薄片13。所述透明薄片 13安装于所述炊具腔下方及所述炊具腔所述外壁的侧面近似水平的位置， 包围所述凹面反射腔9上的窗口或孔径w1和w2，从而形成一个封闭的、空 气静止的、凹面反射腔9，防止例如雨水、风、灰尘、碎片、溢出的食物 等类似物进入其内。优选的透明材料是低铁玻璃，在朝向太阳的表面上其 具有抗反射涂层，和/或高透明的聚合物，例如，含氟聚合物、丙烯酸树 脂、聚酯、聚碳酸酯。
用于本发明方法和设备的材料
在食物烹饪环境中，本发明的第一和第二导热金属板被用作为上部和 下部的高温光吸收器。优选地，在所述环境中经济的、长寿命的耐腐蚀材 料是铁素体不锈钢、金属板，例如型号409、430或434，其表面经光亮退 火。所述优选的材料在300摄氏度的滞止温度、205MPa下可以具有0.2％的 屈服强度，所述屈服强度高于常规的、更昂贵的含18％铬、8％镍的奥氏体 不锈钢的屈服强度，比如型号为304的奥氏体不锈钢。所述优选材料的进 一步的优点是比所述常规不锈钢小百分之六十的热膨胀系数，最后但并不 限于此的优点是，在二十到二百摄氏度的温度范围内，其具有优良的热传 导率24瓦每米摄氏度；其意味着和所述常规的奥氏体不锈钢相比，导热率 要高50％以上。优选的金属厚度范围从大约0.1毫米至大约2毫米，前者用 于小的便携轻型太阳能炊具，后者用于重型的专业的炊具。即使具有所述 光谱选择性涂层时，所述金属板可以容易地成形为中空的第一和第二托 盘，这一过程可通过公知的、简单的深拉方法实现，无需中间的热处理。 所述铁素体不锈钢金属板具有良好的抗应力腐蚀的能力，更重要的是，其 对于由卤素原子，如氯化物引起的凹陷型(pitting type)腐蚀具有良好 的抵抗能力，所述卤素原子存在于多种水和食盐食物中。对于具有500瓦 峰值功率的炊具，其适合于六口之家，需求总量大约为一平方米左右的所 述铁素体钢材料。
淀积在所述铁素体不锈钢金属板上的优选的、经济的、长寿命光谱选 择性涂层为处于良性三价态的黑色铬氧化物。铁素体不锈钢上的所述黑铬 氧化物涂层经过高达400摄氏度的高温稳定性测试，没有任何退化的迹象。 对于在经光亮退火的铁素体不锈钢表面上的长寿命涂层，可以达到90/10 以上的涂层吸收率与涂层发射率的比值(α/ε)。所述涂层可以通过连续 带卷涂覆操作成批地沉积在金属板上。
不粘的碳氟化合物(Teflon)涂层可以有利地应用于所述被涂覆的铁 素体不锈钢板的一侧上(与食物接触的一侧)。
对所述投影绳索19来说，适当的材料是可拉伸的或是弹性橡胶，不透 明的或黑色的，设置有紫外线防护添加剂以防止老化，或设置有缠绕所述 橡胶绳索的织物以用于保护。
对于下部的第一透明薄片7，优先的材料是3到5(三到五)毫米厚 的低铁玻璃，有利地，其在其阳光侧配置有低反射表面。更优选的材料， 尤其是用于移动的、可运输的炊具时，是重量轻、高透明的含氟聚合物， 例如0.025到0.05毫米厚的商标名为Teflon FEP100A/200A的或 Hostaflon的薄膜，由于这种材料的特点在于其极高的有效光透射率(达 96％)，同时具有极低的有效折射率1.34和极高的有效临界入射角。即使在 滞止条件期间可能发生的200摄氏度的高温范围，所述含氟聚合物防止光 退化的能力优良。结合所述选择性表面1，它的整体太阳能收集性能比玻 璃要好，其具有低折射率的同时具有高临界入射角，使得其可收集更多的 太阳能，从而扩展了早晨更早而傍晚更晚地使用太阳能烹饪的工作窗口， 同样在扩散或散射光分量较大时冬季、春秋季节及多云或有雾的日子也是 如此。所述含氟聚合物另一特征是优秀不粘的性能，其使得更容易清洗溢 出在含氟聚合物薄片上和弄污它的食物，所述薄片在正常情况下是透明 的。
