甲板三棱镜自然采光装置的制作方法

本发明涉及一种船舶用采光装置，具体地涉及一种甲板三棱镜自然采光装置。

背景技术：

由于国际海事劳工公约对船舶上居住舱室的自然采光方面有强制要求，总吨位较小的船舶生活区的布置受国际海事劳工公约的约束而面临极大考验。

现有的船舶的居住舱室多布置在船首的露天干舷甲板下方，室内仅设置有日光灯，而由于舷侧为碰撞多发点，故舷侧设置有密集的橡胶护舷，因而并不适合设置自然采光装置；若在甲板上设置玻璃天窗，玻璃天窗占用甲板大部分面积以获取足够的光照，同时玻璃天窗具有透视性，居住舱室的私密性难以保证。

技术实现要素：

针对上述问题，本发明的发明目的在于提供一种采光性好、占用空间小且防透视的甲板三棱镜自然采光装置。

本发明提供的甲板三棱镜自然采光装置包括三棱镜片、棱镜固定底座和方形管；棱镜固定底座设置有棱镜放置槽，棱镜放置槽贯通棱镜固定底座的上下两端，三棱镜片安置于棱镜放置槽内，且三棱镜片的两个出射面的至少一部分穿出棱镜固定底的下端；方形管的两端分别设置有第一开口和第二开口，第一开口和第二开口之间连通形成方形通槽；方形管上的第一开口所在一端固定连接于棱镜固定底座的下端，所述方形通槽连通于所述棱镜放置槽，且所述第一开口的周边围绕于所述棱镜放置槽的周边外侧，方形通槽的至少两个相对的内壁上均安装有反射镜片。

由上述方案可见，将棱镜固定底座焊接在甲板的开口上，方形管内伸到居住舱室的上方，此时室外的自然光透过三棱镜片，并折射射出到方形管内，光路再通过方形管内的反射镜片产生反射，最后光线达到居住舱室内。然光通过反射镜片最后形成具有较大照射范围的射出光，形成良好的采光效果，同时由于三棱镜体积较小，甲板三棱镜自然采光装置占用甲板面积较小，有效减少对甲板有效使用面积的减损和满足水密性的要求，同时三棱镜还具有防透视性，无论从甲板上方还是从居住舱室内均无法透过三棱镜进行透视观察，居住舱室的隐私得到保护。

进一步的方案是，三棱镜片的至少一部分内伸至方形管的方形通槽内。

由上可见，从三棱镜片的出射面射出的光线尽可能地到达反射镜片上，使自然光更大程度地反射到居住舱室内，进一步优化采光效果。

进一步的方案是，方形通槽的每个内壁上均安装有反射镜片。

由上可见，自然光经三棱镜片多角度折射而出，四向内壁上的反射镜片相互相成反射作用，使自然光更大程度地反射到居住舱室内，进一步优化采光效果。

进一步的方案是，相邻的两个反射镜片的镜面之间相互邻接。

由上可见，此设计可保证到达方形管内的光路均能被有效反射，自然光更大程度地反射到居住舱室内，进一步优化采光效果。

进一步的方案是，三棱镜片的每个出射面均与至少一个反射镜片的镜面相互垂直。

由上可见，三棱镜片的每个出射面均与方形管中至少一个反射镜片的镜面相互垂直，即每个出射面均朝向一个镜面，出射面中折射而出的光线更大程度地折射到该镜面上并由四向镜面进行连续反射，使自然光更大程度地反射到居住舱室内，进一步优化采光效果；同时此设置可使三棱镜片、方形管与棱镜固定底座三者之间的安装配合更简单快捷。

进一步的方案是，甲板三棱镜自然采光装置还包括密封盖，密封盖铰接在方形管上且密封盖可选择地盖合在第二开口上；密封盖的内侧面上设置有一圈框型的密封胶圈，当密封盖盖合在第二开口上时，密封胶圈抵接在方形管上第二开口所在一端的端面上。

由上可见，当三棱镜片被损坏而无法保证三棱镜片上下端之间的密封性时，可使用密封盖对第二开口进行密封盖合，防止居住舱室进水，以满足国际海事载重线公约的相关要求，保证室内安全。

