專利名稱：太陽光線匯集裝置的制作方法
技術領域：
本發明涉及太陽光線匯集裝置，該裝置用許多太陽光線收集元件將通過透明園拱形蓋的太陽光匯集起來。
本申請人過去提出過太陽光匯集裝置，該裝置用透鏡對太陽光聚焦、然后引入到光導體中，并通過它傳到可希望的地方，用于照明或其他類似的目的。本發明人還提出過，把前述的太陽光線匯集裝置放在透明的容器內，以保護透鏡免受風、雨、塵埃等的破壞。
本申請人過去提出的太陽光線收集裝置有園柱形的基礎，由透明材料制成的園拱形蓋頭部，太陽光線匯集裝置所用的容器包括基礎和頭部。當使用裝置時，太陽光線匯集裝置是放在容器內。太陽光線匯集裝置包括，許多光導纖維或者光鏡，它們接受光線的終端放在透鏡的焦點。
由透鏡聚焦的太陽光線被引入光纜，并通過它傳送到所需要的地方。
在前述的現有技術中，由于園拱形蓋的頭部是固定在園柱體上，頭部就必須做得覆蓋太陽光線收集部分跟隨太陽運動的整個區域，所以頭部必須是加大尺寸的球形。
這樣大的園拱形蓋形頭部很難制造而且也很昂貴。還有，也不可能做到頭部有正確的球形和統一的厚度。還發現有局部不均勻壁厚的園拱形蓋會折射太陽光，使其散射到與太陽光線收集部分不同的方向，從而降低收集太陽光線的效率。
本發明的目標是提供一種太陽光線匯集裝置，它可以克服由于不可避免的園拱形蓋厚度局部不均勻引起的太陽光線的折射變化，以使制造園拱形蓋比較容易和有效地收集所有通過園拱形蓋任何部分的太陽光線，園拱形蓋的中心可允許光線正常通過，而在它的園周邊會折射光線向外。
圖1是解釋本申請人過去提出的太陽光線匯集裝置一個實例的圖圖2是解釋實施本發明太陽光線匯集裝置的透視圖圖3是示意的剖面圖，顯示該太陽光線匯集裝置的一部分和圖4是解釋本發明操作原理的圖。
圖1是解釋本申請人過去提出的太陽光線匯集裝置實施方案的圖。圖1中，在太陽光線匯集裝置中所用的容器3是由園柱體1和透明的園拱形蓋狀頭部2構成。如圖1所示，當使用裝置時太陽光線匯集部分10是放在該容器內。太陽光線匯集部分10包括許多透鏡11，檢測太陽位置的太陽位置傳感器12，支持透鏡11和傳感器12的統一的支持框體13，旋轉支持框13的第一轉軸14，旋轉第一轉軸14的支持臂16，使支持臂圍繞垂直于第一轉軸14的軸旋轉的第二轉軸17。用太陽位置傳感器12檢測太陽的位置，它的檢測信號控制第一和第二轉軸，以便將透鏡11對向太陽，通過位于透鏡聚焦平面纖維光纜的光接受端，太陽光由透鏡11聚焦而被引入到纖維光纜，它在圖1中及有顯示。引入的陽光通過纖維光纜被傳送到任何需要光線的地方。
在上述的現有技術中，由于園拱形蓋的頭部是固定在園柱體上，頭部就必須做得覆蓋太陽光線收集部分跟隨太陽運動的整個區域，所以頭部必須是加大尺寸的球形。
這樣大的園拱形頭部很難制造而且也很昂貴。還有，也不可能做到頭部有正確的球形和統一的厚度。還發現壁厚局部不均勻的園拱形蓋會折射太陽光，使其散射到與太陽光線收集部分不同的方向，從而降低收集太陽光線的效率。
本發明是提供一種沒有上述現有技術缺點的太陽光線收集裝置，它可以克服由于不可避免的園拱形蓋厚度局部不均勻引起的太陽光線的折射變化，以使制造園拱形蓋比較容易和有效地收集所有通過園拱形蓋任何部分的太陽光線，園拱形蓋的中心可允許光線正常通過，而在它的園周邊會折射光線向外。
本發明中，太陽光線匯集部分是由許多陽光收集元件構成，每個元件包括太陽光聚焦透鏡、頂點放在透鏡焦點的光纖，整個支持該透鏡和該光纖的合適的按裝基座。覆蓋這些太陽光線收集元件的透明園拱形蓋固定在基板上。園拱形蓋可以不大于半個球。也可以構成幾乎是平的但略帶園形的蓋。基板是固定在第一轉軸，使該基板和園拱形蓋一起旋轉，支持臂可轉動地在兩側支持第一轉軸，支持臂上還裝設第二轉軸，它使支持臂圍繞垂直于第一轉軸的軸轉動。第二轉軸是可轉動地安裝在支持體上。在現有的技術中，所有的太陽光線收集元件是固定的，以便使它們的軸互相平行，與現有的技術不同，本發明通過使用合適的安裝機構，將每個太陽光線收集元件各自對準、安裝在基板上，從而有可能在太陽光線匯集裝置正對太陽的時候，能按照園拱形蓋的形狀使元件的軸與入射的陽光對準。應用合適的安裝機構使得有可能將透鏡的軸與入射陽光的方向精確一致，相對因園拱形蓋壁厚度不均勻引起的太陽光的折射來說，還能附加補償透鏡的位置。
