JP2013045640A - Device and system for collecting of solar light - Google Patents
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Abstract
Description
本発明は、受光した太陽光を反射させて、該太陽光を建築物の内部や中庭などの所望の位置に導光するための太陽光採光装置及び太陽光採光システムに関する。 The present invention relates to a sunlight lighting device and a sunlight lighting system for reflecting received sunlight and guiding the sunlight to a desired position such as an interior of a building or a courtyard.
この種の太陽光採光装置として、例えば建築物の屋根や屋上などに設置され、受光した太陽光を反射、屈折もしくは透過させつつその光軸方向を変化させて、建築物の居住空間(内部)や中庭などの所望の位置に太陽光を導く太陽光採光装置が知られている。
このような太陽光採光装置では、太陽光を受光して所望の位置に導くための反射鏡やプリズム、レンズなどを備えた採光部を支持する支持軸部が第一駆動機構によって軸線回りに回転することで、採光部の受光面の方位が変化する。また、第二駆動機構の駆動によって採光部が傾動することで、採光部の受光面の傾斜角(仰角)が変化する。そして、第一及び第二駆動機構を随時制御しながら駆動することで、採光部の受光面を、太陽を追尾するように移動させることができ、高度や方位、角度が変化する太陽の光を、確実に受光して下方の建築物の居住空間や中庭などの所望の位置に導光できる(例えば、特許文献1参照)。
This type of solar lighting device is installed on the roof or roof of a building, for example, and changes the optical axis direction while reflecting, refracting or transmitting the received sunlight to change the living space of the building (inside) There is known a solar lighting device that guides sunlight to a desired position such as a garden or a courtyard.
In such a daylighting device, a support shaft portion that supports a daylighting portion including a reflecting mirror, a prism, a lens, and the like for receiving sunlight and guiding it to a desired position is rotated around the axis by a first drive mechanism. As a result, the orientation of the light receiving surface of the daylighting unit changes. Moreover, the tilting angle (elevation angle) of the light receiving surface of the lighting unit is changed by tilting the lighting unit by driving the second drive mechanism. And by driving while controlling the first and second drive mechanisms as needed, the light receiving surface of the daylighting unit can be moved to track the sun, and the light of the sun whose altitude, azimuth, and angle change The light can be reliably received and guided to a desired position such as a living space or a courtyard of the lower building (for example, see Patent Document 1).
しかしながら、従来の太陽光採光装置では以下のような問題があった。
すなわち、上記の太陽光採光装置では、大容量を必要とする場合、1枚の反射鏡やプリズム、レンズなどを備えた採光部の寸法の大きなもの複数台採用することとなる。このように装置の大型化により、設置スペースの確保が困難になるうえ、装置の重量も大きくなるという問題があり、その点で改良の余地があった。
However, the conventional solar lighting device has the following problems.
That is, in the above-described solar lighting device, when a large capacity is required, a plurality of lighting units having a large size of a lighting unit including one reflecting mirror, prism, lens and the like are employed. Thus, the increase in the size of the device makes it difficult to secure the installation space and increases the weight of the device, and there is room for improvement in that respect.
本発明は、上述する問題点に鑑みてなされたもので、簡単な構造で大容量の採光が可能となるうえ、装置の小型化を図ることができる太陽光採光装置を提供することを目的とする。 The present invention has been made in view of the above-described problems, and it is an object of the present invention to provide a solar lighting device that can perform large-capacity daylighting with a simple structure and can reduce the size of the device. To do.
上記目的を達成するため、本発明に係る太陽光採光装置では、受光した太陽光を所望の位置に導くための太陽光採光装置であって、傾動可能な第1反射鏡と第2反射鏡とが2段に重なって配置され、第1反射鏡の第1回動軸と、第2反射鏡の第2回動軸とが異なる方向に向けて配置され、第1反射鏡及び第2反射鏡のいずれか一方を太陽光の入射側に配置した状態で、第1反射鏡の傾斜角度と第2反射鏡の傾斜角度とが太陽の位置に基づいて計算され、第1反射鏡と第2反射鏡とがそれぞれ別々に制御されることを特徴としている。 In order to achieve the above object, the solar light collecting device according to the present invention is a solar light collecting device for guiding received sunlight to a desired position, and is capable of tilting a first reflecting mirror and a second reflecting mirror, Are arranged in two stages, the first rotating shaft of the first reflecting mirror and the second rotating shaft of the second reflecting mirror are arranged in different directions, and the first reflecting mirror and the second reflecting mirror are arranged. In a state where any one of these is arranged on the sunlight incident side, the tilt angle of the first reflecting mirror and the tilt angle of the second reflecting mirror are calculated based on the position of the sun, and the first reflecting mirror and the second reflecting mirror are calculated. The mirror is controlled separately.
また、本発明に係る太陽光採光システムでは、上述した太陽光採光装置を用いた太陽光採光システムであって、複数の太陽光採光装置が採光面方向に連結されていることを特徴としている。 In addition, the solar lighting system according to the present invention is a solar lighting system using the above-described solar lighting device, and is characterized in that a plurality of solar lighting devices are connected in the direction of the lighting surface.
