CN101918752A - 利用上升气流供电的发光装置 - Google Patents

Abstract

本发明涉及一种发光装置，所述发光装置具有例如呈发光二极管(2)形式的光源、发光装置壳体(3)以及将气流能量转换成电能的能量转换装置(4)，所述能量转换装置(4)例如是呈具有被集成的直流发电机的、用于给电池充电的涡轮(10)形式的能量转换装置(4)，该电池用于向所述光源(2)供电。在此，所述能量转换装置(4)被设计用于将发光装置壳体(3)内上升取向的气流(6)的能量进行转换。为了引导所述上升取向的气流，可设置竖风筒(8)，所述竖风筒(8)具有竖风筒壁(22)，所述竖风筒壁(22)与发光二极管(2)和太阳能板(20)以热交换方式相连接，由此增强了竖风筒效应。所述太阳能板(20)同样可以设置用于向所述电池(12)充电。

Description

利用上升气流供电的发光装置

技术领域

本发明涉及一种发光装置，该发光装置具有光源、发光装置壳体以及将气流能量转换成电能的能量转换装置。

背景技术

国际专利申请书WO 2007/113498A2中描述了这种类型的发光装置。所述发光装置具有发电机，借助该发电机可将风能转换成电能，电能随后效力于发光装置的工作。这类发光装置的基本问题在于，驱动发电机的基本条件通常随时间剧烈地波动，因此通常无法给出或者仅能以非常高的不可靠性给出：在将来的一个时间段内借助该发电机可以产生多少电能。因此在这类发光装置中必须考虑以下风险：某些时候用于供发光装置工作的电能太少，或者必须设置附加的、其它类型的电能源以便使发光装置的光源工作。

发明内容

本发明的任务在于，提出一种具有改进的供电情况的通用的发光装置，尤其应提出一种发光装置，该发光装置提供了获取电能的更多的方法。

根据本发明，这个任务借助独立权利要求中所说的特征被解决。在从属权利要求中给出了本发明的特别的实施方式。

根据本发明设置了一种发光装置，该发光装置具有光源、发光装置壳体以及用于将气流能量转换成电能的能量转换装置。在此，所述能量转换装置被设计用于将该发光装置壳体内上升取向的气流的能量进行转换。

借助能量转换装置，上升取向的气流可被转换成电能，由此给出了一种附加的获取电能的方式。以这种方式，原则上随时提供了发光装置工作用的可靠的电能。换句话说，对于某一时间点有效给出用于发光装置工作的充足能量的概率可以得以增大。

光源可以有利地通过电能来工作，并且所述发光装置还具有借助从能量转换装置获取的电能来使所述光源工作的装置。

所述发光装置还有利地具有可充电的蓄能器，优选呈电池形式的蓄能器，该蓄能器被设计用于向光源供应电能，并且该蓄能器如此与能量转换装置相连接，即该蓄能器可被充入由能量转换装置获取的电能。

因此，在起动阶段内对于发光装置可实现不受限制的可靠的工作，发光装置优选被设计用于：仅由所述可充电的蓄能器或者说电池来提供光源的在起动阶段中的整个电能。

所述发光装置还有利地具有带有竖风筒壁的竖风筒，以便引导在发光装置壳体内上升取向的气流，其中该竖风筒设置在发光装置壳体内。在此，所述能量转换装置可有利地包括涡轮，该涡轮设置在竖风筒的上方或者设置在竖风筒的上部区域或下部区域中，并且如此设计该涡轮，即由上面从竖风筒流出的气流来驱动该涡轮。例如，所述发光装置壳体可设置呈杆的形式。这样就以相对节省空间的方式实现了特别好的竖风筒效应。在此还可以规定，所述发光装置壳体或者说所述杆形成所述竖风筒壁的至少一部分。

