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JP3929372B2 - Handrail outer wall condensing device - Google Patents
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    • F21S11/00Non-electric lighting devices or systems using daylight

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  • Non-Portable Lighting Devices Or Systems Thereof (AREA)
  • Steps, Ramps, And Handrails (AREA)

Description

【0001】
【発明の属する技術分野】
本発明は、手摺外壁面を受光面とする手摺外壁集光装置に係り、更に詳しくは、ベランダ手摺下部の壁面等を受光面として利用する太陽光の集光装置に関する。
【0002】
【従来の技術】
先ず、本発明に関連する従来技術に係る太陽光の集光装置について、図17により説明する。太陽光に向かって配置される集光チューブ1は、その内面に反射面(鏡面)2が形成されており、全体として錐形状となっており、その入り口部分(外面部)にはガラス30が配置され、該ガラス30を通して太陽の入射光SL4が入射される。そして、従来の装置によれば、入射光SL4の多くは、集光チューブ1の側面の、4面ある反射面2に反射して、図17に示すように、反射を繰り返しながら次第に立ち上がるような反射角度になり、図面に示す位置TPの地点で角度が90°になり、それまでの経路を逆に辿り最後には外部に反射(SL5)されてしまうことから、効率の悪い装置となっている(図17の例では説明を判り易くするため、反射面2とその対称側にある反射面2の2面間で反射を繰り返すものとした)。そこで、入射光SL4がすべて集光チューブ1の内部に向かって反射されて集光されることが効率上望ましいことは言うまでもない。
【0003】
【発明が解決しょうとする課題】
そこで、本発明の課題は、集光装置において、集光チューブ1に対して入射する略全ての入射光を外部に反射させることなく有効に集光できるようにするものである。また、手摺の下の外壁等に簡易に取り付け易くするために薄型のパネル状にするものである。
【0004】
【課題を解決するための手段】
上記課題を解決するために、本発明は以下の手段を講じた。即ち、
請求項1記載の手摺外壁集光装置は、手摺外面に照射される太陽光の直接照射光の略全てを集光し、集光した光を室内に送光する手摺外壁集光装置であって、この集光装置が集光チューブ10を具えていて、その集光チューブ10の入り口付近には、互いに直交する縦方向の縦反射羽21、21aと横方向の横反射羽22とで仕切られる複数の単位集光チューブ10aが設けられ、かつ、前記集光チューブ10の内壁並びに前記縦反射羽21、21a及び前記横反射羽22は光を反射する鏡面となっており、前記集光チューブ10の内壁は、この内壁で反射した光を集光チューブ10の最奥部に位置する導光管41の入口部に集中させるように湾曲した凹面となっていて、前記縦反射羽21は、中央の縦反射羽21aを中心として前記集光チューブ10の内壁と同心円に近い形態で並置され、前記横反射羽22は、この横反射羽22で反射した光を前記集光チューブ10の内壁に当てるように湾曲した凹面となっており、そして前記導光管41の入口部に集光した光がこの導光管41によって室内に送光されることを特徴とする。
請求項2記載の手摺外壁集光装置は、太陽光の直接照射を受ける鏡面から反射される反射光の略全てが室内側に反射させ、この反射した光を室内に送光する手摺外壁集光装置であって、この集光装置が集光チューブ10を具えていて、その集光チューブ10の入り口付近には、互いに直交する縦方向の縦反射羽21、21aと横方向の横反射羽22とで仕切られる複数の単位集光チューブ10aが設けられ、かつ、前記集光チューブ10の内壁並びに前記縦反射羽21、21a及び前記横反射羽22は光を反射する鏡面となっており、前記集光チューブ10の内壁は、この内壁で反射した光を集光チューブ10の最奥部に位置する導光管41の入口部に集中させるように湾曲した凹面となっていて、前記縦反射羽21は、中央の縦反射羽21aを中心として前記集光チューブ10の内壁と同心円に近い形態で並置され、前記横反射羽22は、この横反射羽22で反射した光を前記集光チューブ10の内壁に当てるように湾曲した凹面となっており、そして前記導光管41の入口部に集光した光がこの導光管41によって室内に送光されることを特徴とする。
更に、分割送光された光を少ない反射回数で導光管(41)へ送れば効率よく送光できる。
【0005】
請求項記載の手摺外壁集光装置は、請求項1記載の手段において、手摺外面がベランダであることを特徴とする。
請求項記載の手摺外壁集光装置は、請求項1又は2手段において、室内に送光するに当たって、集光した光の方向を略均一にすることを特徴とする。
【0006】
請求項記載の手摺外壁集光装置は、請求項1〜記載のいずれかの手段において、室内に送光するに当たって、集光した光のうち、特定波長の光成分をカットすることを特徴とする。
請求項記載の手摺外壁集光装置は、請求項1〜記載のいずれかの手段において、集光した光を室内証明用に用いることを特徴とする。
【0007】
【発明の実施の形態】
【実施例1】
本発明の本実施形態を図面を用いて説明する。図面のうち、図1はシステムの全体図、図2は同実施例1の外観図、図3は(A)(B)共、同実施例1の要部縦断面図、図4〜7は本発明に係る実施例1の説明図、図8は同実施例1の要部外観図、図8は同実施例1の照明装置の要部断面図である。
【0008】
(集光チューブ10)
本実施形態は、図4〜7に示すように、集光チューブ10内に略同一形状の複数の単位集光チューブ10aを並置させることによって、入射光SL4がガラス30を通して単位集光チューブ10aに入射されるすべての光を外部に反射させることなく、有効に活用できるようにしたものである。Z軸方向(横方向)の反射についていえば、集光チューブ10内に形成された縦反射羽21,21aの鏡面体の仕切り板は、同心円に近い形態で並置され、最初に反射した光を導光管41の入り口にあるP点方向に導くように湾曲させたものである。
