專利名稱：拋物柱面聚光半圓柱面閉合腔體采光太陽能熱水器的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本實用新型涉及一種太陽能應(yīng)用技術(shù)，特別是一種利用拋物柱面聚光原理接收太 陽能的拋物柱面聚光半圓柱面閉合腔體采光太陽能熱水器，該裝置通過反光面的反光聚焦 作用接收太陽能，可大幅提高太陽能的接收效率。
技術(shù)背景太陽能是一種清潔能源，取之不盡、用之不竭，也不會造成環(huán)境污染，如今，無論在 沿海城市，還是在內(nèi)陸城市，太陽能產(chǎn)品正越來越多地進入人們的視野，太陽能路燈、太陽 能草坪燈、太陽能庭院燈、太陽能樓道燈、公交站臺燈、交通信號燈等等，各種太陽能熱水器 也已經(jīng)走近千家萬戶。但這些太陽能產(chǎn)品大多數(shù)都沒有聚光功能，造成太陽能利用率低下。 太陽能接收元件表面的光強提高一倍，太陽能接收元件的接收效率將提高一倍，目前太陽 能產(chǎn)業(yè)技術(shù)競爭的焦點主要是太陽能接收效率之爭，可見提高接收效率對整個行業(yè)重要程 度，因此能否有效的提高太陽能接收元件的光照強度，就成為人們利用太陽能時最為關(guān)注 的問題。近些年，國外在一些太陽能電站的光伏矩陣中實現(xiàn)了太陽能聚光接收，國內(nèi)也有 類似的試驗裝置，但這些裝置結(jié)構(gòu)復(fù)雜、體積龐大、造價高難以在太陽能家用產(chǎn)品上得到推
實用新型內(nèi)容為了克服現(xiàn)有的聚光裝置機械結(jié)構(gòu)復(fù)雜、體積龐大、造價高等缺點.本實用新型 針對現(xiàn)有技術(shù)存在的不足，對現(xiàn)有技術(shù)進行了改進，提出了一種體積小、結(jié)構(gòu)簡單可靠、成 本低的太陽能聚光接收裝置、它可實現(xiàn)太陽能的聚光接收。本實用新型解決其技術(shù)問題所采用的技術(shù)方案是在一個長方形箱體內(nèi)安裝了多 個太陽能聚光接收機構(gòu)，各太陽能聚光接收機構(gòu)都由一塊拋物柱面反光鏡和一個光能接收 器構(gòu)成，各太陽能聚光接收機構(gòu)整齊排列在長方形箱體內(nèi)，在長方形箱體的上方安裝了一 個水箱，在長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能聚光接收 機構(gòu)封閉在長方形箱體內(nèi)，各太陽能聚光接收機構(gòu)的拋物柱面反光鏡的開口正對平面透明 蓋板，各個太陽能聚光接收機構(gòu)的拋物柱面反光鏡的焦線相互平行，各個太陽能聚光接收 機構(gòu)的拋物柱面反光鏡的焦線位于同一個與平面透明蓋板平行的平面上，各個太陽能聚光 接收機構(gòu)的光能接收器安裝在該太陽能聚光接收機構(gòu)的拋物柱面反光鏡的焦線上，各太陽能聚光接收機構(gòu)的光能接收器由一根長直的半圓柱面空心導(dǎo)熱管、一根長 直的半圓柱面透明導(dǎo)光蓋和兩塊長方形平面反光鏡構(gòu)成，各個光能接收器的半圓柱面空心 導(dǎo)熱管的下端通過一根冷水管與水箱相通，各個光能接收器的半圓柱面空心導(dǎo)熱管的上端 通過一根熱水管與水箱相通，各光能接收器的兩塊長方形平面反光鏡對稱的位于該光能接收器的半圓柱面空 心導(dǎo)熱管的對稱面的兩側(cè)，其中一塊長方形平面反光鏡的一條長邊與該半圓柱面空心導(dǎo)熱管的一條直邊相連接，另一塊長方形平面反光鏡的一條長邊與該半圓柱面空心導(dǎo)熱管的另 一條直邊相連接，兩塊長方形平面反光鏡的另外兩條長邊之間形成一條寬度相同的光線入 射狹縫，該光能接收器的半圓柱面透明導(dǎo)光蓋蓋在該光線入射狹縫上，各太陽能聚光接收 機構(gòu)的半圓柱面透明導(dǎo)光蓋、半圓柱面空心導(dǎo)熱管和兩塊長方形平面反光鏡構(gòu)成一個閉合 空腔，各太陽能聚光接收機構(gòu)光能接收器的半圓柱面空心導(dǎo)熱管的開口正對該太陽能 聚光接收機構(gòu)的拋物柱面反光鏡的反光面，各太陽能聚光接收機構(gòu)光能接收器的半圓柱面 