专利名称：一种阳光输送机中聚受光接口器的制作方法
技术领域：
本发明涉及一种汇聚太阳光进入光导纤维的阳光输送机中聚受光接口器。
背景技术：
开发利用以太阳能为代表的新能源已经成为人类解决能源危机的有效方法之一， 也已作为我国可持续发展战略的能源基本决策。尽管世界各国先后都在投入大量的人力物 力对此进行研究，但是至今除了在太阳能热水器为代表的低温度区段得到一定应用外，其 它方面应用并未有大的进展。就是在光伏发电方面，例如利用太阳光发电后再来照明，则其 利用总效率仅为6%左右。然而如果试想将1000W/m2的太阳能有效的汇聚在碗口大的平面 范围内，则相当于1000W电炉的能量，那么不管是直接用于照明或者光伏和光热发电等，使 用起来都是很方便的。所以通过聚光的方法提高太阳能密度是推广太阳能应用的有效方法之
ο目前所使用的“阳光输送机”配备有高精度自动跟踪系统的由玻璃平凸透镜组构 成的聚光体将太阳光汇聚后，通过各自的聚受光接口器(受光体光纤接受汇聚太阳光的装 置)直接进入光导纤维组并输送到需要照明的地方再发射出去。但是在阳光输送机使用的 过程中，由于聚光后在聚受光接口处光导纤维的温度太高以致于使塑料光纤受热变形甚至 处于溶融状态，从而使得阳光输送机无法正常工作。所以必须有效降低聚光接口处的温度 在65°C以下，才能保证塑料光导纤维正常工作的环境温度条件。由于聚光使用的太阳光经过直径100毫米玻璃平凸透镜汇聚到其直径为2毫米的 聚光接口区域，直接进入直径为2毫米的塑料光导纤维中并被以全反射的方式输送到需要 照明的地方。聚光接口器的作用是调整并固定光导纤维入端处于焦点处，以便顺利接收汇 聚的太阳光。其聚光面积比例达到(π*502)/(π*12) = 2500(倍)。从而导致聚光接口区 域的温度大幅度上升，最高可达到95°C，所以塑料光导纤维融溶必不可免。而如果采用溶点 更高的玻璃材料的光导纤维成本又太大，给产品的推广应用带来一定困难。所以有效降低 受光接口区域的温度就成为该产品能否投入市场的关键技术所在。因为红外光是造成温度上升的主要原因，发明人也曾经试验利用过滤红外光的滤 光片来降低受光接口处的温度，虽然效果不错，但是同样存在明显的成本上升问题。
发明内容
本发明的目的在于提供一种实现有效散热，进而达到降低受光接口区域的温度的 阳光输送机中聚受光接口器。为达到上述目的，本发明采用的技术方案是包括金属材料制成的基板以及开设 在基板上的与聚受光接口相适应的通孔，所述的聚受光接口包括顶盖以及与顶盖设置为一 体的穿过基板通孔的连杆，在连杆外侧开设有螺纹，聚受光接口通过螺母固定在基板上，所 述的顶盖和连杆上均开设有使塑料光导纤维通过的中心孔。
本发明的连杆上开设有四条对称的收缩缝，经圆锥形螺母对插入中心孔的塑料光 导纤维固定；中心孔的形状为一漏斗形，且漏斗形的上部角度α大于等于聚光透镜的入射本发明为了有效的提高散热效果，降低受光接口处的温度，将基板由原来的高压 绝缘板替换成导热性能良好金属材料，从而使得既作为聚光接口器的固定基体的功能，同 时更重要的是作为一个理想的散热片，而受光接口器与基板固定一起作为一个散热整体， 使得散热效果更理想。
图1是本发明的结构示意图。
具体实施例方式下面结合附图对本发明作进一步详细说明。参见图1，本发明包括金属材料制成的基板以及开设在基板上的与聚受光接口器 相适应的通孔，所述的聚受光接口器包括顶盖1以及与顶盖1设置为一体的穿过基板通孔 的连杆2，在连杆2外侧开设有螺纹，所述的顶盖1和连杆2上均开设有使塑料光导纤维通 过的中心孔3，专门设计、具有良好导热性能的大直径顶盖1直径为d (直径约为35mm左右) 通过螺母固定在金属基板上，以实现良好的传导和散热功能；连杆2上开设有四条对称的 收缩缝与圆锥形通过螺母实现对插入中心孔的塑料光导纤维的固定。所述的中心孔3的形 状像一个漏斗，其中下部的直径为2. Imm(对应于直径为2mm的光纤)，而上部为一圆台形 孔，并且其表面具有高的光洁度，其角度α应该大于等于聚光透镜的入射角，满足这个条 件的目的是为了保证汇聚的太阳光都能够通过漏斗后进入塑料光导纤维的射入端[其中 α = arttg[(b/2-1.05)/a]彡 arttg[ (100/2)/160](其中 100/2mm 为平凸透镜的半径，而 且其焦距为160mm)。工作实例在夏天中午1点钟，安装原来的聚受光接口器与本发明的聚受光接口器进行比较 试验。经过1小时30分钟的对比试验，虽然原来的受光接口器由于安装在金属材料的后 基板上，相当于增大了散热面积，使得该区域的温度比安装在绝缘板上时下降了 15°C (下 降到80°C )，但是仍然导致塑料光纤射入端出现融溶状态；而采用本发明的的聚光接口器， 则使其受光区域的温度下降到53°C以下，完全满足了塑料光导纤维正常工作的环境温度要 求。这个对比试验充分证明了本发明完全满足了不增加产品成本的条件下通过巧妙 设计形成自然散热方式将受光区域的温度有效控制在塑料光纤所允许的温度范围，保证了 阳光输送机的正常工作。
权利要求
一种阳光输送机中聚受光接口器，其特征在于包括金属材料制成的基板以及开设在基板上的与聚受光接口相适应的通孔，所述的聚受光接口包括顶盖(1)以及与顶盖(1)设置为一体的穿过基板通孔的连杆(2)，在连杆(2)外侧开设有螺纹，聚受光接口通过螺母固定在基板上，所述的顶盖(1)和连杆(2)上均开设有使塑料光导纤维通过的中心孔(3)。
2.根据权利要求1所述的阳光输送机中聚受光接口器，其特征在于所述的连杆(2) 上开设有四条对称的收缩缝，经圆锥形螺母对插入中心孔(3)的塑料光导纤维固定。
3.根据权利要求1所述的阳光输送机中聚受光接口器，其特征在于所述的中心孔(3) 的形状为一漏斗形，且漏斗形的上部角度α大于等于聚光透镜的入射角。
全文摘要
一种阳光输送机中聚受光接口器，包括金属材料制成的基板以及开设在基板上的与聚受光接口相适应的通孔，所述的聚受光接口包括顶盖以及与顶盖设置为一体的穿过基板通孔的连杆，在连杆外侧开设有螺纹，聚受光接口通过螺母固定在基板上，所述的顶盖和连杆上均开设有使塑料光导纤维通过的中心孔。本发明为了有效的提高散热效果，降低受光接口处的温度，将基板由原来的高压绝缘板替换成导热性能良好金属材料，从而使得既作为聚光接口器的固定基体的功能，同时更重要的是作为一个理想的散热片，而受光接口器与基板固定一起作为一个散热整体，使得散热效果更理想。
文档编号G02B6/26GK101963686SQ20101027147
公开日2011年2月2日 申请日期2010年9月3日 优先权日2010年9月3日
发明者吴涛, 宁铎, 张婷, 张磊, 盛战魁, 黄建兵 申请人:陕西科技大学