專利名稱：樓宇陰面自然光光照傳輸裝置的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明屬于一種自然光的采光裝置，特別是一種樓宇陰面自然光光照傳輸裝置。
背景技術(shù)：
良好的照明環(huán)境是保證人們正常工作學(xué)習(xí)生活的條件，現(xiàn)代建筑照明是通過(guò)電光源實(shí)現(xiàn)的，在現(xiàn)代建筑中，不可避免存在朝陽(yáng)面和不朝陽(yáng)面之分。朝陽(yáng)面光線充足，溫暖而且舒適，非朝陽(yáng)面沒(méi)有陽(yáng)光照射，因而潮濕陰暗，影響生活的質(zhì)量。

發(fā)明內(nèi)容
本發(fā)明的目的是提供一種樓宇陰面自然光光照傳輸裝置，能將室外的太陽(yáng)光或較強(qiáng)可見(jiàn)光傳輸?shù)讲怀?yáng)的陰暗室內(nèi)，提高室內(nèi)的光照度，改善工作或生活的環(huán)境。
本發(fā)明的目的是通過(guò)如下技術(shù)方案實(shí)現(xiàn)的波長(zhǎng)范圍在380-780nm電磁波能使人眼產(chǎn)生光感，這部分電磁波稱為可見(jiàn)光。全部可見(jiàn)光混合在一起就形成白色光。本發(fā)明就是把波長(zhǎng)在380-780nm的可見(jiàn)光傳輸?shù)疥幟娣块g。本發(fā)明的技術(shù)方案包括聚光凸透鏡、光傳輸器和散光凸透鏡，其特征是聚光凸透鏡安裝在室外的密封支架上，散光凸透鏡安裝在室內(nèi)的密封支架上，聚光凸透鏡和散光凸透鏡之間組裝光傳輸器，光傳輸器為多層同軸圓柱結(jié)構(gòu)，由內(nèi)向外依次為高密度玻璃纖心、玻璃包層和加強(qiáng)層。
基本工作原理見(jiàn)圖4，核心部分是纖心，它是光波主要傳輸通道；包層的折射率略小于纖心，使光的傳輸性能相對(duì)穩(wěn)定；玻璃包層和加強(qiáng)層起保護(hù)傳輸媒質(zhì)不受水汽的侵蝕和機(jī)槭的擦傷，同時(shí)能增加傳輸媒質(zhì)的柔韌性，起著延長(zhǎng)傳輸媒質(zhì)壽命的作用。
本發(fā)明的導(dǎo)光特性基于光射線在纖心和包層界面上的全反射，使光線限制在纖心中傳輸。傳輸媒質(zhì)中有兩種光線，即子午線和斜射光線。子午線是位于子午面(過(guò)傳輸媒質(zhì)軸線的平面)上的光線，而斜射光線是不經(jīng)過(guò)傳輸媒質(zhì)軸線傳輸?shù)墓饩€(本組件中幾乎不存在斜射光線)。
子午光線在傳輸媒質(zhì)中的傳輸可用圖2表示設(shè)空氣折射率為N00，入設(shè)媒質(zhì)折射率為N0，纖芯折射率為N1，包層的折射率為N2，A點(diǎn)為凸透鏡的焦點(diǎn)。當(dāng)光線射入纖芯后，在纖芯與包層界面處滿足全反射條件的光線，就能在纖芯內(nèi)來(lái)回反射向前傳輸。其原理說(shuō)明如下當(dāng)通過(guò)透鏡折射并通過(guò)其焦點(diǎn)的光線①以入射角θ0入射到纖芯端面上，因no＜n1，故傳輸媒質(zhì)產(chǎn)生折射，其折射角θ可以折射(斯奈爾)定律求得nosinθ0＝n1sinθ顯然，θ＜θ0。該射線到達(dá)纖芯和包層界面時(shí)恰好發(fā)生全反射，即它在包層內(nèi)的折射θ2＝90度，令此時(shí)的入射θc＝θ1，則nlsinθc＝n2sin(90°)，得sinθc＝n2/n1
定義θc為纖芯包層界面的全反射臨界角。
則就有θ＝90°-θcnosin θ0＝n1*n2/n1若透鏡的焦距為f，透鏡的直徑為2a，則有tgθ0＝f/a因而當(dāng)f≥a×(n02-n22)1/2/n2是選擇聚光凸透鏡的基本條件。
光線2以入射角θ00入射傳輸媒質(zhì)端面，且θ00＞θ0，它產(chǎn)生的界面入射角θ11＜θc，光線在包層中的折射角θ22＜90度，該光線將射入包層.