本発明では、太陽光の入射側に設置した一方の反射鏡を太陽の位置に応じて効率的な反射が可能な傾斜角度に制御し、さらにその反射光を受ける他方の反射鏡を前記一方の反射鏡に応じた好適な傾斜角度に制御して、その他方の反射鏡によって反射した反射光を所望の位置に導光することができる。このように、第1反射鏡と第2反射鏡とが2段に分離されそれぞれの傾斜角度を計算して第1反射鏡と第2反射鏡を別々に制御することにより、反射光率を高めることができ、簡単な構造で大容量の採光が可能となる。 In the present invention, one reflecting mirror installed on the sunlight incident side is controlled to an inclination angle that allows efficient reflection according to the position of the sun, and the other reflecting mirror that receives the reflected light is controlled as the one reflecting mirror. The reflected light reflected by the other reflecting mirror can be guided to a desired position by controlling the tilt angle to be suitable for the reflecting mirror. As described above, the first reflecting mirror and the second reflecting mirror are separated in two stages, and the tilt angle is calculated and the first reflecting mirror and the second reflecting mirror are controlled separately, thereby increasing the reflected light rate. Therefore, large-capacity lighting can be achieved with a simple structure.
また、第1反射鏡及び第2反射鏡が長尺板状の形状で、これらを2段に配置させた簡単な構造であり、2段で配置される第1反射鏡と第2反射鏡の幅寸法が太陽光採光装置の厚さ寸法となるので、装置全体を薄くすることができ、小型化を図ることができる。しかも、例えば第1反射鏡と第2反射鏡のそれぞれを並行に配列させて数量を増加させても、その配列方向の面積が大きくなるだけで済み、2段に配置される第1反射鏡及び第2反射鏡のみの厚さ寸法は変わらないので、装置自体の厚さ寸法を増大させずに反射鏡を増やすことができる。 In addition, the first and second reflecting mirrors have a long plate-like shape and are simply arranged in two stages. The first reflecting mirror and the second reflecting mirror are arranged in two stages. Since the width dimension becomes the thickness dimension of the sunlight lighting device, the entire device can be thinned and the size can be reduced. Moreover, for example, even if each of the first reflecting mirror and the second reflecting mirror is arranged in parallel to increase the quantity, it is only necessary to increase the area in the arrangement direction, and the first reflecting mirror arranged in two stages and Since the thickness dimension of only the second reflecting mirror does not change, the number of reflecting mirrors can be increased without increasing the thickness dimension of the apparatus itself.
また、本発明に係る太陽光採光装置では、第1反射鏡と第2反射鏡とは、それぞれ間隔をもって複数並設されていることが好ましい。 Moreover, in the solar light lighting device according to the present invention, it is preferable that a plurality of the first reflecting mirrors and the second reflecting mirrors are arranged in parallel with each other.
本発明では、複数の第1反射鏡を並設した第1反射鏡列群と、複数の第2反射鏡を並設した第2反射鏡列群とが2段に配置された太陽光採光装置を構成することになり、これにより大容量の採光を行うことができる。しかも、上述したように第1反射鏡と第2反射鏡の数量を増やす並設方向が装置の厚さ方向ではないので、装置の厚さ寸法を増大させずに反射鏡の数量を増やすことが可能となる。 In the present invention, a solar light collecting device in which a first reflecting mirror row group in which a plurality of first reflecting mirrors are arranged in parallel and a second reflecting mirror row group in which a plurality of second reflecting mirrors are arranged in parallel are arranged in two stages. Thus, large-capacity lighting can be performed. In addition, as described above, since the juxtaposition direction for increasing the number of the first reflecting mirror and the second reflecting mirror is not the thickness direction of the apparatus, the number of the reflecting mirrors can be increased without increasing the thickness dimension of the apparatus. It becomes possible.
また、本発明に係る太陽光採光装置では、第1回動軸と第2回動軸とが互いに直交していることが好ましい。 Moreover, in the solar light lighting device according to the present invention, it is preferable that the first rotation shaft and the second rotation shaft are orthogonal to each other.
この場合、入射側に設けられる一方の反射鏡の反射面と、導光側に設けられる他方の反射鏡の反射面とが直交する方向に配置されるため、入射側の反射鏡に対して太陽光が斜めに入射して反射した場合であっても、その反射光を導光側の反射鏡で確実に受けることができ、前記反射光のロスが少なくなって採光効率の低下を防ぐことができる。 In this case, the reflecting surface of one reflecting mirror provided on the incident side and the reflecting surface of the other reflecting mirror provided on the light guide side are arranged in a direction orthogonal to the reflecting mirror on the incident side. Even when light is incident obliquely and reflected, the reflected light can be reliably received by the reflecting mirror on the light guide side, and the loss of the reflected light is reduced to prevent the reduction in lighting efficiency. it can.
また、本発明に係る太陽光採光装置では、第1反射鏡及び第2反射鏡は、それぞれ両面に反射板が設けられていることが好ましい。 Moreover, in the sunlight lighting apparatus which concerns on this invention, it is preferable that the 1st reflective mirror and the 2nd reflective mirror are each provided with the reflecting plate on both surfaces.
