一種聚焦反射式采光罩的制作方法
【專利摘要】本發(fā)明涉及一種太陽光導(dǎo)入照明系統(tǒng)的采光罩，包括球冠面、圓臺筒、凸透鏡圓環(huán)和凸面反射鏡環(huán)。所述的凸透鏡圓環(huán)數(shù)目為一個或數(shù)個，均勻分布在圓臺筒和凸面反射鏡環(huán)之間，所述的凸面反射鏡環(huán)反射面朝向采光罩內(nèi)部。本發(fā)明利用環(huán)狀凸透鏡聚焦的方式，將小角度太陽光聚焦后，通過一個環(huán)狀凸面反射鏡，將太陽光導(dǎo)入光導(dǎo)管，能最大限度地捕捉小角度太陽光，使室內(nèi)照明從早上到傍晚亮度保持穩(wěn)定。
【專利說明】一種聚焦反射式采光罩
【技術(shù)領(lǐng)域】
[0001]本發(fā)明涉及一種太陽光導(dǎo)入照明系統(tǒng)的采光罩，具體涉及一種聚焦反射式采光罩。
【背景技術(shù)】
[0002]現(xiàn)有的太陽光導(dǎo)入照明系統(tǒng)主要由采光罩、導(dǎo)光管和漫射器三部分組成。其系統(tǒng)原理是通過采光罩高效采集自然光線導(dǎo)入系統(tǒng)內(nèi)重新分配，再經(jīng)過特殊制作的導(dǎo)光管傳輸和強化后由系統(tǒng)底部的漫射裝置把自然光均勻高效的照射到任何需要光線的地方，得到由自然光帶來的特殊照明效果。由于采用太陽光直接照明，不消耗電源，這就減少了石化燃料發(fā)電帶來的環(huán)保問題。也避免了如日光燈、節(jié)能燈在制造和放棄后帶來的汞污染，也避免了光伏電池在制造單晶或多晶硅中帶來的環(huán)保污染。
[0003]照明系統(tǒng)中的采光罩尤為重要，它關(guān)系到整個系統(tǒng)對太陽光的采集效率和照明系統(tǒng)的穩(wěn)定性。但是現(xiàn)有采光罩在早上和傍晚時段收集太陽光的效果較差，因為此時太陽處在小角度，從而嚴(yán)重影響了該時段的室內(nèi)照明效果。

【發(fā)明內(nèi)容】

[0004]本發(fā)明的目的是提供一種能夠最大限度地捕捉早上和傍晚小角度太陽光的聚焦反射式采光罩，從而使室內(nèi)照明從早上到傍晚亮度達到穩(wěn)定；此外采用本發(fā)明的采光罩采集中午等時段的太陽光時，由于太陽光不經(jīng)過聚焦，因此直接射向漫射器的光，從而基本上等于半球面或球冠面所捕集到的太陽光。
[0005]本發(fā)明的目的可以通過以下技術(shù)方案實現(xiàn):
[0006]一種聚焦反射式采光罩，包括球冠面或半球面、圓臺筒和防雨裙，球冠面或半球面位于采光罩的頂部，圓臺筒安裝在球冠面或半球面的底部，防雨裙安裝在圓臺筒的底部周偵牝所述圓臺筒的內(nèi)壁上設(shè)有凸透鏡圓環(huán)，在圓臺筒內(nèi)壁底部設(shè)有凸面反射鏡且凸面反射鏡的反射面朝向米光罩的內(nèi)部。
[0007]所述圓臺筒的母線與豎直線的夾角為5?10°，圓臺筒內(nèi)壁上有一個以上凸透鏡圓環(huán)上下均勻分布。
[0008]所述防雨裙與水平面之間構(gòu)成的夾角為2?10°，防雨裙起到防雨水滲漏作用。
[0009]所述采光罩的罩體材料為聚丙烯、聚碳酸脂或有機玻璃。
[0010]所述凸面反射鏡是在采光罩的內(nèi)壁表面鍍鋁膜或銀膜，或在光潔鋁表面涂覆厚度為I?10 μ m氟化鎂膜或PE膜，其中，凸面反射鏡可以與圓臺筒連接成一體，或分開制作后安裝，或與光導(dǎo)管連在一起。此外，凸面反射鏡是半徑R的圓弧，圓心A在防雨裙上方，凸面反射鏡向集光罩內(nèi)凸，半徑R可根據(jù)采光罩大小不同設(shè)計。
