太陽光照明系統的制作方法
【技術領域】
[0001]本實用新型涉及一種將太陽光導入到需光環境中的系統裝置，以滿足這些環境對光和熱的需求，更具體地說，本實用新型采用一組拋物線型凹/凸面反光鏡對太陽光進行聚集，采用內反光管將前述聚集的太陽光按需分配、傳輸導入需光環境。
【背景技術】
[0002]對于需光環境(完全黑暗的，或有自然采光但仍需補充照明的)，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換效率、付出巨大的環境成本獲得的高品質能源)。眾所周知，太陽光是一種健康、節能又環保的光。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，尤其在當前能源緊張、環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！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]當前，太陽光照明的技術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行光-電轉換，再將轉換所得的電用于照明。太陽能電池板的光-電轉換效率只有10%左右，這么低的效率注定了其在該領域推廣價值不大。直接法，不涉及能量轉換，運用光反射原理將太陽光導入需光環境。當前屬于直接法的產品有兩種型式:大口徑導光管式光導照明系統以及光導纖維式太陽光照明系統。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，大口徑導光管式光導照明系統沒有太陽跟蹤裝置，其受光面固定不動，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，開孔過大對建筑結構不利。第二，光導纖維式太陽光照明系統所用光纖成本較高，并且受光端存在反射損失、光照發熱問題，導致其光承載量不大，聚光規模較小。
【發明內容】
[0004]本實用新型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。
[0005]為了達到上述目的，本實用新型的技術方案是提供了一種太陽光照明系統，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光管結構，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光管結構，水平方向減速步進電機驅動太陽光聚焦裝置繞其輸出軸擺動，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，豎直方向減速步進電機驅動彈性柔變彎曲導光管結構伸縮、彎曲，從而帶動太陽光聚焦裝置保持面向太陽，水平方向減速步進電機及豎直方向減速步進電機均與控制單元相連，彈性柔變彎曲導光管結構與太陽光分配、轉向導光管理系統光路相通，由太陽光分配、轉向導光管理系統將由彈性柔變彎曲導光管結構引入的太陽光分配至各需光端。
[0006]優選地，所述太陽光聚焦裝置包括同軸線同焦點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入內反光錐筒體內，內反光錐筒體與所述彈性柔變彎曲導光管結構光路相通。
[0007]優選地，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節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]優選地，所述拋物線型聚光凹面鏡或為整片鏡片，或由至少兩片鏡片拼接而成。
[0010]優選地，所述豎直方向減速步進電機的輸出軸與Y型支架，在Y型支架頂部的兩個分叉上各開有一個軸孔，與所述太陽光聚焦裝置相連的所述水平方向減速步進電機的輸出軸穿入一個軸孔內，在另一個軸孔內穿入有支撐框架旋轉軸，支撐框架旋轉軸與所述太陽光聚焦裝置固定連接。
[0011]優選地，所述彈性柔變彎曲導光管結構包括柔性細絲彈簧及多片反光片，通過螺旋上升的柔性細絲彈簧將多片反光片串聯成整體。
[0012]優選地，在每片所述反光片的兩個角部分別設有帶孔短翅片及短窄槽，在每片所述反光片的中部設有長窄槽，在所有所述反光片中，當前一片反光片，定義為反觀片一、與當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，所述柔性細絲彈簧再由反觀片一上的帶孔短翅片上的孔內穿過。
[0014]優選地，所述反光片采用不銹鋼反光片，優選為柱面彎曲、內表面拋光的不銹鋼薄片。
[0015]優選地，所述太陽光分配、轉向導光管理系統包括與所述彈性柔變彎曲導光管結構光路相通的主管路，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]與當前最先進的光導纖維式太陽光照明系統相比，本實用新型具有以下優點:
[0017]1、在相同外形尺寸情況下，本實用新型具有受光面積大的顯著優勢，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境。
[0018]2、太陽光從空氣進入光導纖維時，直射在分界面上的太陽光會反射一部分回去，存在反射損失。而本實用新型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。本實用新型所提方案采用拋物線型凹/凸玻璃反光鏡、拋光不銹鋼薄片、內反光玻璃鏡面導光管材料，成本相對低廉，不存在老化問題，經久耐用。
【附圖說明】
[0020]圖1為本實用新型系統裝置的正視圖；
[0021]圖2為本實用新型系統裝置的側視圖；
[0022]圖3為本實用新型系統裝置的俯視圖；
[0023]圖4為本實用新型系統裝置的等軸側視圖；
[0024]圖5為本實用新型系統裝置的詳解最佳視圖；
[0025]圖6為室內照明端剖視圖；
[0026]圖7為彈性柔變彎曲導光管結構詳解視圖。
【具體實施方式】
[0027]為使本實用新型更明顯易懂，茲以優選實施例，并配合附圖作詳細說明如下。
[0028]本實用新型提出的太陽光照明系統，由以下5個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、聚光凸面鏡調整桿5、支撐框架旋轉軸6、內反光錐筒體7。各零件及其裝配關系描述: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構，起到固定相關零件的骨架作用。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，遠端安置拋物線型聚光凸面鏡1。同時拋物線型聚光凸面鏡1固定連接聚光凸面鏡調整桿5，可以采用螺紋緊固型式調整拋物線型聚光凸面鏡1，使其與拋物線型聚光凹面鏡2同軸線同焦點。如此，太陽光經拋物線型聚光凹面鏡2與拋物線型聚光凸面鏡1兩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反光錐筒體7。置于聚光凹面鏡支撐框架3中心的內反光錐筒體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，整個太陽光聚集裝置通過支撐框架旋轉軸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電機8驅動旋轉，以使太陽光聚集裝置隨太陽高度角的變化而相應改變抬頭角度。