CN103261811A - 热能生产系统、方法及装置 - Google Patents

Abstract

热能生产系统，包括定日镜及一个模具。定日镜至少包括一个反射面，一个转向装置及一个控制器。转向装置至少与一个反射镜面耦合，使至少一个反射面的第一部分指向可选择焦点中的至少一个焦点。模具安装在第二个可选择的焦点位置。文中同样对集热原理进行了阐述。

Description

热能生产系统、方法及装置

技术领域

通常，该发明与塑料生产工艺有关，尤其与塑料热成型系统和方法关系尤为密切。

背景技术

通常，塑料产品的加工过程包括将各种形状的塑料（例如球状、粉状及片状等）加热，并将其加工成所需形状，最为常见的两种模塑方法是滚塑和真空模塑。

滚塑工艺需要一个中空的模具，且该模具可围绕三个轴转动（X、Y、Z轴）。通常情况下，该中空模具由金属材料或类似导热材料制成。将一定数量的塑料粉末放入该中空模具中，然后将该中空模具放入炉子，确保模具可与热源充分接触，最后将该模具在炉灶中旋转加热。

模具在炉灶里旋转加热过程中，塑料粉末会持续洒落在模具内表面的底部。已经被加热的中空模具与其内表面底部的塑料粉末进行加热熔化，加热熔化的塑料粉末聚合在一起（例如熔结），在模具内表面的底部形成一块完整的塑料层。在持续加热过程中，中空模具内表面会全部被塑料层覆盖。

中空模具内表面全部被塑料层覆盖后，可将模具从炉中取出。将取出的模具冷却，打开模具，从中取出成型的塑料产品。

滚塑系统中形成的典型产品有罐体、船只、集装箱及其他物件。

真空模塑法需要使用一个框架，支撑凸面（凸起的或凸面的）或凹面（凹陷的或凹面的）形状模具上的片状硬质塑料。将热源对准硬质塑料进行加热，将模具内物体中及其周围区域的空气吸出，使塑料片软化并具有弹性。用真空器把塑料片吸在模具上部或内部以形成所需形状。然后移除热源，使成型的塑料板冷却，重新成为硬质塑料，最后移除真空器，将塑料片从模具中取出。

真空模塑系统形成的典型产品有船壳、淋浴设备、运输托盘或设备机壳。

滚塑系统及真空模塑系统中，生产过程中消耗的热量远大于最终产品所消耗的热量。鉴于以上所述，两种模塑系统亟需降低热能消耗。

发明内容

总体来说，该发明是通过集热系统方法来满足上述降低能耗需求的。令人欣慰的是，该发明的使用方法有很多种，包括用作一种工序、装置、系统或者是电脑可读媒体或一种设备。该发明的独创性表现为以下几点：

其中一点是，提供了一种新型集热系统，包括定日镜及模具。定日镜包括至少一个反射面，一个转向装置及一个控制器。转向装置并且至少与一个反射镜面耦合，使至少一个反射面的第一部分指向多个可选择焦点中的至少一个焦点。模具安装在第二个可选择的焦点位置。

集热系统同样包括耦合在模具上的压力控制源，也包括耦合在模具上的旋转机制。

旋转机制为双轴旋转机制。旋转机制可以是一个连续旋转机制。旋转系统可以是一个可变转速旋转机制。旋转机制可以是一个选定旋转位置机制。

热生产集热系统同样包括一个热防护结构，该热防护结构可充分包裹模具。

反射面包括平面式反射面/曲面式反射面。模具包括多个模具，每个模具都与可选焦点对应安装。

控制器包括软件部分和硬件部分：加载一定量的可塑材料至模具内的计算机可执行程序，将模具放在选定焦点的计算机可执行程序，以及将反射的集中的辐射能导入模具选定部分的计算机可执行程序。控制器同样包括软件部分和硬件部分：用反射集中辐射能加热模具选定部分的计算机可执行程序，将模具从定日镜焦点部位移除的计算机可执行程序，以及将模塑成型的产品从模具中取出的计算机可执行程序。

另一个独创性是，提供了一个生产系统，该系统由模具、与模具耦合的选定旋转位置机制（选定位置机制为双轴式选装机制）、定日镜（包括至少一组平面反射面或是一组曲面反射面）、一个选定的焦点、一个转向装置和一个控制器组成。

再一个独创性的体现是生产方法，这包括：装载一定数量的可塑材料至模具内；将模具放入定日镜的一个焦点上；将反射的、集中的辐射能导入模具选定部分；利用反射的、集中的辐射能加热模具选定部分；将模具从定日镜的焦点上移除以及将模塑成型的产品从模具中移除。

该方法同样包括旋转模具。将反射的、集中的辐射能导入模具选定部分包括：在选定的时间内，将反射的、集中的辐射能导入模具选定部分；将模具从定日镜的焦点上移除同时也包括冷却模塑成型的产品。