[0011]所述凸透鏡圓環(huán)，其截面為凸透鏡，整體為圓環(huán)狀；焦點B落在圓臺筒外，焦距為圓臺筒下部直徑的1.1?1.4倍。
[0012]早上、傍晚收集小角度太陽光，太陽光與地平線呈小角度時，太陽光平行地照在圓臺筒的凸透鏡圓環(huán)的凸透鏡上，太陽光被聚焦后，射向凸面反射鏡，在此太陽光被反射進入導(dǎo)光管，最后射到漫射器照明室內(nèi)。
[0013]中午等時段太陽與地平線夾角大時，由于太陽光不經(jīng)過聚焦，因此射向漫射器的光，基本上等于半球面或球冠面所捕集到的太陽光。
[0014]本發(fā)明的有益效果是:新型的采光罩在任何時段下都能高效地采集太陽光，保證了整個光導(dǎo)照明系統(tǒng)在各個時段的照明效果。
【專利附圖】

【附圖說明】
[0015]下面利用附圖來對本發(fā)明作進一步的說明，但是附圖中的實施例不構(gòu)成對本發(fā)明的任何限制。
[0016]圖1為采光罩的外型特征示意圖。
[0017]圖2為采光罩凸面反射環(huán)的示意圖。
[0018]圖3為兩個凸透鏡圓環(huán)截面圖。
[0019]圖4為兩個凸透鏡圓環(huán)分布示意圖。
[0020]圖5為傍晚太陽光入射光路示意圖。
[0021 ] 圖6為正午太陽光入射光路不意圖。
[0022]以上圖中的各部件的標(biāo)號:1_球冠面或半球面，2-圓臺筒，3-防雨裙，4-凸面反射鏡，5-凸透鏡圓環(huán),6-導(dǎo)光管。
具體實施方案
[0023]下面通過實施例，并結(jié)合附圖，對本發(fā)明的技術(shù)方案做進一步具體的說明，在說明書中相同或相似的附圖標(biāo)記表示相同或相似的附件，下面參照附圖對本發(fā)明實施方式的說明旨在對本發(fā)明的總體發(fā)明構(gòu)思進行解釋，而不應(yīng)當(dāng)理解對本發(fā)明的一種限制。
[0024]本發(fā)明聚焦反射式米光罩米用耐沖擊有機玻璃為米光罩的罩體，包括球冠面或半球面1、圓臺筒2和防雨裙3，球冠面或半球面I位于采光罩的頂部，圓臺筒2安裝在球冠面或半球面I的底部，防雨裙3安裝在圓臺筒2的底端周側(cè)。圓臺筒2的內(nèi)壁上設(shè)有2個凸透鏡圓環(huán)5，圓臺筒2的母線與豎直線的夾角為5?10°。在圓臺筒2的內(nèi)壁底端設(shè)有光潔鋁表面涂覆厚度為I?IOym氟化鎂膜的凸面反射鏡4且凸面反射鏡4的反射面朝向采光罩的內(nèi)部，凸面反射鏡的圓心在防雨裙的上方。防雨裙3與水平面之間構(gòu)成的夾角為2?10°。凸透鏡圓環(huán)5的焦點落在圓臺筒2外，焦距為圓臺筒2下部直徑的1.1?1.4倍。
[0025]本發(fā)明的采光原理:
[0026]當(dāng)采用本發(fā)明的聚焦反射式采光罩收集傍晚的太陽光時，光線示意圖如圖5所示，此時傍晚的太陽光與地平線呈小角度，當(dāng)小角度太陽光平行地照在本發(fā)明的圓臺筒2的凸透鏡圓環(huán)5的右半部上，太陽光被聚焦后折射向凸面反射鏡4的左半部上，太陽光經(jīng)左半部的凸面反射鏡4反射進入導(dǎo)光管6，最后經(jīng)漫射器漫射對室內(nèi)進行照明。另外當(dāng)早上時，小角度太陽光平行地照在本發(fā)明的圓臺筒2的凸透鏡圓環(huán)5的左半部上，太陽光被聚焦后折射向凸面反射鏡4的右半部上，太陽光經(jīng)右半部的凸面反射鏡4反射進入導(dǎo)光管6，最后經(jīng)漫射器漫射對室內(nèi)進行照明。當(dāng)采用本發(fā)明的聚焦反射式采光罩收集中午的太陽光時，光線示意圖如圖6所示，此時太陽光與地平線夾角大，太陽光照射到半球面或球冠面I上后，全部進入導(dǎo)光管6，最后經(jīng)漫射器漫射對室內(nèi)進行照明?？墒?，此時采光罩所采集到的太陽光基本上等于半球面或球冠面所捕集到的太陽光而不需要聚焦采光。
