專利名稱：半球面閉合采光二次反射太陽能熱水器的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本實(shí)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 太陽能的半球面閉合采光二次反射太陽能熱水器，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(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，太陽能產(chǎn)品正越來越多地進(jìn)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(tái)燈、交通信號(hào)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(qiáng)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(jìng)爭(zhēng)的焦點(diǎn)主要是太陽能接收效率之爭(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能接收元件的光照強(qiáng)度，就成為人們利用太陽能時(shí)最為關(guān)注 的問題。近些年，國(guó)外在一些太陽能電站的光伏矩陣中實(shí)現(xiàn)了太陽能聚光接收，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)高難以在太陽能家用產(chǎn)品上得到推
實(shí)用新型內(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).本實(shí)用新型 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 本低的太陽能聚光接收裝置、它可實(shí)現(xiàn)太陽能的聚光接收。本實(shí)用新型解決其技術(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能聚光接收機(jī)構(gòu)封閉在長(zhǎng)方形箱體內(nèi)，各太陽 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，太陽能聚光接收機(jī)構(gòu)分為多組，在每一組太陽能聚光接收機(jī) 構(gòu)的前面都安裝了一塊長(zhǎng)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(zhǎng)邊 方向開有一條長(zhǎng)直的光線入射狹縫，各組太陽能聚光接收機(jī)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(jī)構(gòu)的光能接收器由一個(gè)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，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，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，各組太陽能聚光接收機(jī)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(jī)構(gòu)的光能接收器的各半球面空心導(dǎo)熱腔體的開口正對(duì)該組的 大平面反光鏡的光線入射狹縫并且各半球面空心導(dǎo)熱腔體的開口正對(duì)該旋轉(zhuǎn)拋物面反光 鏡的反光面，各太陽能聚光接收機(jī)構(gòu)的光能接收器的圓錐面反光鏡的光線入射圓孔的圓心 和半球面空心導(dǎo)熱腔體的球心和半球面透明導(dǎo)光蓋的球心與該太陽能聚光接收機(jī)構(gòu)的旋 轉(zhuǎn)拋物面反光鏡的焦點(diǎn)相互重合，各組太陽能聚光接收機(jī)構(gòu)的旋轉(zhuǎn)拋物面反光鏡的焦點(diǎn)位 于該組的大平面反光鏡的光線入射狹縫上，當(dāng)太陽光垂直于平面透明蓋板入射時(shí)，入射光線通過各組太陽能聚光接收機(jī)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)熱腔體上的光能半球面空心導(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、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線經(jīng)各光能接收器的圓錐面反光鏡的反 射多次照射在各光能接收器的半球面空心導(dǎo)熱腔體上，光能的大部分在閉合空腔內(nèi)轉(zhuǎn)變?yōu)?熱能，因此大幅提高了各光能接收器的光熱轉(zhuǎn)換率。本實(shí)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(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。


以下結(jié)合附圖和實(shí)施例對(duì)本實(shí)用新型進(jìn)一步說明。圖1是本實(shí)用新型的整體結(jié)構(gòu)圖。圖2是本實(shí)用新型的整體結(jié)構(gòu)圖的A-A剖視圖。圖3是本實(shí)用新型的整體結(jié)構(gòu)圖的B-B剖視圖。圖4是本實(shí)用新型實(shí)施例的太陽能聚光接收機(jī)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(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)施方式
在圖1、圖2和圖3中，在一個(gè)長(zhǎng)方形箱體3-1內(nèi)安裝了 25個(gè)太陽能聚光接收機(jī) 構(gòu)，25個(gè)太陽能聚光接收機(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，在第一組太陽能聚光接收機(jī)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(jī)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(jī)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(jī)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(jī)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(gè)大平面反光鏡的中間位子沿其長(zhǎng)邊 