自動跟蹤聚光式太陽能光導(dǎo)照明系統(tǒng)的制作方法
【專利摘要】本實用新型屬于建筑物照明系統(tǒng)，特別是指一種自動跟蹤聚光式太陽能光導(dǎo)照明系統(tǒng)。包括由拋面鏡、支架、平面鏡組成的太陽光聚光裝置，由齒圈、齒輪、螺桿、套管、第一電機、第二電機、光感控制器組成的太陽光跟蹤裝置，由第一光導(dǎo)管、光導(dǎo)管路、漫射器組成的太陽光傳輸裝置。本實用新型解決了現(xiàn)有光導(dǎo)管傳輸距離短、建筑物白天照明電能消耗大的問題，具有光導(dǎo)管傳輸距離長、節(jié)約建筑物照明電能等優(yōu)點。
【專利說明】
【技術(shù)領(lǐng)域】
[0001] 本實用新型屬于建筑物照明系統(tǒng)，特別是指一種自動跟蹤聚光式太陽能光導(dǎo)照明 系統(tǒng)。 自動跟蹤聚光式太陽能光導(dǎo)照明系統(tǒng)

【背景技術(shù)】
[0002] 太陽能作為一種清潔的能源引起了世界各國的普遍重視，國內(nèi)外生產(chǎn)企業(yè)對有關(guān) 太陽能熱利用的產(chǎn)品投入較大且取得了有效進展，但對于太陽能光利用的產(chǎn)品實際利用相 對較少，在建筑照明中更多的使用自然光可大幅降低建筑的能源消耗成本。
[0003] 近些年，光導(dǎo)照明系統(tǒng)在國內(nèi)照明市場受到了廣泛關(guān)注及應(yīng)用。光導(dǎo)照明系統(tǒng)已 經(jīng)在工業(yè)廠房、體育場館、醫(yī)院、住宅等場所的功能照明上得到了實際應(yīng)用。但是由于陽光 在光導(dǎo)管內(nèi)的反射傳輸存在能量損失，光線不能遠(yuǎn)距離傳輸，在光線有效輸送長度方面，小 孔徑光導(dǎo)管傳輸距離為1-3米，導(dǎo)致光導(dǎo)照明系統(tǒng)的應(yīng)用受較大限制，不但不能遠(yuǎn)距離傳 輸，近距離傳輸也需要大量光導(dǎo)管密集排布，既增加成本，也影響建筑物主體的整體性、安 全性和防水防雨的效能，且應(yīng)用場所也存在著一定制約。 實用新型內(nèi)容
[0004] 本實用新型的整體技術(shù)構(gòu)思是：
[0005] 自動跟蹤聚光式太陽能光導(dǎo)照明系統(tǒng)，包括如下裝置：
[0006] A、太陽光聚光裝置：包括拋面鏡，通過支架裝配于拋面反射鏡焦點處的平面鏡；
[0007] B、太陽光跟蹤裝置：包括設(shè)置于拋面鏡背部的齒圈，拋面反射鏡的下部與齒圈上 端面活絡(luò)配合，螺桿下端與第一電機的輸出軸連接，套管的外管下端套裝于螺桿上部外側(cè) 并與其螺紋配合，套管的內(nèi)管與拋面反射鏡的上部活絡(luò)配合，套管的外管表面與齒圈上端 面活絡(luò)配合，齒圈與第二電機驅(qū)動的齒輪13構(gòu)成嚙合傳動副，第一電機、第二電機分別與 光感控制器電連接；
[0008] C、太陽光傳輸裝置：包括固定于拋面反射鏡、且入口朝向平面反射鏡的第一光導(dǎo) 管，第一光導(dǎo)管通過光導(dǎo)管路出口于建筑物內(nèi)，光導(dǎo)管路出口內(nèi)設(shè)有漫射器。
[0009] 漫射器由PC材料或PMMA材料制成，具有良好的透光性、漫射性和極好的隔熱、隔 音效果，不易著火且離火自熄。從光導(dǎo)管路傳至室內(nèi)的光線不是完全均勻，因此要使室內(nèi)的 光線均勻分散，需要借助于漫射器的光散射特性。漫射器能把太陽光均勻分布到室內(nèi)的每 個角落，使光線柔和，無眩光現(xiàn)象。
[0010] 本實用新型的具體結(jié)構(gòu)還有：
[0011] 為便于套管與齒圈上端面的連接，實現(xiàn)拋面鏡的有效轉(zhuǎn)動，優(yōu)選的技術(shù)方案是，所 述的套管與齒圈上端面設(shè)置的連桿活銷配合。
[0012] 為便于拋面鏡與齒圈上端面的連接，進一步實現(xiàn)拋面鏡的有效轉(zhuǎn)動，優(yōu)選的技術(shù) 方案是，所述的拋面鏡的下部與齒圈上端面設(shè)置的橫軸活銷配合。
[0013] 為便于實現(xiàn)齒圈、第二電機的布置和裝配，優(yōu)選的技術(shù)方案是，所述的建筑物上設(shè) 有底座，第二電機外側(cè)與底座固定，齒圈轉(zhuǎn)動配合于底座上部。
