CN209842116U - 聚光棱镜 - Google Patents
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Abstract
本实用新型聚光棱镜涉及一种用于安装在聚光集热管内的聚光棱镜。其目的是为了提供一种能够减少聚光损失、聚光效果好、耐高温的聚光棱镜。本实用新型聚光棱镜包括棱镜本体，所述棱镜本体为水晶玻璃材质，棱镜本体的上部为半圆柱型，下部的横截面为倒梯形，位于半圆柱型顶面的弧形曲面作为进光面，下部倒梯形结构的底面为出光面，棱镜本体的进光面和出光面以外的面上涂覆有光反射层。
Description
技术领域
本实用新型涉及太阳能发电技术领域，特别是涉及一种安装在聚光集热管内的聚光棱镜。
背景技术
太阳能集热技术是针对太阳能的一种有效的利用方式，基本原理是将太阳光聚焦后照射聚光芯片电池，使其发电。太阳光聚焦的过程通常是采用镜片的折射来实现。常用的镜片可以采用透镜、棱镜，也可以选用其他可以聚光的光学元件。
菲涅尔透镜是目前比较常用的聚光元件，其镜片一面为光面，另一面刻录了由小到大的同心圆，其纹理根据光的干涉及相对灵敏度和接收角度要求来设计。
菲涅尔透镜虽然较为常用，但其仍然存在一定的缺陷。由于菲涅尔透镜的结构特点，其只能聚焦垂直光源，无法控制斜射光源的聚焦。若将太阳光完全折射成垂直菲涅尔透镜照射，需要复杂的设备来实现，设备投入和占地面积都会增加。菲涅尔透镜一般采用树脂类材料制成，对于工作温度的要求较高，一般在较低温度环境下工作，温度过高会造成镜片使用寿命的损耗。
实用新型内容
本实用新型要解决的技术问题是提供一种能够减少聚光损失、聚光效果好、耐高温的聚光棱镜。
本实用新型聚光棱镜，包括棱镜本体，所述棱镜本体为水晶玻璃材质，棱镜本体的上部为半圆柱型，下部的横截面为倒梯形，位于半圆柱型顶面的弧形曲面作为进光面，下部倒梯形结构的底面为出光面，棱镜本体的进光面和出光面以外的面上涂覆有光反射层。
本实用新型聚光棱镜，其中所述棱镜本体上部的半圆柱型包括具有一个弧形曲面和两个沿竖直方向设置的端面，下部包括两个向内倾斜的侧面、两个沿竖直方向的侧面和一个沿水平方向设置的底面。
本实用新型聚光棱镜，其中两个沿竖直方向设置的侧面与半圆柱型的端面为同一平面。
本实用新型聚光棱镜，其中所述棱镜本体上设置有定位结构，定位结构用于配合聚光支架将聚光棱镜安装到聚光集热管中。
本实用新型聚光棱镜，其中所述定位结构为安装槽，安装槽对称加工在棱镜本体的两个向内倾斜的侧面上。
本实用新型聚光棱镜，其中所述定位结构为定位孔，定位孔对称加工在棱镜本体的两个向内倾斜的侧面上。
本实用新型聚光棱镜，其中所述定位结构为定位凸缘，定位凸缘对称加工在棱镜本体的两个端面上。
本实用新型聚光棱镜，其中所述定位结构为定位凹槽，定位凹槽加工在棱镜本体上部的四个边角上。
本实用新型聚光棱镜，其中所述光反射层涂覆为银涂层或铝涂层。
本实用新型聚光棱镜与现有技术不同之处在于，本实用新型聚光棱镜本实用新型聚光棱镜首先在形状和结构上与现有的菲涅尔透镜和一般棱镜不同，采用上部弧形曲面结构、下部倒梯形结构的设计。弧形曲面的进光面可以接收更多角度的光线，提高聚光效率。棱镜本体的侧面和端面上涂覆有银反射层，可以减少漏光，增强光线在棱镜本体内部的折射和反射，减少聚光损失，提高聚光效率。本实用新型聚光棱镜采用水晶玻璃材质，可以承受100℃以上的工作环境，在此温度下棱镜的使用寿命不会受到影响。
下面结合附图对本实用新型的聚光棱镜作进一步说明。
附图说明
图1为本实用新型聚光棱镜的立体图；
图2为本实用新型聚光棱镜的主视图；
图3为本实用新型聚光棱镜的侧视图；
图4为本实用新型聚光棱镜与聚光支架装配后的结构示意图；
图5为本实用新型聚光棱镜实施例2的结构示意图；
图6为本实用新型聚光棱镜实施例3的结构示意图；
图7为本实用新型聚光棱镜实施例4的结构示意图；
图8为本实用新型聚光棱镜实施例5的结构示意图；
图中标记示意为：1-光反射层；2-进光面；3-安装槽；4-出光面；5-聚光支架；6-定位孔；7-定位凸台；8-定位凸缘；9-定位凹槽。
具体实施方式
以下实施例用于说明本实用新型，但不用来限制本实用新型的范围。
实施例1
如图1-3所示，本实用新型聚光棱镜包括棱镜本体，棱镜本体的材质为耐高温、高硬度、高导光率的水晶玻璃。相比于树脂材料，水晶玻璃材质可以承受更高的工作温度。
