CN87106473A - 阳光收集设备 - Google Patents

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Abstract

一种阳光收集设备，包括一光线收集装置和一反光装置。光线收集装置包括一光学透镜和一光缆，光缆传输着到达光学透镜的光能，其一光接收端安置在光学透镜的光聚焦位置上。反光装置与光线收集装置分开安置在另一位置，用以反射阳光，并将阳光集中到光线收集装置上。

Description

本发明涉及一种阳光收集设备，这种设备中实际上装的是一个光线收集装置和一个反光装置。光线收集装置固定安装在一个位置上用以通过一个光接收端安置在光学透镜焦点位置的光缆收集光能，反光装置则与光线收集装置分开安置在不致遮住阳光的位置上，使阳光能进来。反光装置反射回来的阳光传送到光线收集装置上，因此光线收集装置也可以安置在阳光照不到的地方。
本申请人以前提出过的一种阳光自动收集设备有一个圆柱形底座和一个透明的拱顶形头部。阳光收集设备的封壳是与底座和头部一起构成的。要使用阳光收集设备时，封壳中应装上阳光收集组合装置。
阳光收集组合装置包括许多（例如十九个）集中阳光用的光学透镜、一个检测太阳方向用的光线方向探测器、一个将透镜和探测器固定在一起的支架、一个用转轴（水平轴）带动该诸元件转动的第一电动机、一个将上述透镜元件支承到电动机上的支架臂、另一个与上述电动机轴正交配置的转轴（垂直轴）和一个带动转轴（垂直轴）转动的第二电动机。太阳的方向由上述光线方向探测器检测。第一和第二电动机由控制装置进行控制，使其始终将透镜面向太阳。光缆的光接收端安置在透镜的焦点位置上。光线导入光缆中，并通过光缆传送到任意希望传送的地方。
上述阳光收集设备应始终安装在能收到阳光照射的平地上或安装在建筑物屋顶上。但近年来地价突然上涨，因而市区高层建筑物的数目的大量增加将持续下去，所以必须提高土地的利用率。这一来新建建筑物的阴影会落在过去安装的阳光收集设备上，使设备收集不到阳光，降低了设备的效率。这是装设阳光收集设备时有待解决的问题。
本发明的一个目的是提供一种阳光收集设备，该设备包括一光线收集装置和一反光装置，反光装置与光线收集装置分开安置，用以反射阳光和使阳光集中到光线收集装置上。
本发明的另一个目的是提供一种这样的阳光收集设备，该设备包括一光线收集装置和一反光装置，阳光经反光装置反射后传送到光线收集装置，因而光线收集装置也可安置在阳光照不到的地方。
本发明的另一个目的是提供一种阳光收集设备，该设备包括一光线收集装置和一反光装置，其中虽然阳光长时间照不到安装光线收集装置的地方，但光线收集装置能接收到反光装置反射回来的光。
从下列详细说明连同其附图即可清楚了解本发明的上述特点和其它优点。
图1是普通光线收集设备的示意图。
图2是说明本发明一个实施例用的示意图。
图3是反光装置另一个实施例的示意图。
图4是沿图3Ⅳ-Ⅳ线截取的横向剖视图。
图1是用以说明本申请人以前提出过的一种阳光自动收集设备一个实施例的透视图。图1中，1是圆柱形底座，2是透明拱顶形头部。阳光收集设备的封壳3与底座1及头部2一起构成。要使用此设备时，封壳中应装上阳光收集组合装置10，如图1所示。
阳光收集组合装置10包括许多（例如十九个）集中阳光用的光学透镜11、一个检测太阳方向用的光线方向探测器12、一个将透镜11和探测器12固定在一起的支架13、一个带动该诸元件按箭头A方向转动的第一电动机14、一个将透镜11的上述元件支承到电动机14上的支架臂15、一个与上述电动机14的转轴正交配置的转轴16和一个带动转轴16按箭头B转动的第二电动机（图1中未示出）。太阳的方向由上述光线方向探测器12检测。第一和第二电动机由控制装置17和18控制，使其始终将透镜11面向太阳。光缆（图1中未示出）的光接收端安置在透镜的焦点位置。光线导入光缆，并通过光缆传送到任意希望传送的地方。
上述阳光收集设备始终应装设在能收到阳光照射的平地上或装设在建筑物屋顶上。但近年来地价突然上涨，因而市区高层建筑物数目的大量增加将持续下去，所以必须提高土地的利用率。这一来新建建筑物的阴影会落在过去安装的阳光收集设备上，使设备收集不到阳光，降低了设备的效率。这是装设阳光收集设备时有待解决的问题。
根据本发明，作为解决上述问题的一个方法，我们安装了一个能就地反射阳光、与阳光收集设备分开设置且始终受阳光照射并始终将反射的阳光集中到阳光收集设备上的反光装置。这样，从日出到日落，阳光就连续被集中到阳光收集设备上。
图2是用以说明本发明一个实施例的结构图。同样的结构部件用与现有技术的相同结构部件的号编号，因而这里不再对它们加以详述。在本实施例中，上述现有技术实施例所述的阳光收集组合装置10简称为光线收集装置。图2中，光线收集装置安装在建筑物P的屋顶上。假设高于建筑物P的建筑物Q和R是在建筑物P两侧新建的建筑物，则当阳光在S1或S2方向上照射时，建筑物R的阴影落在L1或L2下方的区域，从而使阳光照不到光线收集组合装置10上。
