CN201051153Y - 条状聚焦聚光屏 - Google Patents
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Abstract
本实用新型公开了一种条状聚焦聚光屏，为折射式太阳光能量收集用的片状聚光构件。它由一个透明的塑料板构成，其特征在于：塑料板的一个面上设置有纵向条纹状的齿形沟槽，其齿形截面为直角三角形截面，斜边的高度与光程差变化对应，斜边朝外，从中心线向两边，按齿高递增排列；所说的直角三角形截面上长直角边对应的沟槽底边宽度为0.03－5.0毫米。本聚光屏既轻又薄，聚光屏的纵方向可以延展，尤其适用于热水管道和集热器供热。
Description
技术领域
本实用新型属于有机材料制成的光学元件。具体地说是一种折射式太阳光能量收集用的片状聚光板。
背景技术
凸透镜点聚焦和柱面透镜的线聚焦作用已早为人所共知。它们用于太阳光能量收集时，因重量大，又需要一维，或者二维跟踪多有不便，因而极少应用。为了减轻重量和解决方便跟踪问题，本实用新型特提出了新的、具体的技术方案。
发明内容
本实用新型是要提供一种用透明有机材料制成的平面型聚光板。
本实用新型基于柱面线焦透镜原理和光程差理论的应用。
本实用新型的条状聚焦聚光屏，由一个透明的塑料板构成，其特征在于：塑料板的一个面上设置有纵向条纹状的齿形沟槽，齿形截面为直角三角形截面，斜边的高度与光程差变化对应，斜边朝外，从中心线向两边，按齿高递增排列；所说的直角三角形截面上长直角边对应的齿形沟槽底边宽度为0.03～5.0毫米。
所述的塑料板的厚度为0.2～4.0毫米。
所述的另一个方案设计是从条状聚焦聚光屏中心取其一半，使用时选择单用或对合。塑料板面上的齿形沟槽，齿形截面为直角三角形截面，斜边的高度与光程差变化对应，斜边朝向相同，从一边到另一边，按齿高递增排列。直角三角形截面上长直角边对应的齿形沟槽底边宽度仍为0.03～5.0毫米。简言之，其结构形式为基本方案的半边的结构相同。
本实用新型的具有以下优点：
条状聚焦聚光屏为片状平面，纵向可以安装延展，为扩大太阳能的能量收集提供了可能和方便，使用时只需要采用一维的适应性调整。
条状聚焦聚光屏为片状平面，既轻又薄，透明塑料上的齿形沟槽，可以采用模具热压加工获得。它适用于热水管道供热、集热器供热和太阳能电池发电，使单位成本大为降低。
附图说明
图1是柱面透镜线聚焦的原理图。
图2是条状聚焦聚光屏的结构示意图。
图3是线聚焦柱面透镜的立体图。
图4是本实用新型条状聚焦聚光屏的立体图。
具体实施方式
以下结合实施例及其附图作进一步的说明。
参见附图。
图1所示的线聚焦柱面透镜，从透镜1的前方来的近轴平行光线会聚后聚集在焦斑5的部位。其中3表示等光程的部分，该部分对会聚折射无贡献。4表示光程差部分，正是这部分的光程差作用对聚光做出了贡献。在其界面上，光的传播方向与波面相垂直，使光的传播方向发生了偏折。
图2是条状聚焦聚光屏实施例的结构示意图。
比较图1，将其中的等光程部分去掉，把光程差部分移到同一个平面上，这就构成了聚光屏6。其聚焦效果将得到保留，而且其焦距也将与对应的会聚透镜焦距相同。7是齿形沟槽。焦斑5位于与透镜对应的相同位置上。图中，因为要有強度，在等光程部分保留了一个厚度。
它是本实用新型的条状聚焦聚光屏实施例，由一个透明的塑料板构成，塑料板属有机材料，容易成型，成本也低。它的一个面上设置有纵向条纹状的齿形沟槽，即光学纹路。齿形截面为直角三角形截面(产品上近似)，斜边的高度与光程差变化对应，斜边朝外，从中心线向两边，按齿高递增排列，整体上，该直角三角形截面斜边对应的高度和变化决定了聚光屏的会聚特性；应用中，直角三角形截面上长直角边对应的齿形沟槽底边宽度为0.03～5.0毫米。聚光屏(板)上的光程差形成的微棱镜齿条与同焦距柱面透镜的对应光程差相一致。
