JPH0739008U - 採光板及び又は光コネクタ−を有する太陽光照明、照射装置 - Google Patents

Abstract

(57)【要約】 【目的】 本考案の目的は、固定されていても平均的に
光を供給できる、太陽光照射又は照明装置の提供であ
る。また屋外と屋内を穴あけなしでファイバ−やケ−ブ
ルを介する光の伝達を連絡する光コネクタを有する太陽
光照射又は照明装置の提供である。 【構成】 本考案は、太陽光をその入射角度に従って種
々のプリズム部で垂線方向に出射させる採光板と、集光
レンズと、光ファイバ−とを含む、太陽光照明又は照射
装置に関する。光コネクタは、窓に吸いついて対向光フ
ァイバ−端を整合保持する吸盤、磁石、必要ならレンズ
を含む。

Description

【考案の詳細な説明】

【０００１】

【産業上の利用分野】

本装置は、光エネルギ−を照明、植物育成、医療用治療等に利用するために太 陽光を集光し、太陽光を必要とする場合に誘導し、太陽光の有効活用をはかる、 簡素な構成の効率の良い太陽光集光及び誘導装置に関する。

【０００２】 より詳しくは、太陽の角度にかかわりなく追尾装置等の必要をなくした太陽光 採光板、又は／及び、既存の建物でも、建物の透明な窓を利用して建物に穴をあ けずに太陽光の光ファイバ−伝達を連結可能とした光コネクタ、を含む太陽光照 射又は照明装置に関する。

【０００３】

【従来の技術】

太陽光の採光、集光装置は、集光レンズ、太陽追尾装置、光ファイバ−、鏡を 利用した投光装置などを利用するものが数多くみられる。

【０００４】

【考案が解決しようとする課題】

しかし、追尾装置を利用するものは設備が大がかりで設置場所も限られる。ま た装置が高価となる。また追尾装置に類するものを利用しない場合には、太陽の あたる角度の変化のため、太陽の光の強さが時間的に大きく変化することにより 採光部分へ負担をかけることとなり、また集光レンズで光を集める場合に集った 光が太陽の移動と逆方向に移動してしまい、利用出来る時間が極く短時間に限ら れてしまう。

【０００５】 一方、建物内の日の当らない場所に光ファイバ−で光を導く場合には、建物に そのための穴をあけなければならなかった。従って既存の建物の場合は構造外壁 を破る必要があり、そうでなくても光ファイバ−を通した穴の部分で、光ファイ バ−とまわりの壁との間隙を密封しなければならないというやっかいな問題をか かえている。

【０００６】

【課題を解決する手段】

本装置は、太陽光プリズム採光板を使用して、夜明けから日没まで太陽の照射 角度に関係なく平均化して採光された光を、集光レンズで光ファイバ−に誘導す ることにより、太陽追尾の必要をなくし、これによって装置を安価にするととも に、光強度の時間的平均化により装置的、材料的負担を軽くし、また太陽光の当 る所である限り設置場所の制限をなくした。

【０００７】 即ち、太陽光を太陽の位置に関係なく固定された面に太陽光をあてて採光する のに、採光板に対する垂線からある角度をなす入射光をほぼ垂線方向に出射させ る、屈折率が１より大きい透明材料形状部分を含むプリズム採光板、例えば特別 な角度の平行な凸凹列を有するプリズム採光板を作り、これを凹凸列が南北方向 を向くよう適当な太陽に当る仰角で南に向けて、集光レンズの前面に配置するこ とによって、採光、集光する太陽光照明又は照射装置は、太陽追尾装置を省略で き、装置全体を簡単にできる。このプリズム採光板の例として、図６又は図７等 に示される斜めに入射する光を垂直に近い光として出す作用を有する断面を持つ 透明板が挙げられる。これの一つは、出願人等の特願平５−１６７２６９に詳細 に説明されている。これらの例に限らず、採光板のそれぞれ何パ−セントかづつ を、例えば垂直から−80度、−70度、−60度、−50度、−40度、−30度、−20度 、−10度、0度、10度、20度、30度、40度、50度、60度、70度、80度の入射光を 垂直出射光にする形状とすることは、材質の屈折率に依存するが、種々のやり方 で可能である。例えば図８、９及び１０に示すように、種々の角度を持つ角柱型 のプリズムを透明プラスチック又はガラス板に接着すること、または保持用グリ ットに設置すること、そして水平に近い太陽光は別途補助反射鏡によって別の方 位からある程度の高角度で採光板にあてるなどにより、達成出来る。

