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-Beleu chtung)。
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