陽光導入裝置的制造方法
【技術(shù)領(lǐng)域】
[0001]本發(fā)明涉及一種導入裝置，尤其是一種陽光導入裝置，屬于太陽能照明的技術(shù)領(lǐng)域。
【背景技術(shù)】
[0002]近年來，隨著人們對環(huán)境的重視，綠色能源已成為能源行業(yè)關(guān)注的焦點，在綠色能源中，太陽能資源取之不盡，清潔安全，是最理想的可再生能源。國際上對太陽能的開發(fā)非常的重視。太陽光導入系統(tǒng)作為一種新型的照明系統(tǒng)，使用越來越普及，它極大的節(jié)約了能源。在地下室、地鐵、商場以及一些辦公樓內(nèi)部，由于缺少光照，即使是白天也需要電照明。據(jù)統(tǒng)計，現(xiàn)在很多地點在白天照明所消耗的電量占全天照明所需電量的20%以上，用電量十分可觀。將這一部分電能節(jié)約下來是對節(jié)能減排的不小貢獻。
[0003]現(xiàn)有的太陽光導入系統(tǒng)是通過將太陽光聚焦，然后再通過導光介質(zhì)實現(xiàn)陽光的導入，該系統(tǒng)的復雜性和成本主要集中于太陽光導入所使用的導光介質(zhì)。現(xiàn)有的太陽光導入系統(tǒng)所采用的導光介質(zhì)主要有彎角內(nèi)設(shè)置反光鏡的光導管和光纖。
[0004]采用彎角內(nèi)設(shè)置反光鏡的光導管作為導光傳輸介質(zhì)，該導光管類似通風管道，不能彎曲，而反射鏡固定在導光管上，因此其采集陽光的方向固定，采集陽光的聚光裝置不可旋轉(zhuǎn)，僅在聚光轉(zhuǎn)置對準陽光時太陽才可隨導管進入室內(nèi)，因此陽光的利用效率極低，
采用光纖作為導光傳輸介質(zhì)，目前導光光纖的材質(zhì)主要分為普通塑料光纖，和進口石英光纖。塑料光纖的價格較便宜，但是光傳輸性比較差，其傳輸距離較短，傳輸過程中光損耗較大。石英光纖的光傳輸性能就比較強，其光傳輸距離可達千米以上，在傳輸過程中光的損耗基本可以忽略不記，但是價格相對就比較高。而且因為現(xiàn)有的光纖的芯徑較小，最大不超過I毫米，同時光纖的數(shù)值孔徑小，只有在非常小的角度范圍內(nèi)的光才能耦合進入光纖，當透鏡口徑大于300mm時，因為球差等原因，其聚焦光斑遠遠大于10mm，而光纖直徑僅1mm，所以光纖的耦合效率遠遠小于1%，太陽光不能有效的利用，同時對陽光的跟蹤精度要求特另1J尚。
【發(fā)明內(nèi)容】
[0005]本發(fā)明的目的是克服現(xiàn)有技術(shù)中存在的不足，提供一種陽光導入裝置，其結(jié)構(gòu)緊湊，提高太陽光的利用率，安裝使用方便，成本低，安全可靠。
[0006]按照本發(fā)明提供的技術(shù)方案，所述陽光導入裝置，包括用于收集太陽光的反射式聚光器，在所述反射式聚光器聚光面一側(cè)設(shè)置與所述反射式聚光器呈同軸分布的凸面反射鏡，且所述凸面反射鏡的焦點與反射式聚光器的焦點重合；在凸面反射鏡與反射式聚光器之間設(shè)置用于將凸面反射鏡射出的平行光壓縮的平行光壓縮裝置，在平行光壓縮裝置的出光面設(shè)置漏斗式聚光器，所述漏斗式聚光器的大端靠近平行光壓縮裝置的出光面，漏斗式聚光器的小端穿過反射式聚光器，且平行光壓縮裝置以及漏斗式聚光器與反射式聚光器均呈同軸分布，在漏斗式聚光器的小端上設(shè)置柔性導光管，所述柔性導光管的內(nèi)壁鍍有反射率大于98%的高反射膜。
[0007]所述反射式聚光器包括凹面鏡，反射式聚光器的焦距為lm，凸面反射鏡的焦距為-10cm，反射式聚光器收集的太陽光經(jīng)凸面反射鏡匯聚成一束直徑為5cm的平行光。
[0008]所述平行光壓縮裝置包括匯聚凸透鏡以及壓縮凹透鏡，所述匯聚凸透鏡位于凸面反射鏡與壓縮凹透鏡之間，凸面反射鏡輸出的平行光依次經(jīng)匯聚凸透鏡以及壓縮凹透鏡后壓縮成光斑大小為Icm的若干平行光束。
[0009]所述凸面反射鏡米用全反射的凸面鏡。
[0010]所述柔性導光管采用聚四氟乙烯制成，柔性導光管的外徑為6cm，柔性導光管的內(nèi)徑為5cm。
