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二次反射圓盤(pán)形閉合腔體采光太陽(yáng)能熱水器的制作方法

文檔序號(hào):4691902閱讀:147來(lái)源:國(guó)知局
專(zhuān)利名稱(chēng):二次反射圓盤(pán)形閉合腔體采光太陽(yáng)能熱水器的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域
本發(fā)明涉及一種太陽(yáng)能應(yīng)用技術(shù),特別是一種利用旋轉(zhuǎn)拋物面聚光原理接收太陽(yáng) 能的二次反射圓盤(pán)形閉合腔體采光太陽(yáng)能熱水器,該裝置通過(guò)旋轉(zhuǎn)拋物面的反光聚焦作用 接收太陽(yáng)能,可大幅提高太陽(yáng)能的接收效率。
背景技術(shù)
太陽(yáng)能是一種清潔能源,取之不盡、用之不竭,也不會(huì)造成環(huán)境污染,如今,無(wú)論在 沿海城市,還是在內(nèi)陸城市,太陽(yáng)能產(chǎn)品正越來(lái)越多地進(jìn)入人們的視野,太陽(yáng)能路燈、太陽(yáng) 能草坪燈、太陽(yáng)能庭院燈、太陽(yáng)能樓道燈、公交站臺(tái)燈、交通信號(hào)燈等等,各種太陽(yáng)能熱水器 也已經(jīng)走近千家萬(wàn)戶(hù)。但這些太陽(yáng)能產(chǎn)品大多數(shù)都沒(méi)有聚光功能,造成太陽(yáng)能利用率低下。 太陽(yáng)能接收元件表面的光強(qiáng)提高一倍,太陽(yáng)能接收元件的接收效率將提高一倍,目前太陽(yáng) 能產(chǎn)業(yè)技術(shù)競(jìng)爭(zhēng)的焦點(diǎn)主要是太陽(yáng)能接收效率之爭(zhēng),可見(jiàn)提高接收效率對(duì)整個(gè)行業(yè)重要程 度,因此能否有效的提高太陽(yáng)能接收元件的光照強(qiáng)度,就成為人們利用太陽(yáng)能時(shí)最為關(guān)注 的問(wèn)題。近些年,國(guó)外在一些太陽(yáng)能電站的光伏矩陣中實(shí)現(xiàn)了太陽(yáng)能聚光接收,國(guó)內(nèi)也有 類(lèi)似的試驗(yàn)裝置,但這些裝置結(jié)構(gòu)復(fù)雜、體積龐大、造價(jià)高難以在太陽(yáng)能家用產(chǎn)品上得到推

發(fā)明內(nèi)容
為了克服現(xiàn)有的聚光裝置機(jī)械結(jié)構(gòu)復(fù)雜、體積龐大、造價(jià)高等缺點(diǎn).本發(fā)明針對(duì) 現(xiàn)有技術(shù)存在的不足,對(duì)現(xiàn)有技術(shù)進(jìn)行了改進(jìn),提出了一種體積小、結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)單可靠、成本低 的太陽(yáng)能聚光接收裝置、它可實(shí)現(xiàn)太陽(yáng)能的聚光接收。本發(fā)明解決其技術(shù)問(wèn)題所采用的技術(shù)方案是在一個(gè)長(zhǎng)方形箱體內(nèi)安裝了多個(gè)太 陽(yáng)能聚光接收機(jī)構(gòu),在長(zhǎng)方形箱體的上方安裝了一個(gè)水箱,在長(zhǎng)方形箱體的上面蓋有一塊 平面透明蓋板,平面透明蓋板將各太陽(yáng)能聚光接收機(jī)構(gòu)封閉在長(zhǎng)方形箱體內(nèi),各太陽(yáng)能聚 光接收機(jī)構(gòu)整齊排列在長(zhǎng)方形箱體內(nèi),各太陽(yáng)能聚光接收機(jī)構(gòu)都由一塊旋轉(zhuǎn)拋物面反光鏡 