УСТРОЙСТВО АВТОНОМНОГО ОСВЕЩЕНИЯ ИЗОЛИРОВАННЫХ ОТ СОЛНЕЧНОГО СВЕТА ОБЪЕКТОВ

Полезная модель относится к области светотехники, а именно к неэлектрическим осветительным системам и устройствам и может применяться для освещения объектов, изолированных от солнечного света, таких как подземных переходов, тоннелей, подземных автостоянок, а также объектов с малой долей естественного освещения, таких как торговых и складских помещений, подсобных помещений, спортивных залов и т.д. [F21S 15/00].
Из уровня техники известна МНОГОФУНКЦИОНАЛЬНАЯ СОЛНЕЧНОЭНЕРГЕТИЧЕСКАЯ УСТАНОВКА [RU 2505887 C2, опубл.: 10.08.2013], содержащая оптически активный прозрачный купол, представляющий собой двояковыпуклую прямоугольную линзу с прозрачными боковыми стенками, тандемную фотоэлектрическую панель, солнечный коллектор, круглые плоские горизонтальные заслонки, полые световодные трубы с внутренней зеркальной поверхностью, теплоприемную медную пластину солнечного коллектора, микродвигатели, круговые светодиодные лампы, аккумуляторные батареи, датчики света и температуры, электронный блок управления, пульт управления, бак-аккумулятор, теплообменник, насос с обратным клапаном, шестигранные медные трубопроводы, отличающаяся тем, что под оптически активным куполом располагаются тандемные фотоэлектрические панели, солнечный коллектор и полые световодные трубы.
Недостатком аналога является высокая трудоемкость изготовления и эксплуатации, обусловленная сложностью конструкции, а также высокие массо-габаритные показатели, не позволяющие использовать установку на малых по размеру объектах.
Также известна СИСТЕМА СОЛНЕЧНОГО ОСВЕЩЕНИЯ [RU 2396397 C1, опубл.: 10.08.2010], содержащая прозрачный купол и по меньшей мере один трубчатый световод, отходящий от купола и служащий для передачи света, падающего на купол, через указанный трубчатый световод, имеющий, по меньшей мере, одну неровность поверхности, сформированную на трубчатом световоде, причем неровность поверхности выбирается из группы, состоящей из лунок и продольных гофров, при этом каждый гофр определяет среднюю линию и противоположные кромки, причем между касательными к кромкам первых гофров формируется первый угол, и между касательными к кромкам вторых гофров формируется второй угол, отличающийся от первого.
Недостатком данного аналога является низкая эффективность передачи солнечного света в изолированные помещения, обусловленная высокими потерями светового потока при многократных отражениях от зеркальной поверхности световода при изменении направления его распространения, а также высокие трудозатраты на изготовление световода, обусловленные нанесением на внутреннюю поверхность световода углублений, являющегося технически сложным процессом.
Наиболее близким по технической сущности является ОСВЕТИТЕЛЬНАЯ СИСТЕМА ЕСТЕСТВЕННОГО СВЕТА [http://green-city.su/texnologiya-solatube-perspektivy-v-arxitekture-i-stroitelstve-rossii/, опубл.: 22.07.2017], содержащая светоприемное устройство из ударопрочного акрила, смонтированного на крыше или на стене здания, на внутренней поверхности купола выполнены насечки с возможностью обеспечения свойств линзы Френеля, в нижней части светоприемного устройства смонтирован металлический адаптер, обеспечивающий сопряжение с крышей, к адаптеру смонтирован световод, выполненный из набор стыкуемых алюминиевых труб прямолинейной или изогнутой формы, покрытых изнутри многослойной полимерной пленкой с коэффициентом отражения 99,7% во всем диапазоне видимого излучения, с другого торца световода смонтирован светорассеивающий диффузор.
