CN104914568A - 一种可机械式无级调节透光率的光介质系统 - Google Patents

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Abstract

本发明适用于建筑窗户、交通工具窗户、建筑幕墙、防护眼镜等领域,提供一种可机械式无级调节透光率的光介质系统,其特征在于,所述可实现无级调节透光率的光介质系统包括:透光本体及可调偏振透光部件(1)、动作及联接部件(2)和可选的动作控制部件(3);其中,透光本体及可调偏振透光部件(1)在动作及联接部件(2)的机械力驱动下,能以毫米级的位移实现透光率在高透光率和低透光率之间的无级调节,且系统处于最高透光率状态时,肉眼感觉和普通玻璃一致;动作控制部件(3)可以对动作及联接部件(2)供电并电气精确控制,从而实现按需求或程序指令对上述窗户系统透光率的自动化及智能调节。本发明提供的可调光透光介质技术方案具有通光率可无级调节、造价低、维持调定通光率无能耗、机械式调光寿命长、易维护、调节位移小无需额外动作空间、适合在幕墙、车窗及建筑等行业大面积使用的优点。

Description

一种可机械式无级调节透光率的光介质系统
技术领域
本发明属于窗户、幕墙及光防护器材领域,尤其涉及可调节透光率的窗户。
背景技术
由于四季或一天中阳光照射的差异,导致建筑幕墙存在透过过多或过少太阳光的问题;在人们乘坐或驾驶交通工具外出时,同样经常遇到窗户透入阳光太强烈的问题;上述由于阳光或光线通过透光介质系统时透过量不理想的状况,直接给人们的生活带来了困扰,导致身体不适及维持空间温度恒定的能耗增加。于是汽车行业窗户太阳膜技术、光化学反应式玻璃膜技术、幕墙玻璃镀膜技术和液晶调光玻璃技术开始被应用。
在实现现有技术的方案中,发现现有技术存在如下技术问题:现有的窗户太阳膜技术以及各种幕墙镀膜技术,存在着光损失较大,且光透过率不受控,用户体验有不好;液晶调光玻璃技术很好地解决了光线透过率受控的问题,因此用户体验很好,但存在造价高、工艺复杂、生产设备要求高、寿命短、耗能大、不易维护及增加电磁波污染的问题,使得液晶调光玻璃不能大规模及大面积在民用市场推广。
发明内容
本发明的目的在于提供一种可机械式无级调节透光率的光介质系统,旨在解决现有的技术方案用户体验不好、造价高、工艺复杂、生产设备要求高、寿命短、耗能大、不易维护、增加电磁波污染及不利于大规模推广的问题。
为此本发明提供一种可机械式无级调节透光率的光介质系统包括:透光本体及可调偏振透光部件(1)、动作及联接部件(2)和可选的动作控制部件(3);其中,透光本体及可调透光部件(1)在动作及联接部件(2)的机械力驱动下,能实现透光率在高透光率和低透光率之间的无级调节功能;动作控制部件(3)可以对动作及联接部件(2)供电并精确电气控制,从而实现按需求或程序指令对上述窗户系统透光率的自动化调节;本系统还可以实现完全手动控制,以零能耗完成随用户意愿的通光效果调节;本系统能实现宏观透光率90%至5%的无级调节,且和普通窗户玻璃安装类似,几乎不需要额外安装空间。
进一步地,上述透光本体及可调偏振透光部件(1)包含至少一个透光本体(4)、第一偏振膜部件(5)和第二偏振膜部件(6),该两层光偏振膜部件上的局部光偏振角度特性有规律地间隔排布或以一定间隔周期性排布,且这两层光偏振膜能够在动力驱动下实现受控的相对位置变动,当两层膜部件的相同光偏振区域完全重合时,本可调透光系统处于全幅无视觉障碍的透明状态;当两层膜部件由于相对位置变动,导致不同偏振角度特性的区域发生重合时,本可调透光系统的宏观透光性随着不同偏振角度特性的区域重合增大逐渐降低,直至本系统设计的最大不透光值,对不同波长光波的最大不透光值可以依据需求改换不同光偏振特性的膜来实现变化。。
进一步地,上述可机械式无级调节透光率的光介质系统的可发生位置相对变动的膜部件和一个手动或自动的动作和联接部件(2)的减速箱(8)的输出端相连。
进一步地,上述自动的动作和连接部件(2)由一个动作控制部件(3)供电并精确电气控制。
进一步地,上述自动或手动的动作和连接部件(2)内含有减速及自锁机构。
进一步地,上述可选的动作控制部件(3)内含有可选的无线遥控及远程阵列控制功能,能实现大厦每块幕墙玻璃的通光差异性调节。
