自主型調(diào)光系統(tǒng)的制作方法
【專利摘要】一種自主型調(diào)光系統(tǒng)，具有：主體部(5)，其由相對且隔開距離配置的一對透明基材(2)、及保持所述一對透明基材的同時與所述一對透明基材一起形成空隙(12)的框體構(gòu)成；調(diào)光部(6)，其配設(shè)于所述空隙內(nèi)，并具備通過氫化、脫氫化使光學(xué)特性可逆地變化的調(diào)光元件(6a)；發(fā)電裝置(10)，其配設(shè)于所述主體部；吸入排出氫氣部(9)，在由所述發(fā)電裝置生成的電力的供給時，通過電解生成氫，并供給到所述空隙內(nèi)，在由所述發(fā)電裝置生成的電力的非供給時，使用所述空隙內(nèi)的所述氫進(jìn)行發(fā)電；控制單元(32)，其控制由所述發(fā)電裝置生成的電力向所述吸入排出氫氣部的供給及非供給。
【專利說明】
自主型調(diào)光系統(tǒng)
技術(shù)領(lǐng)域
[0001]本發(fā)明涉及具備氣致變色(gasochromic)調(diào)光部件的自主型調(diào)光系統(tǒng)(self-dimming system)0
【背景技術(shù)】
[0002]在通常的建筑物中，大多是窗戶部分的熱量出入。具體而言，在夏天使用冷氣的情況下，由于熱量從室外進(jìn)入室內(nèi)，從而室內(nèi)的溫度上升，在冬天使用暖氣的情況下，由于從室內(nèi)向室外散發(fā)熱量，從而室內(nèi)的溫度下降。即，經(jīng)由建筑物的窗戶會損失大量的能量，招致冷暖氣效率下降。
[0003]另外，因?yàn)樵诮ㄖ锏拇皯糁型腹猓阅軌驈慕ㄖ飪?nèi)部看到建筑物外部、或從建筑物外部看到建筑物內(nèi)部。在此，對于通常的建筑物內(nèi)的浴室的窗戶，由于希望防止從建筑物外部看到在浴室使用中，所以設(shè)有稱為百葉窗的遮擋用的丙烯板等。但是，因?yàn)樵诓皇褂迷∈业那闆r等時，優(yōu)選使光經(jīng)由窗戶入射，所以需要根據(jù)浴室的使用狀態(tài)，調(diào)節(jié)百葉窗的開口量而變更光的透過量。
[0004]從能夠消除如上所述的窗戶的問題之類的觀點(diǎn)出發(fā)，目前正在進(jìn)行調(diào)光玻璃的研究及開發(fā)。作為調(diào)光玻璃，具有根據(jù)電流、電壓的供給量使透過率發(fā)生變化的調(diào)光玻璃、通過溫度使透過率發(fā)生變化的調(diào)光玻璃、通過周圍環(huán)境氣體的控制使透過率發(fā)生變化調(diào)光玻璃。在這些種類中，通過周圍環(huán)境氣體的控制使透過率發(fā)生變化的調(diào)光玻璃從構(gòu)造的簡化及成本降低的觀點(diǎn)出發(fā)特別備受注目。
[0005]例如，作為通過周圍環(huán)境氣體的控制使透過率發(fā)生變化的調(diào)光玻璃，專利文獻(xiàn)I公開有能夠形成為無色透明的反射型調(diào)光薄膜材料。以專利文獻(xiàn)I為代表的調(diào)光玻璃也稱為氣致變色玻璃，向該玻璃的內(nèi)部導(dǎo)入氫(氫化)，進(jìn)而通過排出等使所導(dǎo)入的氫的量減少(脫氫化)，通過調(diào)節(jié)這種玻璃內(nèi)部的氫量，來控制透過率。
[0006]現(xiàn)有技術(shù)文獻(xiàn)
[0007]專利文獻(xiàn)
[0008]專利文獻(xiàn)I:(日本)特開2008 — 20586號公報(bào)發(fā)明概要
[0009]發(fā)明所要解決的課題
[0010]但是，在如上所述的氣致變色玻璃中，需要:向該玻璃的內(nèi)部導(dǎo)入氫等周圍環(huán)境氣體的栗等裝置、將所導(dǎo)入的氫排出的栗等裝置、填充有氫等周圍環(huán)境氣體的儲氣瓶等，作為調(diào)光玻璃發(fā)揮功能時的系統(tǒng)會大型化，且成本也會增加。另外，也需要用于驅(qū)動該栗等裝置的電源，更加難以實(shí)現(xiàn)系統(tǒng)的小型化及成本降低。

