[发明专利]将不同方向的光转为恒定方向光的装置

说明书

一、技术领域：

本发明涉及光学领域，尤其是涉及一种将不同方向的光转为恒定方向光的

装置。

二、背景技术：

太阳能光电发电方案中，需要把太阳光的能量聚集起来，但是由于太阳在空中的位置不断发生变化，太阳光相对透镜的倾斜角不断变化，无法定焦。为了解决这个问题，目前所有的解决办法都是跟踪太阳光，即设计一套跟踪太阳光的装置，不断调整透镜与太阳光的倾斜角，确保其入射角总是固定值。但是这套系统代价高昂。

三、发明内容：

本发明为了解决上述背景中的不足之处，提供一种成本低的可将不同方向的光转为恒定方向光的装置。

为实现上述目的，本发明采用的技术方案为：一种锁光弧组，包括锁光弧，所述的锁光弧与锁光弧之间的距离小于锁光弧半径。

所述的导光管为“U”型结构，内侧镀有反射层。

包括锁光弧组和导光管，所述的锁光弧组设置在导光管上，锁光弧组和导光管构成锁光机构。

包括锁光机构，其中一个锁光机构的入光面对着另一个锁光机构的出光口。

所述的锁光弧组设置至少有2个锁光弧。

所述的反射层为铝反射层。

所述的锁光弧为弧形板。

与现有技术相比，本发明具有的优点和效果如下：本发明是针对太阳光在空中位置不断发生变化的情况下，设计了一套低成本的聚光装置，无论太阳光从任意角度入射，都把它转化为一组恒定出口的光，从而可以在出口处用透镜进行聚焦并导入到光纤中，本发明由于没有机械装置，无论成本还是寿命，都将远远优于跟踪太阳位置的设计方案，本发明用于光热发电的成本远远低于光伏发电的成本，甚至远远低于煤电的成本。

四、附图说明：

图1为锁光机构结构示意图；

图2 为以空气为基底的一种锁光机构结构示意图；

图3为光线在锁光弧内纵向传导过程示意图；

图4 锁光弧横截面为弧形的一种锁光机构示意图；

图5 为由多个锁光弧组成的结构示意图。

图中：1-锁光弧，2-导光管，3-出光口。

五、具体实施方式：

一种锁光弧组，其特征在于：包括锁光弧1，所述的锁光弧与锁光弧之间的距离小于锁光弧半径，锁光弧与锁光弧组成锁光弧组，所述的锁光弧1设置至少有2个，所述的锁光弧1为弧形板，表面能反射光。

一种导光管，所述的导光管2为U型结构，内侧镀有反射层，所述的反射层为铝反射层，或者能够反射光的薄层。

一种将不同方向的光转为恒定方向光的装置，包括锁光弧组和导光管，所述的所光弧组设置在导光管2上，锁光弧组和导光管2构成锁光机构。

一种将不同方向的光转为恒定方向光的系统，包括锁光机构，其中一个锁光机构的入光面对着另一个锁光机构的出光口3。

本发明的基础是锁光弧组。锁光弧组是指在玻璃、空气等透明的基底材料内设置一组弧形反光层(即锁光弧)，光线可以从这组锁光弧的入光面到达出光面，却无法从出光面返回到入光面。

对于玻璃等固体基底材料，锁光弧可以是在玻璃或其它基底内镶嵌能够反光的反光层，也可以在基底上开弧形的通槽，然后镀上一层反光层；对于以空气作为基底的情形，锁光弧可以是两面都镀有反光层的箔片，通常使用铁片、铝片、玻璃片等。反光层可以是铝层、银层或其它能够反射光线的薄层。

锁光弧组根据光线的进入和射出方向分为进光面和出光面，其设计要点是多个锁光弧出光部位端点所组成的包络面（即出光面）与锁光弧出光部位的夹角尽可能地小，最好是相切，就可以保证光线只能单向从进光面到达出光面，而无法从出光面返回到进光面。

锁光弧的表面为弧形，最佳型面为圆弧面，推荐的设计参数为半径R，圆弧角度为90°。组成单向锁光区的时候，相邻两个锁光弧需平移一个间隔距离d放置，要求d<<R，设计中应取R/d>2.5，推荐设计参数R/d=6   ～9，在这个参数下，可以保证所有从进光面进入的光线都将被导入到出光面。

锁光弧组的基本原理就是利用光线在两个锁光弧之间反复反射的过程中，入射光线与反射光线必须遵守与法线对称的规律，利用弧形反射面就会把光从入光面方向一步步反射到出光面方向，只要弧形型面恰当，在这个反射过程中，光线就不会从入光面进入再从入光面返回，因而确保了光线只能从入光面进入，从出光面射出。