[0027]對比測試:
[0028]根據(jù)圖1至圖6，制作了兩套聚焦反射式采光罩，導(dǎo)光管的開口直徑分別為450mm和250_，外殼材質(zhì)為改性后的耐沖擊有機玻璃，凸面反射鏡采用在光潔鋁表面涂覆厚度1~10 μ m氟化鎂膜。
[0029]下面把這兩套采光罩與常規(guī)的光亮圓頂采光罩做對比測試，測量時間為2013年7月2日下午一點至六點，天氣為晴天。
[0030]測試1:導(dǎo)光管的開口直徑均為450mm,光導(dǎo)管筒長均IOm,光導(dǎo)效率均為99%,將本發(fā)明的聚焦反射式采光罩和常規(guī)的光亮圓頂采光罩分別收集不同太陽高度時的太陽光，太陽光的量以流明為單位。測試結(jié)果如下表1所示:
[0031]表1聚焦反射式米光罩和常規(guī)的光亮圓頂米光罩米光對比
【權(quán)利要求】
1.一種聚焦反射式采光罩，包括球冠面或半球面(I)、圓臺筒(2)和防雨裙(3)，球冠面或半球面(I)位于采光罩的頂部，圓臺筒(2)安裝在球冠面或半球面(I)的底部，防雨裙(3)安裝在圓臺筒(2)的底部周側(cè)，其特征在于:所述圓臺筒(2)的內(nèi)壁上設(shè)有凸透鏡圓環(huán)(5)，在圓臺筒(2)的底部設(shè)有凸面反射鏡(4)且凸面反射鏡(4)的反射面朝向采光罩的內(nèi)部。
2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的聚焦反射式采光罩，其特征在于:所述圓臺筒(2)內(nèi)壁上有一個以上凸透鏡圓環(huán)(5)上下均勻分布。
3.根據(jù)權(quán)利要求1所述的聚焦反射式采光罩，其特征在于:所述圓臺筒(2)的母線與豎直線的夾角為5~10°。
4.根據(jù)權(quán)利要求1所述的聚焦反射式采光罩，其特征在于:所述的防雨裙(3)與水平面之間構(gòu)成的夾角為2~10°。
5.根據(jù)權(quán)利要求1所述的聚焦反射式采光罩，其特征在于:所述采光罩的罩體材料為聚丙烯、聚碳酸脂或有機玻璃。
6.根據(jù)權(quán)利要求1所述的聚焦反射式采光罩，其特征在于:所述凸面反射鏡(4)是在采光罩的內(nèi)壁表面鍍鋁膜或銀膜。
7.根據(jù)權(quán)利要求1所述的聚焦反射式采光罩，其特征在于:所述凸面反射鏡(4)是在光潔鋁表面涂覆厚度為I~10 μ m氟化鎂膜或PE膜。
8.根據(jù)權(quán)利要求1所述的聚焦反射式采光罩，其特征在于:所述凸面反射鏡(4)的凸面圓心在防雨裙的上方。
9.根據(jù)權(quán)利要求1所述的聚焦反射式采光罩，其特征在于:所述凸透鏡圓環(huán)(5)的焦點落在圓臺筒(2)外，焦距為圓臺筒(2)下部直徑的1.1-1.4倍。
【文檔編號】F21V13/04GK103486541SQ201310423270
【公開日】2014年1月1日 申請日期:2013年9月17日 優(yōu)先權(quán)日:2013年9月17日
【發(fā)明者】蘆建鋒 申請人:蘆建鋒