CN2392984Y

CN2392984Y - 太阳能照明装置

Info

Publication number: CN2392984Y
Application number: CN 99229080
Authority: CN
Inventors: 周必方; 蒋筱如
Original assignee: Individual
Current assignee: Individual
Priority date: 1999-08-13
Filing date: 1999-08-13
Publication date: 2000-08-23
Anticipated expiration: 2009-08-13

Abstract

本实用新型太阳能照明装置涉及的是一种高通量太阳能传输照明装置,特别适用于太阳光传输利用。结构由太阳能采集器、太阳光传输部分、太阳光照明灯或太阳光照射灯、密封保护罩构成;太阳能采集器由机械装置、光学镜、位置传感器构成,机械装置采用地平式装置,设有叉臂、水平轴、垂直轴,水平轴与垂直轴分别连接有蜗杆蜗轮副,步进电机,光学镜具有镜筒、镜头,太阳光传输部分采用光导纤维束,太阳光照明或照射灯由光导纤维束,灯罩构成。

Description

太阳能照明装置

本实用新型太阳能照明装置涉及的是一种高通量太阳能传输、照明、照射装置，特别适用于太阳光传输利用。

目前在太阳能开发应用方面已有太阳能热水器，利用太阳能集热板或集热真空管来加热水箱水供应生活、生产用热水。太阳能发电装置，一般采用硅光板、硅光电池采集太阳能将太阳能转化为电能供用电器用电。查阅有关资料表明至今还没有太阳能照明装置作为商品进入市场。

本实用新型的目的是目前利用太阳能不足之处提供一种太阳能照明装置，采用太阳光采集、传输、照明或照射结构，将太阳光直接采集、传输作为照明光源，能很方便将太阳光传输到需要太阳光照射、照明场所和目标(包括人与生物)进行照明、照射，进一步拓宽太阳能开发利用领域。

太阳能照明装置是采取以下方案实现的：太阳能照明装置由太阳能采集器、太阳光传输部分、太阳光照明灯或太阳光照射灯、密封保护罩构成。太阳能采集器由机械装置、光学镜、位置传感器构成，机械装置采用地平式装置设有叉臂、水平轴(高度轴)和垂直轴(方位轴)，均由滚动轴承支承，水平轴与垂直轴分别连接有两级蜗杆蜗轮付，步进电机与蜗轮付相连接，通过步进电机传动水平轴与垂直轴运转，水平轴装置在叉臂上，垂直轴装置在支座上，光学镜具有镜筒、镜头，镜筒与水平轴相联接，镜头装置镜筒内，镜头采用菲涅尔透镜，位置传感器设置在机械装置上，位置传感器由光学玻璃分划板、光敏电阻或光电二极管，折射物镜构成。太阳光传输部分采用光导纤维束(简称光纤束)，来作太阳光传输，光导纤维束有效口经与菲涅尔透镜成的太阳象斑相匹配。太阳光照明灯或太阳光照射灯由光导纤维束，太阳光照明灯罩或照射灯罩构成，光导纤维束输出端作为太阳光照明灯或照射灯灯丝类似灯丝发光，光导纤维束输出端外部装有灯罩。太阳能采集器安装在密封保护罩内，使其免受风吹雨打，避免杂乱漫反射。

太阳能照明装置工作原理：工作时太阳能采集器自动地指向并瞄准太阳，步进电机按要求速度转动，水平轴垂直轴同时转动，跟踪太阳与太阳同步运行，太阳光能被太阳能采集器的光学镜(菲涅尔透镜)聚集(成像)成一个一定大小的光斑，虽由镜头直径决定了太阳能采集器接受太阳光能量大小，但由于镜头聚焦能力较强，使在镜头焦面处的单位面积能量(照度)大大增加了，经镜头增强的太阳像光斑，被直径大小与其匹配的光导纤维束(光纤束)在镜头焦面处所接收。太阳射线经理论上无能量损耗的光导纤维束(光纤束)传输到需要照射(明)的场所(目标)由太阳光照明灯或照射灯照明或照射。在光导纤维束输出端为满足要求，一般要耦合上(配置)一个或多个照射器或散射器，由其将太阳光散射到要求照明的场所(目标)实际上光导纤维束输出端具有一定大小的光线出射孔径角，当太阳能采集器对准太阳时即为类似照明灯的灯丝，而散射器即为类似照明灯罩，两者有机地耦合可提高照射(明)的面积(范围)和效率，太阳下山时太阳能采集器自动地恢复到初始状态，即镜筒朝向天顶并切断电源。太阳能照明装置可以通过计算机实现全自动化操作。

太阳能照明装置优点：

1.太阳能照明装置能获得人体十分需要的自然光，就象电缆一样很方便地传输到长年累月得不到太阳光的场所(目标)，使在那儿工作的人受益不浅。

2.采集太阳光能的效率很高，被照射(明)的场所能获得足够大的照度。

3.本实用新型能通过计算机实现全自动化的操作，从一早计算机开启，太阳能采集器对上太阳，跟踪太阳，到太阳下山，恢复到初始状态和切断电源均由计算机完成，太阳能照明装置如出现故障有报警，故障的诊断和排除可通过人机对话，由计算机完成。

