專利名稱：拋物柱面聚光閉合腔體平面采光太陽(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 的拋物柱面聚光閉合腔體平面采光太陽(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

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)都由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)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)的拋物柱面反光鏡的開(kāi)口正對(duì)平面透明蓋 板，各個(gè)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平行，各個(gè)太陽(yáng)能聚光接收機(jī) 構(gòu)的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，各個(gè)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)的拋物柱面反光鏡的焦線上，本發(fā)明的實(shí)施例一各太陽(yáng)能聚光接收機(jī)構(gòu)的光能接收器都由一根長(zhǎng)直的平面扁 管空心導(dǎo)熱管、一根長(zhǎng)直的半圓柱面透明導(dǎo)光蓋和兩塊長(zhǎng)方形小平面反光鏡構(gòu)成，各個(gè)光 能接收器的平面扁管空心導(dǎo)熱管的下端通過(guò)一根冷水管與水箱相通，各個(gè)光能接收器的平 面扁管空心導(dǎo)熱管的上端通過(guò)一根熱水管與水箱相通，各光能接收器的兩塊小平面反光鏡對(duì)稱的位于該光能接收器的平面扁管空心導(dǎo) 熱管的對(duì)稱面的兩側(cè)，其中一塊小平面反光鏡的一條長(zhǎng)邊與該平面扁管空心導(dǎo)熱管的一條長(zhǎng)直邊相連接，另一塊小平面反光鏡的一條長(zhǎng)邊與該平面扁管空心導(dǎo)熱管的另一條長(zhǎng)直邊 相連接，兩塊小平面反光鏡的另外兩條長(zhǎng)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，各光能接收器的半圓柱面透明導(dǎo) 光蓋、平面扁管空心導(dǎo)熱管和兩塊小平面反光鏡構(gòu)成一個(gè)閉合空腔，各太陽(yáng)能聚光接收機(jī)構(gòu)的平面扁管空心導(dǎo)熱管與該太陽(yáng)能聚光接收機(jī)構(gòu)的拋物 柱面反光鏡的對(duì)稱面相互垂直，各太陽(yáng)能聚光接收機(jī)構(gòu)的平面扁管空心導(dǎo)熱管對(duì)稱的位于 該太陽(yáng)能聚光接收機(jī)構(gòu)的拋物柱面反光鏡的對(duì)稱面的兩側(cè)，各太陽(yáng)能聚光接收機(jī)構(gòu)的半圓 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)的兩塊小平面反光鏡之間的光線入射狹縫與該太陽(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，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)的拋 物柱面反光鏡的反射聚焦后都能穿過(guò)兩塊小平面反光鏡之間的光線入射狹縫照射在各光 能接收器的平面扁管空心導(dǎo)熱管上，照射在各光能接收器的平面扁管空心導(dǎo)熱管上的光能 通過(guò)各光能接收器的平面扁管空心導(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、平面扁管空心導(dǎo)熱管和兩塊小平面反光鏡構(gòu)成一個(gè)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，平面扁管空心導(dǎo)熱管上的反射光線經(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平面扁管空心導(dǎo)熱管上，光能的大部分 在閉合空腔內(nèi)轉(zhuǎn)變?yōu)闊崮埽虼舜蠓岣吡烁鞴饽芙邮掌鞯墓鉄徂D(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 光能接收器上的太陽(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，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)明實(shí)施例一的整體結(jié)構(gòu)圖的A-A剖視圖。圖3是本發(fā)明實(shí)施例一的太陽(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(yáng)能聚光接收機(jī)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(yáng)能聚光接收機(jī)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(yáng) 能聚光接收機(jī)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(yáng)能聚光接收 機(jī)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(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)，五個(gè)太陽(yáng)能聚光接收機(jī)構(gòu)的結(jié)構(gòu)和 各項(xiàng)尺寸相同，五個(gè)太陽(yáng)能聚光接收機(jī)構(gòu)的光能接收器的結(jié)構(gòu)和各項(xiàng)尺寸相同，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) 的封閉在長(zhǎng)方形箱體3-1內(nèi)，五個(gè)太陽(yáng)能聚光接收機(jī)構(gòu)的拋物柱面反光鏡的開(kāi)口正對(duì)平面透明蓋板，五個(gè)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平行，五個(gè)太陽(yáng)能聚光接收機(jī)構(gòu)的拋物柱面 