方向都開有一條長(zhǎng)直的光線入射狹縫，上述五個(gè)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(jī)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(jī)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(jī)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(jī)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(jī)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(jī)構(gòu)的結(jié)構(gòu)，在圖4中第一太陽能聚光接收機(jī) 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，圓錐面反光鏡7-1的頂部 開有一個(gè)光線入射圓孔，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，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、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，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，半球面空心導(dǎo)熱 腔體5-1的開口正對(duì)大平面反光鏡1-1-1的光線入射狹縫，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1-2-1的反光面，圓錐面反光鏡7-1的光線入射圓孔的圓心和半 球面空心導(dǎo)熱腔體5-1的球心和半球面透明導(dǎo)光蓋6-1的球心與旋轉(zhuǎn)拋物面反光鏡1-2-1 的焦點(diǎn)相互重合，旋轉(zhuǎn)拋物面反光鏡1-2-1的焦點(diǎn)位于大平面反光鏡1-1-1的光線入射狹 縫上，當(dāng)太陽光垂直于平面透明蓋板4-1入射時(shí)，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的反射聚焦后，穿過大平面反光鏡1-1-1的光線入射狹縫和圓錐 面反光鏡7-1的光線入射圓孔進(jìn)入光能接收器1-3-1并且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，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)入圓錐面反光鏡7-1的光線入射圓 孔的光線經(jīng)圓錐面反光鏡7-1的反射多次照射在半球面空心導(dǎo)熱腔體5-1上，光能的大部 分在閉合空腔內(nèi)轉(zhuǎn)變?yōu)殡娔芎蜔崮埽虼舜蠓岣吡斯饽芙邮掌?-3-1的光電和光熱轉(zhuǎn)換 率，上述各太陽能聚光接收機(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能聚光接收 機(jī)構(gòu)相同。
權(quán)利要求1. 一種半球面閉合采光二次反射太陽能熱水器，由長(zhǎng)方形箱體、水箱、冷水管、熱水管、 平面透明蓋板、大平面反光鏡和太陽能聚光接收機(jī)構(gòu)構(gòu)成，各太陽能聚光接收機(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，各太陽能聚光接收機(jī)構(gòu)的光能接收器由一個(gè) 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，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，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，太陽能聚光接收機(jī)構(gòu)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，在每一組太陽能聚光接收機(jī)構(gòu)的前面都安裝了一塊長(zhǎng)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(zhǎng)邊方向開有一條長(zhǎng)直的光線入射狹縫，各組太陽能聚光 接收機(jī)構(gòu)的大平面反光鏡與平面透明蓋板相交成45°角，其特征是各組太陽能聚光接收 機(jī)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(jī)構(gòu) 的光能接收器的各半球面空心導(dǎo)熱腔體的開口正對(duì)該組的大平面反光鏡的光線入射狹縫 并且各半球面空心導(dǎo)熱腔體的開口正對(duì)該旋轉(zhuǎn)拋物面反光鏡的反光面，各太陽能聚光接收 機(jī)構(gòu)的光能接收器的圓錐面反光鏡的光線入射圓孔的圓心和半球面空心導(dǎo)熱腔體的球心 和半球面透明導(dǎo)光蓋的球心與該太陽能聚光接收機(jī)構(gòu)的旋轉(zhuǎn)拋物面反光鏡的焦點(diǎn)相互重 合，各組太陽能聚光接收機(jī)構(gòu)的旋轉(zhuǎn)拋物面反光鏡的焦點(diǎn)位于該組的大平面反光鏡的光線 入射狹縫上，當(dāng)太陽光垂直于平面透明蓋板入射時(shí)，入射光線通過各組太陽能聚光接收機(jī)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 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)熱腔體上的光能半球面空心導(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、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線經(jīng)各光能接收器的圓錐面反光鏡的反射 多次照射在各光能接收器的半球面空心導(dǎo)熱腔體上，光能的大部分在閉合空腔內(nèi)轉(zhuǎn)變?yōu)闊?能，因此大幅提高了各光能接收器的光熱轉(zhuǎn)換率。
專利摘要一種半球面閉合采光二次反射太陽能熱水器，在一個(gè)長(zhǎng)方形箱體內(nèi)安裝了多個(gè)太陽能聚光接收機(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能聚光接收機(jī)構(gòu)封閉在長(zhǎng)方形箱體內(nèi)，各太陽能聚光接收機(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，太陽能聚光接收機(jī)構(gòu)分為多組，在每一組太陽能聚光接收機(jī)構(gòu)的前面都安裝了一塊長(zhǎng)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(zhǎng)邊方向開有一條長(zhǎng)直的光線入射狹縫，各組太陽能聚光接收機(jī)構(gòu)的大平面反光鏡與平面透明蓋板相交成45°角,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(shí)現(xiàn)在強(qiáng)光和弱光的環(huán)境下太陽能的采集和接收。
文檔編號(hào)F24J2/10GK201844576SQ201020554148
公開日2011年5月25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