本發明涉及一種船舶用采光裝置，具體地涉及一種甲板三棱鏡自然采光裝置。

背景技術：

由于國際海事勞工公約對船舶上居住艙室的自然采光方面有強制要求，總噸位較小的船舶生活區的布置受國際海事勞工公約的約束而面臨極大考驗。

現有的船舶的居住艙室多布置在船首的露天干舷甲板下方，室內僅設置有日光燈，而由于舷側為碰撞多發點，故舷側設置有密集的橡膠護舷，因而并不適合設置自然采光裝置；若在甲板上設置玻璃天窗，玻璃天窗占用甲板大部分面積以獲取足夠的光照，同時玻璃天窗具有透視性，居住艙室的私密性難以保證。

技術實現要素：

針對上述問題，本發明的發明目的在于提供一種采光性好、占用空間小且防透視的甲板三棱鏡自然采光裝置。

本發明提供的甲板三棱鏡自然采光裝置包括三棱鏡片、棱鏡固定底座和方形管；棱鏡固定底座設置有棱鏡放置槽，棱鏡放置槽貫通棱鏡固定底座的上下兩端，三棱鏡片安置于棱鏡放置槽內，且三棱鏡片的兩個出射面的至少一部分穿出棱鏡固定底的下端；方形管的兩端分別設置有第一開口和第二開口，第一開口和第二開口之間連通形成方形通槽；方形管上的第一開口所在一端固定連接于棱鏡固定底座的下端，所述方形通槽連通于所述棱鏡放置槽，且所述第一開口的周邊圍繞于所述棱鏡放置槽的周邊外側，方形通槽的至少兩個相對的內壁上均安裝有反射鏡片。

由上述方案可見，將棱鏡固定底座焊接在甲板的開口上，方形管內伸到居住艙室的上方，此時室外的自然光透過三棱鏡片，并折射射出到方形管內，光路再通過方形管內的反射鏡片產生反射，最后光線達到居住艙室內。然光通過反射鏡片最后形成具有較大照射范圍的射出光，形成良好的采光效果，同時由于三棱鏡體積較小，甲板三棱鏡自然采光裝置占用甲板面積較小，有效減少對甲板有效使用面積的減損和滿足水密性的要求，同時三棱鏡還具有防透視性，無論從甲板上方還是從居住艙室內均無法透過三棱鏡進行透視觀察，居住艙室的隱私得到保護。

進一步的方案是，三棱鏡片的至少一部分內伸至方形管的方形通槽內。

由上可見，從三棱鏡片的出射面射出的光線盡可能地到達反射鏡片上，使自然光更大程度地反射到居住艙室內，進一步優化采光效果。

進一步的方案是，方形通槽的每個內壁上均安裝有反射鏡片。

由上可見，自然光經三棱鏡片多角度折射而出，四向內壁上的反射鏡片相互相成反射作用，使自然光更大程度地反射到居住艙室內，進一步優化采光效果。

進一步的方案是，相鄰的兩個反射鏡片的鏡面之間相互鄰接。

由上可見，此設計可保證到達方形管內的光路均能被有效反射，自然光更大程度地反射到居住艙室內，進一步優化采光效果。

進一步的方案是，三棱鏡片的每個出射面均與至少一個反射鏡片的鏡面相互垂直。

由上可見，三棱鏡片的每個出射面均與方形管中至少一個反射鏡片的鏡面相互垂直，即每個出射面均朝向一個鏡面，出射面中折射而出的光線更大程度地折射到該鏡面上并由四向鏡面進行連續反射，使自然光更大程度地反射到居住艙室內，進一步優化采光效果；同時此設置可使三棱鏡片、方形管與棱鏡固定底座三者之間的安裝配合更簡單快捷。

進一步的方案是，甲板三棱鏡自然采光裝置還包括密封蓋，密封蓋鉸接在方形管上且密封蓋可選擇地蓋合在第二開口上；密封蓋的內側面上設置有一圈框型的密封膠圈，當密封蓋蓋合在第二開口上時，密封膠圈抵接在方形管上第二開口所在一端的端面上。

由上可見，當三棱鏡片被損壞而無法保證三棱鏡片上下端之間的密封性時，可使用密封蓋對第二開口進行密封蓋合，防止居住艙室進水，以滿足國際海事載重線公約的相關要求，保證室內安全。

