IT9019646A1 - Radiatore di luce tubolare girevole con piastre a superficie riflettente graduata - Google Patents

Radiatore di luce tubolare girevole con piastre a superficie riflettente graduata

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IT9019646A1 IT019646A IT1964690A IT9019646A1 IT 9019646 A1 IT9019646 A1 IT 9019646A1 IT 019646 A IT019646 A IT 019646A IT 1964690 A IT1964690 A IT 1964690A IT 9019646 A1 IT9019646 A1 IT 9019646A1
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Description

più ampie con l!aumentare della distanza da detta lente in modo da riflettere una quantità sostanziale, uniforme di raggi luminosi. Il radiatore di luce è atto ad irradiare i raggi solari che vengono messi a fuoco da lenti, immessi nel cavo di guida della luce e trasmessi attraverso quest'ultimo_al radiatore di luce che provvede ad irradiarli verso oggetti come piante ecc.
DESCRIZIONE
La presente invenzione ha per oggetto un radiatore di luce mediante_il quale i raggi solari messi a fuoco da lenti o_simili per l'immissione in un cavo di guida della luce, e·da qui trasmessi-al;radiatore, sono irradiati da quest'ultimo verso oggetti utilizzatori, ad esempio piante.
Negli ultimi anni si è avuto un interesse crescente perl'energia solare eper un impiego efficace della medesima.
L'uso dell'energia solare è stato attivamente studiato e sviluppato in diversi campi. E1 noto che l'utilizzazione maggiormente efficace dell'energia solare è realizzata quando la si usa come energia luminosa senza conversione in energia termica o elettrica, ossia con assenza di perdita di energia per conversione. E' già stata proposta la raccolta dei rag.gi solari all'aperto per trasmetterli attraverso ;cavi di.guida della luce verso qualunque luogo dove .la luce è.necessaria, ad esempio per l'illuminazione o la coltivazione di piante in un locale, per la piscicoltura e la coltivazione di piante marine, o ; come sorgente di luce per la propagazione di alghe come clorella, o per favorire la salute della persona . In qualsiasi caso, quando i raggi luminosi emessi dall'estremità di un cavo di guida della luce |sono usati per l'illuminazione o scopi similari, è jopportuno poterli emettere con un ampio angolo ri-, ispetto all'asse del cavo guida-luce. Tuttavia, è difficile ottenere una radiazione luminosa ampiamen-' te dispersa con una distribuzione uniforme o comun-.que desiderata.
Lo scopo della presente invenzione è di fornire un radiatore, di luce il quale possa irradiare efficacemente ed uniformemente i raggi solari raccolti attraverso un sistema di lenti e trasmessi attraverso ur. cavo di guida della luce.
Per raggiungere tale scopo, la presente invenzione propone un radiatore di luce il quale comprende un contenitore tubolare semitrasparente, una pluralità di piastre trasparenti disposte in serie internamente a detto contenitore tubolare in maniera tale da risultare inclinate nella stessa direzione dell'asse di detto contenitore, un tratto di raccordo previsto ad una estremità del contenitore per il.,collegamento .ad esso dell'estremità emettente luce di un cavo di guida della luce, una lente inserita fra il tratto di raccordo e una piastra trasparente, e un motore per far ruotare il contenitore tubolare, detto radiatore di luce essendo caratterizzato da ciò che le .piastre trasparenti hanno rispettive superfici almeno parzialmente riflettenti le quali vanno· aumentando di grandezza con l'aumentare della distanza dalla lente, in modo da riflettere una quantità sostanziale, uniforme di raggi luminosi; da ciò che il tratto di raccordo al cavo di guida della luce è predisposto in modo da trattenere girevolmente il cavo guida-luce nel medesimo e da sorreggere girevolmente il contenitore tubolare su di esso; e da ciò che il contenitore tubolare presenta una parte d'estremità sostanzialmente semicircolare dalla quale non viene scaricata luce e che è predisposta come una superficie riflettente. Più specificamente, il radiatore di luce secondo l'invenzione prevede un contenitore tubolare semitrasparente, una pluralità di piastre trasparenti assicurate concentricamente in serie su di un albero centrale trasparente del contenitore tubolare, dette piastre trasparenti essendo inclinate nella medesima direzione dell'asse di detto contenitore tubolare; un ..tratto di raccordo predisposto ad una estremità del contenitore per collegare ad esso 1' estremità emettente luce del cavo di guida della lu ce; una lente inserita fra il tratto di raccordo e le piastre trasparenti, e un motore per far girare l'albero centrale del contenitore tubolare; detto radiatore essendo caratterizzato da ciò che le piastre trasparenti hanno almeno una rispettiva parz superficie riflettente e dette superfici ri flettenti inanno dimensioni maggiori mano a mano che la loro distanza dalla lente è maggiore, in modo da riflettere una quantità sostanziale, uniforme di raggi di luce .
