專利名稱：雙拋物柱面反射平行光聚焦太陽能熱水器的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本實(shí)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 陽能的雙拋物柱面反射平行光聚焦太陽能熱水器，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(jìn)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(qiáng)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(diǎn)主要是太陽能接收效率之爭，可見提高接收效率對整個(gè)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(qiáng)度，就成為人們利用太陽能時(shí)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(shí)現(xiàn)了太陽能聚光接收，國內(nèi)也有 類似的試驗(yàn)裝置，但這些裝置結(jié)構(gòu)復(fù)雜、體積龐大、造價(jià)高難以在太陽能家用產(chǎn)品上得到推
實(shí)用新型內(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).本實(shí)用新型 針對現(xiàn)有技術(shù)存在的不足，對現(xiàn)有技術(shù)進(jìn)行了改進(jìn)，提出了一種體積小、結(jié)構(gòu)簡單可靠、成 本低的太陽能聚光接收裝置、它可實(shí)現(xiàn)太陽能的聚光接收。本實(shí)用新型解決其技術(shù)問題所采用的技術(shù)方案是在長方形箱體內(nèi)安裝了多個(gè)太 陽能聚光接收機(jī)構(gòu)，各個(gè)太陽能聚光接收機(jī)構(gòu)都由一塊大拋物柱面反光鏡、一塊小拋物柱 面反光鏡和一個(gè)光能接收器構(gòu)成，各太陽能聚光接收機(jī)構(gòu)整齊排列在長方形箱體內(nèi)，各個(gè) 太陽能聚光接收機(jī)構(gòu)的大拋物柱面反光鏡的結(jié)構(gòu)和各項(xiàng)尺寸相同，各個(gè)太陽能聚光接收機(jī) 構(gòu)的小拋物柱面反光鏡的結(jié)構(gòu)和各項(xiàng)尺寸相同，各個(gè)太陽能聚光接收機(jī)構(gòu)的光能接收器的 結(jié)構(gòu)和各項(xiàng)尺寸相同，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(jī)構(gòu)封閉在長方形箱體內(nèi)，各個(gè)太陽能聚光接收機(jī)構(gòu)的大拋物柱面反光鏡和小拋物柱面反光鏡的開口相對 焦線相互重合，各個(gè)太陽能聚光接收機(jī)構(gòu)的大拋物柱面反光鏡的開口方向相同，各太陽能 聚光接收機(jī)構(gòu)的大拋物柱面反光鏡的開口方向正對平面透明蓋板，各個(gè)太陽能聚光接收機(jī) 構(gòu)的大拋物柱面反光鏡的焦線相互平行，各個(gè)太陽能聚光接收機(jī)構(gòu)的大拋物柱面反光鏡的 焦線位于同一個(gè)與平面透明蓋板平行的平面上，各太陽能聚光接收機(jī)構(gòu)的大拋物柱面反光 鏡的對稱面相互平行，各個(gè)太陽能聚光接收機(jī)構(gòu)的大拋物柱面反光鏡的對稱面與平面透明 蓋板相互垂直，[0007]各個(gè)太陽能聚光接收機(jī)構(gòu)的光能接收器都由一根長直的長方形空心導(dǎo)熱管構(gòu)成， 在各個(gè)太陽能聚光接收機(jī)構(gòu)的大拋物柱面反光鏡的頂部沿大拋物柱面反光鏡的軸線方向 開有一條長直的寬度相同的光線入射狹縫，各個(gè)太陽能聚光接收機(jī)構(gòu)的光能接收器被安裝 在該太陽能聚光接收機(jī)構(gòu)的大拋物柱面反光鏡的光線入射狹縫上，各個(gè)太陽能聚光接收機(jī) 構(gòu)光能接收器的長方形空心導(dǎo)熱管正對該太陽能聚光接收機(jī)構(gòu)的小拋物柱面反光鏡的開 Π,在長方形箱體的上方安裝了一個(gè)水箱，各個(gè)光能接收器的長方形空心導(dǎo)熱管的下 端通過一根冷水管與水箱相通，各個(gè)光能接收器的長方形空心導(dǎo)熱管的上端通過一根熱水 