CN201187887Y - 太阳能收集、传导和供能系统 - Google Patents

Abstract

本实用新型涉及一种太阳能收集、传导和供能系统，属于太阳能应用技术领域，主要特点是利用凹透镜、凸透镜、反光面和反光棱镜的折射、反射光的原理，将它们分别科学地设置在太阳能收集装置的集光头、传导装置的止头集光三通、光缩节以及供能装置中的取光三通内，使收集的光能沿着设置的光道直至使用装置中，彻底避免了光能被反射出太阳能收集装置，将太阳能方便地传导入室内或使用地点，实现将太阳能热水器、反射聚光太阳灶等相关装置设置在室内，使人们在室内直接应用太阳的热能和光能，本实用新型与现有的光伏产品结合，能很好地提高光伏产品的能量利用效率，本实用新型结构简单，成本低廉，安装和维护方便灵活，易于推广和应用。

Description

太阳能收集、传导和供能系统

技术领域

本实用新型涉及一种太阳能收集、传导和供能系统，是一种将太阳能收集成高密度能流并传导的装置，属于太阳能应用技术领域。

背景技术

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，且收集面小，太阳能利用率不高。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。

发明内容

本实用新型的目的是解决现有太阳能热水器、反射聚光太阳灶等相关装置存在的都必需安装在户外阳光下、且太阳能收集面小、利用率不高等不足，提供安装方便灵活、无需跟踪太阳就能将太阳能收集成高密度能流，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的一种太阳能收集、传导和供能系统。

本实用新型的目的是通过以下技术方案实现的，一种太阳能收集、传导和供能系统，其特征是所述的系统由太阳能收集装置、传导装置以及供能装置构成；所述的太阳能收集装置由若干路、每路由若干两端相互连接的包括集光腔和具有反光面的采光道的集光头构成；所述的太阳能传导装置由若干止头集光三通、各止头集光三通间连接的转接头、导光管构成；所述的供能装置由与太阳能传导装置中的导光管串接的若干取光三通和与各取光三通对应连接的取光支路构成，最后的取光支路中的导光管经导光弯管与导光管连接；取光支路由与相应取光三通连接的由若干两端相互连接的导光管以及串接在各导光管间的取光三通构成，取光三通的输出口经接导光管外接用光装置；各路一端的集光头与太阳能传导装置中的止头集光三通的一侧连接，另一端的集光头外端内侧设置止头反光板，端头的止头集光三通外端内侧设置止头反光板。

所述的集光头由壳体、壳体内的集光腔、壳体一侧面的采光口、采光口处固定的防尘透明板、采光口与集光腔的光入口处之间包括具有反光面的光漏斗的采光道以及壳体内包裹集光腔和采光道的阻燃材料构成；采光道靠近采光口的一面为斜平面，对应斜平面的面为凹弧面，集光腔内对应光漏斗的面设置横向反光棱镜，反光棱镜一侧的两面设置纵向反光棱镜；采光道中的光漏斗由具有反光面的空心梯形腔内设置的若干层条形凸透镜组成，集光头的两端设置相互配合的、与止头集光三通的一侧相配合的插头、插槽插接。

所述的止头集光三通由壳体、壳体内的具有反光面的与两端相通的直光道、与直光道相通的具有反光面的叉光道、壳体内包裹直光道和叉光道的阻燃材料构成；叉光道的一端设置在壳体的一侧面，叉光道的端部为光漏斗，光漏斗由具有反光面的空心圆台腔内设置的若干层圆形凸透镜组成，直光道与叉光道的交汇处设置与直光道同向的双面反光板，双面反光板一侧的直光道内设置半凸透镜、半凸透镜的薄端偏向双面反光板，双面反光板另一侧的叉光道内设置半凸透镜组、半凸透镜组的薄端偏向双面反光板，光漏斗的端面外侧面为反光面，其端口与集光头的集光腔对应；止头集光三通的两端及一侧设置插头、插槽，其一侧的插头、插槽与集光头一端的插头、插槽相配合，其一端的插槽与转接头的插头相配合插接。

所述的转接头由截面呈不等边梯形的壳体、壳体内的具有反光面的与两端相通的直光道、壳体内包裹直光道的阻燃材料构成，壳体的一端设置插头与止头集光三通一端的插槽相配合插接，壳体的另一端设置插槽与导光管一端的插头相配合插接。

