JP3146894U - エネルギー変換モジュールを備えた照明器具 - Google Patents

Abstract

【課題】光電池が電気エネルギーを生じさせるエネルギー変換モジュールを備えた照明器具を提供する。
【解決手段】照明器具は、灯具及び少なくとも一つのエネルギー変換モジュール２０を備える。灯具は、蓋体１４と蛍光管１５とを含む。蛍光管は、蓋体の下方に設置され、蓋体の内壁面において蛍光管の光を反射する。エネルギー変換モジュールは、蓋体内に設置したり、灯具のバリヤに設置したりすることによって、蛍光管の光エネルギーを取り入れて電気エネルギーに変換する。
【選択図】図４

Description

本考案は、エネルギー変換モジュールを備えた照明器具に関し、特に蛍光灯または蛍光管などの多く常用された照明器具の光エネルギーを取り入れ、それを電気エネルギーに変換するエネルギー変換モジュールを備えた照明器具に関する。

照明器具の使用は、既に普及されているが、歴史の演進に伴って灯具も多くの技術的な変化になりつつ、例えば白色バブルから蛍光灯に、さらに白色発光ダイオード（即ち、ＬＥＤ）まで演進することは、灯具外観的な変化を追及するばかりでなく、照明の出力の増進は、なおも追求する一つのポイントである。蛍光灯は、常用の照明灯具で、通常蛍光管を支持する金属板に、例えば蓋体などに反射層を溶着して光の照明効果（照明度）を向上させエネルギーの使用出力が向上され得る。伝統の照明灯具は、単に照明を提供するもので、如何にして照明光源の利用をさらに応用してエネルギーの利用上のメリットを向上させることは、極めて意味を有する課題である。

光電池は、例えばシリコン系太陽電池電池光エネルギーの吸収を介して電流を生ずることができる。当該シリコン系太陽電池は、主に太陽の光エネルギーを吸収して電力を生じさせるが、室内の照明灯具にとって光エネルギーの吸収能力が悪い。また色素増感型太陽電池は、室内または室外において光エネルギー、例えば太陽光または照明灯具などの光源を吸収でき、吸収光エネルギーの変換効率が良い。該色素増感型太陽電池は、第１の電極、第２の電極及び当該第１の電極及び第２の電極の間に位置されるナノ層を含み、該第１の電極は第１の導電ガラス層と白金触媒層が含まれ、該第１の導電ガラス層は第１のガラス及び第１の透明導電酸化物を含み、該白金触媒層が前記第１の透明導電酸化物の表面に付着されている。前記第２の電極は、第２の導電ガラス層を含み、該第２の導電ガラス層は第２のガラス及び第２の透明導電酸化物が含まれ、前記ナノ層は、光半導体の酸化物、該光半導体の酸化物上に付着された複数の染料分子及び電解液が含まれている。従って、色素増感型太陽電池が光エネルギーを取り入れた後、直ちに電子を放出させることができ、光半導体酸化物及び導電ガラスを介して外線路へ伝送して電流を供給する。そのため、この色素増感型太陽電池を利用して光エネルギーを吸収して電気エネルギーに変換し、さらにその他の製品に必要な電気エネルギーを提供してエネルギーの使用効率及び製品の使用利便性が高められる。

本考案は、主に室内において照明灯具を利用して光電池に対して照射を行うことによって、光電池が電気エネルギーを生じさせるエネルギー変換モジュールを備えた照明器具を供給することを目的とする。

本考案は、次にエネルギー変換モジュールを備えた照明器具を提供して電気用品の電力の供給または電力を充電電池に充電する目的とする。

前記の目的を達成しようとするエネルギー変換モジュールを備えた照明器具は、灯具と少なくとも一つのエネルギー変換モジュールとを含む。灯具は蓋体と蛍光管を含み、蛍光管が蓋体の下方に設置し、かつ該蓋体の内壁面は蛍光管の光線を反射可能である。前記エネルギー変換モジュールが前記蓋体の内壁面上に設置され蛍光管の光エネルギーを取り入れて電気エネルギーに変換させる。蓋体の反射面に第１の壁面、第３の壁面及び第１の壁面
及び第３の壁面にそれぞれ接続する第２の壁面を備え、前記エネルギー変換モジュールが該第２の壁面または第１の壁面または第３の壁面に設置される、さらに、該エネルギー変換モジュールの幅が前記蛍光管の直径に相当しまたは小さく形成される。