利用反射的、集中的辐射能加热模具选定的部分包括：加热模具选定部分，直至可塑材料在模具内表面成型。该方法同样也包括真空器在模具中的应用。

该发明的其他独创性及优越性体现在以下描述中，且在对该发明原理进行图解的附图中也有详细的解释。

附图说明

下面通过附图详细说明，可很容易地明白该发明的原理。

图1A是平面示意图，是该发明的具体实施例之一。

图1B是单曲面反射面示意图，是该发明的具体实施例之一。

图1C是日光反射示意图，是该发明的具体实施例之一。

图1D是定日镜的一组反射表面示意图，是该发明的具体实施例之一。

图1E是利用定日镜进行反射辐射能源收集的流程图，是该发明的具体实施例之一。

图2A是真空模塑成型系统示意图，是该发明的具体实施例之一。

图2B是真空模具示意图的详细视图，是该发明的具体实施例之一。

图2C及2D是真空模具示意图的截面图，是该发明的具体实施例之一。

图2E是太阳能真空模塑方法操作流程图，是该发明的具体实施例之一。

图3A是太阳能滚塑系统示意图，是该发明的具体实施例之一。

图3B是太阳能滚塑示意图的详细视图，是该发明的具体实施例之一。

图3C是太阳能滚塑方法操作流程图，是该发明的具体实施例之一。

图3D是太阳能滚塑302的侧序列视图，是该发明的具体实施例之一。

图3E是屏蔽旋转模具示意图，是该发明的具体实施例之一。

图4A是多个目标塑料模塑示意图，是该发明的具体实施例之一。

图4B是多个目标塑料模塑方法操作流程图，是该发明的具体实施例之一。

图5是根据该发明控制生产过程的典型计算机系统方框示意图。

具体实施方式

现在就滚塑系统以及真空式模塑系统中使用太阳能及其方法进行详细描述。显然，如果没有此处的这些详细描述，该发明对于那些所属领域的技术人员来说也是很容易明白的。

辐射太阳能是用途非常广泛的资源能源。辐射太阳能可以直接被其所照射的表面吸收。图1A是平面104的示意图，是该发明的具体实施例之一。辐射太阳能102照射在平面反射面104上，至少辐射能源102的第一部分106反射后离开平面反射面104；平面反射面104同样可以吸收辐射太阳能102的第二部分103；反射的辐射能106第一部分与被吸收的太阳能103的第二部分的相对数量取决于平面反射面104的材料类型以及平面反射面104的表面抛光度（例如反射性）。辐射太阳能102可以反从反光表面（例如，镜面或其他反射表面，比方说一个抛光面）再进行反射。

反射的辐射能源106的第一部分被反射离开平面104，且角度为θ，辐射太阳能102的入射角为α。因为反射的第一部分106被反射，以分散的形式离开平面反射面104，而反射的第一部分106由于入射角的不同所以被反射的角度也不同。

图1B是单曲面反射面110示意图，是该发明的具体实施例之一。曲面反射面110可以将反射辐射能源112进行聚焦或集中。反射的辐射太阳能112被反射离开曲面表面110，且角度为θ′，辐射太阳能102在曲面表面的相应的点的入射角为α′。因此，从整个曲面表面110反射辐射能源112可以直接导入选定的或者更为小一些的区域上或者是目标114的焦点114A上。114的焦点114A的面积小于曲面表面110，所以曲面表面可以将反射的辐射太阳能112聚焦到目标114的焦点114A上。

图1C是定日镜系统120示意图，是该发明的具体实施例之一。图1D是定日镜120上的一组反射表面122A-H的示意图，是该发明的具体实施例之一。定日镜系统120包含多个平面或者是曲面的反射面122A-H。反射面122A-H与124A-H的一个或多个镜面相耦合。镜面124A-H与定日镜控制器126相耦合。定日镜控制器126可以控制电机124A-H转向或者是将反射表面122A-H中可选择的部分进行操控，以使入射的辐射能102的一部分是反射辐射能源112且可以导入到，集中到目标114上。定日镜控制器126可以选择性的将反射面122A-H的每一个反射面以单个的或成组的方式进行转动。反射表面122A-H可以将反射辐射能源112集中到目标114的焦点114A上。

图1E是通过太阳反射装置120指向反射辐射能源112中的操作150流程图，是该发明的具体实施例之一。此处的插图用举例的形式对操作进行了相关描述，需要强调的是，其中一些操作会有一些子操作，其他情况下，此处所述的操作可能不包含在所述操作中。应该要了解的是，一些操作是可以利用计算机可读软件或程序来实现的。明白这个之后，现在对该方法及操作150进行描述。在操作152中，辐射太阳能102被收集到定日镜的反射面122A-H一个或更多的反射面上，如上图1C所示。

