一種太陽光照明系統(tǒng)的制作方法
【技術(shù)領(lǐng)域】
[0001]本發(fā)明涉及一種將太陽光導(dǎo)入到需光環(huán)境中的系統(tǒng)裝置，以滿足這些環(huán)境對光和熱的需求，更具體地說，本發(fā)明采用一組拋物線型凹/凸面反光鏡對太陽光進(jìn)行聚集，采用內(nèi)反光管將前述聚集的太陽光按需分配、傳輸導(dǎo)入需光環(huán)境。
【背景技術(shù)】
[0002]對于需光環(huán)境(完全黑暗的，或有自然采光但仍需補(bǔ)充照明的)，通常采用耗電光源提供照明，此法需消耗寶貴的電能(由其他能源以較低的轉(zhuǎn)換效率、付出巨大的環(huán)境成本獲得的高品質(zhì)能源)。眾所周知，太陽光是一種健康、節(jié)能又環(huán)保的光。在白天太陽光充沛的情況下，采用耗電光源照明是不合理的，尤其在當(dāng)前能源緊張、環(huán)境問題日益突出的今天，采用耗電光源照明就是一種能源浪費(fèi)！因此，我們需要考慮采用太陽光照明以代替白天的耗電光源照明。
[0003]當(dāng)前，太陽光照明的技術(shù)路線分為直接法和間接法兩種。簡言之，間接法就是采用太陽能電池板進(jìn)行光-電轉(zhuǎn)換，再將轉(zhuǎn)換所得的電用于照明。太陽能電池板的光-電轉(zhuǎn)換效率只有10%左右，這么低的效率注定了其在該領(lǐng)域推廣價(jià)值不大。直接法，不涉及能量轉(zhuǎn)換，運(yùn)用光反射原理將太陽光導(dǎo)入需光環(huán)境。當(dāng)前屬于直接法的產(chǎn)品有兩種型式:大口徑導(dǎo)光管式光導(dǎo)照明系統(tǒng)以及光導(dǎo)纖維式太陽光照明系統(tǒng)。相比于間接法，雖然這兩種型式效率有所提高，但也存在以下不足。第一，大口徑導(dǎo)光管式光導(dǎo)照明系統(tǒng)沒有太陽跟蹤裝置，其受光面固定不動(dòng)，隨著太陽方位、高度角的不同，照明效果變化很大。大口徑管道穿過建筑墻面、屋頂，開孔過大對建筑結(jié)構(gòu)不利。第二，光導(dǎo)纖維式太陽光照明系統(tǒng)所用光纖成本較高，并且受光端存在反射損失、光照發(fā)熱問題，導(dǎo)致其光承載量不大，聚光規(guī)模較小。

【發(fā)明內(nèi)容】

[0004]本發(fā)明的目的是提供一種成本低廉且照明效果好的直接法太陽光照明系統(tǒng)。
[0005]為了達(dá)到上述目的，本發(fā)明的技術(shù)方案是提供了一種太陽光照明系統(tǒng)，其特征在于，包括太陽光聚焦裝置，在太陽光聚焦裝置的后端固定連接有可伸縮、彎曲的彈性柔變彎曲導(dǎo)光管結(jié)構(gòu)，由太陽光聚焦裝置將太陽光聚集成一束平行光柱后引入彈性柔變彎曲導(dǎo)光管結(jié)構(gòu)，水平方向減速步進(jìn)電機(jī)驅(qū)動(dòng)太陽光聚焦裝置繞其輸出軸擺動(dòng)，從而使得太陽光聚焦裝置隨太陽高度角的變化而改變抬頭角度，豎直方向減速步進(jìn)電機(jī)驅(qū)動(dòng)彈性柔變彎曲導(dǎo)光管結(jié)構(gòu)伸縮、彎曲，從而帶動(dòng)太陽光聚焦裝置保持面向太陽，水平方向減速步進(jìn)電機(jī)及豎直方向減速步進(jìn)電機(jī)均與控制單元相連，彈性柔變彎曲導(dǎo)光管結(jié)構(gòu)與太陽光分配、轉(zhuǎn)向?qū)Ч夤芾硐到y(tǒng)光路相通，由太陽光分配、轉(zhuǎn)向?qū)Ч夤芾硐到y(tǒng)將由彈性柔變彎曲導(dǎo)光管結(jié)構(gòu)引入的太陽光分配至各需光端。
