JP2023542089A - 環状の凸レンズ及び高効率で軽量な太陽熱温水器 - Google Patents

環状の凸レンズ及び高効率で軽量な太陽熱温水器 Download PDF

Info

Publication number
JP2023542089A
JP2023542089A JP2023514978A JP2023514978A JP2023542089A JP 2023542089 A JP2023542089 A JP 2023542089A JP 2023514978 A JP2023514978 A JP 2023514978A JP 2023514978 A JP2023514978 A JP 2023514978A JP 2023542089 A JP2023542089 A JP 2023542089A
Authority
JP
Japan
Prior art keywords
solar water
convex lens
vacuum tube
annular convex
water heater
Prior art date
Legal status (The legal status is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the status listed.)
Pending
Application number
JP2023514978A
Other languages
English (en)
Inventor
王振国
Current Assignee (The listed assignees may be inaccurate. Google has not performed a legal analysis and makes no representation or warranty as to the accuracy of the list.)
Individual
Original Assignee
Individual
Priority date (The priority date is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the date listed.)
Filing date
Publication date
Application filed by Individual filed Critical Individual
Publication of JP2023542089A publication Critical patent/JP2023542089A/ja
Pending legal-status Critical Current

Links

Classifications

    • F—MECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
    • F24—HEATING; RANGES; VENTILATING
    • F24S—SOLAR HEAT COLLECTORS; SOLAR HEAT SYSTEMS
    • F24S23/00—Arrangements for concentrating solar-rays for solar heat collectors
    • F24S23/30—Arrangements for concentrating solar-rays for solar heat collectors with lenses
    • F—MECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
    • F24—HEATING; RANGES; VENTILATING
    • F24S—SOLAR HEAT COLLECTORS; SOLAR HEAT SYSTEMS
    • F24S10/00—Solar heat collectors using working fluids
    • F24S10/40—Solar heat collectors using working fluids in absorbing elements surrounded by transparent enclosures, e.g. evacuated solar collectors
    • F—MECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
    • F24—HEATING; RANGES; VENTILATING
    • F24S—SOLAR HEAT COLLECTORS; SOLAR HEAT SYSTEMS
    • F24S10/00—Solar heat collectors using working fluids
    • F24S10/70—Solar heat collectors using working fluids the working fluids being conveyed through tubular absorbing conduits
    • Y—GENERAL TAGGING OF NEW TECHNOLOGICAL DEVELOPMENTS; GENERAL TAGGING OF CROSS-SECTIONAL TECHNOLOGIES SPANNING OVER SEVERAL SECTIONS OF THE IPC; TECHNICAL SUBJECTS COVERED BY FORMER USPC CROSS-REFERENCE ART COLLECTIONS [XRACs] AND DIGESTS
    • Y02—TECHNOLOGIES OR APPLICATIONS FOR MITIGATION OR ADAPTATION AGAINST CLIMATE CHANGE
    • Y02B—CLIMATE CHANGE MITIGATION TECHNOLOGIES RELATED TO BUILDINGS, e.g. HOUSING, HOUSE APPLIANCES OR RELATED END-USER APPLICATIONS
    • Y02B10/00—Integration of renewable energy sources in buildings
    • Y02B10/20—Solar thermal
    • Y—GENERAL TAGGING OF NEW TECHNOLOGICAL DEVELOPMENTS; GENERAL TAGGING OF CROSS-SECTIONAL TECHNOLOGIES SPANNING OVER SEVERAL SECTIONS OF THE IPC; TECHNICAL SUBJECTS COVERED BY FORMER USPC CROSS-REFERENCE ART COLLECTIONS [XRACs] AND DIGESTS
    • Y02—TECHNOLOGIES OR APPLICATIONS FOR MITIGATION OR ADAPTATION AGAINST CLIMATE CHANGE
    • Y02E—REDUCTION OF GREENHOUSE GAS [GHG] EMISSIONS, RELATED TO ENERGY GENERATION, TRANSMISSION OR DISTRIBUTION
    • Y02E10/00—Energy generation through renewable energy sources
    • Y02E10/40—Solar thermal energy, e.g. solar towers
    • Y02E10/44—Heat exchange systems

Landscapes

  • Engineering & Computer Science (AREA)
  • Physics & Mathematics (AREA)
  • Life Sciences & Earth Sciences (AREA)
  • Sustainable Development (AREA)
  • Sustainable Energy (AREA)
  • Thermal Sciences (AREA)
  • Chemical & Material Sciences (AREA)
  • Combustion & Propulsion (AREA)
  • Mechanical Engineering (AREA)
  • General Engineering & Computer Science (AREA)
  • Photovoltaic Devices (AREA)
  • Heat-Pump Type And Storage Water Heaters (AREA)

