CN101515061A - 具有滤光透镜的集光装置 - Google Patents

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Abstract

本发明是有关一种具有滤光透镜的太阳能集光装置，其中，第二集光透镜为一滤光透镜，集光罩设置在第二集光透镜的上方位置，集光罩上设置的多个第一集光透镜，是将光线分别聚集在第二集光透镜上，经由第二集光透镜再作第二次集光。配光器设置在第二集光透镜的下方，由于第二集光透镜、多个第一集光透镜、或凹透镜的其中之一为可滤除红外线、及紫外线的镜片，故其能将光线中的红外线、及紫外线过滤，仅使不具能量的冷光进入配光器的多条光纤中，如此，既可延长配光器的凹透镜、及多条光纤的使用寿命，并降低集光装置运作及传输时产生的热量。

Description

具有滤光透镜的集光装置
技术领域
本发明涉及一种集光装置，尤指一种适用于具有滤光透镜的集光装置。
背景技术
随着温室效应的日趋严重，并伴随着京都议定书的执行，各国无不致力于减少二氧化碳的排放量。而目前为减少二氧化碳的排放的能源替代方案中，又以太阳能最为广泛的运用。再者，照明为人类生活中绝不可或缺的要件之一，而自古以来阳光提供了人类照明最好的来源。以往室内利用太阳光照明的手段，不外乎利用天窗、窗户、或是于屋顶安装采光罩等方式，然而这类传统方式不仅照明程度有限而且照明位置也受到很大的限制。
因此，能节省能源直接取用太阳光照射于室内的异地光源系统便油然而生。以目前技术而言，太阳光集光导引的异地光源系统主要是利用集光装置收集光源，接着以光纤传导光源至室内的照明装置产生照明功效。虽然，此类系统在市场上已有相当商业化的成果，但是其中的集光装置仍需辅助电力，无法真正达成无耗费能源的目的。
请参阅图1，图中显示一现有集光装置9的立体图，其包括多个集光组件91用以收集光源，及一追踪感应器92用以追踪太阳方位，并包括有控制模块及驱动装置，通过外在电力驱动而使集光组件91得以随着太阳方位而转动，进而使集光组件91能随时面向太阳，收集到最大的光源。惟上述旋转式集光装置9的类似技术已公开于如美国专利公告第4,477,145号、第5,581,447号、及日本专利公开第7043535号、及第3064804号等。
由于上述的集光装置9其集光组件91为一模块化的组件，并已包覆于保护罩90中，由于红外线、及紫外线为带有能量的光线，在红外线、及紫外线进入保护罩90后，因保护罩90内无空气对流，致使保护罩90内部散热不易，而保护罩90成为热源的集中地，因此，保护罩90内的集光组件91因高热而减少寿命。
发明内容
本发明提供一种具有滤光透镜的集光装置，其中，第二集光透镜、多个第一集光透镜、或凹透镜的其中之一为可滤除红外线、及紫外线的镜片，故其能将光线中的红外线、及紫外线过滤，仅使不具热能的光进入配光器的多条光纤中，如此，即可延长配光器的凹透镜、及多条光纤的使用寿命，并降低集光装置运作及传输时产生的热量。
本发明为一种具有滤光透镜的集光装置，包括一第二集光透镜、一集光罩、一配光器。
集光罩设置在第二集光透镜的上方位置，集光罩包括多个开孔、及多个第一集光透镜，多个第一集光透镜嵌固于多个开孔，多个第一集光透镜非位于同一平面上，是故，集光罩可为弧面、多面体表面、曲面、球面、或波浪面...等。集光罩上设置的多个第一集光透镜，是将光线分别聚集在第二集光透镜上，经由第二集光透镜再作第二次集光。
配光器可设置在第二集光透镜的下方，配光器包括一凹透镜、及多条光纤，凹透镜包括一上凹面、及一下凹面，多条光纤的一端位于凹透镜的下凹面。
其中，第二集光透镜、多个第一集光透镜、或凹透镜的其中之一为可滤除红外线、及紫外线的镜片。
再者，第二集光透镜可包括第三集光透镜，第三集光透镜设在第二集光透镜与配光器之间。第二集光透镜是为一滤光材质透镜。第二集光透镜包括一上表面，上表面设有一滤光薄膜。第二集光透镜包括一下表面，下表面设有一滤光薄膜。第三集光透镜为一滤光材质透镜。第三集光透镜包括一上表面，上表面设有一滤光薄膜。第三集光透镜包括一下表面，下表面设有一滤光薄膜。
此外，配光器的凹透镜可为一滤光材质透镜。凹透镜包括一上表面，上表面设有一滤光薄膜。凹透镜包括一下表面，下表面设有一滤光薄膜。
再者，第二集光透镜还包括一滤光片，滤光片可选择式地设在第二集光透镜中间位置、或第二集光透镜与集光罩之间、或设在第二集光透镜与第三集光透镜之间、或设在第三集光透镜与配光器之间。
附图说明
图1是本发明现有集光装置的立体图；
图2是本发明集光装置第一较佳实施例的立体图；
图3是本发明集光装置第一较佳实施例的剖视图；
图4是本发明集光装置第一较佳实施例透镜的剖视图；
图5是本发明集光装置第二较佳实施例透镜的剖视图；
图6是本发明集光装置第三较佳实施例透镜的剖视图；
图7是本发明集光装置第四较佳实施例透镜的剖视图；
图8是本发明集光装置第五较佳实施例透镜的剖视图；
图9是本发明集光装置第六较佳实施例透镜的剖视图。
图10是本发明集光装置第七较佳实施例透镜的剖视图；
图11是本发明集光装置第八较佳实施例透镜的剖视图；
图12是本发明集光装置第九较佳实施例透镜的剖视图；
图13是本发明集光装置第十较佳实施例的立体图；
图14是本发明集光装置第十一较佳实施例的立体图；
图15是本发明集光装置第十二较佳实施例透镜的剖视图；
图16是本发明集光装置第十三较佳实施例透镜的剖视图；
图17是本发明集光装置第十四较佳实施例的立体图；
图18是本发明集光装置第十五较佳实施例的立体图。
【主要组件符号说明】
集光透镜1，11，211    滤光材质透镜12，111，311
上表面13，112，312    滤光薄膜
                      131，141，113，115，313，315
下表面14，114，314    集光罩2，5，6    开孔201
配光器3               凹透镜31         上凹面311
