PL B1. Doświetlacz solarny, zwłaszcza do doświetlania sztucznych przejść dla ryb i zwierząt lądowych

Transkrypt

1 RZECZPOSPOLITA POLSKA (12) OPIS PATENTOWY (19) PL (11) (13) B1 Urząd Patentowy Rzeczypospolitej Polskiej (21) Numer zgłoszenia: (22) Data zgłoszenia: (51) Int.Cl. E02B 8/08 ( ) F21S 11/00 ( ) F21S 13/14 ( ) F21V 7/05 ( ) F21V 8/00 ( ) (54) Doświetlacz solarny, zwłaszcza do doświetlania sztucznych przejść dla ryb i zwierząt lądowych (43) Zgłoszenie ogłoszono: BUP 05/09 (45) O udzieleniu patentu ogłoszono: WUP 12/11 (73) Uprawniony z patentu: POLITECHNIKA KRAKOWSKA IM. TADEUSZA KOŚCIUSZKI, Kraków, PL (72) Twórca(y) wynalazku: ANDRZEJ WOLAK, Kraków, PL (74) Pełnomocnik: rzecz. pat. Zbigniew Korzeniowski PL B1

2 2 PL B1 Opis wynalazku Przedmiotem wynalazku jest doświetlacz solarny służący do zbierania i rozsyłania światła naturalnego, słonecznego i księżycowego, do opraw oświetleniowych. Rozwiązanie to znajduje szczególne zastosowanie w budownictwie wodnym i drogowym, zwłaszcza do doświetlania długich, sztucznych przejść dla ryb i zwierząt lądowych. Na trasie migracji ryb i zwierząt budowane są sztuczne przeszkody ziemne, jak zapory suchych zbiorników retencyjnych i nasypy drogowe, w których celowo wykonuje się, ułatwiające migrację, sztuczne przejścia, jak przewody upustowe zapór w suchych zbiornikach retencyjnych oraz przepusty drogowe i przejścia dla zwierząt pod autostradami. Przy znacznych długościach przewodów i kanałów o zamkniętych profilach panuje w nich ciemność, która stanowi poważny problem dla ryb i zwierząt, gdyż nie chcą one wpływać i wchodzić do ciemnych, zamkniętych przestrzeni. Znane jest z francuskiego opisu zgłoszeniowego FR (Int.Cl. 6 E02B8/08) rozwiązanie przepławki dla ryb w postaci rurociągu przechodzącego ukośnie przez zaporę, którego wnętrze doświetlane jest za pomocą światła naturalnego wprowadzanego przez specjalne okienka wykonane w bocznych ściankach rury. Z kolei z niemieckiego zgłoszenia europejskiego EP (Int.Cl. 7 E02B8/08) znane jest oświetlenie przewodu upustowego zapory za pomocą światłowodów doprowadzających sztuczne światło emitowane z elektrycznego projektora umieszczonego poza nasypem zapory. Wykorzystywanie sztucznego oświetlenia w otwartych kanałach transportu ryb w celu ich zwabienia i ułatwienia im migracji jest znane z szeregu publikacji jak np. z opisu zgłoszeniowego FR (IntCl. 4 A01K61/00) i US (Int.Cl. 5 E02B8/08). Celem wynalazku jest opracowanie urządzenia umożliwiającego doświetlania przejść i kanałów, zwłaszcza o zamkniętych profilach, naturalnym światłem słonecznym lub księżycowym z zachowaniem jego zmienności dobowej i sezonowej oraz warunków pogodowych. Rozwiązanie według wynalazku zawiera kolektor solarny, instalację światłowodową i zestaw opraw oświetleniowych instalowanych we wnętrzach kanałów znajdujących się na trasie migracji ryb i zwierząt lądowych. Istota rozwiązania charakteryzuje się tym, że doświetlacz posiada naziemny reflektor odbłyskowy ustalany geograficznie stroną aktywną do słońca, zawierający kolektor solarny, zbierający bezpośrednie i odbite promienie światła naturalnego, z powierzchnia czynną pochyloną pod kątem do poziomu terenu zamontowany w słupie wsporczym głównym i co najmniej jedno zwierciadło wspomagające. Reflektor odbłyskowy może mieć zwierciadło wspomagające główne osadzone w konstrukcji wsporczej słupa głównego ponad kolektorem solarnym, pochylone powierzchnią czynną zwierciadła do kolektora pod kątem. Korzystnie kąt ten wynosi 118 dla pochylenia kolektora solarnego do poziomu terenu pod kątem równym 50. Zwierciadło to ma przekrój schodkowy z powierzchniami segmentów zwierciadlanych ustalanymi prostopadle do kierunku padania promieni porannych i wieczornych, korzystnie o kącie załamania segmentów zwierciadła równym 90. W kolejnej korzystnej postaci reflektor odbłyskowy może mieć zwierciadło wspomagające dodatkowe z płaskim zwierciadłem, osadzone w pewnej odległości od kolektora solarnego, korzystnie 3 m, przy czym jego powierzchnia zwierciadlana ustalana jest pionowo i ukierunkowywana w stronę odbicia światła wieczornego. W tej odmianie czynna powierzchnia kolektora solarnego odchylona jest pod kątem do kierunku N-S, korzystnie 30, a korzystny kąt pochylenia kolektora solarnego do poziomu terenu wynosi 55-60, zaś korzystny kąt pochylenia zwierciadła wspomagającego głównego do kolektora solarnego wynosi Zaletą rozwiązania jest zachowanie naturalnego charakterem oświetlenia umożliwiającego doświetlanie ciemnych przejść w ciągu dnia światłem słonecznym lub w nocy światłem księżyca, szczególnie w okresie pełni. Jest to proste i pewne w działaniu rozwiązanie przyjazne środowisku i w żaden sposób nieobciążające środowiska. Doświetlacz można stosować zarówno w obiektach nowo wznoszonych, jak i w istniejących. Zadaniem urządzenia jest dostarczenie wystarczającej ilości światła dla zapewnienia naturalnego oświetlenia wnętrza przewodu, szczególnie w czasie wzmożonej migracji zwierząt, w tym ryb, i w porach maksymalnej ich aktywności. Nierównomierność oświetlenia i jego zmienność w czasie jest podstawową zaletą rozwiązania, co jest wadą przy oświetlaniu pomieszczeń przeznaczonych dla ludzi.

