專利名稱：一種水面下照明裝置的制作方法
技術領域：
本發(fā)明涉及一種水面下照明裝置，特別是涉及一種用于水面下水體內(nèi)部環(huán)境照明的安全照明裝置，能防止漏電所造成的電擊、使安全性提高，并具有成本低廉、容易維護的特性。
背景技術：
由于光線照到水面會產(chǎn)生反射作用，所以從水面上方，向水體投射的光線，不能有效的進入水體照亮水體內(nèi)部；此外，水面的反射光，也會影響人的視覺，使人由水面上方無法看清水面下的物體，因此水體內(nèi)部環(huán)境必須利用水面下照明裝置，才能提供有效的照明。水面下的照明裝置，經(jīng)常有一些特別要求，例如游泳池為了安全需要，必須在水面下裝設照明裝置，但水是導電體，以15V的電壓就能產(chǎn)生致命的9mA至15mA電流，因此防止漏電造成的電擊，便是游泳池水面下照明裝置必要的考量，水面下照明裝置，一般都有嚴格的安全規(guī)范，例如國際電工委員(IEC)的游泳池和類似場合用燈具的安全規(guī)范(IEC 598-2-18)?，F(xiàn)有的技術中，美國專利文獻US6，021，033，是利用自動切斷電力的方式，防止游泳池照明裝置產(chǎn)生電擊；又，美國專利文獻US4，782，430與US6，472，990B2兩案，則是利用光纖導光裝置，使電源和光源遠離水體，以防止漏電造成電擊。除了游泳池外，港口水域也經(jīng)常需要裝置水面下照明裝置，以防止?jié)撍藛T侵入港口水域進行破壞，例如美國專利文獻US3，949，212 一案。其它如觀賞用的水族箱，也常常需要水面下照明裝置，例如美國專利文獻 US5, 165，778號專利案，其利用光纖，將光線導入水族箱的水體內(nèi)部，以創(chuàng)造新奇的視覺效^ ο傳統(tǒng)的水面下照明裝置，經(jīng)常會因漏電而造成電擊事件，更甚者，還會造成傷亡等意外事件發(fā)生，因此，有必要特別注意安全。一般的情況下，水面下照明裝置，都必須特別注意防水和防止漏電的問題，傳統(tǒng)的水面下照明裝置在制造價格方面，比普通照明裝置高，而在上述專利案中，利用光纖技術的水面下照明裝置，雖然在電器結(jié)構(gòu)方面可降低防水規(guī)格，但是光纖導光裝置卻會增加更多的材料成本，因此實用性不佳。相較于傳統(tǒng)的水面下照明裝置，一個比較理想的水面下照明裝置應能防止漏電造成的電擊、使安全性提高，并具有成本低廉、容易維護的性能。

發(fā)明內(nèi)容
本發(fā)明的目的是公開一種水面下照明裝置，以解決上述傳統(tǒng)水面下照明裝置的缺點，能防止漏電造成的電擊、使安全性提高，并具有成本低廉、容易維護的特性。為達到上述目的，本發(fā)明的技術解決方案是一種水面下照明裝置，其包括一光源、一水面上導光裝置和一水面下導光裝置，光源位于水面上方的水體外部，其光線經(jīng)水面上導光裝置和水面下導光裝置的導向，進入水體內(nèi)部，所述水面下導光裝置，包括一導光體及一空氣層結(jié)構(gòu)，空氣層結(jié)構(gòu)包覆于導光體的外圍，將導光體與外圍水體隔離，空氣層結(jié)構(gòu)內(nèi)的空氣層，能使導光體內(nèi)部光線產(chǎn)生全反射作用。