在操作154中，定日镜控制器126将反射表面122A-H上的一个或多个选定的表面进行转向，因而，被收集的、反射辐射能源112被导入、选择性的集中到目标114的焦点114A上。该控制器126可以通过启动或控制各自的电动机122A-H选择性的将反射表面124A-H上的每个表面以单个或成组的形式进行转向。定日镜控制器126可以控制启动和控制电机124A-H的软件及程序。

为达到所需温度/目标114上的反射辐射能源112的聚焦，定日镜控制器126可以选择性的将反射表面122A-H上的每个表面以单个或成组的形式进行转向。控制目标114上的温度包括增加或减少反射表面122A-H的数量/提升或降低目标114上反射辐射能112的聚焦程度。提升或降低目标114上反射辐射能112的聚焦程度，具体操作方法为将反射的辐射能导入到面积大于或小于目标114的焦点114A上。

举例来说，焦点114A面积可以非常小，且可以非常精确的定位到目标的表面上，或者，焦点114A可以稍微大一点且焦点114A只有一部分可以射到目标114上。再或者，焦点114A的面积可以大于目标114的面积。

在操作156中，定日镜控制器126随着辐射能源来源101（例如，太阳）的移动进行自动追踪；或者其强度随着定日镜120的变化而变，以确保反射辐射能源112导入指定的焦点114A。定日镜控制器126包括可以自动追踪太阳101移动轨迹的软件/程序126A。辐射能源来源101由于外界干扰因素，诸如云、灰尘、烟雾或阴霾或其他存在于定日镜120与太阳能能源之间的干扰因素的存在，其强度可以发生改变。大量的或者是少量的反射面112A-H可以用来调整/保持反射能源112的强度。

定日镜120同样包括多种传感器128A、128B，可用来测定辐射能源来源101的位置及强度，测定目标114的位置以及焦点114A的位置及大小。传感器128A、128B与定日镜控制器126相耦合，可以测定任何所需波长（例如：红外线、可见光、紫外线等）的辐射能源。传感器128A、128B可用于监控目标114上比焦点114A大或小一些的区域上的反射辐射能源112的聚焦程度。传感器128A、128B同样还可以用于监测目标114的温度。

在操作158中，定日镜控制器126控制反射表面122A-H离开目标114，本次方法操作方可结束。定日镜控制器126可以控制反射面122A-H，以此反射辐射能源112被反射至不同的方向。或者是，目标114可以移动到第二个位置114’，远离收集的反射辐射能源112的焦点114A。

图2A是真空模塑系统200示意图，是该发明的具体实施例之一。图2B是真空模具202示意图的详细视图，是该发明的具体实施例之一。图2C及2D是真空模具202示意图的截面图，是该发明的具体实施例之一。

真空模具系统200包含一个框架202，该框架可以支撑模具206上的塑料片204，框架202包含一个底座205，框架202将塑料片204密封到底座205的边缘上。

模型206被固定在背板205上。模型206可以是凹面体208A或者是凸面体208B，或者是二者的结合。

压力控制源208与框架202耦合，也与基板205的部分耦合。压力控制源208可以减小基板205与塑料板204之间的压力。压力控制源208可以是任何匹配的压力控制源，比如泵或其他设备，可以将容量205A中基板205与塑料片204之间的压力减小至少于容量205A之外的基板205与塑料片204之间的压力。相反，压力控制源208可以通过将压力增加到可选盖202A与塑料片之间的202B上来增加塑料片204上的压力。

真空模具控制器210与压力控制源208相耦合。真空模具控制器210包含操作软件及程序210A，可以控制容量205A中基板205与塑料片204之间的相对压力以及容量202B中可选盖202A与塑料片之间的202B之间的压力真空模具控制器210可以与定日镜控制器126相耦合，可以作为其一部分或者是与之相互独立。

图2E是太阳能真空模塑方法操作250流程图，是该发明的具体实施例之一。此处的插图用举例的形式对操作进行了相关描述，需要强调的是，其中一些操作会有一些子操作，其他情况下，此处所述的操作可能不包含在所述操作中。应该要了解的是，一些操作是可以利用计算机可读软件或程序来实现的。明白这个以后，现在对方法及操作250进行描述。

在操作252中，辐射太阳能102被收集到定日镜的反射面122A-H的一个或更多反射面上，如上图1C所示。

在操作254中，模具206被固定在框架202上。在操作256中塑料片204被框架202固定在模具上。在操作258中，框架202被放置在焦点114A上。

在操作260中，定日镜控制器126将反射面122A-H的选定部分进行转向，以使收集的、反射辐射能源112指向并选择性地集中到焦点114A上。在操作262中，塑料片204被反射辐射能源112加热。