Основной технической проблемой прототипа является использование светоприемного устройства и световода, которые не обеспечивают стабильного освещения изолированных от естественного освещения помещений при колебаниях внешней освещенности, кроме того при распространении в световодах световой поток многократно отражается от его стенок и снижает свою интенсивность.
Задачей полезной модели является устранение недостатков прототипа.
Техническим результатом полезной модели является обеспечение достаточной освещенности изолированных от естественного освещения помещений в любых условиях наружного освещения.
Указанный технический результат достигается за счет того, что устройство автономного освещения изолированных от солнечного света объектов, содержащее светоуловитель, линзу, световод и светорассеиватель, отличающееся тем, что светоуловитель выполнен в виде параболического рефлектора, смонтированного на опорно-поворотном основании, в фокусе рефлектора на держателях установлен концентратор светового потока, выполненный в виде вогнутого элемента, к отверстию в центральной части рефлектора с его обратной стороны прикреплен полый световод, линзы установлены на входе внутри световода и на его прямолинейных участках, в местах изгиба световода расположены отражатели, в отверстиях стенок световода расположены светорассеиватели, при этом на противоположных светорассеивателям внутренних стенках световода смонтированы плоские отражатели, на внутренней стороне рефлектора внутри световода смонтированы источники искусственного света, подключенные через фотоэлемент к источнику питания.
В частности светорассеиватели расположены на торцах световода.
В частности на рабочую поверхность рефлектора нанесена полимерная пленка с высокой отражательной способностью.
В частности на рабочую поверхность концентратора нанесена полимерная пленка с высокой отражательной способностью.
В частности линзы выполнены в виде линз Френеля.
В частности отражатели выполнены в виде призматических отражателей.
В частности отражатели выполнены в виде пары вогнутого и плоского отражателей.
В частности рассеиватель выполнен в виде флуоресцентной линзы.
В частности источники искусственного света выполнены в виде светодиодов.
В частности, источник питания выполнен в виде фотоэлектрических панелей с аккумуляторными батареями.
В частности источник питания выполнен в виде промышленной электрической сети.
Краткое описание чертежей.
На фиг. 1 представлен вид сбоку устройства автономного освещения изолированных от солнечного света объектов.
На фиг. 2 показан укрупненный вид участка рефлектора и световода устройства автономного освещения изолированных от солнечного света объектов с источниками искусственного света.
На фиг. 3 показан укрупненный вид участка световода устройства автономного освещения изолированных от солнечного света объектов с призматическим элементом.
На фиг. 4 показан укрупненный вид участка световода устройства автономного освещения изолированных от солнечного света объектов с двойным отражателем.
На фиг. 5 показан укрупненный вид участка световода устройства автономного освещения изолированных от солнечного света объектов с флуоресцентной линзой.
На фиг. 6 схематично показано размещение устройства автономного освещения изолированных от солнечного света объектов на крыше здания.
На чертежах обозначено: 1 - рефлектор, 2 - опорно-поворотное основание, 3 - держатели, 4 - концентратор, 5 - световод, 6 - источники искусственного света, 7 - линзы, 8 - призматический отражатель, 9 - вогнутый отражатель, 10 - плоский отражатель, 11 - флуоресцентная линза, 12 - источник питания.
Осуществление полезной модели.
