專利名稱：復合曲面聚光太陽能收集器的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本實用新型涉及一種太陽能收集器。
現(xiàn)有的復合拋物面聚光太陽能集熱器(中國專利號94220461.1)具有一定的聚光作用，也不需太陽跟蹤裝置，但結(jié)構(gòu)復雜，光線的接收角很小，集熱器的高度較高。且要在殼體內(nèi)設(shè)置多個槽形復合拋物面的聚光器單體，這種單體是無法單個使用的，則結(jié)構(gòu)復雜而龐大。
而中國專利93109062.8所述的免動跟蹤太陽能聚能器是把圓柱形的吸熱管放置在圓弧反射鏡圓弧集面相切的位置上，來達到免動長時間吸收太陽能的目的。但是當太陽光最強時，太陽光正面照射集熱器，即太陽光線與圓弧反射鏡的直徑線相垂直時，除中間部分的光線被反射到吸熱圓管上外，在靠近反射鏡處的光線有相當部分被反射鏡反射到吸熱圓管之外，說明其聚光效果并不完全。而中國專利94222142.7所指的高效聚光型太陽能集熱器，采用吸熱圓管的兩個反向的漸開線作反射鏡，經(jīng)計算用雙漸開線反射鏡的聚光能力最大超過3.1416倍，所以也限制了它的實用范圍。
本實用新型的目的是為了取得最大的聚光能力而采用以拋物線與圓弧線復合的反射鏡來構(gòu)成高效聚光太陽能收集器。
本實用新型是這樣實施的將太陽能反射鏡面制成單勾形、對稱的雙勾形鏡面和將單勾形旋轉(zhuǎn)360°形成的碗狀鏡面。
單勾形鏡面的上段以太陽光線的入射角θ的拋物線為基線，而鏡面的下段勾曲部分是吸熱圓管圓截面的水平直徑線與吸熱圓管圓截面的圓周邊相交的交點D為圓心，以吸熱圓管圓截面的垂直直徑線與吸熱圓管圓截面圓周邊的交點C，取得DC為半徑，所得的一段圓弧形線為基線。將拋物線與圓弧線相連接即成為單勾形復合曲面反射鏡的鏡面基線。
通過C點作一條垂直地平線的垂直線L，以L線為軸，分向軸線兩側(cè)形成的對稱的單勾形復合曲面基線，即是雙勾形復合曲面反射鏡的鏡面基線。
以L軸為軸線，將單勾形復合曲線以L軸至單勾形復合曲面基線的水平距離為半徑旋轉(zhuǎn)360°，可形成的碗狀反射鏡的鏡面基線。
采用單勾形反射鏡面和雙勾形反射鏡面，在兩條復合曲面基線的交點C處或單勾形復合曲面基線勾部的端點C處的上面設(shè)置吸熱件都可取得最大的吸熱、吸光能力。此是因為太陽光線能在此種收集器中進行一次與二次反射，最終達到會聚的目的，并實現(xiàn)聚光與隨時跟蹤太陽光線的統(tǒng)一。
同理，采用單勾形反射鏡面基線旋轉(zhuǎn)360°后形成的碗狀反射鏡面，仍在兩條復合曲面基線的交點C處或單勾形復合曲面基線勾部的端點C處的上面設(shè)置吸熱件，則此吸熱件可取得最大的吸熱、吸光能力。此吸熱件若為球體，如灶、太陽能電池。則因為太陽光線能在此種收集器中進行一次與二次反射，最終達到會聚的目的，并實現(xiàn)聚光與隨時跟蹤太陽光線的統(tǒng)一。
采用本實用新型的復合曲面反射鏡面的太陽能收集器，同樣可無需太陽光線跟蹤器，而可自動跟蹤太陽光線，取得更高的水溫或最多的光能，可以將太陽能收集器加工得很小，則便于采用有效的保溫措施。也便于大規(guī)模生產(chǎn)、也易于維修。
下面將參照附圖對本實用新型所指的復合曲面聚光太陽能收集器作詳細的闡述。
附


圖1是復合曲面聚光太陽能收集器的雙勾形收集器的結(jié)構(gòu)示意圖；附圖2是復合曲面聚光太陽能收集器的單勾形收集器的結(jié)構(gòu)示意圖；附圖3是復合曲面聚光太陽能收集器的雙勾形收集器的光反射示意圖；太陽能反射鏡面可制成單勾形和對稱的雙勾形鏡面和單勾形碗狀鏡面三種。