【發(fā)明內(nèi)容】

[0011]
[0012]本發(fā)明是鑒于這種課題而創(chuàng)立的，其目的在于，提供一種自主型調(diào)光系統(tǒng)，其不需要來自外部的電源供給，就能夠?qū)崿F(xiàn)小型化及成本降低。
[0013]用于解決課題的方案
[0014]為了實(shí)現(xiàn)上述目的，本發(fā)明的自主型調(diào)光系統(tǒng)具有:主體部，其由相對且隔開距離配置的一對透明基材、及保持所述一對透明基材的同時與所述一對透明基材一起形成空隙的框體構(gòu)成；調(diào)光部，其配設(shè)于所述空隙內(nèi)，并具備通過氫化、脫氫化使光學(xué)特性可逆地變化的調(diào)光元件;發(fā)電裝置，其配設(shè)于所述主體部;吸入排出氫氣部，其在由所述發(fā)電裝置生成的電力的供給時，通過電解生成氫，并將所述氫供給到所述空隙內(nèi)，在由所述發(fā)電裝置生成的電力的非供給時，使用所述空隙內(nèi)的所述氫進(jìn)行發(fā)電;控制單元，其控制由所述發(fā)電裝置生成的電力向所述吸入排出氫氣部的供給及非供給。
[0015]發(fā)明效果
[0016]在本發(fā)明的自主型調(diào)光系統(tǒng)中，通過在系統(tǒng)內(nèi)部高效地生成及蓄積電力，不需要來自外部的電源供給，就能夠進(jìn)一步實(shí)現(xiàn)系統(tǒng)自身的小型化及成本降低。
【附圖說明】
[0017]圖1是表示實(shí)施例的自主型調(diào)光系統(tǒng)的整體結(jié)構(gòu)的概略的立體圖；
[0018]圖2是沿著圖1的線II一II的自主型調(diào)光系統(tǒng)的剖面圖；
[0019]圖3是沿著圖1的線III一III的自主型調(diào)光系統(tǒng)的剖面圖；
[0020]圖4是圖3的熱電轉(zhuǎn)換模塊的放大剖面圖；
[0021 ]圖5是沿著圖1的線V—V的自主型調(diào)光系統(tǒng)的剖面圖；
[0022]圖6是實(shí)施例的自主型調(diào)光系統(tǒng)的塊圖；
[0023]圖7是用于對本實(shí)施例的自主型調(diào)光系統(tǒng)的電力、氫、及熱量的流動進(jìn)行說明的塊圖；
[0024]圖8是用于對本實(shí)施例的自主型調(diào)光系統(tǒng)的電力、氫、及熱量的流動進(jìn)行說明的塊圖。
【具體實(shí)施方式】
[0025]下面，參照附圖并基于實(shí)施例對本發(fā)明的實(shí)施方式進(jìn)行詳細(xì)說明。此外，本發(fā)明不局限于以下說明的內(nèi)容，在不變更其要旨的范圍內(nèi)，可任意變更地實(shí)施。另外，實(shí)施例的說明所使用的附圖都是示意地表示本發(fā)明的自主型調(diào)光系統(tǒng)及其構(gòu)成部件的圖，為了加深理解，進(jìn)行了局部的加強(qiáng)、放大、縮小、或省略等，有時并未正確地表示各構(gòu)成部件的縮小尺寸或形狀等。進(jìn)而，實(shí)施例使用的各種數(shù)值都只是一個例子，可根據(jù)需要進(jìn)行各種變更。
[0026](實(shí)施例)
[0027](自主型調(diào)光系統(tǒng)的構(gòu)造)
[0028]首先，參照圖1?圖5對本發(fā)明實(shí)施例的自主型調(diào)光系統(tǒng)I的結(jié)構(gòu)進(jìn)行說明。圖1是表示實(shí)施例的自主型調(diào)光系統(tǒng)I的整體結(jié)構(gòu)的概略的立體圖。圖2是沿著圖1的線II一II的自主型調(diào)光系統(tǒng)I的剖面圖。圖3是沿著圖1的線III一III的自主型調(diào)光系統(tǒng)I的剖面圖。圖4是圖3的熱電轉(zhuǎn)換模塊的放大剖面圖。圖5是沿著圖1的線V — V的自主型調(diào)光系統(tǒng)I的剖面圖。
