CN114508733A - 一种太阳光导入器及太阳光光纤导入装置 - Google Patents

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Abstract

本发明属于太阳能利用技术领域，具体涉及一种太阳光导入器及太阳光光纤导入装置。其中一种太阳光导入器，包括透镜、滤光片A、滤光片B和匀光器，所述透镜用于接收太阳光，沿经过透镜的太阳光的光路依次设置滤光片A、滤光片B和匀光器，所述透镜、滤光片A、滤光片B和匀光器同轴设置。本发明通过设置的滤光片A和滤光片B共同作用过滤掉太阳光中红外光，具有降低太阳光温度的作用；同时还通过匀光器的作用使太阳光均匀的作用在光纤上，具有降低太阳光温度的作用；通过滤光片A、滤光片B和匀光器的共同达到降低太阳光温度的效果，使塑料光纤不会被烧坏。

Description

一种太阳光导入器及太阳光光纤导入装置
技术领域
本发明属于太阳能利用技术领域，具体涉及一种太阳光导入器及太阳光光纤导入装置。
背景技术
光纤传输照明技术是将阳光聚焦并利用光纤传输到需要照明的场所，这种照明技术节能，且光电隔离，其光谱也适合人类健康需求。光纤包括石英光纤和塑料光纤，石英光纤价格昂贵，所以在光纤传输照明中多采用塑料光纤，但是由于太阳光具有一定的热量，存在塑料光纤过热烧毁的情况。
中国专利：CN201210458926.6公开了一种太阳光室内照明光纤传导装置及其工作方法，太阳光室内照明光纤传导装置由定位单元、采光单元、板式框架、固定板、活动板和驱动机构构成。采光单元和定位单元的双球节在双球节定位孔中由固定板和活动板夹持，组成互相平行的双球节组合并行机械结构，由驱动机构驱动活动板，使的采光单元和定位单元在跟踪太阳时平行摆动；采用定位光纤在十字定位光纤头上十字排列以及定位光纤与光敏元件一一对应的光耦合实现光纤传导装置的全部采光单元对太阳同步追踪。该发明外观紧凑，整体呈板状，安装位置并不局限于楼顶，也可以壁挂于楼宇的外墙上，有利于实现建筑一体化，适用于背阴房间和地下室的自然光照明。
但该专利中使用透镜将太阳光直接聚焦于光纤端面，如使用塑料光纤，过热的太阳光会导致塑料光纤烧毁。
中国专利：CN201420810080.2公开了一种太阳光光纤照明装置，包括电机、太阳能电池板、蓄电池、太阳能聚光器、光耦合器、光电传感器、光纤束和菲尼尔透镜；所述太阳光聚光器和太阳能电池板设置在安装板上，所述安装板上设有两个光电传感器，所述光电传感器上方分别设有互相垂直的遮光板，所述安装版下方设有两个互相垂直的电机，所述电机连接到蓄电池，所述蓄电池连接到太阳能电池板，所述太阳光聚光器下方设有光耦合器，所述光耦合器连接到光纤束，所述光纤束分别连接到锥形腔上端，所述锥形腔下端连接菲尼尔透镜，该专利的有益之处在于无需消耗电能即可进行补光。
但该专利中使太阳光通过菲涅尔透镜和光耦合器后直接聚焦在光纤端面，如使用塑料光纤，过热的太阳光会导致光纤烧毁。
综上所述，需要解决现有技术中太阳光烧毁塑制透镜的技术问题。
中国专利：CN201510015163.1公开了一种属于太阳能应用技术领域的一种大口径反射光导机及其工作方法，大口径反射式光导机由方位角驱动器、高度角驱动器、聚焦镜组、太阳定位***、调焦器和光纤束构成。调焦器将光纤束的接受端面调整到聚焦镜组的焦点上，聚焦镜组由方位角驱动器和高度角驱动器驱动，使得聚光镜组能够随巡日跟踪，聚焦镜组利用滤光镜消除入射光中的红外线，聚焦镜组的匀光腔实现聚焦光斑的强度均匀；太阳定位***采用光敏原件提供太阳粗定位信号，用高温温度传感器提供聚焦光斑的精细位置信号。该专利消除了太阳聚焦光中的红外线，同时实现光斑的强度均匀化，大幅延长光纤束使用寿命，同时利用高温温度传感器提高了聚焦光斑位置检测的可靠性。
在上述现有技术的基础上，本申请做出了改进。
发明内容