即ち、図6で説明すれば、集光チューブ10側面及び同チューブ内の縦反射羽21,21aはE1範囲に差し込むあらゆる角度の光(図6の例では15°〜60°)が導光管41の入り口付近にあるP点方向に向かうように湾曲されている。また、E2範囲に差し込む光については、縦反射羽21の湾曲が逆方向になっているため、最初の反射でP点方向に向かうことはないが、縦反射羽21と集光チューブ10の側面間が、同心円に近い形態で並置されているので、光は反射を繰り返しながら奥へと進む。なお、鋭い角度(例えば15°程度)から差し込む光は縦反射羽21aに一度反射した後、集光チューブ10aに取り込まれる。図6の例では反射した光がP点とは異なる方向へ進んでいるように見えるが、実際には図5のR部に反射した後、Y軸方向(下方向)へ向かい、集光チューブ10側面の反射面20から、図5のS1,S2を経てP点付近に向かう。次に集光チューブ10内のY軸方向(縦方向)の反射について説明する。図5のP点から、仮に光を発光させたと仮定したとき、そのR部に反射する光は全てZ軸方向(水平方向)と平行になるようにR部を湾曲させている。また、図7に示すように、入射したあらゆる角度の太陽光は、横反射羽22の最初の反射でZ軸方向(水平方向)と平行になるように湾曲している。ただ、横反射羽22の、平行方向に進まない部位に反射する光も一部あるが、横反射羽22のカーブが緩やかなので、進むべき方向が大きく逸れることはない。以上、Y軸方向(縦方向)の反射についてまとめると、入射したあらゆる角度の太陽光は、横反射羽22の最初の反射でZ軸方向(水平方向)へ進んだ後、図5のR部に反射し、全てP点付近に向かうことになる。
また、ガラス30は必須の構成要件ではない。
【0009】
具体的には、図2に示されるように、集光チューブ10は、縦反射羽21、21a及び横反射羽22が直角方向に交差する鏡面仕切り板で形成されたものであり、前面にガラス30、後方に導光管41が連結され、集光された光は手摺下装置の適宜場所に送られる。なお、集光チューブ10の壁面の反射面20は、上下左右の四面とは限らない。例えば、六面形状のハニカム形状等であっても良い。また、縦反射羽21、横反射羽22で形成される単位集光チューブ10も上下左右の四面とは限らず、図15に(1)〜(4)にその他の形態の一例としてあげた。
【0010】
(具体例)
さらに具体的な構成について、図2、図3を用いて説明する。図2は建物のベランダの手摺50を示しており、手摺50の下部には、図3(A)または(B)に示すように、多数の集光チューブ10が蜂の巣状に並置されている。図3(A)は、入射光SL4の角度が比較的低い高緯度の建物に適しており、一方、図3(B)は入射光SL4の角度が比較的高い低緯度に位置する建物に適している。
これらの集光チューブ10は、入射光SL4のすべてを無駄なく取り入れることができるから従来技術のように入射光SL4の方向に向かって集光チューブ10の方向を追尾させる必要はなく、高効率の集光が実現される。
【0011】
(集光した光の利用)
上記集光チューブ10によって取り入れられた入射光SL4は、構造材51内に配置されている導光管41により建物の必要個所に送られる。
次に、図11〜14により、導光管41により送られてきた光を照明光として利用する場合のシステムについて説明する。
【0012】
導光管41の端部は、建物内の断熱収納枠75内に導かれる。そして、導光管41の端部にはプリズム60が配置され、入射光SL4(太陽光)の波長により必要な波長の光のみ選別され、不要な波長の光、例えば波長の短い紫外線、或いは波長の長い赤外線はカットされる。
【0013】
(カット装置70)
次に、カット装置70について説明する。カット装置70はプリズム60の近傍に配置され、分光器としてのプリズム60から出光する光をカット(遮蔽)するために、その上下にカット枠71を配置するとともに、カット枠71を、図5において上下に移動するためのカット枠移動装置72が設けられている。
カット枠移動装置72はカット枠71を上下に移動させる。換言すれば、不要な波長の光を排除するためにカット枠71を上下に移動させるもので、カット枠71に固定された移動ラック73と、該移動ラック73に噛み合う移動ピニオン74とからなる。
【0014】
該移動ピニオン74は、その回転軸が断熱収納枠75の外側まで延接されて調整ねじ76に連結されている。換言すれば、調整ねじ76を回転操作することによってカット枠71を移動させ、不要な波長の光を遮断することができるものである。カット枠71内部にはイリジウム・錫の化合物などの熱線吸収剤が塗布されており、照射された熱線の全てをここで吸収する。
本実施例においては、下方に紫外線カットのためのカット枠71が配置され、その上方には赤外線カットのためのカット枠71が配置され、それぞれの調整ねじ76を回転操作することにより、波長の選択が可能となっている。
【0015】
(照明具80)
次に照明具80について図14で説明する。
照明具80は、例えば、玄関の天井に配置されており、導光管41bから送光された光はその端部の照明具80内に設置されている型板ガラス81に照射される。この型板ガラス81により乱反射した光が照明光となり玄関を照らすことになる。
この照明具80は型板ガラス81のほかに間接照明として用いても良く、その照明光の特性は照明具80の構造により決定することができる。また、例えば、日焼けを防ぐためには紫外線カット光として用いることもできる。また、夏季においては、赤外線カットとして玄関に熱が発生しないようにすることも可能である。また、これらの波長の調節により観葉植物に対する照明を調整することも可能である。
なお、本照明具80は、観葉植物ばかりでなく、農業用、例えば、花卉園芸・畜産用にも用いることができ、更には、健康機器にも使用が可能であり、浴室に使用すれば壁面などのカビ防止や洗濯物の乾燥室としても利用できる。
【0016】
また、上記導光管41は、種々の光ファイバー等からなる光ケーブルを採用できることはいうまでもない。さらに、本実施例の集光チューブ10は手摺50の下部に配置する実施例を示したが、図16に示すように、建物の壁面あるいは屋根面に適用できることは言うまでもない。また、光の利用分野として単に照明ばかりでなく、熱、電気、生化学反応等へのエネルギー変換装置としても利用できる。また、本発明の集光チューブ10は、建物ばかりでなく、プレート形状に形成して種々の太陽熱利用装置にも適用できる。
【0017】
【実施例2】
次に、実施例2についての説明をする。図1は実施例2のシステム全体図、図9は同実施例2の合流器の説明図、図10は同実施例2の整流器の説明図、図11は同実施例2の分光器の説明図である。
実施例2は、集光チューブ10から延出された導光管41を合流器90に集め、更に、集光した光を導光管41を用いて整流器91に搬送して水平方向に近い方向に整流し、更に、カット装置70によって要求される波長の光を照明具80において利用するものである。
【0018】
(合流器90)
このシステムに用いる上記合流器90の詳細は図9に示されており、その合流器90の流線形、複数の導光管41から入光した光が一本の導光管41を用いて送光されるようにしたもので、この装置によって、多くの光は導光管41内を管に対して平行に近い波の形となって送られることになる。
【0019】
(整流器91)
また、その下流の整流器91はその内部の反射板23、23aとともに横断面積が暫次大となる紡錘形の曲線形状に形成され、導光管41から送られてきた光を更に平行光とする内曲面が形成されている。この装置により送られてきた光は一層平行光となるとともに、次に配置されている単位導光管41aの集合体に送光される。
前記単位導光管41aの他端部は、図14に示すように、プリズム60の一側面に配置され、光はプリズム60を通して分光され、かつ上下のカット枠71により紫外線または/及び赤外線がカットされて導光管41bにより照明具80に送られる。
本実施例2によれば、多くの集光チューブ10を一箇所に集めて合流器90、整流器91及びカット装置70を用いて適切な光として複数箇所において照明具80等に用いることができる。なお、単位導光管41aは、光ファイバー又は内部鏡面めっき管を用いることが望ましい。