[0029]由圖1及圖2可知，本實(shí)施例的自主型調(diào)光系統(tǒng)I具有由具備透光性的透明基材2及固定透明基材2的框體3構(gòu)成的主體部5，且具有在該主體部5的內(nèi)部配設(shè)有調(diào)光部6及加熱部7的構(gòu)造。另外，如圖2所示，自主型調(diào)光系統(tǒng)I具備經(jīng)由配管8與主體部5連接的電動除濕器(吸入排出氫氣部)9。進(jìn)而，如圖3所示，自主型調(diào)光系統(tǒng)I在構(gòu)成主體部5的框體3的內(nèi)部具有作為發(fā)電裝置發(fā)揮功能的熱電轉(zhuǎn)換模塊10。下面，進(jìn)行各種構(gòu)成部件的詳細(xì)說明。
[0030](透明基材)
[0031]如圖2所示，透明基材2由相互相對且隔開距離配置的第一透明基材2a和第二透明基材2b構(gòu)成。在本實(shí)施例中，第一透明基材2a及第二透明基材2b為平板狀，并具備相同尺寸。另外，第一透明基材2a及第二透明基材2b由能夠使可見光透過的材料構(gòu)成。進(jìn)而，本實(shí)施例的自主型調(diào)光系統(tǒng)I因?yàn)榧傧胗糜谕ǔＷ≌拇皯?，所以作為透明基?，優(yōu)選使用比較牢固且不因外力而損壞等的部件。例如，作為透明基材2，優(yōu)選使用相對于可見光具備比較高的透過率的玻璃或塑料等部件。作為塑料，例如可使用:丙烯、聚碳酸酯、聚對苯二甲酸乙二醇酯(PET: Po lyethyl ene terephthalate )、及聚萘二甲酸乙二醇酯(PEN:polyethylene naphthalate)等部件。
[0032]此外，第一透明基材2a及第二透明基材2b的形狀不局限于如上所述的平板狀。例如，也可以使第一透明基材2a及第二透明基材2b彎曲，而形成具有所希望的曲率的透明基材2。另外，也可以根據(jù)設(shè)置本實(shí)施例的自主型調(diào)光系統(tǒng)I的場所，將第一透明基材2a及第二透明基材2b的平面形狀設(shè)為正方形或長方形以外的形狀。例如，也可以將第一透明基材2a及第二透明基材2b的形狀制成圓盤狀。
[0033]如圖1及圖2所示，在第二透明基材2b上設(shè)有貫通孔11。在該貫通孔11內(nèi)嵌插有配管8。通過在第二透明基材2b的貫通孔11內(nèi)嵌插有配管8，能夠在第一透明基材2a和第二透明基材2b之間的空隙12內(nèi)，經(jīng)由配管8進(jìn)行氫氣的吸入、排出。此外，用于嵌插配管8的貫通孔11不局限于形成在第二透明基材2b，例如也可以形成在第一透明基材2a或框體3。另外，當(dāng)本實(shí)施例的自主型調(diào)光系統(tǒng)I設(shè)置于所希望的場所而使用時，優(yōu)選以不會因?yàn)榭吹脚涔?而有損自主型調(diào)光系統(tǒng)I的設(shè)計(jì)性的方式確定貫通孔11的設(shè)置場所。
[0034](框體)
[0035]框體3以第一透明基材2a和第二透明基材2b相對且隔開距離的方式保持第一透明基材2a和第二透明基材2b。透明基材2和框體3的固定方法既可以將透明基材2嵌入到框體3的槽內(nèi)等，也可以使用螺釘或粘接劑等接合部件將透明基材2接合于框體3。另外，框體3與一對透明基材2即第一透明基材2a及第二透明基材2b—起形成空隙12。
