CN218328710U - 聚光器以及聚光系统 - Google Patents

Abstract

本实用新型提供一种聚光器以及聚光系统，聚光器包括聚光器本体、光热转换器、换热组件以及柔性透明盖板；聚光器本体凹设有一端开口的聚光槽，聚光槽的内壁面用以将光线聚焦于聚光槽靠近槽底的中间位置；光热转换器安装至聚光槽焦斑位置处，用以工作吸收聚焦的光线并转化为热能；换热组件安装至聚光器本体上，用以工作对光热转换器内的热量进行传递；柔性透明盖板盖设于聚光槽的槽口处，柔性透明盖板与聚光槽共同形成密封腔；其中，柔性透明盖板呈平板设置，且受压变形。在聚光器停止工作后，密封腔内空气膨胀，使得柔性透明盖板产生变形，减少聚焦于光热转换器上的光线，进而对光热转换器进行过热保护。

Description

聚光器以及聚光系统

技术领域

本实用新型涉及太阳能聚光设备技术领域，尤其涉及一种聚光器以及聚光系统。

背景技术

当今投入生产应用的复合抛物面聚光器其优势在于可提高吸收体表面能流密度，但在实际应用过程中也存在以下缺点：聚光器无法实现自动过热保护，当风机组件停止运行后，入射太阳光线依旧会聚焦到透光管内吸收体上，导致透光管局部受热出现碎裂以及吸收体因持续接收聚焦光线而过热受损。

可见，现有复合抛物面聚光器缺乏自动过热保护手段，光热转化吸收体与透光管的寿命较低，且投资成本较高，实际应用效果偏差。

实用新型内容

本实用新型提供一种聚光器以及聚光系统，用以解决聚光器无法过热保护的问题，实现聚光器的过热保护。

本实用新型提供一种聚光器，包括：

聚光器本体，凹设有一端开口的聚光槽，聚光槽的内壁面用以将光线聚焦于聚光槽靠近槽底的中间位置；

光热转换器，安装至聚光槽的焦斑位置处，用以工作吸收聚焦的光线并转化为热能；

换热组件，安装至聚光器本体上，用以工作对光热转换器内的热量进行传递；以及，

柔性透明盖板，盖设于聚光槽的槽口处，柔性透明盖板与聚光槽共同形成密封腔；

其中，柔性透明盖板呈平板设置，且受压变形。

根据本实用新型提供的聚光器，聚光槽的内侧壁自聚光槽的槽口至槽底，依次包括半抛物线反射段以及竖直反射段，用以将光线反射至中间位置。

根据本实用新型提供的聚光器，聚光槽的底壁面凹设呈抛物弧线设置，用以将光线反射至中间位置。

根据本实用新型提供的聚光器，光热转换器包括：

透光管，安装至聚光槽内，且透光管的两端呈贯穿聚光器本体的相对两端设置，透光管用以吸收透射光线至透光管内；以及，

光热转化吸收体，安装至透光管内，用以接收光线转换成热能。

根据本实用新型提供的聚光器，光热转化吸收体的外表面上涂设有可选择性吸收涂层。

根据本实用新型提供的聚光器，换热组件包括换热风机，换热风机的出风口连通至透光管内。

根据本实用新型提供的聚光器，换热组件包括引风管道，引风管道的两端分别连通至透光管与换热风机的出风口。

根据本实用新型提供的聚光器，柔性透明盖板包括：

安装边框，中间形成镂空安装部，安装边框固定安装至聚光槽开口处；以及，

柔性透明薄板，嵌设于镂空安装部。

根据本实用新型提供的聚光器，柔性透明薄板包括柔性玻璃板或者柔性亚克力板其中任意一种。

本实用新型还提供一种聚光系统，包括多个聚光器，聚光器为根据上述任意一项的聚光器，多个聚光器的光热转换器相互连接设置。

在本实用新型提供的聚光器中，聚光槽与柔性透明盖板共同形成密封腔，在聚光器工作过程中，光线通过内壁面将光线聚焦于光热转换器上转换为热能，同时通过换热组件将光热转换器内的热量进行传递，避免光热转换器上的热量，由于其密封腔的设置，降低热量在密封腔内的损失，提高光热转换的效率；而在聚光器停止工作后，密封腔内的热量无法传递，使得空气温度升高，进而导致空气膨胀，使得柔性透明盖板产生变形，向聚光槽外突出，改变入射光线在聚光槽内的传输轨迹，减少聚焦于光热转换器上的光线，进而对光热转换器进行过热保护；实现了聚光器的自动过热保护。