在此，所述发光装置还有利地具有至少一个以热交换方式与竖风筒壁相连的太阳能板。在此，所述太阳能板可被规定用于随时提供电能，以便向所述可充电的蓄能器充电。

如果规定不但利用太阳能而且利用气流能量来获取用于发光装置的电能，那么根据本发明利用上升取向的气流尤其也意味着，在以下的情况中提高了供电可靠性：在该情况中发光装置如此被布置，即，就利用阳光辐射而言没有优化所述太阳能板的取向。例如从美学方面考虑，发光装置的相应的在太阳能技术方面未优化的布置可能是符合期望的。

所述光源以热交换形式有利地与竖风筒壁相连，因为由此一方面辅助冷却光源，另一方面辅助使处于竖风筒内的空气上升。

优选的，通过所谓的热管，将在竖风筒壁的或者杆的所期望的位置上的热量排出，通过这些被排出的热量来增大竖风筒内部的温差，并且由此有利于实现竖风筒内的所期望的流动效应。也可以规定，所述的发光装置还具有至少一个热管，所述至少一个热管以热交换方式与竖风筒壁或杆相连。

此外，能量转换装置还有利地如此被设计，即，如必要的话，还将在发光装置壳体的影响范围内存在的、基本上水平的气流的或者带有水平分量的气流的能量转换成电能。在此，所述能量转换装置有利地包括空气导流装置，该空气导流装置被设计用于将基本上水平的气流或水平的分量引导入所述发光装置的内部。

如果发光装置壳体具有透光区域，那么太阳辐射可到达发光装置的内部，并且以这种方式进一步辅助加热和扶持上升取向的气流。这种效果再一次被扶持，如果竖风筒的内壁的在置于透光区域对面的某一区域(与发光装置壳体的垂直主轴线有关)中是黑色的，因为由此增强了竖风筒壁内部对入射光线的吸收。

附图说明

下面依据两个实施例并且参照附图详细阐述本发明。相关附图如下：

附图1根据本发明的发光装置的第一实施例的透视示意图，

附图2附图1中简略示出的发光装置沿剖切线A-A′剖开的横截面示意图，

附图3根据本发明的发光装置的第二实施例的示意图，以及

附图4根据本发明的另一种变型方案的示意图。

具体实施方式

附图1中示出根据本发明的发光装置的一个实施例的示意图。在该实施例中所述发光装置是室外发光装置，更确切的说是适用于安置在室外的室外发光装置。

根据所述实施例，发光装置包括整体基本上呈直角平行六面体形状的发光装置壳体3，其中，一个窄面设置作为定位面。可以以这种方式来安置所述发光装置。例如，发光装置的高度可以大致为3.5米，宽度大致为0.7至0.8米，深度大致为0.2米。

附图1的透视示意图示出所述发光装置的“正面”的视图，其中在该实施例中，所述正面以及与所述正面相对的背面至少大致上相同地被构造。这在制造技术方面是有利的。

可替换地，可以规定将所述发光装置壳体构造呈杆的形式。

所述发光装置还包括呈多个发光二极管2形式的光源，以及至少一个被设置用于给所述发光装置或发光二极管2供电的太阳能板20。例如可以在所述正面(如附图1中简略示出的)上相叠地设置两个太阳能板20。例如，太阳能板20可以各自大致为1.2米×0.6米大小。还设置了接通和断开装置(附图中未示出)，借助所述接通和断开装置所述光源或者说发光二极管2可以被接通或断开。

在该实施例中，在发光装置壳体3正面上的、如呈两个发光二极管条的形式简化示出的发光二极管2设置在发光装置壳体3上的太阳能板20的上方和下方。下发光二极管条被构造用于产生发光二极管的探照灯式的光束照明(Leuchtdioden-Flut-Beam-Beleuchtung)。

如附图1的示意图中虚线所示，在发光装置壳体3内部设置呈电池12形式的可充电的蓄能器。电池12被设计用于给发光二极管12供给电能。可以规定，太阳能板20与电池12如此相连接，即通过太阳能板20可向电池12充电。在此在所示实施例中规定，如此设计所述发光装置，即在所述发光装置的光源已被断开的状态下通过太阳能板20也能向电池12充电。

