JPH0743535A - Sunlight collection transmitter - Google Patents
Sunlight collection transmitterInfo
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- JPH0743535A JPH0743535A JP20570893A JP20570893A JPH0743535A JP H0743535 A JPH0743535 A JP H0743535A JP 20570893 A JP20570893 A JP 20570893A JP 20570893 A JP20570893 A JP 20570893A JP H0743535 A JPH0743535 A JP H0743535A
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Abstract
Description
【0001】[0001]
【産業上の利用分野】本発明は太陽光集光伝送装置に関
するものである。BACKGROUND OF THE INVENTION 1. Field of the Invention The present invention relates to a solar concentrating and transmitting device.
【0002】[0002]
【従来の技術】太陽光集光伝送装置は太陽光を集光する
集光部と集光した太陽光を所定の場所に伝送する伝送部
と伝送した太陽光を照射する出射部とからなる。太陽光
集光部は凹ミラーあるいはレンズなどの光学系と、この
ミラーやレンズを常に太陽光に面するように制御する駆
動系からなる。伝送部は、管の内部を高効率反射面にし
て管内部を反射させて伝送する光ダクトや、光ファイバ
が用いられている。2. Description of the Related Art A solar light concentrating and transmitting device comprises a light condensing unit for concentrating sunlight, a transmitting unit for transmitting the concentrated sunlight to a predetermined place, and an emitting unit for irradiating the transmitted sunlight. The sunlight condensing unit is composed of an optical system such as a concave mirror or a lens and a drive system for controlling the mirror or the lens so as to always face the sunlight. The transmission section uses an optical duct or an optical fiber that makes the inside of the tube a highly efficient reflection surface and reflects the inside of the tube for transmission.
【0003】光ダクトはミラーを箱状に組み立てたもの
や管の内部を鏡面にしたものが用いられている。ミラー
反射は1回反射するごとに光の吸収や散乱による光の損
失が起きるため伝送効率が悪く、長距離伝送には適さな
い。また、ダクトは大きな場所を必要とするため伝送す
る場所の制限を受ける。さらに一度敷設すると容易には
変更が困難であるという問題があった。As the optical duct, a box-shaped mirror assembly or a tube with a mirror surface is used. The mirror reflection is not suitable for long-distance transmission because the transmission efficiency is poor because light loss occurs due to absorption and scattering of light every reflection. In addition, since the duct requires a large space, it is limited in the place of transmission. Further, there is a problem that it is difficult to easily change it once it is laid.
【0004】一方、光ファイバを伝送路に用いた場合
は、伝送効率が良く、施設の場所も小さいため任意の場
所に配線でき、配線の変更も容易であるため、広く用い
られている。太陽光集光伝送装置に用いられている光フ
ァイバは、集光した太陽光を効率良く取り込む必要があ
る。太陽は有限の大きさを有するため、集光した太陽像
は点にはならず、ある有限の大きさを持つ。集光した太
陽光の集光径(太陽像径)は集光するミラーまたはレン
ズの焦点距離で表される。その計算式を式(1)に示
す。On the other hand, when an optical fiber is used for a transmission line, it is widely used because it has a good transmission efficiency and the facility is small so that it can be wired at any place and the wiring can be easily changed. The optical fiber used in the sunlight collecting and transmitting device needs to efficiently collect the collected sunlight. Since the sun has a finite size, the collected sun image does not become a point, but has a certain finite size. The converged diameter of the collected sunlight (solar image diameter) is represented by the focal length of the mirror or lens for condensing. The calculation formula is shown in Formula (1).
【0005】d=0.0093×f・・・(1) f:ミラーまたはレンズ焦点距離 d:太陽像直径D = 0.0093 × f (1) f: mirror or lens focal length d: sun image diameter
【0006】式(1)より焦点距離150mm、直径1
20mmのレンズを使用したときの太陽像直径は約1.