Abstract

環状の凸レンズ及び高効率で軽量な太陽熱温水器は、太陽熱温水器類に属し、縦方向に集束機能を有する環状の光透過リングをガラス真空管に嵌めることで、横方向集束機能のみを有する真空管集熱器が同時に縦方向集束機能を有するようになり、集熱効率が数倍に増加するとともに、太陽光源の空間移動との高度な適合性を有し、真空管集熱器を軽量化・小型化できるだけでなく、さらに外壁のファサードに密着して取り付けるが高い採光・集熱・熱供給能力を依然として維持することを実現することができ、それにより数多くのビルの住人も太陽熱温水器を使用できることを実現し、二酸化炭素の排出を効果的に低減することができることを特徴とする。【選択図】なし

Description

本発明は、太陽熱温水器分野に属し、環状の凸レンズ及び環状の凸レンズが装着された高効率で軽量な太陽熱温水器に関する。
現在のガラス真空管式の太陽熱温水器は、嵩が高く、重量が重く、屋内に置くことができず、外壁のファサードに取り付けることにも適しておらず、平屋又はビルの最上階に住む住人にのみ適用し、ビルの最上階以下に住む数多くの住人は、屋根から屋内までの距離が大きく、配管が長すぎ、屋根の面積が限られるなどの一連の問題のため、使用しにくく、水槽と真空管集熱器とが別体の太陽熱温水器も市販されており、真空管集熱器が壁に外付けされるが、真空管集熱器の集熱効率に制限されるため、太陽熱を利用した熱供給の効果は望ましくない。また、平板ガラスカーテン式の集熱構造もあり、外壁面に取り付けることもできるが、集光機能を持たないため、太陽熱を利用した熱供給の効果は同様に劣る。都市化の進む速度が速くなることにつれて、ビルの住人がますます多くなるが、多くのビルの住人は太陽熱温水器を利用することができない。
本発明は、上記従来技術の欠点を解消するために、環状の凸レンズが設置された高効率で軽量な太陽熱を提供し、点式集束を実現することで、集熱効率を向上させる。
本解決手段は、環状の凸レンズ（図１参照）を設計し、当該環状の凸レンズは、光透過性材料で作られ、環状体は中央が厚く、両端に向かって徐々に薄くなり、内孔の直径が太陽熱集熱器の真空管の外径に適合し、縦方向断面の焦点距離が環状の凸レンズの外周半径に等しいか又はそれに近く、太陽光線が環状の凸レンズを透過すると集束して点状焦点になり（図２参照）、真空管は、円筒形で、横方向に一定の集束集熱機能を有するが、縦方向に集束機能がなく、このように同じ大きさの環状の凸レンズを図目に示すように真空管の外面に嵌め（図３参照）、こうして、横方向集束を維持しながら縦方向集束を実現し、点式集束に類似し、焦点箇所の照度が単純な真空管による集束帯よりも数倍乃至十数倍高くなり、それにより集熱効率が単純な真空管集熱器よりも数倍高くなり、このように、真空管集熱器の全長を大幅に減少させ、集熱器の小型化・軽量化を実現することができる。また、環状の凸レンズの採光特性は、太陽の空間的移動軌跡に高度に適合し、真空管と壁のファサードとのなす角度が大幅に減少でき、さらにはゼロとすることができ、太陽が午前午後ともに採光の最適位置にあり、高効率の集熱が得られるので（図４参照）、一日中に照らす時間が十分に長いと、集熱と熱供給の需要を満たすことができる。冬に水の初期温度が最も低く、太陽光線と集熱器の軸線とのなす角度も最も大きく、採光集熱効果も最も高いので（図５参照）、太陽熱により熱供給の需要を依然として満たすことができ、それにより集熱器の軽量化を実現し、外壁のファサードに取り付けることができ、ビルの住人も太陽熱温水器を使用できることを実現し、二酸化炭素の排出を効果的に低減し、環境を保護することができる。
環状の凸レンズの構造概略図である。 環状の凸レンズの縦方向断面の集束の概略図である。 環状の凸レンズと真空管とが組み立てられた集熱器の概略図である。 一日中に異なる時間帯の集熱効果及び太陽位置の変化の概略図である。 異なる季節の集熱効果の概略図である。
図１に示すように、環状の凸レンズの材質は、強化ガラスであってもよく、現在、本解決手段の環状の凸レンズに類似するガラス製品の生産技術は、成熟しており、実現しにくいという問題がない。
図３に示すように、太陽熱温水器の真空管に所定数の環状の凸レンズを嵌設し、配水箱に接続し、配水箱と水槽との間に十分な対流通路を設計すべきである。環状の凸レンズ及び真空管の数は、実際の需要に応じて設定され、集熱効率が向上するので、日射条件の異なる場合に対応するように、長さが異なり、すなわち電力が異なる真空管を生産すべきであり、タイプ選択及び取り付け時に、水を加熱できることが好ましいことを注意すべきである。

Claims (2)

