專利名稱：照明系統(tǒng)的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明涉及一種照明系統(tǒng)，更特別的涉及到一種能夠通過利用來自光源的熱量產(chǎn)生電力的照明系統(tǒng)。
背景技術(shù)：
這種照明系統(tǒng)例如在日本專利申請(qǐng)公開說明書(kokai)No.2004-312986中公開。所公開的照明系統(tǒng)包括帶有光源的照明單元、能將熱量從光源散發(fā)到板外周的反射板、包括一對(duì)互相面對(duì)面設(shè)置的絕緣體的熱電轉(zhuǎn)換模塊、位于絕緣體面對(duì)的表面上預(yù)定位置處的電極、和端面與電極結(jié)合的熱電元件。在此照明系統(tǒng)中，成對(duì)的絕緣體之一設(shè)置在反射板的外周，通過利用從一個(gè)絕緣體(高溫側(cè)絕緣體)到另一個(gè)絕緣體(低溫側(cè)絕緣體)的熱量傳輸產(chǎn)生電力。前面提到的公開專利中闡釋的照明系統(tǒng)應(yīng)用于放映機(jī)裝置。
在上述公開專利中描述的放映機(jī)裝置中，散熱片連接到低溫側(cè)絕緣體，通過依靠電機(jī)驅(qū)動(dòng)冷卻風(fēng)扇產(chǎn)生的空氣流動(dòng)增加從散熱片到空氣的熱輻射量使低溫側(cè)絕緣體的溫度保持在低的程度，借以保持兩個(gè)絕緣體之間的預(yù)定溫差。
然而，在上述公開專利中描述的放映機(jī)裝置中，消耗電力以驅(qū)動(dòng)冷卻風(fēng)扇。因此，此裝置提出一個(gè)難題，即由熱電轉(zhuǎn)換模塊產(chǎn)生的電力的可用部分降低了，即，這樣產(chǎn)生的電力不能充分有效利用。

發(fā)明內(nèi)容
為了克服這個(gè)難題，本發(fā)明的一個(gè)目的是設(shè)置一個(gè)照明系統(tǒng)，該系統(tǒng)包括具有絕緣體的電熱轉(zhuǎn)換模塊，其中不使用冷卻風(fēng)扇就能保持絕緣體之間預(yù)定溫差。
為了達(dá)到上述目的，本發(fā)明設(shè)置一個(gè)照明系統(tǒng)，該系統(tǒng)包括帶有光源的照明單元；能將熱量從光源散發(fā)到板外周的反射板；帶有一對(duì)互相面對(duì)布置的絕緣體的熱電轉(zhuǎn)換模塊；設(shè)置在絕緣體面對(duì)表面上預(yù)定位置處的電極；端面與電極相結(jié)合的熱電元件，其中成對(duì)絕緣體之一(下文稱作“第一絕緣體”)設(shè)置在反射板外周，利用從第一絕緣體到另一個(gè)絕緣體(下文稱做“第二絕緣體”)的熱量傳輸產(chǎn)生電力。照明系統(tǒng)的特點(diǎn)在于第二絕緣體以熱傳導(dǎo)方式連接，經(jīng)形成放熱路徑的構(gòu)件(下文稱做“放熱路徑構(gòu)件”)，到具有高于空氣的導(dǎo)熱率的熱吸收體。這種情況，熱吸收體更可取為，例如，安裝于建筑物上用于支撐照明單元的金屬支撐件、流動(dòng)的河水、湖水、海水或停車場(chǎng)的濕地或類似物。