反光装置20安装在建筑物R对过的建筑物Q的屋顶上。反光装置20由下列各部分构成：一个盘形高反射率（可反射性）反光板21，一台绕反光板21水平直径方向轴线转动的驱动电动机23，一个可转动地支承着电动机23的轴的半圆支架臂22，一台安装在底座25上用以使支架臂绕竖轴24转动的驱动电动机（图2中未示出）和一个容纳上述诸部件的透明拱顶26。
反光板21用以反射照到其上的阳光L1和L2，并将阳光集中到光线收集组合装置10。当太阳从S1移到S2时，反光板21从实线位置转到虚线位置 21。鉴于光线收集组合装置10与反光装置20的位置关系是不变的，反光板21的转角为太阳S1与反光板21连线和太阳S2与反光板21另一连线所构成的角的一半。
反光板21由具有一水平转轴的电动机23和具有一垂直转轴的电动机带动转动。转动过程是这样进行控制的：由于光线收集组合装置10的光学透镜11是面向反光装置20固定的，因此光方向探测器12也始终面向反光板21，探测着反射后的阳光在X（水平方向）和Y（垂直方向）方向上的运动。反射后的阳光作为亮线信号被集中到一部位上。为采集该集中了的阳光，在该部位设置了一个光线检测器（图2中未示出）。利用信号线31将光线检测器产生的各个在X和Y方向上的光线检测信号传送到控制装置30。控制装置30产生的控制输出信号通过传输线32和33传送到电动机23和另一个绕垂直轴线转动的电动机（图2中未示出）。然后由该信号驱动各电动机，使电动机转起来，从而使各光线检测信号彼此相等。此外，根据另一个驱动方法，鉴于全年都可以知道太阳的位置和高度，因此若光线收集装置周围的区域是已定的，则可以全年估算阴影落在光线收集组合装置10上的时间，从而可以拟定转动（驱动）角。
此外，当太阳升到S1或S2更高的位置，且阳光直接照到光线收集组合装置10时，就不需要从反光装置20接收反射光线。由于这时反光板21的转角已定，因而当检测出角位置时，控制装置30就发出将来自光方向探测器12的信号改变为普通方法的信号以直接跟随阳光和停止使用反光装置20的命令。此外，当建筑物Q往光线收集组合装置10上投下阴影时，反射后的光线就通过上述安装在建筑物R屋顶上的另一反光装置20′的媒介被集中到光线收集组合装置10上。这样就大大提高了光线的利用率。
图3是想通过扩大反射面积增加光能的收集量的反光板结构示意图。在反光板110上配置有几个带有处于共轴状态的环114的小反光板111，该环114稍大于各自的小反光板111。小反光板111固定附着在环114上，以便在环直径的垂直方向上绕转轴113转动。此外，环114固定附着在反光板110上，以便在反光板110上所开圆孔的直径的水平方向上转动。金属定位件1131和1141以这样的方式紧固和固定，使各元件的反光表面形成抛物面，实质上以便将各光线反射到各自的小反光板111和光线收集组合装置10（图3中未示出）上。
图4是沿图3的Ⅳ-Ⅳ线截取的横向剖视图。上述转动部分和金属定位件配置在反射表面看不到的背面，如图4所示。如上所述，电动机23固定安装在支架臂22上，带动反光板110绕水平轴线转动，转轴24则带动支架臂22绕垂直轴线转动。图4中，小反光板111是圆形的。但板111也可呈方形或多面形。考虑到所有情况，任何能增加能量的收集量的方法都可以采用。
如上所述，根据本发明，即使阳光长时间照不到所希望安装阳光收集设备的地方，也能接收从反光装置反射的光线。因此有可能长期低费用收集光能。由于反光板的反射率超过90%，因此事实上结果是所收集到光能的总量比在没有装设反光装置的地方的多得多。这是由于从日出到日落收集阳光的时间增加了所致。从有效利用光线能量的角度看，本发明的设备是极其有用的。

Claims (3)

1、一种阳光收集设备，其特征在于，该设备包括一光线收集装置和一反光装置，所述光线收集装置包括一光学透镜和一光缆，光缆传输着到达所述光学透镜的光能，其一光接收端安置在所述光学透镜的光聚焦位置上，所述反光装置则与所述光线收集装置分开安置在另一个位置，用以反射阳光并将阳光集中到所述光线收集装置上。
2、如权利要求1所述的阳光收集设备，其特征在于，所述光线收集装置的所述光学透镜系固定安装得使其表面可朝向所述反光装置，另外，所述反光装置配备有用以检测阳光方向的方向探测器，且所述反光装置以这样的方式运动，使自身成某一角度倾斜，以便收集反射到所述反光装置上的光线。
3、如权利要求1或2所述的阳光收集设备，其特征在于，所述反光装置配备有多个反射器，该反射器按这样的方式配置，使所述反射器分别成为将光线集中到所述光线收集装置的凹面镜的一部分。
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