[0014] 光導(dǎo)管路的布置可以根據(jù)拋面鏡在建筑物上的布置的情況采用多種結(jié)構(gòu)形式，均 不脫離本實用新型的實質(zhì)，其中優(yōu)選且較為簡單的方案是，所述的光導(dǎo)管路包括經(jīng)齒圈中 部開孔連通于第一光導(dǎo)管出口與建筑物之間的光導(dǎo)彎管及第二光導(dǎo)管。
[0015] 為降低能耗，優(yōu)選的實施方案是，所述的第一電機、第二電機與配接于太陽能電池 板上的蓄電池電連接，可以顯而易見的是，第一電機、第二電機也可以采用常規(guī)電源供電， 并不脫離本實用新型的實質(zhì)。
[0016] 為使太陽能電池板更好實現(xiàn)能量轉(zhuǎn)換，優(yōu)選的技術(shù)實現(xiàn)方式是，所述的太陽能電 池板固定于拋面鏡上且與其朝向一致。
[0017] 本實用新型的工作原理是：
[0018] 太陽光跟蹤裝置中的光感控制器自動感知太陽方位，由太陽能電池板和蓄電池提 供電力，控制第一電機和第二電機的轉(zhuǎn)動，第一電機帶動螺桿轉(zhuǎn)動，螺桿在套管的外管內(nèi)螺 旋上升或下降，控制套管的內(nèi)管隨螺桿在套管的外管內(nèi)螺旋上升而上升，或控制套管的內(nèi) 管隨螺桿在套管的外管內(nèi)螺旋下降在重力的作用下下落，從而使拋面鏡傾斜角度產(chǎn)生變化 使其在太陽高度角上自動跟蹤太陽。第二電機帶動齒輪轉(zhuǎn)動，齒輪帶動齒圈轉(zhuǎn)動，控制拋面 鏡轉(zhuǎn)動使其在水平方位上自動跟蹤太陽。通過第一電機和第二電機的轉(zhuǎn)動，使拋面鏡始終 面向太陽，拋面鏡將太陽光線反射到平面鏡上，再聚焦反射到第一光導(dǎo)管中，太陽光線經(jīng)反 射率很高的第一光導(dǎo)管、光導(dǎo)彎管導(dǎo)入第二光導(dǎo)管內(nèi)經(jīng)過多次反射傳輸后通過漫射器導(dǎo)入 需要白天照明的建筑物內(nèi)，為建筑設(shè)施提供白天照明。
[0019] 本實用新型所取得的技術(shù)進步在于：
[0020] 1、本實用新型在光導(dǎo)照明系統(tǒng)的采光部分增加太陽光跟蹤聚集系統(tǒng)，把太陽光線 采集并聚集到光導(dǎo)管內(nèi)，增加光導(dǎo)管的光通量來抵消陽光在光導(dǎo)管內(nèi)的反射傳輸造成的能 量損失，既延長太陽光的傳輸距離，又可減少光導(dǎo)照明系統(tǒng)的安裝密度，降低對建筑物主體 的影響，減少光導(dǎo)照明系統(tǒng)的造價成本，擴大光導(dǎo)照明系統(tǒng)的應(yīng)用范圍。
[0021] 2、本實用新型可廣泛應(yīng)用于建筑設(shè)施白天采光，能夠有效節(jié)約為建筑設(shè)施提供電 力照明所消耗的能源，顯著降低建筑物內(nèi)部80%以上照明能源消耗。且節(jié)能環(huán)保、健康和安 全，具有顯著的社會效益。

【專利附圖】

【附圖說明】
[0022] 圖1是本實用新型的整體結(jié)構(gòu)示意圖。
[0023] 附圖中的附圖標(biāo)記如下：
[0024] 1、拋面鏡；2、平面鏡；3、支架；4、太陽能電池板；5、蓄電池；6、光感控制器；7、第 一光導(dǎo)管；8、光導(dǎo)彎管；9、第一電機；10、螺桿；11、連桿；12、第二電機；13、齒輪；14、齒圈； 15、橫軸；16、底座；17、套管；18、第二光導(dǎo)管；19、漫射器；20、建筑物。

【具體實施方式】
[0025] 附圖給出了本實用新型的實施例，以下結(jié)合附圖對本實用新型的實施例作進一步 描述，但不作為對本實用新型的限定，本實用新型的保護范圍以權(quán)利要求記載的內(nèi)容為準(zhǔn)， 任何依據(jù)說明書作出的等效技術(shù)手段替換，均不脫離本實用新型的保護范圍。
[0026] 本實施例的整體技術(shù)構(gòu)造如圖示，其中包括如下裝置：
[0027] A、太陽光聚光裝置：包括拋面鏡1，通過支架3裝配于拋面反射鏡1焦點處的平面 鏡2 ;
[0028] B、太陽光跟蹤裝置：包括設(shè)置于拋面鏡1背部的齒圈14,拋面反射鏡1的下部與 齒圈14上端面活絡(luò)配合，螺桿10下端與第一電機9的輸出軸連接，套管17的外管下端套 裝于螺桿10上部外側(cè)并與其螺紋配合，套管17的內(nèi)管與拋面反射鏡1的上部活絡(luò)配合，套 管17的外管表面與齒圈14上端面活絡(luò)配合，齒圈14與第二電機12驅(qū)動的齒輪13構(gòu)成哨 合傳動副，第一電機9、第二電機12分別與光感控制器6電連接；