进一步的方案是，甲板三棱镜自然采光装置还包括固定架，固定架安装在方形管上，密封盖与固定架可拆卸连接。

由上可见，当三棱镜片处于完好状态，密封盖得以固定为常开状态，以避免其晃动造成对光线的干扰，影响采光效果。

进一步的方案是，甲板三棱镜自然采光装置还包括压片，压片可拆卸地连接在棱镜固定底座上，且压片用于对三棱镜片进行限位。

由上可见，压片对三棱镜片进行压紧限位，同时压片的可拆卸性实现了三棱镜片的可替换性，三棱镜片被定位夹稳，同时三棱镜片的拆卸替换方便快捷。

进一步的方案是，棱镜固定底座、三棱镜片以及压片三者中的任意两者之间均填充有密封胶。

由上可见，棱镜固定底座、三棱镜片以及压片三者中任意两者之间的缝隙均能成为破坏甲板三棱镜自然采光装置密封性的关键点，故在棱镜固定底座、三棱镜片以及压片三者中的任意两者之间均填充有密封胶，保证甲板三棱镜自然采光装置具有良好的密封性。

进一步的方案是，三棱镜片上设置有一圈定位凸起，定位凸起被限位于压片和棱镜固定底座之间。

由上可见，三棱镜片的定位更方便，同时定位凸起更便于三棱镜片的夹紧固定，同时也更便于密封胶的黏着，进一步提高三棱镜片的定位精度，保证采光效果；进一步保证板三棱镜采光装置的密封性。

附图说明

图1为本发明甲板三棱镜自然采光装置第一实施例的结构图。

图2为本发明甲板三棱镜自然采光装置第一实施例中部分组件的结构图。

图3为本发明甲板三棱镜自然采光装置第一实施例中部分组件的另一视角结构图。

图4为图1中A处的放大图。

图5为本发明甲板三棱镜自然采光装置第一实施例中密封机构的结构图。

图6位本发明甲板三棱镜自然采光装置第二实施例中的结构图。

以下结合附图及实施例对本发明作进一步说明。

具体实施方式

甲板三棱镜自然采光装置第一实施例

本发明中提供的甲板三棱镜自然采光装置是一种专用于拖轮或者小型船舶上，以满足国际海事劳工法中对船舶居住舱室自然采光要求的一种船舶设备。

参见图1，图1为本发明甲板三棱镜自然采光装置实施例的结构图。甲板三棱镜自然采光装置1在船舶的甲板上进行嵌入式安装，使自然光通过三棱镜片射入甲板以下的居住舱室内。甲板三棱镜自然采光装置1包括棱镜固定底座10、三棱镜片20、方形管30。棱镜固定底座10的中部设置有贯通于棱镜固定底座10上下两端的棱镜放置槽11，三棱镜片20放置在棱镜放置槽11中，且三棱镜片20的两个出射面从棱镜固定底座10的下端穿出，而棱镜固定底座10的下端焊接有方形管30，方形管30内方形通槽的内壁面固定安装有反射镜片51和反射镜片52等，自然光穿过三棱镜片20后从三棱镜片20的出射面折射而出，再经过反射镜片51和反射镜片52上多次反射，最后到达方形管30下端的第二开口，形成具有较大照射范围的自然光照。

参见图2，图2为本发明甲板三棱镜自然采光装置实施例中棱镜固定底座10、三棱镜片20以及压片40的结构图。结合图1，从棱镜固定底座10的正上方观察，棱镜固定底座10呈方形，以便于甲板100上安装孔的开设，且利于棱镜固定底座10和甲板100之间的安装焊接。从棱镜固定底座10的截面方向观察，棱镜放置槽11呈阶梯状，棱镜固定底座10在棱镜放置槽11的内壁上形成由下往上呈阶梯状分布的第一限位台阶101、第二限位台阶102以及第三台阶103。其中，在第二限位台阶102的上端面上设置有阵列设置的多个螺孔。

三棱镜片20具有入射面201、第一出射面21和第二出射面22，入射面201、第一出射面21和第二出射面22之间两两相连而形成三棱形，第一出射面21、第二出射面22以及连接在第一出射面21和第二出射面之间的两个侧面上设置并形成一圈定位凸起23，定位凸起23呈方框形，位于定位凸起23上端的上端限位面和位于定位凸起23下端的下端限位面均与入射面201相互平行。

