CN102692697B - 一种聚能蜂涡集光器 - Google Patents
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Abstract
本发明涉及一种聚能蜂涡集光器，其特征在于包括集光器和45度角反射器；集光器为漏斗型结构，内部沿中心轴线设有多个通孔，每个通孔的小端设有45度角反射器。本发明的有益效果是：采用蜂涡通道结构采集光能来增加采光面积，采光面的半径为传输通路的3.5倍以上，比同等传输通路相比可成10倍以上的增加光能采集面积；利用蜂窝通路原理避免光能从通路溢出，增加光能的利用效率；利用反射性质减少光能的损耗，利用反射材料的高性能、经济效益高以减少成本；利用45度角反射改良光路出射角度，增大入射角，使得光路在后期的传输中减少反射的损耗，提高光能的利用。
Description
技术领域
本发明涉及一种聚能蜂涡集光器，利用扩大采光面积和通路结构改善光的出射角度来提高对太阳能光的采集应用。
背景技术
目前，太阳能采集利用已经广泛应用于各种太阳能应用***，对太阳光的采集利用技术发展迅速，通常透明组合棱镜和反光镜传输阳光，材料一般采用棱镜或PC材料添加UV注塑加工而成，利用光的折射和反射来实现光能利用。棱镜的过多应用和高透射材料的加入使得制作成本加大。光的折射和散射、吸收，使得光能利用效率不高。光学传输通道大小影响了光能的采集面的大小，使得光能利用不能最大化。
发明内容
为了提高现有光能采集技术的成本高，因折射、散射、光学材料吸收、光学采集面积不大的缺陷，本发明提供一种聚能蜂涡集光器，利用光能的反射特性和设计采光结构最大化的利用光能，利用反射材料成本低，光能损耗小，扩大采光面积的方法来提高光能的利用。
一种聚能蜂涡集光器，其特征在于包括集光器和45度角反射器2；集光器为漏斗型结构，内部沿中心轴线设有多个通孔，每个通孔的小端设有45度角反射器2。
所述集光器由多个涡式螺旋结构通路1沿逆时针方向采用相同夹角集合组成集光器。
所述涡式螺旋结构通路1采用镀膜反射材料。
所述45度角反射器采用镀膜反射材料。
所述多个涡式螺旋结构通路1为4～12个。
所述涡式螺旋结构通路1包括第一曲面3、第二曲面4、第三曲面5和聚集点6；第一曲面3和第二曲面4的弧度为60度，且沿逆时针方向向下旋转90度以形成不规则曲面，第三曲面5为集光器的漏斗型结构***圆锥型侧面的一部分，第一曲面3和第二曲面4的的夹角小于15度；第一曲面3、第二曲面4和第三曲面5集合为聚集点6，聚集点6为通孔结构。
本发明的有益效果是：采用蜂涡通道结构采集光能来增加采光面积，采光面的半径为传输通路的3.5倍以上，比同等传输通路相比可成10倍以上的增加光能采集面积；利用蜂窝通路原理避免光能从通路溢出，增加光能的利用效率；利用反射性质减少光能的损耗，利用反射材料的高性能、经济效益高以减少成本；利用45度角反射改良光路出射角度，增大入射角，使得光路在后期的传输中减少反射的损耗，提高光能的利用。
下面结合附图和实施例对本发明进一步说明。
附图说明
图1是本发明的整体结构外观图。
图2是蜂涡集光器俯视图
图3是蜂涡集光器光路通路图
1-涡式螺旋结构通路，2-45度角反射器，3-第一曲面，4-第二曲面，5-第三曲面，6-聚集点。
具体实施方式
现结合实施例、附图对本发明作进一步描述：
本实施例所采用的技术方案是：蜂涡集光器由多个（4-12个）涡式螺旋结构通路组成漏斗型的集光器和内嵌45度角反射器组成，通路结构由镀膜反射材料构成，45度角发射器也采用镀膜反射材料构成，同时与各通路出射口夹角为45度。多个相同的通路沿逆时针方向采用相同夹角组成集光器。光能通过采光罩透射把光能传输到蜂涡集光器上，光通过集光器的多个通路，采用反射的方法，利用通道的涡式螺旋结构，保证光只能沿通路像黑洞原理一样把光能集中到通路出口，利用45度角反射原理再改变光路传输把光能进行传输。
在图1中，采光罩采取光源并防止水、尘；集光器外形夹角60度与地平面法线夹角30度成漏斗型。1为涡式螺旋结构通路，2为45度角反射器。
在图2中，将蜂涡集光器分为八个相同的通路，传输光能。
在图3所示每个通路中采用涡轮结构通路旋转向下汇集缩小对光进行汇集，第一曲面3和第二曲面4为弧度为60，且沿逆时针方向向下旋转90度的不规则曲面；第三曲面5为圆锥型的侧面一部分；第一曲面3与第二曲面4的夹角小于15度，和第三曲面5组成一个涡轮结构通路，通路从采光面到出射前通路旋转90度向下汇集。涡轮结构通路采用反射率大于等于95％的镀膜镜面，利用光的反射原理使光沿通路汇集于聚集点6，且光路为平行于地面或夹角很小，利用45度角光路反射原理使得出射光于传输通路平行或夹角很小，改善光的出射角度，提高光在传输通路中的效率。
在光直射且理想的传输过程中利用采集器（反射率大于等于95％的镀膜镜面，45度角光路反射率为95％）可以使效率达到81.5％，采光面积扩大10倍以上，使得采用蜂涡集光器的采光利用可比不采用集光器大8倍以上。
Claims (4)
1.一种聚能蜂窝集光器，其特征在于包括集光器和45度角反射器（2）；集光器为漏斗型结构，内部沿中心轴线设有多个通孔，每个通孔的小端设有45度角反射器（2）；所述集光器由多个涡式螺旋结构通路（1）沿逆时针方向采用相同夹角集合组成；所述涡式螺旋结构通路（1）包括第一曲面（3）、第二曲面（4）、第三曲面（5）和聚集点（6）；第一曲面（3）和第二曲面（4）的弧度为60度，且沿逆时针方向向下旋转90度以形成不规则曲面，第三曲面（5）为集光器的漏斗型结构***圆锥型侧面的一部分，第一曲面（3）和第二曲面（4）的的夹角小于15度；第一曲面（3）、第二曲面（4）和第三曲面（5）集合为聚集点（6），聚集点（6）为通孔结构。
2.根据权利要求1所述聚能蜂窝集光器，其特征在于：所述涡式螺旋结构通路（1）采用镀膜反射材料。
3.根据权利要求1所述聚能蜂窝集光器，其特征在于：所述45度角反射器采用镀膜反射材料。
4.根据权利要求2所述聚能蜂窝集光器，其特征在于：所述多个涡式螺旋结构通路（1）为4～12个。
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