【０００８】 一方、本考案の光コネクタは、光ファイバ−による光伝達に於いて、建物の外 壁に穴をあけずに窓ガラス等の透明板ごしに建物の外と内を光結合するために、 屋外側の光ファイバ−の束の端及び屋内側の光ファイバ−の束の端付近にそれぞ れ設けられ、透明板に吸いつく吸板、透明板を挟んで吸板と吸板を引き寄せるた めの磁石、各光ファイバ−の端面に設けたレンズの組合せからなり、窓ガラスを 挟んで光結合できる様に考案されている。

【０００９】 これらの採光・集光装置と光コネクタを組み合わせれば、既存の建物でも極め て簡単に太陽光を所望の場所に導くことが出来る。

【００１０】

【実施例】

図１は、本考案に係る装置全体を示している。プリズム採光板１は、太陽がよ く当る適当な仰角で南に向けてプリズム模様（凸凹）が東西に向くように設置す れば、広角度で集光した太陽光をプリズム採光板にほぼ垂直な光に直し、その背 後に配置する凸レンズにより結像する太陽像の位置はほぼ一定であり、太陽照射 角度変化による太陽イメ−ジ変化を消す作用をする。それと共に太陽の光の強さ の時間的な変化は平均化される。

【００１１】 次にプリズム板にほぼ垂直になった光を集光レンズ２で集光し、光ファイバ− ３に誘導する。光ファイバ−３で誘導された太陽光を屋外４から室内５に誘導す るのに吸盤６、６'、磁石７、７'、レンズ８、８'の組み合わせで出来た光コネ クタ−９を介し、窓ガラス１０ごしに室内の光ファイバ−３'に光誘導する。光 ファイバ−３'から出射される光を照明、植物育成、医療用治療等に使用する。

【００１２】 図２はプリズム採光板１がないときの太陽光集光装置で、集光レンズ２だけの 集光なので太陽照射角度の変化に対して集光レンズ焦点位置の太陽イメ−ジ１１ が移動する。

【００１３】 図３はプリズム採光板１、集光レンズ２で集光すると、太陽照射角度が変化し ても集光レンズ２焦点位置の太陽イメ−ジ１２は移動しない。

【００１４】 図４は光コネクタ９の構造を示し、光ファイバ−３から出射された光をレンズ ８で平行光に直し、窓ガラス１０を透過させ、レンズ８で光ファイバ−３'に集 光誘導する。吸盤６、６'はコネクタ−の移動を防ぎ、磁石７、７'は光軸合せに 使用する。レンズ８を用いない光コネクタ９も可能である。

【００１５】 図５は光コネクタの利用例として、窓ガラスのかわりに波長選択フィルタ−を 光コネクタで挟み、波長選択フィルタ−で紫外線、可視光線、赤外線と波長選択 し利用する方法を説明する。

