CN213334180U - 高能量阳光传输利用装置 - Google Patents

Abstract

本实用新型涉及太阳光传导利用技术领域，尤其是高能量阳光传输利用装置。该装置包括太阳光聚焦镜、准直镜、能量接收机构、连接机构和能量释放机构；能量接收机构包括由多条第一石英光纤通过热融化拉伸形成的一体式锥形阳光分光器，一体式锥形阳光分光器上窄下宽，顶面打磨成平面并镀膜，侧面设置具有返射遮光作用的包覆层，底面伸出若干第一石英光纤的接头，第一石英光纤的接头接至连接机构，连接机构与能量释放机构连接。本实用新型通过锥形阳光分束器扩大了接收光的面积，由于石英玻璃的锥形阳光分束器耐高温性能好，太阳光的照射不会影响其适用寿命，通过一体式锥形阳光分束器扩大了接收光的面积，通过连接机构实现了高能量太阳光远距离传输。

Description

高能量阳光传输利用装置

技术领域

本实用新型涉及太阳光传导利用技术领域，尤其是高能量阳光传输利用装置。

背景技术

太阳光即日光是自然界取之不尽的巨大自然光源，也是一种绿色能源，迄今为止人类对太阳光能的利用还停留在较为初始的阶段。对太阳光进行有效地采集、利用并输送到一些需要照明或取暖的场所是一项值得研究和实际应用的技术。

现有技术中一般采用塑料光纤对太阳光进行传导，此类装置通过聚光镜将太阳光聚集到室外的塑料光纤的截面上，然后通过端口将塑料光纤与室内连接，通过室内塑料光纤与照明装置连接实现照明。此类装置是实际应用时还存在诸多不足，例如：(1)聚光镜聚集的太阳光光斑温度高达几百度，容易影响光纤的使用寿命；(2)为了准确接收太阳光聚光镜的光斑，需要加大光纤的截面积；(3)高能量太阳光远距离传输困难；(4)当没有太阳光时不能迅速转换为其他替代光源实现照明。

实用新型内容

本实用新型的目的在于提供一种高能量阳光传输利用装置，克服前述现有技术中的不足，耐高温性能好，使用寿命长，无需加大光纤的截面积即可准确接收太阳光聚光镜的光斑，能够实现高能量太阳光远距离传输，应用于照明系统时在没有太阳光的情况下能够迅速切换到替换照明设备上。

本实用新型解决其技术问题所采取的技术方案是：

一种高能量阳光传输利用装置，包括由上至下依次设置的太阳光聚焦镜、准直镜、能量接收机构、连接机构和能量释放机构；其中：

所述能量接收机构包括由多条第一石英光纤通过热融化拉伸形成的一体式锥形阳光分光器，一体式锥形阳光分光器上窄下宽，顶面打磨成平面并镀膜，侧面设置具有返射遮光作用的包覆层，底面伸出若干第一石英光纤的接头，第一石英光纤的接头接至连接机构；

所述连接机构包括分光箱、第一连接端口、第二石英光纤和第二连接端口，所述分光箱内设置有若干第一连接端口，第一连接端口数量与第一石英光纤的数量相配合，第一石英光纤的接头与第一连接端口的上端连接，第一连接端口的下端与第二石英光纤的上端连接，第二石英光纤的下端与第二连接端口的上端连接，第二连接端口的下端与能量释放机构连接；

使用时，太阳光聚焦镜聚集太阳光后通过准直镜形成准直光，准直光穿入一体式锥形阳光分光器，在包覆层的作用下，光线经多次折射后进入一体式锥形阳光分光器下端的第一石英光纤接头内，在此过程中一体式锥形阳光分束器扩大了接收光的面积，且由于一体式锥形阳光分束器为石英玻璃材质，耐高温性能好，太阳光的照射不会影响其使用寿命；太阳光经一体式锥形阳光分束器损失了部分热量再接触第一石英光纤的接头，对第一石英光纤接头的使用寿命影响也减少，太阳光经不同的第一石英光纤的接头传导至第一连接端口后再经第一连接端口转移到第二石英光纤，经第二石英光纤转移到第二连接端口，从第二连接端口进入能量释放机构，实现了高能量太阳光远距离传输；将能量释放机构安装在需要的位置，对该位置进行照明或/和散热。

