太陽(yáng)能照明系統(tǒng)的制作方法
【專(zhuān)利說(shuō)明】太陽(yáng)能照明系統(tǒng)
[0001]
技術(shù)領(lǐng)域
[0002]本發(fā)明涉及太陽(yáng)能設(shè)備領(lǐng)域，特別地，是一種太陽(yáng)能照明系統(tǒng)。
[0003]
【背景技術(shù)】
[0004]太陽(yáng)能是一種取之不盡的天然能源，目前廣泛用于發(fā)電和產(chǎn)熱，主要包括光伏發(fā)電系統(tǒng)和太陽(yáng)能熱水系統(tǒng)。然而，作為光能，如通過(guò)光伏發(fā)電系統(tǒng)間接地點(diǎn)亮照明系統(tǒng)，由于光伏發(fā)電系統(tǒng)的效率僅有百分之十幾，燈具的效率又較低，則顯然將浪費(fèi)絕大部分光能；事實(shí)上，對(duì)于地下室或建筑物中無(wú)窗房間的照明，在白天條件下，應(yīng)當(dāng)考慮引入太陽(yáng)能進(jìn)行直接照明，以節(jié)約能量。
[0005]為此，目前具有一些太陽(yáng)能直接照明系統(tǒng)，廣泛采用固定于建筑物上的采光模塊，以及引入室內(nèi)的導(dǎo)光系統(tǒng)和光擴(kuò)散燈頭，其缺點(diǎn)是，采光模塊需要固定支架，其硬件成本及鋪設(shè)成本均較大，且太陽(yáng)在不同角度時(shí)，容易受到周邊建筑物的遮光影響，導(dǎo)致采光效果受到較大限制。
[0006]

【發(fā)明內(nèi)容】

[0007]針對(duì)上述問(wèn)題，本發(fā)明的目的在于提供一種太陽(yáng)能照明系統(tǒng)，該系統(tǒng)不僅可以采集太陽(yáng)能直接為室內(nèi)提供照明，并且硬件成本及建設(shè)成本較低。
[0008]本發(fā)明實(shí)現(xiàn)技術(shù)目的所采用的技術(shù)方案是:該太陽(yáng)能照明系統(tǒng)包括充滿浮力氣體的氣球；所述氣球的下半部分呈形成拋物面，且所述拋物面的內(nèi)表面制成鏡面；所述氣球的上半部分呈透明狀；所述拋物面的焦點(diǎn)落于氣球內(nèi)的氣球軸線上，且所述焦點(diǎn)上方固定有一個(gè)亦呈拋物面狀的微型反射面，所述反射面與所述拋物面共焦點(diǎn)；所述氣球的下端固定有一個(gè)采光端面正對(duì)所述反射面的光纖接頭；所述光纖接頭通過(guò)光纖連接至室內(nèi)照明燈頭，所述照明燈頭包括正對(duì)光纖端部的擴(kuò)散板。
[0009]作為優(yōu)選，所述浮力氣體為氦氣，較為安全。
[0010]作為優(yōu)選，所述照明燈頭從里到外包括凹透鏡、擴(kuò)散板、球泡；所述凹透鏡正對(duì)所述光纖的出射端部；所述擴(kuò)散板由霧化亞克力板構(gòu)成，呈半球狀包圍所述凹透鏡，所述球泡包圍所述擴(kuò)散板，球泡表面涂有熒光粉。
[0011]作為優(yōu)選，所述反射面按如下方式固定于所述拋物面的焦點(diǎn)上方:由所述光纖接頭向上延伸一根透明管，所述透明管在所述焦點(diǎn)上方形成一個(gè)呈拋物面狀的端部，該端部的內(nèi)表面制成反射鏡面，從而構(gòu)成所述反射面。
[0012]作為優(yōu)選，所述氣球包括兩層球殼，兩層球殼的上半部分均呈透明狀；且兩層球殼之間形成封閉的間隙層；所述間隙層內(nèi)填充有水銀，在20~30°C環(huán)境溫度下，所述水銀填充至所述間隙層的下半部分，形成所述拋物面的鏡面。進(jìn)一步地，所述外層球殼的中上部的外表面貼有金屬膜，所述金屬膜上黏貼有下垂的散熱金屬薄條。
[0013]本發(fā)明的有益效果在于:該太陽(yáng)能照明系統(tǒng)在使用時(shí)，將所述光纖作為所述氣球的牽引線，將氣球升至空中，然后將光纖引入室內(nèi)并固定連接至照明燈頭；則太陽(yáng)光照穿過(guò)氣球的上半部分照射到氣球下半部分的拋物面上，被該拋物面反射至所述反射面，并經(jīng)由所述反射面反射成高密度平行光，照射至所述光纖接頭的采光端面，并經(jīng)由光纖導(dǎo)入室內(nèi)的照明燈頭；由于本系統(tǒng)直接采集太陽(yáng)光進(jìn)行照明，因此光能利用率極高；另一方面，由于氣球直接升入空中，不受建筑物的影響，也沒(méi)有采用支架固定的必要，硬件成本和建設(shè)成本都十分低廉。
