專利名稱：二次反射拋物柱面聚光長方形扁管閉合腔體采光太陽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 的二次反射拋物柱面聚光長方形扁管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。
背景技術(shù)：
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

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、造價高等缺點(diǎn).本發(fā)明針對 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、它可實現(xiàn)太陽能的聚光接收。本發(fā)明解決其技術(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(jī)構(gòu)，各太陽能聚光接收機(jī)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(jī)構(gòu)封閉在長方形箱體內(nèi)，各太陽能聚光接收機(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光能接收器構(gòu)成，各太陽能聚光接收機(jī)構(gòu)的大平面反光鏡相互平行，各太陽能聚光接收機(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邊方向都開有 一條長直的光線入射狹縫，各大平面反光鏡的光線入射狹縫都與長方形箱體的同一條長邊 平行并且大平面反光鏡的光線入射狹縫位于同一個與平面透明蓋板平行的平面上，各光能接收器都由一根長方形平面扁管空心導(dǎo)熱管、一根長直的半圓柱面透明導(dǎo) 光蓋和兩塊長方形小平面反光鏡構(gòu)成，各個光能接收器的平面扁管空心導(dǎo)熱管的下端通過 一根冷水管與水箱相通，各個光能接收器的平面扁管空心導(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小平面反光鏡對稱的位于該光能接收器的平面扁管空心導(dǎo) 熱管的對稱面的兩側(cè)，其中一塊小平面反光鏡的一條長邊與該平面扁管空心導(dǎo)熱管的一條 長直邊相連接，另一塊小平面反光鏡的一條長邊與該平面扁管空心導(dǎo)熱管的另一條長直邊 相連接，兩塊小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)成一個閉合空腔，各太陽能聚光接收機(jī)構(gòu)的光能接收器安裝在該太陽能聚光接收機(jī)構(gòu)的大平面反 光鏡的反光面的背面，各太陽能聚光接收機(jī)構(gòu)的光能接收器的平面扁管空心導(dǎo)熱管與該太 陽能聚光接收機(jī)構(gòu)的拋物柱面反光鏡的對稱面垂直，各太陽能聚光接收機(jī)構(gòu)的光能接收器 的平面扁管空心導(dǎo)熱管對稱的位于該太陽能聚光接收機(jī)構(gòu)的拋物柱面反光鏡的對稱面的 兩側(cè)，各太陽能聚光接收機(jī)構(gòu)的半圓柱面透明導(dǎo)光蓋的軸線和兩塊小平面反光鏡之間的光 線入射狹縫與該太陽能聚光接收機(jī)構(gòu)的拋物柱面反光鏡的焦線相互重合，各太陽能聚光接 收機(jī)構(gòu)的拋物柱面反光鏡的焦線與該太陽能聚光接收機(jī)構(gòu)的大平面反光鏡的光線入射狹 縫相互重合，各太陽能聚光接收機(jī)構(gòu)的拋物柱面反光鏡的對稱面與該太陽能聚光接收機(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(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，進(jìn)入 光線入射狹縫的光線經(jīng)各光能接收器的兩塊小平面反光鏡的反射多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?光能接收器的光熱轉(zhuǎn)換率。本發(fā)明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)合附圖和實施例對本發(fā)明進(jìn)一步說明。圖1是本發(fā)明的整體結(jié)構(gòu)圖。圖2是本發(fā)明的整體結(jié)構(gòu)圖的A-A剖視圖。圖3是本發(fā)明實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。
具體實施例方式在圖1和圖2中，在長方形箱體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 陽能聚光接收機(jī)構(gòu)五，五個太陽能聚光接收機(jī)構(gòu)的整齊排列在長方形箱體3-1內(nèi)，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(jī) 構(gòu)封閉在長方形箱體3-1內(nèi)，上述五個大平面反光鏡的中間位子沿其長邊方向都開有一條長直的光線入射狹 縫，上述五個大平面反光鏡的光線入射狹縫都與長方形箱體3-1的一條長邊平行并且各大 平面反光鏡的光線入射狹縫位于同一個與平面透明蓋板4-1平行的平面上，上述五個大平 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中給出了第一太陽能聚光接收機(jī)構(gòu)的結(jié)構(gòu)，在圖3中第一太陽能聚光接收機(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由一根平面扁管空心導(dǎo)熱管5-3、一根半圓柱面透明導(dǎo)光蓋6-3、小平面反光鏡7-3-1 