根据本实施例，所述发光装置被设计用于，在光源2的起动阶段期间也就是在刚接通光源和光源的稳定照明工作之间的这段阶段期间内，实现了仅通过所述可充电的蓄能器或者说电池12向光源2供给电能。

附图2中示出根据附图1的所述发光装置沿剖切线A-A′剖开的横截面的示意图。所述发光装置具有呈发电机形式的、将气流能量转换成电能的能量转换装置4，在所述实施例中，该发电机构造为例如呈轴流式涡轮形式的涡轮10，涡轮10具有被集成的直流发电机(Dynamo)以用于向电池12充电。在此，所述发电机被设计用于将发光装置壳体3内上升取向的气流6的能量转换成电能。在附图2的示意图中通过两个箭头象征性地显示这个上升取向的气流6。尤其在所示实施例中在此规定，如此设计所述发光装置，即在发光装置的其中光源已断开的状态下也能通过涡轮10向电池12充电。

为了引导发光装置壳体3内上升取向的气流6，发光装置具有带有竖风筒壁22的竖风筒8。在此，竖风筒8如此设置在涡轮10下方，即上方从竖风筒8流出的气流6可以驱动涡轮10。

在此，竖风筒8在其上末端具有优选被设计成喷嘴状的出口26。

发光装置壳体3在其下部区域中具有至少一个空气入口19，该空气入口19如此与竖风筒8相连，即，使通过空气入口19流入发光装置壳体3内的空气到达竖风筒8的下部区域24中。在所述两个附图中，以箭头表示相应的进气流。可以有利地在发光装置壳体3的多个或全部外侧面上设置空气入口19。

在所述实施例中，如附图2显示，在竖风筒8下部区域24中的竖风筒壁22被构造成向上收缩。这增强了竖风筒效应，如例如在发电站的冷却塔中也出现的。

在所述实施例中，带有收缩延伸的竖风筒壁22的下部区域24大致延伸至下发光二极管条的高度水平上。在被收缩的区域上向上地连接有所述竖风筒的大致圆柱形的段部，该段部基本上延伸至顶部，其中可选的，也可以设置向上继续收缩的段部。

在此，在竖风筒8的这个收缩段部的下末端上如此构造竖风筒壁22，即竖风筒壁22直接在空气入口19上方从内部与发光装置壳体3的壁相接。这在流体技术方面是有利的。

竖风筒壁22以热交换方式与太阳能板20和发光二极管2相连。为此，相对于太阳能板20如此设计竖风筒壁22的构造，即在竖风筒壁22的外侧面与太阳能板20的背面之间存在平面式接触。在竖风筒壁22与发光二极管2的背面之间设置相应的平面式接触。

竖风筒壁22与太阳能板20或发光二极管2之间的热接触一方面有助于冷却太阳能板20或发光二极管2，另一方面由此也有助于引起竖风筒8中空气的上升。

在所述实施例中，还如此构造能量转换装置4，即，如必要的话，也将在发光装置壳体3的影响范围内或者在发光装置壳体3的周围环境内存在的、基本上水平的气流的能量转换成电能。为此，在与涡轮10基本上等高的发光装置壳体3的壁区域内设置空气导流装置40。这些空气导流装置40例如可以通过进风口设置在发光装置壳体3的一侧面上，以及通过与涡轮10有关的置于所述进气口对面的出气口设置在发光装置壳体3的另一侧面上。以这种方式也能利用具有水平分量的风力来产生用于发光二极管2工作的电能。

可有利地如此设计所述出气口，即所述出气口也能够使来自竖风筒8的空气从发光装置壳体3向外流出。

涡轮10和空气导流装置40有利地设置在发光装置壳体3的上部区域，因为风速通常随着离地距离的增大而增强。这种结构方式也是有利的，因为竖风筒8的作用随着竖风筒8高度的增加而变大。

