專利名稱：一種聚能蜂渦集光器的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明涉及ー種聚能蜂渦集光器，利用擴(kuò)大采光面積和通路結(jié)構(gòu)改善光的出射角度來提高對(duì)太陽能光的采集應(yīng)用。
背景技術(shù)：
目前，太陽能采集利用已經(jīng)廣泛應(yīng)用于各種太陽能應(yīng)用系統(tǒng)，對(duì)太陽光的采集利用技術(shù)發(fā)展迅速，通常透明組合棱鏡和反光鏡傳輸陽光，材料一般采用棱鏡或PC材料添加UV注塑加工而成，利用光的折射和反射來實(shí)現(xiàn)光能利用。棱鏡的過多應(yīng)用和高透射材料的加入使得制作成本加大。光的折射和散射、吸收，使得光能利用效率不高。光學(xué)傳輸通道大小影響了光能的采集面的大小，使得光能利用不能最大化。

發(fā)明內(nèi)容
為了提高現(xiàn)有光能采集技術(shù)的成本高，因折射、散射、光學(xué)材料吸收、光學(xué)采集面積不大的缺陷，本發(fā)明提供ー種聚能蜂渦集光器，利用光能的反射特性和設(shè)計(jì)采光結(jié)構(gòu)最大化的利用光能，利用反射材料成本低，光能損耗小，擴(kuò)大采光面積的方法來提高光能的利用。ー種聚能蜂渦集光器，其特征在于包括集光器和45度角反射器2 ;集光器為漏斗型結(jié)構(gòu)，內(nèi)部沿中心軸線設(shè)有多個(gè)通孔，每個(gè)通孔的小端設(shè)有45度角反射器2。所述集光器由多個(gè)渦式螺旋結(jié)構(gòu)通路I沿逆時(shí)針方向采用相同夾角集合組成集光器。所述渦式螺旋結(jié)構(gòu)通路I采用鍍膜反射材料。所述45度角反射器采用鍍膜反射材料。所述多個(gè)渦式螺旋結(jié)構(gòu)通路I為4 12個(gè)。所述渦式螺旋結(jié)構(gòu)通路I包括第一曲面3、第二曲面4、第三曲面5和聚集點(diǎn)6 ;第一曲面3和第二曲面4的弧度為60度，且沿逆時(shí)針方向向下旋轉(zhuǎn)90度以形成不規(guī)則曲面，第三曲面5為集光器的漏斗型結(jié)構(gòu)外圍圓錐型側(cè)面的一部分，第一曲面3和第二曲面4的的夾角小于15度；第一曲面3、第二曲面4和第三曲面5集合為聚集點(diǎn)6,聚集點(diǎn)6為通孔結(jié)構(gòu)。本發(fā)明的有益效果是采用蜂渦通道結(jié)構(gòu)采集光能來增加采光面積，采光面的半徑為傳輸通路的3. 5倍以上，比同等傳輸通路相比可成10倍以上的増加光能采集面積；利用蜂窩通路原理避免光能從通路溢出，増加光能的利用效率；利用反射性質(zhì)減少光能的損耗，利用反射材料的高性能、經(jīng)濟(jì)效益高以減少成本；利用45度角反射改良光路出射角度，増大入射角，使得光路在后期的傳輸中減少反射的損耗，提高光能的利用。下面結(jié)合附圖和實(shí)施例對(duì)本發(fā)明進(jìn)ー步說明。


圖I是本發(fā)明的整體結(jié)構(gòu)外觀圖。圖2是蜂渦集光器俯視3是蜂渦集光器光路通路圖I-潤式螺旋結(jié)構(gòu)通路，2-45度角反射器，3-第一曲面,4_第二曲面,5_第二曲面，6-聚集點(diǎn)。
具體實(shí)施例方式現(xiàn)結(jié)合實(shí)施例、附圖對(duì)本發(fā)明作進(jìn)ー步描述
本實(shí)施例所采用的技術(shù)方案是蜂渦集光器由多個(gè)(4-12個(gè))渦式螺旋結(jié)構(gòu)通路組成漏斗型的集光器和內(nèi)嵌45度角反射器組成，通路結(jié)構(gòu)由鍍膜反射材料構(gòu)成，45度角發(fā)射器也采用鍍膜反射材料構(gòu)成，同時(shí)與各通路出射ロ夾角為45度。多個(gè)相同的通路沿逆時(shí)針方向采用相同夾角組成集光器。光能通過采光罩透射把光能傳輸?shù)椒錅u集光器上，光通過集光器的多個(gè)通路，采用反射的方法，利用通道的渦式螺旋結(jié)構(gòu)，保證光只能沿通路像黑洞原理ー樣把光能集中到通路出口，利用45度角反射原理再改變光路傳輸把光能進(jìn)行傳輸。