專利名稱：一種陽光采集傳導照明裝置的制作方法
技術領域：
本實用新型屬于建筑采光技術領域，特別涉及太陽光線聚光裝置的結(jié)構(gòu)及陽光傳導裝置的設計。
背景技術：
自然采光照明是節(jié)約能源，提高建筑舒適度，適應人體健康需要的重要措施。目前的建筑陽光采集照明系統(tǒng)主要有1.采用導光管其主要構(gòu)成如圖1所示，包括連接成一體的采光罩，內(nèi)設聚光器 (聚光鏡或者是透鏡，有的帶有自動跟蹤裝置)11、光傳輸元件(導光管)12、光擴散元件 (也稱漫射器或照明器)13。光導管一般為直徑數(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，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光導入建筑物內(nèi)，導光管內(nèi)還可安裝有調(diào)光器16，以利于采集更多的陽光。2.采用光導纖維，一般由三個部分組成連接成一體的聚光器、傳輸光束的光導纖維和照明器。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，由光導纖維芯21 包裹在光導纖維外的光導纖維包層22，圖中的帶箭頭的折線23表示光線在光導纖維中傳導。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光匯聚反射到需要照明的地方。上述陽光采集照明系統(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，抗風能力差，特別是樓房北側(cè)的住戶或房間幾乎無法使用。2.光導纖維或光導管方法中，體積較大的聚光器(如大直徑透鏡)生產(chǎn)、運輸成本
尚ο3.聚光器與光導纖維、光導管存在折射角角度，影響光傳輸效率。這些是目前影響陽光采集照明系統(tǒng)應用的主要因素。
發(fā)明內(nèi)容本實用新型的目的是針對現(xiàn)有建筑陽光采集照明系統(tǒng)的缺點，設計出一種陽光采集傳導照明裝置，可以較低成本實現(xiàn)太陽光聚集，降低建筑采光照明系統(tǒng)生產(chǎn)、運輸成本， 提高陽光利用效率。本實用新型設計的陽光采集傳導照明裝置，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管或喇叭形頭的光導纖維束；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。本實用新型對照明器未作改進，與當前采用的照明器、散射器等相同。本實用新型的特點及效果本實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，利用透鏡原理實現(xiàn)太陽光的聚集，利用光導纖維實現(xiàn)光線的傳輸和照明。低成本、大面積的充水透鏡，以及喇叭形光導管或光纖束與水透鏡配合使用，使匯聚后的陽光均勻、高效地進入其中，從而實現(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安裝光導纖維產(chǎn)生和承受的高溫，降低了安全風險，光線纖維束的使用便于光線在不同房間的分配。本實用新型可用于各類建筑或地下室的照明。
圖1為已有的一種陽光采集傳導照明裝置結(jié)構(gòu)示意圖。圖2為已有的另一種陽光采集傳導照明裝置結(jié)構(gòu)示意圖。圖3為本實用新型實施例1結(jié)構(gòu)示意圖。圖4為本實用新型實施例2結(jié)構(gòu)示意圖。
具體實施方式
本實用新型設計的采光照明系統(tǒng)結(jié)合附圖及實施例詳細說明如下本實用新型設計的陽光采集傳導照明裝置，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管或喇叭形頭的光導纖維束；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。實施例1 充水透鏡與漏斗頭光導管采光照明系統(tǒng)本實施例結(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 、透鏡殼體上設置的充水閥門103、透鏡殼體排水閥門104、外殼105、光導管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)動一定角度，適應不同季節(jié)太陽高度的變化。充水閥門103、排水閥門104可以采用密封螺栓或其它閥門。本實施例的充水透鏡容器材質(zhì)采用超白玻璃成型(無鐵，透光率高)，對于透光率要求不高的系統(tǒng)也可用透光率較好的塑料、有機玻璃。在安裝現(xiàn)場向透鏡內(nèi)充裝蒸餾水、 純凈水或自來水，并進行防腐處理，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)需要設計，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管主要用于增加光導管光線入射口，降低對透鏡的要求和焦點處形成的高溫，與充水透鏡配合，在同等的采光效果下，可減小光導管直徑和建筑物墻體為光導管預留開口直徑。喇叭形入口端的光導管的入口處直徑約為光導管直徑的2 5倍，喇叭形光導管入口端長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管與充水透鏡配合使用，使匯聚后的陽光均勻、高效地進入光導管中。本實施例的光導管、外殼和照明器均采用常規(guī)產(chǎn)品。實施例2 充水透鏡、光纖蓮蓬與漏斗頭光導纖維采光照明系統(tǒng)本實施例結(jié)構(gòu)如圖2所示，與實施例1相比，區(qū)別之處在于，將光導管替換為圓錐形或喇叭形光導纖維套108和置于該套中的光導纖維束，該光導纖維束的各個纖維109均具有喇叭形端頭。光導纖維109的喇叭形頭可采用曲面或錐面，幾何尺寸與實施例1的光導管同比縮小。光導纖維套用來固定集束的各個光纖，光導纖維殼與光纖束之間可采用膠體等填充物固定。光導纖維頭部壁的曲率不宜過大，曲率半徑一般是喇叭形光導纖維套壁的曲率半徑的1/3至2/3。光導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，但需改進工藝，將光纖頭改為喇叭形。光導纖維套108可用含氟樹脂加工，同樣設計為喇叭口。
權(quán)利要求1.一種陽光采集傳導照明裝置，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管或喇叭形頭的光導纖維束；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，所述光導管入口為喇叭形，入口處直徑為光導管直徑的2 5倍，喇叭形光導管入口端長度為入口處直徑的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，所述光導纖維束外設有用來固定集束的各個光纖的光導纖維套。
專利摘要本實用新型涉及陽光采集傳導照明裝置，屬于建筑采光技術領域，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管或喇叭形頭的光導纖維束；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現(xiàn)太陽光聚集，降低建筑采光照明系統(tǒng)生產(chǎn)、運輸成本，提高陽光利用效率。
文檔編號F21S11/00GK201954460SQ201120021809
公開日2011年8月31日 申請日期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 申請人:任俊杰