CN1243235A - 一种太阳能会聚传导装置 - Google Patents

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Abstract

一种太阳能会聚传导装置,将太阳光能由凸透镜会聚由光输出接口输入光导纤维,将光导纤维收集为光导纤维束,将高能流密度的光能传导入室内或远处用于炊事、冶炼、发电等。由以下五部分组成:会聚透镜组1、基板2、会聚光输出接口3、光导纤维4、光纤与输出接口间的连接套5。

Description

一种太阳能会聚传导装置
本发明是一种将太阳能会聚成高密度能流，并传导的装置，属太阳能应用领域。
现有的太阳能应用装置主要是反射聚光太阳灶，和太阳能热水器，其缺点是操作者和使用器具都必需在户外阳光下，使用不方便。在室内应用太阳能的装置又都是通过介质将热能传入室内，这样的装置效率不高，距离不远，且结构复杂，安装不便。
本发明的目的是提出一种将太阳能会聚成高密度能流，并方便地传导入室内或使用地点，使人们在室内直接应用太阳的热能和光能。
图1是本发明的结构原理图。
在图1中，1是凸透镜；2是基板；3是光输出接口；4是光导纤维；5是光输出接口与光导纤维间的连接套。
在图1中，凸透镜、基板、光输出接口是由一整块透光率较高的玻璃或塑料制造，且大重的凸透镜、输出接口单元紧密排列为一整体聚光板。每个光输出接口下端面，对接有一根光导纤维，所有光导纤维最终被收集为光导纤维束。
图2是本发明的光会聚、传导原理图。
在图2中太阳光经凸透镜会聚成一光斑，该光斑的最小面积位置正在光输出接口3的下端面或附近，太阳光通过接口直接进入光导纤维4进行传导。
下面结合附图对本发明作进一步描述：
光输由接口3的下端面面积略大于光斑面积，光导纤维4的光输入端面与接口3的下端面积相当，光导纤维4和光输出接口3通过连接套5实现固定联接，也可采用其它现有光纤对接技术实现联接。
本发明的会聚光输入光纤的方法还可采用以下3种方法：方法1、如图三所示，基板的下面制成凹糟6，凹槽6充当输出接口，凹槽6的底表面平滑，且底表面位于会聚透镜的焦点，光纤直接插入凹槽6，凹槽6内底平面与光纤5的端面平行且密切接触。在凹槽和光纤之间的侧面间隙中加入粘合剂使光纤被固定。方法2、如图四所示，基板2的下表面有凸槽7，凸槽7充当会聚光输出接口，凸槽7的内底表面位于会聚透镜1的焦点，光纤4直接插在凸槽中，凸槽7的内底平面与光纤5的端面平行且密切接触，在凸槽7与光纤4的侧面间隙中加入粘合剂使光纤被固定。方法3、如图五所示：基板2的下表面平滑，会聚透镜的焦平面正在基板的下表面上，用熔焊或机械方法使光纤4的端面被固定连接在基板下表面透镜的焦点上。
光纤的直径越大，会聚透镜的直径可以做大些，加工精确度也低一些，故本发明宜用较粗的光纤。
若不用光导纤维导光，也可用内镀高反光率的可塑性空心管套在光输出接口3的下端用于导光。
凸透镜1、基板2、光输出接口3是由同一透光率高的玻璃或塑料在同一基板上制造，各透镜紧密排列，各光导纤维被收集为光导纤维束将光能传导向使用处。多块这样的聚光板组合使用使光能更多。
本发明的应用广泛现举几例如下：
1、用于室内太阳灶。
2、用于室内照明、采暖和用太阳的紫外光对房间消毒。
3、大量的这种聚光板联用，将光能传输集中用于发电、冶炼等。

Claims (4)

1、一种太阳能会聚传导装置。它包括：会聚透镜1；基板2；会聚光输出接口3；光导纤维4；输出接口和光纤的连接套5。其特征在于：在同一玻璃或望料基板上紧密排列大量光会聚、光输出接口单元，各单元中光会聚透镜1、基板2，光输出接口3及各单元均为一整块材料制作而成。被会聚的太阳光直接由光输出接口3输入光导纤维4，所有光导纤维4被收集成光导纤维束。
2、按权利要求1所说的装置，其特征在于光输出接口3的光输出端面积与光导纤维4的导光面积相当且均略大于太阳光会聚光斑的最小面积，太阳光会聚光斑的最小面积位于光输出接口3的光输出端面处或附近。
3、按权利要求1所说的装置，其特征在于光会聚透镜1和基板2、光输出接口3均采用高透光率的玻璃或塑料制造。
4、按权利要求1所说的装置，其特征在于会聚光输出接口有四种：端面平滑的凸柱，内底表面平滑的凹槽，内底表面平滑的凸槽和平滑的基板底面充当。
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