基于同样的理由，对于所述上部的透明薄片7，8来说，推荐其采用厚度 为3-5(三到五)毫米的由所述玻璃制成的外层薄片和厚度为0.025至 0.05毫米的由所述含氟聚合物制成的中间薄片的组合。
对于移动的、轻型的烹饪业务，两个轻质的、不易破碎的聚合物薄片， 优先地作为位于所述第二吸收器1上方的透明窗，例如，二片所述的含氟 聚合物薄片7，或者是含氟聚合物中间薄片和Tedlar、丙烯酸树脂、聚 酯或聚碳酸酯制成的最外层薄片组成的组合件，其与周围环境相通，并由 此冷却。
对于固定式的本发明的所述设备，所述透明薄片13适合的透明材料是 所述玻璃。透明的聚合物，例如以板或薄膜形式的含氟聚合物、丙烯酸、 聚酯和聚碳酸酯是用于轻型或移动应用的优选透明材料。透射率为92％的 材料可容易地得到，也可采用透射率为97的材料。对于所述峰值功率为500 瓦的炊具，所需要的透明薄片或箔材料的总量大约为1.5平方米。
对于所述的半圆柱形凹面反射腔或反射镜9，可使用各式各样的高反 射性材料，这取决于烹饪的情况。对于固定的、重负荷的烹饪业务来说， 所述材料可以是弯曲的玻璃反射镜或镀铝的反射器。对于移动的或轻负荷 的烹饪业务来说，所述高反射性材料可是刚性的或低成本半刚性的，例如 镀铝纸板。对于大多的烹饪业务来说，所述高反射性材料可是挠性的由例 如镀铝聚酯薄膜、镀铝泡沫制造而成的。反射率为90％的材料可容易地利 用，也可采用反射率为94％材料。
对于所述垂直上部14和下部的平反射器10及所述隔热箱的反射侧5，6 来说，至于所述凹面反射腔，可基于相类似的考虑，采用所得到的材料。
对于所述峰值功率为500瓦的炊具，所需要的反射的或反射镜的表面材 料的总量大约为3平方米，其中大约1平方米为可弯曲的反射镜的材料。
对于能获得500瓦电池日光照射净功率的PV电池模块，需要大约一平方 米的可弯曲的反射镜。
对于为生活品质的PV供电，要满足六口之家享受电灯、一个冰箱和一 台电视机，或一台电脑，大约需要三分之一平方米的PV模块。
对于烹饪箱的非金属支持壁3来说，防水和耐热的木材或夹板是合适 的材料。
用于发电的现有技术的PV电池面板或模块可以布置在所述可弯曲反射 镜14下方近似于水平的位置。
用于实施本发明的最佳方式
现在参照图5A，图示为设备的优选实施方案。所述优选实施方案的基 本特征与所述基本设备类似，然而，所述可弯曲反射镜14的高度增加，从 而使得所述可弯曲反射镜可获得更多额外日光，并有利地利用其可倾斜和 可弯曲的优势，以良好的入射角反射地引导所述额外的日光至所述PV电池 模块上或引导至第一窗口w1并从中通过，并向前经所述半圆柱凹面反射腔 9到所述导热托盘1的下方，该导热托盘1位于所述第二窗口w2之上，从而 进一步增加食物烹饪净功率。
还惊奇地发现，增加可倾斜并可弯曲的反射镜的高度能获得很大的回 报，其能增加至PV模块的净辐射量或食物烹饪净功率，这比增加固定的、 平坦的反射镜的高度，或者增加仅可倾斜的、平坦的反射镜的高度，更为 有效，当太阳较低时比如在冬季、在高纬度区域及世界范围内的清早及傍 晚，更是如此。随着所述可倾斜并可弯曲的反射镜的高度增加，最佳的反 射镜倾斜角轨迹也相应改变，所述轨迹以更低的倾角和更弯曲的曲面形状 在早晨开始或在晚上结束，所述轨迹在中午时一个较低的倾斜角处倒转。 所述优选实施方案的设备能够进一步增加的食物烹饪净功率，例如，图5B 中示出在北纬24°，12月21日冬至这天，反射镜高度增加50％所述最优方 案的模拟食物烹饪净功率。峰值加热功率增加到大约2100瓦/每平方米炊 具箱光孔径面积，对于一个50×50cm的炊具腔，其具有超过250瓦的可维 持的底部功率的可用性增加至大约8小时，从08:00到16:00。
