一种内部自清洁的管道式天窗系统技术方案

本实用新型专利技术公开了一种内部自清洁的管道式天窗系统，包括双频导光管、集光器、紫外光罩、防雨扣板、紫外光遮板、光触媒涂层和漫射器，所述的集光器安装在双频导光管顶端，所述的紫外光罩能够允许紫外线透过且安装于防雨扣板上，所述的双频导光管上有能够允许紫外线透过的不可见光漏窗，所述不可见光漏窗与紫外光罩位置相临近，所述紫外光罩附近安装有活动的紫外光遮板，所述光触媒涂层位于双频导光管的表面或内部。上述结构在不影响可见光传导方式和效率的同时，令紫外线在可控的状态下进入双频导光管内部并与光触媒涂层接触并产生电离子群，对双频导光管内部空气中所含有害物质进行分解，从而消除了双频导光管内部空气中有害物质对双频导光管内壁的腐蚀侵害，延长了系统寿命。

【技术实现步骤摘要】
一种内部自清洁的管道式天窗系统
本技术属于自然光照明
，特别是涉及一种能够对自身内部进行自清洁的管道式天窗系统。
技术介绍
利用管道式天窗系统将日光从室外导入室内是一种已经普及的技术。现有技术的管道式天窗系统的核心部件是金属导光管。现有技术的金属导光管由一种材质单一的内壁为反射率（>95%）很高的镜面材质组成，材质一般为厚度<1mm的镜面铝管。导光管的一端被置于室外，另外一端被置于室内。室外的阳光照射进入导光管的室外一端，经过导光管内部的多次反射，进入室内达到照明效果。如图1所示。导光管1室外的一端罩有集光器3，而室内的一端则罩有漫射器8。导光管1通过建筑结构井11穿越楼板12进入室内，并且其一端被置于室外，另外一端被置于室内。室外的阳光照射进入装置的室外一端，经过导光管内部的多次反射，进入室内达到照明效果。管道式天窗系统的核心部件是内壁镜面反射率很高的导光管。导光管的内壁镜面反射率高则整体系统的导光效率高，反之，则低。因此，为了保证整体系统在安装完毕后的若干年（25-30年）内的导光效率维持在较高水平上，必须维持内壁镜面的表面保持初始的完好状态。这就要求必须消除那些可能引起初始状态变更的因素，其中最重要的因素是导光管里的空气中所含的无机和有机污染物颗粒对该镜面的腐蚀作用。如何避免镜面在20-30年期间内避免被污染物腐蚀，成了一个行业内的难题。这是因为管道式天窗系统的导光管和室外空气之间并非完全隔绝，而是留有空气对流的缝隙。这个缝隙的存在是很有必要的。如果没有这个缝隙，则导光管管体内空气和外界空气无法对流，则管体内由于室内外温差形成的冷凝水汽无法得到散发，会加剧对导光管镜面内壁的腐蚀，而且会以水珠的形式附着在集光器的内壁上，遮蔽可见光，进一步降低系统效率。因此，存在这样一对矛盾，即：导光管内的空气既必须与外界流通并暴露于室外环境，又必须保持清洁状态。由于外界空气是充满酸碱性污染物的，所以这对矛盾目前无法解决，导致管道式天窗系统的使用寿命降低、导光效率降低。一个解决上述问题的思路是在导光管内部设置光触媒涂层。然而，光触媒的一个显著特性是对紫外线高度敏感，而对可见光敏感程度低。当位于导光管内部的光触媒涂层接触到阳光中的紫外线后，它可以释放带电粒子群，对导光管内部的空气中的有机和无机悬浮污染物进行分解，从而起到空气净化的作用。可是，在中国行业标准《导光管采光系统技术规程》JGJ/T374-2015中规定了集光器的材料必须是紫外线透射率小于1%的有机玻璃或玻璃材质。这意味着能够通过集光器进入导光管的紫外线非常有限，无法起到利用光触媒进行充分空气净化的作用。因此，如何既不影响集光器的采光功能和导光管的光传导功能，又充分利用并控制紫外线，对导光管内部光触媒涂层进行照射并达到净化内部空气的目的，是本技术致力于解决的课题。现有技术中有对光导照明系统提供更充分阳光摄入量方法的记载。一个典型的现有技术在图2中被给出，即中国专利申请CN200720103522.X，该专利申请提出了一种应用非成像聚光器的太阳光光导管装置，包括透光装置、非成像聚光器、光导管和散光装置。非成像聚光器设置在屋顶外，并且非成像聚光器设计为三维小型聚光器，与光导管本体紧密连接。非成像聚光器设置在屋顶外，不会增加屋顶内安装孔的尺寸而且光导管布置形式可灵活多样。此现有技术仅仅改变了地上部分的光收集装置的形态，将较多阳光汇聚到系统中，却无法解决亟待解决的问题，即：透光装置只能透过可见光，无法控制紫外线的通过，因此无法利用紫外线对管道内部空气进行净化。即使透光装置被设置成能透过紫外线的材质，那么仍然存在两个问题：一是这不符合中国行业标准《导光管采光系统技术规程》JGJ/T374-2015对紫外线摄入量的控制要求；二是导光管内部没有设置光触媒，所以即使紫外线进入，也无法起到空气净化作用。另一个类似的最近现有技术如图3中所示。中国专利CN1680757A公开了一种利用光的空气净化技术。在该技术中，空气净化发生在系统光通路的末端，即室内漫射器下表面。该技术的特点是，用于空气净化的光催化剂层涂布在光通道末端的漫射器接触室内空气的外侧面上，以利用导光管导入的太阳光实现室内空气净化。该技术无法解决导光管内部的空气净化问题。
技术实现思路
本技术的目的是要提供一种内部自清洁的管道式天窗系统的新设计，使其能同时解决如下两对矛盾问题。一是导光管内的空气必须与外界流通，而且必须保持清洁状态；二是既不影响现有技术中导光管系统中集光器的可见光采光功能和导光管的光传导功能，又利用并控制紫外线，对导光管内部光触媒涂层进行照射并达到净化内部空气的目的。为解决上述问题，本技术提供一种内部自清洁的管道式天窗系统，包括双频导光管2、集光器3、紫外光罩4、防雨扣板5、紫外光遮板9、光触媒涂层7和漫射器8，所述的紫外光罩4设置在防雨扣板上5，双频导光管2内部或外部设置有光触媒涂层7，双频导光管2上还设置有与紫外光罩4对应的透过紫外线的不可见光漏窗6。进一步的，所述的防雨扣板5上设置有防雨扣板中央孔14和紫外开孔31。进一步的，所述的双频导光管2顶端开口与防雨扣板中央孔14相通；所述的集光器3安装在防雨扣板中央孔14的上方。进一步的，所述的紫外光罩4设置在紫外开孔31处。进一步的，沿紫外光罩4的边沿安装有手动控制模式或自动控制模式的紫外光遮板9。进一步的，所述的光触媒涂层7位于双频导光管2的内表面或外表面或双频导光管2的内部空间。进一步的，所述的漫射器8安装于双频导光管2底端并且漫射器8上设置有向室外方向发射电磁波的紫外线发生器10。进一步的，当系统被安装于地球北半球时，所述的不可见光漏窗6被设置成朝向南方；当系统被安装于地球南半球时，所述的不可见光漏窗6被设置成朝向北方。进一步的，所述的双频导光管2上安装有不可见光漏窗6的位置被设置成跟踪太阳方位进行转动的形式，以保持不可见光漏窗6跟踪太阳的方位。进一步的，所述的紫外光罩4为一个或多个立方体或曲面体,并设置成能接收来自360度太阳方位角的太阳能辐射，以保持紫外光罩4在任何季候下都能接收到紫外线辐射。进一步的，所述的不可见光漏窗6设置在双频导光管2上靠近室外的一端。进一步的，所述的漫射器8为含孔或不含孔的平面或曲面三维形状。进一步的，所述的双频导光管2上的不可见光漏窗6被透光材料所覆盖。进一步的，所述的覆盖不可见光漏窗6的透光材料被设置成对不同频段的光进行过滤和选择性通过。进一步的，所述的覆盖不可见光漏窗6的透光材料上设置光触媒层。本技术与现有技术相比，其有益之处在于：本技术的系统完成安装后，太阳直射光中的可见光波段和紫外波段通过各自途径进入管道式天窗系统的双频导光管。其中，可见光通过集光器进入双频导光管；而紫外线光则透过紫外光罩和不可见光漏窗进入双频导光管，然后结合光触媒涂层起到净化双频导光管内部空气的目的。本分明在不影响可见光传导方式和效率的同时，令紫外线在可控的状态下进入双频导光管内部并与光触媒涂层接触并产生电离子群，对双频导光管内部空气中所含有害物质进行分解，从而消除了双频导光管内部空气中有害物质对双频导光管内壁的腐蚀侵害，延长了系统寿命。附图说明图1是一个典型现有技术的管道本文档来自技高网...

