CN113237029B - 阳光接收与传输装置 - Google Patents
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Abstract
本发明公开了阳光接收与传输装置,包括中轴固定架,中轴固定架上设置有入、出光管和第一、第二限位板构成的可变形等边平行四边形结构,中轴顶端成垂直设置有反光镜;入光管前端设置有理光组件,理光组件将阳光汇聚成高密平行阳光束并射入入光管。有益效果在于:理光组件将阳光汇聚成高密度平行阳光束射入入光管;入和出光管与第一和第二限位板形成可变形等边平行四边形结构,反光镜与中轴垂直且过等边平行四边形顶点,所述等边平行四边形结构拟合光线反射原理;入光管和出光管间夹角变化时反光镜朝向自动调整,实现射入入光管的平行光束经反光镜反射始终由出光管定向射出,实现阳光接收与定向输出高密度阳光束,开发创新了阳光处理利用方式。
Description
技术领域
本发明涉及阳光照明及太阳光的延伸利用技术领域,具体涉及阳光接收与传输装置,涉及阳光汇聚、理光,光束变向传输。
背景技术
对于能源动力的掌握运用,用火、用油、用电、用阳光是人类不断进步的过程,人类社会的发展离不开优质能源的发现和先进能源技术的使用。太阳能作为最充足、最清洁的绿色能源受到了广泛的关注和应用。目前的太阳光照明及延伸利用技术,光导管、光纤、聚光器、定日镜等应用,普遍存在损耗大、效率低、成本昂贵,定日镜采光存在余弦损失等问题。因此,一种能够提供聚光理光定向输出高密阳光束的阳光接收与传输装置、可以有利推动阳光照明、光热、光伏等相关技术和产业发展。
发明内容
本发明的目的就在于为了解决上述问题而提供阳光接收与传输装置,以解决现有光导管、光纤、聚光器、定日镜等太阳光照明及延伸利用技术普遍存在损耗大、效率低、成本昂贵,定日镜存在余弦损失等技术难题。本发明提供的诸多技术方案中优选的技术方案通过理光组件将阳光汇聚成高密度平行光束并经透射孔射入入光管,入光管和出光管与第一限位板和第二限位板形成可变形的等边平行四边形结构,反光镜与中轴垂直且过等边平行四边形顶点,中轴为入光管和出光管的中分线,中轴与射入入光管经反光镜反射从出光管射出光线的法线重合,等边平行四边形结构使入光管和出光管及反光镜之间的对应关系拟合光线反射原理,且入光管和出光管间夹角变化时反光镜朝向自动调整,使入光管和出光管及反光镜之间的对应关系始终符合光线反射原理,实现射入入光管的光线始终能够通过反光镜反射进入出光管,从而通过出光管射出方向固定的高密度平行阳光束,高密度光束除反光镜外没有反射、折射,不产生反射、折射损失,能够实现大功率阳光聚光和定向输出高密度阳光,拓展了阳光应用范围,大幅提高阳光利用效率,可广泛应用于阳光照明及其太阳光的各种延伸利用场合,技术效果详见下文阐述。
为实现上述目的,本发明提供了以下技术方案:
本发明提供的阳光接收与传输装置,包括中轴固定架,所述中轴固定架包括中轴,所述中轴的端部两侧转动连接有第一安装板和第二安装板,所述中轴外侧滑动连接有滑环,所述滑环外侧通过螺纹贯穿连接有锁紧螺栓,用于将所述滑环锁紧固定在所述中轴外侧,所述滑环两侧转动连接有第一限位板和第二限位板,所述第一限位板和所述第二限位板分别与所述第一安装板和所述第二安装板转动连接,所述第一安装板、所述第二安装板、所述第一限位板和所述第二限位板构成等边平行四边形结构;