附图说明

为了更清楚地说明本实用新型或现有技术中的技术方案，下面将对实施例或现有技术描述中所需要使用的附图作一简单地介绍，显而易见地，下面描述中的附图是本实用新型的一些实施例，对于本领域普通技术人员来讲，在不付出创造性劳动的前提下，还可以根据这些附图获得其他的附图。

图1为本实用新型提供的聚光器一实施例的立体结构示意图；

图2为图1中聚光器工作时光线传播图；

图3为图1中光热转换器的立体结构示意图；

图4为图1中聚光器包括换热组件的立体结构示意图；

图5为图1中聚光器停止工作时光线反射传播图；

图6为图1中聚光器停止工作时光线入射传播图；

图7为本实用新型提供的聚光系统的立体结构示意图。

附图标记：

100、聚光器；1、聚光器本体；2、光热转换器；21、透光管；22、光热转化吸收体；3、换热组件；31、换热风机；4、柔性透明盖板；41、安装边框；42、柔性透明薄板。

具体实施方式

为使本实用新型的目的、技术方案和优点更加清楚，下面将结合本实用新型中的附图，对本实用新型中的技术方案进行清楚、完整地描述，显然，所描述的实施例是本实用新型一部分实施例，而不是全部的实施例。基于本实用新型中的实施例，本领域普通技术人员在没有作出创造性劳动前提下所获得的所有其他实施例，都属于本实用新型保护的范围。

请参阅图1，本实用新型提供一种聚光器100，包括聚光器本体1、光热转换器2、换热组件3以及柔性透明盖板4；聚光器本体1凹设有一端开口的聚光槽，聚光槽的内壁面用以将光线聚焦于聚光槽靠近槽底的中间位置；光热转换器2安装至聚光槽的焦斑位置处，用以工作吸收聚焦的光线并转化为热能；换热组件3安装至聚光器本体1上，用以工作对光热转换器2内的热量进行传递；柔性透明盖板4盖设于聚光槽的槽口处，柔性透明盖板4与聚光槽共同形成密封腔；其中，柔性透明盖板4呈平板设置，且受压变形。

在本实用新型提供的聚光器100中，聚光槽与柔性透明盖板4共同形成密封腔，在聚光器100工作过程中，光线通过内壁面将光线聚焦于光热转换器2上转换为热能，同时通过换热组件3将光热转换器2内的热量进行传递，避免光热转换器2上的热量，由于其密封腔的设置，降低热量在密封腔内的损失，提高光热转换的效率；而在聚光器100停止工作后，密封腔内的热量无法传递，使得空气温度升高，进而导致空气膨胀，使得柔性透明盖板4产生变形，向聚光槽外突出，改变入射光线在聚光槽内的传输轨迹，减少聚焦于光热转换器2上的光线，进而对光热转换器2进行过热保护；实现了聚光器100的自动过热保护。

进一步的，请参阅图2，聚光槽的内侧壁自聚光槽的槽口至槽底，依次包括半抛物线反射段以及竖直反射段，用以将光线反射至中间位置。在本实施例中，为了提高聚光槽的聚光效率，聚光槽的内侧壁包括抛物线反射段以及竖直反射段，在光线竖直入射至聚光槽内时，一部分直接照射于中间位置，也即光热转换器2上，另一部分经过抛物线反射段以及竖直反射段的反射，聚焦于中间位置。

在本实施例中，当光线经柔性透明盖板4入射至密封腔内的半抛物线反射段时，大部分的光线会被反射至光热转换器2上，因此光热转换器2可以接收到更多经密封腔的内侧壁反射后的太阳光线；而竖直反射段因垂直于柔性透明盖板4，因此当光线正入射进聚光器100的密封腔时，不参与直射光线的反射，仅当入射光线出现偏角时，将倾斜入射的部分太阳光线反射至朝向光热转换器2的方向，使其可以接收到更多反射后的太阳光线。

同样的，聚光槽的底壁面凹设呈抛物弧线设置，用以将光线反射至中间位置。以便于最大程度的将进入聚光槽内的阳光利用起来。

在本实施例中，底壁面更靠近光热转换器2，因此入射光线经反射后大部分光线可直接朝向光热转换器2，使其可以接收到更多的反射光线。

需要说明的是，上述聚光槽的内侧壁以及底壁面的设置中，可以择一存在，也可以同时存在，在本实施例中，上述两个特征同时存在，使得聚光槽的聚光效果更好。

另一方面，请参阅图3，光热转换器2包括透光管21以及光热转化吸收体22；透光管21安装至聚光槽内，且透光管21的两端呈贯穿聚光器本体1的相对两端设置，透光管21用以吸收透射光线至透光管21内；光热转化吸收体22安装至透光管21内，用以接收光线转换成热能。在本实施例中，通过透光管21将光线收集至透光管内，并通过光热转化吸收体22进行吸光转换。

