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Title:
SOLAR REFLECTING AND CONDENSING DEVICE USING THIN FILM
Document Type and Number:
WIPO Patent Application WO/2011/107008
Kind Code:
A1
Abstract:
A solar reflecting and condensing device using a thin film includes a condensing film (2), a bottom plate (3) for surface forming and a focus fixing bracket (4) for surface forming. The condensing film (2) is a planar film with a reflecting cladding or a total reflection condensing film of micro-prisms, and is arranged on the top surface of the bottom plate (3). The bottom plate (3) is a thin plate, which is adhered to the top surface of the focus fixing bracket (4), and forms a surface shape and a precisely positioned focus, meeting optical requirements, together with the focus fixing bracket (4).

Inventors:
DENG, Daren (4-3-501 Qihexinyuan, Weiguo Road Hedong District, Tianjin 1, 300161, CN)
Application Number:
CN2011/071121
Publication Date:
September 09, 2011
Filing Date:
February 21, 2011
Export Citation:
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Assignee:
TIANJIN TAIYANGSHEN TECHNOLOGY CO., LTD. (1-C-102 No. 15 Rongruan Road, Huayuanchanyequ Nankai District, Tianjin 4, 300384, CN)
天津市太阳神科技有限公司 (中国天津市南开区华苑产业区榕苑路15号1-C-102, Tianjin 4, 300384, CN)
International Classes:
G02B19/00; F24J2/46
Foreign References:
CN101794017A2010-08-04
US4235951A1980-11-25
CN1334468A2002-02-06
CN201289232Y2009-08-12
CN101389909A2009-03-18
CN201107459Y2008-08-27
Other References:
None
See also references of EP 2544036A1
Attorney, Agent or Firm:
TIANJIN DINGHE PATENT & TRADEMARK AGENCY CO., INC. (No. 15 Jinzhongqiao Street, Hongqiao District, Tianjin 1, 300091, CN)
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Claims:
权利要求书

1.一种薄膜太阳能反射聚光装置,其特征在于,所述薄膜太阳能反射聚光装置包括: 聚光膜 (2)、 面形底板 (3 ) 和面形定焦支架 (4); 所述聚光膜 (2) 是具有反光镀层的 平面膜 (2a), 具有反光镀层的平面膜 (2a) 设置在面形底板 (3 ) 顶部面上; 所述面形 底板 (3 ) 是薄板, 面形底板 (3 ) 的底面贴附在面形定焦支架 (4 ) 顶部表面上, 并再 现面形定焦支架 (4)顶部表面形状; 所述面形定焦支架 (4)包括: 面形定焦支架顶部 光学曲面 (4a) 和与面形定焦支架一体的定焦结构 (4b), 所述面形定焦支架顶部光学 曲面(4a)位于面形定焦支架(4 )顶部表面, 所述与面形定焦支架一体的定焦结构(4b) 的中心点位于面形定焦支架顶部光学曲面 (4a) 的焦点 (0。

2. 根据权利要求 1中所述的一种薄膜太阳能反射聚光装置,其特征在于,所述具有 反光镀层的平面膜 (2a) 的结构是: 在透明塑料薄膜 (7) —个侧面上镀反光镀层 (8), 再在反光镀层 (8 ) 上涂覆保护膜层 (9); 在透明塑料薄膜 (7) 另一个侧面上涂覆粘胶 剂 (6)。

3. 根据权利要求 1中所述的一种薄膜太阳能反射聚光装置,其特征在于,所述面形 底板 (3 ) 的形状是抛物面。

4.根据权利要求 1所述的一种薄膜太阳能反射聚光装置, 其特征在于, 所述面形定 焦支架顶部光学曲面 (4a) 是抛物柱面; 所述面形定焦支架顶部光学曲面 (4a) 和与面 形定焦支架一体的定焦结构 (4b) 为一体结构或是精确定位的机械连接结构。

5.—种薄膜太阳能反射聚光装置,其特征在于,所述薄膜太阳能反射聚光装置包括: 聚光膜 (2)、 面形底板 (3 ) 和面形定焦支架 (4); 所述聚光膜 (2) 是微棱镜全反射聚 光膜 (2b), 微棱镜全反射聚光膜 (2b) 设置在面形底板 (3 ) 顶部面上; 所述面形底板