本考案における他の実施例のエネルギー変換モジュールを備えた照明器具は、灯具と少なくとも一つのエネルギー変換モジュールが含まれる。灯具は、蓋体、バリヤと蛍光管を含み、該蓋体はバリヤとの結合により、蛍光管が蓋体とバリヤの内部に位置することになり、蓋体の内壁面及びバリヤは蛍光管の光源を反射することができ、前記バリヤが縦リブと横リブを備える。前記エネルギー変換モジュールは前記バリヤの縦リブまたは横リブに設置され、当該蛍光管を受け取った光源を電気エネルギーに変換することができる。

本考案の更なる実施例は、エネルギー変換モジュールを備えた照明器具が灯具を有し、該灯具はベース、蓋体及び灯源ユニットを含む。該灯源ユニットは前記蓋体の内部に位置するとともに、該灯源ユニットと蓋体は前記ベース上に設置される。ＬＥＤ部材は、灯具の周縁に設置し、エネルギー変換モジュールは、ベースに設置され、灯源ユニットの光源エネルギーを電気エネルギーに変換するとともに、当該電気エネルギーをＬＥＤ部材に提供することになる。該エネルギー変換モジュールは、光電池で、例えばシリコン系太陽電池または薄膜太陽電池または色素増感型太陽電池などの太陽電池である。

前記エネルギー変換モジュールは、色素増感型太陽電池および電力出力ユニットが含まれ、該エネルギー変換モジュールにより光源エネルギーを出力電力に変換することができる。該電力出力ユニットの回路モジュールは前記電力を昇圧させる昇圧回路を備える。その他は前記の構造と同一で詳しい説明を省略する。

前記灯源ユニットはベース及び灯源を備え、該灯源はベースに電気接続されている。該灯源はバブル、蛍光管、ＬＥＤ灯または蛍光灯である。

従って、本考案は、蛍光管と蓋体との間、バリヤ壁の縦リブまたは横リブの間または灯具のベースに適宜な光電池を設置することで、照明光源を充分に利用してエネルギーの使用効率を高めることは、極めて新規的な考案である。

共に参照する図１、２及び３は、それぞれ本考案のエネルギー変換モジュールを備えた照明器具の第１の実施例の立体見取図、第１の実施例の断面見取図及び複数のエネルギー変換モジュールの配置見取図である。図１及び図２に示すように、本考案のエネルギー変換モジュールを備えた照明器具は、灯具１０及び少なくとも一つのエネルギー変換モジュール２０を備え、該エネルギー変換モジュール２０は灯具１０に取り付けられる。灯具１０は、蓋体１１及び蛍光管１２を備え、該蛍光管１２が蓋体１１の下方または内部に設置されている。光を反射して照度を増加させるために、該蓋体１１の内壁面に前記蛍光管１２の光を反射させるための反射面１３が設けられる。エネルギー変換モジュール２０は、蓋体１１内に設置し、例えば本実施例が該蓋体１１の内壁面上に設置して蛍光管１２の光エネルギーを取り入れ電気エネルギーに変換することができる。蓋体１１の内壁面は、第１の壁面１１１、第３の壁面１１３及び第１の壁面１１１及び第３の壁面をそれぞれ接続する第２の壁面１１２を備えると同時に、第１の壁面１１１と第３の壁面１１３が該第２の壁面１１２と同一平面に形成されない。第１の壁面１１１及び第２の壁面１１2は鈍角を
なし、第３の壁面１１３と第２の壁面１１２とは鈍角を成している。さらに、前記エネルギー変換モジュール２０が第２の壁面１１２、第３の壁面１１３、第１の壁面１１１の何れかに設置され、勿論、当該エネルギー変換モジュール２０は、前記第２の壁面１１２の両端、または何れか一端に位置されることも可能である。また、本実施例のエネルギー変換モジュール２０の幅は、蛍光管１２の直径と同じ、または、より小さく形成することに
よって、光照度の低下を避け、さらに一部の光エネルギーを利用して電気エネルギーに変換することもできる。