[0036]作為框體3的材料，從牢固地保持透明基材2及不會出現(xiàn)因?yàn)橥饬Φ挠绊懺斐傻膿p壞等觀點(diǎn)出發(fā)，優(yōu)選比較牢固的部件。另外，由于根據(jù)透明基材2的形狀也需要使框體3的形狀變形，所以也優(yōu)選能夠容易實(shí)施加工的材料。例如，作為框體3，可使用鋁等金屬或樹脂。
[0037]在此，框體3優(yōu)選將第一透明基材2a和第二透明基材2b之間完全密閉，不使導(dǎo)入到空隙12內(nèi)的氫泄漏出，但如果能夠充分進(jìn)行調(diào)光部6的氫化，則也可以不將第一透明基材2a和第二透明基材2b之間完全密閉。即，優(yōu)選由透明基材2和框體3形成完全密閉的空隙12，但如果從空隙12泄漏出的氫的量相對于氫的供給量而充分少，則也可以在透明基材2和框體3之間產(chǎn)生間隙。
[0038](調(diào)光部)
[0039]如圖2所示，調(diào)光部6由通過氫化、脫氫化而使其光學(xué)特性可逆地變化的調(diào)光元件6a、及促進(jìn)調(diào)光元件6a的氫化、脫氫化反應(yīng)的催化劑層6b構(gòu)成。通過這種結(jié)構(gòu)，調(diào)光部6能夠通過氫氣相對于空隙12的吸入及排出，使相對于可見光的透過率高效地發(fā)生變化。作為更具體的結(jié)構(gòu)，在第一透明基材2a的表面且與第二透明基材2b相對的表面上形成有調(diào)光元件6a。另外，在調(diào)光元件6a的表面上(S卩，與第二透明基材2b相對的表面)層疊有催化劑層6b。在此，催化劑層6b和第二透明基材2b優(yōu)選完全分離，但如果能夠使氫擴(kuò)散在催化劑層6b和第二透明基材2b之間，則催化劑層6b和第二透明基材2b也可以部分地接觸。
[0040]作為調(diào)光元件6a的材料，可使用反射型調(diào)光體及吸收型調(diào)光體這兩種材料中的任一種。作為反射型調(diào)光體的調(diào)光元件6a，例如可使用鎂合金薄膜。特別是從耐久性的觀點(diǎn)出發(fā)，可優(yōu)選使用鎂鎳合金薄膜、或鎂釔合金薄膜等鎂和過渡金屬的合金薄膜。作為吸收型調(diào)光體的調(diào)光元件6a，可使用含有選自氧化鎢、氧化鉬、氧化鉻、氧化鈷、氧化鎳、氧化鈦中的一種以上的材料的過渡金屬氧化膜。特別是從著色效率的觀點(diǎn)出發(fā)，優(yōu)選使用氧化鎢薄膜。
[0041]調(diào)光元件6a的膜厚可根據(jù)可見光的透過量而適當(dāng)變更。例如，反射型調(diào)光體的調(diào)光元件6a的膜厚優(yōu)選在約30nm?10nm的范圍內(nèi)進(jìn)行調(diào)節(jié)，吸收型調(diào)光體的調(diào)光元件6a的膜厚優(yōu)選在約300nm?800nm的范圍內(nèi)進(jìn)行調(diào)節(jié)。此外，在由多個調(diào)光元件6a形成調(diào)光部6的情況下，調(diào)光元件6a的膜厚是調(diào)光元件6a的各自的厚度。
[0042]調(diào)光元件6a通過濺射法、真空蒸鍍法、電子束蒸鍍法、化學(xué)氣相蒸鍍法、溶膠凝膠法等公知的成膜技術(shù)而形成。另外，調(diào)光元件6a也可以利用上述的成膜技術(shù)，以具備兩層以上的層疊構(gòu)造的方式形成。在這種情況下，也可以將由反射型調(diào)光體構(gòu)成的層和由吸收型調(diào)光體構(gòu)成的層組合在一起。
[0043]催化劑層6b例如也可以利用濺射法、真空蒸鍍法、電子束蒸鍍法、化學(xué)氣相蒸鍍法等公知的成膜技術(shù)，通過形成鈀或鉑的膜而形成。催化劑層6b的層厚可根據(jù)所要求的氫化、脫氫化的反應(yīng)速度而適當(dāng)變更，例如可設(shè)為約2nm?I Onm。此外，催化劑層6b的材料只要能夠提高上述的氫化、脫氫化的反應(yīng)速度，就不局限于這種材料，也可以使用其他催化劑材料。