在照明系統(tǒng)中，來自光源的熱量通過反射板被傳導(dǎo)到熱電轉(zhuǎn)換模塊；熱量從熱電轉(zhuǎn)換模塊的第一絕緣體(高溫側(cè)絕緣體)通過熱電元件傳導(dǎo)到第二絕緣體(低溫側(cè)絕緣體)；熱量從低溫側(cè)絕緣體通過放熱路徑構(gòu)件傳導(dǎo)到熱吸收體。由于熱吸收體的熱傳導(dǎo)性高于空氣，熱量分配到熱吸收體中沒有堆積在那里，因此熱量總是從放熱路徑構(gòu)件有效地傳導(dǎo)到熱吸收體。從而，即使不使用冷卻風(fēng)扇，第二絕緣體(低溫側(cè)絕緣體)的溫度仍能保持在低水平，能保持兩個(gè)絕緣體之間預(yù)定的溫差。因此，由于不需要冷卻風(fēng)扇來保持兩個(gè)絕緣體間預(yù)定的溫差，由熱電轉(zhuǎn)換模塊產(chǎn)生的電力能被充分有效地利用。
在本發(fā)明中，放熱路徑構(gòu)件可由鋁或鋁合金制成。這種情況下，能夠減少照明系統(tǒng)的重量同時(shí)提高從熱電轉(zhuǎn)換模塊到熱吸收體的熱傳導(dǎo)效率。
在本發(fā)明中，可在第一個(gè)絕緣體和反射板的外周表面之間設(shè)置傳熱元件。這種情況下，熱量能從照明單元的反射板有效地傳導(dǎo)到熱電轉(zhuǎn)換模塊。
在本發(fā)明中，傳熱元件可有一個(gè)大致垂直于豎直方向的水平表面，第一絕緣體可設(shè)置在該水平表面上。這種情況下，依靠熱性能的效應(yīng)(即，熱量通常向上傳送)熱量能夠從反射板通過傳熱元件有效傳導(dǎo)到熱電轉(zhuǎn)換模塊。
在本發(fā)明中，傳熱元件可由鋁或鋁合金制成。這種情況下，能夠減少照明系統(tǒng)的重量同時(shí)提高傳熱元件的熱傳導(dǎo)效率。
在本發(fā)明中，反射板的外周表面的暴露于空氣中的至少一部分可涂覆有隔熱材料；或傳熱元件暴露于空氣中的外表面的至少一部分涂覆有隔熱材料。另外，反射板暴露于空氣的外周表面和傳熱元件暴露于空氣的外表面可涂覆有隔熱材料。這種情況下，例如，涂覆隔熱材料的區(qū)域面積是反射板外周表面和傳熱元件外表面的總面積的50％或更多，優(yōu)選的80％或更多。
這種情況下，由于借助于隔熱材料減少了從反射板外周表面和傳熱元件外表面散發(fā)到空氣中的熱量，流經(jīng)熱電轉(zhuǎn)換模塊的熱量能被提高。因此，能提高熱電轉(zhuǎn)換模塊產(chǎn)生電力的效率。


參照附圖結(jié)合下面對(duì)實(shí)施例的詳細(xì)描述，本發(fā)明的各種目的、特點(diǎn)和隨之而來的優(yōu)點(diǎn)變得更容易理解，其中圖1是根據(jù)本發(fā)明的照明系統(tǒng)的第一實(shí)施例描述的室內(nèi)聚光燈照明系統(tǒng)簡(jiǎn)圖；圖2是圖1所示熱電轉(zhuǎn)換模塊透視圖；圖3是圖1所示熱電轉(zhuǎn)換模塊前視圖；圖4是圖1所示照明系統(tǒng)圖沿線4-4截取的局部剖視圖；圖5是對(duì)應(yīng)于圖4的局部剖視圖，示出第一實(shí)施例的變型；圖6是示出根據(jù)本發(fā)明的照明系統(tǒng)的第二實(shí)施例的室外夜間照明系統(tǒng)簡(jiǎn)圖；圖7示出圖6所示照明單元附著于欄桿的狀態(tài)的局部剖面前視圖。
具體實(shí)施例方式
本發(fā)明的實(shí)施例將在下面參考附圖進(jìn)行描述。圖1示出根據(jù)本發(fā)明的照明系統(tǒng)的第一實(shí)施例的室內(nèi)聚光燈照明系統(tǒng)。室內(nèi)聚光燈照明系統(tǒng)包括照明單元10、傳熱元件21、熱電轉(zhuǎn)換模塊、放熱路徑構(gòu)件和支撐件51。
照明單元10包括反射板11和電燈泡12(光源)。反射板11通常是類圓屋頂狀并由鋁制成。反射板11經(jīng)設(shè)置在板11外周表面的附件13靠支撐件51支撐。反射板11的內(nèi)表面涂覆有反射薄膜(如鋁沉積薄膜)，來自電燈泡12的光被反射薄膜向下反射。