[0006]優(yōu)選地，所述太陽光聚焦裝置包括同軸線同焦點(diǎn)的拋物線型聚光凸面鏡及拋物線型聚光凹面鏡，拋物線型聚光凸面鏡固定在拋物線型聚光凹面鏡的上方，在拋物線型聚光凹面鏡的中心形成有孔洞，太陽光經(jīng)拋物線型聚光凹面鏡與拋物線型聚光凸面鏡兩次反射后聚集成一束平行光柱穿過孔洞后進(jìn)入內(nèi)反光錐筒體內(nèi)，內(nèi)反光錐筒體與所述彈性柔變彎曲導(dǎo)光管結(jié)構(gòu)光路相通。
[0007]優(yōu)選地，所述拋物線型聚光凹面鏡固定在凹面鏡固定部上，所述拋物線型聚光凸面鏡通過調(diào)節(jié)裝置固定在凸面鏡固定部上，凸面鏡固定部則固定在凹面鏡固定部上。
[0008]優(yōu)選地，所述凸面鏡固定部采用成交叉狀的聚光凸面鏡支撐臂。
[0009]優(yōu)選地，所述拋物線型聚光凹面鏡或?yàn)檎R片，或由至少兩片鏡片拼接而成。
[0010]優(yōu)選地，所述豎直方向減速步進(jìn)電機(jī)的輸出軸與Y型支架，在Y型支架頂部的兩個(gè)分叉上各開有一個(gè)軸孔，與所述太陽光聚焦裝置相連的所述水平方向減速步進(jìn)電機(jī)的輸出軸穿入一個(gè)軸孔內(nèi)，在另一個(gè)軸孔內(nèi)穿入有支撐框架旋轉(zhuǎn)軸，支撐框架旋轉(zhuǎn)軸與所述太陽光聚焦裝置固定連接。
[0011]優(yōu)選地，所述彈性柔變彎曲導(dǎo)光管結(jié)構(gòu)包括柔性細(xì)絲彈簧及多片反光片，通過螺旋上升的柔性細(xì)絲彈簧將多片反光片串聯(lián)成整體。
[0012]優(yōu)選地，在每片所述反光片的兩個(gè)角部分別設(shè)有帶孔短翅片及短窄槽，在每片所述反光片的中部設(shè)有長窄槽，在所有所述反光片中，當(dāng)前一片反光片，定義為反觀片一、與當(dāng)前反光片在周向上相鄰的一片反光片，定義為反觀片二、與反觀片一及反觀片二在徑向上均相鄰的一片反光片，定義為反觀片三為一組反光片，對于每組反光片而言:
[0013]在反觀片一上的帶孔短翅片穿入反觀片二上的短窄槽后再穿入反觀片三上的長窄槽，所述柔性細(xì)絲彈簧再由反觀片一上的帶孔短翅片上的孔內(nèi)穿過。
[0014]優(yōu)選地，所述反光片采用不銹鋼反光片，優(yōu)選為柱面彎曲、內(nèi)表面拋光的不銹鋼薄片。
[0015]優(yōu)選地，所述太陽光分配、轉(zhuǎn)向?qū)Ч夤芾硐到y(tǒng)包括與所述彈性柔變彎曲導(dǎo)光管結(jié)構(gòu)光路相通的主管路，多條支管路與該主管路光路相通，每條支管路分別與各自的所述需光端光路相通。