本发明提供了一种太阳光导入器及太阳光光纤导入装置。本发明的太阳光导入器通过设置的滤光片A和滤光片B共同作用过滤掉太阳光中红外光，具有降低太阳光温度的作用；同时还通过匀光器的作用使太阳光均匀的作用在光纤上，具有降低太阳光温度的作用；通过滤光片A、滤光片B和匀光器的共同达到降低太阳光温度的效果，使塑料光纤不会被烧坏。
本发明通过下述技术方案实现：
本发明一方面提供了一种太阳光导入器，包括透镜、滤光片A、滤光片B和匀光器，所述透镜用于接收太阳光，沿经过透镜的太阳光的光路依次设置滤光片A、滤光片B和匀光器，所述透镜、滤光片A、滤光片B和匀光器同轴设置。
进一步地，还包括镜筒和滤镜管，所述镜筒内设置所述透镜，所述镜筒连接所述滤镜管，所述滤镜管内设置所述滤光片A、所述滤光片B和所述匀光器。
进一步地，所述匀光器为玻璃圆柱或玻璃六棱柱。
本发明另一方面提供了一种太阳光光纤导入装置，包括上述所述的太阳光导入器，还包括安装板、光纤、横滚臂和支撑架；
所述安装板上设置多个太阳光导入器，所述太阳光导入器的匀光器连接光纤；
所述安装板转动连接横滚臂；
所述横滚臂转动连接支撑架。
进一步地，所述横滚臂设置在所述支撑架的侧面。
进一步地，所述光纤设置在所述横滚臂内。
进一步地，所述横滚臂设置为U型，所述安装板的两端分别与U型横滚臂的两端连接。
进一步地，所述安装板通过转轴一连接所述横滚臂；和/或所述横滚臂通过转轴二连接所述支撑架。
进一步地，所述转轴一连接有变速器一，所述变速器一连接有电机一；和/或所述转轴二连接有变速器二，所述变速器二连接有电机二。
进一步地，所述安装板上设置有太阳位置传感器。
采用上述技术方案，本发明包括如下优点：
1、本发明通过设置的滤光片A和滤光片B共同作用过滤掉太阳光中红外光，具有降低太阳光温度的作用；同时还通过匀光器的作用使太阳光均匀的作用在光纤上，具有降低太阳光温度的作用；通过滤光片A、滤光片B和匀光器的共同达到降低太阳光温度的效果，使塑料光纤不会被烧坏。
2、本发明的太阳光光纤导入装置适合室内安装，且移动方便。可将本发明设置在室内靠窗位置，且可移动使用。
附图说明
为了更清楚地说明本发明实施例的技术方案，下面将对本发明实施例或现有技术描述中所需要使用的附图作简单地介绍，显而易见地，下面所描述的附图仅仅是本发明的一些实施例，对于本领域普通技术人员来讲，在不付出创造性劳动的前提下，还可以根据这些附图获得其他的附图。
图1为本发明实施例中一种太阳光导入器的结构示意图一；
图2为本发明实施例中一种太阳光导入器的结构示意图二；
图3为图2中A-A向的剖视图；
图4为本发明实施例中一种太阳光光纤导入装置的结构示意图一；
图5为本发明实施例中一种太阳光光纤导入装置的结构示意图二；
图6为本发明实施例中一种太阳光光纤导入装置的使用状态结构示意图；
附图中：10-太阳光导入器，11-透镜，12-滤光片A，13-滤光片B，14-匀光器，15-镜筒，16-滤镜管，20-安装板，30-光纤，40-横滚臂，50-支撑架，60-太阳位置传感器，70-转轴一，80-转轴二。
具体实施方式
以下的说明提供了许多不同的实施例或是例子，用来实施本发明的不同特征。以下特定例子所描述的元件和排列方式，仅用来精简的表达本发明，其仅作为例子，而并非用以限制本发明。
在本发明的描述中，需要理解的是，术语"上"、"下"、"前"、"后"、"左"、 "右"、"垂直"、"水平"、"顶"、"底"、"内"、"外"等指示的方位或位置关系为基于附图所示的方位或位置关系，仅是为了便于描述本发明和简化描述，而不是指示或暗示所指的装置或元件必须具有特定的方位、以特定的方位构造和操作，因此不能理解为对本发明的限制。此外，术语"第一"、"第二"仅用于描述目的，而不能理解为指示或暗示相对重要性或者隐含指明所指示的技术特征的数量。 由此，限定有"第一"、"第二"的特征可以明示或者隐含地包括一个或者更多个所述特征。在本发明的描述中，"多个"的含义是多个或多个以上，除非另有明确具体的限定。