根據(jù)上述的水面下照明裝置，所述導光體為固態(tài)導光體或液態(tài)水體，而其空氣層結(jié)構(gòu)為同心雙層管狀氣密結(jié)構(gòu)，包括一內(nèi)層管狀結(jié)構(gòu)與一外層管狀結(jié)構(gòu)，其內(nèi)層管狀結(jié)構(gòu)為透明氣密防水材質(zhì)，其外層管狀結(jié)構(gòu)為氣密防水材質(zhì)，內(nèi)層管狀結(jié)構(gòu)與外層管狀結(jié)構(gòu)的兩端氣密封閉，內(nèi)外層管狀結(jié)構(gòu)中間的空隙，充入干燥空氣。根據(jù)上述的水面下照明裝置，所述導光體為固態(tài)導光體，而其空氣層結(jié)構(gòu)為一防水材質(zhì)的氣密結(jié)構(gòu)層，包覆于該固態(tài)導光體的外圍，與固態(tài)導光體在兩端氣密封閉，氣密結(jié)構(gòu)層與固態(tài)導光體中間空隙，充入干燥空氣。根據(jù)上述的水面下照明裝置，所述水面下照明裝置還設置有一漂浮輔助裝置，確保水面下照明裝置的光源位于水面上方的水體外部。根據(jù)上述的水面下照明裝置，所述水面下照明裝置還設置有一日光能供電系統(tǒng)， 該日光能供電系統(tǒng)包括至少一個日光能光伏特電池、至少一個提供電能給光源的蓄電池、 及一控制電路。根據(jù)上述的水面下照明裝置，所述水面下導光裝置底部設置有散射部，散射部具有散射或反射面，將光線散射或反射進入水體中。本發(fā)明的有益效果1.本發(fā)明與目前市面上傳統(tǒng)游泳池水面下的照明裝置比較，本發(fā)明的光源位置處于水體的外部，故與水體沒有接觸，因此沒有漏電產(chǎn)生電擊顧慮，所以安全性大大提升。2.光源位于水體的外部，在光源故障時，能立即進行維修、更換，因此維護性佳，有別于傳統(tǒng)水面下照明裝置，必須先放水后，才能進行光源維修。3.本發(fā)明利用空氣層結(jié)構(gòu)體，使導光體內(nèi)部的光線產(chǎn)生全反射作用，而且在成本效益方面，比前案利用導光纖維經(jīng)濟，尤其是本發(fā)明利用水體自身為導光體時，更為經(jīng)濟。4.本發(fā)明能將照明光線直接導入水體內(nèi)部，不會有水面反射問題，與直接由水面上方投射光線的方式比較，本發(fā)明沒有水面反射光擾亂視覺問題，也具有較高的能源和照明效率。5.本發(fā)明使用發(fā)光二極管LED做為光源時，因為光源位于水面上方水體外部，很容易與日光能供電系統(tǒng)結(jié)合，而且LED效率高、使用壽命長，遂能達到節(jié)能效益。6.本發(fā)明水面下導光裝置底部的散射部，能將光線散射進入水體中，當散射部設置了反射面后，更能將光線轉(zhuǎn)向射入池內(nèi)水體中，因此本發(fā)明能通過散射部的設施，產(chǎn)生散射或反射的照明效果。7.本發(fā)明結(jié)構(gòu)簡單、組裝容易、維修方便，能提升安全性，在經(jīng)濟性和實用性等各方面，都具有進步效果。


圖1 本發(fā)明第一實施型態(tài)的結(jié)構(gòu)說明示意圖；圖2 本發(fā)明第二實施型態(tài)的結(jié)構(gòu)說明示意圖3 本發(fā)明作為游泳池照明時的實施例說明示意圖；圖4 本發(fā)明作為港口水面下照明的實施例說明示意圖；圖5 本發(fā)明作為水族箱照明實施例說明示意圖。