在操作266中，塑料片204在上述容量205A和容量202B的压差作用下，被放置在模具上或模具内部。压力控制源208可决定容量205A和容量202B之间的压差。

在操作268中，定日镜控制器126随着辐射能源来源101的移动进行自动追踪，涉及射装置120，以确保反射辐射能源112导入指定的焦点114A。在操作268中，定日镜控制器126控制反射表面112A-H离开框架202，本次方法操作方可结束。定日镜控制器126可以控制反射面112A-H，以此反射辐射能源112被反射至不同的方向。或者是，框架202可以移动到第二个位置202’，远离收集的反射辐射能源112的焦点114A。

在操作270中，模塑的塑料片204可以从框架202上移除,该操作终止。

图3A是太阳能滚塑系统300示意图，是该发明的具体实施例之一。图3B是太阳能滚塑示意图的详细视图，是该发明的具体实施例之一。图3D是太阳能滚塑302的侧序列视图，是该发明的具体实施例之一。

太阳能滚塑系统300包含双轴式旋转模具302。双轴式旋转模具302可以在轴304及306上转动。需要强调的是，稍稍修改理念后，旋转式模具302也可以在第三个轴308（例如，与图纸表面垂直）上旋转，然而简化双轴304及306的探讨及描述还需进一步讨论。

太阳能滚塑系统300包含将模具302在第一个轴304上以方向314A、方向314B转动的第一个转子314。第一个转子314通过杆310耦合到模具302上。太阳能滚塑系统300包含将模具302在第二个轴306上以方向316A、方向316B转动的第二个转子316，第二个转子316通过杆312耦合到模具302上。第一个转子314以及第二个转子316可以是任何合适的旋转机制。

热防护结构320可以选择性并入其中，使第一个转子314以及第二个转子316免受反射辐射能源112照射。热防护装置320可以是任何适用的热防护装置，比如一面墙或者是冷却障碍物。热防护装置320可以包括热脱耦合装置322A及322B，将第一个转子314以及第二个转子316在模具302中进行热隔离。

图3E是屏蔽旋转模具示意图，是该发明的具体实施例之一。热防护结构320可以部分或全部的环绕模具302，热防护结构320可以使模具免受风或者是其他空气运动的影响，而降低空气冷却效果。举例来说，热防护结构320可以覆盖模具302的除去其中一面的所有面。热防护结构的一面320G可以使模具未受遮盖的一面曝露在来自定日镜120的反射辐射能源112的辐射之下。

或者是，热防护结构320可以充分的环绕模具302，热防护结构320可以包含320G的一个敞口或者是其他相应的导管。320G的敞口可以使反射太阳能112通过，并且照射在模具302上。

热防护装置320也还可以包括绝缘层374，可防止热能损失。热防护装置320还可以在其内表面有一个热反射层376，可以把从模具302发出的热能量反射到模具。热防护装置320在其内表面还有一组镜子（例如在模具302之后）热防护装置320内表面的镜子可以旋转，这样被反射的能量112中为照射到模具302上的任何部分都能被直接返回至模具。

热防护装置320可以配备一个或多个通风孔372，以确保热防护装置内热能的选择性通风。举例来说，热防护结构内的热能需要进行冷却，否则要调节模具302内的温度。

图3C是太阳能滚塑方法操作350流程图，是该发明的具体实施例之一。此处的插图用举例的形式对操作进行了相关描述，需要强调的是，其中一些操作会有一些子操作；其他情况下，此处所述的操作可能不包含在所述操作中。应该要了解的是，一些操作是可以利用计算机可读软件或程序来实现的。明白这个以后，现在对方法及操作350进行描述。

在操作352中，辐射太阳能102被收集到定日镜的反射面122A-H的一个或更多反射面上，如上图1C所示。

在操作354中，一定数量的塑料粉末或者是球状塑料332或者是其他合适的可塑材料被放置在模具302中；在操作356中，旋转式模具302以至少其中一个方向旋转：314A、314B、316A、316B。

在操作358中，模具302被放在焦点114A上且旋转式模具的至少一部分通过反射的辐射能量进行加热。加热过程通过辐射能（聚焦的反射辐射能112）完成；冷却通过周围空气的对流实现。因此，放慢或控制模具302的一部分使其充分暴露在反射辐射能源112之下是非常有用的。几分钟之内，模具302曝露被加热的部分温度可以升高至约300-450华氏度。然而，其他的5个面（标准立方体形状的模具302的5个面）通过空气对流实现缓慢冷却。由于速度不同，加热和冷却过程是非对称的。辐射加热快速而高效，而对流降温缓慢而效率低下。

反射辐射能源112在模具302表面上的入射角对实现最佳的热传递是非常重要的。如果模具302是旋转的，则最佳角度只会在旋转的相对较小的部分出现。滚塑系统300可以支撑模具302，以使模具表面选定的部分曝露在最佳入射角度下，被加热至所需温度，然后，模具表面下一部分曝露在反射辐射能源112之下进行加热。

