利用光纤传导太阳能的室内太阳灶制造技术

本发明专利技术公开了一种利用光纤传导太阳能的室内太阳灶，包括设置在室外的聚光单元和设置在室内的灶具，聚光单元与灶具之间设有光传输单元；聚光单元包括聚光罩和用于实现聚光罩在水平及竖直两个方向上旋转的自动跟踪装置；光传输单元包括光纤和光转换器，光纤为10cm的石英光纤，光转换器位于聚光罩的聚焦中心位置，灶具包括设置在灶具外壳上的光纤插口，由顺次连接的第一透镜、反光镜、第二透镜和反光罩形成的一聚焦光路，该聚焦光路将光束聚焦到灶具的底部；灶具还包括有用来调节第二透镜与灶具底部之间距离的调节结构；光纤连接于光转换器和光纤插口之间。本发明专利技术可有效提高对太阳能的利用率，具有显著的经济效益和社会效益，适合在民用住宅中推广使用。

【技术实现步骤摘要】
利用光纤传导太阳能的室内太阳灶
本专利技术涉及一种太阳能利用系统，尤其涉及一种利用光纤传导太阳能的室内太阳灶。
技术介绍
能源是人类社会赖以生存和发展的重要物资，但是目前人类面临着严峻的能源形势。自从能源危机被提出以来，人们逐渐的认识到了，以石油、煤炭等传统能源的蕴藏量不是无限的，容易开采和利用的储量已经不多，剩余储量的开发难度越来越大，到一定限度就会失去开采的价值。因此，我们就必须寻找新的能源结构，尽早地探索、研究开发利用新能源资源，否则就会是人类自身的生存受到威胁。当前，我国也提出了相应的能源战略，以节能减排为目标的能源战略在人们的日常生活中逐渐发挥重要的作用。本研究小组通过分析发现太阳以其无比巨大的能量辐射为人类提供了取之不尽用之不竭的能量源泉，有计划地、合理地开展太阳能利用，是人类社会走向可持续发展道路的必然选择，也是建设和谐社会、促进生态系统良性循环和实现节能减排的重要的途径。本专利技术主要是有计划地、合理地开展太阳能利用，并通过本专利技术提高太阳能的利用率，使太阳能逐渐代替人们在日常生活中的常规能源。这样就可以达到节能减排的目标。但是目前的太阳能利用技术基本均为在室外利用太阳能加热工质，并用管道将工质传入室内，并且不可调整接收端的方位。这样就不可避免的有损失而不能达到最大利用效率。
技术实现思路
针对上述现有技术，本专利技术提供一种利用光纤传导太阳能的室内太阳灶。本专利技术可以扩展家用太阳能系统的功能和效率，其基本思路是将自然光聚焦后的光能引入到室内的灶具使用，利用光学原理使低品位的阳光通过聚焦达到800到1000摄氏度的高能光束后，再利用导耐高温的光纤将高能光束导向室内的灶具直接利用。为了解决上述技术问题，本专利技术一种利用光纤传导太阳能的室内太阳灶予以实现的技术方案是：包括设置在室外的聚光单元和设置在室内的灶具，所述聚光单元与所述灶具之间设有光传输单元；所述聚光单元包括聚光罩和用于实现聚光罩在水平及竖直两个方向上旋转的自动跟踪装置；所述光传输单元包括光纤和光转换器，所述光纤为10cm的石英光纤，所述光转换器位于所述聚光罩的聚焦中心位置，所述灶具包括灶具外壳，设置在所述灶具外壳上的光纤插口，由顺次连接的第一透镜、反光镜、第二透镜和反光罩形成的一聚焦光路，该聚焦光路将光束聚焦到灶具的底部；所述灶具还包括有用来调节所述第二透镜与灶具底部之间距离的调节结构，所述调节结构由调节旋钮、第二透镜固定板和升降传动机构构成；所述光纤连接于所述光转换器和所述光纤插口之间。本专利技术利用光纤传导太阳能的室内太阳灶，其中：所述自动跟踪装置包括一单片机、均布在聚光罩上的四个光敏电阻、竖直旋转传动机构和水平旋转传动机构。所述四个光敏电阻以聚光罩中心对称地布置在所述聚光罩的上、下、左、右，用于采集聚光罩上下及左右两个方向的光强差值；所述竖直旋转传动机构和水平旋转传动机构均分别设有一步进电机，所述单片机根据所述光敏电阻传递的数据向所述的步进电机发出指令。所述聚光罩的表面积为2至4平方米。所述升降传动机构包括传动齿轮、传动轴和凸轮，所述凸轮的转动带动所述第二透镜固定板上下移动。