所述第二安装板和所述第一安装板表面分别安装有入光管和出光管,所述入光管和所述出光管与所述第一限位板和所述第二限位板形成可变形的等边四边形结构,所述中轴为所述入光管和所述出光管的中分线,所述中轴与射入所述入光管经所述反光镜反射从所述出光管射出光线的法线重合,反光镜与所述中轴垂直且过等边平行四边形的顶点,所述平行四边形结构使所述入光管和所述出光管及所述反光镜之间的对应关系拟合光线反射原理,且所述入光管和所述出光管间夹角变化时所述反光镜朝向自动调整,使所述入光管和所述出光管及所述反光镜之间的对应关系始终符合光线反射原理,实现射入所述入光管的平行光束经所述反光镜反射射入所述出光管;
所述入光管远离所述反光镜的端部设置有理光组件,理光组件由曲率特性相匹配同轴共焦设置的主副镜体组成,理光组件将阳光汇聚成高密度平行阳光束并射入所述入光管内部。
采用上述阳光接收与传输装置,使用时,通过所述理光组件将阳光汇聚成高密度平行阳光,并将高密度平行阳光射入所述入光管。所述入光管和所述出光管与所述第一限位板和所述第二限位板形成可变形的等边平行四边形结构,所述中轴为所述入光管和所述出光管的中分线,所述中轴与射入所述入光管经所述反光镜反射从所述出光管射出光线的法线重合,所述反光镜与所述中轴垂直且过等边平行四边形顶点,所述平行四边形结构使所述入光管和所述出光管及所述反光镜之间的对应关系拟合光线反射原理,且所述入光管和所述出光管间夹角变化时所述反光镜朝向自动调整,使所述入光管和所述出光管及所述反光镜之间的对应关系始终符合光线反射原理,实现所述入光管射出的光线始终能够通过反光镜反射进入所述出光管,并从出光管射出方向固定的高密度平行阳光束,除所述反光镜外高密度平行阳光束没有反射、折射,不产生反射、折射损失,能够实现大功率阳光聚光和定向出高密度阳光束,大幅提高阳光利用效率,拓展了阳光应用范围,可广泛应用于阳光照明及其太阳光的各种延伸利用。
作为优选,所述滑环的两侧、所述第一安装板靠近所述滑环的外侧以及所述第二安装板靠近所述滑环的外侧均连接有U型架,所述第一限位板和所述第二限位板的两端分别转动安装在对应的所述U型架内部。
作为优选,所述第一限位板和所述第二限位板的厚度尺寸与所述U型架的内部宽度尺寸相等。
作为优选,所述第一安装板和所述第二安装板的端部表面均贯穿设置有通孔,所述中轴靠近所述反光镜的一端固定连接有连接板,所述连接板与所述中轴相垂直,所述连接板的两端均转动连接有转轴,所述转轴贯穿所述通孔且连接有定位板。
作为优选,所述第一安装板和所述第二安装板的端部表面均设置有沉孔,所述定位板陷入所述沉孔内部。
作为优选,所述中轴表面沿其长度方向均匀设置有与所述锁紧螺栓相配合的螺纹孔。
作为优选,所述固定柱底部外侧连接有安装底座。
作为优选,所述理光组件包括一号承载板,所述一号承载板安装在所述入光管远离所述反光镜的端部,所述一号承载板表面设置有一号主凹面抛物面反光镜,所述一号承载板表面连接有一号承载架,所述一号承载架向远离所述入光管的方向延伸且连接有一号副凹面抛物面反光镜,所述一号承载板和所述一号主凹面抛物面反光镜中心开有大于所述一号副凹面抛物面反光镜直径的透射孔,所述一号主凹面抛物面反光镜和所述一号副凹面抛物面反光镜曲率特性相匹配,且同轴对射设置并汇聚于同一焦点,所述入光管与所述一号主凹面抛物面反光镜以及所述一号副凹面抛物面反光镜同轴设置。