具體實施例方式以下依據(jù)附圖所示詳細說明如后如圖1所示，為本發(fā)明水面下照明裝置結(jié)構(gòu)說明圖。圖中揭示出水面下照明裝置 100，包括一位于水面上方水體外部的光源1、一水面上導光裝置2和一水面下導光裝置3， 光源1的光線4經(jīng)水面上導光裝置2和水面下導光裝置3的導向，進入水體5內(nèi)部，所述水面下導光裝置3，包括一導光體31及一空氣層結(jié)構(gòu)32，空氣層結(jié)構(gòu)32包覆于導光體31的外圍，將導光體31與外圍水體5隔離，空氣層結(jié)構(gòu)32內(nèi)充有空氣，能使導光體31內(nèi)部光線產(chǎn)生全反射作用。圖1中還揭示，導光體31為固態(tài)導光體，但也能為液態(tài)水體自身(未示出)，換言之，能使用水體5自身作為導光體，一般而言，固態(tài)導光體的折射率均大于水，例如PMMA聚甲基丙烯酸甲酯(俗稱壓克力)折射率為1.49，水體的折射率為1.33，使用水體5自身作為導光體，其相對于空氣(折射率為1. 00)的全反射效果已經(jīng)符合全反射導光的需要；上述空氣層結(jié)構(gòu)32為同心雙層管狀氣密結(jié)構(gòu)，其包括一內(nèi)層管狀結(jié)構(gòu)33與一外層管狀結(jié)構(gòu)34， 其內(nèi)層管狀結(jié)構(gòu)33為透明氣密防水材質(zhì)，其外層管狀結(jié)構(gòu)；34為氣密防水材質(zhì)，內(nèi)層管狀結(jié)構(gòu)33與外層管狀結(jié)構(gòu)34的上下兩連接端35、36是氣密封閉的，又內(nèi)、外層管狀結(jié)構(gòu)33、34 中間的空隙37，是充入干燥空氣38，在空隙37中形成空氣層，該空隙37的間距不需很大， 以圖1揭示的空隙37而言，其表示是比較夸大的，這是為了便于閱讀者觀察與進行說明，實際上，因為可見光波長為550nm(中心波長)，而且全反射作用是在接口發(fā)生，因此內(nèi)層管狀結(jié)構(gòu)33與外層管狀結(jié)構(gòu)34之間的空隙37，即使人眼目視觀察無法分辨，其中的空氣層已經(jīng)足夠造成全反射作用。導光體31為固態(tài)導光體時(例如PMMA聚甲基丙烯酸甲酯，俗稱壓克力，折射率為 1. 49)，空氣層結(jié)構(gòu)32同心雙層管狀氣密結(jié)構(gòu)，套合于導光體31外圍，并用透明膠材將內(nèi)層管狀結(jié)構(gòu)33的內(nèi)表面與導光體31的外表面黏合。上述內(nèi)層管狀結(jié)構(gòu)33與外層管狀結(jié)構(gòu)34，都能以硬質(zhì)或軟質(zhì)材料制成，由于水體 5的折射率為1. 33，與壓克力材質(zhì)(PMMA)的折射率1. 49比較接近，所以光線4由散射部6 散射進入水體5中時，方向變化很小。當導光體31為液態(tài)水體自身時(未示出)，水體5會自動進入并充滿空氣層結(jié)構(gòu) 32同心雙層管狀氣密結(jié)構(gòu)的中心空腔內(nèi)，這時顯然無需使用透明膠材將內(nèi)層管狀結(jié)構(gòu)33 的內(nèi)表面與水體5黏合。圖1中也揭示水面下照明裝置100的散射部6，是位在水面下導光裝置3的下端， 其能將光線4散射進入水體5中，照亮水體5的內(nèi)部環(huán)境。如圖2所示，為本發(fā)明水面下照明裝置另一實施例結(jié)構(gòu)圖，圖中揭示出水面下照明裝置200，其導光體231為固態(tài)導光體，其空氣層結(jié)構(gòu)232只有一外層管狀結(jié)構(gòu)234，其為防水材質(zhì)氣密結(jié)構(gòu)層，包覆于固態(tài)導光體231的外圍，其與固態(tài)導光體231的上下兩連接端 235、236，用黏合的方法氣密封閉，或以超音波、高周波等熔合法，或以機械方法氣密封閉，外層管狀結(jié)構(gòu)234與固態(tài)導光體231中間空隙237，充入干燥空氣38。