專利名稱：一種陽(yáng)光采集傳導(dǎo)照明裝置的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本實(shí)用新型屬于建筑采光技術(shù)領(lǐng)域，特別涉及太陽(yáng)光線聚光裝置的結(jié)構(gòu)及陽(yáng)光傳導(dǎo)裝置的設(shè)計(jì)。
背景技術(shù)：
自然采光照明是節(jié)約能源，提高建筑舒適度，適應(yīng)人體健康需要的重要措施。目前的建筑陽(yáng)光采集照明系統(tǒng)主要有1.采用導(dǎo)光管其主要構(gòu)成如圖1所示，包括連接成一體的采光罩，內(nèi)設(shè)聚光器 (聚光鏡或者是透鏡，有的帶有自動(dòng)跟蹤裝置)11、光傳輸元件(導(dǎo)光管)12、光擴(kuò)散元件 (也稱漫射器或照明器)13。光導(dǎo)管一般為直徑數(shù)厘米至1米內(nèi)的圓形或矩形管子，其端部可變形，使其與漫射器相連接，內(nèi)壁的反射層由鍍鋁滌綸膜粘貼而成，反射率為0. 90，使用時(shí)，將聚光器一端固定在建筑物頂14上，漫射器13安裝在吊頂15上，即可將建筑物外面的陽(yáng)光導(dǎo)入建筑物內(nèi)，導(dǎo)光管內(nèi)還可安裝有調(diào)光器16，以利于采集更多的陽(yáng)光。2.采用光導(dǎo)纖維，一般由三個(gè)部分組成連接成一體的聚光器、傳輸光束的光導(dǎo)纖維和照明器。光纖有石英光纖、玻璃光纖、塑料光纖等，其結(jié)構(gòu)如圖2所示，由光導(dǎo)纖維芯21 包裹在光導(dǎo)纖維外的光導(dǎo)纖維包層22，圖中的帶箭頭的折線23表示光線在光導(dǎo)纖維中傳導(dǎo)。目前照明采用的多為塑料光纖，也可使用玻璃光纖。這些光纖大多為圓柱形，外徑有8、 11、15mm等，塑料光纖與玻璃光纖相比，雖然透光性差，但直徑可略大，抗沖擊和柔韌性好。3.采用鏡面反射。包括將光直接通過平面鏡反射和棱鏡反射兩種方法導(dǎo)入需要照明的地方。4.屋頂開有采光“窗”的方法照明(只能用于頂層房屋)。5.采用聚光反射，即通過多面反射鏡將直射的太陽(yáng)光匯聚反射到需要照明的地方。上述陽(yáng)光采集照明系統(tǒng)存在以下不足1.反射鏡法、聚光反射法及屋頂采光窗等方法受到建筑外部和內(nèi)部格局的限制較大，制造成本高，抗風(fēng)能力差，特別是樓房北側(cè)的住戶或房間幾乎無(wú)法使用。2.光導(dǎo)纖維或光導(dǎo)管方法中，體積較大的聚光器(如大直徑透鏡)生產(chǎn)、運(yùn)輸成本
尚ο3.聚光器與光導(dǎo)纖維、光導(dǎo)管存在折射角角度，影響光傳輸效率。這些是目前影響陽(yáng)光采集照明系統(tǒng)應(yīng)用的主要因素。
發(fā)明內(nèi)容本實(shí)用新型的目的是針對(duì)現(xiàn)有建筑陽(yáng)光采集照明系統(tǒng)的缺點(diǎn)，設(shè)計(jì)出一種陽(yáng)光采集傳導(dǎo)照明裝置，可以較低成本實(shí)現(xiàn)太陽(yáng)光聚集，降低建筑采光照明系統(tǒng)生產(chǎn)、運(yùn)輸成本， 提高陽(yáng)光利用效率。本實(shí)用新型設(shè)計(jì)的陽(yáng)光采集傳導(dǎo)照明裝置，其特征在于，該裝置包括聚光器、光傳輸元件、照明器；其特征在于，還包括圓錐形殼體，所述聚光器為帶有充水閥和排水閥的充水透鏡，所述光傳輸元件為具有喇叭形入口端的光導(dǎo)管或喇叭形頭的光導(dǎo)纖維束；所述充水透鏡嵌固在圓錐形殼體的大口端，所述光傳輸元件的光接收端插入圓錐形殼體的小口端內(nèi)并與圓錐形殼體固定，所述的光傳輸元件的光輸入端與照明器相連。