作为优选所述理光组件包括二号承载板,所述二号承载板安装在所述入光管远离所述反光镜的端部,所述二号承载板表面设置有二号主凹面抛物面反光镜,所述二号承载板表面连接有二号承载架,所述二号承载架向远离所述入光管的方向延伸连接有二号副凸面抛物面反光镜,所述二号承载板和所述二号主凹面抛物面反光镜中心开有大于所述二号副凸面抛物面反光镜直径的透射孔,所述二号主凹面抛物面反光镜和所述二号副凸面抛物面反光镜曲率特性相匹配,所述二号主凹面抛物面反光镜的凹面与所述二号副凸面抛物面反光镜的凸面相对,所述二号主凹面抛物面反光镜的焦点和所述二号副凸面抛物面反光镜的虚焦点汇聚为一点,所述入光管与所述二号主凹面抛物面反光镜以及所述二号副凸面抛物面反光镜同轴设置。
作为优选,所述理光组件包括三号承载板,所述三号承载板安装在所述入光管远离所述反光镜的端部,所述三号承载板表面设置有三号副抛物面凸透镜,所述三号承载板表面连接有三号承载架,所述三号承载架向远离所述入光管的方向延伸且连接有三号主抛物面凸透镜,所述三号承载板中心开有大于所述三号副抛物面凸透镜直径的透射孔,所述三号主抛物面凸透镜和所述三号副抛物面凸透镜曲率特性相匹配,所述三号主抛物面凸透镜和所述三号副抛物面凸透镜的焦点汇聚为一点,所述入光管与所述三号主抛物面凸透镜以及所述三号副抛物面凸透镜同轴设置。
作为优选,所述理光组件包括四号承载板,所述四号承载板安装在所述入光管远离所述反光镜的端部,所述四号承载板表面设置有四号副抛物面凹透镜,所述四号承载板表面连接有四号承载架,所述四号承载架向远离所述入光管的方向延伸且连接有四号主抛物面凸透镜,所述四号承载板中心开有大于所述四号副抛物面凹透镜直径的透射孔,所述四号主抛物面凸透镜和所述四号副抛物面凹透镜曲率特性相匹配,所述四号主抛物面凸透镜的焦点和所述四号副抛物面凹透镜的焦点汇聚为一点,所述入光管与所述四号主抛物面凸透镜以及所述四号副抛物面凹透镜同轴设置。
有益效果在于:通过理光组件将阳光汇聚成高密度平行光束并射入入光管,入光管和出光管与第一限位板和第二限位板形成可变形的等边四边形结构,中轴为入光管和出光管的中分线,中轴与射入入光管经反光镜反射从出光管射出光线的法线重合,反光镜与中轴垂直且过等边四边形顶点,平行四边形结构使入光管和出光管及反光镜之间的对应关系拟合光线反射原理,且入光管和出光管间夹角变化时反光镜朝向自动调整,使入光管和出光管及反光镜之间的对应关系始终符合光线反射原理,实现射入入光管的平行光束始终能够通过反光镜反射进入出光管,从出光管射出方向固定的高密度平行阳光束,除反光镜外高密度平行光束没有反射、折射,不产生反射、折射损失,能够实现大功率阳光聚光和定向输出高密度阳光。
本发明专利提出了一种全新利用太阳能的新理念、新方法,以全新的方式实现高密度平行阳光束的生产、处理和有效传输,开创新的太阳光、太阳能使用方式,催生如阳光照明、阳光真空加热、阳光非接触加热、室内阳光浴、户内灶台(阳光灶做饭)等新的阳光产业,使阳光和光能的利用方式有了实质性的提高;能使原有的的太阳能利用方式得到全面改进和提高、如光导管、太阳炉、太阳光热电系统、光伏装置、太阳能的中高温利用等获得突破性的发展和应用,能够全面有效的推动太阳光、太阳能的开发利用,如替代应用广泛的定日镜设备,可以消除余玄损失,从而大幅提高阳光利用效率。
附图说明
为了更清楚地说明本发明实施例或技术方案,下面将对实施例或技术描述中所需要使用的附图作简单地介绍,显而易见地,下面描述中的附图仅仅是本发明的一些实施例,对于本领域普通技术人员来讲,在不付出创造性劳动的前提下,还可以根据这些附图获得其他的附图。
图1是本发明的立体结构示意图;
图2是本发明的主视剖视图;
图3是第一安装板和第二安装板的安装结构放大示意图;
图4是本发明的光路示意图;
图5是第一实施例的光路示意图;
图6是第二实施例的立体结构示意图;
图7是第二实施例的光路示意图;