进一步的，所述第一连接端口采用与第一石英光纤纤芯径相同的光纤跳线。

进一步的，所述能量释放机构为室内照明机构，或为散热机构。

进一步的，所述照明机构包括第三石英光纤、焊接端部、石英玻璃体和太阳光散射镜，第三石英光纤的上端与第二连接端口连接，第三石英光纤的下端与焊接端部的上端连接，焊接端部的下端与石英玻璃体连接，石英玻璃体的下端设置有太阳光散射镜，所述焊接端部与石英玻璃体材质相同且一体成型，焊接端部呈柱状结构，焊接端部的直径与第三石英光纤的直径相配合，石英玻璃体呈由上至下渐扩的锥形结构，石英玻璃体的下端加工有一体化的太阳光散射镜；第二石英光纤通过第二连接端口将高能量太阳光传输至第三石英光纤后，经石英玻璃体扩大太阳光传输范围后通过太阳光散射镜的散射起到发光作用。

进一步的，所述石英玻璃体的侧面设置有具有返射遮光作用的包覆层，防止不必要的光损失。

进一步的，所述照明机构还包括感光装置和LED灯珠，太阳光散射镜的一侧设置有用于监测太阳光散射镜是否发光的感光装置，太阳光散射镜的周围设置有一圈LED灯珠，LED 灯珠与感光装置电性连接，感光装置监测到太阳光散射镜不发光时LED灯珠启动进行照明。

进一步的，所述第一连接端口和第二连接端口为DN80、SMA905、QBH国标光纤接口中的一种。

本实用新型的有益效果是：与现有技术相比，本实用新型的高能量阳光传输利用装置具有以下优点：(1)太阳光聚焦镜聚集太阳光后通过准直镜形成准直光，准直光穿入一体式锥形阳光分光器，在包覆层的作用下，光线经多次折射后进入一体式锥形阳光分光器下端的第一石英光纤接头内，由于一体式锥形阳光分束器为石英玻璃材质，耐高温性能好，太阳光的照射不会影响其使用寿命；(2)一体式锥形阳光分束器扩大了接收光的面积；(3)太阳光经一体式锥形阳光分束器损失了部分热量再接触第一石英光纤的接头，对第一石英光纤接头的使用寿命影响也减少，太阳光经不同的第一石英光纤的接头传导至第一连接端口后再经第一连接端口转移到第二石英光纤，经第二石英光纤转移到第二连接端口，从第二连接端口进入能量释放机构，实现了高能量太阳光远距离传输；(4)第二石英光纤通过第二连接端口将高能量太阳光传输至第三石英光纤后，经石英玻璃体扩大太阳光传输范围后通过太阳光散射镜的散射起到发光作用，当阴天没有太阳光时，感光装置监测到太阳光散射镜不发光时LED灯珠启动进行照明。

附图说明

图1为本实用新型能量接收机构结构示意图；

图2为本实用新型一体式锥形阳光分光器结构示意仰视图；

图3为本实用新型连接机构和能量释放机构的结构示意图；

图4为本实用新型能量释放机构的结构示意仰视图

其中，1太阳光聚焦镜、2准直镜、3能量接收机构、301第一石英光纤、302一体式锥形阳光分光器、303镀膜、304包覆层、4连接机构、401第一连接端口、402第二石英光纤、403第二连接端口、5能量释放机构、501第三石英光纤、502焊接端部、503石英玻璃体、504太阳光散射镜、505感光装置、506LED灯珠。

