021589 B1 021589 B1 (11) 021589

Евразийское
патентное
ведомство
(19)
(11)
021589
(13)
B1
(12)
ОПИСАНИЕ ИЗОБРЕТЕНИЯ К ЕВРАЗИЙСКОМУ ПАТЕНТУ
(45)
Дата публикации и выдачи патента
2015.07.30
(21)
Номер заявки
201200221
(22)
(51) Int. Cl. F21S 11/00 (2006.01)
F21V 11/04 (2006.01)
E04D 13/03 (2006.01)
F24J 2/16 (2006.01)
F24J 2/54 (2006.01)
Дата подачи заявки
2010.07.28
(54)
УСТРОЙСТВО ДЛЯ ПЕРЕРАСПРЕДЕЛЕНИЯ СВЕТОВОГО ПОТОКА
B1
(72)
Изобретатель:
(74)
Представитель:
(57)
Настоящее изобретение относится к устройству для перераспределения светового потока
для ввода солнечного света вглубь здания, со множеством поворотных светоотражающих
поверхностей, которые регулируются с помощью управляющего устройства в зависимости от
высоты солнца. В соответствии с изобретением светоотражающие поворотные поверхности
устройства для перераспределения светового потока выполнены из расположенных рядом друг с
другом, вращающихся вокруг в основном параллельных поворотных осей поворотных пластин,
установленных на одном держателе пластин, выполненном с возможностью вращения вокруг
поворотной оси, в основном перпендикулярной оси вращения.
Бартенбах Христиан (AT)
Облов Ю.В. (RU)
B1
021589
(56) US-A-5493824
JP-A-6067079
US-A1-2004231715
DE-U1-202009001664
DE-A1-10202830
021589
(31) 102009035451.4; 102009039136.3
(32) 2009.07.31; 2009.08.27
(33) DE
(43) 2012.08.30
(86) PCT/EP2010/004627
(87) WO 2011/012301 2011.02.03
(71)(73) Заявитель и патентовладелец:
БАРТЕНБАХ ХОЛДИНГ ГМБХ (AT)
021589
Настоящее изобретение относится к устройству для перераспределения светового потока для ввода
солнечного света вглубь здания, с несколькими поворотными светоотражающими поверхностями, которые регулируются с помощью управляющего устройства в зависимости от высоты солнца.
Поскольку известно, что естественный дневной свет оказывает положительное влияние на физиологическое состояние человека и его психологическое восприятие окружающего мира, с давних пор пытались направить дневной или солнечный свет как можно глубже в здания, чтобы иметь как можно больше
дневного света также в расположенных с внутренней стороны здания помещениях и использовать как
можно меньше искусственного света.
Для того чтобы направить солнечный свет вглубь здания, по возможности, без потерь, ранее предлагались, например, так называемые световые трубки, которые состояли, главным образом, из цилиндрических трубок с внутренними зеркальными стенками. Эффективность такого типа световых трубок зависит, однако, от высоты солнца и снижается без дорогостоящих мероприятий, в особенности, вечером или
рано утром, когда солнце находится низко над уровнем горизонта.
С другой стороны, уже предлагались гелиостаты, в которых с помощью поворотных пластин дневной свет направлялся в требуемом направлении и в которых световой поток, в случае необходимости,
также фокусировался, что позволяло направить мощный световой пучок вглубь здания. Однако системы
гелиостатов такого типа являются до сегодняшнего дня очень дорогостоящими, крупными и убыточными. Например, в документе DE 10129745 А1 раскрыто устройство для перераспределения светового потока указанного в начале типа, в котором солнечный свет отражается от первого поворотного и вращающегося зеркала и падает на второе, параболическое зеркало, которое направляет повёрнутый световой
поток вглубь здания. При этом между этими зеркалами располагается линза Френеля для фокусировки
светового потока перед параболическим зеркалом.
Задачей настоящего изобретения является создание усовершенствованного устройства для перераспределения светового потока указанного выше типа, в котором будут устранены недостатки известного
уровня техники и конструкция которого будет иметь преимущества. Предпочтительно должно быть
обеспечено эффективное поступление дневного света вглубь здания с помощью простого, по возможности, не требующего технического обслуживания и экономичного устройства для перераспределения светового потока.