在一千瓦的燃烧天然气的炉灶加热时，将半公升的15℃的水加热至沸 点温度100℃大约需要六分钟，或者说是将气体中一百瓦时能量转换净五 十瓦时的热量到水中，其热效率大约为50％。为方便的快速加热和烹饪时 间，根据本发明的隔热箱型太阳能炊具，其适合于包括两成年人和四个孩 子的六口之家，其大小应适于大约500瓦的食物烹饪峰值净功率。
现在参照图6A，图示为本方法中设备的进一步优选的实施方案。所述 进一步优选的方案的基本特征与所述基本设备类似，然而所述第一窗口w1 的宽度增加或加宽，从而加宽了位于所述炊具腔和所述可弯曲反射镜的铰 接边之间的采光孔，并且增加了垂直于所述半圆柱形凹面反射腔的旋转轴 的宽度。此外，所述可弯曲反射镜的高度增加至所述第一窗口w1加宽了的 宽度的两倍，从而使得所述加宽了的第一窗口w1和所述更高的可弯曲反射 镜能采集更多的阳光，使其以良好的入射角至所述PV电池模块，或者至所 述第一窗口w1上并从中通过，并向前经过所述加宽了的半圆柱形凹面反射 腔9到达所述导热托盘的下侧，导热托盘位于所述第二窗口w2上，从而进 一步增加了食物烹饪净功率。例如，在北纬24°，十二月21日冬至这天， 日照与基本情况相同，第一窗口w1宽度增加30％并且可倾斜、可弯曲反射镜 高度增加30％的设备使得食物加热净峰值功率增加到大约2100watts/m2。
所述优选实施方案的模拟食物烹饪净功率如图6b所示。在这进一步优 选的实施方案中，设备具有50cm×50cm的炊具腔、设置有50cm×60cm 的第一窗口、50cm宽1.3m高的可倾斜并可弯曲的第一增强反射镜，其工 作在北纬24°，十二月21日冬至这天时，能够提供约525watts的峰值加热 功率，及大约8小时(08:00-16:00)的大于250watts/m2的可维持有效底 部功率的可用性，或大于350瓦大约5小时(09:30-14:30)。
现在参照图7A，图示为本方法中使用的设备的更优选的实施方案。所 述更优选的方案的基本特征与所述基本设备类似，然而，所述第一窗口w1 的宽度大于所述第二和第三窗口的宽度w2和w330％，并且所述铰接的、可 倾斜和可弯曲的反射镜的高度增加至所述第一窗口w1的宽度的三倍，从而 使得所述加宽的第一窗口w1和所述加高后的可弯曲反射镜14可获得更多的 日光，其以良好的入射角入射至所述PV电池模块上，或入射至所述加宽了 第一窗口w1并从中通过，向前经所述加宽了的半圆柱凹面反射腔9到所述 导热托盘1的下侧，导热托盘1位于所述第二窗口w2之上，从而进一步增加 食物烹饪净功率。例如，在北纬24°，十二月21日冬至这天，对于第一窗 口w1加宽了30％、可弯曲反射镜的高度增加至所述第一窗口w1宽度的三倍的 所述设备，其模拟食物烹饪净功率如图7B所示。根据所述更优选的实施方 案，峰值加热功率可以增加到大约2500瓦/每平方米炊具箱孔径面积。例 如，在此更优选的实施方案中，具有35cm×70cm的炊具腔、45cm×70cm 的第一窗口、70cm宽1.35m高的可弯曲反射镜的设备，工作在北纬24°， 十二月21日冬至这天，其能够提供约为600瓦的峰值加热功率，及大约8小 时(08:00至16:00)大于300瓦的可维持的有效底部功率的可用性，或者 是大约6小时(09:00至15:00)大于400瓦的功率。对于根据图7A的所述更 优选的实施方案，在冬至、春秋分和夏至当天，作为太阳高度角的函数的、 以瓦/平方米炊具腔光孔径面积计算的模拟食物烹饪净功率如下所示：
