CN111962778B - 一种调光、散光透膜形变式天窗及其使用方法 - Google Patents

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Abstract

本发明属于建筑天窗领域,尤其是涉及一种调光、散光透膜形变式天窗,包括窗体,窗体之间固定连接有透光玻璃,透光玻璃内部设有流动腔,流动腔内被填充液填充,透光玻璃底端分布有多个圆形的弹性透明膜,透明膜两端分别与外界以及流动腔接触设置,窗体内设有与流动腔连通设置的控制腔,控制腔密封滑动连接有控制板。本发明可通过设置弹性透明膜能够实现随着流动腔内液体压强的变化而实现弹性透明膜形状发生改变,进而实现通过不同形状的弹性透明膜实现聚光、散光的效果,进而能够避免在炎热的夏季阳光直接照射会使得室内的温度升高,影响室内人员的活动。

Description

一种调光、散光透膜形变式天窗及其使用方法
技术领域
本发明属于建筑天窗领域,尤其是涉及一种调光、散光透膜形变式天窗及其使用方法。
背景技术
天窗是指设在屋顶上用以通风和透光的窗子,天窗能够有效的使得外界的自然光通过天窗进入到屋内,进而能够提高屋内的明亮度,能够大大的减小白天室内补光所消耗的能源,同时还能够让人在屋内直接看到外界的环境,提高室内的环境氛围。
在目前的天窗使用过程中,往往会存在阳光直接照射在到屋内,虽然这样一来能够提高屋内的亮度,但是炎热的夏季,阳光的直接照射将会使得室内的温度大幅度的升高,将会严重影响室内人员的活动为解决这个问题,目前使用最多的是通过幕布进行遮挡,但是天窗一般位于较高处,导致实际使用时通过幕布遮挡操作较为困难,且通过幕布遮挡之后将会使得屋内的亮度大大的降低,这种情况下又需要通过补光设备确保屋内有着足够的明亮度,使得电能耗费增加。
为此,我们提出一种调光、散光透膜形变式天窗及其使用方法来解决上述问题。
发明内容
本发明的目的是针对上述问题,提供一种能够自动调节避免夏季阳光直接照射在屋内的调光、散光透膜形变式天窗及其使用方法。
为达到上述目的,本发明采用了下列技术方案:一种调光、散光透膜形变式天窗,包括窗体,所述窗体之间固定连接有透光玻璃,所述透光玻璃内部设有流动腔,所述流动腔内被填充液填充,所述透光玻璃底端分布有多个圆形的弹性透明膜,所述透明膜两端分别与外界以及流动腔接触设置,所述窗体内设有与流动腔连通设置的控制腔,所述控制腔密封滑动连接有控制板,所述控制板顶端设有控制控制板上下运动的升降机构,所述升降机构连接有作为升降机构动力来源的驱动机构。
在上述的一种调光、散光透膜形变式天窗中,所述填充液填充满位于控制板底端的控制腔,所述填充液为蒸馏水与防冻剂的混合液体。
在上述的一种调光、散光透膜形变式天窗中,所述升降机构由伸缩杆、固定柱、固定板以及转动杆组成,所述固定板与控制腔侧壁固定连接,所述升降机构通过相互螺纹连接的转动杆和固定柱实现与固定柱固定连接的控制板上下移动,所述转动杆与固定板转动连接,所述伸缩杆两端分别与固定板以及控制板固定连接。
在上述的一种调光、散光透膜形变式天窗中,所述驱动机构由形变柱、连接块、套筒、锥齿轮组以及电机组成,所述电机通过锥齿轮组实现与套筒的传动连接,所述套筒与转动杆竖直滑动连接,所述连接块通过形变柱与固定板相连接,所述套筒与连接块固定连接。
在上述的一种调光、散光透膜形变式天窗中,所述形变柱内设有温度膨胀材料,所述形变柱可随温度而发生高度上的形变。
在上述的一种调光、散光透膜形变式天窗中,所述窗体外表面均为太阳能电池板,所述电机通过太阳能电池板的能量作为驱动能源。
本发明还公开了一种调光、散光透膜形变式天窗使用方法,该方法包含以下步骤:
S1、第二锥齿轮与第三锥齿轮相啮合,电机将会通过第三锥齿轮以及第一锥齿轮的啮合作用实现对于转动杆以及固定柱之间具有相互远离的趋势,进而实现对于控制板对于填充液进行加压;
S2、进而实现填充液使得透明弹性模发生形变成为远离透光玻璃凸起的结构,进而使得与填充液相配合的弹性透明膜将会起到凸透镜的作用,进而实现弹性透明膜能够起到聚光的作用,进而能够提高室内的明亮度;
S3、当温度较高时,形变柱内的材料将会受热膨胀,形变柱自身长度变大,将会通过连接块使得套筒向上运动,进而实现位于下方的第一锥齿轮与第三锥齿轮相啮合,进而实现电机对于套筒的传动方向发生改变;
S4、套筒将会沿着使得转动杆以及固定柱相互靠近的方向转动,进而实现固定柱将会带动控制板向上运动;
S5、控制板通过填充液使得弹性透明膜向上凹陷,向上凹陷的弹性透明膜与填充液相配合将会使得自身起到凹透镜的效果,进而实现对于光线进行分散,进而避免阳光直接照射,进而能够起到散光的效果,避免阳光直接照射影响人们在室内正常活动。
与现有的技术相比,本一种调光、散光透膜形变式天窗及其使用方法的优点在于:
1、本发明通过设置弹性透明膜能够实现随着流动腔内液体压强的变化而实现弹性透明膜形状发生改变,进而实现通过不同形状的弹性透明膜实现聚光、散光的效果,进而能够避免在炎热的夏季阳光直接照射会使得室内的温度升高,同时影响室内人员的活动。
2、本发明通过设置填充液能够很好利用流体的性质实现透明膜的形状控制,且控制方法简单、有效,且根据帕斯卡定律,能够确保各处的透明膜所收到的压强相等,进而实现同时对于多个弹性透明膜进行控制。
3、本发明通过设置伸缩机构能够实现对于控制板的位置进行控制,进而能够实现通过控制板实现填充液的压强设置,进而实现对于弹性透明膜形状的控制。
4、本发明通过设置驱动机构能够能够实现当不同的温度时,驱动机构的输出方向发生改变,进而实现与伸缩机构相配合实现对于填充液进行加压以及减压,进而实现对于弹性透明膜的控制。
5、本发明通过设置填充液为蒸馏水与防冻剂的混合液体进而能够避免填充液内部会有较多的杂质物质,导致时间较长时杂质物质影响天窗的透明度,同时防冻剂能够确保在气温较低时,填充液将会不会发生凝结等情况。
附图说明
图1是本发明提供的一种调光、散光透膜形变式天窗及其使用方法实施例1的俯视结构示意图;
图2是本发明提供的一种调光、散光透膜形变式天窗及其使用方法实施例1侧视局部切面结构示意图;
图3是图2中A处结构放大示意图;
图4是本发明提供的一种调光、散光透膜形变式天窗及其使用方法实施例1中弹性透明膜两种状态对于光线的折射情况示意图
图5是本发明提供的一种调光、散光透膜形变式天窗及其使用方法实施例2侧视切面结构示意图。
图中,1窗体、2透光玻璃、3流动腔、4弹性透明膜、5控制腔、6控制板、7升降机构、71伸缩杆、72固定柱、73固定板、74转动杆、8驱动机构、81形变柱、82连接块、83套筒、84锥齿轮组、85电机、9太阳能电池板。
具体实施方式
以下实施例仅处于说明性目的,而不是想要限制本发明的范围。
实施例1
如图1-4所示,一种调光、散光透膜形变式天窗,包括窗体1,窗体1之间固定连接有透光玻璃2,透光玻璃2内部设有流动腔3,流动腔3内被填充液填充。
填充液填充满位于控制板6底端的控制腔5,填充液为蒸馏水与防冻剂的混合液体,进而能够避免填充液内部会有较多的杂质物质,导致时间较长时杂质物质影响天窗的透明度,同时防冻剂能够确保在气温较低时,填充液将会不会发生凝结等情况。
透光玻璃2底端分布有多个圆形的弹性透明膜4,多个圆形的弹性透明膜4均匀分布在透光玻璃2底部,弹性透明膜4两端分别与外界以及流动腔3接触设置,窗体1内设有与流动腔3连通设置的控制腔5,控制腔5密封滑动连接有控制板6,控制板6顶端设有控制控制板6上下运动的升降机构7。