本考案のエネルギー変換モジュールは、光電池及び電力出力ユニットからなり、該光電池が太陽電池で、該太陽電池は、シリコン系太陽電池、薄膜太陽電池及び色素増感型太陽電池などの等価的な各太陽電池を含む。図８に示すように、本考案は、色素増感型太陽電池を実施例として説明する。それに第１の電極１００、第２の電極２００及び第１の電極１００と第２の電極２００との間にあるナノ層３００を備える。該第１の電極１００は、第１の導電ガラス層１０１及び白金触媒層１０２を備え、該第１の導電ガラス層１０１は、第１のガラス１０３及び第１の透明導電酸化物１０４を備え、該白金触媒層１０２を前記第１の透明導電酸化物１０４の表面に付着させる。そして、第２の電極２００は、第２の導電ガラス層２０１を備え、第２の導電ガラス層２０１は、第２のガラス２０２及び第２の透明導電酸化物２０３を備え、前記ナノ層３００は、光半導体の酸化物３０１、該光半導体の酸化物３０１上に付着された複数の染料分子３０２及び電解液３０３を備える。したがって、色素増感型太陽電池は、光エネルギーを取り入れてから、直ちに電子を放出させて光半導体酸化物及び導電ガラスを介して外線路へ伝送して電流を供給する。これは一般慣用な技術であるため、ここでの説明を省略する。

図９に示すように、本考案の電力出力ユニット４００により、前記エネルギー変換モジュール２０が電力を出力する。該電力出力ユニット４００の回路モジュールは、昇圧回路４０１を備え、電力を昇圧して出力することができる。

本考案の電力出力は、充電電池または電気用品、例えば、ＬＥＤユニット、灯具の装飾ユニット、その他の等価ユニットなどのいずれに電力を提供することができる。

図３に示すように、エネルギー変換モジュール２０は、一つ、または複数に設置すると共に、蓋体１１の内壁面の、第１の壁面１１１、第２の壁面１１２、第３の壁面１１３を含む何れの部位に配置される。複数の前記エネルギー変換モジュール２０が灯具に配置された場合、充電電池の充電または電気用品３０に提供するため、当該エネルギー変換モジュール２０を互いに電気接続する必要がある。

共に参照する図４に示すように、本考案のエネルギー変換モジュールを備えた照明器具の第２の実施例の立体見取図で、該実施例はデスクスタンドである。該エネルギー変換モジュール２０は、デスクスタンドの蓋体１４の内壁面上に配置し、蛍光管１５の上方に位置され、該エネルギー変換モジュール２０の幅は、蛍光管１５の直径と一致し、またはやや小さく形成する。さらに該エネルギー変換モジュール２０は、デスクスタンドのスタンド部内の充電台、またはLED灯飾３１などに電気接続されている。スタンド部上に充電台を
設置する場合、セルフォンなどの携帯式装置に接続して充電することができる。勿論、本考案は、前記のスタンド部内に充電電池を設置して電池内に充電することもでき、さらに電池により充電台に再び給電することができる。電池に充電してもよく、または携帯式装置の規格に合わせて異なる充電台規格を提供することも当然可能に考えられる。