この場合、入射側の一方の反射鏡の表裏面において移動する太陽光を入射させることができ、また導光側の他方の反射鏡の表裏面で入射側の反射鏡による反射光を入射させることが可能となる。つまり、太陽の位置に合わせて傾動させる第1反射鏡及び第2反射鏡の傾斜角度を小さくすることができるため、反射鏡を複数並設させる場合であっても隣り合う反射鏡同士の間隔を小さく、密にすることができる。したがって、同一の採光面積において反射鏡の数量を増やすことが可能となり、採光効率を向上させることができ、装置の大容量化を図ることができる。 In this case, the moving sunlight can be incident on the front and back surfaces of the one reflecting mirror on the incident side, and the reflected light from the reflecting mirror on the incident side can be incident on the front and back surfaces of the other reflecting mirror on the light guide side. Is possible. In other words, since the tilt angle of the first reflecting mirror and the second reflecting mirror tilted in accordance with the position of the sun can be reduced, even when a plurality of reflecting mirrors are arranged in parallel, the interval between adjacent reflecting mirrors can be reduced. Can be small and dense. Therefore, the number of reflecting mirrors can be increased in the same lighting area, the lighting efficiency can be improved, and the capacity of the apparatus can be increased.
また、本発明に係る太陽光採光装置では、複数の第1反射鏡が第1駆動軸によって連動して所望の傾斜角度に傾動され、複数の第2反射鏡が第2駆動軸によって連動して所望の傾斜角度に傾動されることがより好ましい。 Further, in the sunlight lighting device according to the present invention, the plurality of first reflecting mirrors are tilted to a desired inclination angle in conjunction with the first drive shaft, and the plurality of second reflecting mirrors are interlocked with the second drive shaft. More preferably, it is tilted to a desired tilt angle.
このような構成により、複数の第1反射鏡を連動して同じ傾斜角度に傾動させ、複数の第2反射鏡を連動して同じ傾斜角度に傾動させることで、計算された傾斜角度に精度良く制御することができ、導光する位置のばらつきを防ぐことができ、採光精度を高めることができる。 With such a configuration, the plurality of first reflecting mirrors are interlocked and tilted to the same tilt angle, and the plurality of second reflecting mirrors are interlocked and tilted to the same tilt angle, thereby accurately calculating the calculated tilt angle. It can control, can prevent the variation in the light guide position, and can improve the lighting accuracy.
また、本発明に係る太陽光採光装置では、第1反射鏡及び第2反射鏡は、それぞれの配置枚数が異なっていてもよい。 Moreover, in the solar light lighting device according to the present invention, the first reflecting mirror and the second reflecting mirror may be arranged in different numbers.
この場合、太陽光の反射ロスを少なくして、採光効率を高めるように、入射側に配置される反射鏡と導光側に配置される反射鏡の数量を適宜増減させることができる。 In this case, the number of reflecting mirrors arranged on the incident side and the number of reflecting mirrors arranged on the light guide side can be appropriately increased or decreased so as to reduce the reflection loss of sunlight and increase the lighting efficiency.
また、本発明に係る太陽光採光装置では、第1反射鏡を太陽光の入射側に配置させ、その第1反射鏡で太陽光の東西成分又は南北成分のみを第2反射鏡側に向けて反射させ、その反射光を第2反射鏡で反射させて所定位置に向けて導光させる制御が行われることが好ましい。 Moreover, in the solar light daylighting apparatus according to the present invention, the first reflecting mirror is arranged on the sunlight incident side, and only the east-west component or the north-south component of sunlight is directed to the second reflecting mirror side with the first reflecting mirror. It is preferable to perform control to reflect the light and reflect the reflected light by the second reflecting mirror to guide the light toward a predetermined position.
これにより、入射側に配置した第1反射鏡に入射する太陽光のベクトルを東西方向(又は南北方向)の方向余弦に分解し、東西成分(又は南北成分)の余弦のみを取り出し太陽光採光装置における東西方向(又は南北方向)に反射するように傾斜を算出して第1反射鏡を制御し、第1反射鏡によって反射した東西成分(又は南北成分)の太陽光を第2反射鏡で反射させて所定位置に向けて導光することができる。 Thus, the sunlight vector incident on the first reflecting mirror disposed on the incident side is decomposed into direction cosines in the east-west direction (or north-south direction), and only the cosine of the east-west component (or north-south component) is taken out. The first reflector is controlled by calculating the slope so that it reflects in the east-west direction (or north-south direction), and the east-west component (or north-south component) sunlight reflected by the first reflector is reflected by the second reflector. Thus, light can be guided toward a predetermined position.
本発明の太陽光採光装置及び太陽光採光システムによれば、2段に分離した第1反射鏡と第2反射鏡を重ねて配置する構成であるため、装置の小型化を図ることができる。また、第1反射鏡と第2反射鏡とのそれぞれの好適な傾斜角度を計算して別々に制御することで、反射光率を高めることができることから、簡単な構造で大容量の採光が可能となる効果を奏する。 According to the solar light collecting device and the solar light collecting system of the present invention, since the first reflecting mirror and the second reflecting mirror separated in two stages are arranged in an overlapping manner, the size of the device can be reduced. In addition, it is possible to increase the reflected light rate by calculating and controlling the appropriate tilt angles of the first and second reflecting mirrors separately, so that large-capacity lighting can be achieved with a simple structure. The effect which becomes.
以下、本発明の実施の形態による太陽光採光装置及び太陽光採光システムについて、図面に基づいて説明する。 Hereinafter, a solar light lighting device and a solar light lighting system according to embodiments of the present invention will be described with reference to the drawings.