【技术保护点】
1.一种内部自清洁的管道式天窗系统，包括双频导光管（2）、集光器（3）、防雨扣板（5）、漫射器（8），其特征在于：还包括紫外光罩（4）、光触媒涂层（7）；所述的紫外光罩（4）设置在防雨扣板（5）上，双频导光管（2）内部或外部设置有光触媒涂层（7），双频导光管（2）上还设置有与紫外光罩（4）对应的透过紫外线的不可见光漏窗（6）。

【技术特征摘要】
1.一种内部自清洁的管道式天窗系统，包括双频导光管（2）、集光器（3）、防雨扣板（5）、漫射器（8），其特征在于：还包括紫外光罩（4）、光触媒涂层（7）；所述的紫外光罩（4）设置在防雨扣板（5）上，双频导光管（2）内部或外部设置有光触媒涂层（7），双频导光管（2）上还设置有与紫外光罩（4）对应的透过紫外线的不可见光漏窗（6）。2.根据权利要求1所述的一种内部自清洁的管道式天窗系统，其特征在于：所述的防雨扣板（5）上设置有防雨扣板中央孔（14）和紫外开孔（31）。3.根据权利要求2所述的一种内部自清洁的管道式天窗系统，其特征在于：所述的双频导光管（2）顶端开口与防雨扣板中央孔（14）相通；所述的集光器（3）安装在防雨扣板中央孔（14）的上方。4.根据权利要求2所述的一种内部自清洁的管道式天窗系统，其特征在于：所述的紫外光罩（4）设置在紫外开孔（31）处。5.根据权利要求1所述的一种内部自清洁的管道式天窗系统，其特征在于：沿紫外光罩（4）的边沿安装有手动控制模式或自动控制模式的紫外光遮板（9）。6.根据权利要求1所述的一种内部自清洁的管道式天窗系统，其特征在于：所述的光触媒涂层（7）位于双频导光管（2）的内表面或外表面或双频导光管（2）的内部空间。7.根据权利要求1所述的一种内部自清洁的管道式天窗系统，其特征在于：所述的漫射器（8）安装于双频导光管（2）底端并且漫射器（8）上设置有向室外方向发射电磁波的紫外线发生器（10）。8.根据权利要求1所述的一种...

【专利技术属性】
技术研发人员：张晓东，
申请(专利权)人：烟台昕诺吉太阳能技术股份有限公司，
类型：新型
国别省市：山东,37