和一個(gè)光能接收器構(gòu)成,太陽(yáng)能聚光接收機(jī)構(gòu)分為多組,在每一組太陽(yáng)能聚光接收機(jī)構(gòu)的 前面都安裝了一塊長(zhǎng)方形的大平面反光鏡、各組的大平面反光鏡的中間位子沿其長(zhǎng)邊方向 開(kāi)有一條長(zhǎng)直的光線入射狹縫,各組太陽(yáng)能聚光接收機(jī)構(gòu)的大平面反光鏡與平面透明蓋板 相交成45°角,各太陽(yáng)能聚光接收機(jī)構(gòu)的光能接收器都由一塊圓盤(pán)形空心導(dǎo)熱腔體、一塊圓錐面 反光鏡和一塊半球面透明導(dǎo)光蓋構(gòu)成,圓錐面反光鏡的頂部開(kāi)有一個(gè)光線入射圓孔,各光 能接收器的圓錐面反光鏡緊密的蓋在該光能接收器的圓盤(pán)形空心導(dǎo)熱腔體上,各光能接收 器的半球面透明導(dǎo)光蓋蓋在該光能接收器的圓錐面反光鏡的光線入射圓孔上,各光能接收 器的半球面透明導(dǎo)光蓋、圓盤(pán)形空心導(dǎo)熱腔體和圓錐面反光鏡構(gòu)成一個(gè)閉合空腔,各組太陽(yáng)能聚光接收機(jī)構(gòu)的光能接收器安裝在該組的大平面反光鏡的反光面的背面,各組太陽(yáng)能聚光接收機(jī)構(gòu)的光能接收器的各圓盤(pán)形空心導(dǎo)熱腔體的圓盤(pán)平面正對(duì)該 組的大平面反光鏡的光線入射狹縫并且各圓盤(pán)形空心導(dǎo)熱腔體的圓盤(pán)平面正對(duì)該旋轉(zhuǎn)拋 物面反光鏡的反光面,各太陽(yáng)能聚光接收機(jī)構(gòu)的光能接收器的圓盤(pán)形空心導(dǎo)熱腔體的圓盤(pán) 平面的圓心位于該太陽(yáng)能聚光接收機(jī)構(gòu)的旋轉(zhuǎn)拋物面反光鏡的對(duì)稱(chēng)軸上,各太陽(yáng)能聚光接 收機(jī)構(gòu)的光能接收器的圓盤(pán)形空心導(dǎo)熱腔體的圓盤(pán)平面垂直于該太陽(yáng)能聚光接收機(jī)構(gòu)的 旋轉(zhuǎn)拋物面反光鏡的對(duì)稱(chēng)軸,各太陽(yáng)能聚光接收機(jī)構(gòu)的光能接收器的圓錐面反光鏡的光線 入射圓孔的圓心和半球面透明導(dǎo)光蓋的球心與該太陽(yáng)能聚光接收機(jī)構(gòu)的旋轉(zhuǎn)拋物面反光 鏡的焦點(diǎn)相互重合,各組太陽(yáng)能聚光接收機(jī)構(gòu)的旋轉(zhuǎn)拋物面反光鏡的焦點(diǎn)位于該組的大平 面反光鏡的光線入射狹縫上,當(dāng)太陽(yáng)光垂直于平面透明蓋板入射時(shí),入射光線通過(guò)各組太陽(yáng)能聚光接收機(jī)構(gòu)的 大平面反光鏡和旋轉(zhuǎn)拋物面反光鏡的反射聚焦后都能穿過(guò)大平面反光鏡的光線入射狹縫 和圓錐面反光鏡的光線入射圓孔照射在各光能接收器的圓盤(pán)形空心導(dǎo)熱腔體上,照射在各 光能接收器的圓盤(pán)形空心導(dǎo)熱腔體上的光能通過(guò)各光能接收器的圓盤(pán)形空心導(dǎo)熱腔體轉(zhuǎn) 換為熱能,因各光能接收器的半球面透明導(dǎo)光蓋、圓盤(pán)形空心導(dǎo)熱腔體和圓錐面反光鏡構(gòu) 成一個(gè)閉合空腔,并且各圓錐面反光鏡的光線入射圓孔很小,進(jìn)入各圓錐面反光鏡的光線 入射圓孔的光線經(jīng)各光能接收器的圓錐面反光鏡的反射多次照射在各光能接收器的圓盤(pán) 形空心導(dǎo)熱腔體上,光能的大部分在閉合空腔內(nèi)轉(zhuǎn)變?yōu)闊崮?,因此大幅提高了各光能接?器的光熱轉(zhuǎn)換率。本發(fā)明的有益效果是通過(guò)各旋轉(zhuǎn)拋物面反光鏡的反光聚焦作用大幅提高了照射 在各光能接收器上的太陽(yáng)光的強(qiáng)度,因而大幅提高了各光能接收器的光熱轉(zhuǎn)換率,實(shí)現(xiàn)了 在強(qiáng)光和弱光的環(huán)境下都有較高的光熱轉(zhuǎn)換率。