空心導(dǎo)熱管的軸線和半圓柱面透明導(dǎo)光蓋的軸線與該太陽能聚光接收機構(gòu)的拋物柱面反 光鏡的焦線相互重合，各太陽能聚光接收機構(gòu)的光能接收器的兩塊小平面反光鏡之間形成 的光線入射狹縫與該太陽能聚光接收機構(gòu)的拋物柱面反光鏡的焦線相互重合，當太陽光垂直于平面透明蓋板入射時，入射光線通過各太陽能聚光接收機構(gòu)的拋 物柱面反光鏡的反射聚焦后都能穿過兩塊小平面反光鏡之間形成的光線入射狹縫垂直照 射在各光能接收器的半圓柱面空心導(dǎo)熱管上，照射在各光能接收器的半圓柱面空心導(dǎo)熱管 上的光能通過各光能接收器的半圓柱面空心導(dǎo)熱管轉(zhuǎn)換為熱能，因各光能接收器的半圓柱 面透明導(dǎo)光蓋、半圓柱面空心導(dǎo)熱管和兩塊小平面反光鏡構(gòu)成一個閉合空腔，并且兩塊小 平面反光鏡之間形成的光線入射狹縫很窄，半圓柱面空心導(dǎo)熱管上反射光線經(jīng)各光能接收 器的兩塊小平面反光鏡的反射再次照射在各光能接收器的半圓柱面空心導(dǎo)熱管上，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。本實用新型的有益效果是通過各拋物柱面反光鏡的反光聚焦作用大幅提高了照 射在光能接收器上的太陽光的強度，因而大幅提高了光能接收器的光熱轉(zhuǎn)換率，實現(xiàn)了在 強光和弱光的環(huán)境下都有較高的光熱轉(zhuǎn)換率。


以下結(jié)合附圖和實施例對本實用新型進一步說明。圖1是本實用新型的整體結(jié)構(gòu)圖。圖2是本實用新型的整體結(jié)構(gòu)圖的A-A剖視圖。圖3是本實用新型實施例的太陽能聚光接收機構(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，準線Li，頂點0，焦點f，對稱軸L2，拋物柱 面S，準平面Sl，對稱面S2，焦線L3。
具體實施方式
在圖1和圖2中，在長方形箱體3-1內(nèi)安裝了由拋物柱面反光鏡1-1-1和光能接 收器1-2-1構(gòu)成的太陽能聚光接收機構(gòu)一、由拋物柱面反光鏡1-1-2和光能接收器1-2-2 構(gòu)成的太陽能聚光接收機構(gòu)二、由拋物柱面反光鏡1-1-3和光能接收器1-2-3構(gòu)成的太陽 能聚光接收機構(gòu)三、由拋物柱面反光鏡1-1-4和光能接收器1-2-4構(gòu)成的太陽能聚光接收 機構(gòu)四、由拋物柱面反光鏡1-1-5和光能接收器1-2-5構(gòu)成的太陽能聚光接收機構(gòu)五，五個 太陽能聚光接收機構(gòu)的整齊排列在長方形箱體3-1內(nèi)，五個太陽能聚光接收機構(gòu)的結(jié)構(gòu)和 各項尺寸相同，五個太陽能聚光接收機構(gòu)的光能接收器的結(jié)構(gòu)和各項尺寸相同，在長方形箱體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將五個太陽能聚光接收機構(gòu) 的封閉在長方形箱體3-1內(nèi)，五個太陽能聚光接收機構(gòu)的拋物柱面反光鏡的開口正對平面透明蓋板，五個太陽 能聚光接收機構(gòu)的拋物柱面反光鏡的焦線相互平行，五個太陽能聚光接收機構(gòu)的拋物柱面 反光鏡的焦線位于同一個與平面透明蓋板平行的平面上，各個太陽能聚光接收機構(gòu)的光能 接收器安裝在該太陽能聚光接收機構(gòu)的拋物柱面反光鏡的焦線上，圖3中給出了第一太陽能聚光接收機構(gòu)的結(jié)構(gòu)，在圖3中第一太陽能聚光接收機 構(gòu)由拋物柱面反光鏡1-1-1和光能接收器1-2-1構(gòu)成，光能接收器1-2-1由小平面反光鏡 7-1-1、小平面反光鏡7-1-2、半圓柱面空心導(dǎo)熱管5-1和半圓柱面透明導(dǎo)光蓋6-1構(gòu)成，半 圓柱面空心導(dǎo)熱管5-1上端通過熱水管9-1-1與水箱8-1相通，半圓柱面空心導(dǎo)熱管5-1 下端通過冷水管9-1-2與水箱8-1相通，小平面反光鏡7-1-1和小平面反光鏡7-1-2對稱的位于半圓柱面空心導(dǎo)熱管5_1 的對稱面的兩側(cè)，其中小平面反光鏡7-1-1的一條長邊與半圓柱面空心導(dǎo)熱管5-1的一條 直邊相連接，小平面反光鏡7-1-2的一條長邊與半圓柱面空心導(dǎo)熱管5-1的另一條直邊相 連接，小平面反光鏡7-1-1和小平面反光鏡7-1-2的另外兩條長邊之間形成一條寬度相同 的光線入射狹縫，半圓柱面透明導(dǎo)光蓋6-1蓋在該光線入射狹縫上，半圓柱面透明導(dǎo)光蓋