图7C所示为在24°纬度线
图7D所示为在32°纬度线
图7E所示为在40°纬度线
图7F所示为在48°纬度线
图7G所示为在56°纬度线
图7H所示为在64°纬度线。
基于92％的玻璃透射率和90％的反射镜反射率，在所述不同纬度、所述 不同季节，在世界范围可获得的食物烹饪净功率模拟显示于图11中。通过 使用当前不易于获得的、透射率约为97％的玻璃材料和反射率约为94％反射 镜材料，如图所示的可获得的食物烹饪净功率可以增加约10％。
现在参照图8A，所示为在本方法中使用的降低了成本的设备的实施例， 其适合于在赤道或热带地区和/或由于多风而不能使用高反射镜的情况下 用太阳光烹饪。所述降低了成本的实施方案的基本特征与如图2A所示的基 本设备类似，然而，所述窗口w1的宽度增加，上部反射镜为平面状，其高 度减少为与所述第一窗口w1的宽度相等，具有托盘1的覆盖腔0由隔热板代 替。本发明方法中使用的设备的降低了成本的实施方案，在北纬24°，十 二月21日冬至这天，其模拟食物烹饪净功率如图8B/8C所示。峰值功率约 为1100watts/m2(在赤道地区大约为1200watts/m2)，对烹饪腔底部1000 watts/m2的目标可维持功率每天约4小时(在赤道地区大约为6小时每天) 可用。图8D和8E所示为北纬24°处在春分、秋分及夏至时模拟的食物烹饪 净功率。
现在参照图9A，图示为本方法使用的设备的另一个优选实施方案。在 此实施方案中，在所述半圆柱凹面反射腔的近似垂直和中心的位置处，永 久地或暂时地安装有一组双PV电池模块或透光的空腔，或可将它们去除， 现在具有两个光采集孔或第一窗口w1a和w1b，位于所述透光空腔的侧面。 所述透光空腔能够接受或容纳可移动的炊具或适合于加热液体的加热腔， 和/或接受或容纳可购得的1.5升的PET水瓶，其便于通过光和热的组合净 化饮用水。所述透光空腔可由所述具有防反射表面的低铁玻璃制成，该表 面在工作过程中朝向入射光，其也可由高透明的聚合物制成。所述可移动 的炊具或加热腔，可由所述高导热材料制成，其具有涂覆有所述光谱选择 性涂层外表面，在工作时该表面朝向入射光。反射镜反射镜反射镜所述可 移动的炊具或加热腔保持在所述透明腔内，其与所述炊具或加热腔的外壁 和所述透光腔的内壁之间具有10(十)到20(二十)毫米的距离，从而建 立一个隔热空气室以减少热损失。有利地，将所述半圆柱凹面反射腔的中 心、下部例如通过棒或碾杆撑起来，从而将所述半圆柱转换呈两个近似四 分之一圆柱形，两者都具有优化的可变曲率，以增加液体烹饪净功率或增 加至饮用水的光和热净功率。
现在参照图10A、19和22，所示为应用于本方法中的设备的、用于烹饪 和发电的优选实施方案。在此具体实施方案中，PV面板或模块，以下称之 为PV模块21，位于脊22上的近似于水平的位置，垂直于所述反射镜14，在 所述铰接的可倾斜和可弯曲的反射镜或反射器14的下方或位于其侧面，其 同时具有烟囱的作用，为冷却所述PV电池模块的下侧而被加热的暖气流提 供通风。
所述反射镜14的高度是可变的，例如，其可以是所述PV模块宽度的一 倍到多倍。实践上的反射镜14的高度约为所述PV模块的3倍，其从垂直于 所述反射镜14的接合线开始测量。对于其反射镜14的高度hm与所述PV模块 宽度w1的比值为3的所述最优选实施方案，一天内作为太阳高度角αs函数 的模拟PV电池日光净辐射如图10B所示。在北纬40°，十二月21日冬至这 天，即使当αs只有26.6°时，至电池的峰值净辐射约为1600瓦/每平方米 PV模块面积。而现有技术的无跟踪PV模块表现出至PV电池的峰值净辐射约 为250watts/m2。