进一步的，光热转化吸收体22的外表面上涂设有可选择性吸收涂层。

另外，请参阅图4，换热组件3包括换热风机31，换热风机31的出风口连通至透光管21内。在光热转化吸收体22转换为热能后，透光管21内的空气温度也随之升高，此时，通过换热风机将空气输送走，以带走并输送热量。

需要说明的是，换热组件31还包括引风管道，引风管道对接换热风机以及透光管21，以将透光管21内的热空气吹出。

另一方面，柔性透明盖板4包括安装边框41以及柔性透明薄板42；安装边框41中间形成镂空安装部，安装边框41固定安装至聚光槽开口处；柔性透明薄板42嵌设于镂空安装部。以便于安装至所述聚光槽槽口处。

具体的，柔性透明薄板42包括柔性玻璃板或者柔性亚克力板其中任意一种。在本实施例中，柔性玻璃板或者柔性亚克力板具有固定的平板形状，且在受压力时能够产生形变，改变光线的折射角度。

具体的，请参阅图5，密封腔内的膨胀空气将柔性透明薄板42向上顶起，使其呈现凸起状态，可将朝向聚光器的部分太阳光线反射，降低入射至聚光器密封腔内的光线。

同时，请参阅图6，呈现凸起状态的柔性透明薄板42可将入射光线在聚光器内的传输轨迹改变，使其经过反射面反射后逸出太阳能聚光器，减少聚焦于吸收体上的太阳光线，以此对光热转换器2进行过热保护，避免其使用寿命锐减

请参阅图7，本实用新型还提供一种聚光系统，包括聚光器100，聚光系统包括聚光器100的全部技术特征，因此也具有全部技术特征带来的技术效果，在此不再一一赘述。

聚光系统包括多个聚光器，多个聚光器的光热转换器相互连接设置。以便于共同进行热量的吸收与传递。

最后应说明的是：以上实施例仅用以说明本实用新型的技术方案，而非对其限制；尽管参照前述实施例对本实用新型进行了详细的说明，本领域的普通技术人员应当理解：其依然可以对前述各实施例所记载的技术方案进行修改，或者对其中部分技术特征进行等同替换；而这些修改或者替换，并不使相应技术方案的本质脱离本实用新型各实施例技术方案的精神和范围。

Claims (10)

1.一种聚光器，其特征在于，包括：

聚光器本体，凹设有一端开口的聚光槽，所述聚光槽的内壁面用以将光线聚焦于所述聚光槽靠近槽底的中间位置；

光热转换器，安装至所述聚光槽的焦斑位置上，用以工作吸收聚焦的光线并转化为热能；

换热组件，安装至所述聚光器本体上，用以工作对所述光热转换器内的热量进行传递；以及，

柔性透明盖板，盖设于所述聚光槽的槽口处，所述柔性透明盖板与所述聚光槽共同形成密封腔；

其中，所述柔性透明盖板呈平板设置，且受压变形。

2.根据权利要求1所述的聚光器，其特征在于，所述聚光槽的内侧壁自所述聚光槽的槽口至槽底，依次包括半抛物线反射段以及竖直反射段，用以将光线反射至所述中间位置。

3.根据权利要求1所述的聚光器，其特征在于，所述聚光槽的底壁面凹设呈抛物弧线设置，用以将光线反射至所述中间位置。

4.根据权利要求1所述的聚光器，其特征在于，所述光热转换器包括：

透光管，安装至所述聚光槽内，且所述透光管的两端呈贯穿所述聚光器本体的相对两端设置，所述透光管用以吸收透射光线至所述透光管内；以及，

光热转化吸收体，安装至所述透光管内，用以接收光线转换成热能。

5.根据权利要求4所述的聚光器，其特征在于，所述光热转化吸收体的外表面上涂设有可选择性吸收涂层。

6.根据权利要求4所述的聚光器，其特征在于，所述换热组件包括换热风机，所述换热风机的出风口连通至所述透光管内。

7.根据权利要求6所述的聚光器，其特征在于，所述换热组件包括引风管道，所述引风管道的两端分别连通至所述透光管与所述换热风机的出风口。

8.根据权利要求1所述的聚光器，其特征在于，所述柔性透明盖板包括：

安装边框，中间形成镂空安装部，所述安装边框固定安装至所述聚光槽开口处；以及，

柔性透明薄板，嵌设于所述镂空安装部。

9.根据权利要求8所述的聚光器，其特征在于，所述柔性透明薄板包括柔性玻璃板或者柔性亚克力板其中任意一种。

10.一种聚光系统，其特征在于，包括多个聚光器，所述聚光器为根据权利要求1至9中任意一项所述的聚光器，多个所述聚光器的光热转换器相互连接设置。

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