[实用新型]全反射式复合多曲面聚光太阳能导光装置

说明书

技术领域

本实用新型属于光学技术应用和太阳能聚光、导光与太阳能建筑领域，特别是一种全反射式复合多曲面聚光太阳能导光装置。

背景技术

现在比较流行的建筑太阳光导入所采用的技术是光导管，这种方式的一个最大缺点是照明终端不可移动。另一种技术是采用光纤，这种技术的优点是照明终端可以移动。但是采用光纤导光的这种技术时，在聚光端如何将较大采光面积的太阳光有效地聚集到截面面积很小的光纤上，是首先需要解决的问题。通常用旋转抛物面将太阳光反向聚焦，再加上各种反射面再一次反向反射才能引入到光纤上，这需要加上跟踪装置，整个系统技术复杂，成本较高。

发明内容

本实用新型针对现有太阳能导光装置需要跟踪装置、技术复杂和成本高等不足提供一种全反射式复合多曲面聚光太阳能导光装置，以达到简化太阳能导光装置、提高稳定性、提高聚光效果和降低装置成本的目的。

本实用新型的技术方案是：

全反射式复合多曲面聚光太阳能导光装置，包括多个聚光传光组件和支架；所述的聚光传光组件包括可以接收一定空间角度太阳光、并且可以将较大截面太阳光束聚集成截面较小光束的全反射式聚光头和可以将太阳光导入室内的光纤；所述支架将多个聚光传光组件靠拢在一起，成花束状，不同的聚光传光组件的接收口对着天空不同的方向。

本实用新型通过所述的支架将聚光传光组件固定成花束状，使全反射式聚光头在接收角范围内尽可能大的接收太阳光并将说接收的大面积太阳光聚集成较为集中的小面积太阳光束，然后经由所述的光纤导入室内需要照明的地方。

以上所述的全反射式聚光头包括全反射式复合多曲面聚光器、会聚镜和连接套，全反射式复合多曲面聚光器包括上部锥型面和下部圆柱面，全反射式复合多曲面聚光器和光纤通过连接套连接，会聚镜在全反射式复合多曲面聚光器和光纤之间。选择合适的参数，就会使得正射入的太阳光仅在上部锥型面和下部圆柱面上分别反射一次就会聚于全反射式复合多曲面聚光器的焦点上，形成初步的定向会聚。

以上所述的全反射式复合多曲面聚光器和会聚镜由一整块玻璃做成，加工时可以整体铸成。

以上所述的会聚镜包括玻璃材料的单球面镜和菲涅尔镜，将其设置在全反射式复合多曲面聚光器和光纤之间是为了对来自全反射式复合多曲面聚光器的反射光进行再会聚，使之发散角减小，以利于更有效地耦合到后接的光纤上。

以上所述的连接套上部锥形内壁装有一个或两个内侧为锥形壁的环形垫圈，下部圆柱形内壁装有一个或多个内侧为直壁的环形垫圈，使全反射式复合多曲面聚光器和连接套之间有一层空气，使全反射式复合多曲面聚光器的反射界面两侧为玻璃和空气，保证光的反射效果。

全反射式聚光头有一个接收角，不同的全反射式聚光头向着天空不同的方向。全反射式聚光头采用了全反射原理，其中的全反射式复合多曲面聚光器对正入射的太阳光可实现定向聚焦，为了让其底部连接的光纤更有效地接收和传输光能，采用会聚镜将扩散角收小，再通过光纤将接收到的太阳光导入室内，即可实现室内照明。若入射光与光轴不平行，只要在所设计的接收角范围内，装置仍然可以有效地传输太阳光。

本实用新型的有益效果是：

1、采用全反射式复合多曲面聚光器，具有定向聚焦效果，聚光效果好，实用性强。

2、采用光纤传光，可以将太阳光引入室内照明，照明终端位置可以在一定的范围内依据需要随时改变。

3、采用多个聚光传光组件的接收面对着空间不同的方向，不需要跟踪装置即可对太阳光的有效采集。

4、整个照明系统结构简单，成本低廉，没有运动部件，工作稳定，寿命长，免维护。

附图说明

图1是本实用新型的总体结构示意图。

图2是本实用新型的轴截面图。

图3是本实用新型聚光传光组件示意图。

图4是本实用新型连接套组件剖面示意图。

标记名称：

全反射式聚光头1、光纤2、支架3、全反射式复合多曲面聚光器4、连接套5、焦点6、内侧为锥形壁的环形垫圈7、内侧为直壁的环形垫圈8、单球面镜9。

具体实施方式

实施例1：