参见图3，图3为本发明甲板三棱镜自然采光装置实施例中棱镜固定底座10、三棱镜片20以及压片40另一视角的结构图。结合图2，压片40为方框形片体，压片40上设置有阵列布置的多个定位通孔42。

在进行三棱镜片20的安装时，先将三棱镜片20放置到棱镜放置槽11上，并使定位凸起23支撑在第一限位台阶101的上端面上，且此时定位凸起23的上端限位面与棱镜固定底座10上的第二限位台阶102的上端面平齐。随后进行压片40的安装，压片40放置到第二限位台阶102上后，埋头螺栓41穿过定位通孔42后螺纹连接到第二限位台阶102上的螺孔内，实现对压片40的固定，同时压片40相对于第二限位台阶102在水平上具有伸出部分，压片40的下端面、第二限位台阶102的内侧面以及第一限位台阶101的上端面共同作用对三棱镜片20的定位凸起23进行限位，使三棱镜片20稳固安装在棱镜固定底座10上。

在棱镜固定底座10、三棱镜片20以及压片40三者中的任意两者之间均填充有密封胶7。密封胶7主要填充在第一限位台阶101的上端面与定位凸起23的下端面之间、第二限位凸起103的侧面与定位凸起23的周面之间、压片40的下端面与第二限位凸起103的上端面之间以及压片40的下端面与定位凸起23的上端面之间。

参见图1，甲板三棱镜自然采光装置1还包括方形管30以及设置在方形管30下端的密封机构6，方形管30为方形的长管，方形管30的两端分别设置有第一开口31和第二开口32，第一开口31和第二开口32之间相互连通而形成位于第一开口31与第二开口32之间的方形通槽33，方形通槽33具有四个内壁，相邻的两个内壁之间相互垂直，相对的两个内壁之间相互平行。以方形管30中其中一组相对的第一内壁34和第二内壁35为例，第一内壁34上设置有第一反射镜片51，第二内壁35设置有第二反射镜片52，且第一反射镜片51和第二反射镜片52均从方形通槽33靠近第一开口31的第一端延伸到靠近第二开口32的另一端。同样地，另外方形通槽33上另外两个内壁分别为第三内壁和第四内壁，第三内壁和第四内壁上分别设置有第三反射镜片和第四反射镜片。方形管30焊接到棱镜固定底座10下端后，方形通槽连通于所述棱镜放置槽11，从第一开口的截面方向观察，所述第一开口31的周边围绕于所述棱镜放置槽11的周边外侧，方形通槽与棱镜放置槽11之间相互连通，且保证棱镜固定底座10和方形管30之间的连接密封性。

结合图2，方形管30焊接在棱镜固定底座10的下端，当方形管30与棱镜固定底座10之间的焊接完成后，三棱镜片20的从棱镜固定底座10下端伸出的一端从第一开口31中伸入至方向通槽内，且第一出射面21和第二出射面22超过一半面积位于方形管30内，第一出射面21朝向第一内壁34，且第一出射面21的法线与第一反射镜片51的镜面约呈50度角，第二出射面22朝向第二内壁35，且第二出射面22的法线与第二反射镜片52的镜面约呈50度角。其中，第一出射面21和第二出射面22均垂直于第三内壁和第四内壁。

密封机构6用于对方形管30下端的第二开口进行盖合密封，密封机构6主要包括密封盖61以及设置在密封盖61上的密封胶圈62。在方形管30上第二开口32所在一端的外周面上设置有对称布置的第一铰接部601和第二铰接部603。

参见图5，图5为密封盖61的结构图。结合图1，密封盖61为方形盖体，密封盖61在其一条长边所在一侧设置有O形孔连接块614，在另一条长边所在的另一侧设置有与O形孔连接块614对称设置的U形槽连接块615，O形孔连接块614中部设置有O形孔，U形槽连接块615上设置有U形槽，U形槽的开口背向密封盖61的主体。优选的是，O形孔连接块614的数量可以为多个，多个O形孔连接块614等距排列；优选的是，U形槽连接块615的数量可以为多个，多个U形槽连接块615等距排列。

