專(zhuān)利名稱(chēng)：菲涅爾式聚光反射器及菲涅爾式太陽(yáng)能熱水系統(tǒng)的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本實(shí)用新型涉及太陽(yáng)能利用設(shè)備技術(shù)領(lǐng)域，特別涉及聚光反射器技術(shù)領(lǐng)域，具體是指ー種菲涅爾式聚光反射器及菲涅爾式太陽(yáng)能熱水系統(tǒng)。
技術(shù)背景 能源問(wèn)題是目前全世界范圍面臨的最為突出的問(wèn)題之一，而太陽(yáng)能是人類(lèi)取之不盡、用之不竭的清潔能源。太陽(yáng)能熱水器是ー種利用太陽(yáng)能作為能量，將光能轉(zhuǎn)為熱能，對(duì)水進(jìn)行加熱的ー種系統(tǒng)。菲涅爾式太陽(yáng)能熱水系統(tǒng)是在傳統(tǒng)的太陽(yáng)能熱水器基礎(chǔ)上改進(jìn)的，由一系列共焦點(diǎn)但面型參數(shù)不同的不連續(xù)槽式拋物面組成，各不連續(xù)槽式拋物面由離散的條形平面鏡擬合而成，由于目前的太陽(yáng)能熱水器能量利用率低、溫度低以及無(wú)追日功能等，菲涅爾太陽(yáng)能熱水系統(tǒng)具有一維追日功能，提高了能量利用效率。其中菲涅爾式反射鏡的設(shè)計(jì)是整個(gè)菲涅爾式太陽(yáng)能熱水系統(tǒng)的關(guān)鍵。現(xiàn)有的太陽(yáng)能熱水系統(tǒng)有悶曬式、平板式、聚光式、真空管式等，其主要固定在屋頂上或者一些建筑物上使用，無(wú)追日功能，能量損失較大，并且本身聚光比較小，吸熱效率低，溫度低于某ー個(gè)溫度，無(wú)能量吸收，全年大部分時(shí)間都不能使用。例如，中國(guó)實(shí)用新型專(zhuān)利申請(qǐng)CN200710093980. 4中，采用ー個(gè)條形菲涅爾聚焦透鏡，來(lái)提高太陽(yáng)能熱水器的聚光比，將太陽(yáng)光聚焦在吸熱板上，不具有追日功能，一天下來(lái)，能量損失較大。因此，需要提供一種菲涅爾式聚光反射器及菲涅爾式太陽(yáng)能熱水系統(tǒng)，該菲涅爾式聚光反射器制造成本降低，具有聚光功能，能使大面積的光斑反射到小面積的吸熱板上，提高了聚光比，減少了吸熱板的面積，提高了吸熱板上的吸熱效率，具有該菲涅爾式聚光反射器的菲涅爾式太陽(yáng)能熱水系統(tǒng)還具有追日功能，整個(gè)系統(tǒng)一直朝著太陽(yáng)運(yùn)動(dòng)，一天之內(nèi)使反射鏡上的光最大效率地照射到吸熱板上，提高了能量的利用效率。

實(shí)用新型內(nèi)容本實(shí)用新型的目的是克服了上述現(xiàn)有技術(shù)中的缺點(diǎn)，提供一種菲涅爾式聚光反射器及菲涅爾式太陽(yáng)能熱水系統(tǒng)，該菲涅爾式聚光反射器設(shè)計(jì)獨(dú)特，結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)単，制造成本低，具有聚光功能，能使大面積的光斑反射到小面積的吸熱板上，提高了聚光比，減少了吸熱器的面積，提高了吸熱器上的吸熱效率，具有該菲涅爾式聚光反射器的菲涅爾式太陽(yáng)能熱水系統(tǒng)還具有追日功能，整個(gè)系統(tǒng)一直朝著太陽(yáng)運(yùn)動(dòng)，一天之內(nèi)使菲涅爾式聚光反射器上的光最大效率地照射到吸熱器上，提高了能量的利用效率，適于大規(guī)模推廣應(yīng)用。為了實(shí)現(xiàn)上述的目的，在本實(shí)用新型的第一方面，提供了一種菲涅爾式聚光反射器，其特點(diǎn)是，包括菲涅爾式反射鏡裝置，所述菲涅爾式反射鏡裝置包括一系列不連續(xù)的具有不同傾角的條形反射鏡，所述條形反射鏡并排排列形成鋸齒狀且共焦點(diǎn)。