[0044]此外，也可以在調(diào)光元件6a和催化劑層6b之間設(shè)置用于防止調(diào)光元件6a的成分和催化劑層6b的成分相互擴(kuò)散的緩沖層。例如，緩沖層也可以利用濺射法、真空蒸鍍法、電子束蒸鍍法、化學(xué)氣相蒸鍍法等公知的成膜技術(shù)，通過形成鈦、鈮、鉭、或釩等金屬的薄膜而形成。
[0045]另外，也可以在催化劑層6b的露出面(S卩，不與調(diào)光元件6a接觸的面)設(shè)置使氫透過且防止調(diào)光元件6a的氧化的保護(hù)膜。即，也可以將由對氫具有透過性并且對水具有防水性的材料構(gòu)成的保護(hù)膜形成在催化劑層6b的所希望的表面上。例如，作為保護(hù)膜，可使用:聚四氟乙烯、聚乙酸乙烯酯、聚氯乙烯、聚苯乙烯、乙酸纖維素等聚合物、或氧化鈦薄膜等無機(jī)薄膜。這種聚合物可通過將分散有聚合物的分散液涂布，其后進(jìn)行干燥而形成，無機(jī)薄膜可通過利用濺射法進(jìn)行成膜來形成。
[0046]在本實(shí)施例中，在第一透明基材2a的表面且與第二透明基材2b相對的表面配置有調(diào)光部6，但調(diào)光部6的配置場所只要是在空隙12內(nèi)，也可以配置在其他場所。例如，調(diào)光部6也可以形成在第二透明基材2b的表面且第一透明基材2a相對的表面上。另外，也可以分別在第一透明基材2a及第二透明基材2b的相對的表面設(shè)置調(diào)光部6。
[0047](加熱部)
[0048]在本實(shí)施例中，加熱部7使用通過供給電流而發(fā)熱的片狀的加熱器。由圖2及圖5可知，加熱部7配置在調(diào)光部6和框體3之間，包圍調(diào)光部6的外緣部分。通過這種結(jié)構(gòu)，加熱部7能夠直接將調(diào)光部6的調(diào)光元件6a加熱，通過該加熱，促進(jìn)調(diào)光部6的脫氫化。
[0049]此外，加熱部7不局限于片狀的加熱器，只要能夠?qū)⒄{(diào)光部6加熱，也可以使用其他結(jié)構(gòu)的加熱機(jī)構(gòu)。例如，也可以在透明基材2的內(nèi)部埋設(shè)加熱配線，通過向該加熱配線供給電流，經(jīng)由透明基材2將調(diào)光部6加熱。另外，由于調(diào)光部6由金屬薄膜形成，所以也可以構(gòu)成如向調(diào)光部6供給電流那樣的電路，使調(diào)光部6自身的溫度直接上升。
[0050](電動式除濕器)
[0051]如圖2及圖5所示，電動式除濕器9經(jīng)由配管8與主體部5連接。電動式除濕器9當(dāng)供給電力時，就進(jìn)行水的電解而生成氫。另外，電動式除濕器9在不供給電力的情況下，使氫和氧發(fā)生反應(yīng)，而生成水和電能，從而進(jìn)行蓄電。即，電動式除濕器9具有通常的除濕器的功能及燃料電池的功能，能夠根據(jù)有無向電動式除濕器9的電力供給，來切換該兩個功能。
[0052]更具體而言，本實(shí)施例的電動式除濕器9當(dāng)供給電力時，利用存在于電動式除濕器9的周圍的空氣中的水蒸氣，進(jìn)行電解，將該水蒸氣分解為氫和氧。即，電動式除濕器9當(dāng)供給電力時，就發(fā)揮通常的除濕功能。另外，電動式除濕器9將由該電解生成的氫氣經(jīng)由配管8排出。在此，因?yàn)榕涔?嵌插在第二透明基材2b的貫通孔11內(nèi)，且與空隙12連通，所以由該電解生成的氫會到達(dá)空隙12內(nèi)。即，電動式除濕器9當(dāng)供給電力時，就進(jìn)行周圍的除濕，且將隨著這種除濕而產(chǎn)生的氫經(jīng)由配管8供給到空隙12內(nèi)，可實(shí)現(xiàn)調(diào)光部6的氫化。