( 3 ) 是薄板, 面形底板 (3 ) 的底面贴附在面形定焦支架 (4) 顶部表面上, 并再现面 形定焦支架 (4)顶部表面形状; 所述面形定焦支架 (4)包括: 面形定焦支架顶部光学 曲面 (4a) 和与面形定焦支架一体的定焦结构 (4b), 所述面形定焦支架顶部光学曲面

(4a) 位于面形定焦支架 (4 ) 顶部表面, 所述与面形定焦支架一体的定焦结构 (4b ) 的中心点位于面形定焦支架顶部光学曲面 (4a) 的焦点 (0。

6. 根据权利要求 5中所述的一种薄膜太阳能反射聚光装置,其特征在于,所述微棱 镜全反射聚光膜 (2b) 的结构是: 在透明塑料薄膜上面形成多个微小的棱镜。

7. 根据权利要求 5中所述的一种薄膜太阳能反射聚光装置,其特征在于,所述面形 底板 (3 ) 的形状是: 既能使微棱镜全反射聚光膜 (2b ) 上的棱镜满足全反射条件, 又 能保证反射光线聚在一个焦点 (f) 上。

8.根据权利要求 5所述的一种薄膜太阳能反射聚光装置, 其特征在于, 所述面形定 焦支架顶部光学曲面 (4a) 是数字化的柱面, 该数字化的柱面是: 平行于光轴的入射光 线 (il、 i2、 13) 经过第一平面 (11) 折射后落在数字化曲面 (12) 上, 再经过数字化 曲面 (12)全反射到第二平面 (14)上, 经过第二个平面 (14)折射后的反射光线 (rl、 r2、 r3) 聚在同一个焦点 (0 上。

9. 根据权利要求 1或 5中所述的一种薄膜太阳能反射聚光装置,其特征在于,还包 括有集热管 (1), 所述集热管 (1) 的中心和与面形定焦支架一体的定焦结构 (4b) 的 中心点重合。

Description:
一种薄膜太阳能反射聚光装置 技术领域

本发明涉及的是太阳能反射聚光装置, 特别涉及的是一种薄膜太阳能反射聚光装 置。 背景技术

太阳能反射聚光装置有三要素: 反射系数极高的反光镀层 (聚光层) ; 符合光学要 求的反射形面; 准确的聚光焦点定位。

现有技术的太阳能反射聚光装置, 多半是在一块整体的基体材料上, 按光学要求加 工成准确的面形, 再在该面形的形面上抛光镀膜, 再用焊接支架将受光体架设到焦点上 去从而形成聚光装置。

上述现有技术的聚光装置存在如下缺陷: 材料成本高, 加工难度大, 焦点找不准, 批量生产非常困难。 因此上述聚光装置只能在实验室或在展示性的 样板工程中使用, 根 本不能大面积普及和推广, 使太阳能的利用和发展受到限制。 发明内容

本发明的目的在于克服上述技术的不足, 提供一种低成本、 易制造, 重复精度高聚 光效果好, 能大面积普及到千家万户的一种薄膜太阳能反 射聚光装置。

解决上述技术问题的技术方案是:

一种薄膜太阳能反射聚光装置, 所述薄膜太阳能反射聚光装置包括: 聚光膜、 面形 底板和面形定焦支架; 所述聚光膜是具有反光镀层的平面膜, 具有反光镀层的平面膜设 置在面形底板顶部面上; 所述面形底板是薄板, 面形底板的底面贴附在面形定焦支架顶 部表面上, 并再现面形定焦支架顶部表面形状; 所述面形定焦支架包括: 面形定焦支架 顶部光学曲面和与面形定焦支架一体的定焦结 构,所述面形定焦支架顶部光学曲面位于 面形定焦支架顶部表面,所述与面形定焦支架 一体的定焦结构的中心点位于面形定焦支 架顶部光学曲面的焦点。