2mmとなる。実際にはレンズ収差、レンズの成形誤差
などがあるため太陽像は計算値よりぼやけて約1.5m
mとなる。この集光した太陽光を全て光ファイバに取り
込むためにはコア径1.5mm以上を有する光ファイバ
が必要となる。従来、光ファイバはガラスでできてお
り、光ファイバの強度、可撓性などの制限からコア径は
最大1mm程度が限界である。そのため、コアの大口径
化が可能で、可撓性に富み、曲げても断線しない光ファ
イバが要求されていた。From the formula (1), the focal length is 150 mm and the diameter is 1
The solar image diameter when using a 20 mm lens is about 1.
2 mm. In reality, due to lens aberrations, lens molding errors, etc., the sun image is blurred from the calculated value by about 1.5 m.
m. An optical fiber having a core diameter of 1.5 mm or more is required to take all the collected sunlight into the optical fiber. Conventionally, the optical fiber is made of glass, and the core diameter is limited to about 1 mm at the maximum due to the limitation of strength and flexibility of the optical fiber. Therefore, there has been a demand for an optical fiber capable of increasing the diameter of the core, rich in flexibility, and not broken even when bent.
【0007】[0007]
【発明が解決しようとする課題】太陽光集光伝送装置に
おいて集光した太陽像の直径は、集光レンズの大型化に
伴い大きくなる傾向にあり、現在使用しているガラスを
コアにした光ファイバでは可撓性が悪く、曲げると断線
する恐れがあり、使用できないという問題があった。The diameter of the sun image collected by the solar light concentrating and transmitting device tends to increase as the size of the condensing lens increases, and the light with the glass currently used as the core is used. There is a problem in that the fiber cannot be used because it has poor flexibility and may be broken when bent.
【0008】[0008]
【課題を解決するための手段】本発明は上記の課題を解
決せんとするものであり、太陽光を集光し、集光した光
を所定の場所に伝送して照射する太陽光集光伝送装置に
おいて、コアおよびクラッドがプラスチックから成るプ
ラスチック光ファイバを伝送路に用いたことを特徴とす
る太陽光集光伝送装置を提供するものである。DISCLOSURE OF THE INVENTION The present invention is to solve the above-mentioned problems, and condenses the sunlight, and transmits the condensed light to a predetermined place to irradiate it and irradiate it. In the device, a solar light concentrating and transmitting device is provided, in which a plastic optical fiber whose core and clad are made of plastic is used for a transmission line.
【0009】本発明において、コア径が大きく、可撓性
に富み、断線しないファイバを検討した結果、コアおよ
びクラッド共にプラスチックから成るプラスチック光フ
ァイバが最も適していることを見いだした。太陽光を全
て取り込むためには太陽像より大きなコア径を有する光
ファイバを使用することが不可欠であり、コア径が十分
大きく、可撓性に優れた光ファイバとしては、コアおよ
びクラッド共にプラスチックからなるプラスチック光フ
ァイバを使用することが最も良いとの結論に至った。図
1にプラスチック光ファイバを用いた太陽光集光システ
ムの概要を示す。In the present invention, as a result of studying a fiber having a large core diameter, high flexibility, and not breaking, it was found that a plastic optical fiber made of plastic for both the core and the clad is most suitable. In order to capture all the sunlight, it is essential to use an optical fiber with a core diameter larger than that of the sun image.As an optical fiber with a sufficiently large core diameter and excellent flexibility, both core and clad are made of plastic. It was concluded that it was best to use a plastic optical fiber that Fig. 1 shows an outline of a solar light concentrating system using a plastic optical fiber.
【0010】プラスチック光ファイバを集光装置に用い
ると太陽光を光ファイバに取り込む効率が良いことを確
認したが、プラスチック光ファイバは耐熱性が悪いため
耐熱性の良いプラスチック光ファイバの開発が必要とな
った。現状耐熱性の悪いプラスチック光ファイバを用い
る場合には、さらに改良の必要があった。It was confirmed that the efficiency of taking in sunlight into the optical fiber is good when the plastic optical fiber is used for the light concentrating device. However, since the plastic optical fiber has poor heat resistance, it is necessary to develop a plastic optical fiber having good heat resistance. became. At present, when using a plastic optical fiber having poor heat resistance, further improvement is needed.
