專利名稱：二次反射球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：
本發(fā)明涉及一種太陽(yáng)能應(yīng)用技術(shù)，特別是一種利用旋轉(zhuǎn)拋物面聚光原理接收太陽(yáng) 能的二次反射球形閉合腔體采光太陽(yáng)能熱水器，該裝置通過(guò)旋轉(zhuǎn)拋物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)，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)整齊排列在長(zhǎng)方形箱體內(nèi)，各太陽(yáng)能聚光接收機(jī)構(gòu)都由一塊旋轉(zhuǎn)拋物面反光鏡 和一個(gè)光能接收器構(gòu)成，太陽(yáng)能聚光接收機(jī)構(gòu)分為多組，在每一組太陽(yáng)能聚光接收機(jī)構(gòu)的 前面都安裝了一塊長(zhǎng)方形的大平面反光鏡、各組的大平面反光鏡的中間位子沿其長(zhǎng)邊方向 開(kāi)有一條長(zhǎng)直的光線入射狹縫，各組太陽(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，各太陽(yáng)能聚光接收機(jī)構(gòu)的光能接收器由一個(gè)球形空心導(dǎo)熱腔體和一塊半球面透 明導(dǎo)光蓋構(gòu)成，球形空心導(dǎo)熱腔體上開(kāi)有一個(gè)光線入射圓孔，各光能接收器的半球面透明 導(dǎo)光蓋緊密的蓋在該光能接收器的球形空心導(dǎo)熱腔體的光線入射圓孔上，各光能接收器的 半球面透明導(dǎo)光蓋、球形空心導(dǎo)熱腔體構(gòu)成一個(gè)閉合空腔，各組太陽(yáng)能聚光接收機(jī)構(gòu)的光能接收器安裝在該組的大平面反光鏡的反光面的 背面，各組太陽(yáng)能聚光接收機(jī)構(gòu)的光能接收器的各球形空心導(dǎo)熱腔體的光線入射圓孔正對(duì)該組的大平面反光鏡的光線入射狹縫并且各球形空心導(dǎo)熱腔體的光線入射圓孔正對(duì)該旋 轉(zhuǎn)拋物面反光鏡的反光面，各太陽(yáng)能聚光接收機(jī)構(gòu)的光能接收器的球形空心導(dǎo)熱腔體的光 線入射圓孔的圓心和半球面透明導(dǎo)光蓋的球心與該太陽(yáng)能聚光接收機(jī)構(gòu)的旋轉(zhuǎn)拋物面反 光鏡的焦點(diǎn)相互重合，各組太陽(yáng)能聚光接收機(jī)構(gòu)的旋轉(zhuǎn)拋物面反光鏡的焦點(diǎn)位于該組的大 平面反光鏡的光線入射狹縫上，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)各組太陽(yáng)能聚光接收機(jī)構(gòu)的 大平面反光鏡和旋轉(zhuǎn)拋物面反光鏡的反射聚焦后都能穿過(guò)大平面反光鏡的光線入射狹縫 和球形空心導(dǎo)熱腔體的光線入射圓孔照射在各光能接收器的球形空心導(dǎo)熱腔體上，照射在 各光能接收器的球形空心導(dǎo)熱腔體上的光能通過(guò)各光能接收器的球形空心導(dǎo)熱腔體轉(zhuǎn)換 為熱能，因各光能接收器的半球面透明導(dǎo)光蓋和球形空心導(dǎo)熱腔體構(gòu)成一個(gè)閉合空腔，并 且各球形空心導(dǎo)熱腔體的光線入射圓孔很小，進(jìn)入各球形空心導(dǎo)熱腔體的光線入射圓孔的 光能大部分在閉合空腔內(nèi)轉(zhuǎn)變?yōu)殡娔芎蜔崮?，因此大幅提高了各光能接收器的光熱轉(zhuǎn)換 率。本發(fā)明的有益效果是通過(guò)各旋轉(zhuǎn)拋物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。


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)明的整體結(jié)構(gòu)圖的A-A剖視圖。圖3是本發(fā)明的整體結(jié)構(gòu)圖的B-B剖視圖。圖4是本發(fā)明實(shí)施例的太陽(yáng)能聚光接收機(jī)構(gòu)剖視圖的放大圖。圖5是旋轉(zhuǎn)拋物面的示意圖。在圖5的旋轉(zhuǎn)拋物面構(gòu)成圖中旋轉(zhuǎn)拋物面S，旋轉(zhuǎn)拋物面的準(zhǔn)平面Si，旋轉(zhuǎn)拋物 面的頂點(diǎn)0，旋轉(zhuǎn)拋物面的焦點(diǎn)f，旋轉(zhuǎn)拋物面的對(duì)稱軸L。