图3是线聚焦柱面透镜的立体图。平行光线透过时将进行线聚焦。8仅是示意纹路用的分隔线。
图4是条状聚焦聚光屏的立体图。同样，可从图3简化过渡获得本图的条状聚焦聚光屏。聚光屏正、反面均可使用，效果相同。实际应用中光面朝上更好，因其更容易清理。本图中所示的聚光屏6，光面朝向下方，微棱镜条面向上，7为齿形沟槽。9是微棱镜齿条的直角三角形截面，塑料板上的无数微棱镜齿条的有序排列组成了条状聚焦聚光屏的聚光单元。通常情况下塑料板的厚度为0.2～4.0毫米。厚度越大，強度越好，但绕性越差。
将设有条纹状的齿形沟槽的塑料板，从中心线划分，分成两半，每一半构成的具有独立聚焦功能的基本单元(板)。这时的塑料板上，其齿形沟槽的齿形截面为直角三角形截面，与齿高变化对应，反映光程差变化的直角三角形斜边朝向相同，从一边到另一边，按齿高递增排列。正如人们所知的一样，任何大小面积的聚光面都不会影响聚焦性能，变化的只是聚光能量的大小。面积大的，透过后会聚的光更多一些，聚焦位置不会改变。但是，它可以充分利用了现有设备的制造能力，有利于制造扩大了一倍面积的聚光屏基本单元，两半对称拼接后使用，效果不变，而受光面积增大了一倍，聚光能量也相应增加了一倍。
其加工过程中先将设计的齿形沟槽复制到金属模具上，然后利用模具将塑料板上通过热压加工制造出条状聚焦聚光屏来。
本实用新型的条状聚焦聚光屏工作方式十分简单。使用中，在聚光屏可调式固定的情况下，焦斑应落在管通的吸热壁上，太阳移动时，焦斑要跟随着沿管道纵向移动。平面面向太阳安装的聚光屏焦斑很窄，日内照射有效时间逾数小时之久，足以达到热水管道的加热要求。对于纵向设置在聚光屏下的太阳能电池也能获得足够强的光照和充电。随着季节变化可通过改变聚光屏受光平面向南倾角的大小进行简单的跟踪、调整。
Claims (3)
1.一种条状聚焦聚光屏，由一个透明的塑料板构成，其特征在于：塑料板的一个面上设置有纵向条纹状的齿形沟槽(7)，齿形截面为直角三角形截面，斜边的高度与光程差变化对应，斜边朝外，从中心线向两边，按齿高递增排列；所说的直角三角形截面上长直角边对应的齿形沟槽底边宽度为0.03～5.0毫米。
2.根据权利要求1所述的条状聚焦聚光屏，其特征在于所说的塑料板的厚度为0.2～4.0毫米。
3.根据权利要求1所述的条状聚焦聚光屏，其特征在于：所述塑料板面上的齿形沟槽(7)，齿形截面为直角三角形截面，斜边的高度与光程差变化对应，其斜边朝向相同，从一边到另一边按齿高递增排列。
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Cited By (2)
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|---|---|---|---|---|
| CN101762087A (zh) * | 2009-12-15 | 2010-06-30 | 姚福来 | 可以卷曲的多层聚光薄膜太阳灶 |
| CN109737616A (zh) * | 2019-02-28 | 2019-05-10 | 山东桑乐太阳能有限公司 | 一种可垂直安装的太阳能集热板 |
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2007
- 2007-03-19 CN CNU2007201073221U patent/CN201051153Y/zh not_active Expired - Lifetime
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