一种薄膜太阳能反射聚光装置, 所述薄膜太阳能反射聚光装置包括: 聚光膜、 面形 底板和面形定焦支架; 所述聚光膜是微棱镜全反射聚光膜, 微棱镜全反射聚光膜设置在 面形底板顶部面上; 所述面形底板是薄板, 面形底板的底面贴附在面形定焦支架顶部表 面上, 并再现面形定焦支架顶部表面形状; 所述面形定焦支架包括: 面形定焦支架顶部 光学曲面和与面形定焦支架一体的定焦结构, 所述面形定焦支架顶部光学曲面位于面形 定焦支架顶部表面,所述与面形定焦支架一体 的定焦结构的中心点位于面形定焦支架顶 部光学曲面的焦点。 本发明的有益效果是:

1.本发明将加工难度大需要抛光镀膜的部件分 成聚光膜和面形底板, 分解后的部 件便于加工, 成本低。

2.本发明将加工难度大的形面分解为面形底板 面形定焦支架, 又将面形底板制成 薄板, 只对面形定焦支架的顶部表面制成聚光需要的 精确形面, 而分解后的面形定焦支 架容易做到精确加工, 这样能保证柔软的面形底板贴附在面形定焦支 架的顶部表面上 时,能精确地再现面形定焦支架顶部表面形状 ,实现了便于加工,成本低的面形的形成。

3.本发明将难于精确定焦的问题用把定焦结构 面形定焦支架做到一个零件上, 而 且该零件是模具化的零件, 从而成功解决了精确重复定焦的难题。

以上三个难题的成功解决使太阳能的反射聚光 利用达到了能大面积普及和推广的 水平。

本发明的实施例是将集热管 1设置在本发明的聚光装置上, 使集热管 1成为聚 光的焦点, 能大量的聚集太阳能热量, 比只用集热管收集太阳能的热量多 6-9倍, 达到 多收集热量, 加热出更高温度 (近于 100°C ) 的水的目的, 使太阳能热水不但能用于洗 澡还能用于取暖, 使太阳热水的利用更上一个台阶。 附图说明

图 1是本发明立体图;

图 2是图 1的主视图;

图 3是图 2的 A-A剖视图;

图 4是具有反光镀层的平面膜的结构剖视图;

图 5是面形定焦支架结构示意图;

图 6是微棱镜全反射聚光膜的结构示意图, 图中显示太阳光线在棱镜上全反射的光 路。

《附图中主要序号的说明》

1: 集热管; 2: 聚光膜; 2a:具有反光镀层的平面膜; 2b: 微棱镜全反射聚光膜; 3 : 面形底板; 4 : 面形定焦支架; 4a: 面形定焦支架顶部光学曲面; 4b : 与面形定焦支架 一体的定焦结构; 6: 粘胶剂; 7: 透明塑料薄膜; 8: 反光镀层; 9: 保护膜层; 11 : 第 一平面; 12: 数字化曲面; 14: 第二平面; il、 i2、 Ϊ3 : 入射光线; rl、 r2、 r3:反射光线; f: 焦点。 具体实施方式

下面结合附图对本发明的实施例进一步详述。

图 1是本发明立体图; 图 2是图 1的主视图; 图 3是图 2的 A-A剖视图; 图 4是具有反光镀层的平面膜的结构剖视图; 图 5是面形定焦支架结构示意图; 图 6是微棱镜全反射聚光膜的结构示意图, 图中显示太阳光线在棱镜上全反射的光路。

实施例一。

本发明提供一种薄膜太阳能反射聚光装置, 所述薄膜太阳能反射聚光装置包括: 聚 光膜 2、 面形底板 3和面形定焦支架 4。

如图 1、 图 2、 图 3所示, 所述聚光膜 2是具有反光镀层的平面膜 2a, 具有反光镀 层的平面膜 2a设置在面形底板 3顶部面上; 所述面形底板 3是薄板, 面形底板 3的底 面贴附在面形定焦支架 4顶部表面上, 并再现面形定焦支架 4顶部表面形状。

所述面形定焦支架 4包括: 面形定焦支架顶部光学曲面 4a和与面形定焦支架一体 的定焦结构 4b。 所述面形定焦支架顶部光学曲面 4a位于面形定焦支架 4顶部表面, 所 述与面形定焦支架一体的定焦结构 4b的中心点位于面形定焦支架顶部光学曲面 4a的焦 点