下面結(jié)合附圖和實(shí)施例對(duì)本發(fā)明進(jìn)一步說(shuō)明。圖1是本發(fā)明的整體結(jié)構(gòu)圖。圖2是本發(fā)明的整體結(jié)構(gòu)圖的A-A剖視圖。圖3是本發(fā)明的整體結(jié)構(gòu)圖的B-B剖視圖。圖4是本發(fā)明實(shí)施例的太陽(yáng)能聚光接收機(jī)構(gòu)剖視圖的放大圖。圖5是旋轉(zhuǎn)拋物面的示意圖。在圖5的旋轉(zhuǎn)拋物面構(gòu)成圖中旋轉(zhuǎn)拋物面S,旋轉(zhuǎn)拋物面的準(zhǔn)平面Si,旋轉(zhuǎn)拋物 面的頂點(diǎn)0,旋轉(zhuǎn)拋物面的焦點(diǎn)f,旋轉(zhuǎn)拋物面的對(duì)稱(chēng)軸L。
具體實(shí)施例方式在圖1、圖2和圖3中,在一個(gè)長(zhǎng)方形箱體3-1內(nèi)安裝了 25個(gè)太陽(yáng)能聚光接收機(jī) 構(gòu),25個(gè)太陽(yáng)能聚光接收機(jī)構(gòu)被分為五組,在長(zhǎng)方形箱體3-1的上方安裝了一個(gè)水箱8-1, 在長(zhǎng)方形箱體3-1的上面蓋有一塊平面透明蓋板4-1,平面透明蓋板4-1將各太陽(yáng)能聚光接 收機(jī)構(gòu)封閉在長(zhǎng)方形箱體3-1內(nèi),各太陽(yáng)能聚光接收機(jī)構(gòu)整齊排列在長(zhǎng)方形箱體3-1內(nèi),各 太陽(yáng)能聚光接收機(jī)構(gòu)都由一塊旋轉(zhuǎn)拋物面反光鏡和一個(gè)光能接收器構(gòu)成,在第一組太陽(yáng)能聚光接收機(jī)構(gòu)旋轉(zhuǎn)拋物面反光鏡的反光面的前面都安裝了大平面反光鏡1-1-1,在第二組太陽(yáng)能聚光接收機(jī)構(gòu)旋轉(zhuǎn)拋物面反光鏡的反光面的前面都安裝 了大平面反光鏡1-1-2,在第三組太陽(yáng)能聚光接收機(jī)構(gòu)旋轉(zhuǎn)拋物面反光鏡的反光面的前面 都安裝了大平面反光鏡1-1-3,在第四組太陽(yáng)能聚光接收機(jī)構(gòu)旋轉(zhuǎn)拋物面反光鏡的反光面 的前面都安裝了大平面反光鏡1-1-4,在第五組太陽(yáng)能聚光接收機(jī)構(gòu)旋轉(zhuǎn)拋物面反光鏡的 反光面的前面都安裝了大平面反光鏡1-1-5,上述五個(gè)大平面反光鏡的中間位子沿其長(zhǎng)邊 方向都開(kāi)有一條長(zhǎng)直的光線入射狹縫,上述五個(gè)大平面反光鏡與平面透明蓋板4-1相交 成45°角,第一組太陽(yáng)能聚光接收機(jī)構(gòu)的半球面空心導(dǎo)熱腔體通過(guò)導(dǎo)熱管9-1-3串接在一 起,第二組太陽(yáng)能聚光接收機(jī)構(gòu)的半球面空心導(dǎo)熱腔體通過(guò)導(dǎo)熱管9-2-3串接在一起,第 三組太陽(yáng)能聚光接收機(jī)構(gòu)的半球面空心導(dǎo)熱腔體通過(guò)導(dǎo)熱管9-3-3串接在一起,第四組太 陽(yáng)能聚光接收機(jī)構(gòu)的半球面空心導(dǎo)熱腔體通過(guò)導(dǎo)熱管9-4-3串接在一起,第五組太陽(yáng)能聚 光接收機(jī)構(gòu)的半球面空心導(dǎo)熱腔體通過(guò)導(dǎo)熱管9-5-3串接在一起,導(dǎo)熱管9-1-3、導(dǎo)熱管 9-2-3、導(dǎo)熱管9-3-3、導(dǎo)熱管9-4-3和導(dǎo)熱管9_5_3的下端通過(guò)冷水管9_1_2與水箱8_1相 通,導(dǎo)熱管9-1-3、導(dǎo)熱管9-2-3、導(dǎo)熱管9-3-3、導(dǎo)熱管9_4_3和導(dǎo)熱管9_5_3的上端通過(guò)熱 水管9-1-1與水箱8-1相通。