電燈泡12一般位于反射板11內(nèi)部中心，附著在反射板11中心背面的插座14上使得電能夠供給電燈泡12。附件13例如由具有低熱導(dǎo)性的陶瓷制成，設(shè)置在反射板11和支撐件51之間以便預(yù)定的張緊力施于附件13上。
由鋁塊形成的傳熱元件21，具有大致垂直于豎直方向的水平頂面，和沿反射板11外周表面形成(curb)的底面。傳熱元件21的底面固定于反射板11上這樣傳熱元件2 1和板11成為一個(gè)單元。暴露于空氣中的傳熱元件21的外表面和反射板11的外周表面涂覆有隔熱材料22。
隔熱材料22例如是一種涂覆材料，其能夠形成呈現(xiàn)出低導(dǎo)熱率的陶瓷涂覆薄膜。隔熱材料22施加于反射板11和傳熱元件21上使得用該材料22涂覆的區(qū)域面積大約是反射板11暴露于空氣的外周表面和傳熱元件件21暴露于空氣的外表面(除頂面)的總面積的80％。用隔熱材料涂覆的區(qū)域面積越大，從反射板11和傳熱元件21散發(fā)到空氣的熱量越小。然而，這樣的熱累積可能對(duì)燈泡的耐久性有負(fù)面影響。因此，確定如上所述的涂覆面積，這樣抑制熱量散發(fā)到空氣中并保持電燈泡的耐用性。
如圖2和3所示，熱電轉(zhuǎn)換模塊30包括下襯底31A、上襯底31B、下部電極32A、上部電極32B和熱電元件33，下襯底31A和上襯底31B是一對(duì)絕緣體。下襯底31A和上襯底31B由鋁形成預(yù)定長(zhǎng)方形形狀。下襯底31A的底面固定于傳熱元件21的頂面，上襯底31B被固定于放熱路徑構(gòu)件41的底面(見圖1)。利用施于附件13的張緊力，熱電轉(zhuǎn)換模塊30被固定使得在下襯底31A的底面和傳熱元件21的頂面之間、上襯底31B的頂面和放熱路徑構(gòu)件41的底面之間沒有縫隙形成。
每個(gè)下部電極32A和上部電極32B都具有兩個(gè)熱電元件33的端面能被連接上去的尺寸。下部電極32A在預(yù)定位置附著于下襯底31A的頂面，上部電極在預(yù)定位置附著于上襯底31B的底面。下部電極32A和上部電極32B以交錯(cuò)的方式設(shè)置成它們互相移開的距離大致等于在下襯底31A和上襯底31B的縱向方向(即，如圖2所示前后方向)一個(gè)熱電元件的尺寸。導(dǎo)線34A和34B附著在設(shè)置于下襯底31A的兩個(gè)角中的下部電極32A上以便電極能夠與外部設(shè)備或類似物實(shí)現(xiàn)電連接。
熱電元件33，呈長(zhǎng)方體狀，例如由鉍-碲合金制成的P型和N型元件形成。如圖2所示P型和N型熱電元件33交替設(shè)置在左右和前后方向。元件33的底面固定于下部電極32A的頂面，元件33的頂面固定于上部電極32B的底面。所有的熱電元件33經(jīng)下部電極32A和上部電極32B按順序排列在下襯底31A和上襯底31B之間。
如圖4所示，由鋁制成的放熱路徑構(gòu)件41具有大致L狀垂直剖面，設(shè)置在傳熱元件21和支撐件51之間。放熱路徑構(gòu)件41包括在水平方向伸出的襯底接合部分41a、在垂直方向從襯底接合部分41a的一端向上伸出的連接部分41b和在水平方向從連接部分41b的上端伸出的支撐件接合部分41c。