さらに、図５及び図６を共に参照するように、本考案のエネルギー変換モジュールを備えた照明器具の第３の実施例の断面図および第３の実施例の上面図を示す。本考案のエネルギー変換モジュールを備えた照明器具は、灯具４０及び少なくとも一つのエネルギー変換モジュール２０を備える。該灯具２０は蓋体４１、バリヤ４２及び蛍光管４３を備え、蓋体４１とバリヤ４２との結合により、前記蛍光管４３を該蓋体４１と該バリヤ４２との間に位置させ、バリヤ４２及び蓋体４１の壁面は、蛍光管４３の光を反射することができる。バリヤ４２は、縦リブ４２１及び横リブ４２２を備え、前記のエネルギー変換モジュール２０が該バリヤ４２の縦リブ４２１または横リブ４２２に設置され、蛍光管４３の光エ
ネルギーを受け入れて電気エネルギーに変換する。即ち、当該バリヤ４２の縦リブ４２１または横リブ４２２は、色素増感型太陽電池を縦リブ４２１または横リブ４２２としてエネルギー変換モジュール２０に取り換えられる。このようにして、光が該エネルギー変換モジュール２０に照射して直ちに電源を生じ各電気用品の使用または充電などに提供することができる。該エネルギー変換モジュール２０は、色素増感型太陽電池で、詳しいことは、以上説明のように、ここに省略する。

図５に示すように、前記複数のエネルギー変換モジュール２０は、互いに電気接続され、充電電池または電気用品３０の電源の使用に提供する。

また、図６に示すように、前記のバリヤ４２の縦リブ４２１および横リブ４２２は垂直に接続される。そして、本考案は、縦リブ４２１または横リブ４２２の一部の面積がエネルギー変換モジュール２０を装置したり、縦リブ４２１または横リブ４２２をエネルギー変換モジュール２０に取り換えたりすることによって、その一部の光エネルギーは、当該エネルギー変換モジュール２０に吸収され電気エネルギーを生じ各電器用品の利用に用いられる。
本考案は、シリコン系太陽電池、または色素増感型太陽電池を使用することができ、表１は、異なる照度での出力を示す。

本考案の実験例は、三つの3.5cm×4.7cmの色素増感型太陽電池を採用して発生する電流は、２０−５０ｍＡ、電圧が０．６−２．１Ｖである。この太陽電池は、薄い両面テープにより蛍光灯の蓋体の裏面に粘着して取り付けられ、かつ蛍光管の真上方に位置している。蓋体は東亜ＦＶ−Ｈ２２７７−Ｈのダブルチューブ蓋体を使用するが、本実施例はその内の一本のみを使用する。また、蛍光管はPHILIPS TDL 18W/865の三つ波長の蛍光管を使
用する。ライトの照度は、６００−１２３０ｌｕｘの範囲で、照度計が蛍光管の下方にほぼ４０−６０ｃｍの位置で測量を行うものである。三つの色素増感型太陽電池を使用する場合、照度と初期照度（太陽電池を取付けていない時の測量照度）の比率が９８−９９．２％で、図７に示す。

図１０、図１１を参照するように、本考案のエネルギー変換モジュールを備えた照明器具の第４の実施例の断面見取図および平面見取図を示す。本考案のエネルギー変換モジュールを備えた照明器具５０は、灯具５１を備え、該灯具５１は、ベース５１１、蓋体５１２及び灯源ユニット５１３を備える。灯源ユニット５１３は、蓋体５１２の内部に位置し、かつ該灯源ユニット５１３及び該蓋体５１２が前記ベース５１１上に設置される。また、ＬＥＤ部材５２は、前記灯具５１の周縁に設置すると共に、エネルギー変換モジュール５３をベース５１１に設置して灯源ユニット５１３の光エネルギーを取り入れて電気エネルギーに変換すると共に、該電気エネルギーをＬＥＤ部品５２に提供することになる。該エネルギー変換モジュール５３は光電池で、例えばシリコン系太陽電池、薄膜太陽電池ま
たは色素増感型太陽電池などの太陽電池である。

前記エネルギー変換モジュール５３は、色素増感型太陽電池、電力出力ユニットを備え、該エネルギー変換モジュールにより光エネルギーを変換して電力を出力することができる。さらに、電力出力ユニット回路モジュールは、昇圧回路を備えて当該電力を昇圧することが可能にする。その他は、前記の構造と同じであるため説明を省略する。