所述的导光管由壳体、壳体内的具有反光面的与两端相通的直光道、壳体内包裹直光道的阻燃材料构成，导光管的两端设置相互配合插接的插头、插槽。

所述的导光弯管由壳体、壳体内的具有反光面的与一端和一侧相通的弧状光道、壳体内包裹弧状光道的阻燃材料构成，导光弯管的一端设置插头与导光管的插槽相配合插接，导光弯管的一侧设置插槽与导光管的插头相配合插接。

所述的取光三通由壳体，壳体内的具有反光面的三通光道和平行于三通光道中直光道、且可阻挡三通光道中取光道的反光板及啮合反光板外侧的调节齿轮和壳体内包裹三通光道、反光板及调节齿轮的阻燃材料构成；三通光道中直光道靠近取光道入口处设置凹透镜、靠近备用集光道出口处设置半凸透镜、半凸透镜的薄端偏向备用集光道出口一侧，取光道靠近与备用集光道交汇处设置半凸透镜、半凸透镜的薄端偏向备用集光道一侧，靠近取光道出口处设置半凸透镜、半凸透镜的薄端偏向取光道一侧，备用集光道靠近出口处设置由若干层凸透镜构成的凸透镜组；调节齿轮中的旋转柄穿出壳体，取光三通的两端设置与导光管相配合插接的插头、插槽，取光三通的一侧设置插槽与导光管的插头配合插接。

所述的取光三通输出口的导光管与用光装置之间还可设置光开关；光开关由壳体，壳体内的至少有一道具有反光面的与两端相通的直光道、且可阻挡直光道的反光板及啮合反光板外侧的调节齿轮和壳体内包裹直光道、反光板及调节齿轮的阻燃材料构成；调节齿轮中的旋转柄穿出壳体，光开关的两端设置与导光管相配合的插头、插槽。

所述的阻燃材料为阻燃塑料，或为陶瓷，或为玻璃，或为铝合金；所述的反光面为镀银面，或为镀铬面，或为金属贴膜，或为金属镀膜。

系统中还可设置光缩节，所述的光缩节由壳体、壳体内具有反光面的光漏斗与壳体内包裹光漏斗的阻燃材料构成；光漏斗由具有反光面的空心圆台腔内设置的若干层圆形凸透镜组成；光缩节两端设置与相应导光管相配合的插头、插槽。

本实用新型利用凹透镜、凸透镜、反光面和反光棱镜的折射、反射光的原理，将它们分别科学地设置在太阳能收集装置的集光头、传导装置的止头集光三通、光缩节以及供能装置中的取光三通内，使收集的光能沿着设置的光道直至使用装置中，彻底避免了光能被反射出太阳能收集装置，将太阳能方便地传导入室内或使用地点，实现将太阳能热水器、反射聚光太阳灶等相关装置设置在室内，使人们在室内直接应用太阳的热能和光能，本实用新型与现有的光伏产品结合，能很好地提高光伏产品的能量利用效率，本实用新型结构简单，成本低廉，安装和维护方便灵活，易于推广和应用。

附图说明

图1是本实用新型的总体结构原理图；

图2是本实用新型中集光头剖视结构示意图；

图3是图2的右视结构示意图；

图4是本实用新型中集光头在平放状态下的光原理图；

图5是本实用新型中公止头集光三通剖视结构示意图；

图6是本实用新型中母止头集光三通剖视结构示意图；

图7是本实用新型中导光管剖视结构示意图；

图8是本实用新型中导光弯头剖视结构示意图；

图9是本实用新型中取光三通剖视结构示意图；

图10是本实用新型中光开关剖视结构示意图之一；

图11是本实用新型中光开关剖视结构示意图之二；

图12是本实用新型中转接头剖视结构示意图；

图13是本实用新型中光缩节剖视结构示意图；

图中，1是集光头，2是止头反光板，3是止头集光三通，4是导光管，5是导光弯头，6是取光三通，7是光开关，8是光灯头，9是装有热水器集热管的集光腔，10是分光管，11是装有硅光电池的集光腔，12是安全口，13壳体，14阻燃材料，15插头，16插槽，17集光腔，18光漏斗，19采光道，20采光口，21防尘透明板，22壳体，23阻燃材料，24插头，25插槽，26直光道，27叉光道，28壳体，29阻燃材料，30直光道，31插头，32插槽，33壳体，34阻燃材料，35弧状光道，36插头，37插槽，38壳体，39阻燃材料，40直光道，41取光道，42半凸透镜，43备用集光道，44插头，45插槽，46反光板，47调节齿轮，48壳体，49阻燃材料，50直光道，51插头，52插槽，53调节齿轮，54反光板，55壳体，56阻燃材料，57直光道，58插头，59插槽，60壳体，61阻燃材料，62光漏斗，63插头，64插槽，65转接头，66斜平面，67凹弧面，68凹透镜，69半凸透镜，70凸透镜组，71半凸透镜，72双面反光板，73半凸透镜，74半凸透镜组。

