專(zhuān)利名稱(chēng)：無(wú)跟蹤太陽(yáng)能聚光系統(tǒng)的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明涉及太陽(yáng)能應(yīng)用領(lǐng)域。尤其是，本發(fā)明涉及能夠接收和聚集太陽(yáng)光并遠(yuǎn)程傳輸太陽(yáng)光以用于照明、加熱的系統(tǒng)。
背景技術(shù)：
太陽(yáng)能已在照明、光熱和光伏方面有了廣泛的應(yīng)用。目前的自然光照明系統(tǒng)只能近距離傳輸太陽(yáng)光，僅適用于單層建筑和多層建筑的頂層，并且需要在建筑上開(kāi)鑿或預(yù)留較大的孔洞，破壞建筑的整體結(jié)構(gòu)與外形美觀。
因此，需要一種新型的太陽(yáng)能聚光系統(tǒng)，它不僅能遠(yuǎn)程傳輸所接收和聚集的太陽(yáng)光，還能不破壞建筑的整體結(jié)構(gòu)。另外，這種新型的太陽(yáng)能聚光系統(tǒng)不需要控制系統(tǒng)來(lái)跟蹤太陽(yáng)。發(fā)明內(nèi)容
為了解決上述技術(shù)問(wèn)題，本發(fā)明提供了一種無(wú)跟蹤太陽(yáng)能聚光系統(tǒng)，它能夠遠(yuǎn)程傳輸所接收和聚集的太陽(yáng)光以供與光纖相連的不同設(shè)備使用，并作為建筑的一部分，與建筑完美結(jié)合起來(lái)。
在一個(gè)實(shí)施例中，本發(fā)明的無(wú)跟蹤太陽(yáng)能聚光系統(tǒng)包括用于收集太陽(yáng)光的太陽(yáng)能聚光器；和將收集到的太陽(yáng)光輸送給連接有設(shè)備的光纖；所述聚光器包括聚光器外殼和設(shè)置在聚光器外殼內(nèi)部并與聚光器外殼相對(duì)設(shè)置的導(dǎo)光芯軸，在所述聚光器外殼的內(nèi)壁與導(dǎo)光芯軸的外壁之間形成環(huán)形的導(dǎo)光通道。
優(yōu)選地，聚光器外殼的內(nèi)壁和導(dǎo)光芯軸的外壁上涂有高反射率涂層或采用高反射層材料。
優(yōu)選地，聚光器外殼包括口徑較大的光入口端和口徑較小的光出口端，光出口端連接所述光纖。
優(yōu)選地，在聚光器外殼的光入口端安裝采光面罩。
優(yōu)選地，在采光面罩側(cè)圍設(shè)置有用于增加光線進(jìn)入導(dǎo)光通道的折射角度的螺紋狀紋路，和/或在采光面罩的表面涂覆隔離紫外線的涂層。
優(yōu)選地，所述聚光器是單個(gè)聚光器或由單個(gè)聚光器構(gòu)成的陣列。
優(yōu)選地，所述設(shè)備包括太陽(yáng)光燈，所述太陽(yáng)光燈包括與光纖連接的光導(dǎo)管，與光導(dǎo)管連接的多面棱鏡體和玻璃燈罩。
優(yōu)選地，所述聚光器外殼的內(nèi)壁和導(dǎo)光芯軸的外壁是平行的。
本發(fā)明還提供了一種太陽(yáng)能聚光器，包括聚光器外殼和設(shè)置在聚光器外殼內(nèi)部并與聚光器外殼相對(duì)設(shè)置的導(dǎo)光芯軸，在所述聚光器外殼的內(nèi)壁與導(dǎo)光芯軸的外壁之間形成環(huán)形的導(dǎo)光通道；其中所述聚光器外殼的內(nèi)壁和導(dǎo)光芯軸的外壁上涂有高反射率涂層或采用高反射層材料。
本發(fā)明的太陽(yáng)能聚光系統(tǒng)能與LED燈組成一體，在沒(méi)有太陽(yáng)光時(shí)LED燈用作備用光源。
本發(fā)明可用作白天民宅、寫(xiě)字樓、醫(yī)院、賓館酒店和博物館等多層建筑室內(nèi)和走廊的照明；還可以作為廠房、商場(chǎng)超市、火車(chē)站、機(jī)場(chǎng)、體院館等的照明；甚至用作各種地下場(chǎng)所的照明；另外可用作農(nóng)作物、菌類(lèi)及家禽養(yǎng)殖的日照光源，糧庫(kù)中堆積糧食的烘干等。
