CN1045651A - 太阳光线收集器件 - Google Patents

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Abstract

一个太阳光线收集器件，它有一根支撑杆，支撑杆下端被旋转机构支撑，其上部装入一水平支撑轴，支撑轴和支撑杆相交成直角，可转动的安装板上装有大量的太阳光收集元件。大部分太阳光收集元件被安装在支撑杆和支撑轴前面的前安装板上，而剩余部分的太阳光收集元件被安装在支撑杆和支撑轴后面的安装板上。支撑框架有个槽，以使支撑杆能转动上述框架。

Description

本发明涉及到一个能通过大量阳光收集元件收集太阳光线的器件。
在这之前，本申请人已提出过一个太阳光线收集器件，它包括一个园柱形基座体，一根支杆（一根旋转轴），一个固定在基座板上的透明的凸形园盖，一个与透镜整体构成的阳光收集元件，一个检测太阳方位的太阳位置检测器。太阳光收集元件在其下部中心连接着导光缆的输入端，这些元件被安装在基座板支持的安装板上，基座板又通过一旋转轴由基座体支持。支撑臂支撑着上述可转动的旋转轴，支撑杆使上述支撑臂绕和上述旋转轴相交成直角的轴线转动，所述太阳位置检测器用来检测太阳方位和控制第一和第二旋转轴，使透镜总是朝向太阳。
在上述先有技术中，由于基座板是通过支撑臂转动的，所以，该设计很难制成具有大量太阳光收集元件的更紧凑更有效的太阳光线收集器，因为支撑臂缺乏耐用性。此外，旋转轴前方（从太阳方向看）的太阳光收集元件的定位在由旋转轴、支撑臂和支撑杆组成的支承系统中形成了不稳定的负载。
本发明的一个目的是：提供一个结构紧凑的器件，它能使支承系统在平衡负载下有效地工作。
本发明的另一个目的是：提供一个大型太阳光线收集器件，它借助于其适当的支承系统配置有大量阳光收集元件。在这个支承系统中，支撑杆能可转动地支撑着支撑框架上的带槽的中心部位，支撑框架有一组太阳光收集元件位于支撑杆前方，剩下部分，或者说，至少一部分剩下的阳光收集元件位于支撑轴后面，以便减少支承点处负载的不平衡现象。
图1是说明本申请人先前提出的太阳光线收集器件的透视图。
图2是说明实施该发明的太阳光线收集器件的正视图。
图3是沿图2中Ⅲ-Ⅲ线所取的剖面视图。
图4是沿图2中Ⅳ-Ⅳ线所取的剖视图。
图5是说明太阳光导入纤维光缆原理的视图。
图1是说明本申请人先前提出的太阳光线收集器件的一个实例的透视图。在图1中，数字1是园柱形基座体，2是支撑杆（一根旋转轴）和8是透明的凸形园盖。园盖8固定在基座板18上。13是用透镜12整体构成的太阳光收集元件，在该收集元件的下部中心连着一个光导缆（没有画出）的输入端。14是检测太阳方位的太阳位置检测器。各太阳光收集元件被安装在安装板17上，安装板17又被固定在基座板18上。基座板18又通过旋转轴15固定在基座体上。支撑臂16支承着上述可转动的旋转轴15，支撑杆2使上述支撑臂绕与上述旋转轴相交成直角的轴线转动。太阳位置检测器14检测太阳的方位并控制第一和第二旋转轴，使各透镜2总是朝着太阳的方向。
在上述的先有技术中，由于支架臂16支承着可转动的基座板18，这一设计很难制成具有大量阳光收集元件的更加紧凑和更加有效率的太阳光线收集器，这是因为支撑臂耐久性不够。此外，定位在旋转轴15前方（从太阳方向看）的阳光收集元件将使由旋转轴15、支撑臂16和支撑杆2组成的支撑系统负载不平衡。
该发明就是为了提供一个能克服上述缺点的器件，即具有紧凑的结构，并能在支撑系统平衡负载的条件下有效地工作。
为实现上述目的，该发明打算提供这样一个太阳光线收集器件，把一支撑杆的下端固定到一个旋转机构上，把其上部装入一水平支撑轴，该轴和上述支撑杆相交成直角，并可转动地支撑着安装板，在安装板上安装有大量的太阳光收集元件。其特征在于：大部分太阳光收集元件被安装在位于支撑杆和支撑轴前方的前安装板上，而剩下的太阳光收集器（至少剩下一部分）被安装在支撑杆和支撑轴后面的安装板上。支撑框架有一个槽，它使支撑杆能转动上述框架。该器件的前边总是朝着太阳。下文将参考附图来叙述优选实施例。