圖4中給出了第一太陽(yáng)能聚光接收機(jī)構(gòu)的結(jié)構(gòu),在圖4中第一太陽(yáng)能聚光接收機(jī) 構(gòu)由旋轉(zhuǎn)拋物面反光鏡1-2-1和光能接收器1-3-1構(gòu)成,光能接收器1-3-1由圓盤(pán)形空心 導(dǎo)熱腔體5-1、圓錐面反光鏡7-1和半球面透明導(dǎo)光蓋6-1構(gòu)成,圓錐面反光鏡7-1的頂部 開(kāi)有一個(gè)光線入射圓孔,圓錐面反光鏡7-1緊密的蓋在圓盤(pán)形空心導(dǎo)熱腔體5-1上,半球面透明導(dǎo)光蓋6-1 蓋在圓錐面反光鏡7-1的光線入射圓孔上,半球面透明導(dǎo)光蓋6-1、圓盤(pán)形空心導(dǎo)熱腔體 5-1和圓錐面反光鏡7-1構(gòu)成一個(gè)閉合空腔,光能接收器1-3-1安裝在大平面反光鏡1-1-1的反光面的背面,圓盤(pán)形空心導(dǎo)熱 腔體5-1的圓盤(pán)平面正對(duì)大平面反光鏡1-1-1的光線入射狹縫,圓盤(pán)形空心導(dǎo)熱腔體5-1 的圓盤(pán)平面正對(duì)旋轉(zhuǎn)拋物面反光鏡1-2-1的反光面,圓盤(pán)形空心導(dǎo)熱腔體5-1的圓盤(pán)平面 的圓心位于旋轉(zhuǎn)拋物面反光鏡1-2-1的對(duì)稱(chēng)軸上,圓盤(pán)形空心導(dǎo)熱腔體5-1的圓盤(pán)平面垂 直于旋轉(zhuǎn)拋物面反光鏡1-2-1的對(duì)稱(chēng)軸,圓錐面反光鏡7-1的光線入射圓孔的圓心和半球 面透明導(dǎo)光蓋6-1的球心與旋轉(zhuǎn)拋物面反光鏡1-2-1的焦點(diǎn)相互重合,旋轉(zhuǎn)拋物面反光鏡 1-2-1的焦點(diǎn)位于大平面反光鏡1-1-1的光線入射狹縫上,當(dāng)太陽(yáng)光垂直于平面透明蓋板4-1入射時(shí),入射光線通過(guò)大平面反光鏡1-1-1和 旋轉(zhuǎn)拋物面反光鏡1-2-1的反射聚焦都能穿過(guò)大平面反光鏡1-1-1的光線入射狹縫和圓錐 面反光鏡7-1的光線入射圓孔照射在圓盤(pán)形空心導(dǎo)熱腔體5-1上,照射在圓盤(pán)形空心導(dǎo)熱 腔體5-1上的光能通過(guò)圓盤(pán)形空心導(dǎo)熱腔體5-1轉(zhuǎn)換為熱能,因半球面透明導(dǎo)光蓋6-1、圓 盤(pán)形空心導(dǎo)熱腔體5-1和圓錐面反光鏡7-1構(gòu)成一個(gè)閉合空腔,并且圓錐面反光鏡7-1的 光線入射圓孔很小,進(jìn)入圓錐面反光鏡7-1的光線入射圓孔的光線經(jīng)圓錐面反光鏡7-1的 反射多次照射在圓盤(pán)形空心導(dǎo)熱腔體5-1上,光能的大部分在閉合空腔內(nèi)轉(zhuǎn)變?yōu)闊崮?,?此大幅提高了光能接收器1-3-1的光熱轉(zhuǎn)換率,上述各太陽(yáng)能聚光接收機(jī)構(gòu)的結(jié)構(gòu)、各項(xiàng) 尺寸和光能接受過(guò)程與第一太陽(yáng)能聚光接收機(jī)構(gòu)相同。
權(quán)利要求