從而所述條形反射鏡形成一系列共焦點(diǎn)但面型參數(shù)不同的不連續(xù)拋物面，各不連續(xù)拋物面由離散的條形反射鏡擬合而成。[0008]較佳地，所述條形反射鏡是平面反射鏡。較佳地，所述菲涅爾式反射鏡裝置還包括固定座，所述條形反射鏡固定在所述固定座上。更佳地，所述固定座包括鋸齒形條狀物，所述鋸齒形條狀物設(shè)置有若干鋸齒面，所述條形反射鏡分別固定在所述鋸齒面上。更進(jìn)一歩地，所述鋸齒形條狀物包括對(duì)稱(chēng)設(shè)置的兩個(gè)鋸齒形部分，兩個(gè)所述鋸齒形部分之間形成的角度小于15°，所述鋸齒形部分上的所述鋸齒面的上端點(diǎn)位于同一直線(xiàn)上，或者所述鋸齒形部分上的所述鋸齒面的下端點(diǎn)位于同一直線(xiàn)上，或者所述條形反射鏡內(nèi)平行于條形反射鏡的棱線(xiàn)的線(xiàn)段位于同一平面內(nèi)。在本實(shí)用新型的第二方面，提供了一種菲涅爾式太陽(yáng)能熱水系統(tǒng)，其特點(diǎn)是，包括上述的菲涅爾式聚光反射器。 較佳地，所述菲涅爾式太陽(yáng)能熱水系統(tǒng)還包括吸熱器，所述吸熱器安裝在所述菲涅爾式聚光反射器的焦點(diǎn)上。更佳地，所述菲涅爾式太陽(yáng)能熱水系統(tǒng)還包括追日裝置，所述吸熱器和所述菲涅爾式聚光反射器均安裝在所述追日裝置上。更進(jìn)一歩地，所述追日裝置包括齒輪、弧形導(dǎo)軌和驅(qū)動(dòng)部件，所述吸熱器和所述菲涅爾式聚光反射器均安裝在所述弧形導(dǎo)軌上，所述驅(qū)動(dòng)部件通過(guò)所述齒輪連接所述弧形導(dǎo)軌從而驅(qū)動(dòng)所述弧形導(dǎo)軌轉(zhuǎn)動(dòng)。更佳地，所述菲涅爾式太陽(yáng)能熱水系統(tǒng)還包括儲(chǔ)水器，所述儲(chǔ)水器分別通過(guò)冷水管和熱水管管路連通所述吸熱器。與現(xiàn)有技術(shù)相比，本實(shí)用新型的技術(shù)效果在于I、本實(shí)用新型提供的菲涅爾式聚光反射器包括菲涅爾式反射鏡裝置，所述菲涅爾式反射鏡裝置包括一系列不連續(xù)的具有不同傾角的條形反射鏡，所述條形反射鏡并排排列形成鋸齒狀且共焦點(diǎn)，設(shè)計(jì)獨(dú)特，結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)単，制造成本低，具有聚光功能，能使大面積的光斑反射到小面積的吸熱器上，提高了聚光比，減少了吸熱器的面積，提高了吸熱器上的吸熱效率，適于大規(guī)模推廣應(yīng)用。2、本實(shí)用新型的菲涅爾式太陽(yáng)能熱水系統(tǒng)包括上述的菲涅爾式聚光反射器，還包括追日裝置，所述吸熱器和所述菲涅爾式聚光反射器均安裝在所述追日裝置上，從而具有追日功能，整個(gè)系統(tǒng)一直朝著太陽(yáng)運(yùn)動(dòng)，一天之內(nèi)使菲涅爾式聚光反射器上的光最大效率地照射到吸熱器上，提高了能量的利用效率，適于大規(guī)模推廣應(yīng)用。

圖I為本實(shí)用新型的菲涅爾式聚光反射器的一具體實(shí)施例的立體示意圖。圖2為圖I所示的具體實(shí)施例的主視示意圖。圖3是圖I所示的具體實(shí)施例的演化說(shuō)明圖。圖4是本實(shí)用新型的菲涅爾式聚光反射器的另一具體實(shí)施例的主視示意圖。圖5是本實(shí)用新型的菲涅爾式聚光反射器的又一具體實(shí)施例的主視示意圖。圖6是圖5所示的具體實(shí)施例的演化說(shuō)明圖。圖7是本實(shí)用新型的菲涅爾式太陽(yáng)能熱水系統(tǒng)的一具體實(shí)施例的結(jié)構(gòu)及原理示意圖。圖8為圖7所示的具體實(shí)施例采用的追日裝置的立體透視示意圖。
具體實(shí)施方式