В соответствии с настоящим изобретением поставленная задача решена посредством устройства
для перераспределения светового потока, охарактеризованного признаками п.1 формулы изобретения.
Предпочтительные варианты выполнения раскрыты в зависимых пунктах формулы изобретения.
Таким образом, предлагается направлять солнечный свет вглубь здания с помощью компактной,
легкой конструкции с применением пластин. В соответствии с изобретением светоотражающие поворотные поверхности устройства для перераспределения светового потока выполнены из расположенных
рядом друг с другом, вращающихся вокруг почти параллельных поворотных осей поворотных пластин,
установленных на одном держателе пластин, который вращается вокруг поворотной оси, почти перпендикулярной относительно оси вращения. Предпочтительным является то, что устройство для перераспределения светового потока может направить свет в здание только с помощью световых пластин и позволяет отказаться от известных по традиционным гелиостатам, установленным на определённом расстоянии друг от друга больших зеркал, что позволяет уменьшить длину конструкции. В частности, устройство для перераспределения светового потока состоит, главным образом, только из опорного кольца и
поворотных пластин, расположенных почти в плоскости поперечного сечения опорного кольца, так что
выполняется требование уменьшения длины конструкции. Помимо указанных главных компонент опорного кольца и поворотных пластин - могут использоваться также дополнительные компоненты, такие как приводы и модули управления устройством для перераспределения светового потока. В случае
необходимости, разумеется, могут использоваться ещё дополнительные поворотные лопатки или другие
поворотные приспособления, позволяющие с помощью устройства для перераспределения светового
потока направить в поступающий вглубь здания солнечный свет в отдельные части здания. Простота
управления достигается за счёт параллельного расположения поворотных осей пластин. Кроме того, пластины легко изготовить и они почти не требуют технического обслуживания. Поворотные пластины могут состоять преимущественно из удлинённых, имеющих форму полос листов, которые по меньшей мере
с одной стороны имеют зеркальную поверхность.
В соответствии с одним из вариантов выполнения изобретения указанный держатель пластин может быть выполнен из кольцеобразного отрезка трубы световода, через который проходит отражённый
от поворотных пластин свет. Предпочтительно поворотные пластины устанавливаются на отрезке световой трубки таким образом, чтобы дневной свет предпочтительно проходил в нём параллельно продольному направлению световода.
Для того чтобы при установке на кольцеобразном участке световода обеспечить возможность дополнительной регулировки поворотных пластин в зависимости от положения солнца, в соответствии с
одним из вариантов выполнения изобретения, указанный кольцеобразный отрезок трубы световода может поворачиваться вокруг своей центральной оси, причём поворот осуществляется преимущественно с
помощью соответствующего электрического сервопривода, который регулируется указанным выше
-1-
021589
управляющим устройством. Например, отрезок трубы световода может поворачиваться с помощью шестеренного или фрикционного привода, который воздействует на отрезок трубы световода по касательной
или с торца.
При этом поворотные пластины предпочтительно располагаются внутри световода на его торце.
Поворотные пластины устанавливаются преимущественно внутри границ отрезка трубы световода.
Предпочтительно поворотные пластины закреплены на стенке указанного отрезка трубы световода
с возможностью вращения. На стенке отрезка трубы световода при этом могут располагаться опорные
шейки, на которых поворотные пластины устанавливаются вокруг указанной почти параллельной поворотной оси. Например, расположенная по касательной стенка отрезка трубы световода может предпочтительно иметь углубления в форме отверстий для установки отрезков поворотной оси, причём могут быть
предусмотрены также другие поворотные опоры. Установленные параллельно с помощью своих поворотных осей поворотные пластины устанавливаются преимущественно при этом, главным образом, по
всему пространству поперёк кольцеобразного отрезка трубы световода, причём в зависимости от положения в световоде поворотные пластины имеют различную длину. Длина поворотных пластин соответствует контуру отрезка трубы световода и соответствующей позиции поворотных пластин.
При этом поворотные пластины регулируются в зависимости от положения солнца управляющим
устройством с помощью соответствующего сервопривода, т.е. по меньше мере одного сервопривода для
отклонения поворотных пластин и одного поворотного привода для поворота держателя пластин преимущественно такого рода, чтобы отклонённый световой поток всегда проходил через световод параллельно продольной оси отрезка трубы световода. Таким образом, достигается оптимальное поступление
дневного света вглубь здания.