【００１６】

【本考案の効果】プリズム採光板と集光レンズの組み合わせを用いることによる効果 1) 追尾装置なしでも、集光レンズで結ばれる太陽像の時間的移動がないので 、集光部の光ファイバ−や光ケ−ブルの端面を固定出来る。 2) 追尾装置省略により、太陽光利用照明装置を簡単に出来る。 3) 太陽光強度の時間的な平均化により、集光部分の温度の時間的著しい差を 回避出来、装置の耐久性の向上、及び材料又は周辺装置への負担の軽減が出来る 。採光面積も小さくてよい。光コネクタを用いることによる効果 1) 既存の建物でも、光透過性板部分があれば、穴あけなしで光ファイバ−や 光ケ−ブルでの光伝達が可能である。例えば窓を利用出来る。ユニット地下室で も、透明な窓を設置さえしておけば、特に光ケ−ブル用の穴をあけなくてもよい 。 2) 穴あけ不要のため、建物の密閉性を保つことが容易である。

【００１７】照明又は照射装置全体としての利用例 本考案の照明又は照射装置を利用する、太陽光照射又は照明の利用例として次 のものが挙げられる。 １．紫外線照射への応用。 酸化チタンに照射し、化学分解反応作用を利用した殺菌、脱臭装置への応用 。 ２．可視光線照明への応用。 室内植物育成用照明； 倉庫、工場、地下道、家庭内照明； 魚釣り用集魚灯、海底栽培用照明； 霊園の納骨室の照明； 太陽電池発電用照明；以上のものへの応用。 ３．赤外線照射への応用。 遠赤外線発生黒体に照射し、熱線を発生させて皮膚病（床ずれ等）の治療、 冷暖房の熱源、洗濯物を乾燥殺菌する乾燥機、北国の融雪装置等に応用できる。 太陽光を長時間安定した輝度で集光でき、装置が安くできることでクリ−ンエ ネルギ−供給が無限に出来る。

【図面の簡単な説明】

【図１】太陽光集光装置の全体を示す簡略化した断面
図。

【図２】プリズム集光板を用いないレンズのみの集光装
置の場合の太陽像の位置を示す簡略化した断面図。

【図３】本考案の集光装置の場合の太陽像の位置を示す
簡略化した断面図。

【図４】離した状態の光コネクタ−の断面図。

【図５】間に波長選択フィルタ−を挟んだ連結状態の光
コネクタ−の断面図。

【図６】プリズム採光板の一例の断面図。

【図７】別のプリズム採光板の例の断面図。

【図８】別のプリズム採光板の例の平面図。

【図９】図８のプリズム採光板と集光部分の断面図

【図１０】別のプリズム採光板の例の断面図。

【図１１】低角度太陽光をプリズム採光板にある程度高
角度であてる採光補助反射鏡の略図。

───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (72)考案者 川口 正行 長野県岡谷市天竜町一丁目１番３号 丸興 工業株式会社内 (72)考案者 小原 洋逸 神奈川県横浜市戸塚区戸塚町3559−８ (72)考案者 山田 景得 神奈川県川崎市宮前区野川1273−５

Claims (2)

【実用新案登録請求の範囲】
1. 【請求項１】 垂線からある少なくとも一つの角度をな
   す入射光をほぼ垂線方向に出射させる、屈折率が１より
   大きい透明材料形状部分を含むプリズム採光板と、該採
   光板の背後で透過光を集光する集光レンズと、集光した
   光を所望の場所に誘導する光ファイバ−とを含む、太陽
   光照明又は照射装置。
2. 【請求項２】 透光性板の一方の側即ち入射光側にある
   ファイバ−又はケ−ブル状光媒体から該透明板の他方の
   側即ち出射光側にあるファイバ−又はケ−ブル状光媒体
   に光を伝達する光コネクタを含んでいる太陽光照明又は
   照射装置に於いて、該光コネクタが、 該透光性板に吸いつくことが出来、該透光性板を挟んで
   該入射側の光媒体の端及び出射側の光媒体の端をそれぞ
   れの吸盤内側で向い合せに整合保持する吸盤、及び該透
   光性板を挟んだ各々の吸盤に設けられた磁石、 の組み合わせを含み、必要なら該吸盤内の各光媒体の入
   射及び出射端面に設けることもあるレンズ、も該組合せ
   が更に含んでいてもよい太陽光照明又は照射装置。