下凹面312             光纤32           一端321
另一端322             光纤管33         上出口331
下出口332             外螺牙333        套管34
内螺牙341             凹槽342          脚架4
固定横杆41            集光装置9        保护罩90
集光组件91            追踪感应器92     滤光片
                                       101，102，103，104
具体实施方式
请参阅图2，是本发明集光装置第一较佳实施例的立体图。如图所示，在本实施例中其为一种具有滤光透镜的集光装置，包括一第二集光透镜1、一集光罩2、及一配光器3。
如图2所示，第二集光透镜1其是为一滤光透镜，集光罩2其设置在第二集光透镜1的上方位置，集光罩包括多个开孔201、及多个第一集光透镜211，多个第一集光透镜211嵌固于多个开孔201，多个第一集光透镜211非位于同一平面上，集光罩2上所设置的多个第一集光透镜211，是将光线分别聚集在第二集光透镜1上，经由第二集光透镜1再作第二次集光。
请参阅图3一并参阅图2，图3是本发明集光装置第一较佳实施例的剖视图，配光器3其设置在第二集光透镜1的下方，配光器3包括一凹透镜31、及多条光纤32，凹透镜31包括一上凹面311、及一下凹面312，多条光纤32的一端321位于凹透镜31的下凹面312。配光器3为一可调式的配光器3，其可选择式地相对于第二集光透镜1的焦距作远、近距离的调整。
由于第二集光透镜1、多个第一集光透镜211、或凹透镜31的其中之一为可滤除红外线、及紫外线的镜片，故其能将光线中的红外线、及紫外线过滤，仅使不具热能的光进入配光器3的多条光纤32中，如此，即可延长配光器3的凹透镜31、及多条光纤32的使用寿命，并降低集光装置运作及传输时产生的热量。
如图2、图3所示的第一较佳实施例中，配光器3包括一光纤管33、一套管34，套管34套设于光纤管33外周。光纤管33包括一上出口331、及一下出口332，凹透镜31设在光纤管33的上出口331，多条光纤32容设在光纤管33内，多条光纤32的另一端322穿出于光纤管33的下出口332外。
请同时参阅图2及图3，光纤管33的外周螺设有外螺牙333，套管34在管内螺设有内螺牙341，光纤管33的外螺牙333对应螺合在套管34的内螺牙341内，此外，套管34包括一凹槽342，凹槽342环设在套管34的外周缘，其中，如图2所示，凹槽342嵌合并滑设于脚架4的多根固定横杆41上。
因此，当套管34作顺时针或逆时针旋，即可带动光纤管33作上下的移动，进而使凹透镜31可调整其与第二集光透镜1间的距离，而可达到最佳的集光效能。
如图2、及图3所示，第二集光透镜1还包括第三集光透镜11，第三集光透镜11设于第二集光透镜1与配光器3之间，以加强第二集光透镜1的集光效果。
请参阅图4，其是本发明集光装置第一较佳实施例透镜的剖视图，其中，第二集光透镜1为一滤光材质透镜12，如此，即可过滤光线中的紫外线、及红外线。
请参阅图5，其是本发明集光装置第二较佳实施例透镜的剖视图，如图所示，第二集光透镜1包括一上表面13，上表面12设有一滤光薄膜131，如此，即可过滤光线中的紫外线、及红外线。
请参阅图6，其是本发明集光装置第三较佳实施例透镜的剖视图，如图所示，第二集光透镜1包括一下表面14，该下表面14设有一滤光薄膜141，如此，即可过滤光线中的紫外线、及红外线。
请参阅图7，其是本发明集光装置第四较佳实施例透镜的剖视图，如图所示，第三集光透镜11为一滤光材质透镜111，如此，即可过滤光线中的紫外线、及红外线。
请参阅图8，其是本发明集光装置第五较佳实施例透镜的剖视图，如图所示，第三集光透镜11包括一上表面112，上表面112设有一滤光薄膜113，如此，即可过滤光线中的紫外线、及红外线。
请参阅图9，其是本发明集光装置第六较佳实施例透镜的剖视图，如图所示，第三集光透镜11包括一下表面114，下表面114设有一滤光薄膜115，如此，即可过滤光线中的紫外线、及红外线。
请参阅图10，其是本发明集光装置第七较佳实施例透镜的剖视图，如图所示，配光器3的该第三集光透镜11为一滤光材质透镜311，如此，即可过滤光线中的紫外线、及红外线。
请参阅图11，其是本发明集光装置第八较佳实施例透镜的剖视图，如图所示，第三集光透镜31包括一上表面312，该上表面312设有一滤光薄膜313，如此，即可过滤光线中的紫外线、及红外线。
请参阅图12，其是本发明集光装置第九较佳实施例透镜的剖视图，如图所示，第三集光透镜31包括一下表面314，该下表面314设有一滤光薄膜315，如此，即可过滤光线中的紫外线、及红外线。
请参阅图13，其是本发明集光装置第十较佳实施例的立体图，在本实施例中，集光罩5为一个弧面，其中长边部分可随着太阳升落的方向设置，亦即设置为东西向，至于其它配置条件如同第一实施例。
请参阅图14，其是本发明集光装置第十一较佳实施例的立体图。在本实施例中，集光罩6为一个多面体表面，至于其它配置条件如同第一实施例。
请参阅图15，其是本发明集光装置第十二较佳实施例透镜的剖视图。在本实施例中，滤光片101设在第二集光透镜1与集光罩2之间。
请参阅图16，其是本发明集光装置第十三较佳实施例透镜的剖视图。在本实施例中，滤光片102设在第二集光透镜1与第三集光透镜11之间。
请参阅图17，其是本发明集光装置第十四较佳实施例的立体图。在本实施例中，滤光片103设在第二集光透镜1的中间位置。
请参阅图18，其是本发明集光装置第十五较佳实施例的立体图。在本实施例中，滤光片104设在第三集光透镜11与配光器3之间。
上述实施例仅是为了方便说明而举例而已，本发明所主张的权利范围自应以权利要求所述为准，而非仅限于上述实施例。