Una forma di esecuzione preferita dell'invenzione è descritta in appresso con riferimento ai disegni, nei quali :
- La fig. 1 è una vista frontale di un radiatore di luce secondo la presente invenzione;
- La fig. 2 è una vista laterale di detto radiatore di luce;
- La fig. 3 è una vista in sezione illustrante il tratto di immissione di luce del radiatore di luce; - La fig. 4 rappresenta una forma di esecuzione di dispositiv.o per la.raccolta dei raggi solari propo- . sto in precedenza dallo stesso Richiedente;
- La fig._5 rappresenta il principio secondo il quale la luce solare viene immessa in un cavo a fibre ottiche.
Con riferimento alle figure da 1 a 3, il radiatore c,i luce secondo l'invenzione comprende un cavo di guida della luce 1, una parte ricevente luce 2, un contenitore tubolare trasparente 3, una lente convessa 4, delle piastre trasparenti 5 aventi una parte trasparente 5a e una parte riflettente 5b, una base di supporto,6, un motore 7, un albero rotativo 8, un albero ..centrale trasparente 9, delle piastre di supporto trasparenti 10 , una trattenuta 11 per il :a.vo guida-luce, una trattenuta 12 del contenitore tubolare e un sopporto 13. I raggi solari messi a fuoco attraverso un sistema di lenti, non illustrato, vengono trasmessi attraverso il cavo di guida 1 e passano attraverso 1a lente convessa 4 che presenta il punto focale in corrispondenza dell'estremità emettente luce del cavo guida-luce 1 e dalla quale i raggi solari sono convertiti in raggi luminosi sostanzialmente paralleli che vengono quindi introdotti nel contenitore tubolare 3. In tale contenitore tubolare 3 sono montate con una certa inclinazione La .pluralità di piastre trasparenti 5, ad una speci fica distanza fra di loro, come illustrato in fig.2 Nella presente forma di esecuzione, il contenitore tubolare presenta una forma cilindrica e.contiene piastre trasparenti 5 ovali e piastre di supporto 10 rotonde. Nel caso illustrato, le piastre trasparenti 5 e,le piastre di supporto 10 sono state tutte previamente fissate all'albero centrale traspare t.e 9 con.l'uso di un adesivo o simile in modo da formare un elemento integrato inseribile nel contenitore cilindrico 3. Le piastre di supporto 10 servono da rinforzo per detto elemento. Ciascuna piastra trasparente 5 presenta una parte trasparente 5a e una parte riflettente 5b che può essere forma— ta per evaporazione di una pellicola metallica, oppure incollando una piastra metallica ad una data parte della rispettiva piastra trasparente 5. E' anche possibile formare una piastra 5 combinando fra loro una piastra riflettente e una piastra trasparente separate. Le piastre 5 disposte successivamente a maggiore distanza dalla parte 2 d'intro— duzione della luce, presentano superfici riflettenti progressivamente più grandi. Le piastre illustra te presentano una superficie riflettente parziale di forma:cordale; tuttavia, le loro parti rifletten ti possono avere forma concentricamente circolare, segmentale o altra forma adatta. Il contenitore tubolare può avere una sezione diversa da.quella cir- . colare, ad esempio quadrata, e le piastre trasparenti saranno corrispondenti nella forma a quella .del contenitore tubolare. I raggi luminosi emessi dalla estremità emettente luce del cavo guida-luce 1_e convertiti in raggi luminosi sostanzialmente paralleli, vengono parzialmente riflessi, dalle superfici . riflettenti 5b delle piastre 5 ed infine scaricati interamente verso l'esterno attraverso la parete laterale ,del contenitore tubolare 3.
Poiché le superfici riflettenti .5b delle piastre trasparenti 5 sono uniformemente distanziate l'una dall'altra e si sovrappongono fra.loro nella direzione dei raggi di luce, i raggi luminosi non riflessi da una precedente superficie riflettente, sono riflessi dalla superficie successiva e quindi tutti i raggi luminosi possono essere scaricati verso:1'esterno attraverso la paréte laterale iflel contenitore tubolare. Pertanto, stabilendo opportunamente la grandezza delle superfici riflettenti delle pj^astre trasparenti, è possibile realizzare una radiazione luminosa uniformemente distribuita attraverso la parete laterale di detto contenitore tubolare.