光線3以入射角θ000入射纖芯端面，且θ000＜θ0，產(chǎn)生的界面入射角θ12＞θc，光線在包層中的折射角θ32＞90度，該光線將在界面產(chǎn)生全反射。
本發(fā)明的優(yōu)點(diǎn)是解決了樓宇陰面光照問(wèn)題，陰面房間同陽(yáng)面房間一樣，具有同樣日照或光照，陰面房間白天不需開(kāi)燈辦公，環(huán)保節(jié)能，陰面房間日照射或光照射的強(qiáng)度等同于陽(yáng)面房間的日照射或光照射，結(jié)構(gòu)比較簡(jiǎn)單，投入較少。


圖1是本發(fā)明結(jié)構(gòu)示意圖。
圖2是子午光線在傳輸媒質(zhì)中的傳輸示意圖。
圖3是本發(fā)明的光傳輸器結(jié)構(gòu)示意圖。
圖4是本發(fā)明的光傳輸示意圖。
圖中符號(hào)說(shuō)明聚光凸透鏡1，空氣/光媒質(zhì)2，塑料密封支架3，光傳輸器4、鋼支架5，螺母6、膠墊7、鋼管8、樓層間預(yù)制板9、塑料密封支架10、散光凸透鏡11，玻璃纖心12，玻璃包層13、加強(qiáng)層14。
具體實(shí)施例方式
見(jiàn)圖1、3，本發(fā)明的結(jié)構(gòu)如下聚光凸透鏡1和散光凸透鏡11分別安裝在房間的外部和內(nèi)部的塑料密封支架3和10上，外部的塑料密封支架3固定聯(lián)接在鋼支架5上，鋼支架5固定聯(lián)接在樓頂?shù)念A(yù)制板9上，塑料密封支架10固定聯(lián)接在室內(nèi)樓層間預(yù)制板9上。在聚光凸透鏡1和散光凸透鏡11之間安裝光傳輸器4，光傳輸器4為多層同軸圓柱結(jié)構(gòu)，由內(nèi)向外依次為高密度玻璃纖心12、玻璃包層13和加強(qiáng)層14，其中玻璃纖心12采用現(xiàn)有的光纖預(yù)制棒(即用高純度的石英玻璃制成)，加強(qiáng)層14為一次涂覆層涂覆硅酮樹(shù)脂或聚氨基甲酸石脂，二次包覆尼龍或聚乙烯或聚丙烯等塑料層。光傳輸器兩端可以彎曲15°-45°。
在光傳輸器4的外部裝有鋼管8，鋼管8的一端焊接在鋼支架5上。光傳輸器4通過(guò)螺母6和膠墊7安裝在鋼管8內(nèi)。上述的聚光凸透鏡1和散光凸透鏡11起到平行光線聚焦和還原的作用，空氣或光媒質(zhì)2主要起光的通路作用，塑料密封支架4起到密封和支撐的作用。膠墊7起密封和固定的作用；鋼支架5、螺母6和鋼管8主要起到固定保護(hù)光傳輸器4的作用。
權(quán)利要求
1.一種樓宇陰面自然光光照傳輸裝置，包括聚光凸透鏡、光傳輸器和散光凸透鏡，其特征是聚光凸透鏡安裝在室外的密封支架上，散光凸透鏡安裝在室內(nèi)的密封支架上，聚光凸透鏡和散光凸透鏡之間組裝光傳輸器，光傳輸器為多層同軸圓柱結(jié)構(gòu)，由內(nèi)向外依次為高密度玻璃纖心、玻璃包層和加強(qiáng)層。
2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的樓宇陰面自然光光照傳輸裝置，其特征是在光傳輸器的外部組裝鋼管，鋼管的焊接在鋼支架上，光傳輸器通過(guò)螺母和膠墊安裝在鋼管內(nèi)。
3.根據(jù)權(quán)利要求1所述的樓宇陰面自然光光照傳輸裝置，其特征是光傳輸器兩端可以彎曲15°-45°。
全文摘要
一種樓宇陰面自然光光照傳輸裝置，包括聚光凸透鏡、傳輸組件和散光凸透鏡，其特征是聚光凸透鏡安裝在室外的密封支架上，散光凸透鏡安裝在室內(nèi)的密封支架上，聚光凸透鏡和散光凸透鏡之間組裝光傳輸器，光傳輸器為多層同軸圓柱結(jié)構(gòu)，由內(nèi)向外依次為高密度玻璃纖心、玻璃包層和加強(qiáng)層。本發(fā)明解決了樓宇陰面光照問(wèn)題，陰面房間同陽(yáng)面房間一樣，具有同樣日照或光照，陰面房間白天不需開(kāi)燈辦公，環(huán)保節(jié)能，陰面房間日照射或光照射的強(qiáng)度等同于陽(yáng)面房間的日照射或光照射，結(jié)構(gòu)比較簡(jiǎn)單，投入較少。
文檔編號(hào)F21S11/00GK1707155SQ20051004632
公開(kāi)日2005年12月14日 申請(qǐng)日期2005年4月28日 優(yōu)先權(quán)日2005年4月28日
發(fā)明者周作軍 申請(qǐng)人:周作軍