3 PL B1 3 Przedmiot wynalazku w przykładzie wykonania zobrazowano na rysunku, na którym fig. 1 przedstawia rzut z góry doświetlacza solarnego z jednosłupowym reflektorem odbłyskowym zabudowanego na koronie zapory suchego zbiornika retencyjnego do doświetlenia kanału dla ryb, fig. 2 przekrój poprzeczny zapory z doświetlaczem zabudowanym jak na fig. 1, fig. 3 rzut z góry doświetlacza solarnego z jednosłupowym reflektorem odbłyskowym zabudowanego po południowej stronie nasypu drogowego do doświetlenia przejścia dla zwierząt lądowych z ekranem osłaniającym wejście, fig. 4 przekrój poprzeczny nasypu drogowego z doświetlaczem zabudowanym jak na fig. 3, fig. 5 rzut z góry doświetlacza z dwusłupowym reflektorem odbłyskowym, zabudowanego analogicznie jak na fig. 1, fig. 6 przekrój poprzeczny zapory z doświetlaczem zabudowanym jak na fig. 5, fig. 7 przekrój dwusłupowego reflektora, fig. 8 przekrój słupa głównego reflektora, fig. 9 przekrój poprzeczny głównego zwierciadła wspomagającego, fig. 10 widok aksonometryczny oprawy oświetleniowej, a fig. 11 przekrój zabudowy oprawy oświetleniowej doświetlacza w betonowym kanale. Doświetlacz stanowi zestaw złożony ze słupa głównego 1 naziemnego reflektora odbłyskowego, wiązki przewodów światłowodowych 2 wyprowadzonych z reflektora i zestawu opraw oświetleniowych 3 osadzanych na zakończeniu pojedynczego przewodu światłowodowego 2. Naziemny reflektor odbłyskowy stanowi obiekt budowlany o żelbetowej konstrukcji ukierunkowywany geograficznie stroną aktywną do słońca i zabudowywany w terenie na koronie nasypu N zapory suchych zbiorników retencyjnych lub po południowej stronie nasypu N drogowego u jego podstawy. W tym drugim przypadku pokazanym na fig. 4 dla uniknięcia płoszenia zwierząt światłem odbitym instaluje się przed wejściem ekran osłaniający 4. W przedstawionej na fig. 8 odmianie podstawowej reflektor odbłyskowy jest konstrukcją żelbetową o postaci jednopłytowego słupa głównego 1 z osadzonym w nim kolektorem solarnym 6, zbierający bezpośrednie i odbite promienie światła naturalnego, z powierzchnia czynną pochyloną pod katem α równym 50 do poziomu terenu oraz zwierciadłem wspomagającym głównym 7 osadzonym w konstrukcji wsporczej słupa głównego 1 ponad kolektorem solarnym 6, pochylonym powierzchnią czynną zwierciadła 7 do kolektora 6 pod kątem β równym 118. Kolektor solarny 6 może być konstrukcją własną lub modułem handlowym jak np. wyrób znany z oferty na stronie internetowej produkowany przez szwedzką firmę Parans. Zwierciadło wspomagające główne 7 w przekroju pokazanym na fig. 9 ma przekrój schodkowy, korzystnie o kącie załamania segmentów tego zwierciadła równym 90. We odmianie wzbogaconej przedstawionej na fig. 5, 6, 7 reflektor odbłyskowy jest konstrukcją żelbetową o postaci dwupłytowego słupa 1, 5 połączonego konstrukcją wiążącą 8, przy czym na drugim słupie wspomagającym 5 oddalonym w pewnej odległości, ok. 3 m, od słupa głównego 1, zamocowane jest dodatkowe płaskie zwierciadło wspomagające zewnętrzne 9 z powierzchnią ukierunkowywaną w kierunku odbicia światła wieczornego. W tej odmianie czynna powierzchnia kolektora solarnego 6 odchylona jest pod kątem δ = 30 do kierunku N-S, zaś kąt α pochylenia kolektora solarnego 6 do poziomu terenu ustala się w zakresie 55-60, a kąt β pochylenia zwierciadła wspomagającego głównego 7 do kolektora solarnego 6 ustala się w zakresie W innych nieopisanych odmianach jest możliwość zmechanizowania ustawienia kolektora solarnego 6 i zwierciadła wspomagającego głównego 7. Oprawa oświetleniowa 3 osadzana na zakończeniu pojedynczego przewodu światłowodowego 2 pokazana jest na fig. 10, a w wersji hermetycznej zabudowy w ścianie betonowego kanału zobrazowana jest na fig. 11. Oprawa 3 posiada pierścień wewnętrzny 3a, płytę szklaną 3b, oprawę refleksyjną 3c, łoże oprawy 3d, rurkę osłonową 3e światłowodu 2 oraz szereg uszczelnień 3f. Działanie doświetlacza w poszczególnych odmianach wykonania charakteryzuje się zróżnicowanymi fazami jego pracy. W odmianie podstawowej praca doświetlacza z reflektorem jednosłupowym odbywa się w trzech fazach dobowych: Faza 1 - światło przedpołudniowa kierowane jest przez schodkowe zwierciadło wspomagające główne 7 na kolektor solarny 6, Faza 2 - światło południowe pada bezpośrednio na kolektor solarny 6,