本實(shí)用新型對(duì)照明器未作改進(jìn)，與當(dāng)前采用的照明器、散射器等相同。本實(shí)用新型的特點(diǎn)及效果本實(shí)用新型是以透明材料作為密封的外殼，中間充水的方法大規(guī)模低成本制造大型的透鏡陣，利用透鏡原理實(shí)現(xiàn)太陽(yáng)光的聚集，利用光導(dǎo)纖維實(shí)現(xiàn)光線的傳輸和照明。低成本、大面積的充水透鏡，以及喇叭形光導(dǎo)管或光纖束與水透鏡配合使用，使匯聚后的陽(yáng)光均勻、高效地進(jìn)入其中，從而實(shí)現(xiàn)光線的傳輸和照明。提高了光傳輸效率，且避免了在透鏡焦點(diǎn)安裝光導(dǎo)纖維產(chǎn)生和承受的高溫，降低了安全風(fēng)險(xiǎn)，光線纖維束的使用便于光線在不同房間的分配。本實(shí)用新型可用于各類建筑或地下室的照明。
圖1為已有的一種陽(yáng)光采集傳導(dǎo)照明裝置結(jié)構(gòu)示意圖。圖2為已有的另一種陽(yáng)光采集傳導(dǎo)照明裝置結(jié)構(gòu)示意圖。圖3為本實(shí)用新型實(shí)施例1結(jié)構(gòu)示意圖。圖4為本實(shí)用新型實(shí)施例2結(jié)構(gòu)示意圖。
具體實(shí)施方式
本實(shí)用新型設(shè)計(jì)的采光照明系統(tǒng)結(jié)合附圖及實(shí)施例詳細(xì)說明如下本實(shí)用新型設(shè)計(jì)的陽(yáng)光采集傳導(dǎo)照明裝置，包括聚光器、光傳輸元件、照明器； 其特征在于，還包括圓錐形殼體，所述聚光器為帶有充水閥和排水閥的充水透鏡，所述光傳輸元件為具有喇叭形入口端的光導(dǎo)管或喇叭形頭的光導(dǎo)纖維束；所述充水透鏡嵌固在圓錐形殼體的大口端，所述光傳輸元件的光接收端插入圓錐形殼體的小口端內(nèi)并與圓錐形殼體固定，所述的光傳輸元件的光輸入端與照明器相連。實(shí)施例1 充水透鏡與漏斗頭光導(dǎo)管采光照明系統(tǒng)本實(shí)施例結(jié)構(gòu)如圖3所示，包括由兩片鏡片殼體組成的透鏡101(透鏡內(nèi)充填的純凈水10 、透鏡殼體上設(shè)置的充水閥門103、透鏡殼體排水閥門104、外殼105、光導(dǎo)管108、 外殼105與建筑物之間的固定支架106和107及照明器(如散射器)等。支架106為螺栓固定方式，可以調(diào)節(jié)高度，使外殼105與透鏡101可繞固定鉸鏈107轉(zhuǎn)動(dòng)一定角度，適應(yīng)不同季節(jié)太陽(yáng)高度的變化。充水閥門103、排水閥門104可以采用密封螺栓或其它閥門。本實(shí)施例的充水透鏡容器材質(zhì)采用超白玻璃成型(無(wú)鐵，透光率高)，對(duì)于透光率要求不高的系統(tǒng)也可用透光率較好的塑料、有機(jī)玻璃。在安裝現(xiàn)場(chǎng)向透鏡內(nèi)充裝蒸餾水、 純凈水或自來水，并進(jìn)行防腐處理，使其具備透鏡功能，并大大降低透鏡整體成本和運(yùn)輸質(zhì)量。在拆卸或轉(zhuǎn)移前，可以用排水閥門104將透鏡內(nèi)的液體排空，降低透鏡重量。充水透鏡直徑和焦距可根據(jù)需要設(shè)計(jì)，直徑為IOcm 300cm，焦距為5cm 900cm，甚至更大范圍。為便于攜帶，也可以用透光性較好的柔性塑料或橡膠制造成可相互扣合的兩片鏡片。本實(shí)施例采用充水透鏡可使成本大幅度降低。 具有喇叭形入口端的光導(dǎo)管主要用于增加光導(dǎo)管光線入射口，降低對(duì)透鏡的要求和焦點(diǎn)處形成的高溫，與充水透鏡配合，在同等的采光效果下，可減小光導(dǎo)管直徑和建筑物墻體為光導(dǎo)管預(yù)留開口直徑。