專利名稱：二次反射拋物柱面聚光空心方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：
本實(shí)用新型涉及一種太陽(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空心方形閉合腔體采光太陽(yáng)能熱水器，該裝置通過反光面的 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。
技術(shù)背景太陽(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
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(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。本實(shí)用新型解決其技術(shù)問題所采用的技術(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)直的方形空心導(dǎo)熱管和一根長(zhǎng)直 的半圓柱面透明導(dǎo)光蓋構(gòu)成，沿各光能接收器的方形空心導(dǎo)熱管的一條棱上開有一條光線 入射狹縫，各個(gè)光能接收器的方形空心導(dǎo)熱管的下端通過一根冷水管與水箱相通，各個(gè)光 能接收器的方形空心導(dǎo)熱管的上端通過一根熱水管與水箱相通，各太陽(yáng)能聚光接收機(jī)構(gòu)的半圓柱面透明導(dǎo)光蓋蓋在該太陽(yáng)能聚光接收機(jī)構(gòu)的方形空心導(dǎo)熱管的光線入射狹縫上，各 光能接收器的半圓柱面透明導(dǎo)光蓋、方形空心導(dǎo)熱管構(gòu)成一個(gè)閉合空腔，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)的光能接收器的方形空心導(dǎo)熱管的對(duì)稱軸位 于該太陽(yáng)能聚光接收機(jī)構(gòu)的拋物柱面反光鏡的對(duì)稱面上，各太陽(yáng)能聚光接收機(jī)構(gòu)的光能接 收器的方形空心導(dǎo)熱管的光線入射狹縫正對(duì)該太陽(yáng)能聚光接收機(jī)構(gòu)的拋物柱面反光鏡的 反光面，各太陽(yáng)能聚光接收機(jī)構(gòu)的光能接收器的方形空心導(dǎo)熱管的光線入射狹縫和半圓柱 面透明導(dǎo)光蓋的軸線與該太陽(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大平面反光鏡的光線入射狹縫和方 形空心導(dǎo)熱管的光線入射狹縫照射在各光能接收器的方形空心導(dǎo)熱管上，照射在方形空心 導(dǎo)熱管上的光能通過方形空心導(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 和方形空心導(dǎo)熱管構(gòu)成一個(gè)閉合空腔，并且方形空心導(dǎo)熱管的光線入射狹縫很窄，進(jìn)入光 線入射狹縫的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?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。


以下結(jié)合附圖和實(shí)施例對(duì)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(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)0，焦點(diǎn)f，對(duì)稱軸L2，拋物柱 面S，準(zhǔn)平面Sl，對(duì)稱面S2，焦線L3。
具體實(shí)施方式
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
4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由一根長(zhǎng)直的方形空心導(dǎo)熱管5-6和一根半圓柱面透明導(dǎo)光蓋6-6構(gòu)成，沿方形空 心導(dǎo)熱管5-6的一條棱上開有一條光線入射狹縫，方形空心導(dǎo)熱管5-6的下端通過冷水管 9-1-2與水箱8-1相通，方形空心導(dǎo)熱管5-6的上端通過熱水管9-1-1與水箱8_1相通，半 圓柱面透明導(dǎo)光蓋6-6蓋在方形空心導(dǎo)熱管5-6的光線入射狹縫上，半圓柱面透明導(dǎo)光蓋 6-6、方形空心導(dǎo)熱管5-6構(gòu)成一個(gè)閉合空腔，光能接收器1-3-1安裝在該大平面反光鏡1-1-1的反光面的背面，方形空心導(dǎo)熱 管5-6的對(duì)稱軸位于拋物柱面反光鏡1-2-1的對(duì)稱面上，方形空心導(dǎo)熱管5-6的光線入射 狹縫正對(duì)拋物柱面反光鏡1-2-1的反光面，方形空心導(dǎo)熱管5-6的光線入射狹縫和半圓柱 面透明導(dǎo)光蓋6-6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大平面反光鏡1-1-1的光線入射狹縫和方形 空心導(dǎo)熱管5-6的光線入射狹縫照射在方形空心導(dǎo)熱管5-6上，照射在方形空心導(dǎo)熱管5-6 上的光能通過方形空心導(dǎo)熱管5-6轉(zhuǎn)換為熱能，因半圓柱面透明導(dǎo)光蓋6-6和方形空心導(dǎo) 熱管5-6構(gòu)成一個(gè)閉合空腔，并且方形空心導(dǎo)熱管5-6的光線入射狹縫很窄，進(jìn)入光線該入 射狹縫的光能的大部分在閉合空腔內(nèi)轉(zhuǎn)變?yōu)闊崮?，因此大幅提高了光能接收?-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空心方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，其特征是各太陽(yáng)能聚光接收機(jī)構(gòu)的光能接收器由一根長(zhǎng) 直的方形空心導(dǎo)熱管和一根長(zhǎng)直的半圓柱面透明導(dǎo)光蓋構(gòu)成，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)的光能接收器的方形空心導(dǎo)熱管的光線入射狹縫正對(duì)該太陽(yáng)能聚光接收機(jī)構(gòu)的拋 物柱面反光鏡的反光面，各太陽(yáng)能聚光接收機(jī)構(gòu)的光能接收器的方形空心導(dǎo)熱管的光線入 射狹縫和半圓柱面透明導(dǎo)光蓋的軸線與該太陽(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。
專利摘要一種二次反射拋物柱面聚光空心方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)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)的光能接收器的方形空心導(dǎo)熱管的光線入射狹縫正對(duì)該太陽(yáng)能聚光接收機(jī)構(gòu)的拋物柱面反光鏡的反光面。該裝置通過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)F24J2/24GK201875946SQ20102058258
公開日2011年6月22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 申請(qǐng)人:北京印刷學(xué)院