【0020】
【実施例3】
次に、実施例3についての説明をする。図16は、実施例3の斜視図である。
実施例3では、多くの集光チューブ10を用いる装置であるが、その集光チューブ10の一例として、図16に示すように、手摺50の外壁面すべてを集光面としたものである。この実施例3によれば、朝日から夕日まであらゆる時刻の太陽光を集め、屋内に送光することが可能となる。
以上、本発明の実施例を手摺50の外壁面に設けた太陽熱の集光装置として,説明したが、建物の壁面や、屋根面、屋上面にも適用できることは言うまでもない。更に、本発明装置では、壁面等から外部への反射光がないから、該反射光に伴なう熱の発生も抑制できるから、照明電力の抑制が実現できることと相俟って、大都市部のヒートアイランド現象も抑制できるという副次的効果もある。
【0021】
【発明の効果】
本発明によれば、何ら太陽光の追尾手段等の付加的操作手段を用いることなく、高効率で太陽光等を集光でき、しかも、集光した光を簡単な手段で有用な波長の光のみの利用が可能となった。また、本発明は、ほとんどメンテナンスを必要とせず、しかも、構造が簡単で薄型に形成し易く、配管も外部に露出しないことから、美観を損ねず、ベランダ内を狭くすることもない
【図面の簡単な説明】
【図1】本発明に係る実施例2のシステム全体図。
【図2】同実施例1の外観図。
【図3】(A)(B)共、同実施例1の要部縦断面図。
【図4】本発明に係る実施例1の説明図(水平方向断面図)。
【図5】同発明に係る実施例1の説明図(垂直方向断面図)。
【図6】同発明に係る実施例1の説明図(水平方向反射図)。
【図7】同発明に係る実施例1の説明図(垂直方向反射図)。
【図8】同実施例1の要部外観図。
【図9】同実施例2の要部(合流器)説明図。
【図10】同実施例2の要部(整流器)説明図。
【図11】同実施例2の要部(カット装置)説明図。
【図12】同実施例2の要部(カット装置)説明図。
【図13】本発明に係る実施例3の斜視図。
【図14】実施例1の照明装置の説明図。
【図15】(1)〜(4)共に、本発明に係る実施例4の斜視図。
【図16】本実施例を建物に適用した場合の概観図。
【図17】従来技術に係る集光装置の説明図。
【符号の説明】
1・・・集光チューブ(従来) 2・・・反射面(鏡面)
10 ・・集光チューブ(実施例1) 10a・・単位集光チューブ
20・・集光チューブ側面反射面
21・・縦反射羽 21a・・縦反射羽(平板) 22・・横反射羽
23・・整流器内反射板(外) 23a・・整流器内反射板(内)
30・・・外部ガラス
41・・導光管 41a・・単位導光管 41b・・帯状導光管
50・・手摺 51・・構造材 52'・・手摺(実施例3)
60・・プリズム 70・・カット装置
71・・カット枠 72・・カット枠移動装置
73・・移動ラック 74・・移動ピニオン
75・・断熱収納枠 76・・調整ねじ
80・・照明具 81・・型板ガラス
90・・合流器(実施例2) 91・・整流器(実施例2)
SL4・・入射光 SL5・・反射光
S1・・赤外線 S2・・可視光線 S3・・紫外線
[0001]
BACKGROUND OF THE INVENTION
The present invention relates to a handrail outer wall condensing device using a handrail outer wall surface as a light receiving surface, and more particularly to a sunlight condensing device using a wall surface or the like below a veranda handrail as a light receiving surface.
[0002]
[Prior art]
First, the sunlight condensing device according to the prior art related to the present invention will be described with reference to FIG. The condensing tube 1 arranged toward the sunlight has a reflecting surface (mirror surface) 2 formed on the inner surface thereof and has a conical shape as a whole, and a glass 30 is formed at the entrance portion (outer surface portion). The solar light SL4 is incident through the glass 30. According to the conventional apparatus, most of the incident light SL4 is reflected on the four reflecting surfaces 2 on the side surface of the light collecting tube 1, and gradually rises while being repeatedly reflected as shown in FIG. The angle becomes 90 ° at the point of the position TP shown in the drawing, and the path up to that point is reversed and finally reflected to the outside (SL5). (In the example of FIG. 17, in order to make the explanation easy to understand, the reflection is repeated between the reflecting surface 2 and the reflecting surface 2 on the symmetrical side thereof). Therefore, it goes without saying that it is desirable in terms of efficiency that all the incident light SL4 is reflected and collected toward the inside of the collection tube 1.
[0003]
[Problems to be solved by the invention]
