CN218099671U - 一种太阳能光热利用的球面或非球面平凸柱面透镜阵列 - Google Patents

Abstract

本实用新型涉及一种太阳能光热利用的球面或非球面平凸柱面透镜阵列，涉及太阳能光热利用技术领域，包括基板和平凸柱面透镜；所述基板呈两面光滑的板状，所述平凸柱面透镜一面水平，所述平凸柱面透镜另一面为中间厚边缘较薄的平滑面；在所述基板一面上平行的布设有多个所述平凸柱面透镜，所述平凸柱面透镜的水平一面和所述基板连接。其优点在于：本实用新型提供的太阳能光热利用的球面或非球面平凸柱面透镜阵列，通过将多个平凸柱面透镜集成在基板上，结构简单、便于安装，提高了太阳能转换利用效率；同时基板的向光面表面光滑，便于清洁维护和保养。

Description

一种太阳能光热利用的球面或非球面平凸柱面透镜阵列

技术领域

本实用新型涉及太阳能光热利用技术领域，更具体地说，涉及一种太阳能光热利用的球面或非球面平凸柱面透镜阵列。

背景技术

随着社会的发展，清洁能源开发已经成为各研究所、各公司以及个人研发焦点；其中，太阳能利用由于具有丰富资源以及清洁的优点，因此成为了广大研发者研发方向；太阳能利用中由于凸透镜具有聚焦作用，吸收太阳能效率高，因此受到了广泛应用。

太阳能光热是指太阳辐射的热能，太阳能光热利用，除太阳能热水器外，还有太阳房、太阳灶、太阳能温室、太阳能干燥系统、太阳能土壤消毒杀茵技术等，太阳能的开发利用将是未来能源发展的重要方向。

凸透镜是一种常见的透镜，中间厚、边缘薄；可以将平行光线(如阳光)平行于主光轴(凸透镜两个球面的球心的连线称为此透镜的主光轴)射入凸透镜，光在透镜的两面经过两次折射后，集中在轴上的一点，此点叫做凸透镜的焦点，其太阳能光热会集中在这一点上。

现有太阳能光热利用技术，大多为普通平板集热器没有聚焦功能，没有提高太阳光热能量的能流密度，换热工质的工作运行温度最高不超过200℃，因此，这种技术的普通集热板只适合制取生活热水、供暖等中低温的太阳能光热利用，而无法用于光热发电等温度高达500～1200℃太阳能高温利用的领域。

专利文献：CN201138079，公告日：20081022，公开了一种凸透镜太阳能采集利用装置，它由支架、数十个渐变型光纤采光器、太阳能采集箱、光导纤维、光热转换器组成；太阳能采集箱的安装于支架；太阳能采集箱包括箱体和凸透镜面板，凸透镜面板由数十块排列在同一平面的凸透镜构成；每个凸透镜的几何中心位置正下方安装一个渐变型光纤采光器，每个渐变型光纤采光器的末端连接有传输光纤，数十根传输光纤集束为一体组成光导纤维，光导纤维的输出端固定于光热转换器。

优点在于：可用于采暖、烧水做饭，也可为容积式持续发动机提供热能，驱动发动机。但是该技术方案要利用到光导纤维以及光热转换器等，结构复杂，制造成本较高，不利于广泛生产使用。

前面的叙述在于提供一般的背景信息，并不一定构成现有技术。

实用新型内容

本实用新型的目的在于提供一种太阳能光热利用的球面或非球面平凸柱面透镜阵列，结构简单、便于安装和清洁维护和保养，提高了太阳能转换利用效率。

本实用新型提供一种太阳能光热利用的球面或非球面平凸柱面透镜阵列，包括基板和平凸柱面透镜；所述基板呈两面光滑的板状，所述平凸柱面透镜一面水平，所述平凸柱面透镜另一面为中间厚边缘较薄的平滑面；在所述基板一面上平行的布设有多个所述平凸柱面透镜，所述平凸柱面透镜的水平一面和所述基板连接。