[0053]另一方面，電動式除濕器9在電力的非供給時，經(jīng)由配管8將存在于空隙12內(nèi)的氫氣吸入，并且將存在于電動式除濕器9的周圍的空氣中的氧氣吸入，然后使該氫和該氧反應(yīng)，生成水(水蒸氣)及電能，將所生成的電能(電力)蓄積到內(nèi)部的蓄電部(未圖示)。即，電動式除濕器9當(dāng)不供給電力時，就從空隙12內(nèi)吸入氫氣，實(shí)現(xiàn)調(diào)光部6的脫氫化，作為以空隙12內(nèi)的氫為燃料源的燃料電池而發(fā)揮功能。
[0054]由以上結(jié)構(gòu)可知，本實(shí)施例的電動式除濕器9作為吸入排出氫氣部發(fā)揮功能。對于作為這種吸入排出氫氣部發(fā)揮功能的電動式除濕器9來說，例如也可以使用固體分子型燃料電池(PEFC:Polymer Electrolyte Fuel Cell)、或磷酸型燃料電池(PAFC:PhosphoricAcid Fuel Cell)。
[0055](熱電轉(zhuǎn)換模塊)
[0056]如圖1、圖3、及圖5所示，發(fā)電裝置即熱電轉(zhuǎn)換模塊10配設(shè)在框體3的內(nèi)部。具體而言，熱電轉(zhuǎn)換模塊10沿著外形為四邊形的框體3的四個邊中的一個邊而配設(shè)在框體3的內(nèi)部。換句話說，熱電轉(zhuǎn)換模塊10設(shè)置于主體部5。
[0057]如圖4所示，熱電轉(zhuǎn)換模塊10具有:由P型半導(dǎo)體材料構(gòu)成的第一熱電轉(zhuǎn)換元件21、由N型半導(dǎo)體材料構(gòu)成的第二熱電轉(zhuǎn)換元件22、以及與第一熱電轉(zhuǎn)換元件21及第二熱電轉(zhuǎn)換元件22的兩端接合的電極23a、23b。另外，熱電轉(zhuǎn)換模塊10具有上述的構(gòu)成部件由絕緣樹脂24包覆的構(gòu)造，整體上是薄型的片狀模塊。
[0058]在本實(shí)施例中，第一熱電轉(zhuǎn)換元件21及第二熱電轉(zhuǎn)換元件22的外形相同，直徑為2mm，長度為5mm?10mm。另外，第一熱電轉(zhuǎn)換元件21和第二熱電轉(zhuǎn)換元件22交替地并列設(shè)置。而且，相鄰的第一熱電轉(zhuǎn)換元件21和第二熱電轉(zhuǎn)換元件22通過小片化后的電極23a、23b而電連接。即，熱電轉(zhuǎn)換模塊10具備串聯(lián)連接有第一熱電轉(zhuǎn)換元件21和第二熱電轉(zhuǎn)換元件22的結(jié)構(gòu)。
[0059]電極23a、23b由平板狀的銅板構(gòu)成，與第一熱電轉(zhuǎn)換元件21及第二熱電轉(zhuǎn)換元件22的端部抵接而設(shè)置。此外，電極23a、23b不局限于銅板，也可以使用其他金屬或具備導(dǎo)電性的其他部件。
[0060]另外，由圖5可知，熱電轉(zhuǎn)換模塊10的第一熱電轉(zhuǎn)換元件21及第二熱電轉(zhuǎn)換元件22在框體3的內(nèi)部，從第一透明基材2a向第二透明基材2b延伸。即，第一熱電轉(zhuǎn)換元件21及第二熱電轉(zhuǎn)換元件22的一端部及電極23a位于第一透明基材2a側(cè)，第一熱電轉(zhuǎn)換元件21及第二熱電轉(zhuǎn)換元件22的另一端部及電極23b位于第二透明基材2b側(cè)。通過這種熱電轉(zhuǎn)換模塊10的配置結(jié)構(gòu)，當(dāng)在第一透明基材2a側(cè)和第二透明基材2b側(cè)之間產(chǎn)生溫度差時，熱電轉(zhuǎn)換模塊10就進(jìn)行發(fā)電。例如，當(dāng)設(shè)置本實(shí)施例的自主型調(diào)光系統(tǒng)I來代替住宅的通常的窗戶時，熱電轉(zhuǎn)換模塊10就通過室內(nèi)的氣溫(S卩，第一透明基材2a側(cè)的氣溫)和室外的氣溫(SP，第二透明基材2b側(cè)的氣溫)之差而進(jìn)行發(fā)電。