Le piante utilizzano l'energia solare per sintetizzare il loro proprio nutrimento da anidride carboni^ ca.e. acqu.a e .distribuirlo,ai relativijtronchi , frutti eco.. Il trasporto del nutrimento nelle piante_ si può compiere efficacemente in condizioni in_ cui non è fornita luce e/o è presente ossigeno e/o si hanno temperature più basse. In altri termini,_ per coltivare con efficacia le piante vanno favoriti_ la fotosintesi. e il trasporto del nutrimento nelle medesime. A tal_ fine^ è_efficace_ 1Rapporto_periodico_ di.raj;gi_luminos_i a determinati intervalli di _ tempo, ossia la ripetizione alternata di periodi di irradia zione di luce (per la fotosintesi) e_di_ periodi di oscurità con assenza di irradiazione luminosa_ (ai fini del trasporto del nutrimento)._ Inoltre,_ nel caso della coltivazione delle piante, l'irradiazione intermittente di luce verso le piante (ad intervalli dà più microsecondi a più millisecondi) è preferibile all'irradiazione di luce continua. Più precisamente, la fotosintesi è favorita da una reazione alla luce abbinata ad una reazione all'oscurità, e lo sviluppo di una pianta può essere promosso fornendole una radiazione di luce intensiva per il periodo di reazione alla luce e con assenza di radiazione o debole radiazione luminosa per il periodo -di reazione all'oscurità. Un radiatore di luce in .Movimento, rispetto ad un radiatore che irradia le .piante da una posizione fissa, è anche.vantaggioso ,in quanto permette di distribuire ampiamente i raggi luminosi su tutta la pianta con maggiore effica-.eia e.di assicurare così la piena utilizzazione del-L'energia luminosa. In altri termini, a parità di potere irradiante, il radiatore di luce in movimen-.to permette_lo sviluppo di piante in una più ampia ,area di coltivazione e, inoltre di favorire efficacemente la crescita della pianta grazie alla ripetizione_ dei periodi di luce e di oscurità, le piante venendo, periodicamente irradiate e formate in cooperazione fra loro mentre il radiatore_si muove su di esse ..
La fig. 3 rappresenta a titolo di esempio il tratto di immissione della luce del radiatore. In tale figura, si nota una parte 11 di trattenuta dell'estremità di uscita del cavo di guida di luce, la quale parte è assicurata ad un elemento appropriato. Detta parte è anche provvista perifericamente di un sopporto 13 che permette di sorreggere girevolmente la parte superiore 12 del contenitore tubolare. La parte inferiore del contenitore tubolare 3 è sorretta da un albero rotativo 8 azionato da un motore 7 .tramite un meccanismo rotante. Pertanto, quando il radiatore di luce è installato al centro di unà^zona ■eli coltivazione._di.piante, lo si.·può far girare tutt' 'intorno (360°) col motore 7, per fornire i raggi lu^· rminosi a tutte le piante. Quando il radiatore di lu·-'ce è montato in un angolo della zona di coltivazione, .lo si può far girare entro un dato raggio_di azione mediante i1 motore 7, fornendo i raggi luminosi sol-^tanto all1area jiove vengono coltivate le_piante_.
‘Meli 1esempio illustrato ,_ ciascun contenitore tubolare {radiatore ^i luce) è^provvisto di un motore di comando. Tuttavia, 3⁄4 anche possibile far girare una pluralità di contenitori tubolari contemporaneamente con l'uso di un solo motore. Sebbene, nel presente ■ caso, il radiatore sia montato verticalmente, è anche possibile montarlo orizzontalmente nel soffitto o sul suolo. I casi simili, l'angolo di rotazione del motore può essere limitato in modo che il radiatore di luce irraggi le piante solo verso il basso o solo verso l'alto.
Prevedendo che una parte semicircolare (fig. 2) -■ dalla quale non vengono irradiati raggi luminosi -del contenitore tubolare, sia provvista di una superficie riflettente, si può ottenere l'irradiazione nella direzione delle frecce di una quantità pressoché uniforme dei raggi luminosi immessi nel conteni- _ tore tubolare e quindi uno sfruttamento più efficiente dell’energia luminosa.