Устройство автономного освещения изолированных от солнечного света объектов, содержит параболический рефлектор 1 (см. фиг. 1), смонтированный на опорно-поворотном основании 2. В фокусе рефлектора 1 на держателях 3 расположен концентратор 4, выполненный в виде вогнутого элемента, при этом на поверхности рефлектора 1 и концентратора 4 нанесено полимерной покрытие с высоким коэффициентом отражения с возможностью отражения до 99,7% светового потока. К отверстию (на фигурах не показано), выполненном в центре рефлектора 1 прикреплен световод 5, выполненный из металлических или пластиковых полых труб любого профиля и сечения. На задней стороне рефлектора у входа световода 5 смонтированы искусственные источники света 6 (см. фиг. 2). Внутри световода 5 на входе и на прямолинейных участках световода 5 расположены линзы 7, а в местах изгиба световода 5 установлены отражатели, при этом в одном варианте реализации отражатели могут быть выполнены в виде призматических отражателей 8 (см. фиг. 3), в другом варианте реализации отражатели могут быть выполнены в виде пары вогнутого 9 и плоского отражателей 10 (см. фиг.4), направленных отражающими частями навстречу друг другу. На участках световода 5 выполнены отверстия, закрытые флуоресцентными линзами 11. Напротив отверстий внутри световода 5 под углом к поверхности световода 5 смонтированы плоские отражатели 10 (см. фиг. 5).
Источники искусственного света 6 подключены к источнику питания 12, выполненному в виде фотоэлектрических панелей с аккумуляторными батареями (на фигурах не показаны) или промышленной электрической сети. В цепь источника питания подключен фотоэлемент (на фигурах не показан).
Устройство автономного освещения изолированных от солнечного света объектов реализуют следующим образом.
Первоначально устройство автономного освещения монтируют на внешней поверхности освещаемого объекта, например, на крыше (см. фиг. 6) или на опорах. Рефлектор 1 монтируют на опорно-поворотном основании 2 и направляют вертикально вверх или под углом, соответствующем углу наклона плоскости эклиптики, располагая плоскость рефлектора 1 параллельно плоскости эклиптики, а направление оси симметрии рефлектора 1 совмещают с наивысшей точкой, достигаемой Солнцем в процессе своего видимого движения по орбите относительно освещаемого объекта. Падающий на рефлектор 1 солнечный свет отражают на концентратор 4, после чего концентрированный до 1000 раз световой поток проходит через центральное отверстие в рефлекторе 1 в световод 5, смонтированный на освещаемом объекте, при этом световод 5 на промежуточном участке от рефлектора 1 до освещаемого помещения может быть смонтирован внутри короба различных технологических систем (вентиляция, строительные каналы, шахта лифта и т.д.) (на фигурах не показан). Линзами 7 фокусируют поток и через отражатели, смонтированные в местах изгиба световода 5 и плоские отражатели 10, смонтированные напротив выходных отверстий (на фигурах не показаны) световода 5 направляют на флуоресцентные линзы 11, смонтированные в этих выходных отверстиях, при этом в одном варианте реализации световой поток в местах изгиба световода 5 отражают от плоской грани призматического отражателя 8, в другом варианте реализации световой поток сначала направляют на вогнутый отражатель 9, а затем отражают от плоского отражателя 10. Флуоресцентные линзы 11 рассеивают падающий на них световой поток, освещая область вокруг себя. При отсутствии или недостаточном количестве солнечного света срабатывает фотоэлемент (на фигурах не показан), смонтированный в цепи источника питания 12 и электрический ток от источника питания 12 поступает на источники искусственного света 6, смонтированные внутри световода 5 с обратной стороны рефлектора 1 и зажигает их. Световой поток от источников искусственного света 6 проходит через световод 5, отражатели 8 и/или 9-10 и 10 и флуоресцентные линзы 11 и рассеивается в помещении или на освещаемом участке.
Заявленный технический результат достигается за счет того, что отраженный от рефлектора 1 световой поток концентрируется концентратором 4 до 1000 раз и, проходя по световоду 5 через линзы 7, отражается от призматического 8 и/или вогнутого 9 и плоского 10 отражателей, а к источнику питания 12, выполненному в виде фотоэлектрических панелей с аккумуляторными батареями (на фигурах не показаны) или промышленной электрической сети подключены источники искусственного света 6, смонтированные на задней стороне рефлектора у входа световода 5. В результате исключается многократное отражение светового потока внутри световода 5 и обеспечивается стабильно высокий уровень освещения объекта в любых условиях естественного освещения и в том числе в темное время суток.