图2是实施本发明的太阳光线收集器件的前视图，图3和图4是分别沿图2中的Ⅲ-Ⅲ线和Ⅳ-Ⅳ线所取的剖面图。在这些附图中，1是基座，2是支撑杆，3是支撑框架，4是支撑轴，5是旋转机构，6和7是太阳光收集元件，8是透明园盖，9是设置在安装框架中的槽。
如上述那样参考图1，太阳光收集元件6和7中的每一个都含有一组透镜，用于聚焦阳光并将上述透镜的焦点保持在导光缆（没有示出）的输入端上。导光缆用来接收由上述透镜聚焦的阳光，然后把阳光传输到需要光的地方。正如上面参考图1所述，所有太阳光收集元件都由太阳位置检测器14的输出信号来控制，以便使其永远朝向太阳。即用基座体1中的旋转机构转动支撑杆2。支撑框架3的下半部有一槽9，以便被位于上述槽9中的支撑杆2固定。支撑框架3通过旋转机构5连接到支撑轴4，支撑轴4被固定在支撑杆2的上部。太阳光收集元件可以用适当的方法固定到支撑框架3上，这样相对于支撑杆2和支撑轴4前面的那组阳光收集元件6，即图2中用粗线封闭的那部分元件就被固定在支撑轴4的前面，而剩下的那组太阳光收集元件7被固定在框架的后面。在这种情况下，太阳光收集元件的分布应使至少一组太阳光收集元件相对于支撑杆2、支撑轴4和旋转机构5被放在支撑框架3的前边，而剩下那组可全部放在支撑框架3的后面，如此安排上述各组是最佳方案，可使旋转机构5所支承的各组元件的重心位于与支撑杆2和4支撑轴4相交的点上。
从以上叙述中明显可见，按照本发明，可以得到一大型太阳光线收集器件，它可通过适当的支承系统装备大量的阳光收集元件，在支承系统中，支撑杆可转动地支撑着支撑框架上带槽的中心部位。支撑框架上有一组阳光收集元件位于支撑杆前面，而剩下的部分，就是说至少要留一部分太阳光收集元件放在支撑轴后面，以便减少支点产生偏压力。
图5说明了如何把透镜31所收集的光线导入光导的视图。
在图5中，12是菲涅尔透镜或类似装置，20是光导，用来收集被上述透镜聚焦的阳光并将其传输到任何需要的地方。在通过透镜系统聚焦阳光的情况下，太阳的像有一个几乎由白光的组成的中心部分和一个含有大量各种波长光分量的外环部分。这些光的波长和透镜系统的焦点有对应关系。即，在通过透镜系统聚焦阳光时，焦点和太阳像的大小将依照光分量的波长而变化。例如，短波长的兰光在P1位置产生直径为D1的太阳像。此外，绿光在P2位置产生直径为D2的太阳像，红光在P3位置产生直径为D3的太阳像。
所以，当光导的光接收端面处在位置P1时，就可能收集外环部分包含大量兰光分量的太阳光。当光导的光接受端面处在位置P2时，就可能收集外环部分包含大量绿光分量的阳光。当光导的光接受端面处在位置P3时，就可能收集外环部分包含大量红光分量的阳光。在每种情况中，光导的直径都能按所要收集的光分量进行选择。例如，所要求光线的颜色为兰、绿、红时，则所需光导的相应直径分别为D1、D2和D3。按这种方法，所需纤维光缆的数量就能节约，从而，能最有效地选择其中含有大量所需颜色分量的阳光。
此外，如图5所示，如果纤维光缆光接收端面的直径增大到D0，则可能收集到所有可见光波长分量的光，而不包含紫外线和红外线。
光导20的光接收表面也可能事先被厂家固定在透镜系统的焦平面上。也就是说，上述光导的光接收面在透镜系统的光轴方向上是可调的，并可由使用者校对到所要求的点上，以获得所需颜色的光。
如上所述，当太阳光经透镜系统聚焦时，太阳的象有一个充满白光的中心部分和一个外环部分。外环部分中光的成分随着离开透镜系统的距离而定。即，离透镜系统距离近，就收集到兰光，离透镜系统距离较远，则收集到红光。通过调节光导的光接收面的位置，就可能消除阳光中的红外线和紫外线，从而得到适于日光浴和饲养动物及栽培植物的阳光。

Claims (1)

1、一太阳光线收集器件包括一根支撑杆，支撑杆下端被一旋转机构支撑，其上部装入一水平支撑轴，所述的支撑轴与所述的支撑杆相交成直角，并可转动地支撑着安装板，该安装板上装有大量的太阳光收集元件，所述太阳光收集器件的特征在于：大部分太阳光收集元件被安装在支撑杆和支撑轴前面的前安装板上，而剩余部分，至少要剩余的部分太阳光收集元件被安装在支撑杆和支撑轴后面的安装板上，支撑框架有一个槽，以使支撑杆能转动上述框架。
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