[实用新型]阳光收导器

说明书

所属技术领域

本实用新型属太阳能应用领域，涉及一种对阳光进行采集、传导的装置，它能将阳光输送到太阳不能直接照射到的地方。

背景技术

现在很多场所阳光很难直接到达，尽管外面阳光明媚，但室内仍需灯火通明，如居室、学校、地下室、工厂车间、公办室、地铁等。长期生活或工作在这种环境下，不仅造成常规能源的浪费，而且还对人们的身心健康有害。

所以，将阳光请进室内，已经是人们生活的必然需要。在阳光下许多细菌无法生存，柔和的自然光使读书、写字、工作不易疲劳，同时长期在阳光的沐浴下，心情也会十分舒畅，使工作效率倍增。适度进行日光浴还可以有效治疗心理和生理疾病。自然光照明，也无触电危险，安全可靠。总之，将阳光直接导入室内加以利用，清洁、健康、节能、环保。

由于阳光取之不尽，用之不竭，所以在建筑中有效地利用太阳光是维护人体健康和节约能源的重要举措。围绕这一主题，近年来国内外不少人提出很多利用阳光的采光方法和设想，归纳起来有如下几种：

平面镜法：在建筑物的院内或屋顶使用一块平面镜，将太阳光直接反射到室内需要采光的地方。这种方法对提高窗户采光的照度和均匀度具有比较明显的效果，但它的缺点是反光镜面安装所需空间较大，接收面积较小，且光污染比较严重。

导光管法：这种方法是在管壁内镀一层反光膜，将收集后的阳光耦合到导光管内，光线经管壁的无数次反射后到达需要采光的地方。它的缺点是传输过程中光的吸收损耗非常大，甚至在几米以外的距离，也很难达到理想的效果。

光导纤维法：此法是利用太阳跟踪装置、凸透镜聚焦等一系列技术，将阳光耦合到高通光率的光导纤维中传至需要采光的地方，其中还对紫外线进行了大幅度拦截。目前，此种产品商业运用比较成熟，如日本阳光大楼中庭采光，就是用这种技术，它通过一组光纤把阳光引入室内，照明中庭及中庭的绿色植物，照明效果很好。这一专利方法制造的产品，已在国外得到了普及和推广。它的缺点是阳光耦合到光纤的过程中存在30％左右的损失，传输阳光不仅需要价格昂贵的石英光纤，而且传输损失也很大。

棱镜法：此法是将棱镜固定在建筑上，阳光经过多次反射后到达指定地点，效果较好。它的缺点是施工难度大，应用环境有限。

发明内容

为了克服上述缺陷，本实用新型提供一种装置，以解决现有阳光采集传导装置造价高、施工难，传输损耗大的缺陷。

为了达到上述目的，本实用新型的技术实现方案是：它包括支架、采光镜和导光管。采光镜固定在支架上并与导光管相连，导光管内置于支架的轴管内。

支架包括轴管和基座两部分，轴管能在电机的驱动下相对于基座绕垂直轴作0°～360°水平转动。

采光镜包括主镜、次镜、和透镜组。主镜直径较大，光轴与阳光平行，次镜直径较小，光轴与阳光平行，位于主镜上面，且与主镜共轴，主镜和次镜的内表面镀反射膜。透镜组位于主镜的顶点处，与次镜共轴、共焦点，且与次镜之间的距离可调。采光镜位于轴管上端，能在电机的驱动下绕水平轴作0°～100°的垂直转动。

采光镜的底座连接导光管的一端，经过透镜组从主镜底部射出的平行光能沿着直管长方向进入导光管。

导光管由至少二个导光单元组成，每个导光单元包括一个关节、一个直角棱镜两段中空直管。直角棱镜位于关节内，直角面垂直于关节的孔；关节的两个孔分别连接中空直管，中空直管与中空直管之间两两垂直，且其中一中空直管能连同关节一起转动；中空直管分一段或两段，分段的中空直管包括上管和下管两部分，上管直径小于下管直径，能插入下管内沿着管长方向自由伸缩。多个这样的导光单元可构成通向任意方向到达任意地点的传光光路。

以上所述直角棱镜的两直角面和反射面镀增透膜，反射面外表面粘接一平面镜，两平面相互平行且存在一微小间距，平面镜面向直角棱镜的一面镀反射膜。

由于采光镜的性能与反射膜有关，导光管的成本取决于中空直管和关节的成本，故便于加工和降低成本；由于导光管不仅具有多个自由度，而且可以适应不同长度，故能降低施工难度。

另外，根据Beer-Lambert定律，光在均匀介质中传输能量呈指数衰减。在绝大部分太阳光谱范围内，大气对光束的衰减都符合指数衰减的规律：

I(λ)＝I₀(λ)exp(-α·L)

依此公式计算可知，阳光在“1976美国标准大气及乡村气溶胶消光，能见度23Km”的条件下，传输200m的距离，可见光的损耗小于5％，因此本实用新型可将阳光输送到百米以外的地方加以应用。

本实用新型的有益效果是：