在08:00和下午16:00，那时的αs大约6°，现有技术的无 跟踪PV模块接收不到至PV电池的净辐射，而本发明方法中使用的设备中的 PV电池模块，其所接收的实际的、便利的至PV电池的净辐射大约为500 watts/m2。在40°及更高纬度地区，在春天和夏天，可产生实际可行的PV 功率，并可在需要为烹饪提供能量之前的最初的数小时内用来为电池充 电。所述优选实施方案一个另外的优点是，其可工作于太阳高度角αs较低、 周围环境温度较低的场合。PV电池的性能或从光能到电能的转换效率，温 度每降低1摄氏度，其可增加约0.4％。对于根据图10A的所述优选的用于发 电的实施方案，在冬至、春分、秋分和夏至当天，以watts/m2计的模拟的 至PV电池的净日光辐射作为太阳高度角的函数，如下述图所示：
图10C所示为在24°纬度线
图10D所示为在32°纬度线
图10E所示为在40°纬度线
图10F所示为在48°纬度线
图10G所示为在56°纬度线
图10H所示为在64°纬度线。
基于92％的玻璃罩透射率和90％的反射镜反射率，在所述不同纬度、不 同季节在世界范围可获得的至PV电源电池的净日光辐射模拟显示于图12 中。通过使用现有的较难得到的材料，如透射率约为97％的玻璃材料和反 射率约为94％反射镜材料，如图所示的可获得的净日光辐射可以增加约 10％。
工业实用性
在西班牙南方的阿尔梅利亚地区，发明人在2003年11月对数个具体实 施例进行了多种烹饪业务测试，例如在图24中，示出了一种适合多风环境 的最优方案，其具有二根上部导轨16，由一稳定的具有拉杆30的上部结构 30支承，以保持最佳的反射镜导轨轮廓20位置，其与反射镜铰合线15定位 和反射镜倾斜角的精细(一度)调整有关，如图24所示的所述最优实施方 案，其具有三个烹饪托盘，它们在顶部彼此分开，可弯曲的反射镜表面面 积为1.35m×0.625m，第一窗口面积为0.45m×0.625m，托盘面积为下述面 积的三倍：0.35m×0.20m，试验中测试其用于烹饪食物，例如烹饪包括煎 蛋、油炸成肉和炸西红柿的正餐。在托盘1中：用于三人的煎蛋，在托盘 2中：用于三人的油炸咸肉，在托盘3中：用于三人炸西红柿。所述食物 每一以20克橄榄油在托盘中油温为144℃的情况下炸小于15分钟。所述烹 饪的食物具有下面的特征：煎蛋，煎其一面，煎得较熟。油炸咸肉：脆， 煎得较熟。炸西红柿：多汁，嫩，较熟。全部的所述油炸食物具有良好的 口味和外观。
用于所述试验的地理气候和日照数据的是适中的：
试验日期：2003年11月12日
试验场所：阿尔梅利亚地区，西班牙南部。
纬度：～37°N，经度：～2°W。
日出：07:00；日落：17:00(世界时间)
试验时间：13:00-13:15(当地时间＝世界时间+1小时)。
环境温度：18℃，风速：4-5蒲福(Beaufort)风力级，天空：有 雾。
水平面上的太阳辐射：535watts/m2，成束辐射：920watts/m2。
通过校准的Kipp日射强度计测量的太阳辐射。
太阳高度角：～36°，太阳的方位角：～2°-6°。
反射镜倾斜角：75°，
13:00：托盘中的橄榄油温度：144℃。顶部隔热板打开，鸡蛋、咸肉 和番茄片放置在托盘中。
13:03：顶部绝缘板放置在托盘上。
13:15：鸡蛋、咸肉和番茄能够食用。
温度测量：托盘中温度采用K-型(镍铬合金-镍铝合金)热电偶和双金 属温度计测量，半圆柱形凹面反射腔内部的温度采用双金属温度计测量， 在13:00和13:15测得的温度为71℃。
