一種基于熱安全導光管的日光傳輸器的制造方法
【技術領域】
[0001]本發(fā)明涉及一種建筑用日光利用設備，具體涉及一種基于熱安全導光管的日光傳輸器。
【背景技術】
[0002]眾所周知，被動式圓形管道日光傳輸器的核心部件是圓形導光管。圓形導光管的內(nèi)壁為反射率(>95%)很高的鏡面。導光管的一端被置于室外，另外一端被置于室內(nèi)。室外的陽光照射進入導光管的室外一端，經(jīng)過導光管內(nèi)部的多次反射，進入室內(nèi)達到照明效果，如圖1所示。主導光管1穿越樓板8進入室內(nèi)，并且其一端被置于室外，另外一端被置于室內(nèi)。主導光管1室外的一端罩有上防護罩6，而室內(nèi)的一端則罩有下防護罩7。室外的陽光照射進入裝置的室外一端，經(jīng)過主導光管內(nèi)部的多次反射，進入室內(nèi)達到照明效果。迄今為止，世界上絕大多數(shù)被動式管道日光傳輸系統(tǒng)采用了圓形的管道式導光管作為其核心部件。
[0003]被動式管道日光傳輸系統(tǒng)在世界范圍內(nèi)的廣泛應用已經(jīng)成為事實，然而，人們至今對其詳盡的科學運行機理了解尚不夠充分。本發(fā)明關注該項科技最關鍵的一個特性，即，其熱能安全性，希望引起科學界和商業(yè)界的關注，并相應地修改國際和各國國家、行業(yè)標準。
[0004]日光光導照明系統(tǒng)在特定情況下(根據(jù)經(jīng)瑋度、系統(tǒng)形狀、直徑、長度等配置的不同而不同)，如果應用不當，會產(chǎn)生高熱。這在特定情況下是危險的。危險情況多發(fā)生在晴天的時候。當太陽直射光以近似平行光的形式進入圓形柱面導管內(nèi)時，在柱狀反射面的焦點處，會因輻射聚集而產(chǎn)生一個或多個高能量區(qū)，詳見圖2。陽光照射到主導光管的內(nèi)壁上后，被聚合到一個點。聚光點的溫度可以高達100攝氏度以上，這個點就是火災隱患點。根據(jù)幾何原理，可以容易地推導出:假設圓形主導光管的直徑是R，那么匯聚點距離圓心的距離為R/2。由于太陽是運動的，所以在導光管內(nèi)，其能量聚集焦點是運動的，從而在幾何空間上形成一系列存在危險隱患的點和/或面。如果在這些點和/或面上不巧安置了可燃物品(比如塑料散光器)，或進入了可燃物質(zhì)(比如灰塵)，則可能產(chǎn)生破壞性效果。
[0005]本發(fā)明提出了能有效解決這個問題的辦法。利用本發(fā)明可以避免平行光進入主導光管，從而徹底消除了陽光在后續(xù)傳導過程中形成任何隱患。
[0006]值得指出的是，光導照明系統(tǒng)的熱安全問題此前并未被提出。這部分源于光導技術的新興性。由于這項技術處于新興和前瞻地位，所以之前20年內(nèi)僅在歐美等發(fā)達國家地區(qū)應用，而在發(fā)展中國家應用極少。歐美專家迄今為止未能指出此問題的原因是由于這些國家大多處于高瑋度地區(qū)，因此出現(xiàn)強烈陽光直射進入光導系統(tǒng)的時間和概率都低。然而，隨著光導技術在新興國家、南太平洋、中東、印度、非洲等低瑋度經(jīng)濟高速發(fā)展地區(qū)的興起，解決這個隱患的迫切性刻不容緩。

【發(fā)明內(nèi)容】

[0007]為了解決上述問題，本發(fā)明旨在提供一種基于熱安全導光管的日光傳輸器。具體地，本發(fā)明提供的日光傳輸器包括:主導光管1、微型導光管單元2、蜂窩狀微型導管群3、連接裝置4、固定裝置5、上防護罩6和下防護罩7，所述的蜂窩狀微型導管群3由微型導光管單元2組成，所述的主導光管1上端設有上防護罩6，下端設有下防護罩7，蜂窩狀微型導管群3通過連接裝置4固定在由主導光管1和上防護罩6和下防護罩7所形成的空間內(nèi)，主導光管1通過固定裝置5固定。
[0008]進一步的，所述微型導光管單元2由具備雙面反光功能的材料制成。
[0009]進一步的，所述的微型導光管單元2由鏡面鋁材料制成。