Accordingly, an object of the present invention is to enable a light condensing device to effectively condense substantially all incident light incident on the light collecting tube 1 without reflecting it to the outside. Moreover, it is made into a thin panel shape so that it can be easily attached to the outer wall or the like under the handrail.
[0004]
[Means for Solving the Problems]
In order to solve the above problems, the present invention has taken the following measures. That is,
The handrail outer wall condensing device according to claim 1 is a handrail outer wall condensing device that condenses substantially all of the direct irradiation light of sunlight irradiated on the outer surface of the handrail and transmits the collected light into the room. The condensing device includes a condensing tube 10, which is partitioned near the entrance of the condensing tube 10 by vertical longitudinal reflecting wings 21, 21 a and lateral transverse reflecting wings 22 that are orthogonal to each other. A plurality of unit condensing tubes 10a are provided, and the inner wall of the condensing tube 10 and the longitudinal reflecting wings 21, 21a and the lateral reflecting wings 22 are mirror surfaces that reflect light. The inner wall is a concave surface curved so as to concentrate the light reflected by the inner wall at the entrance of the light guide tube 41 located at the innermost part of the light collection tube 10. Centering on the vertical reflection wing 21a The lateral reflection wings 22 are juxtaposed in a form close to a concentric circle with the inner wall of the tube 10, and the lateral reflection wings 22 are concave surfaces that are curved so that the light reflected by the lateral reflection wings 22 strikes the inner wall of the light collection tube 10. The light collected at the entrance of the light guide tube 41 is transmitted into the room by the light guide tube 41.
The handrail outer wall condensing device according to claim 2 , wherein substantially all of the reflected light reflected from the mirror surface that is directly irradiated with sunlight is reflected indoors, and the reflected light is transmitted into the room. This condensing device comprises a condensing tube 10, and in the vicinity of the entrance of the condensing tube 10, vertical longitudinal reflecting wings 21, 21 a perpendicular to each other and lateral transverse reflecting wings 22. A plurality of unit condensing tubes 10a, and the inner wall of the condensing tube 10 and the longitudinal reflecting wings 21, 21a and the lateral reflecting wings 22 are mirror surfaces that reflect light, and The inner wall of the light collecting tube 10 is a concave surface that is curved so as to concentrate the light reflected by the inner wall at the entrance of the light guide tube 41 located at the innermost part of the light collecting tube 10. 21 is a central longitudinal reflection feather 21 Centered on the inner wall of the light collection tube 10 in a concentric form, and the lateral reflection wing 22 is a concave surface that is curved so that the light reflected by the lateral reflection wing 22 strikes the inner wall of the light collection tube 10. The light collected at the entrance of the light guide tube 41 is transmitted into the room by the light guide tube 41.
