陽光收集裝置的製作方法
2023-09-18 11:54:35
專利名稱：陽光收集裝置的製作方法
技術領域：
本實用新型屬於太陽能應用技術領域，具體涉及一種陽光收集裝置，其可以將太陽光導入建築內陰暗處，為此處提供自然太陽光的照明。
背景技術：
眾所周知，陽光是萬物生長之源泉。太陽光系全光譜輻射，可使人的機體內產生維生素等多種營養物質，而且人們在自然光下活動，在心理上和生理上感到舒適愉悅，對人的身心健康十分有利。自然光還能消除居室內的黴氣、抑制微生物的生長、改善室內居住環境。隨著社會經濟的快速發展，辦公大樓、地下室、廠房等設施建築林立，其中，終年不見陽光的陰暗之處也大範圍存在，此處造成了採光難、溫控難、通風不佳等一系列問題。而對這些暗位位置的照明、控溫、通風都需要消耗大量的能源，無法避免，也無法節省。在能源消耗日趨增大，以及環境汙染日益嚴重的今天，將太陽光引入上述陰暗位置加以利用是一種全新的想法。在綠色環保家居理念的引導下，對太陽能等清潔能源的利用也成為潮流的生活觀念。例如有些公寓、別墅，存在終年照不到陽光的浴室或房間。而陽光無論從愉悅身心，還是殺滅細菌上對人體都有很大的益處，將太陽光導入到這些居室是一種綠色、健康、時尚的設計。
發明內容本實用新型提供了一種陽光收集裝置，其可以將陽光導入建築內陰暗處，以解決陰面房間、地下室、車庫等採光不足的問題，給居住的人一種享受自然陽光的感覺。本實用新型採取以下技術方案陽光收集裝置，包括陽光收集鏡(1)、外殼O)、折射光學部件(3)、導光柱、支架(5)，外殼( 呈凹殼狀，安裝所述的陽光收集鏡(1)，外殼O)的內底部固定安裝所述的折射光學部件(3)，外殼O)的外底部固定安裝所述的支架(5)，外殼O)的底部伸入導光柱(4)的第一端，導光柱(4)的第二端穿出外殼O)，所述的陽光收集鏡(1)將各方向收集到的陽光射向所述的折射光學部件(3)，折射光學部件(3) 將陽光匯聚到導光柱的數值孔徑之內。所述的陽光收集裝置，陽光收集鏡(1)為菲涅爾透鏡。所述的陽光收集裝置，陽光收集鏡(1)嵌接於外殼O)的開口沿。所述的陽光收集裝置，支架(5)的縱截面呈倒T型。所述的陽光收集裝置，支架(5)採用陶瓷製成。所述的陽光收集裝置，外殼( 採用陶瓷製成。所述的陽光收集裝置，導光柱(4)是高壓氣管，該高壓氣管內充滿透光液體。所述的陽光收集裝置，導光柱⑷的第二端與燈罩(6)連通而導光。所述的陽光收集裝置，燈罩(6)是烤漆金屬燈罩或者亞麻燈罩。所述的陽光收集裝置，折射光學部件(3)為一非球面透鏡，採用半個橢球形狀，折射率η = ι. 613，其凸面為橢球面，該橢球面的長軸為32mm，短軸為16mm。本實用新型陽光收集裝置是一種將室外的太陽光收集，並可以導入室內的裝置， 其採用光學設計的原理取代了現有的跟蹤型陽光收集系統，具有結構簡單、製作簡易等特點，其在不損耗自然資源的情況下，改善人民的居住環境，解決了陰面房間、地下室、車庫等採光不足的問題，可以為此類環境提供自然的太陽光，也可以取代白天需要照明的大型商場、酒店、超市等場所的普通照明器材，是一種具有廣泛應用前景的環保產品。
圖1為陽光收集裝置的使用狀態示意圖。圖2為陽光收集裝置的結構示意圖。圖3為陽光收集裝置接收陽光的狀態圖。圖4為應用陽光收集裝置的室內陽光燈示意圖。圖中，1-菲涅爾透鏡；2-外殼；3-折射光學部件；4-導光柱；5-支架；6_燈罩； 7-燈罩。
具體實施方式
以下結合附圖對本實用新型的實施例作詳細說明，但本實用新型的保護範圍並不限於以下實施例。參見圖1-4，本實施例陽光收集裝置包括菲涅爾透鏡1、外殼2、折射光學部件3、導光柱4、支架5，外殼2呈凹殼狀，如鍋狀或球殼狀，外殼2可以採用具有美觀效果的陶瓷製成，其開口沿嵌接菲涅爾透鏡1，菲涅爾透鏡1朝向太陽光照射的方向。外殼2的內底部固定安裝摺射光學部件3，折射光學部件3可以採用ASAP軟體設計，折射光學部件3確保不同方向透過菲涅爾透鏡1的陽光投射到光學折射部件3並會聚到導光柱4的數值孔徑之內。 外殼2的外底部固定安裝有縱截面呈倒T字型的支架5，支架5可以是具有美觀效果陶瓷支架。外殼2的底部還穿伸入導光柱4的一端，導光柱4的另一端穿過外殼2及支架5之外， 並可延伸至較遠之處，與室內的燈罩6或7連通而導光，燈罩可以設計成各種樣式並作為各種用途，如圖4所示。