本發(fā)明涉及一種兩次點聚焦的圓形菲涅爾型太陽能收集裝置，具體涉及一種光熱轉(zhuǎn)化效率高的太陽能收集裝置。

背景技術(shù)：

集熱器是通過反射面對輻射平行光線進行光路控制，增加對物體的加熱功率，從而提高物體溫度的裝置。從光路控制和聚焦的角度，有聚焦和非聚焦兩種；其中，聚焦集熱器的加熱功率大于非聚焦集熱器，能實現(xiàn)更高的加熱溫度。對于聚焦集熱器而言，主要有線聚焦和點聚焦兩大類，線聚焦是平行光線被聚焦為線狀；點聚焦是平行光線被聚焦為點狀。

聚光比是聚光反射面的重要技術(shù)指標(biāo)，不同的聚光比將影響到受熱物體的加熱功率以及所能達到的溫度范圍。聚焦比主要取決于聚焦反射面的形式，按照光路是否穿透反射面，有反射型和透射型。反射型聚焦反射面目前主要有拋物型和菲涅爾型；依據(jù)線聚焦和點聚焦的不同，有拋物面和線聚焦菲涅爾反射鏡；旋轉(zhuǎn)拋物面和圓形菲涅爾反射鏡。由此，工程上產(chǎn)生了槽式聚光和碟式聚光兩類技術(shù)路線，并產(chǎn)生了相關(guān)的技術(shù)路線和產(chǎn)品及應(yīng)用。

對于集熱器中受熱物體對于輻射能的吸收方式，有直接式和間接式；直接式是利用介質(zhì)直接吸收輻射能轉(zhuǎn)化為自身溫度的升高；間接式是利用鍍層吸收輻射能，鍍層溫度升高后，熱量傳遞給受熱介質(zhì)，從而提升介質(zhì)溫度。

直接吸收式的技術(shù)改進方案主要是針對提高光線入射路徑的聚光比來實施，不同類型的聚光器其聚光比有著很大差異：旋轉(zhuǎn)拋物面聚光集熱器的聚光比范圍非常高，約500至3000；拋物柱面聚光集熱器的聚光比范圍約20至80；線性菲涅耳透鏡聚光集熱器的聚光比范圍約6至30；圓形菲涅耳透鏡聚光集熱器的聚光比范圍比較高，約100至1000；線性菲涅耳反射鏡聚光集熱器的聚光比范圍約15至50。因此，采用不同的聚光器或聚光器組合，裝置對于光線的收集效率也具有較大的差異。本專利主要針對該部分的光線進行收集和利用，從而提高裝置的光學(xué)/光熱效率。

技術(shù)實現(xiàn)要素：

本發(fā)明要解決的技術(shù)問題是：為了解決現(xiàn)有的中溫太陽能集熱器單位成本較高，并且集熱效率低的問題，本發(fā)明提供了一種兩次點聚焦的圓形菲涅爾型太陽能收集裝置，在現(xiàn)有技術(shù)的基礎(chǔ)上增設(shè)了二次聚光器，該二次聚光器為旋轉(zhuǎn)拋物面反射鏡或圓形菲涅爾反射鏡，集熱管位于二次聚光器和一次聚光器之間，并處在二次聚光器的聚焦點上，能夠?qū)⑼高^集熱管的太陽光，再次反射至一次聚光器，再次在聚集到集熱器，光流失少，集熱效率高。