具体实施方式

结合附图和实施例进一步说明本实用新型，如图1所示，本实用新型由太阳能收集装置、传导装置以及供能装置构成；太阳能收集装置由一路或多路、每路由若干两端相互连接的包括阻燃材料的内壁有反光面的集光头1构成；太阳能传导装置由一个或多个止头集光三通3、各止头集光三通3间连接的转接头65、导光管4构成；所述的供能装置由与传导装置中的导光管4串接的一个或多个取光三通6和与各取光三通6对应连接的取光支路构成，最后的取光支路中的导光管4经导光弯管5与导光管4连接；取光支路由与相应取光三通6连接的由若干两端相互连接的导光管4以及串接在各导光管4间的取光三通6构成，取光三通6的输出口经接导光管4外接用光装置；各路一端的集光头1与太阳能传导装置中的止头集光三通3的一侧连接，另一端的集光头1外端内侧设置止头反光板2，端头的止头集光三通3外端内侧设置止头反光板2。

如图2、3、4所示，集光头1由壳体13、壳体13内的集光腔17、壳体13一侧面的采光口20、采光口20处固定的防尘透明板21、采光口29与集光腔17光入口处之间包括具有反光面的光漏斗18的采光道19以及壳体13内包裹集光腔17和采光道19的阻燃材料14构成；采光道19内靠近采光口20的一面为斜平面66，对应斜平面66的另一面为凹弧面67，集光腔17内对应光漏斗18的面设置横向反光棱镜，反光棱镜一侧的纵横两面设置纵向反光棱镜；采光道19中的光漏斗18由具有反光面的空心梯形腔内设置的若干层条形凸透镜组成，集光头1的两端设置相互配合的、与止头集光三通一侧相配合的插头、插槽插接。太阳光由采光口20、条形凸透镜组进入集光腔17中，经集光腔17四壁的反射面和反射棱镜的作用，太阳光汇到集光三通口成高密度能流，沿导光管4传导。集光头1平放时可贴(固定)在建筑物的南立面上，竖放时可置于屋顶。由于采用了插槽开放性联接结构，采光面积可根据实际情况由多个集光头1灵活组合，尽可能地增大有效采光面积。从图4可知，光在集光腔17内经纵向和横向的反光棱镜改变方向后，将会在止头反光板和止头集光三通之间来回反射，只得由集光三通的集光口进入主导光管，避免了光沿原路的返回。

如图5、6所示，止头集光三通3包括公止头集光三通和母止头集光三通，止头集光三通3由壳体22、壳体22内的具有反光面的与两端相通的直光道26、与直光道26相通的具有反光面的叉光道27、壳体22内包裹直光道26和叉光道27的阻燃材料23构成；叉光道27的一端设置在壳体22的一侧面，叉光道27的端部为光漏斗，光漏斗由具有反光面的空心圆台腔内设置的若干层圆形凸透镜组成，直光道26与叉光道27的交汇处设置与直光道26同向的双面反光板72，双面反光板72一侧的直光道26内设置半凸透镜73、半凸透镜73的薄端偏向双面反光板72，双面反光板72另一侧的叉光道27内设置半凸透镜组74、半凸透镜组74的薄端偏向双面反光板72，光漏斗的端面外侧面为反光面，其端口与集光头的集光腔对应；止头集光三通3的两端及一侧设置插头24、插槽25，其一侧的插头24、插槽25与集光头1一端的插头15、插槽16相配合，其一端的插槽16与转接头65的插头58相配合插接。

如图7所示，导光管4由壳体28、壳体28内的具有反光面的与两端相通的直光道30、壳体28内包裹直光道30的阻燃材料29构成，导光管4的两端设置相互配合插接的插头31、插槽32。

如图8所示，导光弯管5由壳体33、壳体33内的具有反光面的与一端和一侧相通的弧状光道35、壳体33内包裹弧状光道35的阻燃材料29构成。导光弯管5的一端设置插头36与导光管4的插槽32相配合插接，导光弯管5的一侧设置插槽37与导光管4的插头31相配合插接。