Inoltre, a differenza della forma esecutiva:precedentemente descritta, in cui le piastre^trasparenti sono assicurate al contenitore tubolare che può essere fatto girare, è anche possibile prevedere un Radiatore di luce come descritto in rivendicazione 4, in cui il^contenitore tubolare e là parte di supporto elei cavo guida-luce sono fermamente assicurati fra loro, mentre le piastre trasparenti sono mobili in quanto montate sull'albero 9 che può essere fatto girare internamente _al_ contenitore tubolare.
Come appare evidente dalla precedente esposizione, l'invenzione fornisce un radiatore di luce di costruzione semplice ed economica atto a ricevere l'energia luminosa trasmessa attraverso un cavo di guida della luce, e ad irradiare uniformemente e efficacemente tale energia verso l'utilizzazione, quali le piante .
La fig. 4 rappresenta un esempio di dispositivo per la raccolta dei raggi solari precedentemente proposto dallo stesso Richiedente, In detta figura, il numero 20 indica una capsula di protezione trasparente, 21 una lente di Fresnel, 22 un porta-lente , 23 un sen-· aore di rilevamento della posizione del sole, 24 indica una pluralità di fibre ottiche o un cavo a fi-, br_e .ottiche costituito da un certo numero.di..fibre _ Ottiche poste nel piano focale de.lle lenti di Fresnel, 2!5 è un sostegno per le .fibre ottiche o il cavo a fibre ottiche, 26 un braccio, 27 un motore ad impulT ai ,_28 un albero disposto.orizzontalmente .comandato in rotazione da detto motore _27_, _i_l_numero 29 indica_ una base _di_mqntaggio_della capsula di protezione 20, il numero 30 indica un altro motore ad impulsi, 31_ _ un albero verticale comandato da detto motore 30, e 1 rappresenta un fascio di cavi a_fibre ottiche 24 . _
La direzione del sole è rilevata dal sensore di po-_ sizione 23 il cui segnale di rilevamento controlla i motori ad impulsi 21_ e 30_che fanno girare gli alberi orizzon tale 28 e rispettivamente vertic ale 31 in modo da dirigere sempre il sisterna di lenti verso il sole, per cui la luce solare concentrata da o^a^-_ scuna lente 21 viene_guidata nella corrispondente _ guida di luce 24 attraverso l'estremità della_mede~_ sima fissata in corrispondenza del punto focale di_ dette lenti. Le guide di luce 24,_ le cui facce d1 _ estremità s_ono disposte jiei_piani focali delle cor-_ rispondenti _ lenti, sono riunite assieme ne1 cavo a ,fibre ottiche 1, il quale fuoriesce dal dispositivo .c.i raccolta dei raggi solari per essere portato „verso _qualunque punto di utilizzazione della luce, ,Eid esempio per l'illuminazione, per la coltivazione di piante p il nutrimento di animali, per bagni di ;»o1 e, ecc.
la fig. 5 rappresenta il modo di guidare i raggi luminosi raccolti con le lenti 21 ad immettersi nella guida di luce._
Nella detta figura, ^l_rappresenta una lente di Fresnel o simile e 24 la guida destinata a ricevere la luce solare messa a fuoco da detta lente per trasmetterla verso qualunque utilizzazione desiderata. Nella concentrazione della luce solare attraverso il sistema di lenti, l'immagine _Bolare presenta una parte centrale costituita da luce sostanzialmente bianca e una parte circonferenziale contenente una quantità notevole delle componenti di luce di lunghezza d'onda corrispondente al fuoco del sistema di lenti. In particolare, nella messa a fuoco della luce solare attraverso il sistema di lenti, il punto focale e la grandezza dell'immagine solare varieranno in conformità alle lunghezze d'onda delle componenti della luce. Ad esempio, la luce di colore blu a corta lunghezza d'onda, produce un'immagine sola.re di diametro DI in posizione PI; la luce di./colore . verde produce una immagine solare di diametro D2 .nella posizione P2, e la luce di colore rosso produ-_ ce un'.immagine solare di diametro D3 nella posizione .. P3.
, Pertanto, come illustrato in fig. 5, quando l'estre-_ inità ricevente luce della guida otticji si trova_ nella .posizione PI, è possibile raccogliere luce ...solare contenente in abbondanza le componenti di colore blu nella sua parte circonferenzlale,_ e_co-_ _ sì. con l'estremità ricevente luce della guida otti-_ _ ca posta nelJ.a_ pqsj.z/i_one P2 si può raccogliere 1u-_ _ ce solare contenente in abbondanza le componenti di_ _ colore verde nella sua parte circonferenziale , men- _ _ tre_ne11 a _posiziqne_P3 la_1uce solare racco1ta con-_ terrà in abbondanza 1e componenti di colore rosso
_ nella sua parte circonferenziale. In ciascun caso, _ si potrà scegliere il diametro della guida ottica _ a seconda delle componenti di luce da raccogliere.