  1. 縦方向に集束機能を有する環状の光透過リングであって、太陽熱温水器に適用され、ガラス真空管に嵌め、真空管と組み合わせて集束集熱の役割を果たす、ことを特徴とする環状の凸レンズ。
  2. 請求項１に記載の環状の凸レンズ及び当該技術を適用した太陽熱温水器である、ことを特徴とする軽量で高効率な太陽熱温水器。
JP2023514978A 2020-09-23 2021-03-02 環状の凸レンズ及び高効率で軽量な太陽熱温水器 Pending JP2023542089A (ja)

Applications Claiming Priority (3)

Application Number Priority Date Filing Date Title
CN202011070160.5 2020-09-23
CN202011070160.5A CN112178956A (zh) 2020-09-23 2020-09-23 环形凸透镜及高效轻型太阳能热水器
PCT/CN2021/000034 WO2022062269A1 (zh) 2020-09-23 2021-03-02 环形凸透镜及高效轻型太阳能热水器

Publications (1)

Publication Number Publication Date
JP2023542089A true JP2023542089A (ja) 2023-10-05

Family

ID=73948304

Family Applications (1)

Application Number Title Priority Date Filing Date
JP2023514978A Pending JP2023542089A (ja) 2020-09-23 2021-03-02 環状の凸レンズ及び高効率で軽量な太陽熱温水器

Country Status (3)

Country Link
JP (1) JP2023542089A (ja)
CN (1) CN112178956A (ja)
WO (1) WO2022062269A1 (ja)

Families Citing this family (1)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
CN112178956A (zh) * 2020-09-23 2021-01-05 王振国 环形凸透镜及高效轻型太阳能热水器

Family Cites Families (11)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
KR20010046561A (ko) * 1999-11-12 2001-06-15 김경복 태양광 집광과 이용
KR100748839B1 (ko) * 2005-12-02 2007-08-13 정점식 진공관식 태양열 집열기의 집광장치
CN201177397Y (zh) * 2008-03-20 2009-01-07 程永立 一种太阳能真空管
CN201392034Y (zh) * 2009-02-28 2010-01-27 蘧汝绪 一种透镜聚光集热真空管
KR101089479B1 (ko) * 2011-06-17 2011-12-07 김양기 볼록렌즈를 이용한 태양열 보일러
CN202532755U (zh) * 2012-04-10 2012-11-14 海宁全家乐新能源有限公司 凸透镜式太阳能热水器集热管
CN104848563B (zh) * 2015-05-14 2017-02-01 夏啓忠 一种多球环面三维线聚焦太阳能集热器
CN106288439B (zh) * 2016-08-17 2018-04-03 韦治东 太阳能集热器的加工方法
CN106288448A (zh) * 2016-08-17 2017-01-04 韦治东 太阳能集热管
CN108106020A (zh) * 2017-12-27 2018-06-01 河南百年融熥实业有限公司 一种高效太阳能热水器
CN112178956A (zh) * 2020-09-23 2021-01-05 王振国 环形凸透镜及高效轻型太阳能热水器

Also Published As

Publication number Publication date
WO2022062269A1 (zh) 2022-03-31
CN112178956A (zh) 2021-01-05

Similar Documents

Publication Publication Date Title
CN201827822U (zh) 双透镜聚光、平行光传输太阳灯照明装置
CN110761498A (zh) 一种建筑用调光降温屋顶机构
JP2023542089A (ja) 環状の凸レンズ及び高効率で軽量な太陽熱温水器
CN109373613B (zh) 一种基于分段抛物线函数的反射镜及槽式集热器
WO2020073541A1 (zh) 立面式太阳能热水器
CN202419468U (zh) 无跟踪太阳能聚光系统
CN210482794U (zh) 可进行光导照明及自然通风的建筑智能遮阳系统
CN116538690A (zh) 一种太阳能半透聚光集储热一体窗
CN215061802U (zh) 阳光接收与传输装置
CN102200348B (zh) 一种高层建筑太阳能光热采集利用系统
CN102486284A (zh) 一种新型太阳能照明装置
CN2674358Y (zh) 太阳能聚热装置
CN214225469U (zh) 一种卷帘式菲涅尔透镜阵列及导光聚能系统
Mani et al. Energy saving hybrid solar lighting system model for small houses
CN203980134U (zh) 一种利用圆环通风的导光筒装置
TWI510733B (zh) 引太陽光於室內照明裝置
CN111288668B (zh) 能够实现导光照明、通风、采暖的蒙古包
CN112859214A (zh) 一种卷帘式菲涅尔透镜阵列及导光聚能系统
CN106245844B (zh) 建筑一体化日光采集保温板
CN106195910B (zh) 地下室光导管照明系统
TWI509185B (zh) 引太陽光於植物箱照明裝置
CN202973614U (zh) 一种自聚光全玻璃太阳能真空集热管
RU2495205C1 (ru) Автономная гелиоэлектрическая лампа
CN101769651A (zh) 一种太阳能热水器用集热管
CN203298514U (zh) 高效太阳能真空集热管