进一步地,上述可选的动作控制部件(3)内含有可选的外置光感传感器和相应的传感器数据处理及算法程序,可以根据光照条件智能调节每块玻璃的通光量,实现智能采光和节能。
本发明和现有的液晶调光玻璃技术相比,采用机械式调光技术,具有造价低、生产设备投入低、寿命长、性能稳定、节能、动作小、易维护、无电磁波污染及适合大面积应用的优点。
附图说明
图1是本发明的部件组成图;
图2是本发明的细化构件图;
图3是本发明的第一实施例的全幅高透光状态示意图;
图4是本发明的第一实施例的局部低透光状态示意图;
图5是本发明的第一实施例的最低透光状态示意图;
图6是本发明的第二实施例的全幅高透光状态示意图;
图7是本发明的第二实施例的局部低透光状态示意图;
图8是本发明的第二实施例的最低透光状态示意图;;
图9是本发明的第三实施例的全幅高透光状态示意图;
图10是本发明的第三实施例的局部低透光状态示意图;
图11是本发明的第三实施例的最低透光状态示意图;
具体实施方式
为了使本发明的目的、技术方案及优点更加清楚明白,以下结合附图及实施例,对本发明进行进一步详细说明。应当理解,此处所描述的具体实施例仅仅用以解释本发明,并不用于限定本发明。
本发明的目的在于提供一种可机械式无级调节透光率的光介质系统,旨在解决现有的透光介质调光技术方案用户体验不好、造价高、工艺复杂、生产设备要求高、寿命短、耗能大、不易维护、增加电磁波污染等不利于大规模推广的问题。
如图1所示,本调光透光介质系统包括:透光本体及可调偏振透光部件1、动作及联接部件2和可选的动作控制部件3。如图2所示本可调透光率介质系统可以进一步细分为:透光本体4、第一偏振膜部件5、第二偏振膜部件6、联接部件7、减速箱8、手动拧盘或电机动力装置9、控制模块或控制PC机;其中,透光本体4为普通的透明材料,承受主要的功能载荷及实现普通玻璃的功能;第一偏振膜部件5和第二偏振膜部件6是具有光偏振角度特性区域分布的透光膜,第一偏振膜部件5或第二偏振膜部件6通过联接部件7和减速箱8的输出端相连,可以在手动拧盘或电机动力装置9的驱动下发生受控的两个偏振膜部件的相对位置变动。
第一偏振膜部件5和第二偏振膜部件6是具有光偏振角度特性区域分布的透光膜,如图3至图11所示,其上的具有不同光偏振特性的区域的排布及组合应用可以有下述等几种方式,不同光偏振角度特性的区域的排布间隔或角度间隔a,可以根据实际需要设计,一般为1~5mm,越小的间隔获得的调光均匀效果越佳。
图3至图5所示是本发明的第一实施例,在本实施例中不同光偏振角度特性的区域在膜上呈条状间隔分布,间隔为a。图3所示为第一偏振膜部件5和第二偏振膜部件6无位错时,本系统呈现出的全幅高透光状态;图4所示是第一偏振膜部件5和第二偏振膜部件6发生a/2的横向位错后,本系统呈现出的局部低透光状态,图5所示是第一偏振膜部件5和第二偏振膜部件6发生a的横向位错后,本系统呈现出的最低透光状态。
图6至图8所示是本发明的第二实施例,在本实施例中不同光偏振角度特性的区域在膜上呈四边形点阵间隔分布,点阵间隔为a。图6所示为第一偏振膜部件5和第二偏振膜部件6无位错时,本系统呈现出的全幅高透光状态;图7所示是第一偏振膜部件5和第二偏振膜部件6发生横向和纵向各a/2的位错后,本系统呈现出的点阵状局部低透光状态,图8所示是第一偏振膜部件5和第二偏振膜部件6发生a的横向位错后,本系统呈现出的最低透光状态。
图9至图11所示是本发明的第三实施例,在本实施例中不同光偏振角度特性的区域在膜上呈辐射状角度间隔分布,角度间隔为a。图9所示为第一偏振膜部件5和第二偏振膜部件6无位错时,本系统呈现出的全幅高透光状态;图10所示是第一偏振膜部件5和第二偏振膜部件6发生a/2圆心角的角度位错后,本系统呈现出的局部低透光状态,图8所示是第一偏振膜部件5和第二偏振膜部件6发生a圆心角的角度位错后,本系统呈现出的最低透光状态。
本发明就是提供一种可机械式无级调节透光率的光介质系统,使用本发明后,能解决交通工具和建筑幕墙因光照强度变化而产生的光介质透光率能变化的需求,能够以较低成本实现建筑幕墙和窗户的智能采光控制,大大降低室内空调等温控设备的能耗,为环保、节能做出贡献。
以上所述仅为本发明的较佳实施例而已,并不用以限制本发明,凡在本发明的精神和原则之内所作的任何修改、等同替换和改进等,均应包含在本发明的保护范围之内。