图8是第三实施例的立体结构示意图;
图9是第三实施例的光路示意图;
图10是第四实施例的立体结构示意图;
图11是第四实施例的光路示意图;
图12是阳光接收与传输装置应用示意图。
附图标记说明如下:
1、中轴固定架;101、中轴;102、螺纹孔;103、滑环;104、U型架;105、第一限位板;106、第一安装板;107、第二安装板;108、第二限位板;109、锁紧螺栓;110、连接板;111、转轴;112、沉孔;113、定位板;114、通孔;2、出光管;3、反光镜;4、入光管;5、理光组件;51、一号承载板;52、一号主凹面抛物面反光镜;53、一号副凹面抛物面反光镜;54、一号承载架;55、二号承载板;56、二号主凹面抛物面反光镜;57、二号副凸面抛物面反光镜;58、二号承载架;59、三号承载板;510、三号副抛物面凸透镜;511、三号主抛物面凸透镜;512、三号承载架;513、四号承载板;514、四号副抛物面凹透镜;515、四号主抛物面凸透镜;516、四号承载架;6、固定柱;61、安装底座。
具体实施方式
为使本发明的目的、技术方案和优点更加清楚,下面将对本发明的技术方案进行详细的阐述。显然,所描述的实施例仅仅是本发明一部分实施例证,而不是全部的实施内容。基于本发明中的实施例,本领域普通技术人员在没有做出创造性劳动的前提下所得到的所有其它实施方式,都应属于本发明所保护的范围。
实施例一:参见图1、图2、图4和图5所示,本发明提供了阳光接收与传输装置,包括中轴固定架1,所述中轴固定架1包括中轴101,所述中轴101的端部两侧转动连接有第一安装板106和第二安装板107,所述中轴101外侧滑动连接有滑环103,所述滑环103外侧通过螺纹贯穿连接有锁紧螺栓109,用于将所述滑环103锁紧固定在所述中轴101外侧,所述滑环103两侧转动连接有第一限位板105和第二限位板108,所述第一限位板105和所述第二限位板108分别与所述第一安装板106和所述第二安装板107转动连接,所述第一安装板106、所述第二安装板107、所述第一限位板105和所述第二限位板108构成等边平行四边形结构;
所述第二安装板107和所述第一安装板106表面分别安装有入光管4和出光管2,所述入光管4和所述出光管2与所述第一限位板105和所述第二限位板108形成可变形的等边四边形结构,所述中轴101为所述入光管4和所述出光管2的中分线,中轴101与射入入光管4经反光镜3反射从出光管2射出光线的法线重合,反光镜3与所述中轴101垂直且过等边平行四边形的顶点,所述平行四边形结构使入光管4和出光管2及反光镜3之间的对应关系拟合光线反射原理,且所述入光管4和所述出光管2间夹角变化时所述反光镜3朝向自动调整,使所述入光管4和出光管2及反光镜3之间的对应关系始终符合光线反射原理,实现射入所述入光管4的平行光束经所述反光镜3反射射入所述出光管2;
出光管2的出光端转动连接有固定状态的中空固定柱6,出光管2与固定柱6同轴;入光管4远离反光镜3的端部设置有理光组件5,理光组件5将阳光汇聚成高密度平行阳光束并射入入光管4。
作为可选的实施方式,滑环103的两侧、第一安装板106靠近滑环103的外侧以及第二安装板107靠近滑环103的外侧均连接有U型架104,第一限位板105和第二限位板108的两端分别转动安装在对应的U型架104内部。
第一限位板105和第二限位板108的厚度尺寸与U型架104的内部宽度尺寸相等,这样设置,能够保证第一限位板105和第二限位板108的转动稳定性,从而保证固定架1的整体稳定性。