进一步地，所述基板远离所述平凸柱面透镜的一面为向光面。

进一步地，所述平凸柱面透镜一面水平，所述平凸柱面透镜另一面为平滑的圆柱面；所述平凸柱面透镜由圆柱形沿平行于轴线的面切割形成。

进一步地，所述平凸柱面透镜一面水平，所述平凸柱面透镜另一面为平滑的椭柱面；所述平凸柱面透镜由椭圆形柱沿平行于椭圆形截面的长轴或者短轴的面切割形成。

进一步地，所述基板呈长方体板状，所述平凸柱面透镜的水平截面呈长方形；多个所述平凸柱面透镜沿第一延伸方向接触布设，以在第一延伸方向上形成平凸柱面透镜列。

进一步地，所述平凸柱面透镜列包括19个平凸柱面透镜。

进一步地，所述第一延伸方向和所述长方体板状的基板的长边平行。

进一步地，所述基板和所述平凸柱面透镜为一体成型连接。

进一步地，所述基板和所述平凸柱面透镜为相同材质制成。

本实用新型提供的太阳能光热利用的球面或非球面平凸柱面透镜阵列，通过将多个平凸柱面透镜集成在基板上，结构简单、便于安装，提高了太阳能转换利用效率；同时基板的向光面表面光滑，便于清洁维护和保养。

附图说明

图1为本实用新型实施例提供的太阳能光热利用的球面或非球面平凸柱面透镜阵列的结构示意图。

图2为图1中太阳能光热利用的球面或非球面平凸柱面透镜阵列的前视示意图。

图3为图1中太阳能光热利用的球面或非球面平凸柱面透镜阵列的另一视角的结构示意图。

图4为图1中太阳能光热利用的球面或非球面平凸柱面透镜阵列的俯视示意图。

附图中涉及的附图标记和组成部分如下所示：

1、基板

2、平凸柱面透镜

3、平凸柱面透镜列

具体实施方式

下面结合附图和实施例，对本实用新型的具体实施方式作进一步详细描述。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。

本实用新型的说明书和权利要求书中的术语“第一”、“第二”、“第三”、“第四”等是用于区别类似的对象，而不必用于描述特定的顺序或先后次序。

实施例1

图1为本实用新型实施例提供的太阳能光热利用的球面或非球面平凸柱面透镜阵列的结构示意图，图3为图1中太阳能光热利用的球面或非球面平凸柱面透镜阵列的另一视角的结构示意图。请参照图1、图3，本实用新型实施例提供的太阳能光热利用的球面或非球面平凸柱面透镜阵列，包括基板1和平凸柱面透镜2；所述基板1呈两面光滑的板状，所述平凸柱面透镜2一面水平，所述平凸柱面透镜2另一面为中间厚边缘较薄的平滑面；在所述基板1一面上平行的布设有多个所述平凸柱面透镜2，所述平凸柱面透镜2的水平一面和所述基板1连接。

进一步地，基板1远离所述平凸柱面透镜2的一面为向光面。

需要说明的是，本实用新型提供的太阳能光热利用的非球面或球面的平凸透镜阵列，通过将多个平凸柱面透镜2集成在基板1上，结构简单、便于安装，提高了太阳能转换利用效率；同时，通过平凸柱面透镜2的聚焦功能，相比于圆形的凸透镜，平凸柱面透镜2提高了集热面积，提高太阳光热能量的能流密度，温度可以达到上千度；因此，本实用新型不仅可以制取生活热水、供暖等中低温的太阳能光热利用，而且还可以用于光热发电等温度高达500～1200℃太阳能高温利用的领域；同时基板1的向光面表面光滑设计，便于清洁维护和保养。

进一步地，所述平凸柱面透镜2一面水平，所述平凸柱面透镜2另一面为平滑的圆柱面；所述平凸柱面透镜2由圆柱形沿平行于轴线的面切割形成。需要说明的是，平凸柱面透镜2圆柱面的设计，使得平凸柱面透镜2聚焦面积增加，进一步提高了太阳能转换利用效率；同时规则的圆柱面便于生产与制造。

进一步地，所述平凸柱面透镜2一面水平，所述平凸柱面透镜2另一面为平滑的椭柱面；所述平凸柱面透镜2由椭圆形柱沿平行于椭圆形截面的长轴或者短轴的面切割形成。需要说明的是，椭柱面的平凸柱面透镜2曲率半径随着中心轴而变化，从而使得聚焦分散，进一步可以加大集热面积，提高了太阳能转换利用效率。

图4为图1中太阳能光热利用的球面或非球面平凸柱面透镜阵列的俯视示意图。请参照图4，本实用新型提供的基板1呈长方体板状，所述平凸柱面透镜2的水平截面呈长方形；多个所述平凸柱面透镜2沿第一延伸方向接触布设，以在第一延伸方向上形成平凸柱面透镜列3。具体地，所述平凸柱面透镜列3包括19个平凸柱面透镜2；所述第一延伸方向和所述长方体板状的基板1的长边平行。

