一種可控導入紅外線型光導照明系統(tǒng)的制作方法
【專利摘要】本發(fā)明涉及一種具有可控導入紅外線功能的太陽光導入照明系統(tǒng)，包括采光罩、防雨帽、導光管、紅外線阻隔膜和漫射器，其特征在于：所述的導光管基材為金屬材質(zhì)，內(nèi)壁覆有寬譜反射膜，寬譜反射膜的成分包括聚萘二甲酸乙二醇酯、聚甲基丙烯酸甲酯，所述的紅外線阻隔膜位于漫射器內(nèi)部，具有可控拉合的卷簾式結構。本發(fā)明具備高效傳導紅外線的能力，又通過卷簾式紅外線阻隔膜，得到可控導入紅外線的功能。在需要清涼的夏季通過卷簾結構的紅外線阻隔膜直接反射紅外線至室外；在其它季節(jié)導光系統(tǒng)以高效率導入太陽光中的紅外線，提升室內(nèi)溫度，增加人體舒適度，同時也節(jié)約了大量的制暖費用。
【專利說明】一種可控導入紅外線型光導照明系統(tǒng)
【技術領域】
[0001]本發(fā)明涉及一種太陽光導入照明系統(tǒng)，具體涉及一種可控導入紅外線型光導照明系統(tǒng)。
【背景技術】
[0002]光導照明系統(tǒng)即太陽光導入照明系統(tǒng)，是一種新興的環(huán)保照明系統(tǒng)。該系統(tǒng)主要由采光罩、導光管和漫射器三部分組成。其系統(tǒng)原理是通過采光罩高效采集自然光線導入系統(tǒng)內(nèi)重新分配，再經(jīng)過特殊制作的導光管傳輸和強化后由系統(tǒng)底部的漫射裝置把自然光均勻高效的照射到任何需要光線的地方，得到由自然光帶來的特殊照明效果。
[0003]紅外線具有溫熱效應，能顯著提高室內(nèi)環(huán)境及物體表面的溫度。對人體而言，紅外線溫熱效果所獲致的好處，主要有皮膚表面的溫度上升，皮下血液循環(huán)動態(tài)的改善，肌肉緊張的緩和，疼痛的減輕，以及調(diào)節(jié)自主神經(jīng)正?；淖饔玫取Ｔ谙募疽酝獾募竟?jié)，通過光導照明系統(tǒng)導入紅外線不但能節(jié)約室內(nèi)的制暖費用，還能提高人體的舒適度。
[0004]普通光導照明系統(tǒng)均設計為只傳導可見光波段的太陽光，太陽光中的紅外波段的光線很難進入室內(nèi)。通過大氣后的太陽光譜的能量主要分布在380nnT2300nm的范圍內(nèi)，其中可見光譜區(qū)有40%，紅外光譜區(qū)有60 %。目前市面上還沒有出現(xiàn)能高效傳導紅外線的導光管，也沒有出現(xiàn)具有可控傳導紅外線功能的光導照明系統(tǒng)。

【發(fā)明內(nèi)容】

[0005]本發(fā)明的目在于針對上述問題通過改進導光管內(nèi)壁的覆膜材質(zhì)和結構，使導光管具備高效傳導紅外線的能力，此外，本發(fā)明還采用了一種卷簾式紅外線阻隔膜，從而提出一種可控導入紅外線型光導照明系統(tǒng)。
[0006]本發(fā)明的目的可以通過以下技術方案實現(xiàn)：