在本发明的描述中，需要说明的是，除非另有明确的规定和限定，术语" 安装"、"相连"、"连接"应做广义理解，例如，可以是固定连接，也可以是可拆卸连接，或一体地连接；可以是机械连接，也可以是电连接或可以相互通讯；可以是直接相连，也可以通过中间媒介间接相连，可以是多个元件内部的连通或多个元件的相互作用关系。对于本领域的普通技术人员而言，可以根据具体情况理解上述术语在本发明中的具体含义。
在本发明中，除非另有明确的规定和限定，第一特征在第二特征之"上"或之"下"可以包括第一和第二特征直接接触，也可以包括第一和第二特征不是直接接触而是通过它们之间的另外的特征接触。而且，第一特征在第二特征"之上 "、"上方"和"上面"包括第一特征在第二特征正上方和斜上方，或仅仅表示第一特征水平高度高于第二特征。第一特征在第二特征"之下"、"下方"和"下面"包括第一特征在第二特征正下方和斜下方，或仅仅表示第一特征水平高度小于第二特征。
为了使本发明的目的、技术方案及优点更加清楚明白，以下结合附图及实施例，对本发明进行进一步详细说明。
实施例1
如图1所示，本实施例提供了一种太阳光导入器，包括透镜11、滤光片A12、滤光片B13和匀光器14，所述透镜11用于接收太阳光，透镜11不仅能用于接收太阳光还具有汇聚太阳光的作用，沿经过透镜11的太阳光的光路依次设置滤光片A12、滤光片B13和匀光器14，所述透镜11、滤光片A12、滤光片B13和匀光器14同轴设置。
本发明通过设置的滤光片A12和滤光片B13共同作用过滤掉太阳光中红外光，具有降低太阳光温度的作用；同时还通过匀光器14的作用使太阳光均匀的作用在光纤30上，具有降低太阳光温度的作用；通过滤光片A12、滤光片B13和匀光器14的共同达到降低太阳光温度的效果，使塑料光纤30不会被烧坏。
通过滤光片A12和滤光片B13的降温原理为：滤光片A12和滤光片B13通过过滤红外光降低太阳光的温度；通过匀光器14降温的原理为：匀光器14使太阳光均匀，太阳光均匀了，则作用在光纤30上的温度就是均匀的，避免不均匀的太阳光造成局部高温烧毁光纤30。
滤光片A12和滤光片B13设置为过滤不同波长的红外光的镜片，滤光片A12可选用过滤780-1000nm红外光滤光片，滤光片B13可选用具有吸收1000-2500nm红外光的隔热玻璃；当然滤光片A12和滤光片B13还可以选用过滤其他波段的红外光滤光片，但需保证滤光片A12和滤光片B13共同作用能过滤掉780nm-2500nm的红外光。
本发明中使用了两块过滤波段不同的滤光片A12和滤光片B13共同作用能够更好的过滤红外光，相比现有技术中仅用一个红外滤光片的情况，能过滤掉更宽波段（780nm-2500nm）的红外光，具有更好的降温效果。如果仅用一个滤光片难以对780nm-2500nm波段的红外光实现全部过滤。
如图2、图3所示，进一步地，在某些实施例中，还包括镜筒15和滤镜管16，所述镜筒15内设置透镜11，所述镜筒15连接所述滤镜管16，所述滤镜管16内设置滤光片A12、滤光片B13和匀光器14。镜筒15方便透镜11安装，滤镜管16方便滤光片A12、滤光片B13和匀光器14安装。在将本发明的太阳光导入器10与光纤30结合使用时，需要将太阳光导入器10与光纤30进行定位安装，以保证太阳光导入器10能接收到太阳光，且能将太阳光导入光纤30内；所以设置镜筒15和滤镜管16还便于安装定位。
进一步地，在某些实施例中，所述匀光器14为玻璃圆柱或玻璃六棱柱。匀光器14设置为圆柱形和六棱柱形更利于将太阳光导入光纤30。
实施例2
如图4、图5、图6所示，本实施例提供了一种太阳光光纤导入装置，包括实施例1所述的太阳光导入器10，还包括安装板20、光纤30、横滚臂40和支撑架50；
所述安装板20上设置多个太阳光导入器10，所述太阳光导入器10的匀光器14连接光纤30；
所述安装板20转动连接横滚臂40；
所述横滚臂40转动连接支撑架50。
本发明的太阳光光纤30导入装置适合室内安装，且移动方便。可将本发明设置在室内靠窗位置，且可移动使用。
