專利名稱：拋物柱面聚光閉合腔體平面采光太陽能熱水器的制作方法
技術領域：
拋物柱面聚光閉合腔體平面采光太陽能熱水器
所屬技 術領域本實用新型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閉合腔體平面采光太陽能熱水器，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。
技術背景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(chǎn)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(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(chǎn)品上得到推廣
實用新型內容
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.本實用新型 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。本實用新型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。本實用新型的實施例一各太陽能聚光接收機構的光能接收器都由一根長直的平 面扁管空心導熱管、一根長直的半圓柱面透明導光蓋和兩塊長方形小平面反光鏡構成，各 個光能接收器的平面扁管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 的平面扁管空心導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 熱管的對稱面的兩側，其中一塊小平面反光鏡的一條長邊與該平面扁管空心導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 光蓋、平面扁管空心導熱管和兩塊小平面反光鏡構成一個閉合空腔。各太陽能聚光接收機構的 平面扁管空心導熱管與該太陽能聚光接收機構的拋物 柱面反光鏡的對稱面相互垂直，各太陽能聚光接收機構的平面扁管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半圓 柱面透明導光蓋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重合，各太 陽能聚光接收機構的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熱管上，照射在各光能接收器的平面扁管空心導熱管上的光能 通過各光能接收器的平面扁管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、平面扁管空心導熱管和兩塊小平面反光鏡構成一個閉合空腔，并且兩塊小平面反光 鏡之間形成的光線入射狹縫很窄，平面扁管空心導熱管上的反射光線經(jīng)各光能接收器的兩 塊小平面反光鏡的反射再次照射在各光能接收器的平面扁管空心導熱管上，光能的大部分 在閉合空腔內轉變?yōu)闊崮埽虼舜蠓岣吡烁鞴饽芙邮掌鞯墓鉄徂D換率。本實用新型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。


以下結合附圖和實施例對本實用新型進一步說明。圖1是本實用新型的整體結構圖。圖2是本實用新型實施例一的整體結構圖的A-A剖視圖。圖3是本實用新型實施例一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由平面扁管空心 導熱管5 -5、半圓柱面透明導光蓋6-5、小平面反光鏡7-5-1和小平面反光鏡7-5-2構成，平 面扁管空心導熱管5-5的上端通過熱水管9-1-1與水箱8-1相通，平面扁管空心導熱管5-5 的下端通過冷水管9-1-2與水箱8-1相通。小平面反光鏡7-5-1和小平面反光鏡7-5-2對稱的位于平面扁管空心導熱管5_5 的對稱面的兩側，小平面反光鏡7-5-1的一條長邊與平面扁管空心導熱管5-5的一條長直 邊相連接，小平面反光鏡7-5-2的一條長邊與平面扁管空心導熱管5-5的另一條長直邊相 連接，小平面反光鏡7-5-1和小平面反光鏡7-5-2的另外兩條長邊之間形成一條寬度相同 的光線入射狹縫，半圓柱面透明導光蓋6-5蓋在該光線入射狹縫上，半圓柱面透明導光蓋 6-5、平面扁管空心導熱管5-5、小平面反光鏡7-5-1和小平面反光鏡7-5-2構成一個閉合空 腔。平面扁管空心導熱管5-5與拋物柱面反光鏡1-1-1的對稱面相互垂直，平面扁管 空心導熱管5-5對稱的位于拋物柱面反光鏡1-1-1的對稱面的兩側，平面扁管空心導熱管 5-5位于拋物柱面反光鏡1-1-1的反射面和焦線之間，半圓柱面透明導光蓋6-5的對稱軸與 拋物柱面反光鏡1-1-1的焦線相互重合，小平面反光鏡7-5-1和小平面反光鏡7-5-2之間 的光線入射狹縫與拋物柱面反光鏡i-1-i的焦線相互重合。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小平面反光鏡7-5-1和小平面反光鏡7-5-2之間的光線入射狹縫照 射在平面扁管空心導熱管5-5上，照射在平面扁管空心導熱管5-5上的光能通過平面扁管 空心導熱管5-5轉換為熱能，因半圓柱面透明導光蓋6-5、平面扁管空心導熱管5-5、小平 面反光鏡7-5-1和小平面反光鏡7-5-2構成一個閉合空腔，并且小平面反光鏡7-5-1和小 平面反光鏡7-5-2之間形成的光線入射狹縫很窄，平面扁管空心導熱管5-5上的反射光線 經(jīng)小平面反光鏡7-5-1和小平面反光鏡7-5-2的反射再次照射在平面扁管空心導熱管5-5 上，光能的大部分在閉合空腔內轉變?yōu)闊崮?，因而大幅提高了光能接收?-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、各項尺寸和光能接受過程與光能接 收器1-2-1相同。
權利要求1. 一種拋物柱面聚光閉合腔體平面采光太陽能熱水器，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，其特征是各太陽能聚光接收機構的光能接收器都由 一根長直的平面扁管空心導熱管、一根長直的半圓柱面透明導光蓋和兩塊長方形小平面反 光鏡構成，各太陽能聚光接收機構的平面扁管空心導熱管與該太陽能聚光接收機構的拋物 柱面反光鏡的對稱面相互垂直，各太陽能聚光接收機構的平面扁管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半圓 柱面透明導光蓋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重合，各太 陽能聚光接收機構的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構的 拋物柱面反光鏡的焦線相互重合。
專利摘要一種拋物柱面聚光閉合腔體平面采光太陽能熱水器裝置，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，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F24J2/10GK201875934SQ201020582010
公開日2011年6月22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 申請人:北京印刷學院