專(zhuān)利名稱(chēng)：二次反射拋物柱面聚光圓柱面采光太陽(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)，特別是一種利用拋物柱面聚光原理接收太陽(yáng) 能的二次反射拋物柱面聚光圓柱面采光太陽(yáng)能熱水器，該裝置通過(guò)反光面的反光聚焦作 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。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 得到推廣。

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)，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)，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)都由一塊大平面反 光鏡、一塊拋物柱面反光鏡和一個(gè)光能接收器構(gòu)成，各太陽(yáng)能聚光接收機(jī)構(gòu)的大平面反光鏡相互平行，各太陽(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，各大平面反光鏡的光線入射狹縫都與長(zhǎng)方形箱體的同 一條長(zhǎng)邊平行并且大平面反光鏡的光線入射狹縫位于同一個(gè)與平面透明蓋板平行的平面 上，各太陽(yáng)能聚光接收機(jī)構(gòu)的光能接收器由一根長(zhǎng)直的圓柱面空心導(dǎo)熱管構(gòu)成，各 個(gè)光能接收器的圓柱面空心導(dǎo)熱管的下端通過(guò)一根冷水管與水箱相通，各個(gè)光能接收器 的圓柱面空心導(dǎo)熱管的上端通過(guò)一根熱水管與水箱相通，各太陽(yáng)能聚光接收機(jī)構(gòu)的光能接收器安裝在該太陽(yáng)能聚光接收機(jī)構(gòu)的大平面反光鏡的反光面的背面，各太陽(yáng)能聚光接收機(jī)構(gòu)的光能接收器的圓柱面空心導(dǎo)熱管的軸線 與該太陽(yáng)能聚光接收機(jī)構(gòu)的拋物柱面反光鏡的焦線相互重合，各太陽(yáng)能聚光接收機(jī)構(gòu)的 拋物柱面反光鏡的焦線與該太陽(yáng)能聚光接收機(jī)構(gòu)的大平面反光鏡的光線入射狹縫相互重 合，各太陽(yáng)能聚光接收機(jī)構(gòu)的拋物柱面反光鏡的對(duì)稱(chēng)面與該太陽(yáng)能聚光接收機(jī)構(gòu)的大平 面反光鏡相交成45°角，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)各太陽(yáng)能聚光接收機(jī)構(gòu)的 大平面反光鏡和拋物柱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垂 直照射在各光能接收器的圓柱面空心導(dǎo)熱管上，照射在各光能接收器的圓柱面空心導(dǎo)熱 管上的光能通過(guò)各光能接收器的圓柱面空心導(dǎo)熱管轉(zhuǎn)換為熱能，通過(guò)拋物柱面反光鏡的 反光聚焦作用大幅提高了照射在圓柱面空心導(dǎo)熱管上的太陽(yáng)光的強(qiáng)度，因而大幅提高了 光能接收器的光熱轉(zhuǎn)換率。本發(fā)明的有益效果是通過(guò)各拋物柱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4是拋物柱面的示意圖。在圖4的拋物柱面構(gòu)成圖中拋物線L，準(zhǔn)線Li，頂點(diǎn)O，焦點(diǎn)f，對(duì)稱(chēng)軸L2， 拋物柱面S，準(zhǔn)平面Si，對(duì)稱(chēng)面S2，焦線L3。
具體實(shí)施例方式在圖1和圖2中，在長(zhǎng)方形箱體3-1內(nèi)安裝了由大平面反光鏡1-1-1和拋物柱面 反光鏡1-2-1和光能接收器1-3-1構(gòu)成的太陽(yáng)能聚光接收機(jī)構(gòu)一、由大平面反光鏡1-1-2 和拋物柱面反光鏡1-2-2和光能接收器1-3-2構(gòu)成的太陽(yáng)能聚光接收機(jī)構(gòu)二、由大平面反 光鏡1-1-3和拋物柱面反光鏡1-2-3和光能接收器1-3-3構(gòu)成的太陽(yáng)能聚光接收機(jī)構(gòu)三、 由大平面反光鏡1-1-4和拋物柱面反光鏡1-2-4和光能接收器1-3-4構(gòu)成的太陽(yáng)能聚光接 收機(jī)構(gòu)四、由大平面反光鏡1-1-5和拋物柱面反光鏡1-2-5和光能接收器1-3-5構(gòu)成的太 陽(yáng)能聚光接收機(jī)構(gòu)五，五個(gè)太陽(yáng)能聚光接收機(jī)構(gòu)的整齊排列在長(zhǎng)方形箱體3-1內(nèi)，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將五個(gè)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)，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)大平面反光鏡的光線入射狹縫都與長(zhǎng)方形箱體3-1的一條長(zhǎng)邊平行并且各 