[0061]另外，本實(shí)施例的熱電轉(zhuǎn)換模塊10設(shè)置于框體3的局部，但也可以以包圍透明基材2的外緣的方式設(shè)置為環(huán)狀。即，也可以將熱電轉(zhuǎn)換模塊10設(shè)置于框體3的內(nèi)部的大部分(整體的)空間內(nèi)，在這種情況下，能夠增大熱電轉(zhuǎn)換模塊10的發(fā)電量(電動勢)。
[0062]進(jìn)而，在本實(shí)施例中，作為發(fā)電裝置，使用熱電轉(zhuǎn)換模塊10，但不局限于此。例如，在設(shè)置本實(shí)施例的自主型調(diào)光系統(tǒng)I來代替住宅的通常的窗戶的情況下，也可以使用太陽能發(fā)電模塊。在這種情況下，優(yōu)選將太陽能發(fā)電模塊配設(shè)在框體3的表面(特別是位于室外的第一透明基材2a側(cè)的框體3的表面)或透明基材2的表面(特別是位于室外的第一透明基材2a的表面)。
[0063](自主型調(diào)光系統(tǒng)的電氣結(jié)構(gòu))
[0064]接著，參照圖6對本實(shí)施例的自主型調(diào)光系統(tǒng)I的電氣結(jié)構(gòu)進(jìn)行說明。在此，圖6是本實(shí)施例的自主型調(diào)光系統(tǒng)I的塊圖。
[0065]如圖6所示，熱電轉(zhuǎn)換模塊10經(jīng)由配線31與開關(guān)32電連接。另外，開關(guān)32經(jīng)由配線33與電動式除濕器9電連接，并且經(jīng)由配線34與加熱部7電連接。通過這種配線構(gòu)造，熱電轉(zhuǎn)換模塊10能夠?qū)⑺傻碾娏?jīng)由開關(guān)32供給到電動式除濕器9及加熱部7。
[0066]開關(guān)32設(shè)置于自主型調(diào)光系統(tǒng)I的使用者能夠目視且能夠容易操作的場所。例如，開關(guān)32也可以設(shè)置于透明基材2或框體3。另外，在自主型調(diào)光系統(tǒng)I中，通過切換開關(guān)32，能夠?qū)⒂蔁犭娹D(zhuǎn)換模塊10生成的電力供給到電動式除濕器9及加熱部7中的任一方。即，開關(guān)32作為控制將由熱電轉(zhuǎn)換模塊10生成的電力向電動式除濕器9的供給及非供給的控制單元而發(fā)揮功能。
[0067]另外，如圖6所示，電動式除濕器9和調(diào)光部6經(jīng)由配管8而連接。由此，電動式除濕器9能夠利用經(jīng)由開關(guān)32供給的電力，進(jìn)行水的分解，且將由該電解生成的氫經(jīng)由配管8供給到調(diào)光部6。另外，電動式除濕器9在不經(jīng)由開關(guān)32供給電力的情況下，經(jīng)由配管8從調(diào)光部6吸入氫，從而進(jìn)行蓄電。
[0068]進(jìn)而，如圖6所示，電動式除濕器9經(jīng)由配線35與加熱部7電連接。由此，電動式除濕器9所蓄積的電力經(jīng)由配線35向加熱部7供給。因此，加熱部7經(jīng)由開關(guān)32供給電力，并且也從電動式除濕器9同時供給電力。由此，能夠良好地進(jìn)行對調(diào)光部6的加熱。
[0069]此外，在本實(shí)施例中，作為控制向電動式除濕器9的電力供給及非供給的控制單元，使用開關(guān)32，但不局限于如本實(shí)施例那種簡單的切換用(模擬式)的開關(guān)32。只要能夠控制向電動式除濕器9的電力供給及非供給，也可以使用如根據(jù)自主型調(diào)光系統(tǒng)I的環(huán)境而控制電力供給那樣的微處理器等。
[0070]另外，開關(guān)32也可以僅控制向電動式除濕器9的電力供給及非供給。即，也可以采用不將由熱電轉(zhuǎn)換模塊10產(chǎn)生的電力供給到加熱部7的結(jié)構(gòu)。即使在這種情況下，由于蓄積于電動式除濕器9的電力供給到加熱部7，也能夠以所希望的時間將調(diào)光部6加熱。