Claims (10)

1.一种具有滤光透镜的集光装置，其特征在于，包括：
一第二集光透镜；
一集光罩，其设置在该第二集光透镜的上方位置，该集光罩包括多个开孔、及多个第一集光透镜，该多个第一集光透镜嵌固于该多个开孔，该多个第一集光透镜非位于同一平面上，该集光罩上设置的该多个第一集光透镜，是将光线分别聚集在该第二集光透镜上，经该第二集光透镜作第二次集光；以及
一配光器，其设置在该第二集光透镜的下方，该配光器包括一凹透镜、及多条光纤，该凹透镜包括一上凹面、及一下凹面，该多条光纤的一端位于该凹透镜的该下凹面；其中，该第二集光透镜、该多个第一集光透镜、或该凹透镜的其中之一为可滤除红外线、及紫外线的镜片。
2.如权利要求1所述的具有滤光透镜的集光装置，其特征在于，该第二集光透镜还包括一第三集光透镜，该第三集光透镜设在该第二集光透镜与该配光器之间。
3.如权利要求1所述的具有滤光透镜的集光装置，其特征在于，该第二集光透镜为一可滤除红外线、及紫外线的滤光材质透镜。
4.如权利要求1所述的具有滤光透镜的集光装置，其特征在于，该第二集光透镜的表面设有一滤除红外线、及紫外线的滤光薄膜。
5.如权利要求2所述的具有滤光透镜的集光装置，其特征在于，该第三集光透镜为一可滤除红外线、及紫外线的滤光材质透镜。
6.如权利要求2所述的具有滤光透镜的集光装置，其特征在于，该第三集光透镜的表面设有一滤除红外线、及紫外线的滤光薄膜。
7.如权利要求1所述的具有滤光透镜的集光装置，其特征在于，该配光器的该凹透镜是为一滤除红外线、及紫外线的滤光材质透镜。
8.如权利要求1所述的具有滤光透镜的集光装置，其特征在于，该凹透镜的表面设有一滤除红外线、及紫外线的滤光薄膜。
9.如权利要求2所述的集光装置，其特征在于，该第二集光透镜还包括一滤光片，该滤光片可选择式地设在该第二集光透镜的中间位置、或设在该第二集光透镜与该集光罩之间、或设在该第二集光透镜与该第三集光透镜之间、或设在该第三集光透镜与该配光器之间。
10.如权利要求1所述的集光装置，其特征在于，该集光罩为多面体表面。
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