襯底接合部分41a的底面固定于熱電轉(zhuǎn)換模塊30的上襯底31B。襯底接合部分41a形成為其底面具有稍微大于上襯底31B的頂面的面積。連接部分41b的尺寸至少具有預(yù)定的橫剖面面積使得其熱阻減少到預(yù)定的水平或更少。支撐件接合部分41c具有螺栓42能在垂直方向插入的通孔41c1。
如圖4中粗實(shí)線示出的，散熱油脂43施加于支撐件接合部分41c和支撐件51之間的接合面和連接部分41b和支撐件51之間的接合面以便這些接合面不形成縫隙。顯示出高熱耐久性和高熱傳導(dǎo)性的散熱油脂43例如由硅制成。散熱油脂43起到減小從放熱路徑構(gòu)件41到支撐件51的熱阻提高其熱傳導(dǎo)的作用。
支撐照明單元10的支撐件51(熱吸收體)由鐵桿制成，安裝于建筑物上(未示出)。支撐件51具有顛倒的T形橫截面，以獲得預(yù)定表面積，支撐件51的階梯部分51a具有在垂直方向穿透的螺紋孔51b。當(dāng)螺栓42旋進(jìn)螺紋孔51b時(shí)，隨著支撐件接合部分41c與階梯部分51a接合，放熱路徑構(gòu)件41與支撐件51成為一個(gè)單元。
在根據(jù)第一實(shí)施例具有上述特征的室內(nèi)聚光燈照明系統(tǒng)中，來自于照明單元10的電燈泡12的熱量通過反射板11傳導(dǎo)到熱電轉(zhuǎn)換模塊30。隨后，熱量通過熱電轉(zhuǎn)換模塊的下襯底31A(在高溫側(cè))、下部電極32A、熱電元件33和上面電極32B傳導(dǎo)到上襯底31B(在低溫側(cè))，然后熱量通過放熱路徑構(gòu)件41傳導(dǎo)到支撐件51。
構(gòu)成支撐件51的鐵具有在室溫(300K)下大約80.3W/(m.K)的導(dǎo)熱率，與空氣的導(dǎo)熱率(即，大約0.026W/(m.K))相比相當(dāng)高。因此，熱量分配在支撐件51里沒有聚集在那里，通過支撐件51的外表面和建筑物的外表面散發(fā)，從而熱量總是從放熱路徑構(gòu)件41有效地傳導(dǎo)到支撐件51。
利用這種結(jié)構(gòu)，即使不使用冷卻風(fēng)扇，熱轉(zhuǎn)換模塊30的上襯底31B的溫度仍能保持在低水平，能保持襯底31A和31B之間的預(yù)定溫差。因此，由于不需要冷卻風(fēng)扇來保持層31A和31B之間的預(yù)定溫差，由熱轉(zhuǎn)換模塊30產(chǎn)生的電力能被充分有效的利用。不需要在天花板安裝冷卻風(fēng)扇或類似裝置的這種結(jié)構(gòu)，由于不需要這種設(shè)備也有利于維護(hù)。
在第一實(shí)施例中，放熱路徑構(gòu)件41由鋁制成。由于鋁具有與空氣相比相當(dāng)高的大約236W/(m.K)的導(dǎo)熱率，放熱路徑構(gòu)件41能將熱量從上襯底31B有效地傳導(dǎo)到支撐件51。另外，能減少放熱路徑構(gòu)件41的重量，因此能減少照明系統(tǒng)的總重量。
在第一實(shí)施例中，傳熱元件21的頂面是大致垂直于垂直方向的水平表面，頂面幾乎與熱轉(zhuǎn)換模塊30的下襯底31A緊密接觸。因此，依靠熱性能效應(yīng)(即，熱通常向上傳送)，熱量能從傳熱元件21有效傳導(dǎo)到熱轉(zhuǎn)換模塊30的下襯底31A。
在第一實(shí)施例中，傳熱元件21由鋁制成。因此，傳熱元件21能將熱量從反射板11有效傳導(dǎo)到熱轉(zhuǎn)換模塊30的下襯底31A。另外，能減少傳熱元件21的重量，因此能減少照明系統(tǒng)的總重量。