[0010]進一步的，所述微型導光管單元2由具備雙面反光功能的材料制成，折射功能的材料制成。
[0011]進一步的，所述的微型導光管單元2由帶有棱形刻痕的透明PC材料制成。
[0012]進一步的，所述的微型導光管單元為多邊形立柱或圓筒形。
[0013]進一步的，所述的蜂窩狀微型導管群3安裝在主導光管上方、上防護罩與主導光管1之間。
[0014]進一步的，所述的蜂窩狀微型導管群3安裝在主導光管1底部。
[0015]系統(tǒng)的工作原理是通過蜂窩狀微型導管群將進入傳輸器的太陽直射光打散，導致其平行光束的特性被大大消除。太陽光束的平行光特性被弱化后，其在主導光管內(nèi)的后續(xù)傳輸過程中就不會形成能量聚焦區(qū)，從而保證了光導照明系統(tǒng)的熱安全性。另外，因為方向性強的入射太陽光被蜂窩狀微型導管群處理成了多方向的散射光，所以該日光傳輸器的出射光自然而然地呈現(xiàn)比較規(guī)則的配光曲線，不再需要散光器?？傊撊展鈧鬏斊骶邆鋬蓚€獨特特點:一是它不含熱安全隱患；二是它不需要散光器即可輸出均勻的日光。
[0016]本發(fā)明的有益效果有二:一是，系統(tǒng)能夠徹底消除圓形柱狀導光管系統(tǒng)的熱安全隱患。二是，從導光器末端輸出產(chǎn)生的陽光呈比較均勻的散射狀，有效消除了晴天狀況下不均勻的光斑現(xiàn)象。
【附圖說明】
[0017]下面結合附圖和【具體實施方式】對本發(fā)明作進一步詳細說明。
[0018]圖1為普通被動式圓形管道日光傳輸系統(tǒng)的工作原理；
[0019]圖2為普通日光傳輸系統(tǒng)的熱安全隱患的形成機理；
[0020]圖3為實施例1的日光傳輸器的結構示意圖；
[0021]圖4為實施例1的蜂窩狀微型導管群的結構示意圖；
[0022]圖5為實施例2的蜂窩狀微型導管群的結構示意圖；
[0023]圖6為實施例3的安裝示意圖；
[0024]圖7為實施例4的安裝示意圖。
[0025]圖8為實施例5的安裝方式示意圖。
[0026]圖9為實施例6的安裝方式示意圖。
[0027]其中，1為主導光管，2為微型導光管單元，3為蜂窩狀微型導管群，4為連接裝置，5為固定裝置，6為上防護罩，7為下防護罩，8為坡狀屋頂。
【具體實施方式】
[0028]參照圖3-4所不，本發(fā)明提供一種基于熱安全導光管的日光傳輸器，包括主導光管1、微型導光管單元2、蜂窩狀微型導管群3、連接裝置4、固定裝置5、上防護罩6和下防護罩7，所述的蜂窩狀微型導管群3由微型導光管單元2組成，所述的主導光管1上端設有上防護罩6，下端設有下防護罩7，蜂窩狀微型導管群3通過連接裝置4固定在由主導光管1和上防護罩6和下防護罩7所形成的空間內(nèi)，主導光管1通過固定裝置5固定。
[0029]所述微型導光管單元2由具備雙面反光功能或者折光功能的材料制成，具有反光功能的材料例如鏡面鋁材料，鏡面PC材料等；具有折光功能的材料如帶有棱形刻痕的透鏡PC等。
[0030]所述的主導光管上端設有上防護罩6，下端設有下防護罩7。上防護罩和下防護罩均為透明材料制成，以防止昆蟲和灰塵的入侵。整套裝置被固定裝置5貫穿安裝在一個坡狀屋頂8上。如圖3所示，平行的太陽光進入裝置后，經(jīng)過一系列反射，在不生成任何熱點隱患的前提下，安全到達室內(nèi)，提供了均勻柔和的發(fā)散光。
[0031]如圖4中所示，該蜂窩狀微型導管群3由7個六邊形立柱形狀的微型導光管單元2組成。
[0032]實施例2
[0033]如圖5中所示，本實施例與實施例1的主要區(qū)別之處在于，所述蜂窩狀微型導管群3由25個方形立柱形狀的微型導光管單元2組成。
[0034]實施例3
[0035]圖6展示了本發(fā)明的一個實施例，說明了本裝置裝在一個坡屋頂上的應用。在本實例中，蜂窩狀微型導管群3是由一系列方形微型導光管單元2組成的。
[0036]實施例4
