[發(fā)明專利]一種分光型陽光輸送機

無效

• 申請?zhí)枺?/td>: 201110258872.4
• 申請日: 2011-09-02
• 公開（公告）號: CN102298174A
• 公開（公告）日: 2011-12-28
• 發(fā)明（設計）人: 寧鐸;田艷麗;黃建兵;戴慶瑜;劉偉;張宏博
• 申請（專利權(quán)）人: 陜西科技大學
• 主分類號: G02B6/32
• 分類號: G02B6/32
• 代理公司: 西安通大專利代理有限責任公司 61200
• 代理人: 陸萬壽

1.一種分光型陽光輸送機，其特征在于：包括設置在同一光軸上的費涅爾透鏡(1)以及設置在費涅爾透鏡(1)光路中的聚光接口器(2)，在聚光接口器(2)內(nèi)自透過費涅爾透鏡(1)的光路中依次設置有雙凹形旋轉(zhuǎn)曲面透鏡(4)和光導纖維(3)都處于同一光軸上；該雙凹形旋轉(zhuǎn)曲面透鏡(4)設置在太陽光穿射費涅爾透鏡(1)后形成的可見光聚焦區(qū)；

所述的光導纖維(3)包括接收太陽能的漸縮結(jié)構(gòu)的倒錐形變徑段(31)和等直徑段(32)，其中變徑段(31)固定在聚光接口器(2)內(nèi)；

所述的費涅爾透鏡(1)與雙凹形旋轉(zhuǎn)曲面透鏡(4)的距離即費涅爾透鏡(1)的焦距L與費涅爾透鏡(1)最大半徑R滿足式(1)入射角度要求：

arctg(R/L)＝α＜(α₀-γ)??????????????????????????(1)；

其中α為太陽光從費涅爾透鏡透射后進入雙凹透鏡的入射角度，α₀為等直徑光纖的最大允許接收角，γ為光導纖維變徑段的變徑角度；

其中等直徑光纖的太陽能最大允許接收角α₀由下3式?jīng)Q定：

Y_min＝arcsin(n₃/n₁)

X_max＝π/2-Y_min

α₀＝arcsin(n₁sinX_max/n₀)

其中X為入射光線由空氣到光導纖維玻璃芯折射后的出射角，Y為該光線由光導纖維玻璃芯到光導纖維玻璃包層發(fā)生折射時的入射角，Z為該光線二次折射后的出射角，Y_min為入射光線發(fā)生全反射時的臨界角，當Y＞Y_min時，均可發(fā)生全反射，X_max為對應Y_min和α₀的一次折射出射角，n₀為空氣折射率，n₁為光導纖維折高折射率玻璃芯的折射率，n₃為光導纖維低折射率玻璃包層折射率；

漸縮結(jié)構(gòu)的錐形變徑段(31)端部的面積等于入射太陽光透過費涅爾透鏡(1)經(jīng)雙凹形旋轉(zhuǎn)曲面透鏡(3)后的聚焦區(qū)域的面積。

2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的分光型陽光輸送機，其特征在于：所述的光導纖維變徑段的變徑角度γ由公式(2)確定：

tgγ＝(A-r)/B??(2)；

其中A是光導纖維變徑段的最大半徑，r是光導纖維正常直徑段的半徑，B為光導纖維變徑段的長度。

3.根據(jù)權(quán)利要求1所述的分光型陽光輸送機，其特征在于：所述的費涅爾透鏡為透射式點聚光。

4.根據(jù)權(quán)利要求1所述的分光型陽光輸送機，其特征在于：所述的聚光接口器設有收容雙凹形旋轉(zhuǎn)曲面透鏡(3)和光導纖維(4)的腔體。

5.如權(quán)利要求1所述的分光型陽光輸送機，其特征在于：所述光導纖維為塑料光導纖維。