專利名稱：拋物柱面聚光圓柱面閉合腔體采光太陽能熱水器的制作方法
技術領域：
本發(fā)明涉及一種太陽能應用技術，特別是一種利用拋物柱面聚光原理接收太陽能 的拋物柱面聚光圓柱面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：
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，還是在內陸城市，太陽能產品正越來越多地進入人們的視野，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 也已經走近千家萬戶。但這些太陽能產品大多數(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 能產業(yè)技術競爭的焦點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度，就成為人們利用太陽能時最為關注 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，國內也有 類似的試驗裝置，但這些裝置結構復雜、體積龐大、造價高難以在太陽能家用產品上得到推

發(fā)明內容
為了克服現(xiàn)有的聚光裝置機械結構復雜、體積龐大、造價高等缺點.本發(fā)明針對 現(xiàn)有技術存在的不足，對現(xiàn)有技術進行了改進，提出了一種體積小、結構簡單可靠、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)明解決其技術問題所采用的技術方案是在一個長方形箱體內安裝了多個 太陽能聚光接收機構，各太陽能聚光接收機構都由一塊拋物柱面反光鏡和一個光能接收器 構成，各太陽能聚光接收機構整齊排列在長方形箱體內，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 構封閉在長方形箱體內，各太陽能聚光接收機構的拋物柱面反光鏡的開口正對平面透明蓋 板，各個太陽能聚光接收機構的拋物柱面反光鏡的焦線相互平行，各個太陽能聚光接收機 構的拋物柱面反光鏡的焦線位于同一個與平面透明蓋板平行的平面上，各個太陽能聚光接 收機構的光能接收器安裝在該太陽能聚光接收機構的拋物柱面反光鏡的焦線上，各太陽能聚光接收機構的光能接收器都由一根長直的圓柱面空心導熱管和一根 長直的半圓柱面透明導光蓋構成，在圓柱面空心導熱管上沿圓柱面空心導熱管的軸線方向 都開有一個長直的寬度相同的光線入射狹縫并且各光能接收器的半圓柱面透明導光蓋蓋 在該光線入射狹縫上，各個光能接收器的圓柱面空心導熱管的下端通過一根冷水管與水箱 相通，各個光能接收器的圓柱面空心導熱管的上端通過一根熱水管與水箱相通，各太陽能 聚光接收機構的半圓柱面透明導光蓋和圓柱面空心導熱管構成一個閉合空腔，
各太陽能聚光接收機構光能接收器的圓柱面空心導熱管的軸線與該太陽能聚光 接收機構的拋物柱面反光鏡的焦線相互平行，各太陽能聚光接收機構光能接收器的圓柱面 空心導熱管對稱的位于該太陽能聚光接收機構的拋物柱面反光鏡的對稱面的兩側，各太陽 能聚光接收機構的圓柱面空心導熱管的光線入射狹縫正對該太陽能聚光接收機構的拋物 柱面反光鏡的反光面，各太陽能聚光接收機構光能接收器的半圓柱面透明導光蓋的軸線和 圓柱面空心導熱管的光線入射狹縫與該太陽能聚光接收機構的拋物柱面反光鏡的焦線相 互重合，當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構的拋 物柱面反光鏡的反射聚焦后都能穿過圓柱面空心導熱管的光線入射狹縫照射在各光能接 收器的圓柱面空心導熱管內，照射在各光能接收器的圓柱面空心導熱管內的光能通過各光 能接收器的圓柱面空心導熱管轉換為熱能，因各光能接收器的半圓柱面透明導光蓋和圓柱 面空心導熱管構成一個閉合空腔，并且圓柱面空心導熱管的光線入射狹縫很窄，進入光線 入射狹縫的光能的大部分在閉合空腔內轉變?yōu)闊崮?，因此大幅提高了各光能接收器的光?轉換率。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 光能接收器上的太陽光的強度，因而大幅提高了光能接收器的光熱轉換率，實現(xiàn)了在強光 和弱光的環(huán)境下都有較高的光熱轉換率。