При этом поворотные пластины могут быть различными. В соответствии с предпочтительным вариантом выполнения изобретения поворотные пластины таким образом соединены попарно, что дневной
или солнечный свет падает на первую пластину из пары пластин и отклоняется с помощью второй пластины из пары пластин. Указанная вторая пластина поворачивает падающий на первую пластину дневной или солнечный свет в требуемом направлении вглубь здания, в частности, параллельно продольной
оси отрезка трубы световода и/или вертикально вниз вглубь здания.
Указанные первая и вторая пластины при этом предпочтительно располагаются, соответственно,
рядом друг с другом по всей площади расположения пластин, причём повёрнутые друг к другу стороны
или поверхности первой и второй пластин из соответствующей пары пластин выполнены зеркальными
или являются зеркалами.
Для того чтобы при различной высоте солнца световой поток всегда направлялся и поступал вглубь
здания оптимально, указанные первые и вторые пластины соответствующей пары пластин должны поворачиваться относительно друг друга под различным углом и, с другой стороны, должны также поворачиваться под различным углом относительно держателя пластины, т.е. пластины первой пары пластин могут регулироваться относительно друг друга внутри своего угла установки и дополнительно - вместе или
отдельно - поворачиваться относительно держателя пластин.
При этом управляющее устройство сконструировано таким образом, что указанные первые и вторые пластины соответствующей пары пластин больше или меньше раздвигаются относительно друг друга в зависимости от высоты солнца. Одновременно положение обеих пластин может меняться относительно держателя пластин в зависимости от высоты солнца. В соответствии с предпочтительным вариантом выполнения изобретения предусмотрено, что, если солнце находится в зените, первые и вторые пластины пары пластин устанавливаются почти параллельно относительно друг друга и/или, чем ниже
опускается солнце, тем большим становится угол между первыми и вторыми пластинами пары пластин,
т.е. соответственно тупой угол V увеличивается.
Для того чтобы конструкция пластин была компактной и легкой, в соответствии с предпочтительным вариантом выполнения изобретения, соответственно, две пластины устанавливаются рядом и/или с
помощью общей опоры пластин на держателе пластин, причём общая опора преимущественно сконструирована таким образом, чтобы одна пластина могла поворачиваться относительно другой пластины,
чтобы обеспечить возможность регулирования угла установки пластин относительно друг друга. При
этом предпочтительно, что две совместно действующие пластины располагаются на отдельных, расположенных на расстоянии, поворотных осях. При этом под совместно действующими пластинами понимается первая пластина, на которую падает световой поток и которая отражает его на вторую пластину,
которая затем поворачивает поступивший от первой пластины световой поток в требуемом направлении.
Для того чтобы, тем не менее, добиться компактного расположения, две поворотные пластины, не
действующие совместно описанным выше способом, могут, всё-таки, поворачиваться вокруг общей оси.
В частности, можно предусмотреть, чтобы пластины таким образом технически располагались, чтобы
первая пластина первой пары пластин наклонялась ко второй пластине второй пары пластин. Обе расположенные рядом пластины, таким образом, не образуют пару пластин в том смысле, что солнечный свет
падает на первую пластину, которая отражает его на другую пластину. Напротив, пластина, которая устанавливается на указанную другую пластину или устанавливается на общей с этой пластиной поворотной опоре, отражает падающий световой поток на заднюю сторону третьей пластины, на которой дер-2-
021589
жится другая приёмная пластина.
Тела пластин могут иметь, в принципе, различную конструкцию, например иметь контур в виде небольших желобков. Однако предпочтительно пластины могут быть также плоскими. Изменяя угол наклона пластины, можно с помощью просто изготовленных пластин эффективно менять направление светового потока.
В принципе, все пластины могут иметь в сечении одинаковый контур и/или быть одинакового размера. В особенности, однако, если пластины, как в указанном выше случае, соединены попарно, или расположены рядом, пластины, в соответствии с предпочтительным вариантом выполнения изобретения,
могут иметь различную площадь поперечного сечения. В частности, указанная выше первая пластина, на
которую падает световой поток и которая направляет его на вторую пластину, может быть меньше, чем
указанная выше вторая пластина соответствующей пары пластин. Предпочтительно ширина пластины,
т.е. продольный размер в сечении первой пластины, составляет приблизительно от 30 до 90%, предпочтительно приблизительно от 50 до 70% ширины относящейся к ней второй пластины.
