專利名稱：線聚焦墨箱式太陽能換能器的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本實用新型涉及一種利用光能獲得熱能的線聚焦換能器裝置。
當(dāng)前太陽能利用的重要方式之一是采用光線的聚焦方式，包括利用旋轉(zhuǎn)曲面鏡的點(diǎn)聚焦式和利用柱形曲面鏡的線聚焦式，平行光線經(jīng)曲面向焦點(diǎn)或焦線會聚，在該處光強(qiáng)是通常太陽光的幾百倍以至數(shù)千倍。若將光轉(zhuǎn)換器置于焦點(diǎn)或焦線處，利用該會聚光可產(chǎn)生熱能。但目前該類裝置多在焦點(diǎn)或焦線處直接放置外涂熱轉(zhuǎn)換材料的物體，光經(jīng)一次或少數(shù)幾次利用后便向外界散失，這勢畢會浪費(fèi)光能而減小換能器的轉(zhuǎn)換效率。
本實用新型的任務(wù)是要提供一種具有黑箱的線聚焦式太陽能換能器，它能利用開有狹縫的黑箱充分地將光能轉(zhuǎn)化為熱能。
該實用新型是這樣實現(xiàn)的制作一個具有縱向狹縫的筒狀黑箱，兩端封住，內(nèi)部構(gòu)造待述。將一拋物柱面鏡與黑箱固定，其中黑箱的狹縫正好處于拋物柱面鏡的焦線處，使得會聚的光線經(jīng)狹縫可完全射入黑箱內(nèi)。黑箱壁層內(nèi)側(cè)涂有熱轉(zhuǎn)換材料，安裝適當(dāng)?shù)母櫹到y(tǒng)，使光線始終平行于主光軸(


圖1虛線)。光經(jīng)拋物柱面鏡的反射而會聚于焦線并通過處于焦線的狹縫進(jìn)入黑箱，在其內(nèi)部實現(xiàn)光的轉(zhuǎn)換。
本實用新型引入黑箱裝置，結(jié)構(gòu)簡單。由于黑箱具有射入的光線不易射出的特點(diǎn)，光線在黑箱內(nèi)經(jīng)多次反射，光的轉(zhuǎn)化效率有較大提高。在達(dá)到同樣效率下，對熱轉(zhuǎn)換材料的性能可不作過高要求，減少成本。并且可通過加大柱軸向(與剖面垂直)限度而加大采光面積，有利于太陽能的大規(guī)模利用。
該實用新型的具體結(jié)構(gòu)由以下的實施例及其附圖給出
圖1是本實用新型主要光學(xué)系統(tǒng)的橫向剖面圖圖2是本實用新型主要光學(xué)系統(tǒng)的俯視圖圖3是本實用新型黑箱的橫向剖面圖圖4是本實用新型從側(cè)面觀看的基本視圖參照
圖1，一個線聚焦的拋物柱面鏡(1)將平行光線會聚，并通過位于焦線處的狹縫(3)進(jìn)入黑箱(2)，該拋物柱面鏡(1)與黑箱(2)構(gòu)成該實用新型的主要光學(xué)系統(tǒng)，黑箱位于主光軸(虛線)。拋物柱面鏡(1)的骨架可利用鐵板、水泥或樹脂制成，其聚光面方程為Y2＝4fX，f為拋物柱面鏡(1)的焦距。聚光面沾帖膠帶式鍍鋁薄膜或安裝玻璃鏡片。適當(dāng)確定焦距f，使最邊緣的光線經(jīng)會聚后的入射角α不大于70°，以便光線能順利地通過狹縫。
參照圖2，拋物柱面鏡(1)和黑箱(2)的長1可根據(jù)需要選取，為使兩邊光線充分利用，應(yīng)使黑箱(2)的兩端較面鏡(1)兩端各長約50CM。
參照圖4，本實用新型利用連桿(11)將黑箱(2)與拋物柱面鏡(1)固連，并通過兩輔助固定桿(13)增加牢固性。利用支架(10)以支點(diǎn)為軸將上述系統(tǒng)支離地面，軸處于拋物柱面(1)與黑箱(2)固連體的重心附近，通過跟蹤系統(tǒng)(12)來跟蹤太陽。
黑箱采用圖3結(jié)構(gòu)(剖面圖)，外壁(8)與內(nèi)壁(6)在狹縫(3)處連接。內(nèi)腔(4)通過狹縫(3)與外界相通，其長軸為短軸的2倍較好。外壁(8)的長同樣為寬的兩倍。兩壁可由一塊鐵板壓形并焊接，兩端封嚴(yán)，并使內(nèi)腔(4)與水套(7)隔絕。兩壁之間形成水套(7)，裝有導(dǎo)熱工質(zhì)(如水)，水套(7)與供熱裝置(如暖氣)相通。狹縫(3)的寬度最好為內(nèi)壁(6)短軸的十分之一為好。而內(nèi)壁(6)的內(nèi)表面涂有熱轉(zhuǎn)換材料涂層(5)(如黑板漆等)，但以選擇性吸收材料為最理想，涂層的表面應(yīng)粗糙些為好。外壁(8)的外表面應(yīng)考慮覆蓋絕熱層以免熱能散失。
權(quán)利要求1.將太陽的光能轉(zhuǎn)換成熱能的光轉(zhuǎn)換裝置，該裝置有一個聚光柱面鏡(1)，支架(10)，跟蹤系統(tǒng)(12)以及具有一狹縫(3)的柱形黑箱(2)，其特征在于聚焦的光線通過位于焦線的狹縫(3)進(jìn)入黑箱(2)，被熱轉(zhuǎn)換材料吸收轉(zhuǎn)化為熱能而加熱工質(zhì)。
2.跟據(jù)權(quán)利要求1所述的裝置，其特征是熱轉(zhuǎn)換材料涂于內(nèi)壁(6)的內(nèi)表面，內(nèi)、外壁的水套(7)內(nèi)裝有導(dǎo)熱工質(zhì)。
3.跟據(jù)權(quán)利要求1、2所述的裝置，其特征是黑箱(2)上狹縫(3)的寬度最好為內(nèi)腔(4)短徑的十分之一。
4.跟據(jù)權(quán)利要求1、2、所述的裝置，其特征是黑箱(2)的內(nèi)壁(6)和外壁(8)的剖面形狀為方形、圓形、橢圓形、多邊形或不規(guī)則形狀。
專利摘要本實用新型公開了一種將太陽光聚焦，并用黑箱結(jié)構(gòu)進(jìn)行吸收、轉(zhuǎn)換的太陽能換能裝置，它是由拋物柱面聚光鏡、帶有狹縫的黑箱、支架以及跟蹤系統(tǒng)組成。平行光通過聚光鏡會聚于焦線處，并通過位于焦線處的狹縫進(jìn)入黑箱，被黑箱四壁的熱轉(zhuǎn)換材料轉(zhuǎn)化成熱能，從而高效地達(dá)到利用太陽能的目的。
文檔編號F24J2/06GK2090950SQ9120317
公開日1991年12月18日 申請日期1991年3月7日 優(yōu)先權(quán)日1991年3月7日
發(fā)明者趙衛(wèi)河 申請人:趙衛(wèi)河