進一步的方案是，甲板三棱鏡自然采光裝置還包括固定架，固定架安裝在方形管上，密封蓋與固定架可拆卸連接。

由上可見，當三棱鏡片處于完好狀態，密封蓋得以固定為常開狀態，以避免其晃動造成對光線的干擾，影響采光效果。

進一步的方案是，甲板三棱鏡自然采光裝置還包括壓片，壓片可拆卸地連接在棱鏡固定底座上，且壓片用于對三棱鏡片進行限位。

由上可見，壓片對三棱鏡片進行壓緊限位，同時壓片的可拆卸性實現了三棱鏡片的可替換性，三棱鏡片被定位夾穩，同時三棱鏡片的拆卸替換方便快捷。

進一步的方案是，棱鏡固定底座、三棱鏡片以及壓片三者中的任意兩者之間均填充有密封膠。

由上可見，棱鏡固定底座、三棱鏡片以及壓片三者中任意兩者之間的縫隙均能成為破壞甲板三棱鏡自然采光裝置密封性的關鍵點，故在棱鏡固定底座、三棱鏡片以及壓片三者中的任意兩者之間均填充有密封膠，保證甲板三棱鏡自然采光裝置具有良好的密封性。

進一步的方案是，三棱鏡片上設置有一圈定位凸起，定位凸起被限位于壓片和棱鏡固定底座之間。

由上可見，三棱鏡片的定位更方便，同時定位凸起更便于三棱鏡片的夾緊固定，同時也更便于密封膠的黏著，進一步提高三棱鏡片的定位精度，保證采光效果；進一步保證板三棱鏡采光裝置的密封性。

附圖說明

圖1為本發明甲板三棱鏡自然采光裝置第一實施例的結構圖。

圖2為本發明甲板三棱鏡自然采光裝置第一實施例中部分組件的結構圖。

圖3為本發明甲板三棱鏡自然采光裝置第一實施例中部分組件的另一視角結構圖。

圖4為圖1中A處的放大圖。

圖5為本發明甲板三棱鏡自然采光裝置第一實施例中密封機構的結構圖。

圖6位本發明甲板三棱鏡自然采光裝置第二實施例中的結構圖。

以下結合附圖及實施例對本發明作進一步說明。

具體實施方式

甲板三棱鏡自然采光裝置第一實施例

本發明中提供的甲板三棱鏡自然采光裝置是一種專用于拖輪或者小型船舶上，以滿足國際海事勞工法中對船舶居住艙室自然采光要求的一種船舶設備。

參見圖1，圖1為本發明甲板三棱鏡自然采光裝置實施例的結構圖。甲板三棱鏡自然采光裝置1在船舶的甲板上進行嵌入式安裝，使自然光通過三棱鏡片射入甲板以下的居住艙室內。甲板三棱鏡自然采光裝置1包括棱鏡固定底座10、三棱鏡片20、方形管30。棱鏡固定底座10的中部設置有貫通于棱鏡固定底座10上下兩端的棱鏡放置槽11，三棱鏡片20放置在棱鏡放置槽11中，且三棱鏡片20的兩個出射面從棱鏡固定底座10的下端穿出，而棱鏡固定底座10的下端焊接有方形管30，方形管30內方形通槽的內壁面固定安裝有反射鏡片51和反射鏡片52等，自然光穿過三棱鏡片20后從三棱鏡片20的出射面折射而出，再經過反射鏡片51和反射鏡片52上多次反射，最后到達方形管30下端的第二開口，形成具有較大照射范圍的自然光照。

參見圖2，圖2為本發明甲板三棱鏡自然采光裝置實施例中棱鏡固定底座10、三棱鏡片20以及壓片40的結構圖。結合圖1，從棱鏡固定底座10的正上方觀察，棱鏡固定底座10呈方形，以便于甲板100上安裝孔的開設，且利于棱鏡固定底座10和甲板100之間的安裝焊接。從棱鏡固定底座10的截面方向觀察，棱鏡放置槽11呈階梯狀，棱鏡固定底座10在棱鏡放置槽11的內壁上形成由下往上呈階梯狀分布的第一限位臺階101、第二限位臺階102以及第三臺階103。其中，在第二限位臺階102的上端面上設置有陣列設置的多個螺孔。

三棱鏡片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之間兩兩相連而形成三棱形，第一出射面21、第二出射面22以及連接在第一出射面21和第二出射面之間的兩個側面上設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與入射面201相互平行。