參照附圖2單勾形鏡面3的上段以太陽光線的入射角θ的拋物線AB為基線，而鏡面3的下段勾曲部分BC是吸熱圓管圓截面2的水平直徑線與吸熱圓管圓截面的圓周邊相交的交點D為圓心，以垂直直徑線L與吸熱圓管圓截面圓周邊的交點C，取DC為半徑，所得的一段圓弧線RC。將拋物線AB與圓弧線BC相連接即成為單勾形復合曲面反射鏡AB、BC的鏡面3的基線。其中AB段為焦距f＝BF，入射角為θ的拋物線；而BC段是以D為圓心，DC為半徑的一段圓弧線BC。
參照附
圖1通過C點作一條垂直地平線的垂直線L，以L線為軸，分向軸線兩側(cè)形成的對稱的單勾形復合曲面基線AB、BC、B′C、A′B′，即是雙勾形復合曲面反射鏡的鏡面1的基線。其中D、D′為吸熱圓管圓截面2的直徑，F(xiàn)、F′為以BF、B′F′為焦距的拋物線焦點，AA′為光線射入反射鏡的口徑，B、B′為拋物線的原點，Y、Y′為拋物面AB、A′B′的縱軸，縱軸AB、A′B′與吸熱圓管圓截面2相切，切點為F、F′。
通過C點作一條垂直地平線的垂直線L，以L線為軸，以L軸至單勾形復合曲線的距離為半徑，旋轉(zhuǎn)360°形成的碗狀復合曲面反射鏡，此碗狀復合曲面反射鏡體的縱截面也與附
圖1所示的相同。
參照附圖3采用單勾形反射鏡面3和雙勾形反射鏡面1、碗狀反射鏡面，在兩條復合曲面基線1的交點C處或單勾形復合曲面3基線勾部的端點C處的上面設(shè)置吸熱圓管2，或是其它形狀的吸熱管、球狀光熱吸收體都可取得最大的吸光、吸熱能力。此是因為太陽光線能在此種收集器中進行一次與二次反射，最終達到會聚的目的，并實現(xiàn)聚光與隨時跟蹤太陽光線的統(tǒng)一。
采用本實用新型的復合曲面反射鏡面的太陽能收集器，可以取得更高的水溫、更多的光能，并可將太陽能收集器加工得很小，更便于采用有效的保溫措施、也便于大規(guī)模生產(chǎn)、也易于維修。
權(quán)利要求1.復合曲面聚光太陽能收集器是由反射鏡、吸熱管構(gòu)成的，其特征在于其單勾形鏡面(3)的上段以太陽光線的入射角8的拋物線AB為基線，而鏡面(3)的下段勾曲部分BC是吸熱圓管圓截面(2)的水平直徑線與吸熱圓管的圓截面的圓周邊相交的交點D為圓心，以吸熱圓管圓截面(2)的垂直直徑線與吸熱圓管圓截面(2)圓周邊的交點C，取DC為半徑，所得的一段圓弧線為基線。
2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的復合曲面聚光太陽能收集器，其特征在于通過C點作一條垂直地平線的垂直線L，以L線為軸，分向軸線兩側(cè)形成的對稱的單勾形復合曲面(3)基線AB、BC、B′C、A′B′，即是雙勾形復合曲面反射鏡(1)的鏡面基線。
3.根據(jù)權(quán)利要求1所述的復合曲面聚光太陽能收集器，其特征在于通過C點作一條垂直地平線的垂直線L，以L線為軸，以L軸至單勾形復合曲線的距離為半徑，旋轉(zhuǎn)360°，則形成碗狀復合曲面反射鏡。
4.根據(jù)權(quán)利要求1所述的復合曲面聚光太陽能收集器，其特征在于置于復合曲面反射鏡的C點上面的太陽能吸熱件的形狀，是管狀、球狀的。
專利摘要復合曲面聚光太陽能收集器是將太陽能反射鏡面制成單勾形或是對稱的雙勾形鏡面、碗形的。鏡面的上段為拋物線，而鏡面的下段為一段圓弧線。其吸熱件是放置在鏡面的曲勾部的端頭處上面。采用復合曲面反射鏡面的太陽能收集器無需配用太陽光線跟蹤器，仍可以取得很高的水溫或光能，也能將收集器加工得很小，更便于作保溫措施，便于大規(guī)模生產(chǎn)，也易于維修。
文檔編號F24J2/12GK2354078SQ9824267
公開日1999年12月15日 申請日期1998年11月13日 優(yōu)先權(quán)日1998年11月13日
發(fā)明者朱建樂 申請人:朱建樂