本發(fā)明解決其技術(shù)問題所采用的技術(shù)方案是：一種兩次點聚焦的圓形菲涅爾型太陽能收集裝置，包括：集熱器、二次聚光器和支架，

所述集熱器包括一次聚光器和集熱管，一次聚光器為圓形菲涅爾反射鏡，該圓形菲涅爾反射鏡具有聚焦點；

所述二次聚光器為旋轉(zhuǎn)拋物面反射鏡或圓形菲涅爾反射鏡，該二次聚光器具有聚焦點；

所述集熱管位于一次聚光器和二次聚光器之間，并且集熱管同時處在一次聚光器和二次聚光器的聚焦點處，集熱管載運有能量吸收介質(zhì)；

所述支架用于支撐一次聚光器、二次聚光器和集熱管。

具體地，上述集熱管為橢球形、球形或方形。

具體地，上述集熱管為真空管，包括外層管和內(nèi)層管，外層管和內(nèi)層管之間的夾層為真空，內(nèi)層管載運能量吸收介質(zhì)。

具體地，上述外層管和內(nèi)層管均為透光管。

具體地，上述外層管材質(zhì)為玻璃、pmma或pc。

具體地，上述內(nèi)層管材質(zhì)為玻璃、pmma或pc。

具體地，還包括太陽能跟蹤裝置。

本發(fā)明的有益效果是：

(1)本發(fā)明提供了一種兩次點聚焦的圓形菲涅爾型太陽能收集裝置，在現(xiàn)有技術(shù)的基礎(chǔ)上增設(shè)了二次聚光器，該二次聚光器為旋轉(zhuǎn)拋物面反射鏡或圓形菲涅爾反射鏡，集熱管位于二次聚光器和一次聚光器之間，并處在二次聚光器的聚焦點上，能夠?qū)⑼高^集熱管的太陽光，經(jīng)過二次聚光器的再次反射至一次聚光器上，再次在聚集到集熱管，光流失少，集熱效率高。

(2)本發(fā)明提供了一種兩次點聚焦的圓形菲涅爾型太陽能收集裝置，外層管和內(nèi)層管均為透光管，能夠使經(jīng)圓形菲涅爾反射鏡聚焦后的光被集熱管吸收，未被吸收的光會穿過集熱管到達二次聚光器，轉(zhuǎn)化成平行光，被一次聚光器進行二次聚焦，使其在集熱管被吸收，進一步提高了太陽能收集裝置的集熱效率。

(3)本發(fā)明提供了一種兩次點聚焦的圓形菲涅爾型太陽能收集裝置，在現(xiàn)有技術(shù)的基礎(chǔ)上增設(shè)了二次聚光器，可以有效防止風(fēng)沙、雨雪等對集熱管的侵蝕，有效延長了集熱管的使用壽命，延長了太陽能收集裝置的使用壽命。

附圖說明

下面結(jié)合附圖和實施例對本發(fā)明進一步說明。

圖1是本發(fā)明的一種旋轉(zhuǎn)拋物面反射鏡增強圓形菲涅爾反射鏡點聚焦太陽能收集裝置的光路示意圖；

圖2是本發(fā)明的一種旋轉(zhuǎn)拋物面反射鏡增強圓形菲涅爾反射鏡點聚焦太陽能收集裝置的結(jié)構(gòu)示意圖；

圖3是本發(fā)明的一種圓形菲涅爾反射鏡增強圓形菲涅爾反射鏡點聚焦太陽能收集裝置的光路示意圖；

圖4是本發(fā)明的一種圓形菲涅爾反射鏡增強圓形菲涅爾反射鏡點聚焦太陽能收集裝置的結(jié)構(gòu)示意圖；

圖5是本發(fā)明的一種兩次點聚焦的圓形菲涅爾型太陽能收集裝置集熱管的優(yōu)選局部結(jié)構(gòu)示意圖；

圖中：1.集熱器，11.一次聚光器，12.集熱管，2.支架，3.二次聚光器，121.外層管，122.內(nèi)層管，4.太陽能跟蹤裝置。

具體實施方式

現(xiàn)在結(jié)合附圖對本發(fā)明作進一步詳細的說明。這些附圖均為簡化的示意圖，僅以示意方式說明本發(fā)明的基本結(jié)構(gòu)，因此其僅顯示與本發(fā)明有關(guān)的構(gòu)成。