參見圖3，圖3為本發明甲板三棱鏡自然采光裝置實施例中棱鏡固定底座10、三棱鏡片20以及壓片40另一視角的結構圖。結合圖2，壓片40為方框形片體，壓片40上設置有陣列布置的多個定位通孔42。

在進行三棱鏡片20的安裝時，先將三棱鏡片20放置到棱鏡放置槽11上，并使定位凸起23支撐在第一限位臺階101的上端面上，且此時定位凸起23的上端限位面與棱鏡固定底座10上的第二限位臺階102的上端面平齊。隨后進行壓片40的安裝，壓片40放置到第二限位臺階102上后，埋頭螺栓41穿過定位通孔42后螺紋連接到第二限位臺階102上的螺孔內，實現對壓片40的固定，同時壓片40相對于第二限位臺階102在水平上具有伸出部分，壓片40的下端面、第二限位臺階102的內側面以及第一限位臺階101的上端面共同作用對三棱鏡片20的定位凸起23進行限位，使三棱鏡片20穩固安裝在棱鏡固定底座10上。

在棱鏡固定底座10、三棱鏡片20以及壓片40三者中的任意兩者之間均填充有密封膠7。密封膠7主要填充在第一限位臺階101的上端面與定位凸起23的下端面之間、第二限位凸起103的側面與定位凸起23的周面之間、壓片40的下端面與第二限位凸起103的上端面之間以及壓片40的下端面與定位凸起23的上端面之間。

參見圖1，甲板三棱鏡自然采光裝置1還包括方形管30以及設置在方形管30下端的密封機構6，方形管30為方形的長管，方形管30的兩端分別設置有第一開口31和第二開口32，第一開口31和第二開口32之間相互連通而形成位于第一開口31與第二開口32之間的方形通槽33，方形通槽33具有四個內壁，相鄰的兩個內壁之間相互垂直，相對的兩個內壁之間相互平行。以方形管30中其中一組相對的第一內壁34和第二內壁35為例，第一內壁34上設置有第一反射鏡片51，第二內壁35設置有第二反射鏡片52，且第一反射鏡片51和第二反射鏡片52均從方形通槽33靠近第一開口31的第一端延伸到靠近第二開口32的另一端。同樣地，另外方形通槽33上另外兩個內壁分別為第三內壁和第四內壁，第三內壁和第四內壁上分別設置有第三反射鏡片和第四反射鏡片。方形管30焊接到棱鏡固定底座10下端后，方形通槽連通于所述棱鏡放置槽11，從第一開口的截面方向觀察，所述第一開口31的周邊圍繞于所述棱鏡放置槽11的周邊外側，方形通槽與棱鏡放置槽11之間相互連通，且保證棱鏡固定底座10和方形管30之間的連接密封性。

結合圖2，方形管30焊接在棱鏡固定底座10的下端，當方形管30與棱鏡固定底座10之間的焊接完成后，三棱鏡片20的從棱鏡固定底座10下端伸出的一端從第一開口31中伸入至方向通槽內，且第一出射面21和第二出射面22超過一半面積位于方形管30內，第一出射面21朝向第一內壁34，且第一出射面21的法線與第一反射鏡片51的鏡面約呈50度角，第二出射面22朝向第二內壁35，且第二出射面22的法線與第二反射鏡片52的鏡面約呈50度角。其中，第一出射面21和第二出射面22均垂直于第三內壁和第四內壁。

密封機構6用于對方形管30下端的第二開口進行蓋合密封，密封機構6主要包括密封蓋61以及設置在密封蓋61上的密封膠圈62。在方形管30上第二開口32所在一端的外周面上設置有對稱布置的第一鉸接部601和第二鉸接部603。

參見圖5，圖5為密封蓋61的結構圖。結合圖1，密封蓋61為方形蓋體，密封蓋61在其一條長邊所在一側設置有O形孔連接塊614，在另一條長邊所在的另一側設置有與O形孔連接塊614對稱設置的U形槽連接塊615，O形孔連接塊614中部設置有O形孔，U形槽連接塊615上設置有U形槽，U形槽的開口背向密封蓋61的主體。優選的是，O形孔連接塊614的數量可以為多個，多個O形孔連接塊614等距排列；優選的是，U形槽連接塊615的數量可以為多個，多個U形槽連接塊615等距排列。