具体实施方式

为使本实用新型实施例的目的、技术方案和优点更加清楚，下面将结合本实用新型实施例中的附图，对本实用新型实施例中的技术方案进行清楚、完整地描述。

如图1-4所示实施例中，一种高能量阳光传输利用装置，包括由上至下依次设置的太阳光聚焦镜1、准直镜2、能量接收机构3、连接机构4和能量释放机构5；其中：

所述能量接收机构3包括由多条第一石英光纤301通过热融化拉伸形成的一体式锥形阳光分光器302，一体式锥形阳光分光器302上窄下宽，顶面打磨成平面并镀膜303，侧面设置具有返射遮光作用的包覆层304，底面伸出若干第一石英光纤301的接头，第一石英光纤301的接头接至连接机构4；

所述连接机构4包括分光箱、第一连接端口401、第二石英光纤402和第二连接端口403，所述分光箱内设置有若干第一连接端口401，第一连接端口401数量与第一石英光纤301的数量相配合，第一石英光纤301的接头与第一连接端口401的上端连接，第一连接端口401的下端与第二石英光纤402的上端连接，第二石英光纤402的下端与第二连接端口403的上端连接，第二连接端口403的下端与能量释放机构5连接；

使用时，太阳光聚焦镜1聚集太阳光后通过准直镜2形成准直光，准直光穿入一体式锥形阳光分光器302，在包覆层304的作用下，光线经多次折射后进入一体式锥形阳光分光器302下端的第一石英光纤301的接头内，在此过程中一体式锥形阳光分束器302扩大了接收光的面积，且由于一体式锥形阳光分束器302为石英玻璃材质，耐高温性能好，太阳光的照射不会影响其使用寿命；太阳光经一体式锥形阳光分束器302损失了部分热量再接触第一石英光纤301的接头，对第一石英光纤301接头的使用寿命影响也减少，太阳光经不同的第一石英光纤301的接头传导至不同的第一连接端口401后再经不同的第一连接端口401转移到不同的第二石英光纤402，经不同的第二石英光纤402转移到不同的第二连接端口403，从不同的第二连接端口403进入不同的能量释放机构5，实现了高能量太阳光远距离传输；将能量释放机构5安装在需要的位置，对该位置进行照明或/和散热。

本实施例中，所述第一连接端口401采用与第一石英光纤301的纤芯径相同的光纤跳线。

本实施例中，所述能量释放机构5为室内照明机构，或为散热机构。

本实施例中，所述照明机构包括第三石英光纤501、焊接端部502、石英玻璃体503和太阳光散射镜504，第三石英光纤501的上端与第二连接端口403连接，第三石英光纤 501的下端与焊接端部502的上端连接，焊接端部502的下端与石英玻璃体503连接，石英玻璃体503的下端设置有太阳光散射镜504，所述焊接端部502与石英玻璃体503材质相同且一体成型，焊接端部502呈柱状结构，焊接端部502的直径与第三石英光纤501的直径相配合，石英玻璃体503呈由上至下渐扩的锥形结构，石英玻璃体503的下端加工有一体化的太阳光散射镜504；第二石英光纤402通过第二连接端口403将高能量太阳光传输至第三石英光纤501后，经石英玻璃体503扩大太阳光传输范围后通过太阳光散射镜504 的散射起到发光作用。

本实施例中，所述石英玻璃体503的侧面设置有具有返射遮光作用的包覆层，防止不必要的光损失。

本实施例中，所述照明机构还包括感光装置505和LED灯珠506，太阳光散射镜504的一侧设置有用于监测太阳光散射镜504是否发光的感光装置505，太阳光散射镜504的周围设置有一圈LED灯珠506，LED灯珠506与感光装置505电性连接，感光装置505监测到太阳光散射镜504不发光时LED灯珠506启动进行照明。