灯源ユニット５１３は、スタンド部５１４及び灯源５１５を備え、該灯源５１５がスタンド部５１４に電気接続される。灯源は、電球、蛍光管、ＬＥＤ灯または蛍光灯である。

前記を総じて、本考案は、室内に照明灯具を利用して光電池に照射を行うことによって、光電池に電気エネルギーを生じさせ利用することができる。また、灯具上に配置されるエネルギー変換モジュールは、一部の光源を電気エネルギーに変換して利用することができるので、確かに効果上の増進を有し実用新案登録の要件に充分合致でき、法により特願として提出する。

図１は、本考案におけるエネルギー変換モジュールを備えた照明器具の第１の実施例の斜視図。 図２は、本考案におけるエネルギー変換モジュールを備えた照明器具の第１の実施例の断面図。 図３は、本考案におけるエネルギー変換モジュールを備えた照明器具の複数のエネルギー変換モジュールの斜視図。 図４は、本考案におけるエネルギー変換モジュールを備えた照明器具の第２の実施例の斜視図。 図５は、本考案におけるエネルギー変換モジュールを備えた照明器具の第３の実施例の断面図。 図６は、本考案におけるエネルギー変換モジュールを備えた照明器具の第３の実施例の上面図。 図７は、本考案の照度と初期照度（太陽電池を取付けていない時の測量照度）の線図。 図８は、本考案におけるエネルギー変換モジュールを備えた照明器具の色素増感型太陽電池の分解斜視図。 図９は、本考案におけるエネルギー変換モジュールを備えた照明器具の電源出力モジュールの回路図。 図１０は、本考案におけるエネルギー変換モジュールを備えた照明器具の第４の実施例の断面図。 図１１は、本考案におけるエネルギー変換モジュールを備えた照明器具の第４の実施例の上面図。

符号の説明

１０ 灯具 １１ 蓋体
１１１ 第１の壁面 １１２ 第２の壁面
１１３ 第３の壁面 １２ 蛍光管
１３ 反射面 １４ 蓋体
１５ 蛍光管
２０ エネルギー変換モジュール
３０ 充電電池台または電気用品
３１ ＬＥＤ灯飾
４０ 灯具 ４１ 蓋体
４２ バリヤ ４２１ 縦リブ
４２２ 横リブ ４３ 蛍光管
５０ 照明器具 ５１ 灯具
５１１ ベース ５１２ 蓋体
５１３ 灯源ユニット ５１４ スタンド部
５１５ 灯源 ５２ ＬＥＤ部品
５３ エネルギー変換モジュール
１００ 第１の電極 １０１ 第１の導電ガラス層
１０２ 白金触媒層 １０３ 第１のガラス
１０４ 第１の透明導電酸化物
２００ 第２の電極 ２０１ 第２の導電ガラス層
２０２ 第２のガラス ２０３ 第２の透明導電酸化物
３００ ナノ層 ３０１ 光半導体の酸化物
３０２ 染料分子 ３０３ 電解液
４００ 電力出力ユニット ４０１ 昇圧回路

Claims (14)