进一步地，在某些实施例中，如图4、图5所示，所述横滚臂40设置在所述支撑架50的侧面。相较于将所述横滚臂40设置在支撑架50的顶部，横滚臂40设置在所述支撑架50的侧面具有如下优点：（1）转动占用的是竖向空间，横向占地面积小，具有节省室内空间的优点；（2）更利于将太阳光导入器10设置在窗户外，利于太阳光导入器10吸收太阳光。
进一步地，在某些实施例中，如图4、图5所示，所述光纤30设置在所述横滚臂40内。将光纤30设置在横滚臂40内使光纤30得到保护。
进一步地，在某些实施例中，所述横滚臂40设置为U型，所述安装板20的两端分别与U型横滚臂40的两端连接；即所述安装板20式设置在所述U型横滚臂40内的，安装板20与横滚臂40两端连接，使安装板20更加稳固，对太阳光导入器10具有更好的支撑力。
进一步地，在某些实施例中，所述安装板20通过转轴一70连接所述横滚臂40；和/或所述横滚臂40通过转轴二80连接所述支撑架50。
进一步的，在某些实施例中，所述光纤30设置在转轴一70、横滚臂40、转轴二80内；具有提高整个装置安全性的优点。
进一步地，在某些实施例中，所述转轴一70连接有变速器一，所述变速器一连接有电机一；和/或所述转轴二80连接有变速器二，所述变速器二连接有电机二。
进一步地，在某些实施例中，所述安装板20上设置有太阳位置传感器60。
具体的，太阳位置传感器60检测太阳位置，并将该位置信号传递给控制器，控制器控制电机一驱动横滚臂40转动、控制电机二驱动连接板转动，使太阳光导入器10的透镜11能够正对太阳以达到吸收太阳光的目的。
以上所述仅为本发明的较佳实施例而已，并不用以限制本发明，凡在本发明的精神和原则之内所作的任何修改、等同替换和改进等，均应包含在本发明的保护范围之内。

Claims (10)

1.一种太阳光导入器，其特征在于：包括透镜（11）、滤光片A（12）、滤光片B（13）和匀光器（14），所述透镜（11）用于接收太阳光，沿经过透镜（11）的太阳光的光路依次设置滤光片A（12）、滤光片B（13）和匀光器（14），所述透镜（11）、滤光片A（12）、滤光片B（13）和匀光器（14）同轴设置。
2.如权利要求1所述的一种太阳光导入器，其特征在于：还包括镜筒（15）和滤镜管（16），所述镜筒（15）内设置所述透镜（11），所述镜筒（15）连接所述滤镜管（16），所述滤镜管（16）内设置所述滤光片A（12）、所述滤光片B（13）和所述匀光器（14）。
3.如权利要求1所述的一种太阳光导入器，其特征在于：所述匀光器（14）为玻璃圆柱或玻璃六棱柱。
4.一种太阳光光纤导入装置，包括权利要求1-3任意一项所述的太阳光导入器（10），其特征在于：还包括安装板（20）、光纤（30）、横滚臂（40）和支撑架（50）；
所述安装板（20）上设置多个太阳光导入器（10），所述太阳光导入器（10）的匀光器（14）连接光纤（30）；
所述安装板（20）转动连接横滚臂（40）；
所述横滚臂（40）转动连接支撑架（50）。
5.如权利要求4所述的一种太阳光光纤导入装置，其特征在于：所述横滚臂（40）设置在所述支撑架（50）的侧面。
6.如权利要求4所述的一种太阳光光纤导入装置，其特征在于：所述光纤（30）设置在所述横滚臂（40）内。
7.如权利要求4所述的一种太阳光光纤导入装置，其特征在于：所述横滚臂（40）设置为U型，所述安装板（20）的两端分别与U型横滚臂（40）的两端连接。
8.如权利要求4或7所述的一种太阳光光纤导入装置，其特征在于：所述安装板（20）通过转轴一（70）连接所述横滚臂（40）；和/或所述横滚臂（40）通过转轴二（80）连接所述支撑架（50）。
9.如权利要求8所述的一种太阳光光纤导入装置，其特征在于：所述转轴一（70）连接有变速器一，所述变速器一连接有电机一；和/或所述转轴二（80）连接有变速器二，所述变速器二连接有电机二。
10.如权利要求4所述的一种太阳光光纤导入装置，其特征在于：所述安装板（20）上设置有太阳位置传感器（60）。
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