在第一實(shí)施例中，暴露于空氣中的傳熱元件21的外表面和反射板11的外周表面用絕緣材料22涂覆，隔熱材料22施加于反射板11和傳熱元件21以便用隔熱材料22涂覆的區(qū)域面積大約是暴露于空氣中的傳熱元件21的外表面(除頂面)和暴露于空氣中反射板11的外周表面總面積的80％。因此，減少了通過反射板11的外周表面和傳熱元件21的外表面散發(fā)到空氣中熱量值，增加了通過熱轉(zhuǎn)換模塊30的熱量值，能夠提高熱轉(zhuǎn)換模塊30產(chǎn)生電力的效率。
在第一實(shí)施例中，如圖4所示，放熱路徑構(gòu)件41的支撐件接合部分41c形成為能與支撐件51的階梯部分接合的形狀。但是，例如，如圖5所示，放熱路徑構(gòu)件41的支撐件接合部分41c可制成這樣的形狀，即，它在支撐件51頂端之上延伸，不僅在一側(cè)上與階梯部分51a接合而且在另一側(cè)與另一階梯部分51c接合。在改進(jìn)的第一實(shí)施例中，除了放熱路徑構(gòu)件41外，其他元件與上述在第一實(shí)施例中類似。因此，和在第一實(shí)施例中所用的元件相同的元件，或與在第一實(shí)施例中的元件具有共同功能的元件用相同的附圖標(biāo)記標(biāo)識(shí)，省略其重復(fù)說明。
根據(jù)這個(gè)改進(jìn)，由于支撐件51和放熱路徑構(gòu)件41的支撐件接合部分41c的接合面積增加了，和第一實(shí)施例的情況比較，熱量更有效地從放熱路徑構(gòu)件41傳導(dǎo)到支撐件51，因此能容易的保持襯底31A和31B之間預(yù)定溫差。
在第一實(shí)施例和其改進(jìn)的實(shí)施例中(下文可稱作“第一實(shí)施例，等)，本發(fā)明的照明系統(tǒng)用于室內(nèi)聚光燈照明系統(tǒng)。但是，本發(fā)明不限于此，并且，例如，如圖6和7所示，本發(fā)明的照明系統(tǒng)可用于室外夜間照明系統(tǒng)(第二實(shí)施例)。第二實(shí)施例將重點(diǎn)描述不同于第一實(shí)施例中所用的元件。因此，與第一實(shí)施例中所用的相同的元件等，或與第一實(shí)施例中所用的具有相同功能的元件等用相同的附圖標(biāo)記表示，省略重復(fù)說明。
室外夜間照明系統(tǒng)包括經(jīng)附件113安裝于軌道161上的照明單元10。照明單元10包括反射板11，該反射板經(jīng)傳熱元件21、熱電轉(zhuǎn)換模塊30和放熱路徑構(gòu)件141與流動(dòng)的河水151接觸。附件113包括螺母113a、支架113b和螺栓113c。支架113b例如由具有低導(dǎo)熱率的陶瓷材料制成以便當(dāng)照明單元10的反射板11經(jīng)支架113b安裝于軌道161時(shí)熱量不易從反射板11轉(zhuǎn)移到軌道161。
放熱路徑構(gòu)件141由大致L狀鋁桿制成。放熱路徑構(gòu)件141包括在水平方向延伸的襯底接合部分141a、從襯底接合部分141a的一端在垂直方向向下延伸的連接部分141b。連接部分141b的下端部分用作與流動(dòng)的河水151(熱吸收體)接觸的水接觸部分141d。連接部分141b具有這樣的尺寸，即，它至少具有預(yù)定的橫剖面積(例如，具有尺寸30mm×30mm的正方形橫剖面)以將電阻減少到預(yù)定水平或更低。
在具有上述特征的根據(jù)第二實(shí)施例的夜間照明系統(tǒng)中，從照明單元10的反射板傳導(dǎo)到熱電轉(zhuǎn)換模塊30的熱量通過放熱路徑構(gòu)件141傳送到流動(dòng)的河水151。
