椭球状太阳光储光照明装置制造方法及图纸

本发明专利技术公开了椭球状太阳光储光照明装置，由光纤引入太阳光，借助上转换材料和长余辉材料对太阳光进行存储，通过类椭球腔内表面高反射材料，对长余辉材料发出的荧光进行首次聚焦，随后通过聚焦透镜组对类椭球腔聚焦后的出射光进行第二次聚焦，最终装置出射光强较强且可用于照明的平行光。

Ellipsoidal solar storage illumination device

The invention discloses an ellipsoidal sunlight storage illumination device, which introduces sunlight by optical fibers, stores sunlight by means of Up-conversion Materials and long afterglow materials, focuses fluorescence emitted by long afterglow materials for the first time through high reflective materials on the inner surface of ellipsoidal cavity, and then focuses ellipsoidal cavity by focusing lens groups. After the second focusing of the emitted light, the final device emits strong parallel light which can be used for lighting.

【技术实现步骤摘要】
椭球状太阳光储光照明装置
本专利技术属于照明设备
，具体涉及椭球状太阳光储光照明装置。
技术介绍
长余辉材料是一种光照撤离后仍要持续发光一段时间的特殊材料，不同的长余辉材料的发光持续时间和强度不同，目前都因其发光强度弱，而应用于应急时弱光照明。“ILLUMINATIONDEVICEANDMANUFACTURINGMETHODTHEREOF”专利公开号WO2015055007A1、“Lampcontaininglongdecayphosphor”专利公开号US19960644418、“Longafterglowlamp”专利公开号US2005264159A1，及日常生活的标识“一种长余辉发光公路，专利201720358211.1、车辆照明组件，专利201710017628.6”等地方，既降低了能源损耗，也减少了光污染。由于长余辉材料具备余辉衰减过快及储光能力不强等问题，因此很难用于日常生活中各种照明需求。这给长余辉材料日常照明的应用带来了阻碍，并且常见长余辉材料直接利用太阳光进行激发效率很低，本专利技术利用上转换材料使得椭球状太阳光储光照明装置可直接利用太阳发出的光作为激发光源，与长余辉材料自身的储光特性相比余辉存储能力显著增加，实现了太阳光的存储，并且椭球状太阳光储光照明装置借助椭球聚焦腔对余辉进行第一次聚焦，通过外光具组对椭球腔聚焦后的光进行了第二次聚焦，增加了余辉光的照明强度，实现了长余辉材料的照明需求。另外，在专利名称为由光导材料和长余辉发光材料制备的昼夜照明系统，申请号为2013101379237的专利技术专利中公开了太阳光搜集装置。专利技术内容本专利技术的目的在于提供椭球状太阳光储光照明装置，能够对太阳光进行存储，并用于照明。本专利技术采用的技术方案为，椭球状太阳光储光照明装置，包括储光模块和聚焦模块；储光模块包括同心半圆球A、半圆球B，半圆球B半径小于半圆球A的半径，还包括穿过半圆球A、半圆球B球心的转动轴，转动轴与半圆球A两外壁均活性连接，转动轴与半圆球B固定连接，半圆球A内表面贴有上转换材料，半圆球B外表面贴有长余辉材料，半圆球A、半圆球B之间设置有光纤一端；聚焦模块包括两端开口的类椭球腔，类椭球腔为椭球沿椭球两个焦平面截取的腔体，类椭球腔内表面为反光材料，类椭球腔一端开口处过椭球轴线连接转动轴，半圆球B能够在类椭球腔内转动，类椭球腔另一端开口处沿椭球轴线设置有能够聚光的聚焦透镜组。本专利技术的特点还在于：半圆球A的半径等于类椭球腔开口的半径。上转换材料为Y(0.95-x)AlO3:0.05Er3+,xGd3。上转换材料为Y0.55AlO3:0.05Er3+,0.4Gd3。长余辉材料为SrAl2O4:Eu,Dy。反光材料为镀铝反光聚脂薄膜。聚焦透镜组包括凹透镜A、凸透镜、凹透镜B，凹透镜A、凸透镜、凹透镜B的主光轴在同一直线上，且该直线与类椭球腔的轴线重合，凹透镜A设置于类椭球腔内且设置于类椭球腔端口处。凸透镜、凹透镜B外连接有外层壳，外层壳连接于类椭球腔外壁。光纤另一端连接太阳光搜集装置。本专利技术椭球状太阳光储光照明装置有益效果是：利用上转换材料对太阳光进行上转换，使太阳光间接作为长余辉材料的激发光源，达到存储太阳光的目的；另一方面，通过旋转杆旋钮可将长余辉材料在储光和照明间自由切换，在装置处于照明状态时，利用两次聚焦使较弱光强的余辉强度得到了较大的提高，实现了长余辉材料用于日常生活中照明的目的。附图说明图1是本专利技术的装置处于储光状态的结构示意图；图2是本专利技术的装置处于照明状态的结构示意图；图3是本专利技术中储光模块的结构示意图；图4是本专利技术中类椭圆腔结构示意图；图5是本专利技术另一种实施例结构示意图；图6是本专利技术的装置处于照明状态时理论分析图；图7为本专利技术中聚焦模块的聚焦强度分布图；图8为图7聚焦强度分布图的折线示意图。图中，101.半圆球A，102.半圆球B，103.转动轴，201.光纤，202.类椭球腔，301.凹透镜A，302.凸透镜，303.凹透镜B，304.外层壳。具体实施方式下面结合附图和具体实施方式对本专利技术进行详细说明。本专利技术椭球状太阳光储光照明装置，如图1及图2所示，包括储光模块和聚焦模块；如图3所示，储光模块包括同心半圆球A101、半圆球B102，半圆球B102半径小于半圆球A101的半径，还包括穿过半圆球A101、半圆球B102球心的转动轴103，转动轴103与半圆球A101两外壁均活性连接，转动轴103与半圆球B102固定连接，半圆球A101内表面贴有上转换材料，半圆球B102外表面贴有长余辉材料，半圆球A101、半圆球B102之间设置有光纤201一端；如图4所示，聚焦模块包括两端开口的类椭球腔202，类椭球腔202为椭球沿椭球两个焦平面截取的腔体，类椭球腔202内表面为反光材料，类椭球腔202一端开口处过椭球轴线连接转动轴103，半圆球B102能够在类椭球腔202内转动，类椭球腔202另一端开口处沿椭球轴线设置有能够聚光的聚焦透镜组。半圆球A101的半径等于类椭球腔202开口的半径。上转换材料为Y(0.95-x)AlO3:0.05Er3+,xGd3，将引入的太阳光转换成波长更短的紫外光。上转换材料为Y0.55AlO3:0.05Er3+,0.4Gd3，转换效率最高。长余辉材料为SrAl2O4:Eu,Dy。反光材料为镀铝反光聚脂薄膜。聚焦透镜组包括凹透镜A301、凸透镜302、凹透镜B303，凹透镜A301、凸透镜302、凹透镜B303的主光轴在同一直线上，且该直线与类椭球腔202的轴线重合，凹透镜A301设置于类椭球腔202内且设置于类椭球腔202端口处。其中，凹透镜A301为双凹透镜，两个半径都是-R100，中心厚度5，凸透镜302为双凸透镜，两个半径都是+R100，中心厚度5，凹透镜B303两个半径都是-R100，中心厚度5，各透镜间距20，折射率1.5168。凸透镜302、凹透镜B303外连接有外层壳304，外层壳304连接于类椭球腔202外壁。光纤201另一端连接太阳光搜集装置。如图5所示，在本专利技术的装置中增加半球壳C104，半球壳C104的尺寸与半球壳B102完全相同，且半球壳C104的外表面也贴有长余辉材料，半球壳C104与半球壳B102连接，形成一个完整的球壳，然后再与转动轴103连接。本专利技术椭球状太阳光储光照明装置的工作过程为：储光过程：转动转动轴103使半圆球B102处于半圆球A101的内部，两者之间存在间隙，这样有利于光纤引导的光线充分照射到半圆球A101的内表面上，太阳光搜集装置将光通过光纤201传输至半圆球A101，半圆球A101将太阳光中的可见及红外光成分转化为紫外光，半圆球B102上的长余辉材料对半圆球A101内表面发出的紫外光进行吸收，起到光的储存。照明过程：转动转动轴103使半圆球B102完全旋转至类椭球腔202的内部，半圆球B102外表面上的长余辉材料发出荧光，处于照明状态，利于类椭球腔202对长余辉材料发出荧光进行一次聚焦，一次聚焦后的光线汇聚到类椭球腔202的另一端开口处，在类椭球腔202另一开口处设置有凹透镜A，凹透镜A具有发散作用，当凹透镜A301发散效果在一定范围内时，可使得汇聚到类椭球腔202另一端开口处出射的光线方向趋于一致，本文档来自技高网...