4 4 PL B1 Faza 3 - światło popołudniowe kierowane jest przez schodkowe zwierciadło wspomagające główne 7 na kolektor solarny 6, Ustawienia kątowe w tej odmianie wynoszą δ = 0, α = 50, β = 118 W odmianie wzbogaconej praca doświetlacza z reflektorem dwusłupowym odbywa się również w trzech fazach dobowych: Faza 1- światło wczesnoporanne kierowane jest przez schodkowe zwierciadło wspomagające główne 7 na kolektor solarny 6, Faza 2 - światło przedpołudniowe pada bezpośrednio na kolektor solarny 6, Faza 3 - światło wieczorne jest kierowane na słup główny 1 przez płaskie zwierciadło wspomagające zewnętrzne 9 zamontowane na słupie wspomagającym 5. W tej odmianie kolektor solarny 6 w południe działa tylko na świetle rozproszonym, przez co unika się przegrzania doświetlacza. Ustawienia kątowe wynoszą δ = 30, α = 55-60, β = Zastrzeżenia patentowe 1. Doświetlacz solarny, zwłaszcza do doświetlania sztucznych przejść dla ryb i zwierząt zawierający kolektor solarny, instalację światłowodową i zestaw opraw oświetleniowych, znamienny tym, że posiada naziemny reflektor odbłyskowy ustalany geograficznie stroną aktywną do słońca, zawierający kolektor solarny (6), zbierający bezpośrednie i odbite promienie światła naturalnego, z powierzchnia czynną pochyloną pod kątem (α) do poziomu terenu zamontowany w słupie wsporczym głównym (1) i co najmniej jedno zwierciadło wspomagające 2. Doświetlacz według zastrz. 1, znamienny tym, że reflektor odbłyskowy ma zwierciadło wspomagające główne (7) osadzone w konstrukcji wsporczej słupa głównego (1) ponad kolektorem solarnym (6), pochylone powierzchnią czynną zwierciadła (7) do kolektora (6) pod kątem (β), korzystnie 118 przy pochyleniu kolektora solarnego (6) do poziomu terenu pod kątem (a) równym Doświetlacz według zastrz. 2, znamienny tym, że zwierciadło wspomagające główne (7) ma przekrój schodkowy z powierzchniami segmentów zwierciadlanych ustalanymi prostopadle do kierunku padania promieni porannych i wieczornych, korzystnie o kącie załamania segmentów zwierciadła (7) równym Doświetlacz według zastrz. 2, znamienny tym, że reflektor odbłyskowy ma płaskie zwierciadło wspomagające zewnętrzne (9) osadzone na słupie wspomagającym (5) w pewnej odległości od kolektora solarnego (6), korzystnie 3 m, przy czym jego powierzchnia zwierciadlana ustalona jest pionowo i ukierunkowywana w stronę odbicia światła wieczornego, natomiast czynna powierzchnia kolektora solarnego (6) odchylona jest pod kątem (δ) do kierunku N-S, korzystnie 30, a korzystny kąt (α) pochylenia kolektora solarnego (6) do poziomu terenu wynosi 55-60, zaś korzystny kąt (β) pochylenia zwierciadła wspomagającego głównego (7) do kolektora solarnego (6) wynosi

5 PL B1 5 Rysunki

6 6 PL B1

7 PL B1 7

8 8 PL B1

9 PL B1 9

10 10 PL B1

11 PL B1 11

12 12 PL B1 Departament Wydawnictw UP RP Cena 4,92 zł (w tym 23% VAT)