一種可控導入紅外線型光導照明系統(tǒng)，包括采光罩、防雨帽、導光管、漫射器和紅外線阻隔膜，采光罩連在防雨帽上，防雨帽通過一個環(huán)和導光管相連，導光管的底部開口端和漫射器相連，導光管內(nèi)壁覆有寬譜反射膜，漫射器內(nèi)部活動連接紅外線阻隔膜，優(yōu)選漫射器內(nèi)部活動連接廣3層紅外線阻隔膜，此外，紅外線阻隔膜具有可拉合的卷簾式結構，在拉開狀態(tài)時平行于漫射器內(nèi)部的漫射片上方。
[0007]導光管的基材是內(nèi)壁拋光鋁合金板；導光管內(nèi)壁的寬譜反射膜是由重復交替疊加的聚萘二甲酸乙二醇酯膜和聚甲基丙烯酸甲酯膜組成，其中，寬譜反射膜的底層和頂層均為聚萘二甲酸乙二醇酯膜，重復交替疊加的總層數(shù)為50廣3001。導光管內(nèi)壁的反射層中聚萘二甲酸乙二醇酯膜的每層厚度為O. 07、. 31微米，聚甲基丙烯酸甲酯膜的每層厚度為O. 09?0. 39微米，重復交替疊加的總層數(shù)優(yōu)選為801?2001層，最優(yōu)選為2001層。優(yōu)選寬譜反射膜中厚度為O. 07、. 09微米的聚萘二甲酸乙二醇酯膜和厚度為O. 09、. 11微米的聚甲基丙烯酸甲酯膜占總膜數(shù)量的80、6%。
[0008]紅外線阻隔膜是由聚甲基丙烯酸甲酯膜、聚萘二甲酸乙二醇酯膜、聚苯二甲酸乙二醇酯膜、氧化鋅膜和金屬銀膜組成；優(yōu)選紅外線阻隔膜是依次由聚甲基丙烯酸甲酯膜、聚萘二甲酸乙二醇酯膜、聚甲基丙烯酸甲酯膜，聚萘二甲酸乙二醇酯膜、聚甲基丙烯酸甲酯膜、聚萘二甲酸乙二醇酯膜、聚甲基丙烯酸甲酯膜、聚萘二甲酸乙二醇酯膜、聚甲基丙烯酸甲酯膜、聚萘二甲酸乙二醇酯膜、對苯二甲酸乙二醇酯膜、氧化鋅膜、金屬銀膜和聚甲基丙烯酸甲酯膜疊加組成；最優(yōu)選紅外線阻隔膜是依次由O. I微米聚甲基丙烯酸甲酯膜、
O.18^0. 3微米聚萘二甲酸乙二醇酯膜、O. 24、. 38微米聚甲基丙烯酸甲酯膜、O. 18^0. 3微米聚萘二甲酸乙二醇酯膜、O. 24、. 38微米聚甲基丙烯酸甲酯膜、O. 18^0. 3微米聚萘二甲酸乙二醇酯膜、O. 24、. 38微米聚甲基丙烯酸甲酯膜、O. 18^0. 3微米聚萘二甲酸乙二醇酯膜、O. 24、. 38微米聚甲基丙烯酸甲酯膜、O. 18^0. 3微米聚萘二甲酸乙二醇酯膜、300-400微米聚苯二甲酸乙二醇酯膜、0.002、. 003微米氧化鋅膜、O. ΟΟ1-Ο. 007微米金屬銀膜和
O.5微米聚甲基丙烯酸甲酯膜組成，其中O. I微米聚甲基丙烯酸甲酯膜位于最頂層，O. 5微米聚甲基丙烯酸甲酯膜位于最底層。
[0009]本發(fā)明所述的寬譜反射膜是指對可見和近紅外光波段的光具有大于98%的反射率。
[0010]本發(fā)明所述的聚萘二甲酸乙二醇酯膜和聚甲基丙烯酸甲酯膜重復交替疊加是指在聚萘二甲酸乙二醇酯膜的上層是聚甲基丙烯酸甲酯膜，而在聚甲基丙烯酸甲酯膜的上層是聚萘二甲酸乙二醇酯膜，按這個順序有限次循環(huán)疊加。
[0011]本發(fā)明的有益效果是：實現(xiàn)了太陽光導入照明系統(tǒng)對太陽光中紅外線的可控導入，在需要清涼的夏季通過卷簾結構的紅外線阻隔膜直接反射紅外線至采光罩外；在其它季節(jié)導光系統(tǒng)以高效率導入太陽光中的紅外線，提升室內(nèi)溫度，增加人體舒適度，同時也節(jié)約了大量的制暖費用。此外本發(fā)明導光管內(nèi)壁附有寬譜反射膜，使得導光管的內(nèi)壁具有較好的具備高效傳導紅外線的能力。
