JPS6193413A

JPS6193413A - 採光装置

Info

Publication number: JPS6193413A
Application number: JP21389184A
Authority: JP
Inventors: Tadashi Hane; 義羽根
Original assignee: Shimizu Construction Co Ltd
Current assignee: Shimizu Construction Co Ltd
Priority date: 1984-10-12
Filing date: 1984-10-12
Publication date: 1986-05-12

Abstract

(57)【要約】本公報は電子出願前の出願データであるた
め要約のデータは記録されません。

Description

【発明の詳細な説明】「産業上の利用分野」本発明は、太陽光等を採光して所定の空間に伝送する装
置に俤わり１．％に、広い採光面を有し直達光と天空光
の両者を利用することのできる採光装置に関するもので
ある◎ 「従来の技術」従来、可視領域の光を採光する装置としては、直達光を
利用する方式の装置と、天空光（８接光）を利用する方
式の装置が知られている。直達光型の装置としては、例
えばフレネルレ、ンズで元を集束し、集束した光を光フ
ァイバー等で伝送するものがあげられる＠また、天空光
型の装置としては、平行に配列された複数の鏡面反射板
を使用するものがあげられる。

「発明が解決しようとする間ｍ点」ところで、これらの装置を使用して太−光を採光する場
合、前記直達光型の装置は、曇天時に使用できないとい
う極めて大きな欠点をもっている。

また、晴天時においても、フレネルレンズを常時太陽光
の入射方向に向けておくための機械装置（例えば太陽光
自動追跡袋ｙｌ）や動力源等の付帯設備が必要であり、
装置全体が大がかりとなって設置場所が制約を受けると
ともに、装置が高価なもの。

となってしまう。一方、天空光型の装置には、曇天時に
使用できるメリットがあるが、採光面積が小さく、かつ
、伝送経路における損失が大きいという難点がある。

「問題点を解決するための手段」本考案は、前記問題点を解決するためになされたもので
、内部に螢光体を分散させた透明な採光板の端部に、光
伝送路を連結し、また、採光板に冷却手段を取り付けた
ことを特級としている。

「作　用」本発明の採光装置では一採元板内に直達光や天空光等が
入射すると、螢光体が励起されて発光し、この螢光体の
光が採光板の端部に集められて、光伝送路により伝送さ
れ、また、冷却手段によって採光板が冷却される。

「実施例」以下本発明を図面に示す実施例に基づいて駒間する。

第１ｖ！Ｊ〜第３図は、本発明の一実施例を示すもので
、架台１の上部に箱状の冷却手段２が支持されており、
この冷却手段２の内部に集光用の透明な採光板３が収容
されるとともに、この採光板３の両端部に、採光板３で
集めた光を所定の場所まで導く光伝送路４が連結されて
いる０前記冷却手段２は、受は皿状をなす水槽５と、この水槽
５の上部を気密に覆って水槽５内に冷却水を満たす密閉
室６を形成する強化ガラス−〇閉塞板７と、水槽５の側
壁をＷ通して密閉室６内に冷却水を供給する給水管８と
、水Ｎ５の底板を貫通して密閉室６内の冷却水を外部に
排出する出水管９とからなっている０前記水槽５は、そ
ＣＯ内面に反射効率の良好な金属箔（例えばアルミ箔等
）を貼付して′なる反射面１０を備えており、前記閉塞
板７を介して密閉室７内に入射する光を反射面１０で反
射させて、採光板３への光の照射効率を高めるようにな
っている。また、閉塞板７は覧その上面に赤外線を反射
する反射フィルム層（図示時）を備えており、赤外線、
すなわち、熱線を閉塞板７の上面で反射することにより
密閉Ｍ６内の温度上昇を抑制するようになっている。

前記採光板３は、熱可塑性樹脂（例えば、アクリル樹脂
やポリカーボネート樹脂）に螢光体（例えば、Ｃａ、Ｈ
ａ、Ｍｇ、Ｚｎ、Ｃｄ等）酸化物。

硫化物、ケイ酸塩、タングステン塩等を主成分とし、こ
れにＭｎ、Ａｇ、Ｃｕ、８ｂ、Ｐｂ等を活性、剤として
添加して焼成したもの）を均一に分散させて仮状に成形
したもめで、その下面および両側面には第１図、第２寵
に示す如く、金属板あるいは金属箔を貼付するか、もし
くは金属めっき処理を行なうことによって形成した反射
層１）が設けられている。

前記光伝送路４は、第２図に示すように採光板３０両端
面に取り付けられる複数のフレネルレンズ１゛２と、こ
れら各フレネルレンズ１２の焦点位置に＠部を対向させ
た状部で配設され水槽５の側壁を貫通して外部に引き出
されるｖｉＪ数本の光ファイバ１３とからなるもので、
これら光ファイバ１３は水槽３の外部において一束にま
とめられて光ケーブル１４とされ、所定の場所まで敷設
される。

なお、光ファイバ１３とし゛ては伝送距離が短かい場合
にはアクリルファイバが、また、長い場合（十数メート
ｆｉｖ以上の場合）には石英ファイバが用いられる。

このように栴成された採光装置を屋外に装置した場合、
採光板３内には、閉塞板７．密閉室６を介して第１図矢
印で示す如くあらゆる方向から直達光および天空光が入
射する。このとき、採光板３内に入射したＱＩＩ−〜０
．ｇミクロンの波長を有スる可視領域の入射光は、採光
板３内の螢光体に吸収されてこれを活性化（励起）する
ので、螢光体は入射光よりも赤外領域にずれたスペクト
ル成分を有する光を螢光体を中心とした放射方向に放射
する。次いで、螢光体からの放射光は、別ｎ鉛光体に吸
収されて新たな放射光を発生させながら、あるいは、採
光板３の上下の臨界面で交互に反射を繰り返しながら、
最終的に採光板３０両端部に濃縮され、第３図矢印（イ
）で示す如く、フレネルレンズ１２で集束されて光７ア
イペ１３の端部に照射される。そして、照射された放射
光は、光フアイバ１３内を通って所定の場所に伝送され
るものである。なお％螢光体の入射光に対する光吸収率
は、／　０−Ｊθ％程度であるが、採光板３内をその下
面まで透過した入射光は、第３図矢印（ロ）の如く反射
層１）で反射して、再度螢光体に吸収されるから、入射
光を有効に利用することができる。