Furthermore, light can be transmitted efficiently if the divided light is sent to the light guide tube (41) with a small number of reflections.
[0005]
According to a third aspect of the present invention, in the handrail outer wall condensing device according to the first aspect, the outer surface of the handrail is a veranda.
The handrail outer wall condensing device according to claim 4 is characterized in that, in the means of claim 1 or 2 , the direction of the condensed light is made substantially uniform when the light is transmitted into the room.
[0006]
The handrail outer wall condensing device according to claim 5 is characterized in that, in the means according to any one of claims 1 to 3 , the light component having a specific wavelength is cut out of the condensed light when transmitted into the room. And
A handrail outer wall condensing device according to a sixth aspect is characterized in that, in any of the means according to the first to fifth aspects, the collected light is used for indoor certification.
[0007]
DETAILED DESCRIPTION OF THE INVENTION
[Example 1]
This embodiment of the present invention will be described with reference to the drawings. 1 is an overall view of the system, FIG. 2 is an external view of the first embodiment, FIG. 3 is a longitudinal sectional view of the main portion of the first embodiment, and FIGS. FIG. 8 is an explanatory view of a main part of the first embodiment, and FIG. 8 is a cross-sectional view of a main part of the illumination device of the first embodiment.
[0008]
(Condensing tube 10)
In this embodiment, as shown in FIGS. 4 to 7, by arranging a plurality of unit light collection tubes 10 a having substantially the same shape in the light collection tube 10, incident light SL4 passes through the glass 30 and enters the unit light collection tube 10 a. All incident light can be effectively used without reflecting it to the outside. Regarding the reflection in the Z-axis direction (lateral direction), the partition plates of the mirror body of the longitudinal reflection wings 21 and 21a formed in the light collection tube 10 are juxtaposed in a form close to concentric circles, and the first reflected light is reflected. It is curved so as to be guided in the direction of point P at the entrance of the light guide tube 41.
That is, if it demonstrates in FIG. 6, light of all angles (15 to 60 degrees in the example of FIG. 6) which inserts into the E1 range will be light guide pipes on the side surface of the condensing tube 10 and the longitudinally reflecting feathers 21 and 21a in the tube. 41 is curved toward the direction of point P near the entrance of 41. In addition, for the light to be inserted into the E2 range, the curvature of the longitudinal reflection wing 21 is in the reverse direction. Since the gaps are juxtaposed in a form close to concentric circles, the light travels back while repeating reflection. In addition, the light inserted from a sharp angle (for example, about 15 °) is once reflected by the longitudinal reflecting wings 21a and then taken into the condensing tube 10a. In the example of FIG. 6, the reflected light seems to travel in a direction different from the point P, but actually, after reflecting off the R portion of FIG. From the reflecting surface 20 on the 10 side surfaces, it goes to the vicinity of the point P through S1 and S2 in FIG. Next, the reflection in the Y-axis direction (vertical direction) in the light collection tube 10 will be described. Assuming that light is emitted from the point P in FIG. 5, the R portion is curved so that all the light reflected on the R portion is parallel to the Z-axis direction (horizontal direction). Further, as shown in FIG. 7, the incident sunlight at all angles is curved so as to be parallel to the Z-axis direction (horizontal direction) by the first reflection of the lateral reflection wing 22. However, although there is a part of the light reflected on the part of the lateral reflection wing 22 that does not advance in the parallel direction, the direction of the travel is not greatly deviated because the curve of the lateral reflection wing 22 is gentle. In summary, the reflection in the Y-axis direction (vertical direction) is summarized as follows. The incident sunlight at all angles travels in the Z-axis direction (horizontal direction) by the first reflection of the lateral reflection wings 22, and then the R part in FIG. 5. Will be reflected near the point P.
Moreover, the glass 30 is not an essential constituent requirement.
[0009]
Specifically, as shown in FIG. 2, the condensing tube 10 is formed of a mirror partition plate in which the longitudinal reflecting wings 21 and 21a and the lateral reflecting wings 22 intersect at right angles, and has a glass on the front surface. 30, a light guide tube 41 is connected to the rear, and the condensed light is sent to an appropriate place in the handrail lowering device. In addition, the reflective surface 20 of the wall surface of the condensing tube 10 is not necessarily four sides of upper, lower, left, and right. For example, it may be a hexagonal honeycomb shape. Further, the unit condensing tube 10 formed by the vertical reflection wings 21 and the horizontal reflection wings 22 is not limited to the four sides of the top, bottom, left and right, and (1) to (4) in FIG.