_ Ad esempio,_ i diametri DI, D2 e D3 delle guide ot-:.'i··'e tiche dipenderanno rispettivamente dai colori blu, verde o rosso dei raggi luminosi desiderati. In tal modo, può essere realizzata un'economia nella effettiva quantità necessaria _dil avo a fibre ottiche da utilizzare , mentre può essere raccolta con la
!
massima efficacia luce solare contenente prevalentemente le componenti del colore desiderato.
-Inoltre, come visibile in fig. 5, aumentando il.dia-: . .metro del cavo a fibre ottiche a DO, è possibile rac--cogliere luce contenente tutte le componenti .di lun-.gnezza d1onda nel visibile, ma priva.dei raggi ultravioletti o .infrarossi. _ _
.E'..pure possibile prevedere che le.estremità riceven-,ti luce delle guide ottiche 24 siano_fissate _in precedenza dal fabbricante nel piano focale del sistema eli lenti, oppure rese regolabili nella direzione de.l-J.'asse. della luce, per permettere all'utente di efj'ettuarne la regolazione,onde ottenere le componenti .di luce_del colore desiderato.
.Come si è detto sopra, quando la luce del sole è messa a fuoco attraverso un sistema di lenti, l'immagine solare si presenta con una parte centrale di luce bianca e una parte circonferenziale il cui_ contenuto varia in dipendenza della distanza dal sistema di lenti. In particolare, a breve distanza dal sistema di lenti si raccoglie luce di colore blu e a grande distanza dal sistema di lenti si raccoglie luce di colore rosso. Regolando la posizione impostata delle estremità riceventi luce delle guide ottiche, è possibile eliminare i raggi infrarossi e ultravioletti, ottenendosi così luce solare adatta per bagni di sole, per l'allevamento di animali e la coltivazione di piante..

Claims (4)

  1. RIVENDICAZIONI 1. Radiatore di luce comprendente un contenitore tubolare semitrasparente, una pluralità di piastre trasparenti disposte in serie internamente a detto contenitore tubolare in maniera da risultare inclinate nella stessa direzione dell'asse^di detto contenitore, una parte di raccordo predisposta ad una estremità del contenitore per il collegamento a quest'ultimo dell'estremità di uscita di un cavo_di guida della luce, una lente inserita fra la parte di raccordo al cavo ottico e una piastra trasparente, e un motore per far girare il contenitore tubolare, caratterizzato da ciò che le piastre trasparenti hanno rispettivamente almeno parziali superfici riflettenti e le rispettive superfici riflettenti vanno aumentando di grandezza con l'aumentare della distanza dalla lente, allo scopo di riflettere una quantità sostanziale, uniforme di raggi luminosi.
  2. 2. Radiatore di luce secondo la rivendicazione 1, caratterizzato da ciò che la parte di raccordo al cavo di guida ottico è predisposta per sostenere girevolmente il cavo di guida ottico e per sorreggere girevolmente il contenitore tubolare.
  3. 3. Radiatore di luce secondo la rivendicazione 1 o 2, caratterizzato da ciò che una parte d'estremità sostanzialmente semicircolare del contenitore tubolari^ dalla quale non può essere scaricata,luce è predisposta per servire da superficie riflettente.
  4. 4. Radiatore di luce comprendente un contenitore tubolare semitrasparente, una serie di parecchie piastre trasparenti inclinate nella medesima direzione dell'asse di detto contenitore tubolare e concentricamente e integralmente assicurate ad un albero centrale trasparente il quale è montato a rotazione all'interno di detto contenitore tubolare, una parte di raccordo predisposta ad una estremità del contenitore per il collegamento ad esso della estremità di un cavo di guida ottico, una lente inserita fra la parte di raccordo e le piastre trasparenti, e un motore per far girare l'albero centrale del contenitore tubolare, caratterizzato da ciò che le piastre -trasparenti hanno rispettivamente almeno una parziale, superficie riflettente e le rispettive super fici*rifi ettenti vanno aumentando.di grandezza con l'aumentare della distanza dalla lente al .fin.e di riflettere una quantità sostanziale, uniforme di raggi Luminosi.
IT19646A 1989-03-13 1990-03-12 Radiatore di luce tubolare girevole con piastre a superficie riflettente graduata IT1239379B (it)

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