【0011】現在使用されているプラスチック光ファイ
バは耐熱性が悪く、太陽光の集光部分の熱によって光フ
ァイバが劣化する恐れがある。直径100mmのレンズ
で太陽光を集光した場合、太陽光の結像径は約1.5m
mになる。この結像位置にコア径2mmのプラスチック
光ファイバを設置し、光ファイバ内に太陽光を導入す
る。太陽光照度が800W/m2 のとき、直径1.5m
mの太陽像は約6Wという高密度エネルギーを持ち、不
透明物に照射した場合は数百度の高温になることを確認
している。The plastic optical fiber currently used has poor heat resistance, and there is a possibility that the optical fiber will be deteriorated by the heat of the condensing portion of sunlight. When sunlight is collected by a lens with a diameter of 100 mm, the image diameter of sunlight is approximately 1.5 m
It becomes m. A plastic optical fiber having a core diameter of 2 mm is installed at this image forming position, and sunlight is introduced into the optical fiber. When sunlight illuminance is 800 W / m 2 , diameter is 1.5 m
It has been confirmed that the solar image of m has a high-density energy of about 6 W, and that it reaches a high temperature of several hundred degrees when irradiated on an opaque object.
【0012】光ファイバ内にこの光エネルギーが導入さ
れた場合、光ファイバは透明であり光を吸収しないので
特に問題はないが、実際にはレンズの歪や太陽光追尾の
不正確さにより全ての光が光ファイバに導入されず周囲
のコネクターフェルールを照射する。照射された光エネ
ルギーは熱に変換されフェルールが80℃以上にも加熱
される。プラスチック光ファイバはフェルールの熱によ
り劣化を起こし、最悪の場合には溶けて燃焼することも
考えられる。そのため、安全対策として入射端の熱を光
ファイバに及ぼさないことが必要であった。When this optical energy is introduced into the optical fiber, there is no particular problem because the optical fiber is transparent and does not absorb the light, but in reality, due to distortion of the lens and inaccuracy of solar tracking, all The light is not introduced into the optical fiber and illuminates the surrounding connector ferrule. The irradiated light energy is converted into heat and the ferrule is heated to 80 ° C. or higher. It is conceivable that the plastic optical fiber is deteriorated by the heat of the ferrule and melts and burns in the worst case. Therefore, as a safety measure, it was necessary to prevent the heat at the incident end from reaching the optical fiber.
【0013】また、プラスチック光ファイバの入射端面
にゴミ、埃などの可燃物や不透明物(着色物)が付着し
た場合には、付着物が高密度太陽光を吸収して高温にな
り、可燃物は燃焼を起こすか、熱によりプラスチック光
ファイバが溶ける恐れがある。この入射端に付着する異
物の付着防止がもう一つの課題であった。Further, when flammable substances such as dust and dirt or opaque substances (colored substances) adhere to the incident end face of the plastic optical fiber, the adhering substances absorb high-density sunlight and become high in temperature, and the combustible substances are absorbed. May cause combustion or heat may melt the plastic optical fiber. Another problem was how to prevent foreign matter from adhering to the incident end.
【0014】検討の結果プラスチック光ファイバの入射
端に太陽光の導光路を接続して設け、太陽光をまず耐熱
性の導光路に入射させる方法がよいことを見いだした。
太陽光の熱は導光路により放散され、プラスチックファ
イバには太陽光が入射されるが熱は大幅に減少すること
ができる。導光路としては耐熱性に優れていれば特に限
定されないが、透過率が良くプラスチック光ファイバと
の接続効率の良いものが望ましい。例としては石英ガラ
スロッド、ガラスロッド、コア/クラッドを有するロッ
ド、光ファイバ、ガラスブロックなどが挙げられる。こ
の導光路により、プラスチック光ファイバに異物が付着
するのを防止できる効果もある。As a result of the study, it was found that a method in which a light guide path for sunlight is connected to the incident end of the plastic optical fiber and the sunlight is first incident on the heat-resistant light guide path is preferable.
