【技术实现步骤摘要】
本申请属于光学元器件，具体涉及一种可定向投射准平行光之光锥——定向准平光锥。
技术介绍
1、1986年，本申请之专利技术人希望专利技术一种简单实用的太阳能聚光镜，用来高效低成本地利用太阳能。那时，还申请过一项技术专利——广角立体镜，授权公告号为cn86209607u。历经37年的探索与实验，本申请之专利技术人于2023年9月21日，提交了申请号为2023112210245的专利申请“太阳能定焦聚光镜及其发电与集热装置”。它“将 n 支分光管排列组合成一个模块作为分光镜，用于将大面积的入射阳光分束成 n 条细支光束；分光管各有一段导向管，用于将细支光束射向准平镜（也称变平镜），经准平镜转变成准平行光束后，射向同一个固定位置的目标受光区，从而形成定焦聚光。它无需高精度的、昂贵的、支撑和复杂的跟踪太阳系统，结构简洁、部件少、易制造、易安装、轻薄、耐用，相比于成本最低的现行跟踪太阳系统中的槽式聚光装置，设备购置成本降低25%以上，有益的是阴天也能收集利用太阳能，更有益的是太阳能定焦聚光镜，可广泛应用于聚光光伏和光热发电
，以提高光电转换率，促进太阳能的开发利用”。然而，上述
技术介绍
“太阳能定焦聚光镜”的工艺精度要求高、制造难度大、生产效率低、废品率较高。
2、现行自然采光系统，产品众多，技术成熟，应用广泛。它通过室外采光装置先采集自然光，然后经过导光管传输至漫射器，再由漫射器均匀平稳地漫射至室内。调研发现，现行自然采光系统，体积较大，造价很高，能够使用的场所很少。
3、熟悉农业的一般技术人员都知道，增加光照
4、如何创新出最佳的生产制造工艺技术方案，以便简单、高效、标准化、自动化、低废品率地组装生产所述“太阳能定焦聚光镜”，就成了其专利技术方案是否实用、是否具有商业价值的关键创新。
5、如何创新出最佳的自然采光方案，就成了自然采光系统是否实用、是否具有商业价值的关键创新。
6、如何创新出最佳的给农作物增加光照强度的技术方案，就成了提高喜光作物产量和品质的关键创新。
技术实现思路
1、本申请的目的：提供一种可定向投射准平行光之光锥——定向准平光锥，以便用之简单、高效、标准化、自动化、低废品率地组装生产所述“太阳能定焦聚光镜”，以便从窗外远处定向往室内投射阳光,以便增加光照强度、提高喜光作物产量和品质。
2、为了实现上述专利技术目的，本申请采取的技术方案如下。
3、本申请提供一种定向准平光锥，包括光锥，其特征在于：
4、①所述光锥的小端（也即尖嘴）连通有导光管，（该）导光管用于将（其）出光口引导至预定位置；换言之，所述光锥的小端连通导光管的一端（即入口端），所述导光管的另一端（即出口端）为出光口，所述出光口被所述导光管引导至所需的任何位置；
5、②在所述（导光管的）出光口的前方（即细支光束射出方向），设置有（可将细支光束及其散射光转变成准平行光束的）凹面镜或透镜——按其用途命名二者可统称为准平镜；
6、研究显示：如果不通过所述准平镜将细支光束及其散射光收敛整形（即折射/反射）成（发散角极小的）准平行光束，则细支光束及其散射光投射不远（约为10-26mm）就会散开，就无法用于远距离聚焦等后续应用；所述出光口的口径d最好设为0.1-3.15mm；
7、③所述出光口位于所述准平镜的焦平面上，以使从所述出光口射出的细支光束及其散射光、构成了位于所述准平镜焦平面上的点光源；该点光源的直径最好设为0.1mm～3.15mm；
8、④（从所述出光口射出的）所述细支光束及其散射光投射在所述准平镜上，继而被所述准平镜收敛整形（即折射/反射）成准平行光束，以所述准平行光束的方式定向投射出去；
9、⑤所述光锥与所述导光管均为具有高反射率或/和全反射特性（即反射率为100%）的光通道，最好其反射率≥90%或95%或97%或99%或99.9%或99.99%；研究显示，反射率低于95%时光损就很大，高于99%时制造成本就很高，最适宜的反射率为95%-99%；所述光锥或所述导光管，可以是空心管，也可以是透明实心管等光通道；所述导光管的作用是调整出光口的安放位置和对准方向，以便满足所述准平镜的位置和朝向需要，从而实现定向投射准平行光束；