大平面反光鏡的光線入射狹縫位于同一個(gè)與平面透明蓋板4-1平行的平面上，上述五個(gè) 大平面反光鏡的反光平面與平面透明蓋板4-1相交成45°角，圖3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3中第一太陽(yáng)能聚光接收機(jī)構(gòu)由大平面反光鏡1-1-1、拋物柱面反光鏡1-2-1和光能接收器1-3-1構(gòu)成，光能接收 器1-3-1由一根圓柱面空心導(dǎo)熱管5-2構(gòu)成，圓柱面空心導(dǎo)熱管5-2的下端通過(guò)冷水管 9-1-2與水箱8-1相通，圓柱面空心導(dǎo)熱管5-2的上端通過(guò)熱水管9-1-1與水箱8-1相通，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，圓柱面空心導(dǎo)熱 管5-2的軸線與拋物柱面反光鏡1-2-1的焦線相互重合，拋物柱面反光鏡1-2-1的焦線與 大平面反光鏡1-1-1的光線入射狹縫相互重合，拋物柱面反光鏡1-2-1的對(duì)稱(chēng)面與大平面 反光鏡1-1-1相交成45°角，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 拋物柱面反光鏡1-2-1的反射聚焦后都能穿過(guò)大平面反光鏡1-1-1的光線入射狹縫垂直照 射在圓柱面空心導(dǎo)熱管5-上，照射在圓柱面空心導(dǎo)熱管5-2上的光能通過(guò)圓柱面空心導(dǎo) 熱管5-2轉(zhuǎn)換為熱能，通過(guò)拋物柱面反光鏡1-2-1的反光聚焦作用大幅提高了照射在圓柱 面空心導(dǎo)熱管5-2上的太陽(yáng)光的強(qiáng)度，因而大幅提高了光能接收器1-3-1的光熱轉(zhuǎn)換率， 各個(gè)太陽(yáng)能聚光接收機(jī)構(gòu)的光能接收器的結(jié)構(gòu)、各項(xiàng)尺寸和光能接受過(guò)程與光能接收器 1-3-1相同。
權(quán)利要求
1. 一種二次反射拋物柱面聚光圓柱面采光太陽(yáng)能熱水器，由長(zhǎng)方形箱體、水箱、 冷水管、熱水管、平面透明蓋板和太陽(yáng)能聚光接收機(jī)構(gòu)構(gòu)成，在長(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)，各太陽(yáng)能聚光接收機(jī)構(gòu)都由一塊大平面反光鏡、一塊拋物柱面 反光鏡和一個(gè)光能接收器構(gòu)成，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)的光能接收器由一根長(zhǎng)直的圓柱面空心導(dǎo)熱管構(gòu)成，其特征 是各太陽(yáng)能聚光接收機(jī)構(gòu)的光能接收器安裝在該太陽(yáng)能聚光接收機(jī)構(gòu)的大平面反光鏡 的反光面的背面，各太陽(yáng)能聚光接收機(jī)構(gòu)的光能接收器的圓柱面空心導(dǎo)熱管的軸線與該 太陽(yáng)能聚光接收機(jī)構(gòu)的拋物柱面反光鏡的焦線相互重合，各太陽(yáng)能聚光接收機(jī)構(gòu)的拋物 柱面反光鏡的焦線與該太陽(yáng)能聚光接收機(jī)構(gòu)的大平面反光鏡的光線入射狹縫相互重合， 各太陽(yáng)能聚光接收機(jī)構(gòu)的拋物柱面反光鏡的對(duì)稱(chēng)面與該太陽(yáng)能聚光接收機(jī)構(gòu)的大平面反 光鏡相交成45°角，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)各太陽(yáng)能聚光接收機(jī)構(gòu)的大平 面反光鏡和拋物柱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垂直照 射在各光能接收器的圓柱面空心導(dǎo)熱管上，照射在各光能接收器的圓柱面空心導(dǎo)熱管上 的光能通過(guò)各光能接收器的圓柱面空心導(dǎo)熱管轉(zhuǎn)換為熱能，通過(guò)拋物柱面反光鏡的反光 聚焦作用大幅提高了照射在圓柱面空心導(dǎo)熱管上的太陽(yáng)光的強(qiáng)度，因而大幅提高了光能 接收器的光熱轉(zhuǎn)換率。
全文摘要
一種二次反射拋物柱面聚光圓柱面采光太陽(yáng)能熱水器，該裝置通過(guò)大平面反光鏡和拋物柱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)F24J2/10GK102012109SQ20101052390
公開(kāi)日2011年4月13日 申請(qǐng)日期2010年10月25日 優(yōu)先權(quán)日2010年10月25日
發(fā)明者張立君, 王明飛 申請(qǐng)人:北京印刷學(xué)院