Система управления углом установки поворотных пластин может, в принципе, иметь различную
конструкцию. В соответствии с предпочтительным вариантом выполнения изобретения положение пластин может регулироваться во времени. Управляющее устройство может иметь таймер, например, в
форме часов и рассчитывать положение пластины в зависимости от времени и/или считывать по таблице,
чтобы отправить соответствующие сигналы управления на сервопривод. Если положение устройства для
перераспределения светового потока известно, по времени можно рассчитать её оптимальное положение.
Альтернативно или дополнительно положение поворотных пластин может регулироваться с помощью чувствительных элементов. В соответствии с другим предпочтительным вариантом выполнения
изобретения управляющее устройство может иметь регистрирующее устройство, состоящее предпочтительно из светочувствительных элементов, для регистрации высоты солнца относительно держателя пластин. Кроме расчёта высоты солнца соответствующий регулятор регулирует затем угол наклона поворотных пластин относительно держателя пластин и угол наклона держателя пластин относительно его
оси вращения. Управление поворотными пластинами с помощью чувствительных элементов имеет то
преимущество, что независимо от местоположения установки устройства для перераспределения светового потока, т.е. независимо от долготы и широты, нет необходимости в различном программировании
системы управления, как, например, это необходимо в случае управления во времени, если устройство
для перераспределения светового потока устанавливается один раз в Стокгольме, а другой раз - в Рио-деЖанейро. Кроме того, устраняются проблемы, которые возникают обычно при управления во времени,
как, например, неправильная установка таймера или временной сдвиг при отключении тока. От таймера
можно полностью отказаться.
В соответствии с предпочтительным вариантом выполнения изобретения система управления на
основе чувствительных элементов может при этом состоять по меньшей мере из двух светочувствительных элементов, в частности из светочувствительных элементов для определения относительной яркости,
один из которых используется для управления поворотом держателя пластин вокруг вертикальной оси, а
другой - для управления пластинами вокруг их поворотных осей. Предпочтительно первый светочувствительный элемент может быть установлен на держателе пластин и/или жёстко соединён с его поворотной осью, так что этот светочувствительный элемент при повороте держателя пластин вокруг своей оси
может лучше или хуже поворачиваться в зависимости от положения солнца, так что по сигналу этого
первого светочувствительного элемента можно регулировать положение держателя пластин. Второй светочувствительный элемент может поворачиваться преимущественно вокруг поворотной оси, которая
всегда направлена параллельно поворотной оси пластин, причём этот второй светочувствительный элемент, тем не менее, преимущественно располагается напротив поворотного положения пластины. Можно
поворачивать светочувствительный элемент, например, в два раза быстрее или в два раза шире, как пластины. Во всяком случае, предусмотрено постоянное соотношение углов поворота между этим вторым
светочувствительным элементом и углом поворота пластин. Во всяком случае, по этому сигналу второго
светочувствительного элемента регулируется положение пластин.
Положение держателя пластин предпочтительно определяется в зависимости от высоты солнца, при
этом расположенные на держателе пластин поворотные пластины с их поворотными осями устанавливаются перпендикулярно по направлению к падающему от солнца потоку света.
Угол поворота пластин может при этом регулироваться предпочтительно с помощью общего привода для пластин, который одновременно поворачивает как указанную выше первую пластину, так и
вторую пластину. Поскольку первые пластины и вторые пластины предпочтительно поворачиваются с
постоянным соотношением линейных углов, поворотом сильно отклоняющихся пластин можно управлять с помощью одного и того же поворотного привода. Например, этого можно достичь посредством
выбора соответствующей ступени повышения или понижения передачи, которая включается в одной из
двух трансмиссий от общего поворотного привода для первой пластины, с одной стороны, и для второй
пластины, с другой стороны.