通常，旋转式模具在炉灶加热的空气中不断旋转。在模制工艺中旋转式模具302的转速可以发生变化。举例来说，旋转式模具302，对模具302的一部分302A加热的时间若长于另一部分302B的加热时间，则可以取得更为有效的加热效果。所以，当反射辐射能源112照射在模具302的一部分302A上时，转速会按需要变慢或停止。在将模具302放到焦点114A上的过程中，定日镜控制器126将反射面122A-H的选定部分进行转向，以使收集的、反射辐射能源112指向并选择性地集中到焦点114A上。

由于反射辐射能源112的入射角以及模具302的相对位置是可以进行控制的，所以可以对模具的难以加热（即比较复杂的）部分302A-D进行预加热，使其达到所需温度（例如，稍微高于或低于塑料熔化温度）传统的旋转式模塑工艺不允许模具302的所选部分进行选择性加热。

旋转式模塑过程中所需的塑料粉末或者是球状塑料332，可以放入模具302的底部，参考图3D，以331B所示的方向旋转模具至刚加热不久的部分302A至底部位置，使塑料粉末盖住302A区域并使其可以在模具332A部分的内表面形成一层塑料层。后续的加热和旋转使得302A-302D区域的内表面相应的形成塑料层332A-332D。持续加热以及塑料层不断形成，最终导致厚塑料层332A′的形成。

持续加热模具302的相反部位（例如302A、302C、302B以及302D）可以取得更加均匀的模具加热效果。举例来说，参考图3D，如果首先加热模具302的第一部分302A，然后对邻近的部位302B进行加热，第一部分302A可以旋转至底部位置（例如方向331B），然后对模具的第三个位置进行加热。（例如，方向331C所示）通过这种方式，模具302的大部分相反位置就被能加热了。

再参考图3C，在操作步骤360中，用反射辐射能源112加热模具302。

在操作364中，定日镜控制器126随着辐射能源来源101的移动进行自动追踪；涉及定日镜120，以确保反射辐射能源112导入指定的焦点114A。在操作366中，定日镜控制器126将反射面122A-H转至模具302.定日镜控制器126可以控制反射面122A-H，将反射辐射能源112反射至不同方向，或者是，模具302可以移动到第二个位置302’，远离收集的反射辐射能源112的焦点114A。

在操作368中，模塑的塑料片可以从模具302上移除后可以终止该操作。

如果将模具302继续加热至塑料熔点温度（例如高密度聚乙烯的熔点为280-300华氏度左右），则沉淀形成的塑料会更加均匀。将模具302的各部分温度加热至超过高密度聚乙烯熔点100华氏度是比较困难的，为避免过多的热能储存在模具302的过度加热部分而导致形成过厚的塑料层，模具的这些部位被加热后，在延长期内应被调换至底部位置。一旦模具302一个或多个难以加热的部位过热，则模具可以将进行等速旋转。通过控制加热时间，使塑料在模具302的内表面分布更加均匀，这种方法也应该用在模具的过热部分。

图4A是多个目标塑料模塑系统400示意图，是该发明的具体实施例之一。多目标塑料成型系统400类似于上述系统200和300，该系统包括模具402-410。模具402-410可以包括真空式模具及旋转式模具。

图4B是多个目标塑料模塑方法操作450流程图，是该发明的具体实施例之一。此处的插图用举例的形式对操作进行了相关描述，需要强调的是，其中一些操作会有一些子操作，其他情况下，此处所述的操可能不包含在所述操作中。应该要了解的是，一些操作是可以利用计算机可读软件或程序来实现的。明白这个以后，现在对方法及操作450进行描述。

在操作452中，辐射太阳能102被收集到定日镜的反射面122A-H的一个或更多反射面上，如上图1C所示。

在操作454中，将塑料原材料装入402-410的一个或多个模具中（例如，真空式模具中的塑料片及旋转式模具中的塑料粉末/球状塑料块）。在操作456中，选定第一个模具。

在操作458中，定日镜控制器126将反射面122A-H的选定部分进行转向，以使收集的、反射辐射能源112指向并选择性地集中到所选模具上。

在造作460中，用反射辐射能源112加热选定模具。

在操作464中，定日镜控制器126随着辐射能源来源101的移动进行自动追踪；涉及射装置120，以确保反射辐射能源112导入指定的焦点114A。

在操作466中，应决定是否对模具402-410的其中一个进行加热。如果在操作466中，决定不再加热，则该操作应进入下一步操作468。

在操作468中，定日镜控制器126控制反射面122A-H离开选定的模具。定日镜控制器126可以控制反射面122A-H，将反射辐射能源112反射至不同方向（例如同样远离其他模具402-410），或者，将选定的模具移动到下一个位置，离开反射辐射能源112的焦点114A。在操作470中，将成型的塑料从选定模具中取出，本次生产过程结束。

如果在操作466中，决定选择模具402-410中的一个，则该操作被导入下一个操作472中。在操作472中，选定402-410中的另一个模具。在上述操作458中继续进行该方法操作。