管與水箱相通，當(dāng)各光能接收器的長方形空心導(dǎo)熱管受熱時(shí)，水箱中的水經(jīng)各光能接收器 的長方形空心導(dǎo)熱管的下端流入長方形空心導(dǎo)熱管并從長方形空心導(dǎo)熱管的上端流回水 箱中，在水箱和各光能接收器的長方形空心導(dǎo)熱管之間形成冷熱水的對流，當(dāng)太陽光垂直于平面透明蓋板入射時(shí)，入射光線經(jīng)各太陽能聚光接收機(jī)構(gòu)的大拋 物柱面反光鏡和小拋物柱面反光鏡的反光聚焦后形成平行光線照射在各光能接收器的長 方形空心導(dǎo)熱管上，照射在各光能接收器的長方形空心導(dǎo)熱管上的光能通過各光能接收器 的長方形空心導(dǎo)熱管轉(zhuǎn)換為熱能，通過各太陽能聚光接收機(jī)構(gòu)的大拋物柱面反光鏡和小拋 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的長方形空心導(dǎo)熱管上的 太陽光的強(qiáng)度，因而大幅提高了各光能接收器的光熱轉(zhuǎn)換率。本實(shí)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(qiáng)度，因而大幅提高了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。


以下結(jié)合附圖和實(shí)施例對本實(shí)用新型進(jìn)一步說明。圖1是本實(shí)用新型的整體結(jié)構(gòu)圖。圖2是本實(shí)用新型的整體結(jié)構(gòu)圖的A-A剖視圖。圖3是本實(shí)用新型實(shí)施例的太陽能聚光接收機(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)0，焦點(diǎn)f，對稱軸L2，拋物柱 面S，準(zhǔn)平面Sl，對稱面S2，焦線L3。
具體實(shí)施方式
在圖1和圖2中，在長方形箱體3-1內(nèi)安裝了由大拋物柱面反光鏡1-1-1、小拋物 柱面反光鏡1-2-1和光能接收器1-3-1構(gòu)成的第一太陽能聚光接收機(jī)構(gòu)、由大拋物柱面反 光鏡1-1-2、小拋物柱面反光鏡1-2-2和光能接收器1-3-2構(gòu)成的第二太陽能聚光接收機(jī) 構(gòu)、由大拋物柱面反光鏡1-1-3、小拋物柱面反光鏡1-2-3和光能接收器1-3-3構(gòu)成的第 三太陽能聚光接收機(jī)構(gòu)、由大拋物柱面反光鏡1-1-4、小拋物柱面反光鏡1-2-4和光能接收 器1-3-4構(gòu)成的第四太陽能聚光接收機(jī)構(gòu)、由大拋物柱面反光鏡1-1-5、小拋物柱面反光鏡 1-2-5和光能接收器1-3-5構(gòu)成的第五太陽能聚光接收機(jī)構(gòu)，五個(gè)太陽能聚光接收機(jī)構(gòu)的 整齊排列在長方形箱體3-1內(nèi)，五個(gè)太陽能聚光接收機(jī)構(gòu)的大拋物柱面反光鏡的結(jié)構(gòu)和各項(xiàng)尺寸相同，五個(gè)太陽能聚光接收機(jī)構(gòu)的小拋物柱面反光鏡的結(jié)構(gòu)和各項(xiàng)尺寸相同，五個(gè) 太陽能聚光接收機(jī)構(gòu)的光能接收器的結(jié)構(gòu)和各項(xiàng)尺寸相同，在圖3中第一太陽能聚光接收機(jī)構(gòu)由大拋物柱面反光鏡1-1-1、小拋物柱面反光 鏡1-2-1和光能接收器1-3-1構(gòu)成，光能接收器1-3-1由一根長直的長方形空心導(dǎo)熱管5-1 構(gòu)成，長方形空心導(dǎo)熱管5-1的下端通過冷水管9-1-2與水箱8-1相通，長方形空心導(dǎo)熱管 5-1的上端通過熱水管9-1-1與水箱8-1相通，大拋物柱面反光鏡1-1-1和小拋物柱面反光鏡1-2-1的開口相對焦線相互重合， 大拋物柱面反光鏡1-1-1的頂部沿大拋物柱面反光鏡1-1-1的軸線方向開有一條長直的寬 度相同的光線入射狹縫，光能接收器1-3-1安裝在該光線入射狹縫上，長方形空心導(dǎo)熱管 5-1正對小拋物柱面反光鏡1-2-1的開口，當(dāng)太陽光垂直于平面透明蓋板4-1入射時(shí)，入射光線經(jīng)大拋物柱面反光鏡1-1-1 和小拋物柱面反光鏡1-2-1的反光聚焦后形成平行光線照射在長方形空心導(dǎo)熱管5-1上， 照射在長方形空心導(dǎo)熱管5-1上的光能通過長方形空心導(dǎo)熱管5-1轉(zhuǎn)換為熱能，通過大拋 物柱面反光鏡1-1-1和小拋物柱面反光鏡1-2-1的反光聚焦作用大幅提高了照射在長方形 空心導(dǎo)熱管5-1上的太陽光的強(qiáng)度，因而大幅提高了光能接收器1-3-1的光熱轉(zhuǎn)換率，上述 各個(gè)太陽能聚光接收機(jī)構(gòu)的結(jié)構(gòu)、各項(xiàng)尺寸和光能接收過程與第一太陽能聚光接收機(jī)構(gòu)相 同。