如图 4所示, 所述具有反光镀层的平面膜 2a的结构是: 在透明塑料薄膜 7—个侧 面上镀反光镀层 8, 再在反光镀层 8上涂覆保护膜层 9; 在透明塑料薄膜 7另一个侧面 上涂覆粘胶剂 6。

当所述聚光膜 2是具有反光镀层的平面膜 2a时, 所述面形底板 3的形状是抛物面。 当所述聚光膜 2是具有反光镀层的平面膜 2a时, 所述面形定焦支架顶部光学曲面 4a是抛物柱面; 所述面形定焦支架顶部光学曲面 4a和与面形定焦支架一体的定焦结构 4b为一体结构或是精确定位的机械连接结构。

本发明还包括有集热管 1, 所述集热管 1的中心和与面形定焦支架一体的定焦结构 4b的中心点重合。

本发明实施例一制作过程如下:

本发明先制造顶部表面为精确抛物面的面形定 焦支架 4,再将小于 0.5mm薄的面形 底板 3贴附在面形定焦支架 4的上部表面上,这样能保证柔软的面形底板 3精确地再现 面形定焦支架 4上部抛物面形状;将具有反光镀层的聚光膜 2a平整的粘附于面形底板 3 上表面, 再将集热管 1插入面形定焦支架 4上的与面形定焦支架一体的定焦结构 4b的 孔中, 这样就完成了本发明的薄膜太阳能反射聚光装 置。

实施例二。

本发明提供一种薄膜太阳能反射聚光装置, 所述薄膜太阳能反射聚光装置包括: 聚 光膜 2、 面形底板 3和面形定焦支架 4。

如图 1、 图 2、 图 3所示, 所述聚光膜 2是微棱镜全反射聚光膜 2b, 微棱镜全反射 聚光膜 2b设置在面形底板 3顶部面上; 所述面形底板 3是薄板, 面形底板 3的底面贴 附在面形定焦支架 4顶部表面上, 并再现面形定焦支架 4顶部表面形状; 所述面形定焦 支架 4包括: 面形定焦支架顶部光学曲面 4a和与面形定焦支架一体的定焦结构 4b, 所 述面形定焦支架顶部光学曲面 4a位于面形定焦支架 4顶部表面, 所述与面形定焦支架 一体的定焦结构 4b的中心点位于面形定焦支架顶部光学曲面 4a的焦点 f。

如图 6所示, 所述微棱镜全反射聚光膜 2b的结构是: 在透明塑料薄膜上面形成多 个微小的棱镜。

所述聚光膜 2是微棱镜全反射聚光膜 2b时, 所述面形底板 3的形状是: 既能使微 棱镜全反射聚光膜 2b上的棱镜满足全反射条件, 又能保证反射光线聚在一个焦点 f上。

所述聚光膜 2是微棱镜全反射聚光膜 2b时, 所述面形定焦支架顶部光学曲面 4a是 数字化的柱面, 该数字化的柱面是: 平行于光轴的入射光线 il、 i2、 i3经过第一平面 11 折射后落在数字化曲面 12上, 再经过数字化曲面 12全反射到第二平面 14上, 经过第 二个平面 14折射后的反射光线 rl、 r2、 r3聚在同一个焦点 f上。

本发明还包括有集热管 1, 所述集热管 1的中心和与面形定焦支架一体的定焦结构 4b的中心点重合。

本发明实施例二制作过程如下:

本发明先制造顶部表面为精确的数字化曲面 12的面形定焦支架 4,再将小于 0.5mm 薄的面形底板 3贴附在面形定焦支架 4的上部表面上,这样能保证柔软的面形底板 3精 确地再现面形定焦支架 4上部数字化曲面 12的形状; 将微棱镜全反射聚光膜 2b平整的 粘附于面形底板 3上表面, 再将集热管 1插入面形定焦支架 4上的与面形定焦支架一体 的定焦结构 4b的孔中, 这样就完成了本发明的薄膜太阳能反射聚光装 置。