旋转式模塑生产系统中存在的一个问题是，模具存在难以加热的部分。模具的一些位置需要进行额外加热，模具的另一些位置需要进行较少的加热，甚至需要进行冷却。因此，传统的旋转式模塑方法非常复杂，模具需要不同的厚度系统、散热系统、隔热以及其他结构，来达到所需的热量吸收效果。

太阳能滚塑系统300允许对照射在模具302选定区域的反射辐射能源112进行动态选择和调整，可以实现模具表面温度区域（例如，“足球”多面体w/20+面）的精确控制。通过调整反射能源的数量或聚焦度或位置（模具表面的位置），或者是调整选定区域曝露在反射能下的时间，或者是同时采取以上两种方法，可以增加或减少照射到模具302选定区域的反射辐射能源112。实时监控以及对每一面的调整，相比传统的旋转式模塑工艺系统，其益处包括，简化降低模具成本，缩短周期时间，提高产品质量，使生产工艺更加灵活，适应更为复杂的产品生产需求。传感器128A及128B可以使控制器126及软件126A决定反射辐射能源112的瞬间强度及模具302选定区域相对于焦点114A的精确位置。

根据以上所述，对模具302选定区域进行加热的速度可以根据模具每个有区域的需要，进行实时动态调整。举例来说，独立控制的电机124A-H以及转子314和316可以对模具302的表面进行非对称加热，曝露在反射辐射能112下的模具302表面区域停留时间的增加（例如，暂停或者是减慢转速）可以导致该区域吸收热量的增加。同样，曝露在反射辐射能112下的模具302表面区域停留时间的减少（例如，暂时加快转速），可以减少该区域的热能吸收量甚至是由于反射辐射能112的定向性，可以实现该区域的冷却。增加或减少从定日镜120上反射的辐射能源112的数量，同样可以动态减少或增加模具302的选定区域。控制器126会对使用传感器128A、128B的模具的每一部分的位置及温度进行检测。

用户可以手工调节照射到模具302表面选定区域的反射辐射能量112。模具每一部分相应的加热过程可以作为模具302中产品成型计算机辅助设计的一部分。控制器126同样包括软件及程序126A该程序可以基于实时从传感器128A及128B上获得的反馈信息，保持模具302每一部分定点的所需温度。

模具302中同样包括一个双层模具冷却过程。可以在模具302中临时插入一个冷却装置。相对模具302的壁，该冷却装置可以有更薄的薄壁。举例来说，该冷却装置可以是0.090英寸厚的金属板或是其他类似的热吸收材料。需要强调的是，该0.090英寸的厚度仅是一个标准，该厚度可以是基于冷却性能以及材料冷却需要的任何合适的厚度。该冷却装置安装在模具302的内部，且与模具302的内部表面紧密接触。该冷却装置的材质可以是热传导材料[例如，金属（钢铁，铝，铜，合金及上述的综合）或其他合适的传导材料]。

在冷却阶段，打开模具302，取出冷却装置，重新放入一个新的冷却装置。可以加入更多的塑料粉末或者是塑料小球。冷却装置可以通过风扇和/或冷却剂（例如，喷雾）进行主动或被动冷却，直至塑料部分充分冷却，可以从模具302中取出为止。冷却装置可以使模具302以及硬件保持热量，使塑料的冷却过程与模具302的冷却过程分离。如果模具被冷却至原来的温度，这就节省了重新加热模具302所需的能量及时间，并可以使模具的支撑结构、周围的空气以及维护结构保持较高的温度。

滚塑系统300可以使太阳能发挥最大的加热效能。传统的滚塑模具拥有更大的转子，可以支撑并转动模具。这并不适合太阳能驱动的滚塑系统，因为这些转子会周期性的阻挡对模具进行加热的反射辐射能源112。可以设计一个滚塑模具，使模具的转子不会阻挡反射辐射能源112。这就提高了太阳能加热效率，因为在加热旋转式模具的转子时，只损失了少量热量。

滚塑系统300还可以包括一个或多个反射面330。该一个或多个反射面330允许多次直接加热模具302与塑料接触的部分。如上所述，模具302中只有第一部分曝露在反射辐射能源112之下，被定日镜120加热。因为塑料可以落在模具302的底部，要想沉积最大数量的塑料（或者是更为快速的沉积），必须加热第一部分，然后将第一部分移至底部位置，使塑料落至其上。

或者是，模具302可以抬高位置/一个反射面330可以被放在模具的下面。该反射面330可以反射所有或一部分的反射辐射能源112至模具302底部表面。因为塑料可以直接被反射辐射能112的热交换加热，而且可以对塑料的沉积实施更为精准的控制，这样做也许会缩短流程周期。

如上所述，系统200、300及400，相比传统的旋转式及真空式模塑系统及工艺，建造及运营更为简单。传统的滚塑系统，从材料和能源角度来看，体型巨大而且成本高昂。传统的滚塑系统建造及移动的成本高昂，且需要较大空间来安放熔炉。