權(quán)利要求1. 一種雙拋物柱面反射平行光聚焦太陽能熱水器，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(jī)構(gòu)構(gòu)成，其特征是在長方形箱體內(nèi)安裝了多個(gè)太陽 能聚光接收機(jī)構(gòu)，各個(gè)太陽能聚光接收機(jī)構(gòu)都由一塊大拋物柱面反光鏡、一塊小拋物柱面 反光鏡和一個(gè)光能接收器構(gòu)成，各太陽能聚光接收機(jī)構(gòu)整齊排列在長方形箱體內(nèi)，各個(gè)太 陽能聚光接收機(jī)構(gòu)的大拋物柱面反光鏡的結(jié)構(gòu)和各項(xiàng)尺寸相同，各個(gè)太陽能聚光接收機(jī)構(gòu) 的小拋物柱面反光鏡的結(jié)構(gòu)和各項(xiàng)尺寸相同，各個(gè)太陽能聚光接收機(jī)構(gòu)的光能接收器的結(jié) 構(gòu)和各項(xiàng)尺寸相同，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(jī)構(gòu)封閉在長方形箱體內(nèi)，各個(gè)太陽能聚光接收機(jī)構(gòu)的大拋物柱面反光鏡和小拋物柱面反光鏡的開口相對焦線 相互重合，各個(gè)太陽能聚光接收機(jī)構(gòu)的大拋物柱面反光鏡的開口方向相同，各太陽能聚光 接收機(jī)構(gòu)的大拋物柱面反光鏡的開口方向正對平面透明蓋板，各個(gè)太陽能聚光接收機(jī)構(gòu)的 大拋物柱面反光鏡的焦線相互平行，各個(gè)太陽能聚光接收機(jī)構(gòu)的大拋物柱面反光鏡的焦線 位于同一個(gè)與平面透明蓋板平行的平面上，各太陽能聚光接收機(jī)構(gòu)的大拋物柱面反光鏡的 對稱面相互平行，各個(gè)太陽能聚光接收機(jī)構(gòu)的大拋物柱面反光鏡的對稱面與平面透明蓋板 相互垂直，各個(gè)太陽能聚光接收機(jī)構(gòu)的光能接收器都由一根長直的長方形空心導(dǎo)熱管構(gòu)成，在各 個(gè)太陽能聚光接收機(jī)構(gòu)的大拋物柱面反光鏡的頂部沿大拋物柱面反光鏡的軸線方向開有 一條長直的寬度相同的光線入射狹縫，各個(gè)太陽能聚光接收機(jī)構(gòu)的光能接收器被安裝在該 太陽能聚光接收機(jī)構(gòu)的大拋物柱面反光鏡的光線入射狹縫上，各個(gè)太陽能聚光接收機(jī)構(gòu)光 能接收器的長方形空心導(dǎo)熱管正對該太陽能聚光接收機(jī)構(gòu)的小拋物柱面反光鏡的開口，在長方形箱體的上方安裝了一個(gè)水箱，各個(gè)光能接收器的長方形空心導(dǎo)熱管的下端通 過一根冷水管與水箱相通，各個(gè)光能接收器的長方形空心導(dǎo)熱管的上端通過一根熱水管與 水箱相通，當(dāng)各光能接收器的長方形空心導(dǎo)熱管受熱時(shí)，水箱中的水經(jīng)各光能接收器的長 方形空心導(dǎo)熱管的下端流入長方形空心導(dǎo)熱管并從長方形空心導(dǎo)熱管的上端流回水箱中， 在水箱和各光能接收器的長方形空心導(dǎo)熱管之間形成冷熱水的對流。
專利摘要一種雙拋物柱面反射平行光聚焦太陽能熱水器，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(jī)構(gòu)構(gòu)成，該裝置通過拋物柱面的反光聚焦作用，形成較太陽光強(qiáng)數(shù)倍的強(qiáng)度均勻的平行光，照射在太陽能接收設(shè)備上，可大幅提高太陽能的接收效率，可用來實(shí)現(xiàn)在強(qiáng)光和弱光的環(huán)境下太陽能的采集和接收。
文檔編號F24J2/24GK201875955SQ20102058232
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