(第1の実施の形態)
図1に示すように、本第1の実施の形態による太陽光採光装置1Aは、例えば建築物の屋根や屋上などに設置されて、太陽光Sを屋内の所望の位置に採光する際や、本実施の形態のように建物Kの屋根部外側に設置されて、建物Kに隣接する庭の所望の位置に採光する際に用いられるものである。ここで、図1の符号Mは、本実施の形態の太陽光採光装置1Aによる採光部を示している。また、図1は採光イメージの一例であり、2方向からの大陽光Sを示している。
なお、太陽光採光装置1Aにおける上下方向とは、図1に示す設置状態の場合とする。
(First embodiment)
As shown in FIG. 1, the solar
In addition, let the vertical direction in 1 A of sunlight lighting apparatuses be the case of the installation state shown in FIG.
図1及び図2に示すように、太陽光採光装置1Aは、複数のルーバー状の反射鏡(方位鏡2及び仰角鏡3)を上下2段に配列させ、上段に方位角を調整可能な第1回動軸O1を有する複数の方位鏡2(第1反射鏡)を並設させ、下段に仰角を調整可能な第2回動軸O2を有する複数の仰角鏡3(第2反射鏡)を並設させた状態で箱状の外殻体4内に収納し、その外殻体4には第1回動軸O1及び第2回動軸O2のそれぞれを中心にして方位鏡2及び仰角鏡3を所望の角度に回動(傾動)させる傾動装置5(図6、図7参照)が設けられて概略構成されている。さらに、太陽光採光装置1Aには、方位鏡2及び仰角鏡3の傾斜角度を太陽の位置に応じて制御する制御部(図示省略)が備えられている。
ここで、太陽光採光装置1Aにおいて、第2回動軸O2に平行な方向を装置の東西方向Xとし、第1回動軸O1に平行な方向を装置の南北方向Yとする。なお、この東西方向X及び南北方向Yは、太陽光採光装置1Aにおける見かけ上の方向であって、真の東西南北方向とは異なるものである。
As shown in FIG. 1 and FIG. 2, the
Here, in the
外殻体4は、方位鏡2及び仰角鏡3を上下2段に配置させることが可能な箱形状をなし、上面及び下面が開放された構成、或いはアクリル製やガラス等の透明部材を備えた構成となっている。上面の一端には、傾動装置5や前記制御部に接続されるとともに、それら傾動装置5や制御部に太陽光Sより電力を供給するためのソーラーセル6が設けられている。
The
なお、太陽光採光装置1Aは、方位鏡2を大陽光Sの入射側に向けた状態で、任意の傾き、方位に配置され、太陽光採光装置1Aの緯度、経度の位置と3軸(X、Y、Z)の傾きが検出された状態となっている。そして、太陽光採光装置1Aの検出値(緯度、経度の位置、及び傾き)と太陽の緯度と経度に基づいて、方位鏡角度T(第1反射鏡の傾斜角度)と仰角鏡角度R(第2反射鏡の傾斜角度)が前記制御部において計算され、方位鏡2と仰角鏡3との位置が制御され、照射位置(図1の採光部M)が求められるようになっている。
なお、太陽光採光装置1Aの緯度、経度については、日本測地系に基づいて位置確認できるが、例えばGPSを用いてその位置を確認するようにしても良い。
The
In addition, about the latitude and longitude of 1 A of sunlight lighting apparatuses, although a position can be confirmed based on a Japanese geodetic system, you may make it confirm the position using GPS, for example.
図2乃至図5に示すように、方位鏡2は、第1回動軸O1を中心にして回転可能に設けられ、一方向(東西方向X)に向けて一定の間隔D1をあけて複数配列された方位鏡列群P1が2列設けられ、太陽の位置に応じて計算された方位鏡角度Tに傾動される。
仰角鏡3は、第2回動軸O2を中心にして回転可能に設けられ、他の一方向(南北方向Y)に向けて一定の間隔D2をあけて複数配列された仰角鏡列群P2が2列設けられ、方位鏡角度Tに応じて計算された仰角鏡角度Rに傾動される。
そして、方位鏡2は、仰角鏡3よりも配置数量が多く密に配置されている。
As shown in FIGS. 2 to 5, the
The
The
方位鏡2及び仰角鏡3は、それぞれ長尺板状で両面2a、2b(3a、3b)が反射板をなしており、いずれか一方の面が入射する太陽光Sを所望の方向へ向けて反射させるようにして配置されている。つまり、方位鏡2及び仰角鏡3は、太陽の移動に合わせて表裏のいずれか一方の面で太陽光Sを入射することができる。
The
方位鏡2は、太陽光Sを表面2a(又は裏面2b)で反射させる。このとき、太陽光Sの位置に応じて好適な方位鏡角度Tが計算され、仰角鏡3で入射する照度を最適な値とすることができる。
仰角鏡3は、方位鏡2による第1反射光を表面3a(又は裏面3b)で反射させた第2反射光S’(図1参照)を所定の採光位置(図1に示す採光部M)へ照射させるものである。このとき、仰角鏡角度Rを方位鏡角度Tに応じて傾斜させて調整することで、採光部Mの照度を最適な値とすることができる。
The
The
上段に設けられる方位鏡列群P1と下段に設けられる仰角鏡列群P2は、上下2段に分離された構成となっている。上段の方位鏡2は、第1回動軸O1が下段の仰角鏡3の第2回動軸O2に対して直交する方向に向けて配置されている。