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，各個(gè)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)的拋物柱面反光鏡的焦線上，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由平面扁管空心 導(dǎo)熱管5-5、半圓柱面透明導(dǎo)光蓋6-5、小平面反光鏡7-5-1和小平面反光鏡7-5-2構(gòu)成，平 面扁管空心導(dǎo)熱管5-5的上端通過(guò)熱水管9-1-1與水箱8-1相通，平面扁管空心導(dǎo)熱管5-5 的下端通過(guò)冷水管9-1-2與水箱8-1相通，小平面反光鏡7-5-1和小平面反光鏡7-5-2對(duì)稱的位于平面扁管空心導(dǎo)熱管5_5 的對(duì)稱面的兩側(cè)，小平面反光鏡7-5-1的一條長(zhǎng)邊與平面扁管空心導(dǎo)熱管5-5的一條長(zhǎng)直 邊相連接，小平面反光鏡7-5-2的一條長(zhǎng)邊與平面扁管空心導(dǎo)熱管5-5的另一條長(zhǎng)直邊相 連接，小平面反光鏡7-5-1和小平面反光鏡7-5-2的另外兩條長(zhǎng)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6-5蓋在該光線入射狹縫上，半圓柱面透明導(dǎo)光蓋 6-5、平面扁管空心導(dǎo)熱管5-5、小平面反光鏡7-5-1和小平面反光鏡7-5-2構(gòu)成一個(gè)閉合空 腔，平面扁管空心導(dǎo)熱管5-5與拋物柱面反光鏡1-1-1的對(duì)稱面相互垂直，平面扁管 空心導(dǎo)熱管5-5對(duì)稱的位于拋物柱面反光鏡1-1-1的對(duì)稱面的兩側(cè)，平面扁管空心導(dǎo)熱管 5-5位于拋物柱面反光鏡1-1-1的反射面和焦線之間，半圓柱面透明導(dǎo)光蓋6-5的對(duì)稱軸與 拋物柱面反光鏡1-1-1的焦線相互重合，小平面反光鏡7-5-1和小平面反光鏡7-5-2之間 的光線入射狹縫與拋物柱面反光鏡i-1-i的焦線相互重合，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)拋物柱面反光鏡1-1-1 的反射聚焦后都能穿過(guò)小平面反光鏡7-5-1和小平面反光鏡7-5-2之間的光線入射狹縫照 射在平面扁管空心導(dǎo)熱管5-5上，照射在平面扁管空心導(dǎo)熱管5-5上的光能通過(guò)平面扁管 空心導(dǎo)熱管5-5轉(zhuǎn)換為熱能，因半圓柱面透明導(dǎo)光蓋6-5、平面扁管空心導(dǎo)熱管5-5、小平 面反光鏡7-5-1和小平面反光鏡7-5-2構(gòu)成一個(gè)閉合空腔，并且小平面反光鏡7-5-1和小 平面反光鏡7-5-2之間形成的光線入射狹縫很窄，平面扁管空心導(dǎo)熱管5-5上的反射光線 經(jīng)小平面反光鏡7-5-1和小平面反光鏡7-5-2的反射再次照射在平面扁管空心導(dǎo)熱管5-5 上，光能的大部分在閉合空腔內(nèi)轉(zhuǎn)變?yōu)闊崮?，因而大幅提高了光能接收?-2-1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1-2-1相同。
權(quán)利要求
一種拋物柱面聚光閉合腔體平面采光太陽(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，各太陽(yáng)能聚光接收機(jī)構(gòu)都由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)的光能接收器都由一根長(zhǎng)直的平面扁管空心導(dǎo)熱管、一根長(zhǎng)直的半圓柱面透明導(dǎo)光蓋和兩塊長(zhǎng)方形小平面反光鏡構(gòu)成，其特征是各太陽(yáng)能聚光接收機(jī)構(gòu)的平面扁管空心導(dǎo)熱管與該太陽(yáng)能聚光接收機(jī)構(gòu)的拋物柱面反光鏡的對(duì)稱面相互垂直，各太陽(yáng)能聚光接收機(jī)構(gòu)的平面扁管空心導(dǎo)熱管對(duì)稱的位于該太陽(yáng)能聚光接收機(jī)構(gòu)的拋物柱面反光鏡的對(duì)稱面的兩側(cè)，各太陽(yáng)能聚光接收機(jī)構(gòu)的半圓柱面透明導(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)的兩塊小平面反光鏡之間的光線入射狹縫與該太陽(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，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)的拋物柱面反光鏡的反射聚焦后都能穿過(guò)兩塊小平面反光鏡之間的光線入射狹縫照射在各光能接收器的平面扁管空心導(dǎo)熱管上，照射在各光能接收器的平面扁管空心導(dǎo)熱管上的光能通過(guò)各光能接收器的平面扁管空心導(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、平面扁管空心導(dǎo)熱管和兩塊小平面反光鏡構(gòu)成一個(gè)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，平面扁管空心導(dǎo)熱管上的反射光線經(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平面扁管空心導(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。
全文摘要
一種拋物柱面聚光閉合腔體平面采光太陽(yáng)能熱水器，該裝置通過(guò)拋物柱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，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)F24J2/10GK101968270SQ201010524130
公開(kāi)日2011年2月9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