如图9所示，取光三通6由壳体38，壳体38内的具有反光面的三通光道和平行于三通光道中直光道40、且可阻挡三通光道中取光道41的反光板46及啮合反光板46外侧的调节齿轮47和壳体38内包裹三通光道、反光板46及调节齿轮47的阻燃材料39构成；三通光道中直光道40靠近取光道入41入口处设置凹透镜68、靠近备用集光道43出口处设置半凸透镜69、半凸透镜69的薄端偏向备用集光道43出口一侧，取光道41靠近与备用集光道43交汇处设置半凸透镜42、半凸透镜42的薄端偏向备用集光道43一侧，靠近取光道41出口处设置半凸透镜71、半凸透镜71的薄端偏向取光道一侧，备用集光道43靠近出口处设置由若干层凸透镜构成的凸透镜组70；调节齿轮47中的旋转柄穿出壳体38，取光三通6的两端设置与导光管4相配合插接的插头44、插槽45，取光三通6的一侧设置插槽45与导光管4的插头31配合插接。

如图10、11所示，取光三通输出口的导光管与用光装置之间还可设置光开关7；如图10所示，光开关7由壳体48，壳体48内的一道具有反光面的与两端相通的直光道50、且可阻挡直光道50的反光板54及啮合反光板54外侧的调节齿轮53和壳体48内包裹直光道50、反光板54及调节齿轮53的阻燃材料49构成；调节齿轮53中的旋转柄穿出壳体48，光开关7的两端设置与导光管4相配合的插头51、插槽52；如图11所示，光开关7由壳体48，壳体48内的两道具有反光面的与两端相通的直光道50、且可同时阻挡直光道50或同时打开直光道50的反光板54及啮合反光板54外侧的调节齿轮53和壳体48内包裹直光道50、反光板54及调节齿轮53的阻燃材料49构成，当反光板54经调节齿轮53打开其中一道直光道50时，另一道直光道50内的反光板54上有通孔让光通过；各调节齿轮53中的旋转柄穿出壳体48，光开关7的两端设置与导光管4相配合的插头51、插槽52。

如图12所示，转接头65由截面呈不等边梯形的壳体55、壳体55内的具有反光面的与两端相通的直光道57、壳体55内包裹直光道57的阻燃材料56构成，壳体55的一端设置插头58与止头集光三通3一端的插槽相配合插接，壳体55的另一端设置插槽59与导光管4一端的插头31相配合插接。

如图13所示，光缩节由壳体60、壳体60内具有反光面的光漏斗62与壳体60内包裹光漏斗62的阻燃材料61构成；光漏斗62由具有反光面的空心圆台腔内设置的若干层圆形凸透镜组成；光缩节60两端设置与相应导光管4相配合的插头63、插槽64。

本实用新型中采用插头插槽开放性联接结构，安装灵活方便，且维护也简单容易，可实现让每一间房屋和隧道都拥有阳光。

所述的阻燃材料23、29、34、39、49为阻燃塑料，或为陶瓷，或为玻璃，或为铝合金。所述的反光面为镀银面，或为镀铬面，或为金属贴膜，或为金属镀膜。

本实用新型使用中可用凹透镜对光的发散作用作为光灯泡来照明和利用太阳光消毒。本实用新型在相关支路上使用光灯泡作为安全口12。

Claims (10)

1、一种太阳能收集、传导和供能系统，其特征是所述的系统由太阳能收集装置、传导装置以及供能装置构成；所述的太阳能收集装置由若干路、每路由若干两端相互连接的包括集光腔和具有反光面的采光道的集光头构成；所述的太阳能传导装置由若干止头集光三通、各止头集光三通间连接的转接头、导光管构成；所述的供能装置由与太阳能传导装置中的导光管串接的若干取光三通和与各取光三通对应连接的取光支路构成，最后的取光支路中的导光管经导光弯管与导光管连接；取光支路由与相应取光三通连接的由若干两端相互连接的导光管以及串接在各导光管间的取光三通构成，取光三通的输出口经接导光管外接用光装置；各路一端的集光头与太阳能传导装置中的止头集光三通的一侧连接，另一端的集光头外端内侧设置止头反光板，端头的止头集光三通外端内侧设置止头反光板。

2、根据权利要求1所述的太阳能收集、传导和供能系统，其特征是所述的集光头由壳体、壳体内的集光腔、壳体一侧面的采光口、采光口处固定的防尘透明板、采光口与集光腔的光入口处之间包括具有反光面的光漏斗的采光道以及壳体内包裹集光腔和采光道的阻燃材料构成；采光道靠近采光口的一面为斜平面，对应斜平面的面为凹弧面，集光腔内对应光漏斗的面设置横向反光棱镜，反光棱镜一侧的两面设置纵向反光棱镜；采光道中的光漏斗由具有反光面的空心梯形腔内设置的若干层条形凸透镜组成；集光头的两端设置相互配合的、与止头集光三通一侧相配合的插头、插槽插接。