[0014]
【附圖說(shuō)明】
[0015]圖1是本太陽(yáng)能照明系統(tǒng)的實(shí)施例一的結(jié)構(gòu)示意圖。
[0016]圖2是本太陽(yáng)能照明系統(tǒng)的實(shí)施例二的結(jié)構(gòu)示意圖。
[0017]圖3是本太陽(yáng)能照明系統(tǒng)中，照明燈頭的一個(gè)實(shí)施例示意圖。
[0018]
【具體實(shí)施方式】
[0019]下面結(jié)合附圖和實(shí)施例對(duì)本發(fā)明進(jìn)一步說(shuō)明:
在圖1所示的實(shí)施例一中，該太陽(yáng)能照明系統(tǒng)包括充滿浮力氣體的氣球1，所述浮力氣體可以為氫氣或氦氣，考慮到安全性，以氦氣為宜。
[0020]所述氣球I的下半部分呈形成拋物面11，且所述拋物面11的內(nèi)表面制成鏡面；所述氣球I的上半部分呈透明狀；所述拋物面11的焦點(diǎn)落于氣球內(nèi)的氣球軸線上，且所述焦點(diǎn)上方固定有一個(gè)亦呈拋物面狀的微型反射面12，所述反射面12與所述拋物面11共焦點(diǎn)；所述氣球I的下端固定有一個(gè)采光端面正對(duì)所述反射面12的光纖接頭31 ;所述光纖接頭31通過(guò)光纖3連接至室內(nèi)照明燈頭。
[0021]本實(shí)施例一中，所述反射面12按如下方式固定于所述拋物面11的焦點(diǎn)上方:由所述光纖接頭2向上延伸一根透明管4，所述透明管4在所述焦點(diǎn)上方形成一個(gè)呈拋物面狀的端部，該端部的內(nèi)表面制成反射鏡面，從而構(gòu)成所述反射面12 ;該結(jié)構(gòu)使反射面12的位置十分穩(wěn)定可靠，并且，由所述拋物面11反射的光照可以順利穿過(guò)透明管4而照射到反射面12上。
[0022]所述照明燈頭3的一個(gè)實(shí)施例如圖3所示，其從里到外包括光纖接頭32、凹透鏡51、擴(kuò)散板52、球泡53 ;所述凹透鏡51正對(duì)所述光纖3的出射端部，亦即正對(duì)光纖接頭32的端部；所述擴(kuò)散板52由霧化亞克力板構(gòu)成，呈半球狀包圍所述凹透鏡51，所述球泡53由玻璃構(gòu)成，包圍所述擴(kuò)散板，球泡內(nèi)表面涂有熒光粉。
[0023]上述太陽(yáng)能照明系統(tǒng)在使用時(shí)，將所述光纖3作為所述氣球I的牽引線，將氣球I升至空中，然后將光纖3引入室內(nèi)并固定連接至照明燈頭；則太陽(yáng)光照穿過(guò)氣球I的上半部分照射到氣球下半部分的拋物面11上，被該拋物面11反射至所述反射面12，并經(jīng)由所述反射面12反射成高密度平行光，照射至所述光纖接頭31的采光端面，并經(jīng)由光纖3導(dǎo)入室內(nèi)的照明燈頭；由于本系統(tǒng)直接采集太陽(yáng)光進(jìn)行照明，因此光能利用率極高；另一方面，由于氣球I直接升入空中，不受建筑物的影響，也沒(méi)有采用支架固定的必要，硬件成本和建設(shè)成本都十分低廉。
[0024]圖2所示為本太陽(yáng)能照明系統(tǒng)的實(shí)施例二，圖2中省略了其內(nèi)部結(jié)構(gòu)，其與實(shí)施例一的不同之處在于:所述氣球I包括兩層球殼，兩層球殼的上半部分均呈透明狀；且兩層球殼之間形成封閉的間隙層10 ;所述間隙層10內(nèi)填充有水銀，在20~30°C環(huán)境溫度下，所述水銀填充至所述間隙層10的下半部分，形成所述拋物面11的鏡面。本實(shí)施例二中，外層球殼的中上部的外表面還貼有金屬膜6，所述金屬膜6上黏貼有下垂的散熱金屬薄條61。
[0025]本實(shí)施例二的優(yōu)點(diǎn)在于:由于水銀的熱脹冷縮效應(yīng)，導(dǎo)致所述拋物面的鏡面是一個(gè)動(dòng)態(tài)鏡面，處于太陽(yáng)側(cè)的水銀由于受熱量大，導(dǎo)致體積膨脹較快，從而使該側(cè)的水銀重心向徑向外端偏移，亦即向太陽(yáng)側(cè)偏移，從而使整個(gè)氣球I的重心朝太陽(yáng)側(cè)偏移，最終使所述拋物面11的鏡面傾向于正對(duì)太陽(yáng)光照，使采光效率達(dá)到最大化。另外，當(dāng)水銀升溫過(guò)高時(shí)，將膨脹至于所述金屬膜6的位置，與金屬膜6形成熱接觸，從而通過(guò)金屬膜6及散熱金屬薄條61迅速將熱量散去，從而避免了因水銀膨脹過(guò)多而溢入球殼的透明部分，造成對(duì)球殼透明部分的遮蔽，導(dǎo)致無(wú)法采光。