The azimuth mirror array group P1 provided in the upper stage and the elevation mirror array group P2 provided in the lower stage are separated into two upper and lower stages. The
これら方位鏡列群P1及び仰角鏡列群P2は、それぞれ傾動装置5によって連動し、隣り合う方位鏡2、2同士、及び仰角鏡3、3同士が互いに接触しない範囲で適宜、正回転及び逆回転の両方向に傾動する。
また、図3に示すように、上述したように方位鏡2の枚数が仰角鏡3よりも多く設けられており、上段の方位鏡2、2同士の間隔D1が下段の仰角鏡3、3同士の間隔D2よりも小さくなっている。
The azimuth mirror array group P1 and the elevation mirror array group P2 are respectively interlocked by the
As shown in FIG. 3, the number of the azimuth mirrors 2 is larger than that of the
図6及び図7に示すように、方位鏡2及び仰角鏡3は、上述した図示しない制御部によってそれぞれ所望の方位鏡角度T、仰角鏡角度Rになるように制御され、傾動装置5により動力が伝達され、上段の方位鏡2と下段の仰角鏡3とがそれぞれ別々に連動される構成となっている。ここで、図6及び図7は、方位鏡2(或いは仰角鏡3)の構成を説明するための図であるが、見易くするために主要な方位鏡2のみを示している。
As shown in FIGS. 6 and 7, the
傾動装置5は、第1回動軸O1に平行に設けられる主軸51と、主軸51に回動軸力を付与する駆動モータ32と、方位鏡2の配列方向に沿って延在するとともに方位鏡2(仰角鏡3)を回動させる一対の駆動軸(第1駆動軸53、第2駆動軸54)と、それら第1駆動軸53、第2駆動軸54に主軸51の動力を伝達するためのリンク片55と、を備えている。
The
第1駆動軸53は、軸方向の一端が主軸51に支持され、軸方向の所定位置において方位鏡2の第1回動軸O1に位置する回転中心2cに回転可能に支持している。一方、第2駆動軸54は、リンク片55を介して主軸51の動力が直接的に伝達され、方位鏡2の下端2dに回転可能に支持している。つまり、第2駆動軸54は、リンク片55の回転によって配列方向(第1回動軸O1に直交する水平方向)に沿って往復動可能となっている。
The
複数の方位鏡2を連動させて所望の傾斜角度にする際には、駆動モータ52を駆動させて主軸51を所定の回転方向に回転させ、各リンク片55を介して第2駆動軸54が軸方向に移動させることで、第1駆動軸53によって回転中心2cが固定位置で支持された方位鏡2が傾動する構成となっている。
なお、図6及び図7において、方位鏡2の駆動機構について説明したが、仰角鏡3についても同様であるので、ここでは詳しい説明は省略する。
When a plurality of azimuth mirrors 2 are interlocked to obtain a desired inclination angle, the
6 and 7, the driving mechanism of the
上述した制御部(図示省略)は、日時から求められる太陽の緯度及び経度に基づいて方位鏡角度Tと仰角鏡角度Rを算出し、この算出値(方位鏡角度Tと仰角鏡角度R)に基づいて方位鏡2及び仰角鏡3を制御するように構成されている。
The above-described control unit (not shown) calculates the azimuth mirror angle T and the elevation mirror angle R based on the latitude and longitude of the sun obtained from the date and time, and calculates the calculated values (azimuth mirror angle T and elevation mirror angle R). Based on this, the
制御部では、方位鏡2を太陽光Sの入射側に配置させ、その反射面(表面2a、又は裏面2b)を略東西方向に向けて配置したときに、その方位鏡2で太陽光Sの東西成分のみを仰角鏡3側に向けて反射させ、その第1反射光を仰角鏡3で反射させ、その第2反射光S’を所定位置に向けて導光させる制御が行われるようになっている。
In the control unit, when the
次に、上述した構成からなる太陽光採光装置の制御方法と作用について、図面に基づいて説明する。
図2乃至図5に示すように、上述した太陽光採光装置1Aでは、太陽光Sの入射側に設置した方位鏡2を太陽の位置に応じて効率的な反射が可能な方位鏡角度Tに制御し、さらにその第1反射光を受ける仰角鏡3を方位鏡2に応じた好適な仰角鏡角度Rに制御して、その仰角鏡3によって反射した第2反射光S’を所望の位置に導光することができる。このように、方位鏡2と仰角鏡3とが上下2段に分離されそれぞれの方位鏡角度T、仰角鏡角度Rを計算して方位鏡2と仰角鏡3を別々に制御することにより、反射光率を高めることができ、簡単な構造で大容量の採光が可能となる。
Next, the control method and operation of the solar lighting device having the above-described configuration will be described with reference to the drawings.