升降机构7由伸缩杆71、固定柱72、固定板73以及转动杆74组成,固定板73与控制腔5侧壁固定连接,升降机构7通过相互螺纹连接的转动杆74和固定柱72实现与固定柱72固定连接的控制板6上下移动,转动杆74与固定板73转动连接,伸缩杆71两端分别与固定板73以及控制板6固定连接。
转动杆74位于固定板73的顶端为方形滑杆设置,转动杆74位于固定板73底端为圆形螺纹杆设置。
通过转动转动杆74能够实现转动杆74与固定柱72之间发生相对位移,进而实现固定柱72带动控制板6上下移动,进而实现通过控制板6改变填充液的压强。
伸缩杆71能够确保控制板6不会转动,提高控制板6运动的稳定性。
升降机构7连接有作为升降机构7动力来源的驱动机构8。
驱动机构8由形变柱81、连接块82、套筒83、锥齿轮组84以及电机85组成,电机85通过锥齿轮组84实现与套筒83的传动连接,套筒83与转动杆74竖直滑动连接,连接块82通过形变柱81与固定板73相连接,套筒83与连接块82固定连接。
锥齿轮组84包括第一锥齿轮、第二锥齿轮以及第三锥齿轮,第一锥齿齿轮与第二锥齿轮关于水平面对称设置且第一锥齿轮位于第二锥齿轮下方,第三锥齿轮与电机85输出端固定连接,第一锥齿轮与第二锥齿轮能够通过竖直方向上的位移实现与第三锥齿轮的啮合,第一锥齿轮与第二锥齿轮均与套筒83固定连接。
形变柱81内设有温度膨胀材料,形变柱81可随温度的升高而发生自身长度变大,温度降低而发生自身长度减小。
本发明使用时,首先第二锥齿轮与第三锥齿轮相啮合,电机85将会通过第三锥齿轮以及第一锥齿轮的啮合作用与控制板6相连接,进而能够实现电机85通过锥齿轮组84对于转动杆74施加的力将会沿着转动杆74伸长方向,进而实现转动杆74将会通过控制板6向下挤压,进而实现对于填充液进行加压。
填充液使得弹性透明膜4发生形变成为远离透光玻璃2凸起的结构,进而使得与填充液相配合的弹性透明膜4将会对于从上方照射到室内的光线起到凸透镜的作用,如图4所示,进而实现弹性透明膜4能够起到聚光的作用,进而能够提高室内的明亮度。
同时弹性透明膜4形成凸起的焦点较小,不会使得光线聚集在地面或者地面上的物件上、导致地面上的物件温度快速身升高等情况发生。
当温度较高时,形变柱81内的材料将会受热膨胀,形变柱81自身长度变大,将会通过连接块82使得套筒83向上运动,进而实现位于下方的第一锥齿轮与第三锥齿轮相啮合,进而实现电机85对于套筒83的传动方向发生改变,进而实现套筒83将会沿着使得转动杆74以及固定柱72相互靠近的方向转动,进而实现固定柱72将会带动控制板6向上运动,进而实现控制板6通过填充液使得弹性透明膜4向上凹陷,直到控制板6运动至极限位置,电机85停止转动并且通过锥齿轮组84以及升降机构7使得控制板6保持较高的位置,进而确保弹性透明膜4使得始终处于向上凹陷的状态。
如图4所示,向上凹陷的弹性透明膜4与填充液相配合将会使得自身起到凹透镜的效果,进而实现对于光线进行分散,进而避免阳光直接照射,进而能够起到散光的效果,避免阳光直接照射影响人们在室内正常活动。
实施例2
如图5所示,本实施例与实施例1的不同之处在于:窗体1外表面均为太阳能电池板,所述电机85通过太阳能电池板的能量作为驱动能源。
进而能够实现当光线充足时,无需外加能源就能够实现对于对于电机85进行驱动,进而实现对于弹性透明膜4的形状进行控制,当光线较弱时,无需对于光线进行调节。
以上所述仅为本发明的较佳实施例,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、改进等,均应包含在本发明的保护范围之内。