例如，在图25A-25E中，所示为最优的紧凑的具体实施方案，其没有 上部结构，优化用于利用阳光同时便利地烹饪和/或便利地发电。在此具 体实施方案中，可倾斜并可弯曲的反射镜/反射器14是通过两根长铰链悬 挂着，以下称之为上、下铰链。通过上铰链15，所述反射镜以摆动的方式 附在横杆39上，横杆39刚性连接其端部，以下称之为两枢轴滑杆的上端部， 或两滑动摆臂，以下称之为摆臂40。通过下部铰链15，所述反射镜在所述 第一窗口w1外边界的轨迹线处，以摆动的方式附在炊具的框架上。各所述 摆臂配置有槽41的板，或具有一定宽度的槽，其宽度适于紧密地容纳枢轴 42，或卷筒43，其位于所述枢轴上，并具有槽，长度至少等于所要求的如 图17C或17D所示的作为hm的函数的最大反射镜压缩率Cm。所述摆臂的另一 端，以下称之为下端，优选地，其通过轴44，或配置有卷筒45的空心轴相 互连接，适于紧密地跟随摇臂拉动导轨轮廓或反射镜压缩导轨轮廓，以下 称之为导轨轮廓Cp。优选地，所述轴的端部配置有延伸部分或带有卷筒的 延伸部分，起到枢轴42或带有卷筒43的枢轴的作用，适于紧密地容纳槽41 或位于连杆46上或内部的开口，连杆46安装在所述炊具框架的两侧，并连 接所述轴延伸部分到枢轴42，枢轴42位于铰链15支承的摆动架47上，摆动 架47装有一个或多个PV电池模块21。工作过程中，所述卷筒45和所述轴44 被强制在所述导轨轮廓的控制下运动，所述导轨优选为具有耐磨的导轨板 48，其配备有冲孔序列号或登记号码，或国家和/或地区牌照号码，以确 认用于排放信用，以稳定、刚性的方式在所述炊具框架的各侧面安装于所 述反射镜14的所述铰合线15的下方，并与之垂直。为便于所述操作，具有 把手50的操纵柄49可以优选地以摆动的方式附在所述轴44上，如图25A和 25B所示。所述导轨板的特点在于，其具有能使所述反射镜产生压缩Cm的轮 廓，如图17c或17d所示，压缩量Cm是hm的函数，以与相应的反射镜倾斜角 sm相配合获得最佳的反射镜曲率rm，对于特定的反射镜高度hm，大约根据如 下关系式计算：
在所述炊具框架的各侧面上，在所述导轨板48之上或下，安装有以预 定的间隔指向所述下部铰链线15一系列的线就像日晷型刻度盘一样，以下 称之为刻度盘51。所述刻度盘显示所述摆臂40的倾角，或显示所述反射镜 14的倾角。工作过程中，所述刻度盘能容易并精确地定位出所述摆臂的位 置，从而能结合最佳的反射镜曲率获得最佳的反射镜倾斜角，以获得最佳 日光收集，并通过所述反射镜14向前反射所收集的日光，其同时能容易并 精确进行方位跟踪，一个在所述反射镜14后的阴影中的人，可以方便地通 过一个动作，将包括反射镜14和PV电池模块21在内的整个设备指向太阳， 这一过程可通过简单地将所述摇臂40，或所述反射镜14的垂直边缘和弹性 绳索19移动或保持在与太阳光线平行的垂直面内来实现。
工作过程中，由于所述带有卷筒45的轴44是在所述导轨轮廓的约束下， 强制地来回或上下运动，附在所述轴44上的连杆46被强制地推或拉动铰链 15支承的摆动架47，摆动架47将一个或多个PV电池模块21保持在预定位 置，以使所采集的阳光以最佳倾角照射在所述PV电池模块上，从而能以低 成本的二轴太阳跟踪方式高效率发电，其可以在所有的纬度和/或季节进 行优化。可选的摆动的平面增强反射镜28的高度到与所述可弯曲反射镜14 的高度相等，其宽度到约为所述可弯曲反射镜14宽度的一半，在所述可弯 曲反射镜14的两侧，增强反射镜28通过铰链15连接至所述摆臂40。所述增 强反射镜工作于打开位置，此时具有最佳的开口角，大约120度，以进一 步增加日光采集或在闭合位置时作为烹饪过程中的挡板，挡住在所述烹饪 托盘里，或在烹饪托盘中连续地烹饪时，由所述可弯曲反射镜14产生的眩 光。