【專利附圖】

【附圖說明】
[0012]下面利用附圖來對本發(fā)明作進一步的說明，但是附圖中的實施例不構成對本發(fā)明的任何限制。
[0013]圖I為本發(fā)明導入紅外線時的側視圖。
[0014]圖2為本發(fā)明使用紅外線阻隔膜反射紅外線時的側視圖。
[0015]其中I-采光罩，2-防雨帽，3-導光管，4-漫射器，5-紅外線阻隔膜。
【具體實施方式】
[0016]下面通過實施例，并結合附圖，對本發(fā)明的技術方案做進一步具體的說明，在說明書中相同或相似的附圖標記表示相同或相似的附件，下面參照附圖對本發(fā)明實施方式的說明旨在對本發(fā)明的總體發(fā)明構思進行解釋，而不應當理解對本發(fā)明的一種限制。
[0017]主要儀器與試劑：
試劑：聚萘二甲酸乙二醇酯原料(牌號為PEN TN8065S，廠家：美國杜邦);聚甲基丙烯酸甲酯原料(牌號為PMMA P0Q66，廠家：日本旭化成）
實施例I :
圖I展示了按本發(fā)明所制造的照明系統(tǒng)的構造，包括采光罩I、防雨帽2、導光管3、漫射器4和紅外線阻隔膜5，采光罩I連在防雨帽2上，防雨帽2通過一個隔熱環(huán)(高耐候性PVC材質(zhì))和導光管3相連，以消除導光管和外界之間的冷橋，并阻止冷凝水滴入導光管。導光管3的底部開口端和漫射器4相連，導光管3內(nèi)壁覆有寬譜反射膜，紅外線阻隔膜5位于漫射器4內(nèi)部且當紅外線阻隔膜5處于拉開狀態(tài)時平行于漫射器4內(nèi)部的漫射片上方。
[0018]米光罩I位于屋頂或其它能接收陽光的地點，材質(zhì)為可見光透光率在90%以上、紫外線透過率小于O. 6%的聚甲基丙烯酸甲酯，內(nèi)壁上附有水平方向延伸的多種光學棱鏡結構，以采集低角度入射的陽光?？梢愿鶕?jù)用戶的實際需要在采光罩的外表面上覆蓋可見光增透膜和防塵涂料。采光罩內(nèi)壁的多棱鏡結構可根據(jù)實際情況調(diào)整，本例中從頂部往下分別有三段不同的棱鏡環(huán)狀帶，和水平面的夾角分別為161度、145度、125度，對不同角度入射的太陽光都能得到較好的聚光效果，較適用于中、高緯度地區(qū)。采光罩I的整體防水防塵性能為IP55，即具有5級防塵和5級防水性能。
[0019]防雨帽2主要起到支撐采光罩I和防雨帽2的作用，防雨帽2還具備防水功能，防雨帽2 —般是固定在屋頂或者水泥墩座上，在特殊情況下為采光方便也可以固定在煙囪狀結構的上方。為了固定米光罩，防雨帽2上部開口一般呈圓形,和米光罩I相匹配。
[0020]本實例所用的導光管3基材選擇內(nèi)壁拋光的鋁合金板(產(chǎn)自上海安美特鋁業(yè)有限公司），內(nèi)表面通過覆膜機覆蓋寬譜反射膜(粘合劑使用3M公司生產(chǎn)的SP-75333M)，寬譜反射膜是由每層厚度為O. 07、. 31微米的聚萘二甲酸乙二醇酯膜和每層厚度為O. 09、. 39微米的聚甲基丙烯酸甲酯膜重復交替疊加組成，總層數(shù)為2001，其中寬譜反射膜的底層和頂層均為聚萘二甲酸乙二醇酯膜。同時允許每層膜的厚度有O. 01微米左右的誤差。寬譜反射膜中厚度為O. 07、. 09微米的聚萘二甲酸乙二醇酯膜和厚度為O. 09、. 11微米的聚甲基丙烯酸甲酯膜占寬譜反射膜總膜數(shù)量的92%。