6-1、半圓柱面空心導(dǎo)熱管5-1、小平面反光鏡7-1-1和小平面反光鏡7-1-2構(gòu)成一個閉合空 腔，半圓柱面空心導(dǎo)熱管5-1的開口正對拋物柱面反光鏡1-1-1的反光面，半圓柱面 空心導(dǎo)熱管5-1的軸線和半圓柱面透明導(dǎo)光蓋6-1的軸線與拋物柱面反光鏡1-1-1的焦線 相互重合，小平面反光鏡7-1-1和小平面反光鏡7-1-2之間形成的光線入射狹縫與拋物柱 面反光鏡1-1-1的焦線相互重合，半圓柱面透明導(dǎo)光蓋6-1、半圓柱面空心導(dǎo)熱管5-1、小平 面反光鏡7-1-1和小平面反光鏡7-1-2構(gòu)成一個閉合空腔，當太陽光垂直于平面透明蓋板4-1入射時，入射光線通過拋物柱面反光鏡1-1-1 的反射聚焦后都能穿過小平面反光鏡7-1-1和小平面反光鏡7-1-2之間形成的光線入射 狹縫垂直照射在半圓柱面空心導(dǎo)熱管5-1上，照射在半圓柱面空心導(dǎo)熱管5-1上的光能通 過半圓柱面空心導(dǎo)熱管5-1轉(zhuǎn)換為熱能，因半圓柱面透明導(dǎo)光蓋6-1、半圓柱面空心導(dǎo)熱 管5-1、小平面反光鏡7-1-1和小平面反光鏡7-1-2構(gòu)成一個閉合空腔，并且小平面反光鏡
7-1-1和小平面反光鏡7-1-2之間形成的光線入射狹縫很窄，半圓柱面空心導(dǎo)熱管5-1上的 反射光線經(jīng)小平面反光鏡7-1-1和小平面反光鏡7-1-2的反射再次照射在半圓柱面空心導(dǎo) 熱管5-1上，光能的大部分在閉合空腔內(nèi)轉(zhuǎn)變?yōu)闊崮埽虼舜蠓岣吡斯饽芙邮掌?-2-1的 光熱轉(zhuǎn)換率，各個太陽能聚光接收機構(gòu)的光能接收器的結(jié)構(gòu)、各項尺寸和光能接收過程與 光能接收器1-2-1相同。
權(quán)利要求1. 一種拋物柱面聚光半圓柱面閉合腔體采光太陽能熱水器，由長方形箱體、水箱、冷水 管、熱水管、平面透明蓋板和太陽能聚光接收機構(gòu)構(gòu)成，各太陽能聚光接收機構(gòu)都由一塊拋 物柱面反光鏡和一個光能接收器構(gòu)成，其特征是各太陽能聚光接收機構(gòu)的光能接收器由 一根長直的半圓柱面空心導(dǎo)熱管、一根長直的半圓柱面透明導(dǎo)光蓋和兩塊長方形平面反光 鏡構(gòu)成，各太陽能聚光接收機構(gòu)光能接收器的半圓柱面空心導(dǎo)熱管的開口正對該太陽能聚 光接收機構(gòu)的拋物柱面反光鏡的反光面，各太陽能聚光接收機構(gòu)光能接收器的半圓柱面空 心導(dǎo)熱管的軸線和半圓柱面透明導(dǎo)光蓋的軸線與該太陽能聚光接收機構(gòu)的拋物柱面反光 鏡的焦線相互重合，各太陽能聚光接收機構(gòu)的光能接收器的兩塊小平面反光鏡之間形成的 光線入射狹縫與該太陽能聚光接收機構(gòu)的拋物柱面反光鏡的焦線相互重合。
專利摘要一種拋物柱面聚光半圓柱面閉合腔體采光太陽能熱水器裝置，由長方形箱體、水箱、冷水管、熱水管、平面透明蓋板和太陽能聚光接收機構(gòu)構(gòu)成，該裝置通過拋物柱面的反光聚焦作用接收太陽能，可大幅提高太陽能的接收效率，可用來實現(xiàn)在強光和弱光的環(huán)境下太陽能的采集和接收。
文檔編號F24J2/10GK201875940SQ201020582200
公開日2011年6月22日 申請日期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 申請人:北京印刷學(xué)院