CN2503336Y - 一种阳光采集装置 - Google Patents

Abstract

本实用新型涉及一种将室外阳光传输至室内的传导系统,具体地讲是一种阳光采集装置,其包括有一个透光平面,所述的透光平面的北侧可向上凸设有弧状的反光壁。较低入射角的太阳光可通过该反射壁的反射进入室内,从而提高本实用新型的采光范围。本实用新型可利用光的反射原理,通过简单反射结构,提高传导系统的采光效率,实现阳光的高效率采集。

Description

一种阳光采集装置

技术领域

本实用新型有关一种将室外阳光传输至室内的传导系统，具体地讲是一种阳光采集装置。

发明背景

目前。一些不能直接采光的室内的照明，主要是利用灯具。使用过程中，耗费电能。同时又有不安全的隐患，而这一点对于一些加工车间、商场或者位于地下的军火库等等更显得尤为重要。另外依赖电能的照明灯具，只能发射出单一波长的光线，使人感受不到沐浴在太阳光中的感觉，主要原因在于太阳光的波长范围很广，会使人感到舒适。

为将阳光引入不能直接采光的室内或者厂房等处，使人感到真实自然的照明，人们发明出一种管式天窗，如美国专利5502935，该专利公开了一种屋顶天窗装置，在屋顶上设有一天窗，在天花板上安装一透光装置，于两者间由一管道传输光线。其工作原理是，光线由屋顶透光装置进入管道，在管道内以数次反射后导入室内。此技术方案中，屋顶的透光装置是由一穹顶结构的天窗构成。但是，这种结构的天窗只有当正午时才能使阳光有效地进入管道内，而当光线太偏斜时，阳光的入射角很低，一方面进入管道内的光线较少，另一方面因为进入管道内光线的反射角度也太小，因此光线会在管道内以小角度进行多数的反射后才能进入室内，光线的强度在多数的反射中被很快地减弱了。而当光线的角度过低时，则不能进入管道而实现阳光的传导。

为克服上述缺陷，该专利申请人又提出另一改进技术方案，该技术方案由美国专利号为5,655,339、发明名称为“具有新式穹顶的管式天窗”所公开。该专利的改进之处是，在穹顶的北侧的外表面的一部份为棱镜，该棱镜表面由多个沿穹顶大圆方向排列的竖槽构成波罗(Porro)全反射棱镜，该棱镜设置于穹顶的北侧。其工作原理是，当太阳光以较低的入射方向照射穹顶时，光线透过偏南侧穹顶面照射在北侧的波罗(Porro)全反射棱镜上，通过该棱镜的全反射光线被反射回穹顶内并进入导光管道内。该技术方案克服了上述原现有技术的缺陷，将所传导的阳光的角度范围扩大了，因此有效地增加了天窗的照明强度和时间。

但由于该照射在穹顶上的光线要透该南侧穹顶才能到达北侧的反射梭，并照射在全反射棱镜上，再由全反射梭镜进行全反射回穹顶内。这样，当光线穿过穹顶南侧的壁而进入穹顶内时，要求穹顶的材料有较高的透光率，而尽量减少光的反射，使光线尽可能地进入穹顶。而当进入穹顶的光线穿过北侧的梭槽进行反射时，又要求穹顶材料具有较大的折射率，从而扩大其全反射的角度范围。由光学的菲涅尔公式可以得知，两者是相互矛盾的，而且当透光材料确定后该折射率和透射率即已被确定。事实上，如该美国专利所采用的透光率高达80％～90％的透光材料，当光线穿过穹顶南侧的壁，照射于北侧的反射棱上时，大部份的光会透过该带有棱槽的北侧的壁，只有极少的部份会实现反射而再次进入穹顶内，其反射效率低。

而且，由于只有当角度位于全反射的临界角之内时才能实现光的全反射，而事实上，当穹顶北侧的棱槽的形状固定后，随着地球的自转和绕太阳的公转，光的入射角度每时每刻都在发生变化，所以很难使得该梭槽形状能对应于满足于所有的光的入射角度，而实现其全反射。

因此，欲实现较好的反射效果，必须对应于每一光线的入射角度，设计不同的槽的形状，而这在实际的工程设计中几乎是不可能实现，并且加工制造的难度相当地大。因此，该专利中的竖槽采用两级的设计结构，且两级竖槽相互错开，力求达到其能满足各种不同的入射光线的角度的要求。显而易见，就目前的材料以及加工能力的限制，该专利技术的实施效果，是达不到设计者的要求。基于上述原因，该专利即使可以将角度较低的光线反射入管道内，但其采集阳光的效率同样很低。

发明内容

本实用新型的目的在于提供一种阳光采集系统，利用光的反射原理，通过简单反射结构，提高传导系统的采光效率，实现阳光的高效率采集。

本实用新型的目可以通过如下技术方案来实现，一种阳光采集装置，包括有一个透光平面，所述的透光平面的北侧可向上凸设有弧状的反光壁。

所述的反光壁可沿透光平面北侧周边设置，其弯曲弧度与透光平面周边曲率相对应。所述的反光壁可直接由非透明的反光材料构成。也可与透光平面一体成型后，再于反光壁上覆设反射膜或镀上反光镜面。该反光壁的侧边可呈弧线状。