喇叭形入口端的光導(dǎo)管的入口處直徑約為光導(dǎo)管直徑的2 5倍，喇叭形光導(dǎo)管入口端長(zhǎng)度一般為入口處直徑的0. 8 2倍，喇叭形入口端壁的曲率半徑一般為入口處直徑的0. 8 3倍。另外，為簡(jiǎn)化制造工藝，喇叭形入口端壁也可以采用錐具有喇叭形入口的光導(dǎo)管與充水透鏡配合使用，使匯聚后的陽(yáng)光均勻、高效地進(jìn)入光導(dǎo)管中。本實(shí)施例的光導(dǎo)管、外殼和照明器均采用常規(guī)產(chǎn)品。實(shí)施例2 充水透鏡、光纖蓮蓬與漏斗頭光導(dǎo)纖維采光照明系統(tǒng)本實(shí)施例結(jié)構(gòu)如圖2所示，與實(shí)施例1相比，區(qū)別之處在于，將光導(dǎo)管替換為圓錐形或喇叭形光導(dǎo)纖維套108和置于該套中的光導(dǎo)纖維束，該光導(dǎo)纖維束的各個(gè)纖維109均具有喇叭形端頭。光導(dǎo)纖維109的喇叭形頭可采用曲面或錐面，幾何尺寸與實(shí)施例1的光導(dǎo)管同比縮小。光導(dǎo)纖維套用來固定集束的各個(gè)光纖，光導(dǎo)纖維殼與光纖束之間可采用膠體等填充物固定。光導(dǎo)纖維頭部壁的曲率不宜過大，曲率半徑一般是喇叭形光導(dǎo)纖維套壁的曲率半徑的1/3至2/3。光導(dǎo)纖維可采用塑料光纖，也可使用玻璃光纖，如南京箭特科技有限公司生產(chǎn)的L系列塑料光纖，其芯料為丙烯酸酯樹脂，光纖皮材為含氟樹脂，但需改進(jìn)工藝，將光纖頭改為喇叭形。光導(dǎo)纖維套108可用含氟樹脂加工，同樣設(shè)計(jì)為喇叭口。
權(quán)利要求1.一種陽(yáng)光采集傳導(dǎo)照明裝置，其特征在于，該裝置包括聚光器、光傳輸元件、照明器；其特征在于，還包括圓錐形殼體，所述聚光器為帶有充水閥和排水閥的充水透鏡，所述光傳輸元件為具有喇叭形入口端的光導(dǎo)管或喇叭形頭的光導(dǎo)纖維束；所述充水透鏡嵌固在圓錐形殼體的大口端，所述光傳輸元件的光接收端插入圓錐形殼體的小口端內(nèi)并與圓錐形殼體固定，所述的光傳輸元件的光輸入端與照明器相連。
2.如權(quán)利要求1所述裝置，其特征在于，所述充水透鏡直徑為1Ocm 300cm，焦距為 5cm 900cmo
3.如權(quán)利要求1所述裝置，其特征在于，所述光導(dǎo)管入口為喇叭形，入口處直徑為光導(dǎo)管直徑的2 5倍，喇叭形光導(dǎo)管入口端長(zhǎng)度為入口處直徑的0. 8 2倍，喇叭形入口端壁的曲率半徑為入口處直徑的0. 8 3倍。
4.如權(quán)利要求1所述裝置，其特征在于，所述光導(dǎo)纖維束外設(shè)有用來固定集束的各個(gè)光纖的光導(dǎo)纖維套。
專利摘要本實(shí)用新型涉及陽(yáng)光采集傳導(dǎo)照明裝置，屬于建筑采光技術(shù)領(lǐng)域，該裝置包括聚光器、光傳輸元件、照明器；其特征在于，還包括圓錐形殼體，所述聚光器為帶有充水閥和排水閥的充水透鏡，所述光傳輸元件為具有喇叭形入口端的光導(dǎo)管或喇叭形頭的光導(dǎo)纖維束；所述充水透鏡嵌固在圓錐形殼體的大口端，所述光傳輸元件的光接收端插入圓錐形殼體的小口端內(nèi)并與圓錐形殼體固定，所述的光傳輸元件的光輸入端與照明器相連。本裝置可以較低成本實(shí)現(xiàn)太陽(yáng)光聚集，降低建筑采光照明系統(tǒng)生產(chǎn)、運(yùn)輸成本，提高陽(yáng)光利用效率。
文檔編號(hào)F21S11/00GK201954460SQ201120021809
公開日2011年8月31日 申請(qǐng)日期2011年1月24日 優(yōu)先權(quán)日2011年1月24日
發(fā)明者任俊杰 申請(qǐng)人:任俊杰