[0021]寬譜反射膜制作時需使用擠壓機(青島順德塑料機械有限公司生產(chǎn)的平行雙螺桿擠出機）分別以40千克每小時的速度釋放聚萘二甲酸乙二醇酯，以45千克每小時的速度釋放聚甲基丙烯酸甲酯。這兩者經(jīng)過共擠塊(采用CL0EREN公司的NanoLayer共擠塊）后得到126層結構的多層擠出物。讓126層的擠出物繼續(xù)通過層倍增器（由Extrusion DiesIndustries, LLC (EDI)公司生產(chǎn)制作的倍增器)得到2001層的擠出物。隨后使用縱向拉幅機（由青島順德塑料機械有限公司生產(chǎn)的縱向拉幅機）在138°C下進行拉伸，得到總厚度平均為O. 28毫米的膜。再使用實驗室雙向拉伸裝置（由武漢現(xiàn)代精工機械有限公司生產(chǎn)的雙向拉伸裝置）在140°C下進行雙向拉伸，直至膜的總厚度從O. 28毫米減小180微米。實際使用時，一段12米長度的導光管3的整體導光效率在90%左右。導光管3在連接完成后用膠帶封住所有的連接縫隙，以免灰塵進入，降低導光管的導光效率。
[0022]漫射器4位于整個照明系統(tǒng)的最下方，用于把光導管中傳遞下來的光線漫射到室內(nèi)，使光線更柔和均勻。漫射器4中的漫射片由負焦菲涅爾透鏡組成，材質(zhì)為光學聚碳酸酯，厚度在O. 6mm左右，能得到較好的光線透過率和散射效果。
[0023]漫射器4內(nèi)部活動連接紅外線阻隔膜5且紅外線阻隔膜5具有可拉合的卷簾式結構。當紅外線阻隔膜5處于拉開狀態(tài)時，紅外線阻隔膜5平行于漫射器4內(nèi)部的漫射片上方。如圖I和圖2所示，卷簾式結構的中心軸的兩端分別穿過位于漫射器4內(nèi)側的兩個安裝托架，中心軸上裝有扭簧以平衡力量，可以實現(xiàn)手動拉動卷簾開合。紅外線阻隔膜5 —端固定在可轉動的卷簾式結構的中心軸表面，另一端固定在一根粱上，粱中間固定一個拉扣。在拉合卷簾式結構時應先拆開漫射片鋁框，再拉動卷簾拉扣。拉扣可以鎖在漫射器4的內(nèi)壁上以固定拉開狀態(tài)下的紅外線阻隔膜。圖I所示的是紅外線阻隔膜5處于閉合狀態(tài)；圖2所示的是紅外線阻隔膜5處于拉開狀態(tài)，處于拉開狀態(tài)時紅外線阻隔膜5覆蓋在漫射片上方，這時拉扣固定在卷簾式結構的軸的對側。
[0024]本實施例采用I層紅外線阻隔膜5位于漫射器4內(nèi)部，紅外線阻隔膜5是依次由O. I微米聚甲基丙烯酸甲酯層，O. 18^0. 3微米聚萘二甲酸乙二醇酯層，O. 24、. 38微米聚甲基丙烯酸甲酯層，O. 18^0. 3微米聚萘二甲酸乙二醇酯層，O. 24、. 38微米聚甲基丙烯酸甲酯層，O. 18^0. 3微米聚萘二甲酸乙二醇酯層，O. 24、. 38微米聚甲基丙烯酸甲酯層，