圖2中，空隙237間距的表示也是比較夸大的，其原因與上述實施例關于空隙37 間距的說明相同。其次，空氣層結(jié)構(gòu)232雖然只有一層外層管狀結(jié)構(gòu)234，但產(chǎn)生的全反射效果，是與圖1以同心雙層管狀氣密結(jié)構(gòu)的空氣層結(jié)構(gòu)32效果相同，都是為創(chuàng)造出一個空氣層來造成全反射效果，因此技術概念相同，其差異只是結(jié)構(gòu)上的調(diào)整和制造與組裝方式的選擇，圖中所示的結(jié)構(gòu)上的調(diào)整和變化，是有很多的選擇的，因此圖中所示的結(jié)構(gòu)不是一種限制，只是為了便于說明。再如圖3所示，為本發(fā)明水面下照明裝置作為游泳池照明的實施例說明圖，圖中揭示出游泳池301的池畔302設置有本發(fā)明水面下照明裝置300，其包括一光源1，一水面上導光裝置2和一水面下導光裝置3，與圖2對比，圖3中水面下導光裝置3底部的散射部 6設置了反射面303，能將光線轉(zhuǎn)向射入池內(nèi)水體5，由于光源1位于游泳池水體5外部，相對傳統(tǒng)的浸水式游泳池照明裝置，本發(fā)明的水面下照明裝置300就沒有漏電導致電擊的顧慮，而且防水結(jié)構(gòu)能大幅度簡化，制造成本比較經(jīng)濟，維修時不必先放掉池水，就能立即進行拆卸及維修作業(yè)，既方便又能省水節(jié)能。其次，水面下照明裝置300的導光體331為固態(tài)導光體，該固態(tài)導光體是以導旋光性優(yōu)的材質(zhì)制成，如使用可導光的塑料或玻璃；其次，圖3中還揭示出水面下照明裝置300 的最外層還設置有保護結(jié)構(gòu)304，其為不銹鋼或塑鋼等制成的保護套管，能避免水面下照明裝置300受撞損壞。再者，游泳池的水面下照明裝置300的導光體331，也能改以水體5自身作為導光體(未示出)，但空氣層結(jié)構(gòu)332必須改采如圖1所示的同心雙層管狀氣密結(jié)構(gòu)，包括一內(nèi)層管狀結(jié)構(gòu)與一外層管狀結(jié)構(gòu)。采用水體5本身作為導光體的優(yōu)點是價格減低、重量減輕等，當同心雙層管狀氣密結(jié)構(gòu)產(chǎn)生損壞時，基本上不需維修，整體換新即可。本發(fā)明的水面下照明裝置，與傳統(tǒng)浸水式游泳池照明裝置比較，在安全性、經(jīng)濟性和使用維護等各方面，都有創(chuàng)造性的進步和效益。如圖4所示，為本發(fā)明作為港口水面下照明的實施例說明圖，圖中揭示出本發(fā)明水面下照明裝置400，除了包括一光源1，一水面上導光裝置2和一水面下導光裝置3夕卜， 還設置有漂浮輔助裝置401，使本發(fā)明的水面下照明裝置400漂浮于水面上，以確保其光源 1及其供電系統(tǒng)位于水體5外部的水面上方。上述漂浮輔助裝置401不限制任何材質(zhì)、形狀、構(gòu)造或裝置，例如充氣膠圈、氣囊、保麗龍板、保麗龍球、浮木、浮板、浮球、發(fā)泡板等，因此舉凡能使水面下照明裝置400產(chǎn)生漂浮的材質(zhì)、構(gòu)造或裝置都應涵屬于本發(fā)明的保護范圍內(nèi)。水面下照明裝置400的最外層，也能比照圖3所示保護結(jié)構(gòu)304，增設不銹鋼或塑鋼等具有保護功能的保護套管(未示出)，以避免水面下照明裝置400受撞損壞。