如图3所示,第一安装板106和第二安装板107的端部表面均贯穿设置有通孔114,中轴101靠近反光镜3的一端连接有连接板110,连接板110与中轴101相垂直,连接板110的两端均转动连接有转轴111,转轴111贯穿通孔114且连接有定位板113,这样设置,能够使第一安装板106和第二安装板107表面共面,从而确保入光管4和出光管2的轴线共面,保证入光管4射出的光能够经反光镜3反射完全进入出光管2。
第一安装板106和第二安装板107的端部表面均设置有沉孔112,定位板113陷入沉孔112内部,这样设置,能够保证第一安装板106和第二安装板107表面的平整性,防止定位板113对光束造成影响。
中轴101表面沿其长度方向均匀设置有与锁紧螺栓109相配合的螺纹孔102,这样设置,将锁紧螺栓109旋入螺纹孔102内部,保证锁紧螺栓109对滑环103的锁紧固定的稳固性,从而确保固定架1的整体稳固性。
固定柱6底部外侧连接有安装底座61,保证固定柱6的稳定性。
理光组件5包括一号承载板51,一号承载板51安装在入光管4远离反光镜3的端部,一号承载板51表面设置有一号主凹面抛物面反光镜52,一号承载板51表面连接有一号承载架54,一号承载架54向远离入光管4的方向延伸且连接有一号副凹面抛物面反光镜53,一号承载板51和一号主凹面抛物面反光镜52中心开有大于一号副凹面抛物面反光镜53直径的透射孔,一号主凹面抛物面反光镜52和一号副凹面抛物面反光镜53曲率特性相匹配,且同轴对射设置并汇聚于同一焦点,入光管4与一号主凹面抛物面反光镜52以及一号副凹面抛物面反光镜53同轴设置,这样设置,一号主凹面抛物面反光镜52将阳光反射给一号副凹面抛物面反光镜53,通过一号主凹面抛物面反光镜52和一号副凹面抛物面反光镜53进行二次聚光理光输出高密度平行阳光束,高密度平行阳光束经一号主凹面抛物面反光镜52中心的透射孔射入入光管4。
采用上述结构,通过理光组件5将阳光汇聚成高密度平行阳光束,并将高密度平行阳光束射入入光管4内部,入光管4和出光管2与第一限位板105和第二限位板108形成可变形的等边四边形结构,中轴101为入光管4和出光管2的中分线,中轴101与射入入光管4经反光镜3反射从出光管2射出光线的法线重合,反光镜3与中轴101垂直且过等边平行四边形顶点,所述平行四边形结构使入光管4和出光管2及反光镜3之间的对应关系拟合光线反射原理,且入光管4和出光管2间夹角变化时反光镜朝向自动调整,实现入光管4射出的光线始终能够通过反光镜3反射进入出光管2,从出光管2射出方向固定的高密度平行阳光束,除反光镜3外高密度平行阳光束没有反射、折射,不产生反射、折射损失,能够实现大功率阳光聚光和定向出高密度阳光,大幅提高阳光利用效率,拓展了阳光应用范围,可广泛应用于阳光照明及光热、光伏等太阳光的各种延伸利用。
实施例二:如图6和图7所示,实施例二与实施例一的不同之处在于:理光组件5包括二号承载板55,二号承载板55安装在入光管4远离反光镜3的端部,二号承载板55表面设置有二号主凹面抛物面反光镜56,二号承载板55表面连接有二号承载架58,二号承载架58向远离入光管4的方向延伸且连接有二号副凸面抛物面反光镜57,二号承载板55和二号主凹面抛物面反光镜56中心开有大于二号副凸面抛物面反光镜57直径的透射孔,二号主凹面抛物面反光镜56和二号副凸面抛物面反光镜57曲率特性相匹配,二号主凹面抛物面反光镜56的凹面与二号副凸面抛物面反光镜57的凸面相对,二号主凹面抛物面反光镜56的焦点和二号副凸面抛物面反光镜57的虚焦点汇聚为一点,入光管4与二号主凹面抛物面反光镜56以及二号副凸面抛物面反光镜57同轴设置,采用上述结构,通过二号主凹面抛物面反光镜56将阳光反射给二号副凸面抛物面反光镜57,通过二号副凸面抛物面反光镜57进行二次发散理光输出高密度平行阳光束,高密度平行阳光束经二号主凹面抛物面反光镜56中心的透射孔将阳光射入入光管4。