實施例1

如圖2所示，一種旋轉(zhuǎn)拋物面反射鏡增強旋轉(zhuǎn)拋物面反射鏡點聚焦太陽能收集裝置，包括：集熱器1、二次聚光器3和支架2

集熱器1包括一次聚光器11和集熱管12，一次聚光器11為圓形菲涅爾反射鏡，該圓形菲涅爾反射鏡具有聚焦點；

二次聚光器3為旋轉(zhuǎn)拋物面反射鏡，該二次聚光器3具有聚焦點；

集熱管12位于一次聚光器11和二次聚光器3之間，并且集熱管12同時處在一次聚光器11和二次聚光器3的聚焦點處，集熱管12載運有能量吸收介質(zhì)；

支架2用于支撐一次聚光器11、二次聚光器3和集熱管12。

本發(fā)明的一種旋轉(zhuǎn)拋物面反射鏡增強圓形菲涅爾反射鏡點聚焦太陽能收集裝置，其光路如圖1所示，在平行光線首先照射在一次聚光器11的圓形菲涅爾反射鏡上，光線經(jīng)過一次聚光器11的圓形菲涅爾反射鏡的聚焦，聚集在集熱管12，經(jīng)集熱管12透射的光到達二次聚光器3，二次聚光器3將接受的光線轉(zhuǎn)化為平行光，直接入射到一次聚光器11的圓形菲涅爾反射鏡，進行再次聚焦，直至光被完全吸收。

實施例2

如圖4所示，一種圓形菲涅爾反射鏡增強旋轉(zhuǎn)拋物面反射鏡點聚焦太陽能收集裝置，包括：集熱器1、二次聚光器3和支架2

集熱器1包括一次聚光器11和集熱管12，一次聚光器11為圓形菲涅爾反射鏡，該圓形菲涅爾反射鏡具有聚焦點；

二次聚光器3為圓形菲涅爾反射鏡，該二次聚光器3具有聚焦點；

集熱管12位于一次聚光器11和二次聚光器3之間，并且集熱管12同時處在一次聚光器11和二次聚光器3的聚焦點處，集熱管12載運有能量吸收介質(zhì)；

支架2用于支撐一次聚光器11、二次聚光器3和集熱管12。

本發(fā)明的一種圓形菲涅爾反射鏡增強圓形菲涅爾反射鏡點聚焦太陽能收集裝置，其光路如圖3所示，在平行光線首先照射在一次聚光器11的圓形菲涅爾反射鏡上，光線經(jīng)過一次聚光器11的圓形菲涅爾反射鏡的聚焦，聚集在集熱管12，經(jīng)集熱管12透射的光到達二次聚光器3，二次聚光器3將接受的光線轉(zhuǎn)化為平行光，直接入射到一次聚光器11的圓形菲涅爾反射鏡，進行再次聚焦，直至光被完全吸收。

在一種具體實施方式中，集熱管12為橢球形、球形或方形。在本具體實施方式中，集熱管12的截面為球形，并且具有載運能量吸收介質(zhì)的管路，其中包括進料管123和出料管124，管路一方面用于載運能量吸收介質(zhì)，另一方面用于支撐集熱管12，使其處在一次聚光器11和二次聚光器3的聚焦點處。

在一種具體實施方式中，該太陽能收集裝置還包括太陽能跟蹤裝置4。主要是用來跟蹤太陽光，使太陽能收集裝置始終處于最佳的光熱轉(zhuǎn)換狀態(tài)。其具體形式可以為任意現(xiàn)有的太陽能跟蹤裝置，只要能滿足跟蹤太陽光即可。

在一種具體實施方式中，如圖5所示，集熱管12為真空管，包括外層管121和內(nèi)層管122，外層管121和內(nèi)層管122之間的夾層為真空，內(nèi)層管122載運能量吸收介質(zhì)。其中進料管123和出料管124分別依次穿過外層管121和內(nèi)層管122，到達內(nèi)層管122內(nèi)部。其中進料管123和出料管124的夾角為0°-180°，在本具體實施例中選用的是0°。當(dāng)然可以根據(jù)實際情況，進料管123和出料管124的夾角在30°、45°、60°、90°、120°、135°和150°之間進行選擇。

具體地，外層管121和內(nèi)層管122均為透光管。

作為優(yōu)選，外層管121材質(zhì)為玻璃、pmma或pc。

作為優(yōu)選，內(nèi)層管122材質(zhì)為玻璃、pmma或pc。

以上述依據(jù)本發(fā)明的理想實施例為啟示，通過上述的說明內(nèi)容，相關(guān)工作人員完全可以在不偏離本項發(fā)明技術(shù)思想的范圍內(nèi)，進行多樣的變更以及修改。本項發(fā)明的技術(shù)性范圍并不局限于說明書上的內(nèi)容，必須要根據(jù)權(quán)利要求范圍來確定其技術(shù)性范圍。