The heat of sunlight is dissipated by the light guide, and sunlight is incident on the plastic fiber, but the heat can be greatly reduced. The light guide path is not particularly limited as long as it has excellent heat resistance, but it is desirable that the light guide path has good transmittance and good connection efficiency with a plastic optical fiber. Examples include quartz glass rods, glass rods, rods with core / cladding, optical fibers, glass blocks and the like. The light guide path also has an effect of preventing foreign matter from adhering to the plastic optical fiber.
【0015】[0015]
【作用】本発明のプラスチックファイバを用いた太陽光
集光伝送装置の略図を図1に示す。図1は集光レンズ6
からの集光像をプラスチック光ファイバ2に導入する様
子を示す。光ファイバ2はコネクターフェルール3内に
固定されている。太陽像の径より大きなコア径を有する
プラスチック光ファイバを使用しても、可撓性にとみ、
断線することはない。コア径が大きいため、太陽光を光
ファイバ2内に取り込む効率に優れている。太陽光は光
ファイバ2を束ねた光ケーブル4で伝送され、出射端5
より放射される。FIG. 1 shows a schematic view of a solar concentrating and transmitting device using the plastic fiber of the present invention. FIG. 1 shows a condenser lens 6
The manner in which the condensed image from is introduced into the plastic optical fiber 2 is shown. The optical fiber 2 is fixed in the connector ferrule 3. Even if a plastic optical fiber having a core diameter larger than the diameter of the sun image is used, it is flexible,
There is no disconnection. Since the core diameter is large, the efficiency of taking sunlight into the optical fiber 2 is excellent. The sunlight is transmitted by the optical cable 4 that bundles the optical fibers 2, and the output end 5
Emitted more.
【0016】本発明のプラスチック光ファイバの入射端
に光導光路を設けたときの概略を図2、図3に示す。図
2は光導光路としてプラスチック光ファイバ2と同じコ
ア径を有するガラスコア光ファイバ8を用いた場合の概
略図である。図3は光導光路としてガラスロッド9を用
いた場合の概略図である。集光太陽光のうち、光ファイ
バに導入できなかった太陽光は周囲に吸収され熱に変換
されるが、耐熱性の導光路はその熱によって劣化するこ
となく、この導光路によって熱が放散され、プラスチッ
ク光ファイバに熱が及ばないので、火災やファイバが熱
で溶けるなどの心配が解消される。また、導光路がカバ
ーの役割を果たすため、プラスチック光ファイバの端面
にゴミ、埃などが付着する恐れが無くなった。FIGS. 2 and 3 schematically show a light guide path provided at the incident end of the plastic optical fiber of the present invention. FIG. 2 is a schematic diagram when a glass core optical fiber 8 having the same core diameter as the plastic optical fiber 2 is used as the light guide path. FIG. 3 is a schematic diagram when the glass rod 9 is used as the light guide path. Of the collected sunlight, sunlight that could not be introduced into the optical fiber is absorbed by the surroundings and converted into heat, but the heat-resistant light guide path is not deteriorated by the heat, and the heat is dissipated by this light guide path. Since heat is not applied to the plastic optical fiber, there is no need to worry about fire or melting of the fiber due to heat. Further, since the light guide path serves as a cover, there is no fear that dust, dust, etc. will adhere to the end surface of the plastic optical fiber.
【0017】[0017]
【発明の効果】プラスチック光ファイバを集光装置に用
いることにより大口径の光ファイバが可能となり、太陽
光を効率良く光ファイバ内に取り込むことができるよう
になった。また、光ファイバとしてのコストが大幅に安
くなった。また、耐熱性の導光路を設置することによ
り、プラスチックファイバを使用するにあたって安全性
が増し、信頼性が大幅に向上した。EFFECTS OF THE INVENTION By using a plastic optical fiber for a light concentrating device, an optical fiber having a large diameter is possible, and sunlight can be efficiently taken into the optical fiber. In addition, the cost of the optical fiber is significantly reduced. In addition, by installing a heat-resistant light guide, the safety and the reliability of the plastic fiber are significantly improved.