一種二次反射圓盤(pán)形閉合腔體采光太陽(yáng)能熱水器,由長(zhǎng)方形箱體、水箱、冷水管、熱水管、平面透明蓋板、大平面反光鏡和太陽(yáng)能聚光接收機(jī)構(gòu)構(gòu)成,各太陽(yáng)能聚光接收機(jī)構(gòu)都由一塊旋轉(zhuǎn)拋物面反光鏡和一個(gè)光能接收器構(gòu)成,各太陽(yáng)能聚光接收機(jī)構(gòu)的光能接收器都由一塊圓盤(pán)形空心導(dǎo)熱腔體、一塊圓錐面反光鏡和一塊半球面透明導(dǎo)光蓋構(gòu)成,其特征是各組太陽(yáng)能聚光接收機(jī)構(gòu)的光能接收器安裝在該組的大平面反光鏡的反光面的背面,各組太陽(yáng)能聚光接收機(jī)構(gòu)的光能接收器的各圓盤(pán)形空心導(dǎo)熱腔體的圓盤(pán)平面正對(duì)該組的大平面反光鏡的光線入射狹縫并且各圓盤(pán)形空心導(dǎo)熱腔體的圓盤(pán)平面正對(duì)該旋轉(zhuǎn)拋物面反光鏡的反光面,各太陽(yáng)能聚光接收機(jī)構(gòu)的光能接收器的圓盤(pán)形空心導(dǎo)熱腔體的圓盤(pán)平面的圓心位于該太陽(yáng)能聚光接收機(jī)構(gòu)的旋轉(zhuǎn)拋物面反光鏡的對(duì)稱(chēng)軸上,各太陽(yáng)能聚光接收機(jī)構(gòu)的光能接收器的圓盤(pán)形空心導(dǎo)熱腔體的圓盤(pán)平面垂直于該太陽(yáng)能聚光接收機(jī)構(gòu)的旋轉(zhuǎn)拋物面反光鏡的對(duì)稱(chēng)軸,各太陽(yáng)能聚光接收機(jī)構(gòu)的光能接收器的圓錐面反光鏡的光線入射圓孔的圓心和半球面透明導(dǎo)光蓋的球心與該太陽(yáng)能聚光接收機(jī)構(gòu)的旋轉(zhuǎn)拋物面反光鏡的焦點(diǎn)相互重合,各組太陽(yáng)能聚光接收機(jī)構(gòu)的旋轉(zhuǎn)拋物面反光鏡的焦點(diǎn)位于該組的大平面反光鏡的光線入射狹縫上,當(dāng)太陽(yáng)光垂直于平面透明蓋板入射時(shí),入射光線通過(guò)各組太陽(yáng)能聚光接收機(jī)構(gòu)的大平面反光鏡和旋轉(zhuǎn)拋物面反光鏡的反射聚焦后都能穿過(guò)大平面反光鏡的光線入射狹縫和圓錐面反光鏡的光線入射圓孔照射在各光能接收器的圓盤(pán)形空心導(dǎo)熱腔體上,照射在各光能接收器的圓盤(pán)形空心導(dǎo)熱腔體上的光能通過(guò)各光能接收器的圓盤(pán)形空心導(dǎo)熱腔體轉(zhuǎn)換為熱能,因各光能接收器的半球面透明導(dǎo)光蓋、圓盤(pán)形空心導(dǎo)熱腔體和圓錐面反光鏡構(gòu)成一個(gè)閉合空腔,并且各圓錐面反光鏡的光線入射圓孔很小,進(jìn)入各圓錐面反光鏡的光線入射圓孔的光線經(jīng)各光能接收器的圓錐面反光鏡的反射多次照射在各光能接收器的圓盤(pán)形空心導(dǎo)熱腔體上,光能的大部分在閉合空腔內(nèi)轉(zhuǎn)變?yōu)闊崮?,因此大幅提高了各光能接收器的光熱轉(zhuǎn)換率。
全文摘要
一種二次反射圓盤(pán)形閉合腔體采光太陽(yáng)能熱水器,該裝置通過(guò)大平面反光鏡和旋轉(zhuǎn)拋物面反光鏡的反光聚焦作用接收太陽(yáng)能,可大幅提高太陽(yáng)能的接收效率,可用來(lái)實(shí)現(xiàn)在強(qiáng)光和弱光的環(huán)境下太陽(yáng)能的采集和接收。
文檔編號(hào)F24J2/24GK101957075SQ20101050059
公開(kāi)日2011年1月26日 申請(qǐng)日期2010年9月30日 優(yōu)先權(quán)日2010年9月30日
發(fā)明者張立君 申請(qǐng)人:北京印刷學(xué)院
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