[发明专利]镜片单元阵列聚光镜

说明书

技术领域

本发明涉及太阳能利用技术领域，尤其涉及一种镜片单元阵列聚光镜。

背景技术

太阳能是一种清洁的可再生能源，因此人们逐渐重视对太阳能的利用，利用太阳能的各种设备被逐渐研发出来，其中，需要利用太阳能进行加热的热备，例如太阳能热水器、热气机等的研发也取得较大的进展。

热气机，又称斯特林发动机或外燃机，是一种外燃的闭式循环往复活塞式热力发动机。热气机中传递能量的媒介物质（通常是高压气体）叫工质，在一个、两个、四个或多个封闭的气缸内充有一定容积的工质。气缸一端为热腔，另一端为冷腔。工质在低温冷腔中压缩，然后流到高温热腔中迅速加热，膨胀做功。

热气机最大的优点是功率和效率不受海拔高度影响，非常适合于高海拔地区使用。由于热气机避免了传统内燃机的震爆做功问题，从而实现了低噪音、低污染和低运行成本。只要热气机的热腔与冷腔之间达到一定的温差，热气机即可做功运行。热气机可以燃烧各种可燃气体或液体燃料对热腔进行加热，但利用太阳能进行加热，在高海拔阳光充足的地方，则具有更明显的优势。

利用太阳能对热腔进行加热，最好的办法是将热气机的热腔放在聚光镜的焦点处，将太阳光汇聚到焦点以对热腔进行加热。对于聚光镜而言，抛物型聚光镜可以有良好的聚光效果，可以将平行光线汇聚于一点。但是热气机达到一定功率时，其所需要的抛物型聚光镜的旋转抛物面（由抛物线沿其对称轴旋转所得的曲面，其横截面是圆）的面积也相对较大。这种大面积的抛物型聚光镜一来制造工艺复杂，成本高，大致每平米至少要五百元以上，做工精良的甚至要在万元左右；二来是在热胀冷缩时焦点会偏离原来的焦点，从而影响聚光效果。

面临大面积的抛物型聚光镜的上述问题时，人们开始探索用小面积的镜片单元来组成近似大面积的抛物型聚光镜的旋转抛物面，例如在大体上是旋转抛物面形状的基板上，粘贴许许多多等腰梯形的小面积的平面镜片，来近似的代替大面积的旋转抛物面，之所以选择梯形，是为了适应旋转抛物面的横截面面积或横截面圆半径的变化，增大聚光镜的有效反光面积。但是这种形式的聚光镜也存在着镜片单元加工成本高、粘贴工艺复杂、聚光精度差以及旋转抛物面形状的基板加工难度大的问题。

除热气机以外，其他的需要利用太阳能加热的太阳能利用设备也需要一种由平面镜片单元所组成的聚光镜。

发明内容

针对现有技术中存在的问题，本发明的目的为提供一种能够制造工艺简单、成本低且聚光效果好的聚光镜，以解决现有技术的聚光镜性价比不高的技术问题。

为实现上述目的，本发明的技术方案如下：

一种镜片单元阵列聚光镜，包括：底面为平面的基板，所述基板的上方具有一聚光焦点；设置于所述基板上表面的支撑件阵列；构成所述支撑件阵列的每一支撑件的支撑面所连接的镜片单元，所述镜片单元面向所述聚光焦点设置，所述镜片单元为矩形平面，垂直于所述基板的入射光在各所述镜片单元的几何中心点的反射光聚光于所述聚光焦点。

本发明的有益效果在于，本发明的镜片单元阵列聚光镜，具有制造成本低、工艺简单和聚光性能好的优点。本发明的镜片单元阵列聚光镜，可以将制造成本降低到每平米300元以下，较现有技术的成本，有较大的降低；另外，由于本发明镜片单元阵列聚光镜的基板为平面基板，因此便于加工，也便于在基板上设置或一体成型支撑件阵列；本发明的镜片单元阵列聚光镜，每一镜片单元的几何中心点，均聚光于聚光焦点，由于镜片单元面积较小，因此镜片单元上各点均有近似的聚光性，因此整个镜片单元阵列聚光镜的聚光性能良好。

附图说明

图1为本发明第一实施例的镜片单元阵列聚光镜的示意图。

图2为本发明第一实施例的镜片单元阵列聚光镜的对角线位置的截面示意图。

图3为镜片单元的聚光原理图。

图4为本发明第一实施例的镜片单元阵列聚光镜的镜片单元连接在支撑件上的示意图。

图5为本发明第一实施例的镜片单元阵列聚光镜的支撑件的示意图。

图6为本发明第二实施例的镜片单元阵列聚光镜的示意图。

图7为本发明第二实施例的镜片单元阵列聚光镜的镜片单元连接在支撑件上的示意图。

图8为本发明第二实施例的镜片单元阵列聚光镜的支撑件的示意图。

具体实施方式

体现本发明特征与优点的典型实施例将在以下的说明中详细叙述。应理解的是本发明能够在不同的实施例上具有各种的变化，其皆不脱离本发明的范围，且其中的说明及附图在本质上是当作说明之用，而非用以限制本发明。