As shown in FIGS. 2 to 5, in the above-described solar light daylighting apparatus 1 </ b> A, the
また、方位鏡2及び仰角鏡3が長尺板状の形状であり、これらを2段に配置させた簡単な構造であり、2段で配置される方位鏡2と仰角鏡3の幅寸法が太陽光採光装置1Aの厚さ寸法となるので、例えば10cm程度に装置全体を薄くすることができ、小型化を図ることができる。しかも、例えば方位鏡2と仰角鏡3のそれぞれを並行に配列させて数量を増加させても、その配列方向の面積が大きくなるだけで済み、上下2段に配置される方位鏡2及び仰角鏡3のみの厚さ寸法は変わらないので、装置自体の厚さ寸法を増大させずに反射鏡を増やすことができる。
Further, the
また、方位鏡2と仰角鏡3とは、それぞれ間隔をもって複数並設されており、複数の方位鏡2を並設した方位鏡列群P1と、複数の仰角鏡3を並設した仰角鏡列群P2とが2段に配置された太陽光採光装置1Aを構成することになり、これにより大容量の採光を行うことができる。しかも、上述したように方位鏡2と仰角鏡3の数量を増やす並設方向が装置の厚さ方向ではないので、装置の厚さ寸法を増大させずに方位鏡2及び仰角鏡3の数量を増やすことが可能となる。
A plurality of azimuth mirrors 2 and elevation mirrors 3 are arranged in parallel with each other, and an azimuth mirror row group P1 in which a plurality of azimuth mirrors 2 are arranged in parallel, and an elevation mirror row in which a plurality of elevation mirrors 3 are arranged in parallel. The
また、方位鏡2の第1回動軸O1と仰角鏡3の第2回動軸O2とが互いに直交しており、方位鏡2の反射面と、仰角鏡3の反射面とが直交する方向に配置されるため、方位鏡2に対して太陽光Sが斜めに入射して反射した場合であっても、その第1反射光を仰角鏡3で確実に受けることができ、前記反射光のロスが少なくなって採光効率の低下を防ぐことができる。
Further, the first rotation axis O1 of the
さらに、方位鏡2及び仰角鏡3は、それぞれ両面に反射板が設けられているので、方位鏡2の表面10a、裏面10bにおいて移動する太陽光を入射させることができ、また仰角鏡3の表面20a、裏面20bで方位鏡2による第1反射光を入射させることが可能となる。つまり、太陽の位置に合わせて傾動させる方位鏡2及び仰角鏡3のそれぞれの傾斜角度(方位鏡角度T、仰角鏡角度R)を小さくすることができるため、方位鏡2及び仰角鏡3を複数並設させる場合であっても隣り合う反射鏡同士の間隔を小さく、密にすることができる。したがって、同一の採光面積において方位鏡2及び仰角鏡3の数量を増やすことが可能となり、採光効率を向上させることができ、装置の大容量化を図ることができる。
Furthermore, since the
また、第1駆動軸33Aによって複数の方位鏡2を連動して同じ傾斜角度に傾動させ、第2駆動軸33Bによって複数の仰角鏡3を連動して同じ傾斜角度に傾動させることで、計算された傾斜角度に精度良く制御することができ、導光する位置のばらつきを防ぐことができ、採光精度を高めることができる。 In addition, the plurality of azimuth mirrors 2 are interlocked and tilted to the same tilt angle by the first drive shaft 33A, and the plurality of elevation mirrors 3 are interlocked and tilted to the same tilt angle by the second drive shaft 33B. Therefore, it is possible to accurately control the tilt angle, to prevent variations in the light guide position, and to improve the daylighting accuracy.
また、入射側に配置される方位鏡2を導光側に配置される仰角鏡3の数量よりも多くすることで、太陽光の反射ロスを少なくして、採光効率を高めることができる。 Further, by increasing the number of azimuth mirrors 2 arranged on the incident side than the number of elevation mirrors 3 arranged on the light guide side, it is possible to reduce the reflection loss of sunlight and increase the lighting efficiency.
さらにまた、制御部における、太陽の軌道に応じて算出される方位鏡角度Tと仰角鏡角度Rの計算方法では、方位鏡2と仰角鏡3とを別々に制御する。具体的には、先ず方位鏡角度Tを算出する第1ステップと、仰角鏡角度Rを算出する第2ステップとが行われる。すなわち、第1ステップでは、方位鏡2に入射する太陽光Sのベクトルを東西方向の方向余弦に分解し、東西成分の余弦のみを取り出し太陽光採光装置1Aにおける東西方向Xに反射するように傾斜を算出して方位鏡2を制御する。第2ステップでは、方位鏡2によって反射した東西成分Xの太陽光Sを仰角鏡3で反射させた第2反射光S’を所定位置に向けて導光することができる。
Furthermore, in the calculation method of the azimuth mirror angle T and the elevation mirror angle R calculated according to the orbit of the sun in the control unit, the
上述のように本実施の形態による太陽光採光装置及び太陽光採光システムでは、2段に分離した方位鏡2と仰角鏡3を重ねて配置する構成であるため、装置の小型化を図ることができる。
また、方位鏡2と仰角鏡3とのそれぞれの好適な傾斜角度(方位鏡角度T、仰角鏡角度R)を計算して別々に制御することで、反射光率を高めることができることから、簡単な構造で大容量の採光が可能となる効果を奏する。
As described above, the solar lighting device and the solar lighting system according to the present embodiment have a configuration in which the
In addition, since the preferred tilt angles (azimuth mirror angle T and elevation mirror angle R) of the
次に、本発明の太陽光採光装置及び太陽光採光システムによる他の実施の形態について、添付図面に基づいて説明するが、上述の第1の実施の形態と同一又は同様な部材、部分には同一の符号を用いて説明を省略し、第1の実施の形態と異なる構成について説明する。 Next, other embodiments of the solar lighting device and the solar lighting system of the present invention will be described with reference to the accompanying drawings, but the same or similar members and parts as those of the first embodiment described above are included. The same reference numerals are used to omit the description, and a configuration different from the first embodiment will be described.