相比之下，上述以定日镜为基础的系统200、300及400，由于定日镜能源资源120相对较轻的特性，上述系统需要的材料、建筑空间及能源更少。所以，由于辐射能源来源101分布的广泛性，系统200、300及400配置成本更低，能源成本也更小。所以，系统200、300及400所需要能源输送设施也是很少的。

相比之下，传统的滚塑系统及真空式模塑系统要求大量的电力/矿物燃料能源资源加热熔炉和模具。而大量的电力/矿物燃料能源资源又需要大量的基础设施来进行电力及矿物燃料的输送。所需的基础设施包括输电线、管线、铁路、公路、卡车等，而这些是上述系统200、300及400所不需要的。因此，以定日镜为基础的系统200、300及400可以在没有传统滚塑系统及真空式系统配套基础设施的地方配置使用。因此以定日镜为基础的系统200、300及400可以在没有传统滚塑式及真空式系统配套基础设施的地方进行生产。

考虑到以上各点，需要强调的是，该发明可能需要使用一些电脑相关的操作，包括涉及到数据在计算机系统中的存储等一系列的操作。这些操作进行物理量的物理操作。这些量通常（尽管未必）是以电磁信号的形式存在，且可以进行存储、传输、联合、对照以及其他操作。而且，这些操作通常要涉及一些术语，比如，生产、鉴定、决定、或者比较。

该发明同样也可以作为计算机可读介质上的计算机可识别码的形式存在。计算机可读介质是任何可以存储数据的数据存储设备，可以用计算机系统加以识别。计算机可读接介质举例包括硬盘驱动器、网络存储链接(NAS)、只读存储器、随机存储器、光盘驱动器、CD-Rs、再写式光盘、DVD、Flash、磁带、以及其他光学的和非光学存储设备。计算机可读介质同样可以在并联的计算机系统上分布，使计算机可读码能够以分布的方式进行存储和执行。

此处所述的操作是发明的一部分，且对机械操作是有帮助的。该发明还包括执行这些操作的设备或者是仪器。该仪器为特定需求而特殊设计，或者是储存在计算机内的程序选择性地配置或激活的一般用途的计算机。尤其是，各种通用设备可以由根据此处的原理编写的计算器程序驱动，或者是可以比较容易地建造一个更加特殊化的仪器一起来执行上述操作。该发明示例性结构如下：

图5是根据该发明执行该过程的典型计算机系统500方框示意图。计算机系统500包含上述控制器126，或是控制器126的一部分。计算机系统500包含一个数字电脑502，显示器（监控器）504，打印机506，软盘驱动器508，硬盘驱动器510，网络接口512以及键盘514。数字电脑502包含一个微处理器516，内存总线518，随机存取存储器(RAM)520，只读存储器(ROM)522，外围总线524，键盘控制器(KBC)526。数字电脑502可以是个人电脑[比如说IBM兼容电脑，麦金塔电脑或者是麦金塔兼容电脑），工作站电脑（例如，太阳微系统或者是惠普工作站），或者是其他一些类型的电脑或者是可编程工业控制系统（例如，可编程序逻辑控制器(PLC)]。

微处理器516是一个通用的数字处理器，可以控制电脑系统500的操作。微处理器516可以是单芯片处理器或者可以运用多种组件进行操作。使用从存储器获得的信息，微处理器516可以控制输入数据的接收和操作以及计算机输出设备上数据的输出和显示。

微处理器516使用存储器总线518访问随机内存处理器520和随机只读存储器522。微处理器516使用随机内存处理器520作为一般存储区域且作为高速暂存存储器，也可以用于存储输入数据和被处理的数据。随机只读存储器522可以用来存储指令或者微处理器516的程序代码以及其他数据。

外围总线524可以用来访问数字电脑502使用的输入、输出及存储设备。在所述特征里，这些设备包括显示器504，打印设备506，软盘驱动器508，硬盘驱动器510以及网络接口512。键盘控制器526被用来接收键盘514的输入信息，并通过总线528发送每个按键的解码符号至微处理器516。

显示器504可以显示通过外围总线524传输的微处理器516提供的图像数据，或显示由计算机系统500其他组件提供的数据。当打印设备506作为打印机使用时，可在纸张或是类似表面上显示图象。其他输出设备，比如绘图仪，排字机等，可以代替或者附加于打印设备506上使用。软盘驱动器508以及硬盘设备510可以用来存储其他类型的数据。软盘驱动器508可以促进传输此类数据至其他计算机系统，硬盘驱动器510可以快速访问大量的存储数据。

微处理器516与操作系统一起执行计算机代码并产生、使用数据。计算器代码及数据可以存储在随机内存处理器520及只读存储器522或硬盘驱动器510上。计算机代码和数据还可以按需要存储在可移动程序介质并加载或安装在计算机系统500上。可移动程序介质举例包括，光盘驱动器、PC卡、软盘、闪速存储器、光学介质及磁带。

