專利名稱：二次反射球形閉合腔體采光太陽能熱水器的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本實用新型涉及一種太陽能應(yīng)用技術(shù)，特別是一種利用旋轉(zhuǎn)拋物面聚光原理接收 太陽能的二次反射球形閉合腔體采光太陽能熱水器，該裝置通過旋轉(zhuǎn)拋物面的反光聚焦作 用接收太陽能，可大幅提高太陽能的接收效率。
技術(shù)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(nèi)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(shù)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(guān)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(nèi)也有 類似的試驗裝置，但這些裝置結(jié)構(gòu)復(fù)雜、體積龐大、造價高難以在太陽能家用產(chǎn)品上得到推
實用新型內(nèi)容為了克服現(xiàn)有的聚光裝置機械結(jié)構(gòu)復(fù)雜、體積龐大、造價高等缺點.本實用新型 針對現(xiàn)有技術(shù)存在的不足，對現(xiàn)有技術(shù)進行了改進，提出了一種體積小、結(jié)構(gòu)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(shù)問題所采用的技術(shù)方案是在一個長方形箱體內(nèi)安裝了多 個太陽能聚光接收機構(gòu)，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(gòu)封閉在長方形箱體內(nèi)，各太陽 能聚光接收機構(gòu)整齊排列在長方形箱體內(nèi)，各太陽能聚光接收機構(gòu)都由一塊旋轉(zhuǎn)拋物面反 光鏡和一個光能接收器構(gòu)成，太陽能聚光接收機構(gòu)分為多組，在每一組太陽能聚光接收機 構(gòu)的前面都安裝了一塊長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邊 方向開有一條長直的光線入射狹縫，各組太陽能聚光接收機構(gòu)的大平面反光鏡與平面透明 蓋板相交成45°角。各太陽能聚光接收機構(gòu)的光能接收器由一個球形空心導(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)熱腔體上開有一個光線入射圓孔，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)成一個閉合空腔。各組太陽能聚光接收機構(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，各組太陽能聚光接收機構(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該旋 轉(zhuǎn)拋物面反光鏡的反光面，各太陽能聚光接收機構(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能聚光接收機構(gòu)的旋轉(zhuǎn)拋物面反 光鏡的焦點相互重合，各組太陽能聚光接收機構(gòu)的旋轉(zhuǎn)拋物面反光鏡的焦點位于該組的大 平面反光鏡的光線入射狹縫上。當太陽光垂直于平面透明蓋板入射時，入射光線通過各組太陽能聚光接收機構(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。本實用新型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光的強度，因而大幅提高了各光能接收器的光熱轉(zhuǎn)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(zhuǎn)換率。


以下結(jié)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(jié)構(gòu)圖。圖2是本實用新型的整體結(jié)構(gòu)圖的A-A剖視圖。圖3是本實用新型的整體結(jié)構(gòu)圖的B-B剖視圖。圖4是本實用新型實施例的太陽能聚光接收機構(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)拋物面的準平面Si，旋轉(zhuǎn)拋物 面的頂點0，旋轉(zhuǎn)拋物面的焦點f，旋轉(zhuǎn)拋物面的對稱軸L。
具體實施方式
在圖1、圖2和圖3中，在一個長方形箱體3-1內(nèi)安裝了 25個太陽能聚光接收機 構(gòu)，25個太陽能聚光接收機構(gòu)被分為五組，在長方形箱體3-1的上方安裝了一個水箱8-1， 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將各太陽能聚光接 收機構(gòu)封閉在長方形箱體3-1內(nèi)，各太陽能聚光接收機構(gòu)整齊排列在長方形箱體3-1內(nèi)，各 太陽能聚光接收機構(gòu)都由一塊旋轉(zhuǎn)拋物面反光鏡和一個光能接收器構(gòu)成。在第一組太陽能聚光接收機構(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，在第二組太陽能聚光接收機構(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，在第三組太陽能聚光接收機構(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，在第四組太陽能聚光接收機構(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，在第五組太陽能聚光接收機構(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，上述五個大平面反光鏡的中間位子沿其長邊方向都開有一條長直的光線入射狹縫，上述五個大平面反光鏡與平面透明蓋板4-1相交 成45°角，第一組太陽能聚光接收機構(gòu)的半球面空心導(dǎo)熱腔體通過導(dǎo)熱管9-1-3串接在一 起，第二組太陽能聚光接收機構(gòu)的半球面空心導(dǎo)熱腔體通過導(dǎo)熱管9-2-3串接在一起，第 三組太陽能聚光接收機構(gòu)的半球面空心導(dǎo)熱腔體通過導(dǎo)熱管9-3-3串接在一起，第四組太 陽能聚光接收機構(gòu)的半球面空心導(dǎo)熱腔體通過導(dǎo)熱管9-4-3串接在一起，第五組太陽能聚 光接收機構(gòu)的半球面空心導(dǎo)熱腔體通過導(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的上端通過熱 水管9-1-1與水箱8-1相通。圖4中給出了第一太陽能聚光接收機構(gòu)的結(jié)構(gòu)，在圖4中第一太陽能聚光接收機 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上開有一個光線入 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的焦點相互重 合，旋轉(zhuǎn)拋物面反光鏡1-2-1的焦點位于大平面反光鏡1-1-1的光線入射狹縫上。當太陽光垂直于平面透明蓋板4-1入射時，入射光線通過大平面反光鏡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，上述各太陽能聚光接收機構(gòu)的結(jié)構(gòu)、各項尺 寸和光能接受過程與第一太陽能聚光接收機構(gòu)相同。
權(quán)利要求1. 一種二次反射球形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、大平面反光鏡和太陽能聚光接收機構(gòu)構(gòu)成，各太陽能聚光接收機構(gòu)都由 一塊旋轉(zhuǎn)拋物面反光鏡和一個光能接收器構(gòu)成，各太陽能聚光接收機構(gòu)的光能接收器由一 個球形空心導(dǎo)熱腔體和一塊半球面透明導(dǎo)光蓋構(gòu)成，其特征是各組太陽能聚光接收機構(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，各組太陽能聚光接收機構(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該旋轉(zhuǎn)拋物面反光鏡的反光面，各太陽能 聚光接收機構(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能聚光接收機構(gòu)的旋轉(zhuǎn)拋物面反光鏡的焦點相互重合，各組太陽能聚 光接收機構(gòu)的旋轉(zhuǎn)拋物面反光鏡的焦點位于該組的大平面反光鏡的光線入射狹縫上。
專利摘要一種二次反射球形閉合腔體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、大平面反光鏡和太陽能聚光接收機構(gòu)構(gòu)成，該裝置通過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F24J2/24GK201875939SQ20102058209
公開日2011年6月22日 申請日期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 申請人:北京印刷學(xué)院