[0026]以上所述僅為本發(fā)明的較佳實(shí)施例，并不用以限制本發(fā)明，凡在本發(fā)明的精神和原則之內(nèi)，所作的任何修改、等同替換、改進(jìn)等，均應(yīng)包含在本發(fā)明的保護(hù)范圍之內(nèi)。
【主權(quán)項(xiàng)】
1.一種太陽(yáng)能照明系統(tǒng)，其特征在于:包括充滿浮力氣體的氣球(I);所述氣球的下半部分呈形成拋物面(11)，且所述拋物面(11)的內(nèi)表面制成鏡面；所述氣球(I)的上半部分呈透明狀；所述拋物面(11)的焦點(diǎn)落于氣球內(nèi)的氣球軸線上，且所述焦點(diǎn)上方固定有一個(gè)亦呈拋物面狀的微型反射面(12)，所述反射面(12)與所述拋物面(11)共焦點(diǎn)；所述氣球(O的下端固定有一個(gè)采光端面正對(duì)所述反射面(12)的光纖接頭(31);所述光纖接頭(31)通過(guò)光纖(3 )連接至室內(nèi)照明燈頭，所述照明燈頭包括正對(duì)光纖端部的擴(kuò)散板。2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的太陽(yáng)能照明系統(tǒng)，其特征在于:所述浮力氣體為氦氣。3.根據(jù)權(quán)利要求1所述的太陽(yáng)能照明系統(tǒng)，其特征在于:所述照明燈頭從里到外包括光纖接頭(32)、凹透鏡(51)、擴(kuò)散板(52)、球泡(53);所述凹透鏡(51)正對(duì)所述光纖(3)的出射端部，亦即正對(duì)光纖接頭(32)的端部；所述擴(kuò)散板(52)由霧化亞克力板構(gòu)成，呈半球狀包圍所述凹透鏡(51)，所述球泡(53)由玻璃構(gòu)成，包圍所述擴(kuò)散板(52)，球泡(53)內(nèi)表面涂有熒光粉。4.根據(jù)權(quán)利要求1所述的太陽(yáng)能照明系統(tǒng)，其特征在于:所述反射面(12)按如下方式固定于所述拋物面(11)的焦點(diǎn)上方:由所述光纖接頭(31)向上延伸一根透明管(4)，所述透明管(4)在所述焦點(diǎn)上方形成一個(gè)呈拋物面狀的端部，該端部的內(nèi)表面制成反射鏡面，從而構(gòu)成所述反射面(12)。5.根據(jù)權(quán)利要求1-4中任意一項(xiàng)所述的太陽(yáng)能照明系統(tǒng)，其特征在于:所述氣球(I)包括兩層球殼，兩層球殼的上半部分均呈透明狀；且兩層球殼之間形成封閉的間隙層(10);所述間隙層內(nèi)填充有水銀，在20~30°C環(huán)境溫度下，所述水銀填充至所述間隙層的下半部分，形成所述拋物面(11)的鏡面。6.根據(jù)權(quán)利要求5所述的太陽(yáng)能照明系統(tǒng)，其特征在于:所述外層球殼的中上部的外表面貼有金屬膜(6)，所述金屬膜(6)上黏貼有下垂的散熱金屬薄條(61)。
【專(zhuān)利摘要】本發(fā)明提供一種太陽(yáng)能照明系統(tǒng)，包括充滿浮力氣體的氣球；所述氣球的下半部分呈形成拋物面，且所述拋物面的內(nèi)表面制成鏡面；所述氣球的上半部分呈透明狀；所述拋物面的焦點(diǎn)落于氣球內(nèi)的氣球軸線上，且所述焦點(diǎn)上方固定有一個(gè)亦呈拋物面狀的微型反射面，所述反射面與所述拋物面共焦點(diǎn)；所述氣球的下端固定有一個(gè)采光端面正對(duì)所述反射面的光纖接頭；所述光纖接頭通過(guò)光纖連接至室內(nèi)照明燈頭，所述照明燈頭包括正對(duì)光纖端部的擴(kuò)散板。該系統(tǒng)不僅可以采集太陽(yáng)能直接為室內(nèi)提供照明，并且硬件成本及建設(shè)成本較低。
【IPC分類(lèi)】F21S11/00, F21V33/00, F21V8/00
【公開(kāi)號(hào)】CN105570823
【申請(qǐng)?zhí)枴緾N201510478217
【發(fā)明人】朱虹斐
【申請(qǐng)人】朱虹斐
【公開(kāi)日】2016年5月11日
【申請(qǐng)日】2015年8月7日