本發(fā)明由于在聚光器外殼和導(dǎo)光芯軸之間形成了環(huán)形的導(dǎo)光通道，無(wú)論太陽(yáng)在何位置，都不影響太陽(yáng)光進(jìn)入導(dǎo)光通道，因此不需要控制系統(tǒng)引導(dǎo)聚光器追蹤太陽(yáng)光線射來(lái)的方向，故謂之“無(wú)跟蹤”，消除了采用控制系統(tǒng)所花費(fèi)的成本。


通過(guò)結(jié)合附圖閱讀下面的具體實(shí)施方式
，可以更好地理解本發(fā)明。
圖1為本發(fā)明的無(wú)跟蹤太陽(yáng)能聚光系統(tǒng)的整體結(jié)構(gòu)示意圖2為圖1中一個(gè)聚光器的結(jié)構(gòu)放大示意圖3為圖1中太陽(yáng)光燈的結(jié)構(gòu)示意圖4為根據(jù)本發(fā)明一個(gè)實(shí)施例的聚光器的工作原理示意圖；具體實(shí)施方式
下面將結(jié)合附圖對(duì)本發(fā)明的具體實(shí)施方式
加以詳細(xì)的說(shuō)明。
圖1是根據(jù)本發(fā)明一個(gè)實(shí)施例的無(wú)跟蹤太陽(yáng)能聚光系統(tǒng)的結(jié)構(gòu)示意圖。如圖所示，該無(wú)跟蹤太陽(yáng)能聚光系統(tǒng)有兩個(gè)部分構(gòu)成，中間以虛線將兩個(gè)部分?jǐn)嚅_(kāi)。第一部分包括聚光器100或由多個(gè)聚光器100構(gòu)成的聚光器陣列10和將聚光器100或聚光器陣列10聚集的太陽(yáng)光傳輸出去以供使用的光纖20。第二部分包括接收由第一部分傳輸來(lái)的太陽(yáng)光的光纖20’和與光纖20’連接的太陽(yáng)光燈30和加熱器40。應(yīng)當(dāng)指出，作為示例，圖1僅示出了與光纖20連接的一個(gè)太陽(yáng)光燈30和一個(gè)加熱器40，但在實(shí)際應(yīng)用中，可以有多個(gè)太陽(yáng)光燈和加熱器與光纖相連，并且也可以有其它設(shè)備與光纖相連以用于照明和/或加熱。
在圖1中，聚光器陣列10可以根據(jù)需要由不同數(shù)量的聚光器100形成陣列?？商鎿Q地，本發(fā)明的太陽(yáng)能聚光系統(tǒng)也可以采用單個(gè)聚光器100。聚光器陣列10包括聚光器100 和底板12。聚光器100通過(guò)粘接、螺紋固定等方式固定至底板12。聚光器陣列10可以固定在建筑物的樓頂或者側(cè)壁，以接收和聚集太陽(yáng)光。
圖2示出了適用于本發(fā)明的無(wú)跟蹤太陽(yáng)能聚光系統(tǒng)的聚光器100。聚光器100包括聚光器外殼160和設(shè)置在聚光器外殼160的內(nèi)部并與聚光器外殼160相對(duì)設(shè)置的導(dǎo)光芯軸140，在聚光器外殼160與導(dǎo)光芯軸140之間形成導(dǎo)光通道130。聚光器外殼160的內(nèi)壁和導(dǎo)光芯軸140的外壁上都涂有光反射涂層。優(yōu)選地，聚光器外殼160的內(nèi)壁和導(dǎo)光芯軸 140的外壁上都鍍有高反射率涂層或采用高反光層的材料。優(yōu)選地，聚光器外殼160的內(nèi)壁曲面和導(dǎo)光芯軸140的外壁曲面大體平行，因此所形成的導(dǎo)光通道130在大體平行的兩個(gè)面之間進(jìn)行光的多次反射。聚光器外殼160包括口徑較大的光入口端和口徑相對(duì)較小的光出口端。由聚光器外殼160與導(dǎo)光芯軸140之間的導(dǎo)光通道130的入口端進(jìn)入的太陽(yáng)光將在導(dǎo)光通道130中進(jìn)行多次反射之后將從導(dǎo)光通道130的出口端聚集射出(見(jiàn)圖4)。在導(dǎo)光通道的出口端安裝光纖20，即可將經(jīng)由聚光器100聚集的太陽(yáng)光傳輸至需要的地方，例如遠(yuǎn)程傳輸至太陽(yáng)光燈和/或加熱器以供照明和/或加熱。