再如圖4所示，由于光源1位于水面上方水體外部，因此很容易與供電系統(tǒng)結(jié)合， 圖4所示供電系統(tǒng)是一日光能供電系統(tǒng)402，構(gòu)造包括日光能光伏電池403，提供電力給光源1的蓄電池404、及控制電路405。設置日光能供電系統(tǒng)402時，光源1應使用發(fā)光二極管LED，LED的高效率和長使用壽命，能進一步提升節(jié)能效益。上述設置有漂浮輔助裝置401的水面下照明裝置400，應用于庭園池塘的水面下照明時，也能創(chuàng)造出增進安全又增進庭園美觀的燈光效果。
如圖5所示，為本發(fā)明作為水族箱照明實施例說明圖。于圖5中揭示出，水族箱 501利用本發(fā)明的水面下照明裝置500，能夠?qū)⑽挥谒嫔戏剿w5外部的光源1的光線4， 經(jīng)水面上導光裝置2和水面下導光裝置3，導入水族箱水體5，由于光源1位于水面上方水體5外部，與水體沒有接觸，因此沒有漏電的危險，而且光源1的光線4是直接被導入水族箱501的水體5內(nèi)部，不會在水面被反射，照明效率較高，比較省電節(jié)能。圖5中所示的導光體531是以水體5自身為材質(zhì)，其空氣層結(jié)構(gòu)532為如圖1所示的同心雙層管狀氣密結(jié)構(gòu)體，但是其內(nèi)層管狀結(jié)構(gòu)533與外層管狀結(jié)構(gòu)534，均使用透明氣密防水材質(zhì)，使在視覺上透明，觀賞時沒有視覺障礙，其外層管狀結(jié)構(gòu)534的表面，還可以繪制圖文，增加趣味性。綜上所述，本發(fā)明的技術方案，具體實現(xiàn)了前文中所述的一個比較理想的水面下照明裝置，具備能防止漏電造成的電擊、安全性高，并具有成本低廉、容易維護的性能，相較于傳統(tǒng)的水面下照明裝置，本發(fā)明更具有實用性、功效性與產(chǎn)業(yè)利用性。最后再次說明的是，上述中為了便于閱讀者了解，圖1至圖5中的空隙37、237、 337、437、537，在繪制上比實際來的夸大，實際上各空氣層結(jié)構(gòu)32、232、332、432、532的空隙37、237、337、437、537，是目視無法分辨的，因為內(nèi)、外層管狀結(jié)構(gòu)之間目視無法分辨的空隙，已足夠造成全反射作用。另外，圖1至圖5中的水面下導光裝置3的導光體31、231、331、431、531交換使用固態(tài)導光體或液態(tài)水體自身為導光體來進行說明，是為了突顯本發(fā)明的應用彈性，并非各實施例結(jié)構(gòu)或組合方式的限制。以上依據(jù)附圖所示的實施例詳細說明了本發(fā)明的構(gòu)造、特征及作用效果，由于符合新穎及進步性要件，遂爰依法提出發(fā)明專利申請；但以上所述僅為本發(fā)明的較佳實施例， 本發(fā)明不以圖面所示限定實施范圍，因此舉凡與本發(fā)明意旨相符的修飾性變化，只要在均等范圍內(nèi)都應含屬于本發(fā)明權(quán)利要求書的保護范圍內(nèi)。
權(quán)利要求
1.一種水面下照明裝置，其特征在于包括一光源、一水面上導光裝置和一水面下導光裝置，光源位于水面上方的水體外部，其光線經(jīng)水面上導光裝置和水面下導光裝置的導向，進入水體內(nèi)部，所述水面下導光裝置，包括一導光體及一空氣層結(jié)構(gòu)，空氣層結(jié)構(gòu)包覆于導光體的外圍，將導光體與外圍水體隔離，空氣層結(jié)構(gòu)內(nèi)的空氣，能使導光體內(nèi)部光線產(chǎn)生全反射作用。