实施例三:如图8和图9所示,实施例三与实施例一的不同之处在于:理光组件5包括三号承载板59,三号承载板59安装在入光管4远离反光镜3的端部,三号承载板59表面设置有三号副抛物面凸透镜510,三号承载板59表面连接有三号承载架512,三号承载架512向远离入光管4的方向延伸且连接有三号主抛物面凸透镜511,三号承载板59中心开有大于三号副抛物面凸透镜510直径的透射孔,三号主抛物面凸透镜511和三号副抛物面凸透镜510曲率特性相匹配,三号主抛物面凸透镜511和三号副抛物面凸透镜510同轴设置并汇聚为同一焦点,入光管4与三号主抛物面凸透镜511以及三号副抛物面凸透镜510同轴设置,采用上述结构,通过三号主抛物面凸透镜511将阳光汇聚给三号副抛物面凸透镜510,三号副抛物面凸透镜510将阳光进行二次汇聚获得高密度平行阳光并射入入光管4。
实施例四:如图10和图11所示,实施例四与实施例一的不同之处在于:理光组件5包括四号承载板513,四号承载板513安装在入光管4远离反光镜3的端部,四号承载板513表面设置有四号副抛物面凹透镜514,四号承载板513表面连接有四号承载架516,四号承载架516向远离入光管4的方向延伸连接有四号主抛物面凸透镜515,四号承载板513中心开有大于四号副抛物面凹透镜514直径的透射孔,四号主抛物面凸透镜515和四号副抛物面凹透镜514曲率特性相匹配,四号主抛物面凸透镜515的焦点和四号副抛物面凹透镜514的焦点汇聚为一点,入光管4与四号主抛物面凸透镜515以及四号副抛物面凹透镜514同轴设置,采用上述结构,阳光经四号主抛物面凸透镜515汇聚给四号副抛物面凹透镜514,四号副抛物面凹透镜514将阳光发散获得高密度平行阳光束并射入入光管4。
本发明通过实施例优选了不同镜体组合聚光理光获得高密度阳光束的实现方法,在镜体可选性和替代性方面进行了较全面的分析研究,可以使本发明在应用当中有更多的优选方案,可适用于不同的需求,便于产品产业化和推广应用。
优选的,理光组件可选用菲涅尔镜。
应用举例及说明:如附图12所示,本装置可以结合太阳光追踪定位系统使用,通过太阳光追踪定位,按照太阳的实际方位调节理光组件的水平方向和仰附角,使镜面始终对准太阳;具体实现方式为,在本发明基础上增加太阳方位计算和实时检测控制装置,在固定柱外侧增设水平方向旋转驱动装置,使本装置以固定柱为轴转动调整时角;在中轴上增设丝杠驱动装置,通过转动丝杠驱动滑环在中轴上移动,调整入光管和出光管间夹角大小,实现入光管的仰俯角调节;运行时由太阳光追踪定位系统检测校正太阳方位并发出控制指令,由驱动装置驱动水平方向旋转装置和仰俯角调节装置,实现水平方向和仰俯角调节,两轴合成运动使镜面始终对准太阳,太阳光经理光组件进行汇聚理光获得高密度平行阳光束,高密度平行阳光束射入入光管,仰俯角调整时反光镜朝向自动调整,实现入光管射出的光线始终能够通过反光镜反射进入出光管,因出光管指向固定,从得到方向固定的高密度平行阳光束,并且在平行阳光束接收与传输过程中除反光镜外没有反射、折射,不产生反射、折射损失,进而可以在出光管尾端架设反光镜,将阳光输送至指定目标。