Для того чтобы, в частности, также при низко стоящем солнце захватить как можно больше солнечного света, предпочтительно расположить заднюю пластину, если смотреть со стороны солнца, выше
-3-
021589
впереди лежащей пластины. Для этого можно, например, предусмотреть, чтобы держатель пластины поворачивался вокруг ещё одной поворотной оси параллельно поворотной оси пластины, чтобы повернуть
всю конструкцию с пластинами требуемым образом. Альтернативно или дополнительно можно было бы
предусмотреть, далеко расположенные пластины расположить, например, в регулируемой по высоте направляющей с длинным отверстием на держателе пластин. В смысле простоты конструкции устройства,
однако, может быть также достаточным расположить пластины в неподвижной плоскости, причём эта
плоскость, например, может регулироваться в горизонтальном направлении.
Изобретение более подробно поясняется ниже с помощью предпочтительного варианта выполнения
и соответствующих чертежей. На чертежах представлено следующее:
фиг. 1 - вид в перспективе устройства для перераспределения светового потока в соответствии с одним из предпочтительных вариантов выполнения изобретения, в основном цилиндрического отрезка
трубы световода, в котором размещены поворотные пластины в повёрнутом состоянии;
фиг. 2 - схематичный разрез устройства для перераспределения светового потока по фиг. 1, на котором показано расположение поворотных пластин внутри отрезка трубы световода, причём штриховыми
линиями показаны различные наклонные положения поворотных пластин;
фиг. 3 - различные наклонные положения поворотных пластин для различной высоты солнца, схематично;
фиг. 4 - увеличенный фрагмент двух рядом расположенных пластин, на котором показана возможность поворота пластин относительно друг друга;
фиг. 5 - графическое изображение зависимости угла установки пластины и угла высоты солнца;
фиг. 6 - схематичное изображение распределения и направления светового потока внутри здания
вниз от устройства для перераспределения светового потока, которое в данном варианте установлено на
крыше здания.
Показанное на фиг. 1 устройство для перераспределения светового потока 1 состоит, главным образом, из цилиндрического отрезка трубы световода 4, который размещён, например, на конце световой
шахты или световой трубы здания, чтобы направить свет вглубь здания.
Как показано на фиг. 6, устройство для перераспределения светового потока может устанавливаться
на крыше здания. Посредством поворота падающего солнечного света с помощью поворотных пластин и
формирования параллельного, направленного, главным образом, вертикально вниз потока солнечного
света, обеспечивается значительное преимущество по сравнению с обычными световыми трубками. С
одной стороны, получают более высокую эффективность, т.е. глубоко вниз в здание света проникает намного больше, чем при обычной световой трубке, поскольку число отражений на пути вниз значительно
меньше. В то время как при использовании обычной световой трубки, в особенности, при низком уровне
солнца, свет будет многократно отражаться от стен, пока не пройдёт на более низкие этажи здания, однако в настоящем устройстве для перераспределения светового потока свет отражается только два раза от
пластин, поскольку дополнительно поворачивать направленный вертикально световой поток на дальнейшем пути вниз не требуется.
С другой стороны, можно отказаться от проходящей насквозь световой трубки, которая, в случае
необходимости, будет проходить через несколько этажей, и закрывать соответствующее помещение.
Может оказаться достаточным, установить в потолках и полах прозрачные поверхности, поскольку параллельный поток солнечного света может проходить вниз также без проходящей насквозь световой
трубы.
Как показано на фиг. 6, это позволяет также очень простым способом разделить повёрнутый поток
солнечного света в различных областях на различные части. Например, можно на каждом этаже установить поворотную лопатку 15 на пути прохождения в здание потока солнечного света, чтобы повернуть,
соответственно, только часть этого повёрнутого потока солнечного света на этаже, предпочтительно направив его на потолок соответствующего этажа (сравн. фиг. 6). Кроме того, возможно повернуть направленный в здание поток солнечного света в горизонтальное направление и/или повернуть его с помощью
горизонтально расположенного элемента, чтобы направить свет, отражённый от установленного на крыше поворотного устройства, на требуемые участки нижнего этажа (сравн. фиг. 6).
Указанный выше отрезок трубы световода 4 на верхнем конце световой шахты образует при этом
держатель 3 пластин, на котором установлено большое число поворотных пластин 2. Как показано на
фиг. 1, указанные поворотные пластины 2 при этом устанавливаются внутри контуров отрезка трубы
световода 4, точнее, с торцевой стороны отрезка трубы световода 4 внутри него.