在采用多個(gè)聚光器100形成陣列的情況下，可以將與每個(gè)聚光器100相連的光纖 20進(jìn)一步匯集之后再一同將太陽(yáng)光傳輸至需要的地方，如圖1所示。
優(yōu)選地，可以在聚光器外殼160的光入口端安裝采光面罩120，用于防止異物、灰塵等進(jìn)入導(dǎo)光通道130。除此之外，還可以在采光面罩120側(cè)圍設(shè)置螺紋狀紋路以增加太陽(yáng)光線進(jìn)入導(dǎo)光通道的折射角度，和/或在采光面罩120的表面涂覆隔離紫外線的涂層。
圖3示出了適用于本發(fā)明的一種太陽(yáng)光燈的結(jié)構(gòu)。該太陽(yáng)光燈30包括光導(dǎo)管32， 多面棱鏡體34和玻璃燈罩36。光導(dǎo)管32與光纖20’連接，用于將光線導(dǎo)向多面棱鏡體34 ； 多面棱鏡體；34可以對(duì)強(qiáng)太陽(yáng)光點(diǎn)光源進(jìn)行一級(jí)漫反射，獲得較好的光影效果；此外，玻璃燈罩36可以是磨面玻璃，對(duì)太陽(yáng)光進(jìn)行二級(jí)漫反射，從而使整個(gè)太陽(yáng)光燈30釋放出更加柔和、均勻的光線。
圖4示出了聚光器100的工作原理圖。如圖所示，由聚光器外殼160與導(dǎo)光芯軸 140之間的導(dǎo)光通道130的入口端進(jìn)入的太陽(yáng)光將在導(dǎo)光通道130中進(jìn)行多次反射(見(jiàn)圖中所標(biāo)識(shí)的箭頭)之后將從導(dǎo)光通道130的出口端聚集射出。應(yīng)當(dāng)理解，為清楚起見(jiàn)，圖4 僅示出了若干入射光經(jīng)導(dǎo)光通道130中的多次反射到達(dá)出口端，來(lái)說(shuō)明聚光器100的導(dǎo)光通道130的工作原理。優(yōu)選地，聚光器外殼160的內(nèi)壁曲面和導(dǎo)光芯軸140的外壁曲面大體平行，因此所形成的導(dǎo)光通道130在大體平行的兩個(gè)面之間進(jìn)行光的多次反射。在某些情況，這可以減少反射光的衰減。
本發(fā)明由于在聚光器外殼和導(dǎo)光芯軸之間形成了環(huán)形的導(dǎo)光通道，無(wú)論太陽(yáng)在何位置，都不影響太陽(yáng)光進(jìn)入導(dǎo)光通道，因此不需要控制系統(tǒng)引導(dǎo)聚光器追蹤太陽(yáng)光線射來(lái)的方向，故謂之“無(wú)跟蹤”，從而消除了采用控制系統(tǒng)所花費(fèi)的成本。
在使用時(shí)，將聚光器或聚光器陣列固定在室外向陽(yáng)處，將經(jīng)過(guò)聚集的太陽(yáng)光通過(guò)光纖網(wǎng)絡(luò)遠(yuǎn)程傳輸?shù)绞覂?nèi)，可用于不同設(shè)備的照明或加熱。
本發(fā)明的太陽(yáng)能聚光系統(tǒng)能與LED燈組成一體，在沒(méi)有太陽(yáng)光時(shí)LED燈用作備用光源。
本發(fā)明可用作白天民宅、寫(xiě)字樓、醫(yī)院、賓館酒店和博物館等多層建筑室內(nèi)和走廊的照明；作為廠房、商場(chǎng)超市、火車(chē)站、機(jī)場(chǎng)、體院館等的照明；甚至用作各種地下場(chǎng)所的照明；另外還可用作農(nóng)作物、菌類(lèi)及家禽養(yǎng)殖的日照光源，糧庫(kù)中堆積糧食的烘干等。
本發(fā)明不涉及機(jī)械傳動(dòng)及電器控制系統(tǒng)，不會(huì)產(chǎn)生任何紅外熱源，不但適用于民用，也可適于軍用照明，且不會(huì)產(chǎn)生電火花等明火，不但安全、隱蔽，還有效地節(jié)約了電能。
此外，太陽(yáng)能作為取之不盡的綠色環(huán)保能源，不僅有益于人們的身體健康，節(jié)約大量電能，還可以減少因發(fā)電而對(duì)環(huán)境造成的污染。
本發(fā)明不局限于上述具體實(shí)施方式