[0010]
(Concrete example)
A more specific configuration will be described with reference to FIGS. FIG. 2 shows a handrail 50 on the veranda of the building. As shown in FIG. 3 (A) or (B), a large number of light collecting tubes 10 are juxtaposed in a honeycomb shape at the lower part of the handrail 50. FIG. 3A is suitable for a building at a high latitude where the angle of the incident light SL4 is relatively low, while FIG. 3B is suitable for a building located at a low latitude where the angle of the incident light SL4 is relatively high. Yes.
Since these condensing tubes 10 can take in all of the incident light SL4 without waste, it is not necessary to track the direction of the condensing tube 10 toward the direction of the incident light SL4 as in the prior art, and high efficiency. Condensation is realized.
[0011]
(Use of condensed light)
Incident light SL4 taken in by the condensing tube 10 is sent to a necessary portion of the building by a light guide tube 41 disposed in the structural member 51.
Next, with reference to FIGS. 11 to 14, a system in the case where light transmitted from the light guide tube 41 is used as illumination light will be described.
[0012]
The end of the light guide tube 41 is guided into the heat insulating storage frame 75 in the building. And the prism 60 is arrange | positioned at the edge part of the light guide tube 41, and only the light of a required wavelength is sorted according to the wavelength of incident light SL4 (sunlight), for example, the light of an unnecessary wavelength, for example, a short wavelength ultraviolet light, or a wavelength Long infrared rays are cut off.
[0013]
(Cut device 70)
Next, the cutting device 70 will be described. The cutting device 70 is disposed in the vicinity of the prism 60. In order to cut (shield) light emitted from the prism 60 as a spectroscope, a cutting frame 71 is disposed above and below the cutting device 71. A cut frame moving device 72 for moving up and down is provided.
The cut frame moving device 72 moves the cut frame 71 up and down. In other words, the cut frame 71 is moved up and down in order to eliminate light having an unnecessary wavelength, and includes a movable rack 73 fixed to the cut frame 71 and a movable pinion 74 engaged with the movable rack 73.
[0014]
The moving pinion 74 has a rotating shaft extending to the outside of the heat insulating storage frame 75 and is connected to an adjustment screw 76. In other words, by rotating the adjusting screw 76, the cut frame 71 can be moved to block light having an unnecessary wavelength. Inside the cut frame 71, a heat ray absorbent such as an iridium / tin compound is applied, and all of the irradiated heat rays are absorbed here.
In the present embodiment, a cut frame 71 for cutting ultraviolet rays is disposed below, and a cut frame 71 for cutting infrared rays is disposed above the cut frame 71. By rotating each adjusting screw 76, the wavelength of the cut frame 71 is reduced. Selection is possible.
[0015]
(Lighting tool 80)
Next, the illumination tool 80 will be described with reference to FIG.
The illuminating device 80 is disposed, for example, on the ceiling of the entrance, and the light transmitted from the light guide tube 41b is applied to the template glass 81 installed in the illuminating device 80 at the end thereof. The light irregularly reflected by the template glass 81 becomes illumination light and illuminates the entrance.
The illumination tool 80 may be used as indirect illumination in addition to the template glass 81, and the characteristics of the illumination light can be determined by the structure of the illumination tool 80. Also, for example, it can be used as ultraviolet cut light to prevent sunburn. In summer, it is possible to prevent heat from being generated at the entrance as an infrared ray cut. Moreover, it is also possible to adjust the illumination with respect to a foliage plant by adjusting these wavelengths.
In addition, this lighting fixture 80 can be used not only for foliage plants but also for agriculture, for example, flower gardening and animal husbandry, and can also be used for health equipment. It can also be used as an anti-mold and laundry drying room.
[0016]
Needless to say, the light guide tube 41 may employ optical cables made of various optical fibers. Furthermore, although the condensing tube 10 of a present Example showed the Example arrange | positioned under the handrail 50, it cannot be overemphasized that it can apply to the wall surface or roof surface of a building, as shown in FIG. Moreover, it can be used not only as a lighting application field but also as an energy conversion device for heat, electricity, biochemical reaction and the like. Moreover, the condensing tube 10 of this invention can be applied not only to a building but to various solar heat utilization apparatuses by forming it into a plate shape.
[0017]
[Example 2]
Next, Example 2 will be described. 1 is an overall system diagram of the second embodiment, FIG. 9 is an explanatory diagram of a merger of the second embodiment, FIG. 10 is an explanatory diagram of a rectifier of the second embodiment, and FIG. 11 is an explanatory diagram of a spectrometer of the second embodiment. FIG.
In the second embodiment, the light guide tube 41 extended from the light collection tube 10 is collected in the merger 90, and the condensed light is further conveyed to the rectifier 91 using the light guide tube 41 in the direction close to the horizontal direction. Further, the light having the wavelength required by the cutting device 70 is used in the lighting fixture 80.
[0018]
(Merge 90)
The details of the merger 90 used in this system are shown in FIG. 9. The streamline of the merger 90, the light incident from a plurality of light guide tubes 41 is transmitted using a single light guide tube 41. By this device, a lot of light is sent in the shape of a wave almost parallel to the tube in the light guide tube 41.
