[发明专利]凸透镜太阳能采集利用装置

说明书

技术领域   本发明涉及一种太阳能集热器，特别是一种凸透镜太阳能采集利用装置。

背景技术   多年来，人们对太阳能的研究利用技术快速发展，太阳能集热利用设施已经被越来越多的人们所采用。目前，常见的太阳能利用装置主要有太阳能电池板、太阳能热水器。太阳能电池板造价高、寿命短，效率低，所以大量推广受到限制；太阳能热水器对太阳能的利用相对比较单一，效率与造价比低。将太阳能像沼气、天然气那样用于烧水做饭或更深入开发利用的装置设施还未面市。

发明内容   本发明要解决的技术问题在于提供一种结构简易、造价低廉、使用寿命长、利用效率高、应用范围广、传输方便的凸透镜太阳能采集利用装置。

为解决上述技术问题，本发明采取的技术方案如下：一种凸透镜太阳能采集利用装置，由支架、数十个渐变型光纤采光器、太阳能采集箱、光导纤维、光热转换器组成；太阳能采集箱的安装于支架；太阳能采集箱包括箱体和凸透镜面板，凸透镜面板由数十块排列在同一平面的凸透镜构成；每个凸透镜的几何中心位置正下方安装一个渐变型光纤采光器，每个渐变型光纤采光器的末端连接有传输光纤，数十根传输光纤集束为一体组成光导纤维，光导纤维的输出端固定于光热转换器。

本发明每个凸透镜的几何中心位置下方安装一个渐变型光纤采光器，即渐变型光纤采光器的采光头的几何中心点与凸透镜的焦点位于一条中心轴线上，将太阳光经凸透镜聚集在渐变型光纤采光器的采光头的中心点；每个渐变型光纤采光器的末端连接有传输光纤，将众多渐变型光纤采光器聚集的太阳光能集束于光导纤维，而光导纤维的输出端固定于光热转换器，为光热转换器提供了大量的热能，光热转换器即可用于采暖、烧水做饭，也可将光热转换器安装在发动机的热交换器和燃烧室之间，为发动机提供热能，驱动发动机。

本发明因采用凸透镜聚光和光导纤维传送太阳能，其利用效率高、造价低廉、使用寿命长、传输方便，光热转换器的转换效率高；它适用于企业、厂矿、事业、学校、医院、农场、商场、停车场、家庭等，为这些用户提供清洁、环保的能源。

附图说明   图1为本发明的总体结构示意图；

图2为凸透镜、渐变型光纤采光器、传输光纤等的关系示意图；

图3为太阳能采集箱的结构示意图，

图4为装有光路控制器的传输光纤线路示意图，

图5为光路控制器结构示意图。

图中：1—支架，2—渐变型光纤采光器，2a—采光头，3—太阳能采集箱，4—光热转换器，3a—凸透镜，3b—凸透镜焦点，3c—箱体，3d—支撑杆，3e—固定螺钉，3f—采光器安装板，3g—采光器固定器，3h—凸透镜面板，4—光热转换器，4a—外壳，4b—散光芯，4c—散热片，5—光导纤维，5a—传输光纤，6—发动机，7—太阳垂直跟踪控制器，8—二次聚光采光器，9—光路控制器，9a—外壳，9b—全反射直角三棱镜，9c—三棱镜转轴，9d—端盖，9e—安装座

具体实施方式   如图1所示：一种凸透镜太阳能采集利用装置，由支架1、六十个(即15×4个)渐变型光纤采光器2、太阳能采集箱3、光导纤维5、光热转换器4组成；太阳能采集箱3的安装于支架1；参见图3，太阳能采集箱3包括箱体3c和凸透镜面板3h，凸透镜面板3h由六十块排列在同一平面的凸透镜3a构成；箱体3c内固设有采光器安装板3f，采光器安装板3f上固装有六十个与凸透镜3a的几何中心位置对应的采光器固定器3g，每个采光器固定器3g安装一个渐变型光纤采光器2，渐变型光纤采光器2的采光头2a的中心与凸透镜3a的几何中心位于一条直线上，并且渐变型光纤采光器2的采光头2a的中心点与凸透镜3a的凸透镜焦点3b重合，采光器安装板3f上面固设有与采光器安装板3f相垂直的支撑杆3d，相邻的凸透镜3a经固定螺钉3e固定安装在支撑杆3d，每个渐变型光纤采光器2的末端连接有传输光纤5a，数十根传输光纤5a集束为一体组成光导纤维5，光导纤维5的输出端固定于光热转换器4。本实施例所示的凸透镜3a是正方形，凸透镜3a也可为圆形或正多边形。

参见图2：光热转换器4包括外壳4a与散光芯4b；散光芯4b是三棱管体，外壳4a内壁和散光芯4b内壁设有散热片4c，光导纤维5的输出端固定在光热转换器4的外壳4a上，输出的光线对准散光芯4b的一个棱边，经散光芯4b外壁反射、折射到散热片4c，获取热量。