水具有大約0.6W/m.K的導(dǎo)熱率，通常，河水的溫度低于空氣的溫度。因此，熱量被分散在流動(dòng)的河水151中沒有聚集在那里，因此熱量總是從放熱路徑構(gòu)件141有效的傳導(dǎo)到流動(dòng)的河水151中。利用這種結(jié)構(gòu)，類似于第一實(shí)施例的情況，即使不使用冷卻風(fēng)扇，仍能保持熱電轉(zhuǎn)換模塊30的襯底31A和31B之間預(yù)定溫差，熱電轉(zhuǎn)換模塊30產(chǎn)生的電力能被充分有效的利用。
在第二實(shí)施例中，與第一實(shí)施例的情況類似，能減少放熱路徑構(gòu)件141的重量，因此能減少照明系統(tǒng)的總重量。另外，由于用隔熱材料22涂覆傳熱元件21暴露于空氣的外表面和反射板11暴露于空氣中的外周表面，能提高熱電轉(zhuǎn)換模塊30產(chǎn)生電力的效率。
示例上述實(shí)施例的具體示例將在下面描述。在每個(gè)示例中，產(chǎn)生的電力被測(cè)量。
示例1在示例1中，本發(fā)明用于商店內(nèi)聚光燈照明系統(tǒng)。在示例1中，照明單元10的電燈泡12是180W白熾燈。熱電轉(zhuǎn)換模塊30的尺寸確定為35mm×35mm×3.5mm，使用190對(duì)秘-碲合金制成的P型和N型熱電元件33。傳熱元件21頂面面積確定為14cm2，傳熱元件21的體積確定為30cm3。用陶瓷涂覆薄膜(即，隔熱材料22)涂覆反射板11暴露于空氣中的外周表面和傳熱元件21暴露于空氣的外表面(除了頂面)，以使得用材料22涂覆的區(qū)域面積占這些外表面總面積的80％。當(dāng)下襯底31A(高溫側(cè))的溫度是130℃時(shí)，上襯底31B(低溫側(cè))的溫度是45℃；即，當(dāng)襯底31A和31B之間溫差是攝氏85度時(shí)，產(chǎn)生4.4W的電力。這樣產(chǎn)生的電力被充入蓄電池，用作商店里間歇使用的其它照明裝備的電力。
示例2在示例2中，與示例1的情況類似，本發(fā)明用于商店內(nèi)聚光燈裝置。示例2中，照明單元10的電燈泡12是150W白熾燈。熱電轉(zhuǎn)換模塊30的尺寸確定為28mm×28mm×3mm，使用127對(duì)秘-碲合金制成的P型和N型熱電元件33。傳熱元件21頂面面積確定為10.5cm2，傳熱元件21的體積確定為21cm3。用陶瓷涂覆薄膜(例如，隔熱材料22)涂覆反射板11暴露于空氣中的外周表面和傳熱元件21暴露于空氣的外表面(除了頂面)，以使用材料22涂覆的區(qū)域面積占這些外表面總面積的80％。當(dāng)下襯底31A(高溫側(cè))的溫度是120℃時(shí)，上襯底31B(低溫側(cè))的溫度是40℃；即，當(dāng)襯底31A和31B之間溫差是攝氏80度時(shí)，產(chǎn)生3.8W的電力。這樣產(chǎn)生的電力被充入蓄電池，用作驅(qū)動(dòng)用于廣告的電驅(qū)動(dòng)小風(fēng)扇的驅(qū)動(dòng)電機(jī)的電力。
