CN202995062U - 一种凸透镜 - Google Patents
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Abstract
一种凸透镜，由透明材料构成，该凸透镜的横截面的形状是由两条曲线相交构成的，其中一条曲线是光滑的，另一条曲线由若干小光滑曲线和小折线顺序连接形成。该凸透镜的立体形状可以是圆形、也可以是长方形。该透镜的应用在太阳能利用方面，有利于太阳光的吸收。
Description
技术领域
本实用新型涉及一种凸透镜，属于光学设备。
背景技术
常用的凸透镜横截面的形状是由两条光滑曲线相交构成的，中间厚，边缘薄。还有一种凸透镜是菲涅尔透镜，菲涅尔透镜的横截面的形状是由一条直线和一条曲线相交构成的，这条曲线由若干小光滑曲线和小折线顺序连接形成。菲涅尔透镜使得凸透镜中间不再那么厚，减轻了凸透镜的重量。菲涅尔透镜可以用在太阳能的开发利用上。现在，低温太阳能热水器的技术几乎达到完美，现在人们把目标集中在了80℃-250℃的中温研究。因为太阳辐射到地球的热量有限，将太阳光聚焦获得中温是行之有效的方法。聚焦的方式有两种：其一是反射聚焦，其二是折射聚焦。现在折射聚焦装置都是使用的菲涅尔透镜。由于菲涅尔透镜的朝向太阳的面为平面，对于固定不动的菲涅尔透镜，只有阳光垂直照射时的中午入射角小，透镜吸收好，在上午或者下午入射角越大，透镜平面的反射越强，不利于太阳光的吸收。
发明内容
为了克服现有的凸透镜的不足，本实用新型提供一种凸透镜，有利于一整天的太阳光能量的吸收。
本实用新型解决其技术问题所采用的技术方案是：一种凸透镜，由透明材料构成，该凸透镜的横截面的形状是由两条曲线相交构成的，其中一条曲线是光滑的，另一条曲线由若干小光滑曲线和小折线顺序连接构成。该凸透镜的立体形状可以是以所述横截面的主光轴为轴心，所述横截面的形状绕轴心旋转180°所得到的圆形立体形状。该凸透镜的立体形状也可以是保持所述横截面的形状不变，将所述横截面的形状沿主光轴的垂线方向延长生长，延长生长的距离为高所得到的长方形立体形状。所述小光滑曲线的形状包括直线。因为当小光滑曲线的形状是直线时，也能够将光线折射到主焦点附近。如果将一个普通透镜中午正对太阳光固定不动，这时光线经折射后会聚在主焦点，而在上午和下午的时候太阳光只能够会聚在付焦点，付焦点的位置随着太阳的移动而移动。太阳光一天中在主焦点附近移动的距离越小，透镜会聚太阳光效果越好。由于太阳绕透镜一天的旋转轨迹是一段椭圆，所以将朝向太阳那一面的本实用新型设计为一段椭圆比较好，因为这样能够保证一整天太阳光对本实用新型的入射角始终保持为零，光线全部被本实用新型吸收。背向太阳那一面的若干小光滑曲线和小折线的设计，要根据焦距、根据透明介质材料、根据实验修正得出。 所以，在前面开始描述凸透镜的横截面的形状时，没有将曲线形状具体说成圆、椭圆或者抛物线，而是说成了光滑曲线。在太阳光会聚的主焦点处安放接收光的器件。例如光热利用时可以安放热管，光电利用时可以安放光电池。由于安放的器件有一定的大小，聚光后只要投射到该器件上即可。所以，本实用新型的制作精度要求不高，通过模具的浇铸或者压制即可使用，不像普通光学透镜那样精细研磨。
本实用新型的有益效果是，凸透镜做成光滑曲线形形状，在太阳光线一天中的旋转照射中，有利于太阳光的折射。做成光滑曲线形形状抗压强度大。制作工艺简单，成本低，容易推广。
附图说明
附图是本实用新型的结构原理图。
图1是普通凸透镜的横截面结构图。
图2是本实用新型的横截面结构图。
图3是本实用新型圆形立体形状的结构图。
图4是本实用新型长方形立体形状的结构图。
图5是太阳光照射到本实用新型的示意图。
图6是太阳光照射到菲涅尔透镜的示意图。
图中1.光滑曲线，2.小光滑曲线，3.小折线，4.主光轴。
具体实施方式
下面结合附图和实施例对本实用新型进一步说明。
图1是普通凸透镜的横截面结构图，该横截面的形状是由两条光滑曲线相交构成的。图2是本实用新型的横截面结构图，该横截面的形状是由两条曲线相交构成的，其中一条曲线1是光滑的，另一条曲线由若干小光滑曲线2和小折线3顺序连接形成，4为该透镜的主光轴。
实施例1：本实用新型的立体形状是以所述横截面的形状的主光轴4为轴心，所述横截面的形状绕轴心旋转180°所得到的圆形立体形状。圆形立体形状如图3所示。
实施例2：本实用新型的立体形状可以是保持所述横截面的形状不变，将所述横截面的形状沿主光轴4的垂线方向延长生长，延长生长的距离为高所得到的长方形立体形状。长方形立体形状如图4所示。
图5是本实用新型固定放置，太阳光在上午、中午、下午照射到本实用新型的示意图，图中的圆代表太阳，由图可以看出本实用新型能够保证各个时间段的入射角为零。图6是菲涅尔透镜固定放置，太阳光在上午、中午、下午照射到菲涅尔透镜的示意图，在上午和下午时间段有入射的同时，存在反射，太 阳光利用率降低。
Claims (4)
1.一种凸透镜，由透明材料构成，其特征是：该凸透镜的横截面的形状是由两条曲线相交构成的，其中一条曲线是光滑的，另一条曲线由若干小光滑曲线和小折线顺序连接构成。
2.根据权利要求1所述的凸透镜，其特征是：该凸透镜的立体形状可以是以所述横截面的主光轴为轴心，所述横截面的形状绕轴心旋转180°所得到的圆形立体形状。
3.根据权利要求1所述的凸透镜，其特征是：该凸透镜的立体形状也可以是保持所述横截面的形状不变，将所述横截面的形状沿主光轴的垂线方向延长生长，延长生长的距离为高所得到的长方形立体形状。
4.根据权利要求1所述的凸透镜，其特征是：所述小光滑曲线的形状包括直线。
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| CN 201220584585 CN202995062U (zh) | 2012-10-30 | 2012-10-30 | 一种凸透镜 |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
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| CN 201220584585 CN202995062U (zh) | 2012-10-30 | 2012-10-30 | 一种凸透镜 |
Publications (1)
| Publication Number | Publication Date |
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| CN202995062U true CN202995062U (zh) | 2013-06-12 |
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ID=48566230
Family Applications (1)
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| CN 201220584585 Expired - Fee Related CN202995062U (zh) | 2012-10-30 | 2012-10-30 | 一种凸透镜 |
Country Status (1)
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| CN (1) | CN202995062U (zh) |
Cited By (1)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| CN104406313A (zh) * | 2014-11-29 | 2015-03-11 | 门立山 | 聚光贮热加热一体的太阳能热水器 |
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2012
- 2012-10-30 CN CN 201220584585 patent/CN202995062U/zh not_active Expired - Fee Related
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Granted publication date: 20130612 Termination date: 20151030 |
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