CN216361351U - 一种光伏光导光纤一体化照明装置 - Google Patents

Abstract

本实用新型公开了一种光伏光导光纤一体化照明装置，由光导照明、光纤照明、光伏照明组合成一体，属于阳光照明技术领域，其技术特征在于：光导照明的导光管为内外两个套管，由上口的采光罩和下口的漫射罩将两个套管连接在一起，内管外壁和外管内壁涂有高反射膜；在内管的管内放置有数条内部光纤，每条内部光纤的入光口的上方位置对应安装有一个聚光镜；在外管的外部放置数条由管外光纤架固定的外部光纤，外部光纤的入光口位置安装有带有光耦合器的LED灯，LED灯由光伏系统提供电能。本实用新型采用三种阳光照明，一体化程度高，结构简单，适应多环境方便使用。

Description

一种光伏光导光纤一体化照明装置

技术领域

本实用新型涉及一种光伏光导光纤一体化照明装置，属于阳光照明技术领域。

背景技术

目前利用阳光照明的主要有三种形式，一种是利用导光管将阳光引入室内照明（本实用新型中称为光导照明），一种是利用光纤将阳光引入室内照明（本实用新型中称为光纤照明），还有一种是利用光伏系统将阳光转化为电能给LED灯供电室内照明（本实用新型中称为光伏照明），三种照明各有优缺点，光导照明优点是结构较为简单，属于面光源，光照面积大，但缺点是光传导过程中损失大，传输距离短，光纤照明的优点是光衰小，可长距离传输，缺点是需要聚光系统，属于点光源，光照面积小，光伏照明的优点是能将电能预先存储在蓄电池，在没有阳光的时候给LED灯供能照明，缺点是需要有光伏组件和蓄电池，目前根据三种阳光照明的优缺点，人们已经设计出将光伏和光导一体化、光纤和光导一体化、光伏与光纤一体化的照明装置，如中国专利号：CN209295008U《一种导光管与光伏板一体化照明系统》、CN107631191A《一种光纤光导一体化的照明系统》、CN104896417B《一种集LED照明与太阳光纤照明于一体的隧道照明尾灯》分别给出了三种结合方案，但仍然都存在光照方式单一的问题，在照明时只能选择其中一种照明，或是光纤或是光导或是LED，而不是三种照明方式组合同时照明，实现在大范围采用光导、具体到点位时采用光纤，在无光照时由LED作为补充光源满足光纤照明，因此不能完全实现各自照明的优点，满足多种形式的照明要求。

发明内容

本实用新型的目的就是将已知技术中的三种阳光照明相结合在一起，解决目前存在的照明方式单一，不能实现多种形式照明要求的技术问题。

为实现以上目的，本实用新型采用套管形式的导光管，将光纤放置在内管，由光伏供电的LED灯用作部分光纤的光源，实现由导光管实现初级面照明，光纤实现次级点照明，光伏照明实现三级补充照明。

本实用新型的具体技术方案是：一种光伏光导光纤一体化照明装置，由光导照明、光纤照明、光伏照明组合成一体，其特征在于：光导照明包括采光罩、导光管和漫射罩，导光管包括内外两个套管，由上口的采光罩和下口的漫射罩将两个套管连接在一起，内管外壁和外管内壁涂有高反射膜，构成光导照明；在内管的管内放置有数条光纤（称为内部光纤），每条内部光纤入光口的上方位置对应安装有一个聚光镜，构成光纤照明；在外管的外部放置有数条光纤（称为外部光纤），外部光纤由管外光纤架固定，外部光纤入光口位置安装有带有光耦合器的LED灯，LED灯由光伏系统提供电能，构成光伏照明。

所述的聚光镜为非球面光学透镜或凸透镜，安装在聚光镜盘上，聚光镜盘为透明的半球形壳体，壳体上开有数个镶嵌孔，每个聚光镜分别镶嵌在聚光镜盘的镶嵌孔上，聚光镜盘固定在内管口上。

所述内部光纤安装在管内光纤架上，管内光纤架为半球形壳体，壳体上开有数个固定孔，内部光纤的入光口分别固定在管内光纤架的固定孔内，每个聚光镜的焦点位置对应着下方的内部光纤的入光口。

所述的光伏系统的光伏组件排布在光导照明的采光罩周围，光伏组件将电能存储在蓄电池，由蓄电池通过控制器给带有光耦合器的LED灯供电。

所述的管外LED灯架为环形片状固定在外管的外壁下方，上面开有固定耦合器的孔，光耦合器固定在管外LED灯架上的孔上，管外LED灯架固定在外管的外壁下方。

所述的采光罩为球壳形，球壳内有固定内管的伸出管，球壳边缘有帽檐，采光罩固定在外管上管口外壁。

所述的漫射罩为环形拱状壳体，连接在内外管下口位置。

所述的采光罩的帽檐与光伏组件密封连接在一起。

本实用新型产生的积极效果是：由于采用多光源照明，导光管可以实现大面积照明，光纤照明可以实现远距离照明，采用光伏LED光源作为在没有光照的情况下的光纤补充光源，实现照明保证，结构简单，一体化程度高，适应多环境方便使用。