O.18^0. 3微米聚萘二甲酸乙二醇酯層，O. 24、. 38微米聚甲基丙烯酸甲酯層，O. 18^0. 3微米聚萘二甲酸乙二醇酯層，300-400微米聚苯二甲酸乙二醇酯膜，0.002、. 003微米氧化鋅層，0.00r0. 007微米銀金屬層和O. 5微米聚甲基丙烯酸甲酯層疊加組成，其中O. I微米聚甲基丙烯酸甲酯膜位于最頂層，O. 5微米聚甲基丙烯酸甲酯膜位于最底層。
[0025]紅外阻隔膜制作工藝為：首先需使用擠壓機(青島順德塑料機械有限公司生產(chǎn)的平行雙螺桿擠出機）分別以8千克每小時的速度釋放聚萘二甲酸乙二醇酯，以9千克每小時的速度釋放聚甲基丙烯酸甲酯。根據(jù)上述的膜層分布調(diào)整共擠塊的參數(shù)設置，使這兩者經(jīng)過共擠塊(采用CL0EREN公司的NanoLayer共擠塊）后得到10層結構的多層擠出物。隨后使用實驗室雙向拉伸裝置（由武漢現(xiàn)代精工機械有限公司生產(chǎn)的雙向拉伸裝置)在140°C下對多層擠出物進行雙向拉伸，直至膜的總厚度達到2. 6微米，制得的薄膜在室溫下冷卻待用。同時用普通流延膜生產(chǎn)線(青島順德塑料機械有限公司的雙向拉伸薄膜生產(chǎn)線)生產(chǎn)300微米厚度和O. 5微米厚度的聚萘二甲酸乙二醇酯薄膜待用。以300微米厚度的聚萘二甲酸乙二醇酯薄膜為基底， 使用真空鍍膜設備(肇慶市振華真空機械有限公司的光學真空鍍膜設備）在一面依次鍍上0.0025微米厚度的氧化鋅層和0.0055微米厚度銀金屬層。最后使用水性覆膜設備(瑞安市興程機械廠生產(chǎn)的水性覆膜設備)把O. 5微米厚度的聚萘二甲酸乙二醇酯薄膜涂覆在0.0055微米厚度銀金屬層表面充當保護膜，把2. 6微米的多層膜涂覆在300微米的聚萘二甲酸乙二醇酯薄膜另一面。涂覆后的薄膜經(jīng)干燥處理后即可使用。
[0026]本發(fā)明的可控導入紅外線的原理：
如圖I所示：當紅外線照射到采光罩I表面時，紅外線透過采光罩I進入導光管2，通過導光管2的反射壁反射到位于導光管2底部的漫射器，此時，紅外線阻隔膜5處于卷合的狀態(tài)，紅外線直接通過漫射器4把紅外線均勻高效的照射到任何需要光線的地方，得到由紅外線帶來的特殊照明效果。
[0027]如圖2所示：當紅外線照射到采光罩I表面時，紅外線透過采光罩I進入導光管2，通過導光管2的反射壁反射到位于導光管底部的漫射器4，此時，紅外線阻隔膜5處于拉開狀態(tài)，紅外線將被先照射到漫射器4內(nèi)部的紅外線阻隔膜5上，此時的紅外線不能透過漫射器而是被反射到導光管的內(nèi)壁上，再被導光管內(nèi)壁反射到采光罩I上，最后通過采光罩I引出室外。
【權利要求】
1.一種可控導入紅外線型光導照明系統(tǒng)，包括防雨帽（2)以及與該防雨帽（2)相連的采光罩（I)和導光管（3)，導光管（3)底部開口端和漫射器（4)相連，紅外線阻隔膜（5)位于漫射器（4)內(nèi)部，其特征在于：所述的導光管（3)內(nèi)壁覆有寬譜反射膜，漫射器（4)內(nèi)部活動連接紅外線阻隔膜（5)。
2.根據(jù)權利要求1所述的可控導入紅外線型光導照明系統(tǒng)，其特征在于：所述的導光管（3)的基材是內(nèi)壁拋光的鋁合金板。