与现有技术相比，本专利技术利用光纤传导太阳能的室内太阳灶的有益效果是：本专利技术扩展了现有技术中太阳能系统的功能和效率，将自然光聚焦后的光能引入到室内的灶具使用，利用光学原理使低品位的阳光通过聚焦达到800到1000摄氏度的高能光束后，再利用导耐高温的光纤将高能光束导向室内的灶具直接利用。本专利技术使用光纤传导高能光束，因此通过改变光纤的长度就能够满足高层建筑中不同高度楼层住户的使用，易于普及推广，具有广泛的应用前景。本专利技术可以提高太阳能的使用效率，具有环保节能的优点。附图说明图1-1是本专利技术利用光纤传导太阳能的室内太阳灶中室外部分结构示意简图。图1-2是图1-1中所示自动跟踪装置结构示意图。图2是本专利技术中太阳能灶具结构示意图。图3是图2所示太阳能灶具A-A剖视示意图。图4是图2所示太阳能灶具的俯视图。图中：1、光线插口，2、第一透镜，3、反光镜，4、第二透镜固定板，5、第二透镜，6、反光罩，7、锅底，8、灶具外壳，9、凸轮10、传动轴，11、传动齿轮，12、调节旋钮，42、光转换器，43、支架，44、聚光罩，45、自动跟踪装置，451、水平轴，452、第一步进电机，453、第二被动齿轮，454、第二步进电机，455、第二主动齿轮，456、第一被动齿轮，457、第一主动齿轮，458、竖直轴。具体实施方式下面结合附图和具体实施例对本专利技术作进一步详细描述。本专利技术一种利用光纤传导太阳能的室内太阳灶，包括设置在室外的聚光单元和设置在室内的灶具，所述聚光单元与所述灶具之间设有光传输单元。如图1-1和图1-2所示，所述聚光单元包括聚光罩44和用于实现聚光罩44在水平及竖直两个方向上旋转的自动跟踪装置45；为提高自动跟踪装置的精确度，可以选择通过一单片机来控制步进电机达到太阳跟踪的目的。本专利技术中的所述自动跟踪装置主要是控制聚光罩44在水平面和竖直面上的旋转运动。所述自动跟踪装置45包括一单片机、均布在聚光罩44上的四个光敏电阻、竖直旋转传动机构和水平旋转传动机构，所述四个光敏电阻以聚光罩44中心对称布置在所述聚光罩44的上、下、左、右，用于采集聚光罩44上下及左右两个方向的光强差值，所述竖直旋转传动机构和水平旋转传动机构均分别设有一步进电机，所述单片机根据所述光敏电阻传递的数据向所述的步进电机发出指令。其中左右两端的光敏电阻采集聚光罩44左右两端的光强差值，并通过单片机和一步进电机控制聚光罩44的水平转动；上下两端的光敏电阻采集聚光罩44上下两端的光强差值，并通过单片机和另一步进电机控制聚光罩44的上下转动，通过这样布置四个光敏电阻能够使聚光罩44与太阳正对，使光的收集达到最佳的效果。所述自动跟踪装置45工作时，竖直旋转传动机构的传动路线是：第一步进电机452——第一主动齿轮457——第一被动齿轮456——水平轴451带动聚光罩44在竖直平面内转动，同理，水平旋转传动机构的传动路线是：第二步进电机454——第二主动齿轮455——第二被动齿轮453——竖直轴458——支架43——带动聚光罩44在水平面内旋转。此外，还可以通过对聚光罩44设定一个初始位置，当太阳落山后聚光罩44回到最初的位置，使聚光罩44每天早晨都能够达到太阳入射的最佳位置。所述灶具36包括灶具外壳8，设置在所述灶具外壳8上的光纤插口1，由顺次连接的第一透镜2、反光镜3、第二透镜5和反光罩6形成的一聚焦光路，该聚焦光路将光束聚焦到灶具的底部；所述灶具还包括有用来调节所述第二透镜5与灶具底部之间距离的调节结构，所述调节结构由调节旋钮12、第二透镜固定板4和升降传动机构构成；所述升降传动机构包括传动齿轮11、传动轴10和凸轮9，所述凸轮9的转动带动所述第二透镜固定板4上下移动。所述光传输单元包括光纤41和光转换器42，所述光纤41连接于所述光转换器42和所述光纤插口之间。在日常生活中，由于光在光纤的传导损耗比电的传导损耗低得多，光纤可以把阳光送到各个角落，考虑到太阳光经聚焦后的光斑较大，因此需要设有一个光转换器42，将所述光转换器42设置在所述聚光罩44的聚焦中心位置，本专利技术中的聚光罩44是能够将较大面积的阳光聚焦到与光纤连接的光本文档来自技高网...