和小平面反光鏡7-3-2構(gòu)成，平面扁管空心導(dǎo)熱管5-3的下端通過冷水管9-1-2與水箱 8-1相通，平面扁管空心導(dǎo)熱管5-3的上端通過熱水管9-1-1與水箱8-1相通，小平面反光 鏡7-3-1和小平面反光鏡7-3-2對稱的位于平面扁管空心導(dǎo)熱管5-3的對稱面的兩側(cè)，小 平面反光鏡7-3-1的一條長邊與平面扁管空心導(dǎo)熱管5-3的一條長直邊相連接，小平面反 光鏡7-3-2的一條長邊與平面扁管空心導(dǎo)熱管5-3的另一條長直邊相連接，小平面反光鏡 7-3-1和小平面反光鏡7-3-2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6-3蓋在該光線入射狹縫上，半圓柱面透明導(dǎo)光蓋6-3、平面扁管空心導(dǎo) 熱管5-3、小平面反光鏡7-3-1和小平面反光鏡7-3-2構(gòu)成一個閉合空腔，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，平面扁管空心 導(dǎo)熱管5-3與拋物柱面反光鏡1-2-1的對稱面垂直，平面扁管空心導(dǎo)熱管5-3對稱位于拋 物柱面反光鏡1-2-1的對稱面的兩側(cè)，半圓柱面透明導(dǎo)光蓋6-3的對稱軸與拋物柱面反光 鏡1-2-1的焦線相互重合，小平面反光鏡7-3-1和小平面反光鏡7-3-2之間的光線入射狹 縫與拋物柱面反光鏡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的對稱面與大平面反光鏡1-1-1 相交成45°角，當(dāng)太陽光垂直于平面透明蓋板4-1入射時，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的光線入射狹縫及小 平面反光鏡7-3-1和小平面反光鏡7-3-2之間的光線入射狹縫照射在平面扁管空心導(dǎo)熱 管5-3上，照射在平面扁管空心導(dǎo)熱管5-3上的光能通過平面扁管空心導(dǎo)熱管5-3轉(zhuǎn)換為 熱能，因半圓柱面透明導(dǎo)光蓋6-3、平面扁管空心導(dǎo)熱管5-3、小平面反光鏡7-3-1和小平面 反光鏡7-3-2構(gòu)成一個閉合空腔，并且小平面反光鏡7-3-1和小平面反光鏡7-3-2之間形 成的光線入射狹縫很窄，進(jìn)入光線入射狹縫的光線經(jīng)小平面反光鏡7-3-1和小平面反光鏡 7-3-2的反射多次照射在平面扁管空心導(dǎo)熱管5-3上，光能的大部分在閉合空腔內(nèi)轉(zhuǎn)變?yōu)?熱能，因此大幅提高了光能接收器1-3-1的光熱轉(zhuǎn)換率，各個太陽能聚光接收機(jī)構(gòu)的光能接收器的結(jié)構(gòu)、各項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
一種二次反射拋物柱面聚光長方形扁管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(jī)構(gòu)構(gòu)成，在長方形箱體內(nèi)安裝了多個太陽能聚光接收機(jī)構(gòu)，各太陽能聚光接收機(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光能接收器構(gòu)成，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(jī)構(gòu)封閉在長方形箱體內(nèi)，各光能接收器都由一根長方形平面扁管空心導(dǎo)熱管、一根長直的半圓柱面透明導(dǎo)光蓋和兩塊長方形小平面反光鏡構(gòu)成，其特征是各太陽能聚光接收機(jī)構(gòu)的光能接收器安裝在該太陽能聚光接收機(jī)構(gòu)的大平面反光鏡的反光面的背面，各太陽能聚光接收機(jī)構(gòu)的光能接收器的平面扁管空心導(dǎo)熱管與該太陽能聚光接收機(jī)構(gòu)的拋物柱面反光鏡的對稱面垂直，各太陽能聚光接收機(jī)構(gòu)的光能接收器的平面扁管空心導(dǎo)熱管對稱的位于該太陽能聚光接收機(jī)構(gòu)的拋物柱面反光鏡的對稱面的兩側(cè)，各太陽能聚光接收機(jī)構(gòu)的半圓柱面透明導(dǎo)光蓋的軸線和兩塊小平面反光鏡之間的光線入射狹縫與該太陽能聚光接收機(jī)構(gòu)的拋物柱面反光鏡的焦線相互重合，各太陽能聚光接收機(jī)構(gòu)的拋物柱面反光鏡的焦線與該太陽能聚光接收機(jī)構(gòu)的大平面反光鏡的光線入射狹縫相互重合，各太陽能聚光接收機(jī)構(gòu)的拋物柱面反光鏡的對稱面與該太陽能聚光接收機(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(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，進(jìn)入光線入射狹縫的光線經(jīng)各光能接收器的兩塊小平面反光鏡的反射多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。
全文摘要
一種二次反射拋物柱面聚光長方形扁管閉合腔體采光太陽能熱水器，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能，可大幅提高太陽能的接收效率，可用來實現(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F24J2/10GK101988753SQ201010525548
公開日2011年3月23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