本發明的這些目標和特征在下述的最優實施方案中均已達到。
圖2是本發明一實施方案的透視圖，圖3是這實施方案的局部剖面圖。在這些圖中21是園柱形基座，22是透明園拱形蓋。園拱形蓋22是固定在基板18上。每個支持框架13整體支撐一個透鏡11，光纖維23的頂端固定在它下部的中心。12是檢測太陽位置的傳感器。在下述的說明中，太陽光線收集元件20，20′，20″的支持框13安裝在曲面安裝板19上，板的凹面在陽光的接受側。安裝板19可由基板18上的相應機構支持。第一轉軸14支持基板18，支持臂16可轉動地支持第一轉軸14，第二轉軸17可轉動地支持該臂16，第二轉軸安裝在下部基體21上但可拆下，它使支持臂16圍繞垂直于第一轉軸的軸轉動。借助太陽位置傳感器12檢測太陽的方向，它的檢測信號控制第一和第二轉軸，以便使透鏡11總是對準太陽。
在本發明中使用曲面安裝板19的理由如下在圖4中，“A”顯示陽光沿著園拱形蓋體正常的輪廓線，直線穿過園拱形蓋22的中心，“B”顯示穿過夸大的園拱形蓋周邊部分的陽光，由于它的入射角與園拱形蓋的正常方向不同，向外折射相對入射方向“0”角。
在本發明中，太陽光線接受透鏡可以對準，因此它的軸能和折射的陽光精確一致。即，太陽光線元件是這樣正確地安裝在基板上，越靠園周邊放置的元件越傾向中心，這是因為基板的表面是傾斜的。為上述的目的，可使用翻過來的拱形表面安裝板，如圖2和圖3所示。很顯然，合適的安裝機構可以有各種不同的結構，例如，用來支持每個元件的有階梯形傾斜表面的板，各自轉動的橫臂板等等。還有在使用合適的安裝板的情況下，也有可能提供一種機構，用來可調節地把支持框13固定到合適的安裝板上，以便更精確地對準每個太陽光線收集元件。
因而從上述的說明中清楚可見，通過使用本發明的太陽光線匯集裝置，由于裝置可以精確對準本身，即每個太陽光線收集元件相對通過園拱形蓋罩的太陽光線都能對準，每個元件跟著園拱形蓋和它的基板一起在太陽光的方向，園拱形蓋和每個太陽光線收集元件之間總是保持恒定的位置，這樣就有可能更有效地收集太陽光。
權利要求
1.一種太陽光線匯集裝置，包括太陽光線匯集部分，它有很多太陽光線收集元件，每個元件包含聚焦太陽光線的一個透鏡和一根光導纖維，光纖接受光線的頂點位于透鏡的焦點，該裝置還包括；罩在太陽光線匯集部分上的透明園拱形蓋，支持該園拱形蓋的基板，使該基板轉動的第一轉軸，支持該第一轉軸的支持臂和第二轉軸，它使支持臂圍繞垂直于第一轉軸的軸轉動，裝置以這樣的方式控制第一轉軸和第二轉軸，使透鏡系統的光線接受表面對準太陽，以把太陽光線引入到光導纖維纜，并通過它把太陽光線傳送到任何需要光的地方，裝置的特征是每個太陽光線收集元件都裝設合適的安裝機構，以使元件的光接受表面與通過園拱形蓋的光線成直角。
2.按照權利要求1的太陽光線匯集裝置，其特征是合適的安裝機構是一塊在光線接受側有凹形表面的墊板。
全文摘要
太陽光線匯集裝置包括帶有很多太陽光線收集元件的太陽光線匯集部分，罩在太陽光線匯集部分上的透明園拱形蓋，支持園拱形蓋的基板，使基板轉動的第一轉軸，支持第一轉軸的支持臂和第二轉動軸，它使支持臂圍繞垂直于第一轉軸的軸轉動。控制第一轉軸和第二轉軸，使透鏡系統的光線接受表面對準太陽，以把太陽光線引入到光導纖維纜，每個太陽光線收集元件都裝設合適的安裝機構，以使元件的光接受表面與通過園拱形蓋的光線成直角。
文檔編號G01N3/12GK1038345SQ8810340
公開日1989年12月27日 申請日期1988年6月3日 優先權日1988年6月3日
發明者森敬 申請人:森敬