(第2の実施の形態)
図8に示す第2の実施の形態は、上述した第1の実施の形態による太陽光採光装置1Aを採光面方向(太陽光採光装置1Aの東西方向X及び南北方向Y)に連結させた太陽光採光システム10を構成したものである。この太陽光採光システム10は、4つの太陽光採光装置1A、1A、…を連結しており、上段に配置される複数の方位鏡2、2、…は、東西方向Xに連結される装置1A、1A間で連続して並設する方位鏡列群P1を形成している。つまり、この太陽光採光システム10では、4つの方位鏡列群P1、P1、…が構成されている。
(Second Embodiment)
The second embodiment shown in FIG. 8 is a solar in which the
そして、第1駆動軸53(第2駆動軸54)は、東西方向Xの装置1A、1A間で駆動軸連結部56を介して連結されている。また、主軸51についても、南北方向Yの装置1A、1A間で主軸連結部57を介して連結されている。そのため、各方位鏡列群P1は傾動装置5の1つの駆動モータ51を駆動させることで、主軸51と各リンク片55を介して第1駆動軸53(第2駆動軸54)に動力が伝達され、4つの太陽光採光装置1A、1A、…の全ての方位鏡2、2、が連動して同じ方位鏡角度になるように傾動する構成となっている。
The first drive shaft 53 (second drive shaft 54) is coupled between the
(第3の実施の形態)
図9に示す第3の実施の形態による太陽光採光装置1Bは、建物Eの庇の部分に方位鏡2を配置し、仰角鏡3の並設方向を上下方向に向けて設置した一例である。この場合、仰角鏡3で反射させた第2反射光S’が略水平方向に向けて照射されるので、その反射方向に別途、反射調整板7を設けて室内eを採光する構成となっている。
(Third embodiment)
The solar
(第4の実施の形態)
図10に示す第4の実施の形態による太陽光採光装置1Cは、建物Eの壁面Eaから採光する場合であって、採光面方向を縦置き(上下方向)に向けて設置した一例である。この場合、仰角鏡3で反射させた第2反射光S’が略水平方向に向けて照射されるので、その反射方向に別途、反射調整板7を設けて室内eを採光する構成となっている。
(Fourth embodiment)
A solar lighting device 1C according to the fourth embodiment shown in FIG. 10 is an example in which lighting is performed from a wall surface Ea of a building E, and the lighting surface direction is set vertically (vertical direction). In this case, since the second reflected light S ′ reflected by the
以上、本発明による太陽光採光装置及び太陽光採光システムの実施の形態について説明したが、本発明は上記の実施の形態に限定されるものではなく、その趣旨を逸脱しない範囲で適宜変更可能である。
例えば、本第1の実施の形態では上段に方位鏡2を配置し、下段に仰角鏡3を配置ささせた構成としているが、これに限定されることはなく、上下を逆にして、上段の入射側に仰角鏡3を配置して、導光側の下段に方位鏡2を配置する構成にすることも可能である。この場合、上段の仰角鏡3の反射面を略南北方向に配置し、その仰角鏡3で太陽光Sの南北成分のみを下段の方位鏡2側に向けて反射させ、その反射光を方位鏡2で反射させて所定位置に向けて導光させる制御が行われる。
As described above, the embodiments of the solar lighting device and the solar lighting system according to the present invention have been described. However, the present invention is not limited to the above-described embodiments, and can be appropriately changed without departing from the scope of the present invention. is there.
For example, in the first embodiment, the
また、方位鏡2及び仰角鏡3の数量も適宜設定することができ、本実施の形態のように上段の方位鏡2の数量を下段の仰角鏡3の数量よりも多くすることにも制限されることはなく、上下段の反射鏡が同数であってもかまわない。つまり、太陽光の反射ロスを少なくして、採光効率を高めるように、入射側に配置される反射鏡と導光側に配置される反射鏡の数量を適宜増減させることができる。
そして、方位鏡2、仰角鏡3のそれぞれの配列間隔も一定であることに限定されず、その間隔は適宜設定可能である。
Further, the quantity of the
And the arrangement | positioning space | interval of each of the azimuth |
また、本実施の形態では方位鏡2の第1回動軸O1と仰角鏡3の第2回動軸O2とが直交しているが、直交であることに制限されることはなく、両回動軸O1、O2同士が互いに異なる方向に向けて配置されていればよい。
そして、本実施の形態では方位鏡2及び仰角鏡3の形状を長尺板状としているが、この形状に限定されることはなく、例えば円形状や正方形状(矩形状)などの形状のものを採用することも可能である。
In the present embodiment, the first rotation axis O1 of the
In the present embodiment, the shape of the
さらに、複数の方位鏡2及び複数の仰角鏡3のそれぞれを連動させる傾動装置5の構成は本実施の形態に限定されることはない。
さらにまた、上述した第2の実施の形態では4つの太陽光採光装置1Aを連結させた構成としているが、その連結数量や配置は使用条件に応じて任意に設定することが可能である。
また、本実施の形態では制御部への電力供給にソーラーセル6を用いているが、これに限定されることはなく、一般的な電源など他の電力供給手段を採用することも可能である。
Furthermore, the configuration of the
Furthermore, in the second embodiment described above, the four
In the present embodiment, the solar cell 6 is used to supply power to the control unit. However, the present invention is not limited to this, and other power supply means such as a general power source may be employed. .