4.太阳能照明装置外形设计美观，用于高层建筑底层(地下室)的照明显得更为突出，将其安装在建筑场的东南两侧面缘化带内由于它的美观大方将形成建筑物的点缀，给人一种美的享受。

5.造价低廉，用于照明可节约大量电能。

6.该装置运输方便，安装和调试容易，经久耐用使用寿命长，便于维修和拆换另部件。

7.太阳能照明装置适用范围广可适用于(1).高层建筑建筑等地下室照明，含建筑物内无太阳光照射房间的照明。(2).地下矿井、隧道、掩蔽所、地下仓库等地下设施的照明。(3).湖底河底海底的照明工程。(4).密封式屋内植物栽培和建造水底农场。(5).医疗、保健的阳光浴装置。(6).用于安全性照明如断电后紧急性照明系统。(7).其它的应用如电影制片厂内摄影棚照明、衣饰、纺织品、食料的展示照明。

以下将结合附图对本实用新型作进一步说明。

图1是太阳能照明装置示意图。

图2是太阳能照明装置中位置传感器结构示意图。

参照附图太阳能照明装置主要结构由太阳能采集器、太阳能传输部分、太阳光照明或照射灯、密封保护罩构成。太阳能采集器由机械装置、光学镜、电气控制器构成。机械装置采用地平式装置，设有叉臂6、水平轴(高度轴)5、垂直轴(方位轴)7，水平轴(高度轴)5装置在叉臂6上，垂直轴(方位轴)7装置在支座9上，水平轴5与垂直轴7均由滚动轴承支承，水平轴(高度轴)5装置有水平轴步进电机12与两级蜗轮付，垂直轴(方位轴)7装置有垂直轴(方位轴)步进电机11与两级蜗轮付。光学镜具有镜筒1、镜头2、镜筒1与水平轴5相联接，镜头2装置在镜筒1内，镜头2采用菲涅尔透镜。水平轴步进电机通过两级蜗轮付传动水平轴(高度轴)可作0°～90°转动，垂直轴步进电机11通过两级蜗轮蜗杆付传动垂直轴(方位轴)可作0°～360°转动。镜筒1采用敝开式结构，镜筒通过水平轴与叉臂6相连接，因此镜筒相对叉臂可以旋转范围在0°～90°，叉臂6与镜筒1通过垂直轴7与支座9相连，因此镜筒1与叉臂6相对支座9可以旋转，范围在0°～360°。为了使太阳能照明装置长时间瞄准太阳，在镜筒上设置位置传感器4，作导引装置，通过位置传感器可以获得位置误差信号通过计算机实现闭环控制。位置传感器4具有光学玻璃分划板16，光学玻璃分划板周围装有四个成90°分布的光敏电阻或光电二极管，光学玻璃分划板16前端装有折射物镜14。太阳光传输部分采用光导纤维束13，光导纤维束安置在光学镜的镜头下部，光导纤维束与镜头2在焦平面17耦合，光导纤维束有效口径与镜头所成太阳像斑相配，而且太阳能采集器在工作过程中保证太阳像斑不变地落在光导纤维束输入面上，光导纤维束采用石英玻璃光导纤维束，太阳光照明灯或太阳照射灯由放射太阳光的光导纤维束(光缆)10，外装置有太阳照明灯罩或太阳光照射灯罩，光导纤维束输出端相当于灯丝，当太阳能采集器对准太阳时光纤束输出端面向四周散射光线，类似灯丝发光，为了使光导纤维束端面散射出的太阳光照射在有效的立体角范围(面积)内并为提高照射效率配置太阳光照明或照射灯罩，类似照明灯具。太阳能采集器装在密封保护罩3内，密封保护罩固定在底座8上。

Claims

1.一种太阳能照明装置，其特征是结构由太阳能采集器、太阳光传输部分、太阳光照明灯或太阳光照射灯、密封保护罩构成；太阳能采集器由机械装置，光学镜、位置传感器构成，机械装置采用地平式装置，设有叉臂、水平轴、垂直轴，水平轴与垂直轴分别连接有蜗杆蜗轮付，步进电机与蜗杆蜗轮付相连接，水平轴装置在叉臂上，垂直轴装置在支座上，光学镜具有镜筒、镜头，镜筒与水平轴相连接，镜头装置在镜筒内，位置传感器设置在机械装置上，太阳能采集器装在密封保护罩内，太阳光传输部分采用光导纤维束，太阳光照明灯或太阳光照射灯由光导纤维束、太阳光照明灯罩或太阳光照射灯罩构成，光导纤维束输出端外部装有太阳光照明或太阳光照射灯罩。

2.根据权利要求1所述的太阳能照明装置，其特征是位置传感器具有光学玻璃分划板，光学玻璃分划板周围内装有光敏电阻或光电二极管，光学玻璃分划板前端装有折射物镜。

3.根据权利要求1所述的太阳能照明装置，其特征是镜头采用菲涅尔透镜。

4.根据权利要求1所述的太阳能照明装置，其特征是镜筒采用敝开式结构，镜筒通过水平轴与叉臂相连接，镜筒相对叉臂可旋转，范围在0°～90°，叉臂与镜筒通过垂直轴与支座相连接，镜筒与叉臂相对支座可旋传，范围在0°～360°。

5.根据权利要求1所述的太阳能照明装置，其特征是光导纤维束采用石英玻璃光纤。