[0011]本發(fā)明的優(yōu)點:通過反射式聚光器進行陽光匯聚，并由凸面反射鏡射出平行光束，經(jīng)過平行光壓縮裝置以及漏斗式聚光器對平行光束進行壓縮，以將光束盡可能地耦合進入柔性導光管內(nèi)，柔性導光管內(nèi)設(shè)置高反射膜，利用柔性導光管的柔性可以進行自由方向變換，利用高反射膜能提高太陽光的利用率，結(jié)構(gòu)緊湊，安裝使用方便，成本低，安全可靠。
【附圖說明】
[0012]圖1為本發(fā)明的結(jié)構(gòu)示意圖。
[0013]圖2為本發(fā)明平行光壓縮裝置的示意圖。
[0014]圖3為本發(fā)明漏斗式聚光器的聚光不意圖。
[0015]圖4為本發(fā)明柔性導光管的結(jié)構(gòu)示意圖。
[0016]附圖標記說明:1_反射式聚光器、2-凸面反射鏡、3-平行光壓縮裝置、4-漏斗式聚光器、5-柔性導光管、3.1-導光管以及3.2-高反射膜。
【具體實施方式】
[0017]下面結(jié)合具體附圖和實施例對本發(fā)明作進一步說明。
[0018]如圖1所示:為了提高太陽光的利用率以及安裝使用的便捷性，本發(fā)明包括用于收集太陽光的反射式聚光器1，在所述反射式聚光器I聚光面一側(cè)設(shè)置與所述反射式聚光器I呈同軸分布的凸面反射鏡2，且所述凸面反射鏡2的焦點與反射式聚光器I的焦點重合；在凸面反射鏡2與反射式聚光器I之間設(shè)置用于將凸面反射鏡2射出的平行光壓縮的平行光壓縮裝置3，在平行光壓縮裝置3的出光面設(shè)置漏斗式聚光器4，所述漏斗式聚光器4的大端靠近平行光壓縮裝置3的出光面，漏斗式聚光器4的小端穿過反射式聚光器1，且平行光壓縮裝置3以及漏斗式聚光器4與反射式聚光器I均呈同軸分布，在漏斗式聚光器4的小端上設(shè)置柔性導光管5。
[0019]具體地，通過反射式聚光器I進行收集陽光，以使得收集的陽光匯聚至反射式聚光器I的焦點處。由于凸面反射鏡2與反射式聚光器I同軸分布且焦點重合，因此，通過凸面反射鏡2能把反射式聚光器I匯聚的光學變?yōu)槿舾善叫械钠叫泄馐?。為了能充分利用凸面反射鏡2射出的若干平行光束，經(jīng)過平行光壓縮裝置3進行初步壓縮，再通過漏斗式聚光器4進行匯聚后能全部進入柔性導光管5內(nèi)，進入柔性導光管5內(nèi)的光線經(jīng)過多次傳播后達到室內(nèi)，從而能進行所需的照明。
[0020]進一步地，所述反射式聚光器I包括凹面鏡，反射式聚光器I的焦距為lm，凸面反射鏡2的焦距為-10cm，反射式聚光器I收集的太陽光經(jīng)凸面反射鏡2匯聚成一束直徑為5cm的平行光。本發(fā)明實施例中，所述凸面反射鏡2采用全反射的凸面鏡。當然，在具體實施時，對于反射式聚光器I的焦距、凸面反射鏡2的焦距、凸面反射鏡2匯聚平行光束的直徑均可以根據(jù)現(xiàn)場環(huán)境進行調(diào)整選擇，具體選擇過程為本技術(shù)領(lǐng)域人員所熟知，此處不再贅述。
[0021]如圖2所示，所述平行光壓縮裝置3包括匯聚凸透鏡以及壓縮凹透鏡，所述匯聚凸透鏡位于凸面反射鏡2與壓縮凹透鏡之間，凸面反射鏡2輸出的平行光依次經(jīng)匯聚凸透鏡以及壓縮凹透鏡后壓縮成光斑大小為Icm的若干平行光束。本發(fā)明實施例中，為了能對凸面反射鏡2射出的平行光束進行壓縮，先通過匯聚凸透鏡將光線匯聚至壓縮凹透鏡上，再通過壓縮凹透鏡射出平行的光線，經(jīng)過壓縮凹透鏡射出的平行光束的范圍小于凸面反射鏡2輸出平行光束的范圍，經(jīng)過平行光壓縮裝置3壓縮的平行光束能完全進入漏斗式聚光器4的大端，提高匯聚太陽光的利用率。漏斗式聚光器4的大端與壓縮凹透鏡連接，進入漏斗式聚光器4的平行光束的傳播情況如圖3所示。
[0022]如圖4所示，所述柔性導光管5采用聚四氟乙烯制成，柔性導光管5的外徑為6cm，柔性導光管5的內(nèi)徑為5cm。