附图说明

图1：本实用新型的剖面结构示意图。

图2：本实用新型的图1的俯视示意图。

图3：本实用新型的采光罩结构示意图。

图4：本实用新型的漫射罩结构示意图。

图5：本实用新型的管外LED灯架结构示意图。

图6：本实用新型的聚光镜盘结构示意图。

图7：本实用新型的聚光镜的光路示意图。

图中，1、外管，2、内管，3、采光罩，3-1、伸出管，3-2、帽檐，4、漫射罩，6、聚光镜盘，6-1、镶嵌孔，7、聚光镜，8、管内光纤架，9、内部光纤，10、光伏组件，11、蓄电池，12、带耦合器的LED灯，13、管外LED灯架，13-1、固定孔，14、管外光纤架，15、外部光纤。

具体实施方式

本实施例的光导照明中的采光管由内管2和外管1组成，再外管1的上管口外端密封粘结有采光罩3，采光罩3内设置有伸出管3-1，外边缘设有帽檐3-2，内管2深入到伸出管3-1，内管2和外管1的下管口内端密封粘结有环形拱状壳体的漫射罩4，在内管2的管口密封粘结有半球形壳体的聚光镜盘6，聚光镜盘6的球壳面上开有排列的数个镶嵌孔6-1，在镶嵌孔6-1上密封镶嵌有聚光镜7，在聚光镜7下方焦点对应的内管2内壁上安装有半球形壳体的管内光纤架8，管内光纤架8上固定安装有内部光纤9，内部光纤9的入光口分别正对对应的聚光镜6的焦点，内部光纤9的出光口从内管2伸出到远端，在外管1的外壁下方安装有管外LED灯架13和管外光纤架14，光伏组件10的一侧放置在采光罩3的帽檐3-2上，帽檐3-2放置屋外顶的凹槽内，在组件10的下方配有配电箱，配电箱内放置有蓄电池11和控制线路板，从配电箱内的控制线路板上引出的导线连接到带光耦合器的LED灯12上，光耦合器固定在管外LED灯架13的固定孔13-1内，光耦合器下方正对管外光纤架14上安装的外部光纤15的入光口，外部光纤15的出光口伸到远端。

在屋顶安装好光伏光导光纤一体化照明装置后，在装置的屋顶处做好密封防水处理，当白天有光照的时候，采光罩3将阳光采集到导光管的内管2的外壁和外管1的内壁，经管壁对光的反射传输到室内的漫射罩4，经漫射罩4给室内大面积的照明，由于导光管较短，贴近室内屋顶，亮度有限，因此导光照明属于初级照明；同时聚光镜7将室外阳光聚焦到焦点处的内部光纤9的入光口，光线经内部光纤9引入到室内，由于内部光纤9的光传输损失小，可以将光传输到很远的地方，因此内部光纤9可延长到定点光照位置，实现定点照明，因此光纤照明属于次级照明。

此时，光伏组件10也在吸收阳光转化成电能，存储在蓄电池11内，当夜晚或没有阳光照射时，蓄电池11存储的电能给到带光耦合器的LED灯12，由带光耦合器的LED灯12作为外部光纤15入光口的光源，由外部光纤15延伸到定点光照位置，实现定点照明，因此光伏照明属于三级照明。光伏照明可根据需要实现自动控制或遥控控制。

本实用新型实现了照明互补，为阳光照明提供了多方式照明。

Claims (8)

1.一种光伏光导光纤一体化照明装置，由光导照明、光纤照明、光伏照明组合成一体，其特征在于：光导照明包括采光罩、导光管和漫射罩，导光管为内外两个套管，由上口的采光罩和下口的漫射罩将两个套管连接在一起，内管外壁和外管内壁涂有高反射膜，构成光导照明；在内管的管内放置有数条内部光纤，每条内部光纤的入光口的上方位置对应安装有一个聚光镜，构成光纤照明；在外管的外部放置数条由管外光纤架固定的外部光纤，外部光纤的入光口位置安装有带有光耦合器的LED灯，LED灯由光伏系统提供电能，构成光伏照明。

2.如权利要求1所述的一种光伏光导光纤一体化照明装置，其特征在于：所述的聚光镜为非球面光学透镜或凸透镜，安装在聚光镜盘上；所述的聚光镜盘为透明的半球形壳体，壳体上开有数个镶嵌孔，聚光镜盘固定在内管口上，每个聚光镜分别镶嵌在聚光镜盘的镶嵌孔上。

3.如权利要求1所述的一种光伏光导光纤一体化照明装置，其特征在于：所述的内部光纤安装在管内光纤架上，管内光纤架为半球形壳体，壳体上开有数个固定孔，内部光纤的入光口分别固定在固定孔内，每个聚光镜的焦点位置对应着内部光纤的入光口。

4.如权利要求1所述的一种光伏光导光纤一体化照明装置，其特征在于：所述的光伏系统的光伏组件排布在光导照明的采光罩周围，光伏组件将电能存储在蓄电池，由蓄电池通过控制器给带有光耦合器的LED灯供电。

5.如权利要求1或4所述的一种光伏光导光纤一体化照明装置，其特征在于：所述的带有光耦合器的LED灯安装在管外LED灯架上，管外LED灯架为环形片状固定在外管的外壁下方，上面开有固定耦合器的孔，光耦合器固定在管外LED灯架上的孔上。

6.如权利要求1所述的一种光伏光导光纤一体化照明装置，其特征在于：所述的采光罩为球壳形，球壳内有固定内管的伸出管，球壳边缘有帽檐，采光罩固定在外管上管口外壁。

7.如权利要求1所述的一种光伏光导光纤一体化照明装置，其特征在于：所述的漫射罩为环形拱状壳体，连接在内外管下口位置。

8.如权利要求1所述的一种光伏光导光纤一体化照明装置，其特征在于：所述的采光罩的帽檐与光伏组件连接在一起。

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