具體實(shí)施例方式在圖1、圖2和圖3中，在一個(gè)長(zhǎng)方形箱體3-1內(nèi)安裝了 25個(gè)太陽(yáng)能聚光接收機(jī) 構(gòu)，25個(gè)太陽(yáng)能聚光接收機(jī)構(gòu)被分為五組，在長(zhǎng)方形箱體3-1的上方安裝了一個(gè)水箱8-1， 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將各太陽(yáng)能聚光接 收機(jī)構(gòu)封閉在長(zhǎng)方形箱體3-1內(nèi)，各太陽(yáng)能聚光接收機(jī)構(gòu)整齊排列在長(zhǎng)方形箱體3-1內(nèi)，各 太陽(yáng)能聚光接收機(jī)構(gòu)都由一塊旋轉(zhuǎn)拋物面反光鏡和一個(gè)光能接收器構(gòu)成，在第一組太陽(yáng)能聚光接收機(jī)構(gòu)旋轉(zhuǎn)拋物面反光鏡的反光面的前面都安裝了大平 面反光鏡1-1-1，在第二組太陽(yáng)能聚光接收機(jī)構(gòu)旋轉(zhuǎn)拋物面反光鏡的反光面的前面都安裝 了大平面反光鏡1-1-2，在第三組太陽(yáng)能聚光接收機(jī)構(gòu)旋轉(zhuǎn)拋物面反光鏡的反光面的前面 都安裝了大平面反光鏡1-1-3，在第四組太陽(yáng)能聚光接收機(jī)構(gòu)旋轉(zhuǎn)拋物面反光鏡的反光面 的前面都安裝了大平面反光鏡1-1-4，在第五組太陽(yáng)能聚光接收機(jī)構(gòu)旋轉(zhuǎn)拋物面反光鏡的 反光面的前面都安裝了大平面反光鏡1-1-5，上述五個(gè)大平面反光鏡的中間位子沿其長(zhǎng)邊
4方向都開(kāi)有一條長(zhǎng)直的光線入射狹縫，上述五個(gè)大平面反光鏡與平面透明蓋板4-1相交 成45°角，第一組太陽(yáng)能聚光接收機(jī)構(gòu)的半球面空心導(dǎo)熱腔體通過(guò)導(dǎo)熱管9-1-3串接在一 起，第二組太陽(yáng)能聚光接收機(jī)構(gòu)的半球面空心導(dǎo)熱腔體通過(guò)導(dǎo)熱管9-2-3串接在一起，第 三組太陽(yáng)能聚光接收機(jī)構(gòu)的半球面空心導(dǎo)熱腔體通過(guò)導(dǎo)熱管9-3-3串接在一起，第四組太 陽(yáng)能聚光接收機(jī)構(gòu)的半球面空心導(dǎo)熱腔體通過(guò)導(dǎo)熱管9-4-3串接在一起，第五組太陽(yáng)能聚 光接收機(jī)構(gòu)的半球面空心導(dǎo)熱腔體通過(guò)導(dǎo)熱管9-5-3串接在一起，導(dǎo)熱管9-1-3、導(dǎo)熱管 9-2-3、導(dǎo)熱管9-3-3、導(dǎo)熱管9-4-3和導(dǎo)熱管9_5_3的下端通過(guò)冷水管9_1_2與水箱8_1相 通，導(dǎo)熱管9-1-3、導(dǎo)熱管9-2-3、導(dǎo)熱管9-3-3、導(dǎo)熱管9_4_3和導(dǎo)熱管9_5_3的上端通過(guò)熱 水管9-1-1與水箱8-1相通。圖4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4中第一太陽(yáng)能聚光接收機(jī) 構(gòu)由旋轉(zhuǎn)拋物面反光鏡1-2-1和光能接收器1-3-1構(gòu)成，光能接收器1-3-1由一個(gè)球形空 心導(dǎo)熱腔體5-1和半球面透明導(dǎo)光蓋6-1構(gòu)成，球形空心導(dǎo)熱腔體5-1上開(kāi)有一個(gè)光線入 射圓孔，半球面透明導(dǎo)光蓋6-1緊密的蓋在球形空心導(dǎo)熱腔體5-1的光線入射圓孔上，球 形空心導(dǎo)熱腔體5-1和半球面透明導(dǎo)光蓋6-1構(gòu)成一個(gè)閉合空腔，光能接收器1-3-1安裝在大平面反光鏡1-1-1的反光面的背面，球形空心導(dǎo)熱腔 體5-1的光線入射圓孔正對(duì)大平面反光鏡1-1-1的光線入射狹縫，球形空心導(dǎo)熱腔體5-1 的光線入射圓孔正對(duì)旋轉(zhuǎn)拋物面反光鏡1-2-1的反光面，球形空心導(dǎo)熱腔體5-1的光線入 