[0029] C、太陽光傳輸裝置：包括固定于拋面反射鏡1、且入口朝向平面反射鏡2的第一光 導(dǎo)管7,第一光導(dǎo)管7通過光導(dǎo)管路出口于建筑物20內(nèi)，光導(dǎo)管路出口內(nèi)設(shè)有漫射器19。
[0030] 所述的拋面鏡1的下部與齒圈14上端面設(shè)置的橫軸15活銷配合。
[0031] 所述的建筑物20上設(shè)有底座16,第二電機12外側(cè)與底座16固定，齒圈14轉(zhuǎn)動配 合于底座16上部。
[0032] 所述的光導(dǎo)管路包括經(jīng)齒圈14中部開孔連通于第一光導(dǎo)管7出口與建筑物20之 間的光導(dǎo)彎管8及第二光導(dǎo)管18。
[0033] 所述的第一電機9、第二電機12與配接于太陽能電池板4上的蓄電池5電連接，可 以顯而易見的是，第一電機9、第二電機12也可以采用常規(guī)電源供電，并不脫離本實用新型 的實質(zhì)。
[0034] 所述的太陽能電池板4固定于拋面鏡1上且與其朝向一致。
【權(quán)利要求】
1. 自動跟蹤聚光式太陽能光導(dǎo)照明系統(tǒng)，其特征在于包括如下裝置： A、 太陽光聚光裝置：包括拋面鏡（1)，通過支架（3)裝配于拋面反射鏡（1)焦點處的平 面鏡（2); B、 太陽光跟蹤裝置：包括設(shè)置于拋面鏡（1)背部的齒圈（14)，拋面反射鏡（1)的下部 與齒圈（14)上端面活絡(luò)配合，螺桿（10)下端與第一電機（9)的輸出軸連接，套管（17)的 外管下端套裝于螺桿（10)上部外側(cè)并與其螺紋配合，套管（17)的內(nèi)管與拋面反射鏡（1) 的上部活絡(luò)配合，套管（17)的外管表面與齒圈（14)上端面活絡(luò)配合，齒圈（14)與第二電 機（12)驅(qū)動的齒輪（13)構(gòu)成哨合傳動副，第一電機（9)、第二電機（12)分別與光感控制器 (6)電連接； C、 太陽光傳輸裝置：包括固定于拋面反射鏡（1)、且入口朝向平面反射鏡（2)的第一光 導(dǎo)管（7)，第一光導(dǎo)管（7)通過光導(dǎo)管路出口于建筑物（20)內(nèi)，光導(dǎo)管路出口內(nèi)設(shè)有漫射器 (19)。
2. 根據(jù)權(quán)利要求1所述的自動跟蹤聚光式太陽能光導(dǎo)照明系統(tǒng)，其特征在于所述的套 管（17)與齒圈（14)上端面設(shè)置的連桿（11)活銷配合。
3. 根據(jù)權(quán)利要求1或2中任一項所述的自動跟蹤聚光式太陽能光導(dǎo)照明系統(tǒng)，其特征 在于所述的拋面鏡（1)的下部與齒圈（14)上端面設(shè)置的橫軸（15)活銷配合。
4. 根據(jù)權(quán)利要求1所述的自動跟蹤聚光式太陽能光導(dǎo)照明系統(tǒng)，其特征在于所述的建 筑物（20)上設(shè)有底座（16)，第二電機（12)外側(cè)與底座（16)固定，齒圈（14)轉(zhuǎn)動配合于底 座（16)上部。
5. 根據(jù)權(quán)利要求1或4中任一項所述的自動跟蹤聚光式太陽能光導(dǎo)照明系統(tǒng)，其特征 在于所述的光導(dǎo)管路包括經(jīng)齒圈（14)中部開孔連通于第一光導(dǎo)管（7)出口與建筑物（20) 之間的光導(dǎo)彎管（8)及第二光導(dǎo)管（18)。
6. 根據(jù)權(quán)利要求1所述的自動跟蹤聚光式太陽能光導(dǎo)照明系統(tǒng)，其特征在于所述的第 一電機（9)、第二電機（12)與配接于太陽能電池板（4)上的蓄電池（5)電連接。
7. 根據(jù)權(quán)利要求1、2、4、6中任一項所述的自動跟蹤聚光式太陽能光導(dǎo)照明系統(tǒng)，其特 征在于所述的太陽能電池板（4)固定于拋面鏡（1)上且與其朝向一致。
【文檔編號】H02S40/38GK203896272SQ201420330905
【公開日】2014年10月22日 申請日期:2014年6月20日 優(yōu)先權(quán)日:2014年6月20日
【發(fā)明者】劉自強, 王建輝, 劉偉, 周泉, 彭國輝, 梁迎凱, 王偉玉 申請人:河北省科學(xué)院能源研究所