，本領(lǐng)域的技術(shù)人員可以根據(jù)本發(fā)明的教導(dǎo)對(duì)本發(fā)明的無(wú)跟蹤太陽(yáng)能聚光系統(tǒng)作出各種修改和變化。所有這些修改和變化均應(yīng)落在本發(fā)明的保護(hù)范圍之內(nèi)，并且本發(fā)明的保護(hù)范圍應(yīng)根據(jù)權(quán)利要求的內(nèi)容加以確定。
權(quán)利要求
1.一種無(wú)跟蹤太陽(yáng)能聚光系統(tǒng)，包括用于收集太陽(yáng)光的太陽(yáng)能聚光器；和將收集到的太陽(yáng)光輸送給連接有設(shè)備的光纖；所述聚光器包括聚光器外殼和設(shè)置在聚光器外殼內(nèi)部并與聚光器外殼相對(duì)設(shè)置的導(dǎo)光芯軸，在所述聚光器外殼的內(nèi)壁與導(dǎo)光芯軸的外壁之間形成環(huán)形的導(dǎo)光通道。
2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的無(wú)跟蹤太陽(yáng)能聚光系統(tǒng)，其中所述聚光器外殼的內(nèi)壁和導(dǎo)光芯軸的外壁上涂有高反射率涂層或采用高反射層材料。
3.根據(jù)權(quán)利要求2所述的無(wú)跟蹤太陽(yáng)能聚光系統(tǒng)，其中所述聚光器外殼包括口徑較大的光入口端和口徑較小的光出口端，光出口端連接所述光纖。
4.根據(jù)權(quán)利要求3所述的無(wú)跟蹤太陽(yáng)能聚光系統(tǒng)，其中在所述聚光器外殼的光入口端安裝采光面罩。
5.根據(jù)權(quán)利要求4所述的無(wú)跟蹤太陽(yáng)能聚光系統(tǒng)，其中在所述采光面罩側(cè)圍設(shè)置有用于增加光線進(jìn)入導(dǎo)光通道的折射角度的螺紋狀紋路，和/或在采光面罩的表面涂覆隔離紫外線的涂層。
6.根據(jù)權(quán)利要求1所述的無(wú)跟蹤太陽(yáng)能聚光系統(tǒng)，其中所述聚光器是單個(gè)聚光器或由多個(gè)聚光器構(gòu)成的陣列。
7.根據(jù)權(quán)利要求1所述的無(wú)跟蹤太陽(yáng)能聚光系統(tǒng)，其中所述設(shè)備包括太陽(yáng)光燈，所述太陽(yáng)光燈包括與光纖連接的光導(dǎo)管，與光導(dǎo)管連接的多面棱鏡體和玻璃燈罩。
8.根據(jù)權(quán)利要求1-7所述的無(wú)跟蹤太陽(yáng)能聚光系統(tǒng)，其中所述聚光器外殼的內(nèi)壁和導(dǎo)光芯軸的外壁是平行的。
9.一種太陽(yáng)能聚光器，包括聚光器外殼和設(shè)置在聚光器外殼內(nèi)部并與聚光器外殼相對(duì)設(shè)置的導(dǎo)光芯軸，在所述聚光器外殼的內(nèi)壁與導(dǎo)光芯軸的外壁之間形成環(huán)形的導(dǎo)光通道； 其中所述聚光器外殼的內(nèi)壁和導(dǎo)光芯軸的外壁上涂有高反射率涂層或采用高反射層材料。
全文摘要
本發(fā)明披露了一種無(wú)跟蹤太陽(yáng)能聚光系統(tǒng)。所述無(wú)跟蹤太陽(yáng)能聚光系統(tǒng)包括用于收集太陽(yáng)光的太陽(yáng)能聚光器和將收集到的太陽(yáng)光輸送給不同設(shè)備的光纖。所述聚光器包括聚光器外殼和設(shè)置在其內(nèi)部并與其相對(duì)設(shè)置的導(dǎo)光芯軸，在聚光器外殼與導(dǎo)光芯軸之間形成導(dǎo)光通道。所述聚光器外殼的內(nèi)壁和導(dǎo)光芯軸的外壁上涂有高反射率涂層或采用高反射層材料。本發(fā)明還披露了一種用于所述無(wú)跟蹤太陽(yáng)能聚光系統(tǒng)的太陽(yáng)能聚光器。
文檔編號(hào)F24J2/00GK102519007SQ20121000898
公開(kāi)日2012年6月27日 申請(qǐng)日期2012年1月12日 優(yōu)先權(quán)日2012年1月12日
發(fā)明者孟忠陽(yáng) 申請(qǐng)人:孟忠陽(yáng)