为了适应不同的纬度和/或不同季节太阳高度角αs的变化，所述PV电 池支承架上的所述连杆46的啮合点，或所述支承架上的枢轴42的位置可以 进行优化，从而使得在任何纬度和任何季节，阳光都以良好的入射角照射 在所述PV电池上。例如，图25B中，外部曲线示出了PV电池模块倾斜角， 所示为在回归线之间工作的情况，例如，在0°到24°的纬度区域，倾角 可高达90°。为冷却PV电池，在全部的纬度及季节，PV电池模块的最小倾 角保持在10°。其更加向内的曲线对应于例如在热带的冬季时的情况。同 样地，所示内部的曲线对应于在大约40°纬度区域其夏季αs最高达大约74 °的情况。
对于迫使所述PV电池模块支承架摆动的所述连杆，其一个可选的具体 实施方案是拉绳或拉索52，其安装在所述摆臂40的适当啮合点和所述PV支 承架之间，例如，其通过滑轮53安装在支承54上，支承54延伸自所述炊具 的框架。通过优化所述绳或索在所述摆臂和/或所述PV电池支承架上的啮 合点，可以根据纬度和/或季节的不同，优化PV电池的倾角。为便于优化 所述PV电池支承架的倾角，在所述PV电池支承架的外边缘上安装有投影太 阳高度指示器55，如图25B所示，从而在最佳位置时只有很小的阴影或没 有阴影。
在此具体实施方案中，所述半圆柱凹面反射腔的曲面和平面的反射表 面或壁在它们的凸面或外表面上是相互隔离的。工作过程中，位于所述烹 饪托盘的下方的所述隔离的反射壁56，通过充分利用由进入所述凹面反射 腔的非理想反射而产生的热量，使所述半圆柱凹面反射腔内部的温度增 加。因此，所述烹饪托盘下侧的热表面″朝向″一个″空间″和一个反射表面， 反射表面具有低的吸收率，因此所述烹饪托盘的热损失减少，净食物烹饪 功率增加，可以更快速地达到更高的食品加工温度，并维持更长时间。
为进一步减少所述凹面反射腔经过所述第一窗口w1产生的热损失，在 所述第一窗口w1的两侧，设置有一个用于反射的铰接挡风板58，其垂直于 所述反射镜14的所述下部铰链线15。在工作过程中，所述挡风板58可以通 过安装在所述挡风板和横向杆39之间的投影弹性绳19和投影珠35的作用 保持竖直。
此最优选的紧凑的实施方案提供了一个实际可行的个人清洁能源系 统，本发明的其他的实施方案可提高自然光应用业务，比如，通过在所述 可倾斜、可弯曲的反射镜14下进行日光浴来促进植物苗的生长或让太阳照 射在人体上。
本发明以示例的方式进行了描述。在这点上，很明显，对于本领域的 技术或科研人员，或商业人员，本发明相关的内容，只要根据此处的公开， 可以在不背离本发明实质的前提下对此处描述的本发明的方法和特定具 体实施方案进行改进。这样改进将被认为是处于本发明的保护范围内，本 发明的保护范围仅由所附权利要求的实质和范围限定。
相关申请的交叉参考
美国专利商标局已经确定该申请的申请号为60/475,468，其确认 号码为9680，提交的收据条型码为*OC000000010443224*，其由美国专 利商标局于2003年7月8日(07/08/2003)邮寄至本申请的申请人/发明 人。申请人/发明人已经于2004年3月17日(03/17/2004)为本发明向 美国专利商标局提交一非临时的专利申请，其复函识别号为：15535U.S. PTO 10/801864-031704
发明人：Romijn，Maarten Martinus
国籍：荷兰公民
住址：Nr.10 Grindelweg，Aachen 52076，Germany
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