示例3在示例3中，本發(fā)明用于設(shè)置在跨越河流的橋欄桿上的夜間照明裝置。示例3中，照明單元10的電燈泡12是200W白熾燈。熱電轉(zhuǎn)換模塊30的尺寸確定為40mm×40mm×3.3mm，使用98對(duì)秘-碲合金制成的P型和N型熱電元件33。傳熱元件21頂面面積確定為18cm2，傳熱元件21的體積確定為36cm3。用陶瓷涂覆薄膜(例如，隔熱材料22)涂覆反射板11暴露于空氣中的外周表面和傳熱元件21暴露于空氣的外表面(除了頂面)，以使用材料22涂覆的區(qū)域面積占這些外表面總面積的60％。當(dāng)下襯底31A(高溫側(cè))的溫度是110℃時(shí)，上襯底31B(低溫側(cè))的溫度是20℃；即，當(dāng)襯底31A和31B之間溫差是攝氏90度時(shí)，產(chǎn)生5.2W的電力。設(shè)置十套這樣的照明裝置，這樣產(chǎn)生的電力被充入蓄電池。白天電力用于驅(qū)動(dòng)音樂播放器，或者用作另一種類型照明裝置的電力。
在示例3中，熱電轉(zhuǎn)換模塊30的下襯底31A(高溫側(cè))隨著改變用隔熱材料22涂覆的區(qū)域面積來測(cè)量。表1示出結(jié)果。
表1

在此所用的，措辭“隔熱材料涂覆面積率”指用隔熱材料涂覆的區(qū)域面積與反射板11暴露于空氣中的外周表面和傳熱元件21暴露于空氣的外表面(除了頂面)的總面積的比率。如表1所示，當(dāng)隔熱材料涂覆面積率是50％或更多時(shí)，在層31A和31B之間獲得想得到的溫差。
在上述實(shí)施例中，用隔熱材料涂覆的區(qū)域面積與反射板11暴露于空氣中的外周表面和傳熱元件21暴露于空氣的外表面(除了頂面)的總面積的比率，即，隔熱材料涂覆面積率，確定為80％。于是，從表1可見，隔熱材料涂覆面積率可適當(dāng)改變使其落入大于50％小于80％范圍內(nèi)。在電燈泡的耐用性被保持良好的同時(shí)，隔熱材料涂覆面積率可適當(dāng)改變，使其落入大于80％且小于100％范圍內(nèi)。
在上述實(shí)施例中，所用隔熱材料22是具有低導(dǎo)熱率的含陶瓷涂覆材料。但是，隔熱材料22不必局限于這樣的涂覆材料，可以是如玻璃光纖、氈制品或泡沫塑料的隔熱材料。
在上述實(shí)施例中，傳熱元件21或放熱路徑構(gòu)件41或141由鋁制成。但是，這種元件不必由鋁制成，例如可由金屬如鋁合金或銅制成。
在上述實(shí)施例中，照明系統(tǒng)使用一個(gè)傳熱元件21、一個(gè)熱電轉(zhuǎn)換模塊30和一個(gè)放熱路徑構(gòu)件41或141。但是，照明系統(tǒng)可使用多套，每套都包括傳熱元件、熱電轉(zhuǎn)換模塊和放熱路徑構(gòu)件。
在第一實(shí)施例中，附件13由陶瓷制成，在第二實(shí)施例中，附件113通過使用陶瓷支架113b而形成。但是，附件13或113可由不同的材料形成，只要熱量不易從反射板11通過附件13或113傳導(dǎo)即可。
在第二實(shí)施例中，傳熱元件21的頂面是大致垂直于垂直方向的水平表面，且頂面幾乎與熱電轉(zhuǎn)換模塊30的下襯底31A緊密接觸。但是，傳熱元件可被形成為具有大致垂直于垂直方向的水平底面，可設(shè)置熱電轉(zhuǎn)換模塊以使模塊的上襯底幾乎緊密接觸傳熱元件的底面。這種情況，產(chǎn)生相反極性的電壓。
本發(fā)明的照明系統(tǒng)不限于上述實(shí)施例，可用于，例如，安裝在海濱、湖岸、公園等的照明裝置，或汽車、摩托車的車燈或類似的地方。
權(quán)利要求