[0016]與當(dāng)前最先進(jìn)的光導(dǎo)纖維式太陽光照明系統(tǒng)相比，本發(fā)明具有以下優(yōu)點(diǎn):
[0017]1、在相同外形尺寸情況下，本發(fā)明具有受光面積大的顯著優(yōu)勢，這意味著傳輸更大功率的太陽光，可以照亮更大面積的需光環(huán)境。
[0018]2、太陽光從空氣進(jìn)入光導(dǎo)纖維時(shí)，直射在分界面上的太陽光會(huì)反射一部分回去，存在反射損失。而本發(fā)明所提方案讓太陽光一直在空氣中傳播，不存在將太陽光反射回去的損失，效率更高。
[0019]3、光纖成本較高，且存在老化問題。本發(fā)明所提方案采用拋物線型凹/凸玻璃反光鏡、拋光不銹鋼薄片、內(nèi)反光玻璃鏡面導(dǎo)光管材料，成本相對低廉，不存在老化問題，經(jīng)久耐用。
【附圖說明】
[0020]圖1為本發(fā)明系統(tǒng)裝置的正視圖；
[0021]圖2為本發(fā)明系統(tǒng)裝置的側(cè)視圖；
[0022]圖3為本發(fā)明系統(tǒng)裝置的俯視圖；
[0023]圖4為本發(fā)明系統(tǒng)裝置的等軸側(cè)視圖；
[0024]圖5為本發(fā)明系統(tǒng)裝置的詳解最佳視圖；
[0025]圖6為室內(nèi)照明端剖視圖；
[0026]圖7為彈性柔變彎曲導(dǎo)光管結(jié)構(gòu)詳解視圖。
【具體實(shí)施方式】
[0027]為使本發(fā)明更明顯易懂，茲以優(yōu)選實(shí)施例，并配合附圖作詳細(xì)說明如下。
[0028]本發(fā)明提出的太陽光照明系統(tǒng)，由以下5個(gè)重要功能零部件組成:
[0029]太陽光聚集裝置，包含:拋物線型聚光凸面鏡1、拋物線型聚光凹面鏡2、聚光凹面鏡支撐框架3、聚光凸面鏡支撐臂4、聚光凸面鏡調(diào)整桿5、支撐框架旋轉(zhuǎn)軸6、內(nèi)反光錐筒體7。各零件及其裝配關(guān)系描述:拋物線型聚光凹面鏡2可以是一塊整體玻璃反射鏡，也可以分成幾塊(例如8塊鏡片拼裝)安裝在聚光凹面鏡支撐框架3上。聚光凹面鏡支撐框架3由不銹鋼條組焊成框架結(jié)構(gòu)，起到固定相關(guān)零件的骨架作用。成交叉狀的聚光凸面鏡支撐臂4焊接固定在聚光凹面鏡支撐框架3上，遠(yuǎn)端安置拋物線型聚光凸面鏡I。同時(shí)拋物線型聚光凸面鏡I固定連接聚光凸面鏡調(diào)整桿5，可以采用螺紋緊固型式調(diào)整拋物線型聚光凸面鏡I，使其與拋物線型聚光凹面鏡2同軸線同焦點(diǎn)。如此，太陽光經(jīng)拋物線型聚光凹面鏡2與拋物線型聚光凸面鏡I兩次反射后聚集成一束平行光柱穿過拋物線型聚光凹面鏡2的中心孔洞以及其后面的內(nèi)反光錐筒體7。置于聚光凹面鏡支撐框架3中心的內(nèi)反光錐筒體7可以允許前述聚集的光柱微偏但仍反射于筒體中而不外泄。最后，整個(gè)太陽光聚集裝置通過支撐框架旋轉(zhuǎn)軸6與視日追蹤控制裝置中的Y型支架9形成軸-孔連接，由水平方向減速步進(jìn)電機(jī)8驅(qū)動(dòng)旋轉(zhuǎn)，以使太陽光聚集裝置隨太陽高度角的變化而相應(yīng)改變抬頭角度。
[0030]視日追蹤控制裝置，包含:水平方向減速步進(jìn)