a、在阳光采光照明方向的应用:
通过本装置的合理运用,可以创造性的开发一种全新的阳光采光照明理念和方式,它不仅仅是照明,而是实现任何空间的阳光采光,不夸大的说可以消除公共空间、生活、工作、学习等场所的阴暗面,并且能够方便实现光的成分可控(如滤除紫外线),照度可调,可以有优于自然环境的健康阳光采光,可以培育各种封闭幽深场合的自然风景等等,创造新式的洞天福地,造福人类社会。
以住宅照明采光为例,可以真正改善不同朝向房间的采光效果和采光时长,消除房间对人形成的光线禁锢作用,提高房间的居住质量,朝阳房间可以随意调节采光时长和光照强度,东西向、背阴面的房间也可以稳定长时间的采到自然光,为人、动植物补充光照,全面改善现行居住环境,甚至可以方便完成提高阳光质量,消除紫外线等有害成分,或对阳光中的紫外线加以合理利用。
可以设想利用本发明优先布置阳光采光照明的场合:医院病房、养老院居室,学生教室,各种大型建筑和公共场所,尤其是地铁、隧道地下设施等的采光照明,也可用于阳光大棚,养殖基地等工农业场合采光、补光,开创一场新时代的阳光革命。
b、太阳能的常规和中高温利用:
利用本装置,能够更高效的实现太阳能热水器、温室大棚、曝晒烘干等常规用途;将高密阳光束引进居室通过传输和散光设备处理,可以实现太阳光的许多新用途,居室内的阳光浴,替代浴霸取暖,室内阳光灶做饭、物品干燥、区位消毒等等;可以简化中高温蓄能,用于烘烤、做饭、烘干等活动。
c、可将本装置用于远程非接触加热,真空加热,局部加热及热处理,焊接等等。
d、对太阳炉的改进:
以本装置应用举例描述的应用方式,获取定向高密阳光束,再把定向输出的高密阳光束反射导向太阳炉,替代现有太阳炉中的定日镜,本装置没有余弦损失,可大幅提高阳光利用效率,独立运行效率高,多套装置组合运行可形成分布式阳光炉,废除现有阳光炉庞大的镜体,理论上可以无限累加镜体数量提高阳光密度,不仅成本低,而且可以大大突破现有装置的指标限制,提升世界太阳炉应用水平,开创太阳炉应用新局面,服务于科研、工业等高端应用需求。
对太阳能热电系统的改进:以本装置应用举例描述的应用方式,获取定向高密阳光束,替代现有太阳能热电系统的定日镜,本装置没有余弦损失,提高阳光利用效率,独立运行效率高,组合运行可形成分布式太阳镜场,不仅成本低,而且可以大大突破现有装置的指标限制,提升太阳能热电系统的应用水平,开创太阳能热电系统的应用新局面。
以上所述,仅为本发明的简单列举的实施方式,据此方法可以引伸出更多的应用方式,如特性相同的菲涅尔镜可以和传统镜体互相替代使用能产生多种镜体组合方式,据此本发明的保护范围并不局限于此,任何熟悉本技术领域的技术人员在本发明揭露的技术范围内,可轻易想到的变化或替换,都应涵盖在本发明的保护范围之内。因此,本发明的保护范围应以所述权利要求的保护范围为准。
Claims (3)
1.阳光接收与传输装置,其特征在于:包括中轴固定架(1),所述中轴固定架(1)包括中轴(101),所述中轴(101)的端部两侧转动连接有第一安装板(106)和第二安装板(107),所述中轴(101)外侧滑动连接有滑环(103),所述滑环(103)外侧通过螺纹贯穿连接有锁紧螺栓(109),用于将所述滑环(103)锁紧固定在所述中轴(101)外侧,所述滑环(103)两侧转动连接有第一限位板(105)和第二限位板(108),所述第一限位板(105)和所述第二限位板(108)分别与所述第一安装板(106)和所述第二安装板(107)转动连接,所述第一安装板(106)、第二安装板(107)、第一限位板(105)和第二限位板(108)构成等边平行四边形结构;