[0019]
(Rectifier 91)
Further, the downstream rectifier 91 is formed in a spindle-shaped curve shape having a temporary cross-sectional area together with the reflection plates 23 and 23a therein, and further converts the light transmitted from the light guide tube 41 into parallel light. A curved surface is formed. The light sent by this device becomes one more parallel light and is sent to the assembly of unit light guide tubes 41a arranged next.
As shown in FIG. 14, the other end of the unit light guide tube 41 a is disposed on one side of the prism 60, the light is split through the prism 60, and ultraviolet rays and / or infrared rays are cut by the upper and lower cut frames 71. Then, it is sent to the luminaire 80 by the light guide tube 41b.
According to the present Example 2, many condensing tubes 10 can be collected in one place, and can be used for the lighting fixture 80 etc. in several places as appropriate light using the merger 90, the rectifier 91, and the cutting device 70. FIG. The unit light guide tube 41a is desirably an optical fiber or an internal mirror plating tube.
[0020]
[Example 3]
Next, Example 3 will be described. FIG. 16 is a perspective view of the third embodiment.
In Example 3, the apparatus uses a large number of condensing tubes 10, but as an example of the condensing tube 10, as shown in FIG. According to the third embodiment, it is possible to collect sunlight at any time from the morning sun to the sunset and send it indoors.
As mentioned above, although the Example of this invention was demonstrated as a solar thermal condensing device provided in the outer wall surface of the handrail 50, it cannot be overemphasized that it can apply also to the wall surface of a building, a roof surface, and a roof surface. Furthermore, in the device according to the present invention, since there is no reflected light from the wall surface or the like to the outside, generation of heat accompanying the reflected light can also be suppressed. There is also a secondary effect that the heat island phenomenon can be suppressed.
[0021]
【The invention's effect】
According to the present invention, sunlight or the like can be collected with high efficiency without using any additional operation means such as sunlight tracking means, and the condensed light is useful light with a simple means. Only available. Further, the present invention requires almost no maintenance, and is simple in structure and easy to form thin, and the piping is not exposed to the outside, so that the aesthetic appearance is not impaired and the inside of the veranda is not narrowed .
[Brief description of the drawings]
FIG. 1 is an overall system diagram of a second embodiment according to the present invention.
FIG. 2 is an external view of the first embodiment.
FIGS. 3A and 3B are longitudinal sectional views of main parts of the first embodiment.
FIG. 4 is an explanatory diagram (horizontal sectional view) of the first embodiment according to the invention.
FIG. 5 is an explanatory diagram (vertical sectional view) of the first embodiment according to the invention.
FIG. 6 is an explanatory diagram (horizontal reflection diagram) of the first embodiment according to the invention.
7 is an explanatory diagram (vertical reflection diagram) of the first embodiment according to the invention. FIG.
FIG. 8 is an external view of a main part of the first embodiment.
FIG. 9 is an explanatory diagram of a main part (merger) of the second embodiment.
FIG. 10 is an explanatory diagram of a main part (rectifier) of the second embodiment.
FIG. 11 is an explanatory diagram of a main part (cutting device) of the second embodiment.
FIG. 12 is an explanatory diagram of a main part (cutting device) of the second embodiment.
FIG. 13 is a perspective view of a third embodiment according to the present invention.
FIG. 14 is an explanatory diagram of the illumination device according to the first embodiment.
FIG. 15 is a perspective view of a fourth embodiment according to the present invention (1) to (4).
FIG. 16 is an overview diagram when this embodiment is applied to a building.
FIG. 17 is an explanatory diagram of a light collecting device according to a conventional technique.
[Explanation of symbols]
1 ... Condensing tube (conventional) 2 ... Reflecting surface (mirror surface)
10 .. Condensing tube (Example 1) 10 a... Unit condensing tube 20 .. Condensing tube side reflecting surface 21 .. Vertical reflecting wing 21 a .. Vertical reflecting wing (flat plate) 22.・ Rectifier reflector (outside) 23a ・ ・ Rectifier reflector (inside)
30 ... External glass 41..Light guide tube 41a..Unit light guide tube 41b..Striped light guide tube 50..Handrail 51..Structural material 52 '.. Handrail (Example 3)
60 ·· Prism 70 · · Cut device 71 · · Cut frame 72 · · Cut frame moving device 73 · · Moving rack 74 · · Moving pinion 75 · · Insulation storage frame 76 · · Adjustment screw 80 · · Illuminator 81 · · Template glass 90 ... Merge (Example 2) 91 ... Rectifier (Example 2)