【技术保护点】
1.椭球状太阳光储光照明装置，其特征在于，包括储光模块和聚焦模块；所述储光模块包括同心半圆球A(101)、半圆球B(102)，半圆球B(102)半径小于半圆球A(101)的半径，还包括穿过半圆球A(101)、半圆球B(102)球心的转动轴(103)，转动轴(103)与半圆球A(101)两外壁均活性连接，转动轴(103)与半圆球B(102)固定连接，半圆球A(101)内表面贴有上转换材料，半圆球B(102)外表面贴有长余辉材料，半圆球A(101)、半圆球B(102)之间设置有光纤(201)一端；所述聚焦模块包括两端开口的类椭球腔(202)，类椭球腔(202)为椭球沿椭球两个焦平面截取的腔体，类椭球腔(202)内表面为反光材料，类椭球腔(202)一端开口处过椭球轴线连接转动轴(103)，半圆球B(102)能够在类椭球腔(202)内转动，类椭球腔(202)另一端开口处沿椭球轴线设置有能够聚光的聚焦透镜组。

【技术特征摘要】
1.椭球状太阳光储光照明装置，其特征在于，包括储光模块和聚焦模块；所述储光模块包括同心半圆球A(101)、半圆球B(102)，半圆球B(102)半径小于半圆球A(101)的半径，还包括穿过半圆球A(101)、半圆球B(102)球心的转动轴(103)，转动轴(103)与半圆球A(101)两外壁均活性连接，转动轴(103)与半圆球B(102)固定连接，半圆球A(101)内表面贴有上转换材料，半圆球B(102)外表面贴有长余辉材料，半圆球A(101)、半圆球B(102)之间设置有光纤(201)一端；所述聚焦模块包括两端开口的类椭球腔(202)，类椭球腔(202)为椭球沿椭球两个焦平面截取的腔体，类椭球腔(202)内表面为反光材料，类椭球腔(202)一端开口处过椭球轴线连接转动轴(103)，半圆球B(102)能够在类椭球腔(202)内转动，类椭球腔(202)另一端开口处沿椭球轴线设置有能够聚光的聚焦透镜组。2.根据权利要求1所述椭球状太阳光储光照明装置，其特征在于，所述半圆球A(101)的半径等于类椭球腔(202)开口的半径。3.根据权利要求1所述椭球状太阳光储光照明装置，其特征在于，所述上转换材...

【专利技术属性】
技术研发人员：唐远河，尹帅帅，任亚龙，
申请(专利权)人：西安理工大学，
类型：发明
国别省市：陕西,61