【図1】本発明の実施例の説明図FIG. 1 is an explanatory diagram of an embodiment of the present invention.
【図2】導光路としてガラスコア光ファイバを用いた実
施例の説明図FIG. 2 is an explanatory view of an embodiment using a glass core optical fiber as a light guide path.
【図3】導光路としてガラスロッドを用いた実施例の説
明図FIG. 3 is an explanatory view of an embodiment using a glass rod as a light guide path.
1:太陽光集光伝送装置 2:プラスチック光ファイバ 3:コネクターフェルール 4:光ケーブル 5:出射端 6:集光レンズ 8:ガラスコア光ファイバ 9:ガラスロッド 1: Solar condensing transmission device 2: Plastic optical fiber 3: Connector ferrule 4: Optical cable 5: Emitting end 6: Condensing lens 8: Glass core optical fiber 9: Glass rod
Claims (3)
に伝送して照射する太陽光集光伝送装置において、コア
およびクラッドがプラスチックから成るプラスチック光
ファイバを伝送路に用いたことを特徴とする太陽光集光
伝送装置。1. A solar light concentrating and transmitting device for concentrating sunlight, transmitting the condensed light to a predetermined place and irradiating it, and using a plastic optical fiber whose core and clad are made of plastic for a transmission line. A solar concentrating and transmitting device characterized by the above.
チック光ファイバの太陽光入射部に耐熱性の導光路を設
けたことを特徴とする請求項1記載の太陽光集光伝送装
置。2. The sunlight concentrating and transmitting apparatus according to claim 1, wherein in the sunlight concentrating and transmitting apparatus, a heat resistant light guide path is provided at a sunlight incident portion of a plastic optical fiber.
またはコアがガラスから成る光ファイバを用いたことを
特徴とする請求項2記載の太陽光集光伝送装置。3. A glass rod as the heat resistant light guide path,
The solar concentrating and transmitting device according to claim 2, wherein an optical fiber whose core is made of glass is used.
Priority Applications (1)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
JP20570893A JPH0743535A (en) | 1993-07-28 | 1993-07-28 | Sunlight collection transmitter |
Applications Claiming Priority (1)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
JP20570893A JPH0743535A (en) | 1993-07-28 | 1993-07-28 | Sunlight collection transmitter |
Publications (1)
Publication Number | Publication Date |
---|---|
JPH0743535A true JPH0743535A (en) | 1995-02-14 |
Family
ID=16511390
Family Applications (1)
Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
---|---|---|---|
JP20570893A Pending JPH0743535A (en) | 1993-07-28 | 1993-07-28 | Sunlight collection transmitter |
Country Status (1)
Country | Link |
---|---|
JP (1) | JPH0743535A (en) |
Cited By (4)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
WO2008143586A1 (en) * | 2007-05-22 | 2008-11-27 | Parans Solar Lighting Ab | Apparatus for collection and transmission of light |
JP2015153681A (en) * | 2014-02-18 | 2015-08-24 | ユーヴィックス株式会社 | Sunlight illumination apparatus |
JP2016139098A (en) * | 2015-01-29 | 2016-08-04 | 京セラ株式会社 | Optical fiber with ferrule and light guide device |
CN113719806A (en) * | 2021-07-28 | 2021-11-30 | 湖北文理学院 | Electric energy light-gathering optical pump |
-
1993
- 1993-07-28 JP JP20570893A patent/JPH0743535A/en active Pending
Cited By (4)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
WO2008143586A1 (en) * | 2007-05-22 | 2008-11-27 | Parans Solar Lighting Ab | Apparatus for collection and transmission of light |
JP2015153681A (en) * | 2014-02-18 | 2015-08-24 | ユーヴィックス株式会社 | Sunlight illumination apparatus |
JP2016139098A (en) * | 2015-01-29 | 2016-08-04 | 京セラ株式会社 | Optical fiber with ferrule and light guide device |
CN113719806A (en) * | 2021-07-28 | 2021-11-30 | 湖北文理学院 | Electric energy light-gathering optical pump |
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