附图3简略示出了根据本发明的发光装置的第二实施例。下面仅对与第一实施例的区别进行讨论。只要没有其它说明，上面对于第一实施例的论述根据意义也适用于第二实施例。

在第二实施例中，发光装置壳体3′设置呈杆的形式，因此通常可以实现特别明显的竖风筒效应。设置在发光装置壳体3′内部的竖风筒8由此可被设计地特别长且因此作用特别明显。在本实施例中，涡轮10设置在竖风筒8的上部区域中。所述杆壁可以至少部分的尤其是在涡轮10下方的区域中直接使用作为竖风筒壁22。

在这种情况下，所述光源(例如再次呈发光二极管2形式)可以例如设置在杆的上部区域中。在本实施例中，所述光源设置从杆侧面向外伸出的被构造成扁平的支架34的下侧面上。将至少一个太阳能板(20)设置在支架34的上侧面上。例如作为发光装置的这类构造方式适用于街道照明。在所示的实施例中，支架34在涡轮10上方与所述杆相连接。

在这个实施例中，还设置至少一个狭长的热管30，该热管30适用于将光源的区域内和/或太阳能板20区域内产生的热量有效传递至竖风筒8。在此，在杆上热交换器32设置在发电机或者说涡轮10的上方，该热交换器32以热交换方式与热管30的末端区域相连接。随后，热管30的另一个末端区域可设置在光源或太阳能板20的区域内。由此在这个实施例中，所述至少一个热管30沿其纵向从所述杆侧面向外延伸，并且在此可优选设置在支架34上。也可以规定，所述至少一个热管30形成支架34的一部分。

在这个实施例中，与杆有关地将电池12稳定地有利地设置在太阳能板20和所述光源的对面。在此，可以如此设计支架34，即该支架34从杆的两侧向外伸出，从而该支架34一方面用于对于太阳能板20和所述光源的支柱，另一方面也用于支承电池12。

在所有实施例中，还可以规定，将发光装置壳体3或者说杆3′在某一区域中设计成透光的。由此能够如此布置所述发光装置，即所述透光区域可以适时地被阳光照射，从而以这种方式扶持在竖风筒8内部产生热量，并且由此扶持了在竖风筒8内上升取向的气流。

在此，优选如此设计发光装置壳体3或3′的透光区域的大小尺寸，即，上述的可实现的效果是明显的。例如可以规定，透光区域占发光装置壳体表面的至少10％，尤其占发光装置壳体表面的至少20％。基于在固定布置的发光装置壳体中的可能的太阳辐射，那么如果透光区域仅在发光装置壳体的一半延伸(在水平剖面中观察)，则更为有益。

如依据第一实施例示例性示出的，如果由两个分开的部件形成发光装置壳体3和竖风筒壁22，那么优选地也将竖风筒壁22的相应的与发光装置壳体3的透光区域相邻的区域设计成透光的，从而从外面射入的光线可以到达竖风筒8的内部。如依据第二实施例示例性示出的，如果由相同的部件形成发光装置壳体3′和竖风筒壁22，也就说例如由相应的杆壁形成发光装置壳体3′和竖风筒壁22，那么所述杆壁可具有透光区域。

为了进一步辅助所述效果，在此可以规定，竖风筒8的与发光装置壳体3或者说杆3′的垂直主轴线有关的置于所述透明区域对面的内壁区域被涂成黑色，从而增强了对到达竖风筒8内的辐射尤其是光辐射的吸收。

附图4示出了根据本发明的另一个变型方案的示意图，其中，附图标记具有它们在上面已描述的含义。尤其可以看出，热管30可以在发光装置壳体3或者说杆3′上沿垂直方向延伸，并且在此热管30在下部区域中，尤其是在涡轮10的下方，例如在发光装置壳体的下三分之一处通过热交换器32与所述竖风筒以热交换方式相连接。