1.一種照明系統(tǒng)，包括照明單元，該照明單元包括光源和反射板，所述反射板能夠?qū)碜怨庠吹臒崃枯椛涞剿龇瓷浒宓耐庵?；熱電轉(zhuǎn)換模塊，所述熱電轉(zhuǎn)換模塊包括一對(duì)設(shè)置成彼此面對(duì)的絕緣體、設(shè)置于所述絕緣體的面對(duì)表面上預(yù)定位置處的電極、以及熱電元件，該熱電元件的端面結(jié)合到所述電極上，其中，所述一對(duì)絕緣體中的第一絕緣體設(shè)置在所述反射板的外周上；以及放熱路徑構(gòu)件，所述一對(duì)絕緣體中的第二絕緣體通過該放熱路徑構(gòu)件以可導(dǎo)熱方式連接到熱吸收體上，該熱吸收體的導(dǎo)熱率高于空氣的導(dǎo)熱率，其中利用從所述第一絕緣體向所述第二絕緣體傳遞的熱量產(chǎn)生電能。
2.如權(quán)利要求1所述的照明系統(tǒng)，其中，所述熱吸收體是安裝在建筑物中用來支撐所述照明單元的金屬支撐元件。
3.如權(quán)利要求1所述的照明系統(tǒng)，其中，所述熱吸收體是流動(dòng)的河水、湖水或海水。
4.如權(quán)利要求1所述的照明系統(tǒng)，其中，所述放熱路徑構(gòu)件由鋁或鋁合金制成。
5.如權(quán)利要求1所述的照明系統(tǒng)，其中，在所述第一絕緣體和所述反射板的外周表面之間設(shè)置傳熱元件。
6.如權(quán)利要求5所述的照明系統(tǒng)，其中，所述傳熱元件具有大致垂直于豎直方向的水平表面，而所述第一絕緣體設(shè)置在所述水平表面上。
7.如權(quán)利要求5所述的照明系統(tǒng)，其中，所述傳熱元件由鋁或鋁合金制成。
8.如權(quán)利要求1所述的照明系統(tǒng)，其中，所述反射板的暴露于空氣的外周表面的至少一部分被涂覆有隔熱材料。
9.如權(quán)利要求5所述的照明系統(tǒng)，其中，所述傳熱元件的暴露于空氣的外表面的至少一部分被涂覆有隔熱材料。
10.如權(quán)利要求5所述的照明系統(tǒng)，其中，所述反射板的暴露于空氣的外周表面和所述傳熱元件的暴露于空氣的外表面被涂覆有隔熱材料。
11.如權(quán)利要求8所述的照明系統(tǒng)，其中，被涂覆有隔熱材料的區(qū)域的面積為所述反射板的外周表面和所述傳熱元件的外表面的總面積的50％或更大，優(yōu)選的為80％或更大。
12.如權(quán)利要求9所述的照明系統(tǒng)，其中，被涂覆有隔熱材料的區(qū)域的面積為所述反射板的外周表面和所述傳熱元件的外表面的總面積的50％或更大，優(yōu)選的為80％或更大。
13.如權(quán)利要求10所述的照明系統(tǒng)，其中，被涂覆有隔熱材料的區(qū)域的面積為所述反射板的外周表面和所述傳熱元件的外表面的總面積的50％或更大，優(yōu)選的為80％或更大。
全文摘要
本發(fā)明公開了一種包括照明單元和熱電轉(zhuǎn)換模塊的照明系統(tǒng)。照明單元包括光源和將熱量從光源散發(fā)到板外周的反射板。熱電轉(zhuǎn)換模塊包括下襯底和上襯底，下部和上部電極設(shè)置在下襯底和上襯底的面對(duì)表面上，熱電元件布置在下部和上部電極之間。熱電轉(zhuǎn)換模塊的下襯底經(jīng)傳熱元件安裝到反射板上。熱電轉(zhuǎn)換模塊的上襯底經(jīng)放熱路徑構(gòu)件連接到具有高于空氣的導(dǎo)熱率的支撐件上。
文檔編號(hào)H01L35/28GK101089458SQ20071011183
公開日2007年12月19日 申請(qǐng)日期2007年6月15日 優(yōu)先權(quán)日2006年6月15日
發(fā)明者堀尾裕磨 申請(qǐng)人:雅馬哈株式會(huì)社