2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的水面下照明裝置，其特征在于所述導光體為固態(tài)導光體，而其空氣層結(jié)構(gòu)為同心雙層管狀氣密結(jié)構(gòu)，包括一內(nèi)層管狀結(jié)構(gòu)與一外層管狀結(jié)構(gòu)，其內(nèi)層管狀結(jié)構(gòu)為透明氣密防水材質(zhì)，其外層管狀結(jié)構(gòu)為氣密防水材質(zhì)，內(nèi)層管狀結(jié)構(gòu)與外層管狀結(jié)構(gòu)的兩端氣密封閉，內(nèi)外層管狀結(jié)構(gòu)中間的空隙，充入干燥空氣。
3.根據(jù)權(quán)利要求1所述的水面下照明裝置，其特征在于所述導光體為液態(tài)水體，而其空氣層結(jié)構(gòu)為同心雙層管狀氣密結(jié)構(gòu)，包括一內(nèi)層管狀結(jié)構(gòu)與一外層管狀結(jié)構(gòu)，其內(nèi)層管狀結(jié)構(gòu)為透明氣密防水材質(zhì)，其外層管狀結(jié)構(gòu)為氣密防水材質(zhì)，內(nèi)層管狀結(jié)構(gòu)與外層管狀結(jié)構(gòu)的兩端氣密封閉，內(nèi)外層管狀結(jié)構(gòu)中間的空隙，充入干燥空氣。
4.根據(jù)權(quán)利要求1所述的水面下照明裝置，其特征在于所述導光體為固態(tài)導光體，而其空氣層結(jié)構(gòu)為一防水材質(zhì)的氣密結(jié)構(gòu)層，包覆于該固態(tài)導光體的外圍，與固態(tài)導光體在兩端氣密封閉，氣密結(jié)構(gòu)層與固態(tài)導光體中間空隙，充入干燥空氣。
5.根據(jù)權(quán)利要求1所述的水面下照明裝置，其特征在于所述水面下照明裝置還設置有一漂浮輔助裝置，確保水面下照明裝置的光源位于水面上方的水體外部。
6.根據(jù)權(quán)利要求1所述的水面下照明裝置，其特征在于所述水面下照明裝置還設置有一日光能供電系統(tǒng)，該日光能供電系統(tǒng)包括至少一個日光能光伏特電池、至少一個提供電能給光源的蓄電池、及一控制電路。
7.根據(jù)權(quán)利要求1所述的水面下照明裝置，其特征在于所述水面下導光裝置底部設置有散射部，散射部具有散射面，將光線散射進入水體中。
8.根據(jù)權(quán)利要求1所述的水面下照明裝置，其特征在于所述水面下導光裝置底部設置有散射部，散射部具有反射面，將光線反射進入水體中。
全文摘要
本發(fā)明公開了一種水面下照明裝置，包括一光源、一水面上導光裝置和一水面下導光裝置，光源位于水面上方的水體外部，光源光線經(jīng)水面上導光裝置和水面下導光裝置的導向，進入水體內(nèi)部；所述水面下導光裝置，包括一導光體及一空氣層結(jié)構(gòu)，前述空氣層結(jié)構(gòu)包覆于導光體的外圍，將導光體與外圍水體隔離，空氣層結(jié)構(gòu)內(nèi)的空氣層，能使導光體內(nèi)部光線產(chǎn)生全反射作用。
文檔編號F21S9/03GK102297378SQ201010214630
公開日2011年12月28日 申請日期2010年6月25日 優(yōu)先權(quán)日2010年6月25日
發(fā)明者徐佳義 申請人:徐佳義