SL4 ... Incident light SL5 ... Reflected light S1 ... Infrared S2 ... Visible light S3 ... UV

Claims (6)

手摺外面に照射される太陽光の直接照射光の略全てを集光し、集光した光を室内に送光する手摺外壁集光装置であって、この集光装置が集光チューブ10を具えていて、その集光チューブ10の入り口付近には、互いに直交する縦方向の縦反射羽21、21aと横方向の横反射羽22とで仕切られる複数の単位集光チューブ10aが設けられ、かつ、前記集光チューブ10の内壁並びに前記縦反射羽21、21a及び前記横反射羽22は光を反射する鏡面となっており、前記集光チューブ10の内壁は、この内壁で反射した光を集光チューブ10の最奥部に位置する導光管41の入口部に集中させるように湾曲した凹面となっていて、前記縦反射羽21は、中央の縦反射羽21aを中心として前記集光チューブ10の内壁と同心円に近い形態で並置され、前記横反射羽22は、この横反射羽22で反射した光を前記集光チューブ10の内壁に当てるように湾曲した凹面となっており、そして前記導光管41の入口部に集光した光がこの導光管41によって室内に送光されることを特徴とする、前記手摺外壁集光装置。 Substantially all of the direct illumination light of the sunlight is irradiated to the handrail outer surface is condensed, a hand Surigaiheki light collector you sending the collected light into the room, the condenser condensing tube 10 In the vicinity of the entrance of the condensing tube 10, there are provided a plurality of unit condensing tubes 10a that are partitioned by vertical longitudinal reflecting wings 21 and 21a and lateral transverse reflecting wings 22 that are orthogonal to each other. And the inner wall of the said collection tube 10, the said vertical reflection wings 21 and 21a, and the said horizontal reflection wing 22 become a mirror surface which reflects light, The inner wall of the said collection tube 10 is the light reflected by this inner wall Is a concave surface that is curved so as to be concentrated at the entrance of the light guide tube 41 located at the innermost part of the light collection tube 10, and the vertical reflection wing 21 is centered on the central vertical reflection wing 21a. Form close to concentric circle with inner wall of light tube 10 The lateral reflection wings 22 are juxtaposed and have a concave surface that is curved so that the light reflected by the lateral reflection wings 22 strikes the inner wall of the light collection tube 10, and is collected at the entrance of the light guide tube 41. The handrail outer wall condensing device, wherein the light is transmitted into the room by the light guide tube 41. 太陽光の直接照射を受ける鏡面から反射される反射光の略全てが室内側に反射さこの反射した光を室内に送光する手摺外壁集光装置であって、この集光装置が集光チューブ10を具えていて、その集光チューブ10の入り口付近には、互いに直交する縦方向の縦反射羽21、21aと横方向の横反射羽22とで仕切られる複数の単位集光チューブ10aが設けられ、かつ、前記集光チューブ10の内壁並びに前記縦反射羽21、21a及び前記横反射羽22は光を反射する鏡面となっており、前記集光チューブ10の内壁は、この内壁で反射した光を集光チューブ10の最奥部に位置する導光管41の入口部に集中させるように湾曲した凹面となっていて、前記縦反射羽21は、中央の縦反射羽21aを中心として前記集光チューブ10の内壁と同心円に近い形態で並置され、前記横反射羽22は、この横反射羽22で反射した光を前記集光チューブ10の内壁に当てるように湾曲した凹面となっており、そして前記導光管41の入口部に集光した光がこの導光管41によって室内に送光されることを特徴とする、前記手摺外壁集光装置。 Substantially all of the direct irradiation light reflected from the mirror surface receiving sunlight can be reflected on the indoor side, a hand Surigaiheki light collector you sending the reflected light in a room, the light collector Includes a condensing tube 10, and in the vicinity of the entrance of the condensing tube 10, a plurality of unit concentrators partitioned by vertical longitudinal reflecting wings 21, 21 a and lateral transverse reflecting wings 22 orthogonal to each other. The tube 10a is provided, and the inner wall of the light collection tube 10 and the longitudinal reflection wings 21, 21a and the lateral reflection wing 22 are mirror surfaces that reflect light, and the inner wall of the light collection tube 10 It is a concave surface curved so as to concentrate the light reflected by the inner wall at the entrance of the light guide tube 41 located at the innermost part of the light collection tube 10, and the vertical reflection wing 21 is a central vertical reflection wing 21a. Centering on the condensing tube 10 The lateral reflection wings 22 are juxtaposed in a form close to a concentric circle with an inner wall, and the lateral reflection wings 22 are concave surfaces that are curved so that the light reflected by the lateral reflection wings 22 strikes the inner wall of the light collection tube 10. The said handrail outer wall condensing apparatus characterized by the light condensed on the entrance part of the pipe | tube 41 being transmitted indoors by this light guide pipe 41. 手摺外面がベランダであることを特徴とする請求項1記載の手摺外壁集光装置。Handrail outer wall condensing apparatus according to claim 1 Symbol placement, wherein the handrail outer surface is veranda. 室内に送光するに当たって、集光した光の方向を略均一にすることを特徴とする請求項1又は2記載の手摺外壁集光装置。 3. The handrail outer wall condensing device according to claim 1, wherein the direction of the condensed light is made substantially uniform when the light is transmitted into the room. 室内に送光するに当たって、集光した光の内、特定波長の光成分をカットすることを特徴とする請求項1〜記載のいずれかの手摺外壁集光装置。Order to sending the room, of the light condensed, either handrail outer wall condensing apparatus according to claim 1 to 3, wherein the cutting light components having a specific wavelength. 集光した光を室内証明用に用いることを特徴とする請求項1〜記載のいずれかの手摺外壁集光装置。One of the handrail outside wall light collector according to claim 1-5, wherein the use of focused light on the indoor certification.
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