3.根據(jù)權利要求1所述的可控導入紅外線型光導照明系統(tǒng)，其特征在于：所述的導光管（3)內(nèi)壁的寬譜反射膜是由重復交替疊加的聚萘二甲酸乙二醇酯膜和聚甲基丙烯酸甲酯膜組成，寬譜反射膜的底層和頂層均為聚萘二甲酸乙二醇酯膜，重復交替疊加的總層數(shù)為501~3001。
4. 根據(jù)權利要求3所述的可控導入紅外線型光導照明系統(tǒng)，其特征在于：所述的導光管（3)內(nèi)壁的寬譜反射膜中聚萘二甲酸乙二醇酯膜的每層厚度為0.07、. 31微米，聚甲基丙烯酸甲酯膜的每層厚度為0.09、. 39微米，重復交替疊加的總層數(shù)為8011001，優(yōu)選為2001 層。
5.根據(jù)權利要求4所述的可控導入紅外線型光導照明系統(tǒng)，其特征在于：所述的寬譜反射膜中厚度為0.07、. 09微米的聚萘二甲酸乙二醇酯膜和厚度為0.09、. 11微米的聚甲基丙烯酸甲酯膜占寬譜反射膜總膜數(shù)量的80、6%。
6.根據(jù)權利要求1所述的可控導入紅外線型光導照明系統(tǒng)，其特征在于：所述的紅外線阻隔膜（5)是由聚甲基丙烯酸甲酯膜、聚萘二甲酸乙二醇酯膜、聚苯二甲酸乙二醇酯膜、氧化鋅膜和金屬銀膜組成。
7.根據(jù)權利要求6所述的可控導入紅外線型光導照明系統(tǒng)，其特征在于：所述的紅外線阻隔膜（5)是依次由聚甲基丙烯酸甲酯膜、聚萘二甲酸乙二醇酯膜、聚甲基丙烯酸甲酯膜，聚萘二甲酸乙二醇酯膜、聚甲基丙烯酸甲酯膜、聚萘二甲酸乙二醇酯膜、聚甲基丙烯酸甲酯膜、聚萘二甲酸乙二醇酯膜、聚甲基丙烯酸甲酯膜、聚萘二甲酸乙二醇酯膜、聚苯二甲酸乙二醇酯膜、氧化鋅膜、金屬銀膜和聚甲基丙烯酸甲酯膜疊加組成。
8.根據(jù)權利要求7所述的可控導入紅外線型光導照明系統(tǒng)，其特征在于：所述的紅外線阻隔膜（5)是依次由O. I微米聚甲基丙烯酸甲酯膜、O. 18、. 3微米聚萘二甲酸乙二醇酯膜、O. 24、. 38微米聚甲基丙烯酸甲酯膜、O. 18^0. 3微米聚萘二甲酸乙二醇酯膜、O. 24、. 38微米聚甲基丙烯酸甲酯膜、O. 18^0. 3微米聚萘二甲酸乙二醇酯膜、O. 24、. 38微米聚甲基丙烯酸甲酯膜、O. 18^0. 3微米聚萘二甲酸乙二醇酯膜、O. 24、. 38微米聚甲基丙烯酸甲酯膜、O. 18、. 3微米聚萘二甲酸乙二醇酯膜、300-400微米聚苯二甲酸乙二醇酯膜、0.002、. 003微米氧化鋅膜、0.00r0. 007微米金屬銀膜和O. 5微米聚甲基丙烯酸甲酯膜組成，其中O. I微米聚甲基丙烯酸甲酯膜位于最頂層，O. 5微米聚甲基丙烯酸甲酯膜位于最底層。
9.根據(jù)權利要求1所述的可控導入紅外線型光導照明系統(tǒng)，其特征在于：所述的漫射器（4)內(nèi)部活動連接f 3層紅外線阻隔膜（5)。
10.根據(jù)權利要求1或9所述的可控導入紅外線型光導照明系統(tǒng)，其特征在于：所述的紅外線阻隔膜（5)具有可拉合的卷簾式結構。
【文檔編號】F21S2/00GK103486469SQ201310424822
【公開日】2014年1月1日 申請日期:2013年9月17日 優(yōu)先權日:2013年9月17日
【發(fā)明者】蘆建鋒 申請人:蘆建鋒