所述第二安装板(107)和第一安装板(106)表面分别安装有入光管(4)和出光管(2),所述入光管(4)和所述出光管(2)与所述第一限位板(105)和所述第二限位板(108)形成可变形的等边平行四边形结构,反光镜(3)与所述中轴(101)垂直且过等边平行四边形的顶点,所述中轴(101)为所述入光管(4)和所述出光管(2)的中分线,所述中轴(101)与射入所述入光管(4)经所述反光镜(3)反射从所述出光管(2)射出光线的法线重合,所述等边平行四边形结构使所述入光管(4)和所述出光管(2)及所述反光镜(3)之间的对应关系拟合光线反射原理,且所述入光管(4)和所述出光管(2)间夹角变化时所述反光镜(3)朝向自动调整,使所述入光管(4)和所述出光管(2)及所述反光镜(3)之间的对应关系始终符合光线反射原理,实现射入所述入光管(4)的平行光束经所述反光镜(3)反射始终射入所述出光管(2);
所述出光管(2)的出光端转动连接有固定状态的中空固定柱(6),所述出光管(2)与所述固定柱(6)同轴;
所述入光管(4)远离所述反光镜(3)的端部设置有理光组件(5),所述理光组件(5)由曲率特性相匹配同轴共焦设置的主副镜体组成,用于将阳光汇聚成高密度平行阳光束并射入所述入光管(4);
其中,所述滑环(103)的两侧、所述第一安装板(106)靠近所述滑环(103)的外侧以及所述第二安装板(107)靠近所述滑环(103)的外侧均连接有U型架(104),所述第一限位板(105)和所述第二限位板(108)的两端分别转动安装在对应的所述U型架(104)内部;
其中,所述第一安装板(106)和所述第二安装板(107)的端部表面均贯穿设置有通孔(114),所述中轴(101)靠近所述反光镜(3)的一端连接有连接板(110),所述连接板(110)与所述中轴(101)相垂直,所述连接板(110)的两端均转动连接有转轴(111),所述转轴(111)贯穿所述通孔(114)且连接有定位板(113);
其中,所述第一安装板(106)和所述第二安装板(107)的端部表面均设置有沉孔(112),所述定位板(113)陷入所述沉孔(112)内部;
其中,所述理光组件(5)包括三号承载板(59),所述三号承载板(59)安装在所述入光管(4)远离所述反光镜(3)的端部,所述三号承载板(59)表面设置有三号副抛物面凸透镜(510),所述三号承载板(59)表面连接有三号承载架(512),所述三号承载架(512)向远离所述入光管(4)的方向延伸且连接有三号主抛物面凸透镜(511),所述三号承载板(59)中心开有大于所述三号副抛物面凸透镜(510)直径的透射孔,所述三号主抛物面凸透镜(511)和所述三号副抛物面凸透镜(510)曲率特性相匹配,所述三号主抛物面凸透镜(511)和所述三号副抛物面凸透镜(510)同轴设置并汇聚为同一焦点,所述入光管(4)与所述三号主抛物面凸透镜(511)以及所述三号副抛物面凸透镜(510)同轴设置。
2.根据权利要求1所述阳光接收与传输装置,其特征在于:所述第一限位板(105)和所述第二限位板(108)的厚度尺寸与所述U型架(104)的内部宽度尺寸相等。
3.根据权利要求1所述阳光接收与传输装置,其特征在于:所述中轴(101)表面沿其长度方向均匀设置有与所述锁紧螺栓(109)相配合的螺纹孔(102);
所述固定柱(6)底部外侧连接有安装底座(61)。
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