Claims (9)

1.一种可机械式无级调节透光率的光介质系统,其特征在于,所述可机械式无级调节透光率的光介质系统包括:至少一层透光本体(4)以及至少两层附着于透光本体(4)上或处于上述透光本体夹层的光偏振膜部件(5、6),该光偏振膜部件上的局部光偏振角度特性存在差异,且具有不同的光偏振角度特性的区域有规律地间隔排布或以一定间隔周期性排布;上述两层光偏振膜部件能够在动力驱动下实现受控的运动并产生相对的位置变化,上述位置变化使两层膜上具有不同偏振角度特性的膜区域重叠,导致系统垂直于膜平面方向的通光率发生变化,通过调节上述相对位置变化的大小来调节不同偏振角度特性的膜区域的重叠面积,以实现宏观上的光介质系统透光率无级调节。
2.根据权利要求1所述的可机械式无级调节透光率的光介质系统,其特征在于,权利要求1所述具有光偏振角度特性区域间隔分布的光偏振膜部件包含有至少两种具有不同光偏振角度特性的区域。
3.根据权利要求1所述的可机械式无级调节透光率的光介质系统,其特征在于,权利要求1所述具有光偏振角度特性区域间隔分布的光偏振膜部件既可是单独的膜,也可以是附着有光偏振角度特性区域间隔分布的膜的其他透光基材;上述膜的具有不同光偏振角度特性区域之间可以有无光偏振特性的膜间隙;上述具有不同光偏振角度特性区域间隔分布的膜部件并不限于是一张整膜,可以是单独分离的一片片具有光偏振角度差异的小膜沿着透光介质表面拼接而成。
4.根据权利要求1所述的可机械式无级调节透光率的光介质系统,其特征在于,权利要求1所述的两层光偏振膜部件并不限于一般的两层膜叠加,还包括一张膜通过对折或绕曲实现的两层叠加。
5.根据权利要求1所述的可机械式无级调节透光率的光介质系统,其特征在于,所述附着于透光本体(4)上或处于透光本体夹层的光偏振膜部件(5、6),既可是通过电镀、退镀、化学腐蚀、涂覆、静电吸附、电磁溅射、静电沉降、胶粘等工艺使之附着于透明介质上的光偏振膜,也可是和透明介质分离的光偏振膜,并且不局限于任何一种制备工艺手段。
6.根据权利要求1所述的可机械式无级调节透光率的光介质系统,其特征在于,所述可机械式无级调节透光率的透光介质系统包括:至少一个透光本体及可调偏振透光部件,至少一个动作及联接部件,和可选的一个动作控制部件,其中,透光本体及可调偏振透光部件(1)可在动作及联接部件(2)的驱动下能实现以不同偏振角度特性膜叠加方式实现调节通光率的功能,动作控制部件(3)对动作及联接部件供电并电气精确控制,实现按需求或程序指令对上述光介质系统透光率的自动化调节。
7.根据权利要求1所述的可机械式无级调节透光率的光介质系统,其特征在于,所述可机械式无级调节透光率的透光介质系统包括:至少一个电机或手动动力机构,还包含有至少一级的机械减速箱机构,该减速箱机构可以是齿轮、蜗杆、丝杆等方式及不局限于上述三种方式的其他减速机构方式。
8.根据权利要求1所述的可机械式无级调节透光率的光介质系统,其特征在于,所述可机械式无级调节透光率的透光介质系统的动作及联接部件(2)以紧固的机械连接方式直接或间接联接到权利要求1所述需要发生受控位置错动的至少一个光偏振膜部件(5、6)上。
9.根据权利要求1、6所述的可机械式无级调节透光率的光介质系统,其特征在于,所述可机械式无级调节透光率的透光介质系统使用电动模式时,其包含有至少一个动作机构的行程传感器,可以是光电传感器、霍尔传感器或其他传感器,当使用直流电机时还包含有至少一个控制电机转动相角的码盘或光栅盘及相应的光电传感器。
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