3、根据权利要求1所述的太阳能收集、传导和供能系统，其特征是所述的止头集光三通由壳体、壳体内的具有反光面的与两端相通的直光道、与直光道相通的具有反光面的叉光道、壳体内包裹直光道和叉光道的阻燃材料构成；叉光道的一端设置在壳体的一侧面，叉光道的端部为光漏斗，光漏斗由具有反光面的空心圆台腔内设置的若干层圆形凸透镜组成；直光道与叉光道的交汇处设置与直光道同向的双面反光板，双面反光板一侧的直光道内设置半凸透镜、半凸透镜的薄端偏向双面反光板，双面反光板另一侧的叉光道内设置半凸透镜组、半凸透镜组的薄端偏向双面反光板，光漏斗的端面外侧面为反光面，其端口与集光头的集光腔对应；止头集光三通的两端及一侧设置插头、插槽，其一侧的插头、插槽与集光头一端的插头、插槽相配合，其一端的插槽与转接头的插头相配合插接。

4、根据权利要求1所述的太阳能收集、传导和供能系统，其特征是所述的转接头由截面呈不等边梯形的壳体、壳体内的具有反光面的与两端相通的直光道、壳体内包裹直光道的阻燃材料构成，壳体的一端设置插头与止头集光三通一端的插槽相配合插接，壳体的另一端设置插槽与导光管一端的插头相配合插接。

5、根据权利要求1所述的太阳能收集、传导和供能系统，其特征是所述的导光管由壳体、壳体内的具有反光面的与两端相通的直光道、壳体内包裹直光道的阻燃材料构成，导光管的两端设置相互配合插接的插头、插槽。

6、根据权利要求1所述的太阳能收集、传导和供能系统，其特征是所述的导光弯管由壳体、壳体内的具有反光面的与一端和一侧相通的弧状光道、壳体内包裹弧状光道的阻燃材料构成，导光弯管的一端设置插头与导光管的插槽相配合插接，导光弯管的一侧设置插槽与导光管的插头相配合插接。

7、根据权利要求1所述的太阳能收集、传导和供能系统，其特征是所述的取光三通由壳体，壳体内的具有反光面的三通光道和平行于三通光道中直光道、且可阻挡三通光道中取光道的反光板及啮合反光板外侧的调节齿轮和壳体内包裹三通光道、反光板及调节齿轮的阻燃材料构成；三通光道中直光道靠近取光道入口处设置凹透镜、靠近备用集光道出口处设置半凸透镜、半凸透镜的薄端偏向备用集光道出口一侧，取光道靠近与备用集光道交汇处设置半凸透镜、半凸透镜的薄端偏向备用集光道一侧，靠近取光道出口处设置半凸透镜、半凸透镜的薄端偏向取光道一侧，备用集光道靠近出口处设置由若干层凸透镜构成的凸透镜组一侧；调节齿轮中的旋转柄穿出壳体，取光三通的两端设置与导光管相配合插接的插头、插槽，取光三通的一侧设置插槽与导光管的插头配合插接。

8、根据权利要求1所述的太阳能收集、传导和供能系统，其特征是所述的取光三通输出口的导光管与用光装置之间还可设置光开关；光开关由壳体、壳体内的至少有一道具有反光面的与两端相通的直光道、且可阻挡直光道的反光板及啮合反光板外侧的调节齿轮和壳体内包裹直光道、反光板及调节齿轮的阻燃材料构成；调节齿轮中的旋转柄穿出壳体，光开关的两端设置与导光管相配合的插头、插槽。

9、根据权利要求1所述的太阳能收集、传导和供能系统，其特征是所述的阻燃材料为阻燃塑料，或为陶瓷，或为玻璃，或为铝合金；所述的反光面为镀银面，或为镀铬面，或为金属贴膜，或为金属镀膜。

10、根据权利要求1所述的太阳能收集、传导和供能系统，其特征是系统中还可设置光缩节，所述的光缩节由壳体、壳体内具有反光面的光漏斗与壳体内包裹光漏斗的阻燃材料构成；光漏斗由具有反光面的空心圆台腔内设置的若干层圆形凸透镜组成；光缩节两端设置与相应导光管相配合的插头、插槽。

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