需要说明的是，基板1长方体板状的设计以及平凸柱面透镜2的阵列设置，便于将本实用新型的太阳能光热利用的球面或非球面平凸柱面透镜阵列集成在需要加热的装置上。

图2为图1中太阳能光热利用的球面或非球面平凸柱面透镜阵列的前视示意图。请参照图2，本实用新型提供的基板1和所述平凸柱面透镜2为一体成型连接；所述基板1和所述平凸柱面透镜2为相同材质制成。需要说明的是，基板1和平凸柱面透镜2一体成型以及相同材质的设计，使得光线在传输时，不会受到基板1和平凸透镜2连接处的干扰，提高了太阳能转换利用效率。

需要说明的是，平凸柱面透镜2无论入射光从平面侧入射，还是从曲面侧入射均可达到上述有益效果；透镜凸面的曲线类型、曲率半径和焦距的大小，各平凸柱面透镜2的距离大小不同均属本专利的权利范围。

基于上文的描述可知，本实用新型优点在于：

1、本实用新型的太阳能光热利用的球面或非球面平凸柱面透镜阵列，通过将多个平凸柱面透镜2集成在基板1上，结构简单、便于安装，提高了太阳能转换利用效率。

2、本实用新型的太阳能光热利用的球面或非球面平凸柱面透镜阵列，通过平凸柱面透镜2的聚焦功能，相比于圆形的凸透镜，平凸柱面透镜2提高了集热面积，提高太阳光热能量的能流密度，温度可以达到上千度；因此，本实用新型不仅可以制取生活热水、供暖等中低温的太阳能光热利用，而且还可以用于光热发电等温度高达500～1200℃太阳能高温利用的领域。

3、本实用新型的太阳能光热利用的球面或非球面平凸柱面透镜阵列，同时基板1的向光面表面光滑设计，便于清洁维护和保养。

以上所述，仅为本实用新型的具体实施方式，但本实用新型的保护范围并不局限于此，任何熟悉本技术领域的技术人员在本实用新型揭露的技术范围内，可轻易想到变化或替换，都应涵盖在本实用新型的保护范围之内。因此，本实用新型的保护范围应以所述权利要求的保护范围为准。

Claims (9)

1.一种太阳能光热利用的球面或非球面平凸柱面透镜阵列，其特征在于，包括基板(1)和平凸柱面透镜(2)；所述基板(1)呈两面光滑的板状，所述平凸柱面透镜(2)一面水平，所述平凸柱面透镜(2)另一面为中间厚边缘较薄的平滑面；

在所述基板(1)一面上平行的布设有多个所述平凸柱面透镜(2)，所述平凸柱面透镜(2)的水平一面和所述基板(1)连接。

2.根据权利要求1所述的太阳能光热利用的球面或非球面平凸柱面透镜阵列，其特征在于，所述基板(1)远离所述平凸柱面透镜(2)的一面为向光面。

3.根据权利要求1所述的太阳能光热利用的球面或非球面平凸柱面透镜阵列，其特征在于，所述平凸柱面透镜(2)一面水平，所述平凸柱面透镜(2)另一面为平滑的圆柱面；所述平凸柱面透镜(2)由圆柱形沿平行于轴线的面切割形成。

4.根据权利要求1所述的太阳能光热利用的球面或非球面平凸柱面透镜阵列，其特征在于，所述平凸柱面透镜(2)一面水平，所述平凸柱面透镜(2)另一面为平滑的椭柱面；所述平凸柱面透镜(2)由椭圆形柱沿平行于椭圆形截面的长轴或者短轴的面切割形成。

5.根据权利要求1所述的太阳能光热利用的球面或非球面平凸柱面透镜阵列，其特征在于，所述基板(1)呈长方体板状，所述平凸柱面透镜(2)的水平截面呈长方形；多个所述平凸柱面透镜(2)沿第一延伸方向接触布设，以在第一延伸方向上形成平凸柱面透镜列(3)。

6.根据权利要求5所述的太阳能光热利用的球面或非球面平凸柱面透镜阵列，其特征在于，所述平凸柱面透镜列(3)包括19个平凸柱面透镜(2)。

7.根据权利要求5所述的太阳能光热利用的球面或非球面平凸柱面透镜阵列，其特征在于，所述第一延伸方向和所述长方体板状的基板(1)的长边平行。

8.根据权利要求1所述的太阳能光热利用的球面或非球面平凸柱面透镜阵列，其特征在于，所述基板(1)和所述平凸柱面透镜(2)为一体成型连接。

9.根据权利要求1所述的太阳能光热利用的球面或非球面平凸柱面透镜阵列，其特征在于，所述基板(1)和所述平凸柱面透镜(2)为相同材质制成。

Images