下面結合附圖和實施例對本發(fā)明進一步說明。圖1是本發(fā)明的整體結構圖。圖2是本發(fā)明的整體結構圖的A-A剖視圖。圖3是本發(fā)明實施例的太陽能聚光接收機構剖視圖的放大圖。圖4是拋物柱面的示意圖。在圖4的拋物柱面構成圖中拋物線L，準線Li，頂點0，焦點f，對稱軸L2，拋物柱 面S，準平面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內安裝了由拋物柱面反光鏡1-1-1和光能接 收器1-2-1構成的太陽能聚光接收機構一、由拋物柱面反光鏡1-1-2和光能接收器1-2-2 構成的太陽能聚光接收機構二、由拋物柱面反光鏡1-1-3和光能接收器1-2-3構成的太陽 能聚光接收機構三、由拋物柱面反光鏡1-1-4和光能接收器1-2-4構成的太陽能聚光接收 機構四、由拋物柱面反光鏡1-1-5和光能接收器1-2-5構成的太陽能聚光接收機構五，五個 太陽能聚光接收機構的整齊排列在長方形箱體3-1內，五個太陽能聚光接收機構的結構和 各項尺寸相同，五個太陽能聚光接收機構的光能接收器的結構和各項尺寸相同，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構 的封閉在長方形箱體3-1內，五個太陽能聚光接收機構的拋物柱面反光鏡的開口正對平面透明蓋板，五個太陽 能聚光接收機構的拋物柱面反光鏡的焦線相互平行，五個太陽能聚光接收機構的拋物柱面反光鏡的焦線位于同一個與平面透明蓋板平行的平面上，各個太陽能聚光接收機構的光能 接收器安裝在該太陽能聚光接收機構的拋物柱面反光鏡的焦線上，圖3中給出了第一太陽能聚光接收機構的結構，在圖3中第一太陽能聚光接收機 構由拋物柱面反光鏡1-1-1和光能接收器1-2-1構成，光能接收器1-2-1都由圓柱面空心 導熱管5-7和半圓柱面透明導光蓋6-7構成，在圓柱面空心導熱管5-7上沿圓柱面空心導 熱管5-7的軸線方向都開有一條長直的寬度相同的光線入射狹縫，半圓柱面透明導光蓋 6-7蓋在該光線入射狹縫上，圓柱面空心導熱管5-7的上端通過熱水管9-1-1與水箱8-1相 通，圓柱面空心導熱管5-7的下端通過冷水管9-1-2與水箱8-1相通，半圓柱面透明導光蓋 6-7和圓柱面空心導熱管5-7構成一個閉合空腔，圓柱面空心導熱管5-7的軸線與拋物柱面反光鏡1-1-1的焦線相互平行，圓柱面 空心導熱管5-7的軸線位于拋物柱面反光鏡1-1-1的對稱面上，圓柱面空心導熱管5-7的 光線入射狹縫和半圓柱面透明導光蓋6-7的軸線與拋物柱面反光鏡1-1-1的焦線相互重
I=I，當太陽光垂直于平面透明蓋板4-1入射時，入射光線通過拋物柱面反光鏡1-1-1 的反射聚焦后都能穿過圓柱面空心導熱管5-7的光線入射狹縫照射在圓柱面空心導熱管 5-7內，照射在圓柱面空心導熱管5-7內的光能通過圓柱面空心導熱管5-7轉換為熱能，因 半圓柱面透明導光蓋6-7和圓柱面空心導熱管5-7構成一個閉合空腔，并且圓柱面空心導 熱管5-7的光線入射狹縫很窄，進入該光線入射狹縫的光能的大部分在閉合空腔內轉變?yōu)?熱能，因此大幅提高了光能接收器1-2-1的光熱轉換率，各個太陽能聚光接收機構的光能 接收器的結構、各項尺寸和光能接收過程與光能接收器1-2-1相同。
權利要求
一種拋物柱面聚光圓柱面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構構成，各太陽能聚光接收機構都由一塊拋物柱面反光鏡和一個光能接收器構成，各太陽能聚光接收機構的光能接收器由一根長直的圓柱面空心導熱管和一根長直的半圓柱面透明導光蓋構成，其特征是各太陽能聚光接收機構光能接收器的圓柱面空心導熱管的軸線與該太陽能聚光接收機構的拋物柱面反光鏡的焦線相互平行，各太陽能聚光接收機構光能接收器的圓柱面空心導熱管對稱的位于該太陽能聚光接收機構的拋物柱面反光鏡的對稱面的兩側，各太陽能聚光接收機構的圓柱面空心導熱管的光線入射狹縫正對該太陽能聚光接收機構的拋物柱面反光鏡的反光面，各太陽能聚光接收機構光能接收器的半圓柱面透明導光蓋的軸線和圓柱面空心導熱管的光線入射狹縫與該太陽能聚光接收機構的拋物柱面反光鏡的焦線相互重合，當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構的拋物柱面反光鏡的反射聚焦后都能穿過圓柱面空心導熱管的光線入射狹縫照射在各光能接收器的圓柱面空心導熱管內，照射在各光能接收器的圓柱面空心導熱管內的光能通過各光能接收器的圓柱面空心導熱管轉換為熱能，因各光能接收器的半圓柱面透明導光蓋和圓柱面空心導熱管構成一個閉合空腔，并且圓柱面空心導熱管的光線入射狹縫很窄，進入光線入射狹縫的光能的大部分在閉合空腔內轉變?yōu)闊崮?，因此大幅提高了各光能接收器的光熱轉換率。
全文摘要
一種拋物柱面聚光圓柱面閉合腔體采光太陽能熱水器，該裝置通過拋物柱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，可用來實現(xiàn)在強光和弱光的環(huán)境下太陽能的采集和接收。
文檔編號F24J2/14GK101968277SQ20101052414
公開日2011年2月9日 申請日期2010年10月25日 優(yōu)先權日2010年10月25日
發(fā)明者張立君, 王明飛 申請人:北京印刷學院