また、フレネルレンズ１２で放射光を集束する分だけ光
ファイバ１３の使用本数を節減することができる。

一方、採光板３は、採光中に入射光によって加熱される
と変形したり劣化したりするおそれがあるが、このよう
な場合には冷却手段２を活用して採光板を冷却すること
ができる。つまり、給水管８を介して密閉室６内に冷却
水を供給するとともに、採光板３の熱を奪って暖められ
た冷却水を出水管９を介して排出し、冷却して再び密閉
室６内に循環させるものである０この場合、冷却水は常
に循環させておく必要はなく、例えば採光板３がｊ′θ
〜６０℃の危険温度に達する前に密閉室７内の冷却水を
排出し、密閉室７内を新たな冷却水で満たすようにして
もよい。このよ５にすれば、排出した冷却水を海水とし
て利用することもできる。

また、第φ図は本発明の他の実施例を示すものである。

この採光装置は、惨数枚の採光板３が積層され、最上層
の採光板３を除く採光板３の端面に、下面に対して角度
θをなす傾斜面１５が形成されるとともに、この傾斜面
、最下層の採光板３の下面および全ての採光板３０両側
面が反射層１）で覆われ、さらに、最上層の採光板３の
上面に耐候用の保護ガラス板１６が設けられ、かつ、そ
の両端部ＫＷ数本の光ファイバ１３の端部が整列状態に
埋設されたものである。前記角度θは採光板３の採光面
積、すなわち・最上層の採光板３の上面積、および各採
光板３の厚さｔＩｅ　　ｔ、、　　ｔ３から最適幾何学
ｇＡ数として求めることができる。

このような採光装置は、多層構造とした分だけ、入射光
を有効に利用でき、また、傾斜面１５に設けた反射層１
）によって光を最上層の採ｙＣ板３の両端部に集めるよ
うにしたので、全ての採光板３の端部に光ファイバ１３
を埋設する必決がなく、光ファイバ１３の使用本数を節
減して製作費を節約することができる。さらに、保護ガ
ラス板１６によって採光板１３０表面を曇ったので、採
光板３を密閉室６の外部に出して使用した場合にも耐候
性を確保することができる。

なお、前記実施例においては、採光板３０両端部に光伝
送路４を連結するようにしたが、これに限らず、例えば
、採光板が矩形の場合に、両端部と両側部の四方に光伝
送路４を連結したり、一端部にのみ連結したりしてもよ
い。また、採光板３の上面に保護ガラス板１６を設げる
場合には、保護ガラス板１６と採光板３との間にｌ５１
）隔を設けてもよい。さらに、冷却手段としては、実施
例に示したものに限らず、反射層１）の下面に接触する
冷却管等を使用してもよい。

「発明の効果」以上説明したように、本発明によれば次のような効果を
得ることができる。　　　　　　　　　　　９゛（ａｌ
　　採光板の上面をくまな（採光面として活用でき、か
つ、直達光と天空光の両者を採光することができるので
、採光効率が良好であり、曇天時にも使用することがで
きる。

山）大がかりな付帯設備が下敷であるので、設備費が安
価であり、かつ、設置場所が制約を受けにくい。

（Ｃ１設置場所に配置するだけで作動するので、維持費
が安く、また、駆動部分や動力伝達部分、あるいは電気
回路部分がないので、安全性および長期信頼性九富み、
かつ、保守管理が容易である。

（ｄ）　　採光板の端部に濃縮された光を、フレネルレ
ンズでさらに集束して元ファイバに伝送するので、高価
な光ファイバの使用本数を節減することができ、安価な
採光装置を得られるという経済的な効果がきわめて大き
い。

（ｅ）　　冷却手段によって採ツＣ板および光伝送路（
元ファイバ）を熱から保護することができる。

【図面の簡単な説明】

第１図〜第３図は、本発明の一実施例を示し、第１図は
採光装置の垂直断面図、第２図は採光板と光伝送路の配
置を示す斜視図、第３図は作用を説明する要部の拡大断
面図、第を図は本発明の他の実施例を示す一部を断面に
した装部の斜視図である。２・・・・・・冷却手段、３・・・・・・採光板、４・
・・・・・光伝送路・５・・・・・・水槽、６・・・・
・・密閉室、７・・・・・・閉塞板、８・・・・・・給
水管、９・・・・・・出水管、１）・・・・・・反射層
、１２・・・・・・フレネルレンズ、１３・・・・・・
光ファイバ。

Claims

【特許請求の範囲】

（１）内部に螢光体を分散させた透明な採光板の端部に
、光伝送路が連結されたことを特徴とする採光装置。
（２）前記光伝送路は、採光板の端面に取り付けられる
フレネルレンズと、このフレネルレンズに端部を対向さ
せた光ファイバとからなることを特徴とする特許請求の
範囲第１項記載の採光装置。
（３）内部に螢光体を分散させた透明な採光板と、この
採光板の端部に連結される光伝送路と、前記採光板を冷
却する冷却手段とを具備した採光装置。