棱镜本体的上部为半圆柱型，具有一个弧形曲面和两个沿竖直方向设置的端面；棱镜本体的下部横截面为倒梯形，具有两个向内倾斜的侧面、两个沿竖直方向的侧面和一个沿水平方向设置的底面，其中两个沿竖直方向设置的侧面与半圆柱型的端面为同一平面。
棱镜本体的弧形曲面为进光面2，底面为出光面4。弧形曲面的进光面2除了可以吸收直射的光线外，还可以吸收一部分斜射的光线，光线由弧形曲面进入棱镜本体后再进行多次折射和反射后由底面射出。在太阳能集热发电系统安装时，棱镜本体的底面会正对聚光芯片电池的芯片本体，从出光面4射出的光照射聚光芯片电池产生电流。棱镜本体在加工成型后会对进光面2和出光面4进行打磨工艺处理，增加其透光效果。
棱镜本体的侧面和端面涂覆有光反射层1，光反射层1可以最大限度的防止漏光，减少光损失。本实施例中的光反射层1涂覆为银涂层，也可为铝涂层。光线进入棱镜本体后，由于光反射层1的存在，大部分光线只能在棱镜本体内部进行折射和反射，这样也可以提高聚光效率。
棱镜本体上设置有定位结构，定位结构用于配合聚光支架将聚光棱镜安装到聚光集热管中。在实施例中，如图4所示，定位结构为安装槽3，安装槽3对称加工在棱镜本体的两个向内倾斜的侧面上。
实施例2
本实施例与实施例1不同之处在于，如图5所示，定位结构为定位孔6，定位孔6对称加工在棱镜本体的两个向内倾斜的侧面上。
实施例3
本实施例与实施例1不同之处在于，如图6所示，定位结构为定位凸台7，定位凸台7对称加工在棱镜本体的侧面上，具体可以为两个向内倾斜的侧面上。
实施例4
本实施例与实施例1不同之处在于，如图7所示，定位结构为定位凸缘8，定位凸缘8对称加工在棱镜本体的两个端面上。
实施例5
本实施例与实施例1不同之处在于，如图8所示，定位结构为定位凹槽9，定位凹槽9加工在棱镜本体上部的四个边角上。
本实用新型聚光棱镜在使用时需要安装在聚光集热管中，太阳光照射到太阳能聚光集热装置上安装的反射镜后聚焦成一条光带，光带正对聚光集热管内的聚光棱镜的进光面2，光线由进光面2进入聚光棱镜后由出光面4射出，照射聚光集热管内的聚光芯片电池，产生电流。
本实用新型聚光棱镜首先在形状和结构上与现有的菲涅尔透镜和一般棱镜不同，采用上部弧形曲面结构、下部倒梯形结构的设计。弧形曲面的进光面2可以接收更多角度的光线，提高聚光效率。棱镜本体的侧面和端面上涂覆有光反射层1，可以减少漏光，增强光线在棱镜本体内部的折射和反射，减少聚光损失，提高聚光效率。
虽然，上文中已经用一般性说明及具体实施例对本实用新型作了详尽的描述，但在本实用新型基础上，可以对之作一些修改或改进，这对本领域技术人员而言是显而易见的。因此，在不偏离本实用新型精神的基础上所做的这些修改或改进，均属于本实用新型要求保护的范围。
Claims (9)
1.一种聚光棱镜，其特征在于：包括棱镜本体，所述棱镜本体为水晶玻璃材质，棱镜本体的上部为半圆柱型，下部的横截面为倒梯形，位于半圆柱型顶面的弧形曲面作为进光面，下部倒梯形结构的底面为出光面，棱镜本体的进光面和出光面以外的面上涂覆有光反射层。
2.根据权利要求1所述的聚光棱镜，其特征在于：所述棱镜本体上部的半圆柱型包括具有一个弧形曲面和两个沿竖直方向设置的端面，下部包括两个向内倾斜的侧面、两个沿竖直方向的侧面和一个沿水平方向设置的底面。
3.根据权利要求2所述的聚光棱镜，其特征在于：两个沿竖直方向设置的侧面与半圆柱型的端面为同一平面。
4.根据权利要求2所述的聚光棱镜，其特征在于：所述棱镜本体上设置有定位结构，定位结构用于配合聚光支架将聚光棱镜安装到聚光集热管中。
5.根据权利要求4所述的聚光棱镜，其特征在于：所述定位结构为安装槽，安装槽对称加工在棱镜本体的两个向内倾斜的侧面上。
6.根据权利要求4所述的聚光棱镜，其特征在于：所述定位结构为定位孔，定位孔对称加工在棱镜本体的两个向内倾斜的侧面上。
7.根据权利要求4所述的聚光棱镜，其特征在于：所述定位结构为定位凸缘，定位凸缘对称加工在棱镜本体的两个端面上。
8.根据权利要求4所述的聚光棱镜，其特征在于：所述定位结构为定位凹槽，定位凹槽加工在棱镜本体上部的四个边角上。
9.根据权利要求1所述的聚光棱镜，其特征在于：所述光反射层涂覆为银涂层或铝涂层。
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