[0037]圖7展示了本發(fā)明的另外一個實施例，說明了本裝置在一個多層建筑的某一樓層里的應用。在該實施例中，主導光管1被水平放置，并且其入口朝南。在本實例中，蜂窩狀微型導管群3是由一系列方形微型導光管單元2組成的，而且是豎向放置。平行的太陽光進入裝置后，經(jīng)過蜂窩狀微型導管群內(nèi)部的一系列反射，在不生成任何熱點隱患的前提下，安全到達室內(nèi)深處，提供了均勻柔和的發(fā)散光。
[0038]實施例5
[0039]參照圖8所示，所示的蜂窩狀微型導管群3可安裝在主導光管1上方，上防護罩6與主導光管1之間。
[0040]實施例6
[0041]參照圖9所示，所示的蜂窩狀微型導管群3可安裝在主導光管1底部。
[0042]總之，前述各實施例說明，本發(fā)明利用上述這些設計特點是其他設計所沒有的。
[0043]本發(fā)明并不限于上文討論的實施方式。以上對【具體實施方式】的描述旨在解釋和說明本發(fā)明涉及的技術方案。以上所述的【具體實施方式】用來揭示本發(fā)明的最佳實施方法，以使得本領域的普通技術人員能夠應用本發(fā)明的多種實施方式以及多種替代方式來達到本發(fā)明的目的?；诒景l(fā)明啟示的顯而易見的變換或替代也應當被認為落入本發(fā)明的保護范圍。
【主權項】
1.一種基于熱安全導光管的日光傳輸器，其特征在于，包括主導光管(1)、微型導光管單元(2)、蜂窩狀微型導管群(3)、連接裝置(4)、固定裝置(5)、上防護罩(6)和下防護罩(7)，所述的蜂窩狀微型導管群(3)由微型導光管單元(2)組成，所述的主導光管(1)上端設有上防護罩(6)，下端設有下防護罩(7)，蜂窩狀微型導管群(3)通過連接裝置(4)固定在由主導光管⑴和上防護罩(6)和下防護罩(7)所形成的空間內(nèi)，主導光管⑴通過固定裝置(5)固定。2.根據(jù)權利要求1所述的基于熱安全導光管的日光傳輸器，其特征在于，所述微型導光管單元(2)由具備雙面反光功能的材料制成。3.根據(jù)權利要求1或2所述的基于熱安全導光管的日光傳輸器，其特征在于，所述的微型導光管單元(2)由鏡面鋁材料制成。4.根據(jù)權利要求1所述的基于熱安全導光管的日光傳輸器，其特征在于，所述微型導光管單元(2)由具備折射功能的材料制成。5.根據(jù)權利要求1或4所述的基于熱安全導光管的日光傳輸器，其特征在于，所述微型導光管單元(2)由帶有棱形刻痕的透明PC材料制成。6.根據(jù)權利要求1所述的基于熱安全導光管的日光傳輸器，其特征在于，所述的微型導光管單元(2)為多邊形立柱或圓筒形。7.根據(jù)權利要求1所述的基于熱安全導光管的日光傳輸器，其特征在于，所述的蜂窩狀微型導管群(3)安裝在主導光管上方、上防護罩(6)與主導光管(1)之間。8.根據(jù)權利要求1所述的基于熱安全導光管的日光傳輸器，其特征在于，所述的蜂窩狀微型導管群(3)安裝在主導光管(1)底部。
【專利摘要】本發(fā)明公開了一種基于熱安全導光管的日光傳輸器，包括：主導光管和由一系列具備反射或折射功能的微型導管單元組成的蜂窩狀微型導管群、采光罩、出光罩和固定裝置。系統(tǒng)的工作原理是將蜂窩狀微型導管群置于被動式圓形主導光管的入口端后，進入傳輸器的太陽直射光即被其打散，導致其平行光束的特性被大大消除。太陽光束的平行光特性被弱化后，其在主導光管內(nèi)的后續(xù)傳輸過程中就不會形成能量聚焦區(qū)，從而保證了光導照明系統(tǒng)的熱安全性。另外，因為方向性強的入射太陽光被蜂窩狀微型導管群處理成了多方向的散射光，所以該日光傳輸器的出射光自然而然地呈現(xiàn)比較規(guī)則的配光曲線，不再需要散光器。
【IPC分類】F21S11/00, F21V8/00
【公開號】CN105387421
【申請?zhí)枴緾N201510885706
【發(fā)明人】張曉東
【申請人】煙臺昕諾吉太陽能技術有限公司
【公開日】2016年3月9日
【申請日】2015年12月3日