第一铰接部601与第一连杆602的第一端铰接，第一连杆602的第二端穿过密封盖61上O形孔连接块614的O形孔，并与锁紧螺母螺纹配合锁紧，使密封盖61固定连接在第一连杆602上，且密封盖61通过第一铰接部601实现与方形管30之间的相对摆动；第二铰接部603与第二连杆604的第一端铰接，第二连杆604的第二端设置有螺纹段，且螺纹段上连接有蝶形螺母605，当密封盖61摆动一定角度而对方形管30的第二开口32进行盖合后，第二连杆604可摆动以进入U形槽连接块615的U形槽中，再通过对蝶形螺母605进行旋转拧紧，蝶形螺母605对U形槽连接块615的平面进行抵压，使密封盖61与方形管30的端面之间紧密配合。

参见图4，图4为图1中A处的放大图，在密封盖61的内侧面上设置有一圈框型槽611，框型槽611的两侧分别设置有框型内壁612和位于框型内壁612外侧的框型外壁613，在框型槽611内设置有一圈框型的密封胶圈62，当密封盖61盖合在第二开口32上时，密封胶圈62抵接在方形管30上第二开口32所在一端的端面上。而由于密封胶圈62具有较好的弹性形变能力，在蝶形螺母605的抵压下，密封胶圈62将形变并与方形管30的端面以及位于该端面两侧的内侧面以及外侧面进行紧密贴合，进而为甲板三棱镜自然采光装置1提供更好的水密性。

参见图1，甲板三棱镜自然采光装置1可安装在水平的甲板100上，甲板100上开出一个矩形的通孔，以连通甲板100的上侧以及甲板100下方的居住舱室；甲板三棱镜自然采光装置1整体嵌装到甲板100的通孔后，棱镜固定底座10的上端面与甲板100的上端面平齐，以保证甲板三棱镜自然采光装置1不对甲板的使用造成阻碍，同时还需进行棱镜固定底座10与甲板100之间的焊接，以保证棱镜固定底座10与甲板100之间的水密性。本实施例中，棱镜固定底座10的上端面的法向方向与方形管30的长度延伸方向相同。

甲板三棱镜自然采光装置第二实施例

参见图6，图6为本发明甲板三棱镜自然采光装置第二实施例中的结构图。甲板三棱镜自然采光装置中棱镜固定底座、三棱镜片、压片以及方形管的结构在第一实施例中已作详细说明，故不赘述。当甲板三棱镜自然采光装置2设置在非水平而的甲板200上时，棱镜固定底座210的上端面需要与甲板200的上端面平齐，而方形管220则需要垂直于水平面，因此第二实施例中的甲板三棱镜自然采光装置2中，棱镜固定底座210并非平行于方形管220的端面而连接。

优选的是，在方形管220下端可设置一个固定架300，固定架300套装在方形管220上第二开口所在一端，固定架300包括一块套装板310以及从套装板310周边伸出，沿方形管220中的方形通槽的延伸方向延伸的围绕板320，围绕板320的内壁面上设置有一根固定螺杆320，固定螺杆320的末端设置有螺纹段，当密封盖400相对于方形管220下摆至一定角度后，密封盖400上的U形槽连接块410上的U形槽则套装在固定螺杆320上，同时在螺纹端上套装固定螺母330，则可实现密封盖400与固定螺杆320之间的可拆卸连接。

本发明提供的甲板三棱镜自然采光装置通过三棱镜片从甲板上方吸收自然光，从三棱镜片中射出的自然光线再通过反射镜片进行多次反射，最终使具有较大照射角度的自然光线到达位于甲板下方的居住舱室。甲板三棱镜自然采光装置在满足了国际海事劳工公约的前提下，更具有占用甲板面积较小，有效减少对甲板有效使用面积的减损等特点，同时甲板三棱镜自然采光装置采用密封胶以及密封盖双保险密封，有效保证甲板三棱镜自然采光装置的水密性。另外，三棱镜还具有防透视性，无论从甲板上方还是从居住舱室内均无法透过三棱镜进行透视观察，居住舱室的隐私得到保护。

最后需要强调的是，以上所述仅为本发明的优选实施例，并不用于限制本发明，对于本领域的技术人员来说，本发明可以有各种变化和更改，凡在本发明的精神和原则之内，所做的任何修改、等同替换、改进等，均应包含在本发明的保护范围之内。