При этом поворотные пластины 2 располагаются вдоль параллельных осей, которые расположены в
одной плоскости поперёк продольного направления отрезка трубы световода 4. При этом поворотные
пластины 2 располагаются соответственно поперёк по всей поперечной поверхности отрезка трубы световода 4, так что его внутреннее пространство полностью перекрывается поворотными пластинами 2.
При этом поворотные пластины 2, установленные на отрезке трубы световода 4, поворачиваются
вокруг поворотных осей 9, причём указанные поворотные оси 9 располагаются параллельно продольной
оси соответствующих поворотных пластин 2. Как показано на фиг. 1, поворотные пластины 2 можно
располагать на стенке отрезка трубы световода 4, на которой имеются соответствующие секции для по-4-
021589
воротных опор 5.
При этом указанный выше отрезок трубы световода 4 самостоятельно отклоняется или поворачивается, а именно вокруг оси вращения 8, которая, главным образом, соответствует центральной продольной
оси отрезка трубы световода 4. С помощью сервопривода 12 можно поворачивать отрезок трубы световода 4, как показано стрелкой 13. Аналогично поворотные пластины 2 регулируются сервоприводом 14,
чтобы установить поворотные пластины 2 напротив держателя 3 пластин.
Как показано на фиг. 4, при этом соответственно, две поворотные пластины 2, закреплённые рядом
или вместе, устанавливаются на поворотной оси 9 таким образом, что обе пластины с постоянным углом
установки относительно друг друга могут поворачиваться в пространстве, т.е. относительно отрезка трубы световода 4 и, с другой стороны, эти две пластины могут одновременно поворачиваться также относительно друг друга, так что, например, только одна пластина поворачивается относительно отрезка трубы световода 4. Как показано на фиг. 4, простым образом это достигается с помощью того, что одна из
пластин устанавливается с помощью втулки подшипника 6 на поворотной оси 9, неподвижно соединённой с другой пластиной.
На фиг. 2 показано расположение поворотных пластин 2 в сечении, причем поворотные пластины 2
соответственно соединены попарно. Первая пластина 2а, которая предусмотрена для приёма солнечного
света, передаёт его на действующую вместе с ней вторую пластину 2b. На указанной первой пластине 2а
установлена при этом повёрнутая к солнечному свету зеркальная поверхность 7а, в то время как на второй пластине 2b установлена зеркальная поверхность 7b, которая отражает солнечный свет, упавший на
неё от первой пластины 2а.
На фиг. 2 показано, что первая пластина 2а соответствующей пары пластин наклонена относительно вертикали под углом α, в то время как вторая пластина 2b наклонена относительно вертикали под углом β. Углы наклона первой и второй пластины выбираются при этом в зависимости от высоты солнца,
точнее сказать, от высоты солнца над горизонтом, как показано на фиг. 5 и как можно видеть на фиг. 3.
Если солнце находится в зените, обе работающие совместно первая и вторая пластины 2а и 2b пластины
устанавливаются параллельно относительно друг друга и повёрнуты относительно вертикали на одинаковый угол. Этот угол можно, в принципе, менять, чтобы достичь регулирования освещённости, как это
показано на фиг. 3, на двух фигурах угол падения света равен 0°. Если пластины 2а и 2b настолько сильно повёрнуты (в параллельном положении относительно друг друга), что первая пластина 2а отражает
часть падающего на неё светового потока на вторую пластину 2b, причём назад в окружающее пространство, то в помещение попадает только часть светового потока, который может в него попасть. На правом
рисунке показано, что солнечный свет полностью проходит в помещение.
Чем ниже находится солнце над горизонтом, тем больше V-образный угол расхождения между совместно действующими пластинами 2а и 2b, т.е. они наклоняются под различными углами установки α и
β. При этом для углов α и β соответственно предусмотрена преимущественно линейная зависимость от
высоты солнца над горизонтом, однако, с различным углом наклона, сравн. фиг. 5.
Как видно на фиг. 5 и 3, первая пластина, на которую падает солнечный свет, при этом преимущественно отклоняется тем больше, чем ниже уровень солнца.