【技术保护点】
1.一种利用光纤传导太阳能的室内太阳灶，包括设置在室外的聚光单元，所述聚光单元包括聚光罩(44) 和用于实现聚光罩(44) 在水平及竖直两个方向上旋转的自动跟踪装置(45) ；其特征在于：还包括设置在室内的灶具，所述聚光单元与所述灶具之间设有光传输单元；所述光传输单元包括光纤(41) 和光转换器(42)，所述光纤(41)为10cm 的石英光纤，所述光转换器(42)位于所述聚光罩(44)的中心位置，所述灶具(36)包括灶具外壳(8)，设置在所述灶具外壳(8)上的光纤插口(1)，由顺次连接的第一透镜(2)、反光镜(3)、第二透镜(5)和反光罩(6) 形成的一聚焦光路，该聚焦光路将光束聚焦到灶具的底部；所述灶具还包括有用来调节所述第二透镜(5)与灶具底部之间距离的调节结构，所述调节结构由调节旋钮(12)、第二透镜固定板(4) 和升降传动机构构成；所述光纤(41)连接于所述光转换器(42)和所述光纤插口之间。

【技术特征摘要】
1.一种利用光纤传导太阳能的室内太阳灶，包括设置在室外的聚光单元，所述聚光单元包括聚光罩(44)和用于实现聚光罩(44)在水平及竖直两个方向上旋转的自动跟踪装置(45)；其特征在于：还包括设置在室内的灶具，所述聚光单元与所述灶具之间设有光传输单元；所述光传输单元包括光纤(41)和光转换器(42)，所述光纤(41)为10cm的石英光纤，所述光转换器(42)位于所述聚光罩(44)的中心位置，所述灶具(36)包括灶具外壳(8)，设置在所述灶具外壳(8)上的光纤插口(1)，由顺次连接的第一透镜(2)、反光镜(3)、第二透镜(5)和反光罩(6)形成的一聚焦光路，该聚焦光路将光束聚焦到灶具的底部；所述灶具还包括有用来调节所述第二透镜(5)与灶具底部之间距离的调节结构，所述调节结构由调节旋钮(12)、第二透镜固定板(4)和升降传动机构构成；所述光纤(41)连接于所述光转换器(42)和所述光纤插口之间。...

【专利技术属性】
技术研发人员：陈道斌，
申请(专利权)人：昆山富凌能源利用有限公司，
类型：发明
国别省市：江苏,32