1. エネルギー変換モジュールを備えた照明器具において、
   蓋体及び蛍光管を備え、前記蛍光管が前記蓋体の下方に設置され、かつ前記蓋体の内壁面が前記蛍光管の光線を反射する灯具と、
   前記蓋体内に設置され、前記蛍光管の光源エネルギーを取り入れて電気エネルギーに変換する、少なくとも一つのエネルギー変換モジュールと、
   を有することを特徴とするエネルギー変換モジュールを備えた照明器具。
2. 蓋体、バリヤ及び蛍光管を備える灯具において、
   前記蓋体と前記バリヤとを結合して前記蛍光管を前記蓋体と前記バリヤとの内部に位置させ、また前記蓋体の内壁面が前記蛍光管の光源を反射することができ、前記バリヤが縦リブ及び横リブを有すると共に、
   前記バリヤの前記縦リブまたは前記横リブ上に設置して前記蛍光管の光源エネルギーを取り入れて電気エネルギーに変換できる、少なくとも一つのエネルギー変換モジュールを備えてなることを特徴とするエネルギー変換モジュールを備えた照明器具。
3. 蓋体、バリヤ及び蛍光管を備えた灯具を含み、前記蓋体は、前記バリヤとを結合して前記蛍光管を前記蓋体及び前記バリヤの内部に位置させ、また前記蓋体の内壁面が前記蛍光管の光源を反射することができ、さらに、前記バリヤが縦リブと横リブを備え、前記縦リブまたは前記横リブは、エネルギー変換モジュールであるため、前記蛍光管の光エネルギーを取り入れて電気エネルギーに変換することができることを特徴とするエネルギー変換モジュールを備えた照明器具。
4. ベース、蓋体及び灯源ユニットを備え、前記灯源ユニットは、前記蓋体の内部に位置し、かつ前記灯源ユニット及び前記蓋体を前記ベースに設置する灯具と、
   前記灯具の周縁に設置されるＬＥＤ部材と、
   前記ベースに設置し、前記灯源ユニットの光エネルギーを取り入れて電気エネルギーに変換すると共に、前記電気エネルギーをＬＥＤ部材に提供することを特徴とするエネルギー変換モジュールを備えた照明器具。
5. 前記の蓋体の内壁面は、第１の壁面、第２の壁面及び前記第１の壁面と前記第３の壁面をそれぞれ接続する第２の壁面を備え、前記エネルギー変換モジュールが何れか前記の壁面上に設置されることを特徴とする請求項１記載のエネルギー変換モジュールを備えた照明器具。
6. 前記エネルギー変換モジュールの幅は、前記蛍光管と同一径またはより小さく形成されていることを特徴とする請求項５記載のエネルギー変換モジュールを備えた照明器具。
7. 前記エネルギー変換モジュールは光電池であって、また、該光電池は、シリコン系太陽電池、薄膜太陽電池または色素増感型太陽電池であることを特徴とする請求項１〜請求項４のいずれか記載のエネルギー変換モジュールを備えた照明器具。
8. 前記色素増感型太陽電池は、第１の電極、第２の電極及び前記第１の電極及び前記第２の電極の間に位置されるナノ層を備え、前記第１の電極が第１の導電ガラス層および白金触媒層を含み、前記第１の導電ガラス層が第１のガラス及び第１の透明導電酸化物を含み、前記白金触媒層を前記第１の透明導電酸化物の表面に付着させ、また、前記第２の電極は、前記第２の導電ガラス層を含み、該第２の導電ガラス層が第２のガラス及び第２の透明導電酸化物を含み、前記ナノ層が光半導体の酸化物、光半導体の酸化物上に付着された複数の染料分子及び電解液を含んでなることを特徴とする請求項７記載のエネルギー変換モ
   ジュールを備えた照明器具。
9. 前記エネルギー変換モジュールは、光電池、電力出力ユニットを備え、前記エネルぎー変換モジュールが光エネルギーを変換して電力を出力することを特徴とする請求項２または請求項３記載のエネルギー変換モジュールを備えた照明器具。
10. 前記電力出力ユニットは昇圧回路を備え、電力を昇圧できることを特徴とする請求項９記載のエネルギー変換モジュールを備えた照明器具。
11. 前記エネルギー変換モジュールは、光電池および電力出力ユニットを備え、前記エネルギー変換モジュールが光エネルギーを変換して電力を出力できることを特徴とする請求項１または請求項４記載のエネルギー変換モジュールを備えた照明器具。
12. 前記の電力は、ＬＥＤユニット、充電台または光源を有する装飾ユニットに出力することを特徴とする請求項１１記載のエネルギー変換モジュールを備えた照明器具。
13. 前記灯源ユニットは、スタンド部と灯源を備え、該灯源が前記スタンド部に電気接続されていることを特徴とする請求項４記載のエネルギー変換モジュールを備えた照明器具。
14. 前記の灯源は電球、蛍光管、ＬＥＤ灯または蛍光灯であることを特徴とする請求項１３記載のエネルギー変換モジュールを備えた照明器具。