その他、本発明の趣旨を逸脱しない範囲で、上記した実施の形態における構成要素を周知の構成要素に置き換えることは適宜可能である。 In addition, it is possible to appropriately replace the components in the above-described embodiments with known components without departing from the spirit of the present invention.
1A、1B、1C 太陽光採光装置
2 方位鏡(第1反射鏡)
3 仰角鏡(第2反射鏡)
4 外殻体
5 傾動装置
10 太陽光採光システム
53 第1駆動軸
54 第2駆動軸
M 採光部
O1 第1回動軸
O2 第2回動軸
P1 方位鏡列群
P2 仰角鏡列群
R 仰角鏡角度
S 太陽光
S’ 第2反射光
T 方位鏡角度
X 東西方向
Y 南北方向
1A, 1B,
3 Elevation mirror (second reflector)
4
Claims (8)
傾動可能な第1反射鏡と第2反射鏡とが2段に重なって配置され、
前記第1反射鏡の第1回動軸と、前記第2反射鏡の第2回動軸とが異なる方向に向けて配置され、
前記第1反射鏡及び前記第2反射鏡のいずれか一方を太陽光の入射側に配置した状態で、前記第1反射鏡の傾斜角度と前記第2反射鏡の傾斜角度とが太陽の位置に基づいて計算され、前記第1反射鏡と前記第2反射鏡とがそれぞれ別々に制御されることを特徴とする太陽光採光装置。 A solar lighting device for guiding received sunlight to a desired position,
The tiltable first reflecting mirror and the second reflecting mirror are arranged in two stages,
The first rotating shaft of the first reflecting mirror and the second rotating shaft of the second reflecting mirror are arranged in different directions,
With either one of the first reflecting mirror and the second reflecting mirror arranged on the sunlight incident side, the tilt angle of the first reflecting mirror and the tilt angle of the second reflecting mirror are at the position of the sun. And the first reflecting mirror and the second reflecting mirror are controlled separately, respectively.
前記複数の第2反射鏡が第2駆動軸によって連動して所望の傾斜角度に傾動されることを特徴とする請求項2乃至4のいずれか1項に記載の太陽光採光装置。 The plurality of first reflecting mirrors are tilted to a desired tilt angle in conjunction with the first drive shaft,
The solar light collecting device according to any one of claims 2 to 4, wherein the plurality of second reflecting mirrors are tilted to a desired tilt angle in conjunction with a second drive shaft.
複数の前記太陽光採光装置が採光面方向に連結されていることを特徴とする太陽光採光システム。 A solar lighting system using the solar lighting device according to any one of claims 1 to 7,
A plurality of the sunlight lighting devices are connected in the direction of the lighting surface.
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Cited By (5)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
WO2014172779A1 (en) * | 2013-04-24 | 2014-10-30 | SunCentral Inc. | Sunlight redirector with fixed mirror segments |
CN104534400A (en) * | 2014-12-19 | 2015-04-22 | 陕西科技大学 | Controllable nature light illuminating device for classroom |
CN105385563A (en) * | 2014-09-03 | 2016-03-09 | 新奥科技发展有限公司 | Array type photobioreactor light splitting method |
US9964269B2 (en) | 2014-06-12 | 2018-05-08 | The University Of British Columbia | Light distribution systems and methods |
KR20230135848A (en) * | 2022-03-17 | 2023-09-26 | 주식회사 바이솔라 | Apparaturs for natural lighting |
Citations (2)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
JPS5838402A (en) * | 1981-08-31 | 1983-03-05 | 立川ブラインド工業株式会社 | Lighting unit |
JPH0734616A (en) * | 1993-07-26 | 1995-02-03 | Takenaka Komuten Co Ltd | Lighting device |
-
2011
- 2011-08-24 JP JP2011182825A patent/JP2013045640A/en active Pending
Patent Citations (2)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
JPS5838402A (en) * | 1981-08-31 | 1983-03-05 | 立川ブラインド工業株式会社 | Lighting unit |
JPH0734616A (en) * | 1993-07-26 | 1995-02-03 | Takenaka Komuten Co Ltd | Lighting device |
Cited By (9)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
WO2014172779A1 (en) * | 2013-04-24 | 2014-10-30 | SunCentral Inc. | Sunlight redirector with fixed mirror segments |
US9746148B2 (en) | 2013-04-24 | 2017-08-29 | The University Of British Columbia | Sunlight redirector with fixed mirror segments |
US9964269B2 (en) | 2014-06-12 | 2018-05-08 | The University Of British Columbia | Light distribution systems and methods |
CN105385563A (en) * | 2014-09-03 | 2016-03-09 | 新奥科技发展有限公司 | Array type photobioreactor light splitting method |
CN105385563B (en) * | 2014-09-03 | 2017-11-17 | 新奥科技发展有限公司 | A kind of light-splitting method of array optical bioreactor |
CN104534400A (en) * | 2014-12-19 | 2015-04-22 | 陕西科技大学 | Controllable nature light illuminating device for classroom |
CN104534400B (en) * | 2014-12-19 | 2016-08-24 | 陕西科技大学 | A kind of controlled natural lighting in classroom device |
KR20230135848A (en) * | 2022-03-17 | 2023-09-26 | 주식회사 바이솔라 | Apparaturs for natural lighting |
KR102644581B1 (en) * | 2022-03-17 | 2024-03-07 | 주식회사 바이솔라 | Apparaturs for natural lighting |
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