附图标记列表

2  光源，例如发光二极管

3，3′  发光装置壳体

4  用于将气流能量转换成电能的能量转换装置

6  在发光装置壳体内上升取向的气流

8  竖风筒

10  涡轮

12  电池

19  空气入口

20  太阳能板

22  竖风筒壁

24  竖风筒壁的下部区域

26  竖风筒的上末端的出口

30  热管

32  热交换器

34  支架

40  空气导流装置

Claims (14)

1.一种发光装置，所述发光装置具有

-光源(2)，

-发光装置壳体(3)，以及

-用于将气流能量转换成电能的能量转换装置(4)，

所述发光装置的特征在于，

所述能量转换装置(4)被设计用于将所述发光装置壳体(3)内上升取向的气流(6)的能量进行转换。

2.根据权利要求1所述的发光装置，

其中，借助电能可以使所述光源(2)工作，

所述发光装置还具有

-借助从所述能量转换装置(4)获取的电能来使光源(2)工作的装置。

3.根据权利要求1或者2所述的发光装置，

所述发光装置还具有

-可充电的蓄能器，该蓄能器优选地呈电池(12)形式，所述蓄能器被设计用于向所述光源(2)供应电能，并且所述蓄能器与所述能量转换装置(4)如此相连接，即，借助能量转换装置(4)获取的电能可向所述蓄能器充电。

4.根据权利要求3所述的发光装置，

其中，所述发光装置被设计用于在所述光源(2)的起动过程期间仅通过可充电的蓄能器来实现对所述光源(2)的电能供应。

5.根据上述权利要求中任一项所述的发光装置，

所述发光装置还具有

-带有竖风筒壁(22)的竖风筒(8)，以便引导在发光装置壳体(3)内的上升取向的气流(6)，其中所述竖风筒(8)设置在发光装置壳体(3)内。

6.根据权利要求5所述的发光装置，

其中，所述能量转换装置(4)包括涡轮(10)，所述涡轮(10)设置在所述竖风筒(8)的上方或者设置在竖风筒(8)的上部区域内，并且如此设计所述涡轮(10)，即通过上方从所述竖风筒(8)流出的气流(6)来驱动该涡轮(10)。

7.根据权利要求5所述的发光装置，

其中，所述能量转换装置(4)包括涡轮(10)，所述涡轮(10)设置在所述竖风筒(8)的下部区域中，并且如此设计所述涡轮(10)，即通过上方从所述竖风筒(8)流出的气流(6)来驱动所述涡轮(10)。

8.根据权利要求5至7中任一项所述的发光装置，

所述发光装置还具有

-至少一个太阳能板(20)，所述太阳能板(20)以热交换方式与所述竖风筒壁(22)相连接。

9.根据权利要求5至8中任一项所述的发光装置，

其中，所述光源(2)以热交换方式与所述竖风筒壁(22)相连接。

10.根据权利要求5至9中任一项所述的发光装置，

所述发光装置还具有至少一个热管(30)，所述热管(30)以热交换方式与所述竖风筒壁(22)相连接。

11.根据上述权利要求中任一项所述的发光装置，

其中，进一步如此设计所述能量转换装置(4)，即，如必要的话，也将在发光装置壳体(3)的影响范围内存在的、基本上水平的气流的能量转换成电能。

12.根据权利要求11所述的发光装置，

其中，所述能量转换装置(4)包括空气导流装置(40)，如此设计所述空气导流装置(40)，即所述空气导流装置(40)将基本上水平的气流导入所述发光装置的内部。

13.根据上述权利要求中任一项所述的发光装置，

其中，所述发光装置壳体(3)具有透光的区域。

14.一种具有权利要求5和13中所述特征的发光装置，

其中，所述竖风筒(8)的内壁的在与所述发光装置壳体(3)的垂直主轴线相关的、置于透光区域对面的区域中是黑色的。

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