專利名稱：閉合腔體半球面采光聚光倍增太陽(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)能的閉合腔體半球面采光聚光倍增太陽(yáng)能熱水器，該裝置通過旋轉(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，無論在沿海城市，還是在內(nèi)陸城市，太陽(yáng)能產(chǎn)品正越來越多地進(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，各太陽(yáng)能聚光接收機(jī)構(gòu)的旋轉(zhuǎn)拋物面反光鏡的開口正對(duì)平面透明蓋板，各個(gè)太陽(yáng)能聚光接收機(jī)構(gòu)的光能接收器安裝在該太陽(yáng)能聚光接收機(jī)構(gòu)的旋轉(zhuǎn)拋物面反光鏡的焦點(diǎn)上。各太陽(yáng)能聚光接收機(jī)構(gòu)的光能接收器由一塊半球面空心導(dǎo)熱腔體、一塊圓錐面反光鏡和一塊半球面透明導(dǎo)光蓋構(gòu)成，圓錐面反光鏡的頂部開有一個(gè)光線入射圓孔，各太陽(yáng)能聚光接收機(jī)構(gòu)光能接收器的半球面空心導(dǎo)熱腔體的球心與該太陽(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，各太陽(yáng)能聚光接收機(jī)構(gòu)光能接收器的半球面空心導(dǎo)熱腔體的開口正對(duì)該旋轉(zhuǎn)拋物面反光鏡的反射面，各太陽(yáng)能聚光接收機(jī)構(gòu)的光能接收器的圓錐面反光鏡緊密的蓋在該光能接收器的半球面空心導(dǎo)熱腔體的開口處并且圓錐面反光鏡的光線入射圓孔的圓心與該太陽(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，各光能接收器的半球面透明導(dǎo)光蓋蓋在該光能接收器的圓錐面反光鏡的光線入射圓孔上并且半球面透明導(dǎo)光蓋的球心與太陽(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，各光能接收器的半球面透明導(dǎo)光蓋、半球面空心導(dǎo)熱腔體和圓錐面反光鏡構(gòu)成一個(gè)閉合空腔，太陽(yáng)能聚光接收機(jī)構(gòu)被分為多組，各組光能接收器的半球面空心導(dǎo)熱腔體都通過一根導(dǎo)熱管串接在一起，各組的導(dǎo)熱管的通過熱水管和冷水管與水箱相通，當(dāng)太陽(yáng)光垂直于平面透明蓋板入射時(shí)，通過各旋轉(zhuǎn)拋物面反光鏡的反射使反射光線穿過各光能接收器圓錐面反光鏡的光線入射圓孔垂直照射在各光能接收器的半球面空心導(dǎo)熱腔體上，照射在半球面空心導(dǎo)熱腔體上的光能通過半球面空心導(dǎo)熱腔體轉(zhuǎn)換為熱能，各光能接收器的半球面空心導(dǎo)熱腔體的反射光線經(jīng)光能接收器的圓錐面反光鏡的反射，再次照射在半球面空心導(dǎo)熱腔體上，進(jìn)一步提高了各光能接收器的光熱轉(zhuǎn)換率，因各光能接收器的半球面透明導(dǎo)光蓋、半球面空心導(dǎo)熱腔體和圓錐面反光鏡構(gòu)成一個(gè)閉合空腔， 并且各圓錐面反光鏡的光線入射圓孔很小，進(jìn)入光線入射圓孔的光能在閉合空腔內(nèi)大部分轉(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(shí)施例的太陽(yáng)能聚光接收機(jī)構(gòu)剖視圖的放大圖。圖4是旋轉(zhuǎn)拋物面的示意圖。在圖4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和圖2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，各太陽(yáng)能聚光接收機(jī)構(gòu)的旋轉(zhuǎn)拋物面反光鏡的開口正對(duì)平面透明蓋板3-1，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)的旋轉(zhuǎn)拋物面反光鏡的焦點(diǎn)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)由旋轉(zhuǎn)拋物面反光鏡1-1-1和光能接收器1-2-1構(gòu)成，光能接收器1-2-1由半球面空心導(dǎo)熱腔體5-1、圓錐面反光鏡7-1和半球面透明導(dǎo)光蓋6-1構(gòu)成，半球面空心導(dǎo)熱腔體5-1 通過導(dǎo)熱管9-1-3、冷水管9-1-2和熱水管9-1-1與水箱8_1相通，