第一鉸接部601與第一連桿602的第一端鉸接，第一連桿602的第二端穿過密封蓋61上O形孔連接塊614的O形孔，并與鎖緊螺母螺紋配合鎖緊，使密封蓋61固定連接在第一連桿602上，且密封蓋61通過第一鉸接部601實現與方形管30之間的相對擺動；第二鉸接部603與第二連桿604的第一端鉸接，第二連桿604的第二端設置有螺紋段，且螺紋段上連接有蝶形螺母605，當密封蓋61擺動一定角度而對方形管30的第二開口32進行蓋合后，第二連桿604可擺動以進入U形槽連接塊615的U形槽中，再通過對蝶形螺母605進行旋轉擰緊，蝶形螺母605對U形槽連接塊615的平面進行抵壓，使密封蓋61與方形管30的端面之間緊密配合。

參見圖4，圖4為圖1中A處的放大圖，在密封蓋61的內側面上設置有一圈框型槽611，框型槽611的兩側分別設置有框型內壁612和位于框型內壁612外側的框型外壁613，在框型槽611內設置有一圈框型的密封膠圈62，當密封蓋61蓋合在第二開口32上時，密封膠圈62抵接在方形管30上第二開口32所在一端的端面上。而由于密封膠圈62具有較好的彈性形變能力，在蝶形螺母605的抵壓下，密封膠圈62將形變并與方形管30的端面以及位于該端面兩側的內側面以及外側面進行緊密貼合，進而為甲板三棱鏡自然采光裝置1提供更好的水密性。

參見圖1，甲板三棱鏡自然采光裝置1可安裝在水平的甲板100上，甲板100上開出一個矩形的通孔，以連通甲板100的上側以及甲板100下方的居住艙室；甲板三棱鏡自然采光裝置1整體嵌裝到甲板100的通孔后，棱鏡固定底座10的上端面與甲板100的上端面平齊，以保證甲板三棱鏡自然采光裝置1不對甲板的使用造成阻礙，同時還需進行棱鏡固定底座10與甲板100之間的焊接，以保證棱鏡固定底座10與甲板100之間的水密性。本實施例中，棱鏡固定底座10的上端面的法向方向與方形管30的長度延伸方向相同。

甲板三棱鏡自然采光裝置第二實施例

參見圖6，圖6為本發明甲板三棱鏡自然采光裝置第二實施例中的結構圖。甲板三棱鏡自然采光裝置中棱鏡固定底座、三棱鏡片、壓片以及方形管的結構在第一實施例中已作詳細說明，故不贅述。當甲板三棱鏡自然采光裝置2設置在非水平而的甲板200上時，棱鏡固定底座210的上端面需要與甲板200的上端面平齊，而方形管220則需要垂直于水平面，因此第二實施例中的甲板三棱鏡自然采光裝置2中，棱鏡固定底座210并非平行于方形管220的端面而連接。

優選的是，在方形管220下端可設置一個固定架300，固定架300套裝在方形管220上第二開口所在一端，固定架300包括一塊套裝板310以及從套裝板310周邊伸出，沿方形管220中的方形通槽的延伸方向延伸的圍繞板320，圍繞板320的內壁面上設置有一根固定螺桿320，固定螺桿320的末端設置有螺紋段，當密封蓋400相對于方形管220下擺至一定角度后，密封蓋400上的U形槽連接塊410上的U形槽則套裝在固定螺桿320上，同時在螺紋端上套裝固定螺母330，則可實現密封蓋400與固定螺桿320之間的可拆卸連接。

本發明提供的甲板三棱鏡自然采光裝置通過三棱鏡片從甲板上方吸收自然光，從三棱鏡片中射出的自然光線再通過反射鏡片進行多次反射，最終使具有較大照射角度的自然光線到達位于甲板下方的居住艙室。甲板三棱鏡自然采光裝置在滿足了國際海事勞工公約的前提下，更具有占用甲板面積較小，有效減少對甲板有效使用面積的減損等特點，同時甲板三棱鏡自然采光裝置采用密封膠以及密封蓋雙保險密封，有效保證甲板三棱鏡自然采光裝置的水密性。另外，三棱鏡還具有防透視性，無論從甲板上方還是從居住艙室內均無法透過三棱鏡進行透視觀察，居住艙室的隱私得到保護。

最后需要強調的是，以上所述僅為本發明的優選實施例，并不用于限制本發明，對于本領域的技術人員來說，本發明可以有各種變化和更改，凡在本發明的精神和原則之內，所做的任何修改、等同替換、改進等，均應包含在本發明的保護范圍之內。