[发明专利]多功能光聚散板

说明书

【技术领域】

本发明涉及光学技术领域，特别是涉及一种使光产生平行偏转，并以共焦点的双抛物线反射聚焦的多功能光聚散板。

【背景技术】

众所周知，太阳能是取之不尽，用之不竭，但人们尚未能大规模利用的重要能源。随着煤、石油、天然气等化石能源的减少及价格的不断上涨，人类直接从太阳能中获取能量已变得越来越重要。目前已有各种各样的太阳能利用设备被使用，如光电转换及光热转换设备等。普通的光热转换设备典型的是在多根玻璃管中各装有一根涂有吸光并转换为热能的集热管，其缺点显而易见，由于照射在集热管上的单位面积上光能量密度较小，因此其集热效率低，且太阳能利用成本较高；还由于其散热面大，因此不能获得较高的温度。普通光电转换设备主要为光伏电池板，它能将太阳能转化为电能，但因光伏电池板造价高昂，易损坏，且只具有单一的发电用途，不便安装使用，不能大规模应用。普通平行光源均是由点光源或线光源经抛物面反射得到，其体积大，不能做成板状，不能大量用在照明或背景光源上。

【发明内容】

本发明旨在解决上述问题，而提供一种板状的集太阳能发电、集热于一体，可高密度聚集光线，光电及光热转换效率高，成本低，安装使用及维护方便的多功能光聚散板。本发明的目的还在于提供一种能产生平行光源多功能光聚散板。

为实现上述目的，本发明提供一种多功能光聚散板，该多功能光聚散板有一个透明材料制成的长度可无限延长的条形板状体，该板状体内设有两组左右对称的折射腔，每组折射腔由多个沿板状体宽度方向依次排列的多边形腔体构成，两组折射腔的多个多边形腔体沿板状体长度方向从一端延伸至另一端，在所述板状体下部设有基板，该基板的上表面为两个共焦线的对称的抛物面，两个抛物面为光反射面，其与板状体的下表面之间形成空腔，所述抛物面的焦线A位于空腔内的两个抛物面的对称面上，在所述焦线处设有集热管，该多功能光聚散板的两端设有密封用端盖。

板状体由上板体、下板体对合而成，所述上板体、下板体上各具有多个多边形腔体的上部和下部。

每个多边形腔体均为四边形腔体，它由两个使光发生透射和折射的第一透射、折射面，第二透射、折射面和两个不发生透射和折射的竖直面及斜面构成，入射光经板状体的上表面、第一透射、折射面，第二透射、折射面及板状体的下表面透射、折射，使光向两个抛物面偏转。

多个腔体中，各腔体的第一透射、折射面和第二透射、折射面的交点与其相邻的不发生透射和折射的竖直面及斜面的交点相连。

基板是由隔热材料制成的板状体，其上表面设有两个共焦线的对称的抛物面，抛物面上镀或贴光反射膜，该抛物面将入射到其上的光线反射到集热管。

集热管由高导热金属材料制成，其外表面涂有高吸光的光热转换材料，集热管的两端设有与端盖密封固定和将热量引出的导管。

在本发明的另一方案中，该多功能光聚散板有一个透明材料制成的长度可无限延长的条形板状体，该板状体内设有两组左右对称的折射腔，每组折射腔由多个沿板状体宽度方向依次排列的多边形腔体构成，两组折射腔的多个多边形腔体沿板状体长度方向从一端延伸至另一端，，在所述板状体下部设有基板，该基板的上表面为两个共焦线的对称的抛物面，两个抛物面为光反射面，其与板状体的下表面之间形成空腔，所述抛物面的焦线A位于空腔内的两个抛物面的对称面上，在所述焦线处设有光电转换集热装置，该多功能光聚散板的两端设有密封用端盖。

板状体由上板体、下板体对合而成，所述上板体、下板体上各具有多个多边形腔体的上部和下部。

每个多边形腔体均为四边形腔体，它由两个使光发生透射和折射的第一透射、折射面，第二透射、折射面和两个不发生透射和折射的竖直面及斜面构成，入射光经板状体的上表面、第一透射、折射面，第二透射、折射面及状体的下表面透射、折射，使光向两个抛物面偏转。

多个腔体中，各腔体的第一透射、折射面和第二透射、折射面的交点与其相邻的不发生透射和折射的竖直面及斜面的交点相连。

基板是由隔热材料制成的板状体，其上表面设有两个共焦线的对称的抛物面，抛物面上镀或贴光反射膜，该抛物面将入射到其上的光线反射到光电转换集热装置。

光电转换集热装置由集热管和光伏电池板构成，所述光伏电池板紧密贴合在集热管外部，集热管由高导热金属材料制成，其外表面涂有高吸光的光热转换材料，集热管的两端设有与端盖密封固定和将热量引出的导管，光伏电池与设在端盖上的输出端子相连接。