网络接口512可通过与其他计算机系统连接的网络，用来发送并接收数据。接口卡或者其类似设备以及微处理器516使用的合适软件，可以用来将计算机系统500连接至一个现有网络并根据标准协议进行数据传输。网络接口512还可以用来进行远程控制、监视以及保证网络的连接性，这样系统200、300及400就可以进行远程控制。因此，可以在中央控制室，甚至是在数千英里之外实现对多系统200，300及400的控制。

用户可以使用键盘514向计算机系统500输入命令或者是其他指令。该发明同样也可以与其他输入设备一同使用。例如，指示设备，如计算机鼠标、转球、光笔或者是写字板，可以用来操纵通用计算机屏幕上的指示器。

应该进一步意识到，上图中代表各操作的指令不一定要按照图示顺序，操作中的所有流程不一定非得按照发明的方法去做。而且，上述任何图所示的流程都可以通过存储在随机内存处理器、只读存储器或者硬盘驱动器上的软件来执行。

尽管上述发明为便于理解，做了一些详细描述，但显然，该发明可以在附加权利要求所述的范围内进行一定的更改和修改。相应的，该模型应被视为是说明性的且是不受限制的，该发明并不限于此处给出的这些细节，但可以在附加权利要求所述的范围内进行一定的修改。

Claims (20)

1.一种热能生产系统，其特征在于：

定日镜包括：

至少一个反射面；

耦合在至少一个反射面上的转向装置，可以使反射面的至少一面的一部分转动至数个选定的焦点位置的第一个位置上；一个控制器；以及一个固定在选定的焦点位置的第二个位置上的模具。

2.根据权利要求1所述的系统，其特征在于，还包括一耦合到该模具的压力控制源。

3.根据权利要求1所述的系统，其特征在于，还包括一耦合到该模具的旋转系统。

4.根据权利要求3所述的系统，其特征在于，所述旋转系统为一双轴式旋转系统。

5.根据权利要求3所述的系统，其特征在于，所述旋转系统为一持续旋转系统。

6.根据权利要求3所述的系统，其特征在于，所述旋转系统为一转速可变的旋转系统。

7.根据权利要求3所述的系统，其特征在于，所述旋转系统为一选定旋转位置的系统。

8.根据权利要求1所述的系统，其特征在于，还包括一个热防护装置。

9.根据权利要求8所述的系统，其特征在于，所述热防护装置基本上环绕该模具。

10.根据权利要求1所述的系统，其特征在于，所述定日镜包括至少数个平面反射面中的一个或者是数个曲面反射面中的一个。

11.根据权利要求1所述的系统，其特征在于，所述每个模具都固定在相应的数个选定焦点的其中一个上。

12.根据权利要求1所述的系统，其特征在于，所述该控制器包含软件和硬件，包括：

用于装载一定数量的模具内可塑材料的计算机可执行逻辑；

用于将模具放在选定的数个焦点中的一个上的计算机可执行逻辑，以及

用于将反射的、集中的辐射能源转向模具选定部分的计算机可执行逻辑。

13.根据权利要求12所述的系统，其特征在于，所述该控制器还包含软件和硬件，包括：

用于反射的、集中的辐射能源加热模具选定的部分的计算机可执行逻辑；

用于将模具从定日镜移走的计算机可执行逻辑，以及

用于将模塑成型的产品从模具中取出的计算机可执行逻辑。

14.一种生产系统，其特征在于，包括：

一个模具；

一耦合到模具上的选定的旋转位置系统，其中该系统为双轴式旋转系统；

一定日镜包括：

多个平面反射面或者是多个曲面反射面中的至少一个；

一个选定的焦点；

一个转向装置；以及

一个控制器。

15.一种生产方法，其特征在于，包括：

装载一定数量的可塑材料至模具内；

将模具放置在定日镜的焦点上；

将反射的、集中的辐射能源转向模具选定的区域；

用反射的、集中的辐射能加热模具选定的部分；

将模具从定日镜的焦点位置移走；以及

将模塑成型的产品从模具内取出。

16.根据权利要求15所述的方法，其特征在于，还包括旋转该模具。

17.根据权利要求15所述的方法，其特征在于，所述将反射的、集中的辐射能源转向至模具选定的区域：在选定的时间内，将反射的、集中的辐射能源转向至模具选定的区域。

18.根据权利要求15所述的方法，其特征在于，所述将模具从定日镜的焦点位置移走包括：冷却模塑成型的产品。

19.根据权利要求15所述的方法，其特征在于，所述利用反射的、集中的辐射能加热模具的选定区域还包括：利用反射的、集中的辐射能源加热模具的选定区域，直至一定数量的可塑材料在模具的内表面粘在一块，形成完整一层。

20.根据权利要求15所述的方法，其特征在于，还包括提供一真空至该模具。

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