10、⑥最好所述光锥的锥度d/l≤0.45或0.35或0.25或0.10，其中d为所述光锥的入光口直径、l为所述光锥的高度；所述光锥用于将其大端（也即入光口）所接收到的入射阳光分束、收缩成高能流密度的细支光束；所述光锥俗称光漏斗，是一种非成像元件，光线进入光锥的大端（也称大口）后，经过若干次反射就能从光锥的小端（也称小口或尖嘴）射出而不产生回射；为了减少光损，光锥的高度l应尽可能缩短，以使光线在光锥内部反射次数要尽可能减少，光锥大口与小口的面积比值，要尽可能的大；研究显示，锥度d/l越小，光线在光锥内的反射次数就会越少，光线的传播路径将更为直接，光损就会越少。
11、可取的是，所述的定向准平光锥，可从如下①～⑩个方面进行技术改进和完善。
12、可取之①是，所述导光管是长度c为0-128mm、口径d为0.1-15mm的光通道；其中，当所述导光管是长度c为0时，表明可省略所述导光管，而仅仅使用所述光锥的小端（即尖嘴）兼作所述出光口使用。研究显示，当所述导光管的口径d小于0.1mm时，所射出的细支光束就会发生衍射、出现大量散射光，不利于形成定向准平行光束；与之相反，当所述导光管的出光口的口径d大于5mm时，所射出的细支光束也出现大量散射光，也不利于形成定向准平行光束；因此，所述导光管的出光口的口径d最佳数值范围为0.1-5mm。研究还显示，当所述导光管为实心管时，其出光口端面必须抛光平整，否则就会出现严重的散射现象；研究发现，当所述导光管为空心管时，其出光口没有实心端面，不会出现严重的散射现象；为简化生产工艺，避免抛光加工，所述导光管最好采用空心管。
13、可取之②是，所述光锥的入光口为浅坑入光口、或为凸起入光口、或为采光罩式入光口。所述浅坑入光口不能太深，太深不好清刷灰尘，口深与口厚之比取值0.15-0.65为宜；所述凸起入光口不能太凸，太凸不好清刷其间隙里的灰尘。理论上，所述光锥的入光口为敞口最好，但是敞口容易落入灰尘，灰尘易于堵塞尖嘴，难于清洗；正因如此，这里采取了浅坑入光口或凸起入光口的技术措施。这样一来，相比平面而言，就可避免入射角较大的阳光被全反射走而损失，从而可提高阳光的最大接收角，就可增大入射角使入射阳光在光锥内尽量全反射传播。
14、可取之③是，所述出光口对准所述准平镜的中心点；这样一来，就可极大限度地将尽可能多的细支光束投射在所述准平镜上，继而形成准平行光束。
15、可取之④是，为了尽量提高准平行光束的平行度，也为了降低制造难度，还为了降本文档来自技高网...
【技术保护点】
1.一种定向准平光锥，包括光锥，其特征在于：
2.根据权利要求1所述的定向准平光锥，其包括如下①～⑩中任意一个或多个技术特征：
3.根据权利要求2所述的定向准平光锥，其特征在于：所述光学器件单元整体，是由位于上部的光锥单元、位于中部的所述导光管、位于下部的凹面准平镜单元构成的一个整体；所述光锥单元的内壁、凹面准平镜单元的内壁、所述导光管的内壁，均设置有镀膜反射层。
4.根据权利要求3所述的定向准平光锥，其特征在于：所述光源反射镜上附设有发光材料，以提高光能捕获率。
5.根据权利要求1或2或3或4所述的定向准平光锥，其特征在于：众多定向准平光锥集合成一个模块，用于大面积聚集阳光并投射出大面积的准平行光束。
【技术特征摘要】
1.一种定向准平光锥，包括光锥，其特征在于：
2.根据权利要求1所述的定向准平光锥，其包括如下①～⑩中任意一个或多个技术特征：
3.根据权利要求2所述的定向准平光锥，其特征在于：所述光学器件单元整体，是由位于上部的光锥单元、位于中部的所述导光管、位于下部的凹面准平镜单元构成的一个整体；所述光锥单元的内壁、...
【专利技术属性】
技术研发人员：陈明发，
申请(专利权)人：三亚豺特光伏科技有限公司，
类型：发明
国别省市：
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