Показанная на фиг. 5 линейная зависимость углов установки α и β позволяет, предпочтительно как
показано на фиг. 4, регулировать положение пластин 2а и 2b с помощью общего сервопривода 14, несмотря на то, что они регулируются по-разному. Как показано на фиг. 4, этого можно достичь, например,
с помощью того, что между приводным валом 16 сервопривода 14 и поворотной осью первой пластины
2а предусматривают первую ступень передачи 17, которая имеет другое передаточное отношение, чем
вторая передаточная ступень 18 между указанным приводным валом 16 и поворотной осью второй пластины 2b. Передаточное отношение обеих ступеней передачи 17 и 18 при этом выбираются таким образом, чтобы углы установки α и β соответствовали показанным на фиг. 5 значениям.
При этом держатель 3 пластин преимущественно поворачивается вокруг поворотной оси 8 также в
зависимости от высоты солнца, предпочтительно таким образом, что пластины 2 с их поворотными осями 9 располагаются всегда вертикально относительно направления падения света.
Управляющее устройство 10 может преимущественно автоматически менять положение пластин в
зависимости от высоты солнца.
Если позиция устройства на земле известна, можно рассчитать высоту солнца в зависимости от соответствующего времени и соответственно также определить оптимальное положение поворотных пластин 2. В соответствии с одним из предпочтительных вариантов выполнения изобретения управляющее
устройство может при этом управляться во времени сервоприводами 12 и 14. Если местоположение устройства известно, с помощью соответствующей системы управления угол поворота можно рассчитать во
времени или определить по таблице.
Альтернативно, можно также предусмотреть регулирование положения поворотных пластин с помощью чувствительных элементов. Как показано на фиг. 1, с помощью светочувствительных элементов
11 и 19 можно определить высоту солнца относительно устройства для перераспределения светового
потока. Зная положение солнца, можно с помощью регулятора управляющего устройства 10 менять угол
-5-
021589
поворота поворотных пластин 2. При этом преимущественно первый светочувствительный элемент 11
неподвижно соединён с держателем 3 пластин и/или его поворотной осью, так что светочувствительный
элемент 11 поворачивается вместе с держателем 3 пластин. Указанный светочувствительный элемент
является при этом преимущественно дифференциальным светочувствительным элементом. Такой дифференциальный светочувствительный элемент состоит из двух фотоэлементов, которые измеряют одинаковую яркость только в том случае, если элемент направлен в заданном направлении. При этом оба фотоэлементов могут быть, например, наклонены относительно друг друга. Если держатель 3 пластин поворачивается вперёд и назад, и при этом светочувствительный элемент 11 более одного раза поворачивается за солнцем влево и вправо, выходные сигналы от обеих половинок светочувствительных элементов
или фотоэлементов увеличиваются и уменьшаются, соответственно, в противоположном направлении, в
результате чего определяется оптимальное положение держателя 3, и соответственно, таким образом
регулируется его положение, чтобы обе стороны фотоэлемента были одинаково направлены к солнцу.
Кроме того, предусмотрен, преимущественно, по меньшей мере один второй светочувствительный элемент 19, который поворачивается вокруг поворотной оси, которая направлена параллельно поворотной
оси пластин. С помощью этого второго светочувствительного элемента 19 определяется так называемая
высота солнца, причём поворотное движение светочувствительного элемента 19 преимущественно связано с поворотным движением пластин в заранее определённом соотношении. Если этот светочувствительный элемент 10 поворачивается вверх и вниз, он поворачивается, аналогично указанному способу,
один раз лучше, а один раз хуже к солнцу, так что его выходной сигнал увеличивается и уменьшается в
зависимости от угла наклона. Таким образом, можно рассчитать оптимальное положение пластин относительно солнца и соответствующим образом регулировать угол наклона пластин.
При регулировке положения поворотных пластин с помощью светочувствительных элементов
можно полностью отказаться от таймера, так что временные расхождения, которые случаются, например,
при отключении тока в часах или неправильной настройке времени, также не играют роли. При установке устройства в другом месте также не требуется индивидуального программирования системы управления.