Claims (7)

1.一种调光、散光透膜形变式天窗,包括窗体(1),所述窗体(1)之间固定连接有透光玻璃(2),其特征在于,所述透光玻璃(2)内部设有流动腔(3),所述流动腔(3)内被填充液填充,所述透光玻璃(2)底端分布有多个圆形的弹性透明膜(4),所述弹性透明膜(4)两端分别与外界以及流动腔(3)接触设置,所述窗体(1)内设有与流动腔(3)连通设置的控制腔(5),所述控制腔(5)密封滑动连接有控制板(6),所述控制板(6)顶端设有控制控制板(6)上下运动的升降机构(7),所述升降机构(7)连接有作为升降机构(7)动力来源的驱动机构(8)。
2.根据权利要求1所述的一种调光、散光透膜形变式天窗,其特征在于,所述填充液填充满位于控制板(6)底端的控制腔(5),所述填充液为蒸馏水与防冻剂的混合液体。
3.根据权利要求1所述的一种调光、散光透膜形变式天窗,其特征在于,所述升降机构(7)由伸缩杆(71)、固定柱(72)、固定板(73)以及转动杆(74)组成,所述固定板(73)与控制腔(5)侧壁固定连接,所述升降机构(7)通过相互螺纹连接的转动杆(74)和固定柱(72)实现与固定柱(72)固定连接的控制板(6)上下移动,所述转动杆(74)与固定板(73)转动连接,所述伸缩杆(71)两端分别与固定板(73)以及控制板(6)固定连接。
4.根据权利要求3所述的一种调光、散光透膜形变式天窗,其特征在于,所述驱动机构(8)由形变柱(81)、连接块(82)、套筒(83)、锥齿轮组(84)以及电机(85)组成,所述电机(85)通过锥齿轮组(84)实现与套筒(83)的传动连接,所述套筒(83)与转动杆(74)竖直滑动连接,所述连接块(82)通过形变柱(81)与固定板(73)相连接,所述套筒(83)与连接块(82)固定连接。
5.根据权利要求4所述的一种调光、散光透膜形变式天窗,其特征在于,所述形变柱(81)内设有温度膨胀材料,所述形变柱(81)可随温度而发生高度上的形变。
6.根据权利要求4所述的一种调光、散光透膜形变式天窗,其特征在于,所述窗体(1)外表面均为太阳能电池板,所述电机(85)通过太阳能电池板的能量作为驱动能源。
7.根据权利要求2-6中任一项所述的一种调光、散光透膜形变式天窗使用方法,其特征在于,该方法包含以下步骤:
S1、第二锥齿轮与第三锥齿轮相啮合,电机(85)将会通过第三锥齿轮以及第一锥齿轮的啮合作用实现对于转动杆(74)以及固定柱(72)之间具有相互远离的趋势,进而实现对于控制板(6)对于填充液进行加压;
S2、进而实现填充液使得透明弹性模发生形变成为远离透光玻璃(2)凸起的结构,进而使得与填充液相配合的弹性透明膜(4)将会起到凸透镜的作用,进而实现弹性透明膜(4)能够起到聚光的作用,进而能够提高室内的明亮度;
S3、当温度升高时,形变柱(81)内的材料将会受热膨胀,形变柱(81)自身长度变大,将会通过连接块(82)使得套筒(83)向上运动,进而实现位于下方的第一锥齿轮与第三锥齿轮相啮合,进而实现电机(85)对于套筒(83)的传动方向发生改变;
S4、套筒(83)将会沿着使得转动杆(74)以及固定柱(72)相互靠近的方向转动,进而实现固定柱(72)将会带动控制板(6)向上运动;
S5、控制板(6)通过填充液使得弹性透明膜(4)向上凹陷,向上凹陷的弹性透明膜(4)与填充液相配合将会使得自身起到凹透镜的效果,进而实现对于光线进行分散,进而避免阳光直接照射,进而能够起到散光的效果,避免阳光直接照射影响人们在室内正常活动。
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