本实施例中，所述第一连接端口401和第二连接端口403为DN80、SMA905、QBH国标光纤接口中的一种。

工作原理：本实用新型的高能量阳光传输利用装置，使用时，太阳光聚焦镜1聚集太阳光后通过准直镜2形成准直光，准直光穿入一体式锥形阳光分光器302，在包覆层304的作用下，光线经多次折射后进入一体式锥形阳光分光器302下端的第一石英光纤301的接头内，在此过程中一体式锥形阳光分束器302扩大了接收光的面积，且由于一体式锥形阳光分束器302为石英玻璃材质，耐高温性能好，太阳光的照射不会影响其使用寿命；太阳光经一体式锥形阳光分束器302损失了部分热量再接触第一石英光纤301的接头，对第一石英光纤301接头的使用寿命影响也减少，太阳光经不同的第一石英光纤301的接头传导至不同的第一连接端口401后再经不同的第一连接端口401转移到不同的第二石英光纤 402，经不同的第二石英光纤402转移到不同的第二连接端口403，从不同的第二连接端口 403进入不同的能量释放机构5，实现了高能量太阳光远距离传输；第二石英光纤402通过第二连接端口403将高能量太阳光传输至第三石英光纤501后，经石英玻璃体503扩大太阳光传输范围后通过太阳光散射镜504的散射起到发光作用，感光装置505监测到太阳光散射镜504不发光时LED灯珠506启动进行照明。

上述具体实施方式仅是本实用新型的具体个案，本实用新型的专利保护范围包括但不限于上述具体实施方式的产品形态和式样，任何符合本实用新型权利要求书且任何所属技术领域的普通技术人员对其所做的适当变化或修饰，皆应落入本实用新型的专利保护范围。

Claims (7)

1.一种高能量阳光传输利用装置，其特征在于：包括由上至下依次设置的太阳光聚焦镜、准直镜、能量接收机构、连接机构和能量释放机构；其中：

所述能量接收机构包括由多条第一石英光纤通过热融化拉伸形成的一体式锥形阳光分光器，一体式锥形阳光分光器上窄下宽，顶面打磨成平面并镀膜，侧面设置具有返射遮光作用的包覆层，底面伸出若干第一石英光纤的接头，第一石英光纤的接头接至连接机构；

所述连接机构包括分光箱、第一连接端口、第二石英光纤和第二连接端口，所述分光箱内设置有若干第一连接端口，第一连接端口数量与第一石英光纤的数量相配合，第一石英光纤的接头与第一连接端口的上端连接，第一连接端口的下端与第二石英光纤的上端连接，第二石英光纤的下端与第二连接端口的上端连接，第二连接端口的下端与能量释放机构连接。

2.根据权利要求1所述的一种高能量阳光传输利用装置，其特征在于：所述第一连接端口采用与第一石英光纤纤芯径相同的光纤跳线。

3.根据权利要求1所述的一种高能量阳光传输利用装置，其特征在于：所述能量释放机构为室内照明机构，或为散热机构。

4.根据权利要求3所述的一种高能量阳光传输利用装置，其特征在于：所述照明机构包括第三石英光纤、焊接端部、石英玻璃体和太阳光散射镜，第三石英光纤的上端与第二连接端口连接，第三石英光纤的下端与焊接端部的上端连接，焊接端部的下端与石英玻璃体连接，石英玻璃体的下端设置有太阳光散射镜，所述焊接端部与石英玻璃体材质相同且一体成型，焊接端部呈柱状结构，焊接端部的直径与第三石英光纤的直径相配合，石英玻璃体呈由上至下渐扩的锥形结构，石英玻璃体的下端加工有一体化的太阳光散射镜。

5.根据权利要求4所述的一种高能量阳光传输利用装置，其特征在于：所述石英玻璃体的侧面设置有具有返射遮光作用的包覆层。

6.根据权利要求5所述的一种高能量阳光传输利用装置，其特征在于：所述照明机构还包括感光装置和LED灯珠，太阳光散射镜的一侧设置有用于监测太阳光散射镜是否发光的感光装置，太阳光散射镜的周围设置有一圈LED灯珠，LED灯珠与感光装置电性连接，感光装置监测到太阳光散射镜不发光时LED灯珠启动进行照明。

7.根据权利要求1所述的一种高能量阳光传输利用装置，其特征在于：所述第一连接端口和第二连接端口为DN80、SMA905、QBH国标光纤接口中的一种。

Images