在圖I中，采光罩采取光源并防止水、塵；集光器外形夾角60度與地平面法線夾角30度成漏斗型。I為渦式螺旋結(jié)構(gòu)通路，2為45度角反射器。在圖2中，將蜂渦集光器分為八個(gè)相同的通路，傳輸光能。在圖3所示每個(gè)通路中采用渦輪結(jié)構(gòu)通路旋轉(zhuǎn)向下匯集縮小對(duì)光進(jìn)行匯集，第一曲面3和第二曲面4為弧度為60，且沿逆時(shí)針方向向下旋轉(zhuǎn)90度的不規(guī)則曲面；第三曲面5為圓錐型的側(cè)面一部分；第一曲面3與第二曲面4的夾角小于15度，和第三曲面5組成ー個(gè)渦輪結(jié)構(gòu)通路，通路從采光面到出射前通路旋轉(zhuǎn)90度向下匯集。渦輪結(jié)構(gòu)通路采用反射率大于等于95%的鍍膜鏡面，利用光的反射原理使光沿通路匯集于聚集點(diǎn)6，且光路為平行于地面或夾角很小，利用45度角光路反射原理使得出射光于傳輸通路平行或夾角很小，改善光的出射角度，提高光在傳輸通路中的效率。在光直射且理想的傳輸過程中利用采集器(反射率大于等于95%的鍍膜鏡面，45度角光路反射率為95%)可以使效率達(dá)到81.5%，采光面積擴(kuò)大10倍以上，使得采用蜂渦集光器的采光利用可比不采用集光器大8倍以上。
權(quán)利要求
1.ー種聚能蜂渦集光器，其特征在于包括集光器和45度角反射器(2);集光器為漏斗型結(jié)構(gòu)，內(nèi)部沿中心軸線設(shè)有多個(gè)通孔，每個(gè)通孔的小端設(shè)有45度角反射器(2)。
2.根據(jù)權(quán)利要求I所述聚能蜂渦集光器，其特征在于所述集光器由多個(gè)渦式螺旋結(jié)構(gòu)通路(I)沿逆時(shí)針方向采用相同夾角集合組成集光器。
3.根據(jù)權(quán)利要求I所述聚能蜂渦集光器，其特征在于所述渦式螺旋結(jié)構(gòu)通路(I)采用鍍膜反射材料。
4.根據(jù)權(quán)利要求I所述聚能蜂渦集光器，其特征在于所述45度角反射器采用鍍膜反射材料。
5.根據(jù)權(quán)利要求2所述聚能蜂渦集光器，其特征在于所述多個(gè)渦式螺旋結(jié)構(gòu)通路(I)為4 12個(gè)。
6.根據(jù)權(quán)利要求I所述聚能蜂渦集光器，其特征在于所述渦式螺旋結(jié)構(gòu)通路(I)包括第一曲面(3)、第二曲面(4)、第三曲面(5)和聚集點(diǎn)(6);第一曲面(3)和第二曲面(4)的弧度為60度，且沿逆時(shí)針方向向下旋轉(zhuǎn)90度以形成不規(guī)則曲面，第三曲面(5)為集光器的漏斗型結(jié)構(gòu)外圍圓錐型側(cè)面的一部分，第一曲面(3)和第二曲面(4)的的夾角小于15度；第一曲面(3)、第二曲面(4)和第三曲面(5)集合為聚集點(diǎn)(6)，聚集點(diǎn)(6)為通孔結(jié)構(gòu)。
全文摘要
本發(fā)明涉及一種聚能蜂渦集光器，其特征在于包括集光器和45度角反射器；集光器為漏斗型結(jié)構(gòu)，內(nèi)部沿中心軸線設(shè)有多個(gè)通孔，每個(gè)通孔的小端設(shè)有45度角反射器。本發(fā)明的有益效果是采用蜂渦通道結(jié)構(gòu)采集光能來增加采光面積，采光面的半徑為傳輸通路的3.5倍以上，比同等傳輸通路相比可成10倍以上的增加光能采集面積；利用蜂窩通路原理避免光能從通路溢出，增加光能的利用效率；利用反射性質(zhì)減少光能的損耗，利用反射材料的高性能、經(jīng)濟(jì)效益高以減少成本；利用45度角反射改良光路出射角度，增大入射角，使得光路在后期的傳輸中減少反射的損耗，提高光能的利用。
文檔編號(hào)G02B1/10GK102692697SQ20121017941
公開日2012年9月26日 申請(qǐng)日期2012年6月4日 優(yōu)先權(quán)日2012年6月4日
發(fā)明者劉言, 徐冠青, 梁鵬程, 王耀武, 趙平, 金磊 申請(qǐng)人:西北工業(yè)大學(xué)