射圓孔的圓心和半球面透明導(dǎo)光蓋6-1的球心與旋轉(zhuǎn)拋物面反光鏡1-2-1的焦點(diǎn)相互重 合，旋轉(zhuǎn)拋物面反光鏡1-2-1的焦點(diǎn)位于大平面反光鏡1-1-1的光線入射狹縫上，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)大平面反光鏡1-1-1和 旋轉(zhuǎn)拋物面反光鏡1-2-1的反射聚焦都能穿過(guò)大平面反光鏡1-1-1的光線入射狹縫和球形 空心導(dǎo)熱腔體5-1的光線入射圓孔照射在球形空心導(dǎo)熱腔體5-1上，照射在球形空心導(dǎo)熱 腔體5-1上的光能通過(guò)球形空心導(dǎo)熱腔體5-1轉(zhuǎn)換為熱能，因半球面透明導(dǎo)光蓋6-1和球 形空心導(dǎo)熱腔體5-1構(gòu)成一個(gè)閉合空腔，并且球形空心導(dǎo)熱腔體5-1的光線入射圓孔很小， 進(jìn)入球形空心導(dǎo)熱腔體5-1的光線入射圓孔的光能大部分在閉合空腔內(nèi)轉(zhuǎn)變?yōu)闊崮?，因?大幅提高了光能接收器1-3-1的光熱轉(zhuǎn)換率，上述各太陽(yáng)能聚光接收機(jī)構(gòu)的結(jié)構(gòu)、各項(xiàng)尺 寸和光能接受過(guò)程與第一太陽(yáng)能聚光接收機(jī)構(gòu)相同。
權(quán)利要求
一種二次反射球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、大平面反光鏡和太陽(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)都由一塊旋轉(zhuǎn)拋物面反光鏡和一個(gè)光能接收器構(gòu)成，各太陽(yáng)能聚光接收機(jī)構(gòu)的光能接收器由一個(gè)球形空心導(dǎo)熱腔體和一塊半球面透明導(dǎo)光蓋構(gòu)成，其特征是各組太陽(yáng)能聚光接收機(jī)構(gòu)的光能接收器安裝在該組的大平面反光鏡的反光面的背面，各組太陽(yáng)能聚光接收機(jī)構(gòu)的光能接收器的各球形空心導(dǎo)熱腔體的光線入射圓孔正對(duì)該組的大平面反光鏡的光線入射狹縫并且各球形空心導(dǎo)熱腔體的光線入射圓孔正對(duì)該旋轉(zhuǎn)拋物面反光鏡的反光面，各太陽(yáng)能聚光接收機(jī)構(gòu)的光能接收器的球形空心導(dǎo)熱腔體的光線入射圓孔的圓心和半球面透明導(dǎo)光蓋的球心與該太陽(yáng)能聚光接收機(jī)構(gòu)的旋轉(zhuǎn)拋物面反光鏡的焦點(diǎn)相互重合，各組太陽(yáng)能聚光接收機(jī)構(gòu)的旋轉(zhuǎn)拋物面反光鏡的焦點(diǎn)位于該組的大平面反光鏡的光線入射狹縫上，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)各組太陽(yáng)能聚光接收機(jī)構(gòu)的大平面反光鏡和旋轉(zhuǎn)拋物面反光鏡的反射聚焦后都能穿過(guò)大平面反光鏡的光線入射狹縫和球形空心導(dǎo)熱腔體的光線入射圓孔照射在各光能接收器的球形空心導(dǎo)熱腔體上，照射在各光能接收器的球形空心導(dǎo)熱腔體上的光能通過(guò)各光能接收器的球形空心導(dǎo)熱腔體轉(zhuǎn)換為熱能，因各光能接收器的半球面透明導(dǎo)光蓋和球形空心導(dǎo)熱腔體構(gòu)成一個(gè)閉合空腔，并且各球形空心導(dǎo)熱腔體的光線入射圓孔很小，進(jìn)入各球形空心導(dǎo)熱腔體的光線入射圓孔的光能大部分在閉合空腔內(nèi)轉(zhuǎn)變?yōu)殡娔芎蜔崮埽虼舜蠓岣吡烁鞴饽芙邮掌鞯墓鉄徂D(zhuǎn)換率。
全文摘要
一種二次反射球形閉合腔體采光太陽(yáng)能熱水器，該裝置通過(guò)大平面反光鏡和旋轉(zhuǎn)拋物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)F24J2/24GK101957076SQ201010525709
公開(kāi)日2011年1月26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