ФОРМУЛА ИЗОБРЕТЕНИЯ
1. Устройство для перераспределения светового потока для ввода солнечного света вглубь здания, с
множеством поворотных светоотражающих поверхностей, которые выполнены с возможностью регулирования посредством управляющего устройства (10) в зависимости от высоты солнца, причем светоотражающие поверхности выполнены в виде расположенных рядом друг с другом с возможностью вращения вокруг в основном параллельных поворотных осей (9) поворотных пластин (2), установленных на
одном держателе (3) пластин, выполненном с возможностью вращения вокруг оси вращения (8), в основном перпендикулярной поворотной оси (9), причем поворотные пластины соединены попарно так, чтобы
солнечный свет падал на первую пластину (2а) пары пластин и отражался на вторую пластину (2b) пары
пластин, которая отклоняет свет, отразившийся от первой пластины (2а) параллельно продольной оси
отрезка трубы световода (4), причем первые и вторые пластины (2а, 2b) одной пары пластин выполнены
с возможностью установки с различным углом установки (α + β) относительно друг друга, отличающееся тем, что первые и вторые пластины (2а, 2b) одной пары пластин выполнены с возможностью установки с различным углом установки (α, β) относительно держателя (3) пластин таким образом, что при изменении положения солнца относительно линии горизонта можно было менять угол поворота обеих пластин (2а, 2b), причем первая пластина (2а), на которую падает солнечный свет, выполнена с возможностью поворота на больший угол, чем вторая пластина (2b), и чем ниже опускается солнце, тем большим
становится угол между первыми и вторыми пластинами (2а, 2b).
2. Устройство по п.1, отличающееся тем, что держатель (3) пластин выполнен из кольцеобразного,
предпочтительно в основном цилиндрического отрезка трубы, являющегося частью световода (4), который выполнен с возможностью вращения вокруг своей центральной оси для управления светом, изменяющим своё направление с помощью поворотных пластин и проходящим вглубь здания.
3. Устройство по п.2, отличающееся тем, что поворотные пластины (2) расположены внутри световода и/или внутри границ отрезка трубы световода (4) на торце отрезка трубы световода (4) и закреплены
на стенке отрезка трубы световода (4) с возможностью вращения.
4. Устройство по п.1, отличающееся тем, что поворотные пластины (2) выполнены с возможностью
регулировки угла наклона управляющим устройством (10) в зависимости от высоты солнца, при этом
направление светового потока постоянно направлено параллельно продольной оси отрезка трубы световода (4).
5. Устройство по п.1, отличающееся тем, что первые и вторые пластины (2а, 2b) выполнены с возможностью варьирования их угла установки в зависимости от высоты солнца, в частности, так что, если
солнце находится в зените, первые и вторые пластины (2а, 2b) выполнены с возможностью установки, по
существу, параллельно друг другу.
6. Устройство по п.1, отличающееся тем, что первые и вторые пластины (2а, 2b) совместно дейст-6-
021589
вующей пары пластин, при попадании на первую из которой светового потока с возможностью отражения его на вторую пластину для последующего его отражения, выполнены с возможностью поворачиваться вокруг поворотных осей, расположенных на заданном расстоянии, причём первая пластина (2а)
первой совместно действующей пары пластин выполнена с возможностью наклона ко второй пластине
(2b) второй совместно действующей пары пластин и/или вторая пластина второй совместно действующей пары пластин выполнена с возможностью наклона к первой пластине первой совместно действующей пары пластин и/или первая пластина первой совместно действующей пары пластин совместно со
второй пластиной второй совместно действующей пары пластин выполнены с возможностью наклона к
общей поворотной опоре (5).
7. Устройство по п.6, отличающееся тем, что первые пластины (2а) выполнены более узкими, чем
вторые пластины (2b) соответствующей пары пластин.
8. Устройство по п.1, отличающееся тем, что первые пластины (2а) и вторые пластины (2b) выполнены с возможностью регулирования посредством одного сервопривода (14) с помощью различных ступеней передач (17, 18).
9. Устройство по п.1, отличающееся тем, что управляющее устройство (10) оснащено таймером, а
также управляющим модулем для управления положением поворотных пластин (2) и положением держателя пластин (3) в зависимости от сигнала таймера.
10. Устройство по п.1, отличающееся тем, что управляющее устройство (10) оснащено регистрирующим устройством, предпочтительно состоящим из светочувствительных элементов (11), для регистрации высоты солнца относительно держателя пластин (3) и управляющим модулем для управления положением поворотных пластин (2) и положением держателя пластин (3) в зависимости от установленной
высоты солнца.
Фиг. 1
Фиг. 2
-7-
021589
Фиг. 3
Фиг. 4
Фиг. 5
-8-
021589
Фиг. 6
Евразийская патентная организация, ЕАПВ
Россия, 109012, Москва, Малый Черкасский пер., 2
-9-