燈罩6或7具有散射陽光的功能，這樣就可以使外部收集並導入的陽光照射到室內缺乏陽光的地方，同時也可做照明使用，其可以採用烤漆金屬燈罩或者亞麻燈罩。導光柱4可以採用高壓氣管，該高壓氣管中充滿透光液體，通過光的全反射原理限制陽光的傳輸。本實施例中，菲涅爾透鏡的焦距為50mm，折射光學部件為一非球面透鏡，採用半個橢球，取折射率η = 1. 613。凸面為橢球面長軸為32mm，短軸為16mm橢面，設計指標是將士60°的夾角之內透過菲涅爾透鏡1的陽光會聚到導光柱4的數值孔徑之內。導光柱內徑為10mm，其中的透光液體的透射率>0. 9/m;根據光纖通信常知，導光柱內壁的光滑度和管壁的形變直接影響透射率，因此在樣機中選擇品質優良的高壓氣管作為導光柱(光滑度小於Ium)。一般將室外太陽光引入室內的光程小於細，因此可以保證導光體造成的損失小於35%。折射光學部件3能使不同方位的陽光匯聚到導光柱4的數值孔徑之內，其優點是保證不同時刻陽光高度角(例如上午、下午)的情況下儘量多入射到導光柱內。陽光收集裝置的朝向對準當地春、秋分正午太陽位置，保證每天儘量多的陽光入射。當陽光正入射到陽光收集裝置的時候，最好天氣(無雲、無塵、無雨雪冰霜等，大氣透明度極佳)的情況下大約2200W/平方米，一般情況入射約為1000W。參見圖2、3，從任何角度折射進去的太陽光都可以收集到本實用新型太陽光收集裝置的導光柱內。太陽光向太陽光收集裝置，通過菲涅爾透鏡收集陽光，並將各方向收集到的陽光射向折射光學部件，然後由折射光學部件匯聚到導光柱，導光柱將陽光導入室內暗位。經試驗，本實用新型可以保證入射陽光的透過率約為50%，對於0.5平方米的菲涅爾透鏡，收集到的陽光約為500W，導入室內的陽光約為250W。
權利要求1.陽光收集裝置，其特徵是包括陽光收集鏡(1)、外殼O)、折射光學部件(3)、導光柱 、支架(5)，外殼(2)呈凹殼狀，安裝所述的陽光收集鏡(1)，外殼O)的內底部固定安裝所述的折射光學部件(3)，外殼O)的外底部固定安裝所述的支架(5)，外殼O)的底部伸入導光柱的第一端，導光柱的第二端穿出外殼O)，所述的陽光收集鏡(1)將各方向收集到的陽光射向所述的折射光學部件(3)，折射光學部件C3)將陽光匯聚到導光柱的數值孔徑之內。
2.根據權利要求1所述的陽光收集裝置，其特徵是所述的陽光收集鏡(1)為菲涅爾透鏡。
3.根據權利要求1或2所述的陽光收集裝置，其特徵是所述的陽光收集鏡(1)嵌接於外殼⑵的開口沿。
4.根據權利要求1所述的陽光收集裝置，其特徵是所述支架(5)的縱截面呈倒T型。
5.根據權利要求1或4所述的陽光收集裝置，其特徵是所述的支架( 採用陶瓷製成。
6.根據權利要求1所述的陽光收集裝置，其特徵是所述的外殼⑵採用陶瓷製成。
7.根據權利要求1所述的陽光收集裝置，其特徵是所述的導光柱(4)是高壓氣管，該高壓氣管內充滿透光液體。
8.根據權利要求1或7所述的陽光收集裝置，其特徵是所述導光柱的第二端與燈罩(6)連通而導光。
9.根據權利要求8所述的陽光收集裝置，其特徵是所述燈罩(6)是烤漆金屬燈罩或者亞麻燈罩。
10.根據權利要求1所述的陽光收集裝置，其特徵是所述的折射光學部件C3)為一非球面透鏡，採用半個橢球形狀，折射率η = 1.613，其凸面為橢球面，該橢球面的長軸為 32mm,短軸為 16mm。
專利摘要本實用新型屬於太陽能應用技術領域，具體涉及一種陽光收集裝置，包括陽光收集鏡(1)、外殼(2)、折射光學部件(3)、導光柱(4)、支架(5)，外殼(2)呈凹殼狀，安裝所述的陽光收集鏡(1)，外殼(2)的內底部固定安裝所述的折射光學部件(3)，外殼(2)的外底部固定安裝所述的支架(5)，外殼(2)的底部伸入導光柱(4)的第一端，導光柱(4)的第二端穿出外殼(2)，陽光收集鏡(1)將各方向收集到的陽光射向所述的折射光學部件(3)，折射光學部件(3)將陽光匯聚到導光柱(4)的數值孔徑之內。本實用新型種陽光收集裝置，可以將陽光導入建築內陰暗處，以解決陰面房間、地下室、車庫等採光不足的問題，給居住的人一種享受自然陽光的感覺。
文檔編號F21V13/00GK202338858SQ20112047985
公開日2012年7月18日 申請日期2011年11月28日 優先權日2011年11月28日
發明者張娜, 胡淼, 袁延金, 趙江帆 申請人:杭州電子科技大學