[0023]本發(fā)明實施例中，經(jīng)過漏斗式聚光器4匯聚的光線全部耦合進入柔性導光管5內(nèi)，柔性導光管5包括采用聚四氟乙烯制成的導光管3.1，所述柔性導光管5的導光管內(nèi)壁鍍有反射率大于98%的高反射膜3.2，高反射膜3.2可以選取本技術(shù)領(lǐng)域常用的類型。柔性導光管5能耐高溫，避免由于高溫導致的軟化或變形，柔性導光管5可以任意變形，達到自由變換方向的目的，安裝使用方便，通過柔性導光管5內(nèi)的高反射膜3.2能大幅提高陽光導入后的利用效率。
[0024]以上所述的具體實施例，對本發(fā)明的目的、技術(shù)方案和有益效益進行了進一步詳細說明，所應理解的是，以上所述僅為本發(fā)明的具體實施例而已，并不用于限制本發(fā)明，凡在本發(fā)明的精神和原則之內(nèi)，所做的任何修改、等同替換、改進等，均應包含在發(fā)明的保護范圍之內(nèi)。
【主權(quán)項】
1.一種陽光導入裝置，其特征是:包括用于收集太陽光的反射式聚光器(1)，在所述反射式聚光器(I)聚光面一側(cè)設(shè)置與所述反射式聚光器(I)呈同軸分布的凸面反射鏡(2)，且所述凸面反射鏡(2)的焦點與反射式聚光器(I)的焦點重合；在凸面反射鏡(2)與反射式聚光器(I)之間設(shè)置用于將凸面反射鏡(2)射出的平行光壓縮的平行光壓縮裝置(3)，在平行光壓縮裝置(3)的出光面設(shè)置漏斗式聚光器(4)，所述漏斗式聚光器(4)的大端靠近平行光壓縮裝置(3)的出光面，漏斗式聚光器(4)的小端穿過反射式聚光器(1)，且平行光壓縮裝置(3)以及漏斗式聚光器(4)與反射式聚光器(I)均呈同軸分布，在漏斗式聚光器(4)的小端上設(shè)置柔性導光管(5)，所述柔性導光管(5)的內(nèi)壁鍍有反射率大于98%的高反射膜(3.2)； 為提高陽光耦合效率，采用柔性導管外徑為6cm，內(nèi)徑為5cm ;由于聚光點能量高，因此需要耐高溫導管，本專利選用熔點高達300°C以上的聚四氟乙烯材料，同時，該材料比較軟，具有可彎曲的性能，從而可以使光在其中傳播而引入室內(nèi)。
2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的陽光導入裝置，其特征是:所述反射式聚光器(I)包括凹面鏡，反射式聚光器(I)的焦距為lm，凸面反射鏡(2)的焦距為-10cm，反射式聚光器(I)收集的太陽光經(jīng)凸面反射鏡(2)匯聚成一束直徑為5cm的平行光。
3.根據(jù)權(quán)利要求2所述的陽光導入裝置，其特征是:所述平行光壓縮裝置(3)包括匯聚凸透鏡以及壓縮凹透鏡，所述匯聚凸透鏡位于凸面反射鏡(2)與壓縮凹透鏡之間，凸面反射鏡(2)輸出的平行光依次經(jīng)匯聚凸透鏡以及壓縮凹透鏡后壓縮成光斑大小為Icm的若干平行光束。
4.根據(jù)權(quán)利要求1所述的陽光導入裝置，其特征是:所述凸面反射鏡(2)采用全反射的凸面鏡。
【專利摘要】本發(fā)明涉及一種陽光導入裝置，其包括用于收集太陽光的反射式聚光器，在所述反射式聚光器聚光面一側(cè)設(shè)置與所述反射式聚光器呈同軸分布的凸面反射鏡，且所述凸面反射鏡的焦點與反射式聚光器的焦點重合；在凸面反射鏡與反射式聚光器之間設(shè)置用于將凸面反射鏡射出的平行光壓縮的平行光壓縮裝置，在平行光壓縮裝置的出光面設(shè)置漏斗式聚光器，所述漏斗式聚光器的大端靠近平行光壓縮裝置的出光面，漏斗式聚光器的小端穿過反射式聚光器，且平行光壓縮裝置以及漏斗式聚光器與反射式聚光器均呈同軸分布，在漏斗式聚光器的小端上設(shè)置柔性導光管。本發(fā)明結(jié)構(gòu)緊湊，提高太陽光的利用率，安裝使用方便，成本低，安全可靠。
【IPC分類】F21V8-00, F21V13-12, F21S11-00, F21V7-00, F21V5-04
【公開號】CN104832877
【申請?zhí)枴緾N201510258145
【發(fā)明人】倪屹, 曾華林
【申請人】倪屹, 曾華林
【公開日】2015年8月12日
【申請日】2015年5月19日