為了能夠更清楚地理解本實(shí)用新型的技術(shù)內(nèi)容，特舉以下實(shí)施例詳細(xì)說(shuō)明，其中相同的部件采用相同的附圖標(biāo)記。在詳述本實(shí)用新型實(shí)施例時(shí)，為便于說(shuō)明，表示裝置結(jié)構(gòu)示意圖會(huì)不依一般比例進(jìn)行放大，而且所述示意圖只是示例，其在此不應(yīng)限制本實(shí)用新型保護(hù)的范圍。請(qǐng)參閱圖I 6所示，本實(shí)用新型的菲涅爾式聚光反射器包括菲涅爾式反射鏡裝置1，所述菲涅爾式反射鏡裝置I包括一系列不連續(xù)的具有不同傾角的條形反射鏡14，所述條形反射鏡14并排排列形成鋸齒狀且共焦點(diǎn)3。所述菲涅爾式聚光反射器是ー種聚焦反射鏡，其將太陽(yáng)光聚焦在吸熱器4 (請(qǐng)參 見(jiàn)圖7和8所示)上，用來(lái)提高太陽(yáng)能熱水器的光功率密度，即提高其聚光比。條形反射鏡14的各棱線(xiàn)13基本相互平行，其成像特性類(lèi)似于拋物面。所述條形反射鏡14可以是任何合適的反射鏡，請(qǐng)參見(jiàn)圖I 6所示，在本實(shí)用新型的幾個(gè)具體實(shí)施例中，所述條形反射鏡14是平面反射鏡。為了將條形反射鏡14很好地進(jìn)行固定，較佳地，所述菲涅爾式反射鏡裝置I還包括固定座，所述條形反射鏡14固定在所述固定座上。更佳地，所述固定座包括鋸齒形條狀物12，所述鋸齒形條狀物12設(shè)置有若干鋸齒面17，所述條形反射鏡14分別固定在所述鋸齒面17上。請(qǐng)參見(jiàn)圖I 2和4所示，在本實(shí)用新型的兩個(gè)具體實(shí)施例中，所述鋸齒形條狀物12包括對(duì)稱(chēng)設(shè)置的兩個(gè)鋸齒形部分，兩個(gè)所述鋸齒形部分之間形成的角度小于15°，所述鋸齒形部分上的所述鋸齒面17的上端點(diǎn)15位于同一直線(xiàn)上(如圖2所示)，或者所述鋸齒形部分上的所述鋸齒面17的下端點(diǎn)16位于同一直線(xiàn)上(如圖4所示)，或者所述條形反射鏡14內(nèi)平行于條形反射鏡14的棱線(xiàn)13的線(xiàn)段位于同一平面內(nèi)。鋸齒形條狀物12可以采用合適的材料制成，比較堅(jiān)固即可，例如鋸齒形鋼條，鋸齒面17即為鋸齒形條狀物12上的鋸齒的表面。本實(shí)用新型的條形反射鏡14形成一系列共焦點(diǎn)但面型參數(shù)不同的不連續(xù)拋物面2，各不連續(xù)拋物面2由離散的條形反射鏡14擬合而成。如圖I和2所示，每個(gè)直條帶(即鋸齒面17，或者說(shuō)是圖I和2中所示的鋸齒形條狀物12內(nèi)每相鄰兩根棱線(xiàn)13分隔形成的條形區(qū)域)內(nèi)采用不同的拋物面2的面型參數(shù)，要求每個(gè)條帶內(nèi)的拋物面2具有相同的焦點(diǎn)3，如圖3所示。通過(guò)改變各個(gè)條形反射鏡14的傾角大小來(lái)實(shí)現(xiàn)菲涅爾式反射鏡裝置I的焦點(diǎn)3的變化。已知拋物面2是以?huà)佄锞€(xiàn)為母線(xiàn)，沿ー個(gè)方向掃描形成的，如圖3所示，過(guò)原點(diǎn)的拋物線(xiàn)方程如下y2 = 2p0z (I)其中Pci為拋物線(xiàn)的面型參數(shù),其焦點(diǎn)坐標(biāo)為F (O，)<>所有與上述初始拋物線(xiàn)方程(I)共焦點(diǎn)的拋物線(xiàn)方程為/ =4(^--d)(z-d)(2)其中，d為拋物線(xiàn)在z軸上的截距。[0040]如圖3所示，每個(gè)直條帶內(nèi)的拋物面2的面型參數(shù)公式如下
權(quán)利要求1.一種菲涅爾式聚光反射器，其特征在于，包括菲涅爾式反射鏡裝置，所述菲涅爾式反射鏡裝置包括一系列不連續(xù)的具有不同傾角的條形反射鏡，所述條形反射鏡并排排列形成鋸齒狀且共焦點(diǎn)。