半球面空心導(dǎo)熱腔體5-1的球心與旋轉(zhuǎn)拋物面反光鏡1-1-1的焦點(diǎn)f相互重合， 半球面空心導(dǎo)熱腔體5-1的開口正對(duì)旋轉(zhuǎn)拋物面反光鏡1-1-1的反射面s，圓錐面反光鏡 7-1緊密的蓋在半球面空心導(dǎo)熱腔體5-1的開口處，圓錐面反光鏡7-1的光線入射圓孔的圓心與旋轉(zhuǎn)拋物面反光鏡1-1-1的焦點(diǎn)f相互重合，半球面透明導(dǎo)光蓋6-1蓋在圓錐面反光鏡7-1的光線入射圓孔上，半球面透明導(dǎo)光蓋6-1的球心與旋轉(zhuǎn)拋物面反光鏡1-1-1的焦點(diǎn)f相互重合，半球面透明導(dǎo)光蓋6-1、半球面空心導(dǎo)熱腔體5-1和圓錐面反光鏡7-1構(gòu)成一個(gè)閉合空腔，當(dāng)太陽(yáng)光垂直于平面透明蓋板4-1入射時(shí)，通過旋轉(zhuǎn)拋物面反光鏡1-1-1的反射使反射光線穿過圓錐面反光鏡7-1的光線入射圓孔垂直照射在半球面空心導(dǎo)熱腔體5-1 上，照射在半球面空心導(dǎo)熱腔體5-1上的光能通過半球面空心導(dǎo)熱腔體5-1轉(zhuǎn)換為熱能，半球面空心導(dǎo)熱腔體5-1上的反射光線經(jīng)圓錐面反光鏡7-1的反射，再次照射在半球面空心導(dǎo)熱腔體5-1上，進(jìn)一步提高了光能接收器1-2-1的光熱轉(zhuǎn)換率，因半球面透明導(dǎo)光蓋6-1、 半球面空心導(dǎo)熱腔體5-1和圓錐面反光鏡7-1構(gòu)成一個(gè)閉合空腔，并且圓錐面反光鏡7-1 的光線入射圓孔很小，進(jìn)入該光線入射圓孔的光能在閉合空腔內(nèi)大部分轉(zhuǎn)變?yōu)闊崮?，因此大幅提高了光能接收?-2-1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)尺寸和光能接受過程與第一太陽(yáng)能聚光接收機(jī)構(gòu)相同。
權(quán)利要求
1. 一種閉合腔體半球面采光聚光倍增太陽(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)的旋轉(zhuǎn)拋物面反光鏡的開口正對(duì)平面透明蓋板，各個(gè)太陽(yáng)能聚光接收機(jī)構(gòu)的光能接收器安裝在該太陽(yáng)能聚光接收機(jī)構(gòu)的旋轉(zhuǎn)拋物面反光鏡的焦點(diǎn)上，其特征是各太陽(yáng)能聚光接收機(jī)構(gòu)的光能接收器由一塊半球面空心導(dǎo)熱腔體、一塊圓錐面反光鏡和一塊半球面透明導(dǎo)光蓋構(gòu)成，圓錐面反光鏡的頂部開有一個(gè)光線入射圓孔，各太陽(yáng)能聚光接收機(jī)構(gòu)光能接收器的半球面空心導(dǎo)熱腔體的球心與該太陽(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，各太陽(yáng)能聚光接收機(jī)構(gòu)光能接收器的半球面空心導(dǎo)熱腔體的開口正對(duì)該旋轉(zhuǎn)拋物面反光鏡的反射面，各太陽(yáng)能聚光接收機(jī)構(gòu)的光能接收器的圓錐面反光鏡緊密的蓋在該光能接收器的半球面空心導(dǎo)熱腔體的開口處并且圓錐面反光鏡的光線入射圓孔的圓心與該太陽(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，各光能接收器的半球面透明導(dǎo)光蓋蓋在該光能接收器的圓錐面反光鏡的光線入射圓孔上并且半球面透明導(dǎo)光蓋的球心與太陽(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，各光能接收器的半球面透明導(dǎo)光蓋、半球面空心導(dǎo)熱腔體和圓錐面反光鏡構(gòu)成一個(gè)閉合空腔，太陽(yáng)能聚光接收機(jī)構(gòu)被分為多組，各組光能接收器的半球面空心導(dǎo)熱腔體都通過一根導(dǎo)熱管串接在一起，各組的導(dǎo)熱管的通過熱水管和冷水管與水箱相通。
全文摘要
一種閉合腔體半球面采光聚光倍增太陽(yáng)能熱水器，該裝置通過旋轉(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，可用來實(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)F24J2/10GK102445004SQ20101050060
公開日2012年5月9日 申請(qǐng)日期2010年9月30日 優(yōu)先權(quán)日2010年9月30日
發(fā)明者張立君 申請(qǐng)人:北京印刷學(xué)院