所述透光平面的下端可直接设有散光器，也可通过一导光管道连接有散光器。该散光器可由粗糙表面的透光材料构成。

本实用新型的工作原理及效果是，是利用一个设置于透光平面的北侧的弧状反射壁，该弧状反射壁可沿透光平面的周边垂直向上凸起，而形成一反射面。该反射面可采用强反光材料构成，如镜面或者在该反射壁上覆有反射膜。当阳光低角度入射时，光线被该凸起的弧状反射壁的反射面阻挡并反射，同样具有聚光的功能。反射线会穿过反射壁下方的透光透孔进入室内，或者进入连接于透光平面的管道内再反射入室内。由于反射壁凸立于透光平面的北侧，因此可以不必采用透光材料构成，配合反射壁上的反射面，可以将照射于其上的光线几乎全部反射，而不会有部份光线穿过该反射壁而损失掉。因此，本实用新型有效地解决了光的透射和反射的矛盾，使其具有极高的采光效率。

本实用新型中一种阳光采集装置，可以直接应用于屋顶或者建筑物顶部而作为一种采光天窗使用。特别是在室内开花板上对应该采光天窗处配设有散光器，将采集的光在室内实现均匀发散，可以实现更佳的照明效果。

本实用新型的一种阳光采集装置还可连接于光的传输管道使用。在实现光的高效率的采集的条件下，通过控制光线的反射角度还可以大大地减小光在管道内的反射次数，从而避免了光在管道内传输的过程中强度的衰减。本实用新型中的光的传输用的管道内壁可覆设有反射膜，使得光线在管道内的反射过程中减少损失。

附图说明

图1  为本实用新型的结构示意图；

图2  为本实用新型的一种应用实施例的结构示意图；

图3  为本实用新型的另一种应用实施例的结构示意图；

图4  本实用新型的再一种应用实施例的结构示意图。

具体实施方式

下面结合实施例及附图详细说明本实用新型如下：

如图1所述，本实用新型包括一个透光平面1，该透光平面1的北侧可向上凸设有弧状的反光壁2。该反光壁2可沿透光平面1北侧周边设置，其弯曲弧度与透光平面1周边曲率相对应。该反光壁2可由非透明的反光材料构成。该反光壁2的侧边可呈抛物线状。

在本实施例中，反光壁2可于透光平面1一体成型，再于反光壁2上覆设反射膜或镀上反光镜面，以达到反射较低入射角的太阳光的目的。该反光壁2也可直接采用强反光材料构成，再与透光平面1密封组合构成本实用新型的采光装置。

如图2所示，本实用新型在实施时，可以直接应用于屋顶或者建筑物顶部而作为一种采光天窗使用。进一步可在室内开花板上对应该采光天窗处配设有散光器3，将采集的光在室内实现均匀发散，可以实现更佳的采光效果。该采光装置1可通过防雨板5固定于屋顶B的通孔上，其所采集的阳光通过该通孔照射入室内，从而实现室内采光。可进一步在屋顶通孔下端的天花板对应处接设散光器3，通过该散光器3粗糙散光表面31将采集装置1采集的太阳光散射入室内，从而实现高质量的采光效果。

如图3所示，在本实施例中，该采光装置1也可直接一体成型出一与屋顶B的连接端15，该连接端15可直接通过密封将采光装置1固定连接于屋顶B。

如图4所示，在本实用新型中，当屋顶与天花板的距离较大时，该采光装置1可通过一导光管道4连接于散光器3。该导光管道4的内壁贴覆有反射膜，以保证采光装置1所采集的太阳光能高效率的传导到散光器3上，并通过散光器3将光线均匀发散到室内，从而达到高质量的照明效果。

当阳光低角度入射时，光线被本实用新型的凸起的弧状反射壁2阻挡并反射到反射壁2下方的透光孔21内，反射线几乎全部会通过反射壁2下方的透光孔21进入室内，或者进入连接于透光平面1的导光管道4内再反射入室内。由于反射壁2凸立于透光平面1的北侧，因此可以不必采用透光材料构成，配合反射壁2上的反射面，可以将照射于其上的光线全部反射，而不会有部份光线穿过该反射壁而损失掉。因此，本实施例的采光装置具有较高的采光效率。

上述实施例为本实用新型的较佳实施方式，仅用于说明本实用新型，而非用于限制本实用新型。

Claims (9)

1、一种阳光采集装置，包括有一个透光平面，其特征在于，所述的透光平面的北侧可向上凸设有弧状的反光壁。

2、根据权利要求1所述的一种阳光采集装置，其特征在于，所述的反光壁可沿透光平面北侧周边设置，其弯曲弧度与透光平面周边曲率相对应。

3、根据权利要求1所述的一种阳光采集装置，其特征在于，所述的反光壁可由非透明的反光材料构成。

4、根据权利要求1所述的一种阳光采集装置，其特征在于，所述的反光壁可与透光平面一体成型。

5、根据权利要求1或4所述的一种阳光采集装置，其特征在于，所述的反光壁可覆设有反射膜。

6、根据权利要求1或2所述的一种阳光采集装置，其特征在于，所述的反光壁的侧边可呈弧线状。

7、根据权利要求1所述的一种阳光采集装置，其特征在于所述透光平面的下端可设有散光器。

8、根据权利要求1所述的一种阳光采集装置，其特征在于，所述透光平面下端可通过一导光管道连接有散光器。

9、根据权利要求7或8所述的一种阳光采集装置，其特征在于，所述透光平面的下端的散光器可由粗糙表面的透光材料构成。

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