2.根據(jù)權(quán)利要求I所述的菲涅爾式聚光反射器，其特征在于，所述條形反射鏡是平面反射鏡。
3.根據(jù)權(quán)利要求I所述的菲涅爾式聚光反射器，其特征在于，所述菲涅爾式反射鏡裝置還包括固定座，所述條形反射鏡固定在所述固定座上。
4.根據(jù)權(quán)利要求3所述的菲涅爾式聚光反射器，其特征在于，所述固定座包括鋸齒形條狀物，所述鋸齒形條狀物設(shè)置有若干鋸齒面，所述條形反射鏡分別固定在所述鋸齒面上。
5.根據(jù)權(quán)利要求4所述的菲涅爾式聚光反射器，其特征在于，所述鋸齒形條狀物包括對(duì)稱(chēng)設(shè)置的兩個(gè)鋸齒形部分，兩個(gè)所述鋸齒形部分之間形成的角度小于15°，所述鋸齒形部分上的所述鋸齒面的上端點(diǎn)位于同一直線(xiàn)上，或者所述鋸齒形部分上的所述鋸齒面的下端點(diǎn)位于同一直線(xiàn)上，或者所述條形反射鏡內(nèi)平行于條形反射鏡的棱線(xiàn)的線(xiàn)段位于同一平面內(nèi)。
6.一種菲涅爾式太陽(yáng)能熱水系統(tǒng)，其特征在于，包括根據(jù)權(quán)利要求I至5中任一項(xiàng)所述的菲涅爾式聚光反射器。
7.根據(jù)權(quán)利要求6所述的菲涅爾式太陽(yáng)能熱水系統(tǒng)，其特征在干，所述菲涅爾式太陽(yáng)能熱水系統(tǒng)還包括吸熱器，所述吸熱器安裝在所述菲涅爾式聚光反射器的焦點(diǎn)上。
8.根據(jù)權(quán)利要求7所述的菲涅爾式太陽(yáng)能熱水系統(tǒng)，其特征在干，所述菲涅爾式太陽(yáng)能熱水系統(tǒng)還包括追日裝置，所述吸熱器和所述菲涅爾式聚光反射器均安裝在所述追日裝置上。
9.根據(jù)權(quán)利要求8所述的菲涅爾式太陽(yáng)能熱水系統(tǒng)，其特征在于，所述追日裝置包括齒輪、弧形導(dǎo)軌和驅(qū)動(dòng)部件，所述吸熱器和所述菲涅爾式聚光反射器均安裝在所述弧形導(dǎo)軌上，所述驅(qū)動(dòng)部件通過(guò)所述齒輪連接所述弧形導(dǎo)軌從而驅(qū)動(dòng)所述弧形導(dǎo)軌轉(zhuǎn)動(dòng)。
10.根據(jù)權(quán)利要求7所述的菲涅爾式太陽(yáng)能熱水系統(tǒng)，其特征在于，所述菲涅爾式太陽(yáng)能熱水系統(tǒng)還包括儲(chǔ)水器，所述儲(chǔ)水器分別通過(guò)冷水管和熱水管管路連通所述吸熱器。
專(zhuān)利摘要本實(shí)用新型涉及一種菲涅爾式聚光反射器，包括菲涅爾式反射鏡裝置，菲涅爾式反射鏡裝置包括一系列不連續(xù)的具有不同傾角的條形反射鏡，條形反射鏡并排排列形成鋸齒狀且共焦點(diǎn)。較佳地，條形反射鏡是平面反射鏡，還包括固定座，條形反射鏡固定在固定座上，固定座包括鋸齒形條狀物，鋸齒形條狀物設(shè)置有若干鋸齒面，條形反射鏡分別固定在鋸齒面上。還提供了相關(guān)的菲涅爾式太陽(yáng)能熱水系統(tǒng)。本實(shí)用新型的菲涅爾式聚光反射器設(shè)計(jì)獨(dú)特，結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)單，制造成本低，提高了聚光比，減少了吸熱器的面積，提高了吸熱器上的吸熱效率，菲涅爾式太陽(yáng)能熱水系統(tǒng)還具有追日功能，提高了能量的利用效率，適于大規(guī)模推廣應(yīng)用。
文檔編號(hào)G02B5/08GK202472013SQ20112056461
公開(kāi)日2012年10月3日 申請(qǐng)日期2011年12月29日 優(yōu)先權(quán)日2011年12月29日
發(fā)明者劉彬, 游思梁 申請(qǐng)人:上海晶電新能源有限公司