[0071 ]進(jìn)而，由電動式除濕器9生成的電力的供給處不局限于加熱部7，只要是對電動式除濕器9定期地請求電力的裝置，即可使用任意的電氣、電子裝置。例如，也可以向上述的微處理器供給電力。
[0072](自主型調(diào)光系統(tǒng)的使用方式)
[0073]接著，參照圖7及圖8對本實(shí)施例的自主型調(diào)光系統(tǒng)I的使用方式進(jìn)行說明。在此，圖7及圖8是用于對本實(shí)施例的自主型調(diào)光系統(tǒng)I的電力、氫、及熱量的流動進(jìn)行說明的塊圖。
[0074]本實(shí)施例的自主型調(diào)光系統(tǒng)I例如設(shè)置于住宅的通常的窗戶的設(shè)置部分。即，以本實(shí)施例的透明基材2為窗戶、以框體3為窗框進(jìn)行使用。另外，在本實(shí)施例中，構(gòu)成透明基材2的第一透明基材2a配置于室外側(cè)，第二透明基材2b配置于室內(nèi)側(cè)，但配置結(jié)構(gòu)也可以反過來。
[0075]在通常的住宅中，在陽光強(qiáng)且外部氣體為高溫的情況(例如，夏天)下，要求隔斷太陽能而提高室內(nèi)的制冷效果。在這種情況下，需要使調(diào)光部6的周邊(S卩，空隙12內(nèi))的氫減少，實(shí)現(xiàn)調(diào)光部6的脫氫化，降低調(diào)光部6的可見光的透過率。為了實(shí)現(xiàn)調(diào)光部6的脫氫化，如圖7所示，停止從熱電轉(zhuǎn)換模塊10向電動式除濕器9的電力供給，使電動式除濕器9作為燃料電池而發(fā)揮功能。
[0076]當(dāng)電動式除濕器9作為燃料電池發(fā)揮功能時，如圖7所示，電動式除濕器9就將空隙12內(nèi)的氫氣吸入，能夠使調(diào)光部6的周邊的氫減少而實(shí)現(xiàn)脫氫化。在此，由電動式除濕器9產(chǎn)生的電力被供給到加熱部7，在加熱部7進(jìn)行消耗。通過這種加熱部7的電力消耗，需要電動式除濕器9持續(xù)生成電，且持續(xù)將空隙12內(nèi)的氫氣吸入。即，當(dāng)從熱電轉(zhuǎn)換模塊10向電動式除濕器9的電力供給停止時，電動式除濕器9就持續(xù)吸入空隙12內(nèi)的氫氣，持續(xù)進(jìn)行調(diào)光部6的脫氫化，能夠?qū)⒄{(diào)光部6的可見光的透過率維持為恒定值。
[0077]當(dāng)停止從熱電轉(zhuǎn)換模塊10向電動式除濕器9的電力供給時，由熱電轉(zhuǎn)換模塊10生成的電力就經(jīng)由開關(guān)32供給到加熱部7。當(dāng)加熱部7使用從電動式除濕器9及熱電轉(zhuǎn)換模塊10供給的電力將調(diào)光部6加熱時，就容易將調(diào)光部6的周邊的氫向電動式除濕器9排出，能夠促進(jìn)電動式除濕器9的脫氫化。
[0078]這樣，通過由開關(guān)32停止向電動式除濕器9的電力供給，能夠容易降低調(diào)光部6的可見光的透過率，維持使可見光不透過的狀態(tài)。
[0079]另一方面，在陽光弱且外部氣體為低溫的情況(例如，冬天)下，要求使太陽能透過而提高室內(nèi)的制暖效果。在這種情況下，需要增加調(diào)光部6的周邊(S卩，空隙12內(nèi))的氫，實(shí)現(xiàn)調(diào)光部6的氫化，增大調(diào)光部6的可見光的透過率。為了實(shí)現(xiàn)調(diào)光部6的氫化，如圖8所示，進(jìn)行從熱電轉(zhuǎn)換模塊10向電動式除濕器9的電力供給，使電動式除濕器9作為除濕器發(fā)揮功能。即，在電動式除濕器9中進(jìn)行水的電解。
[0080]當(dāng)電動式除濕器9作為除濕器發(fā)揮功能時，如圖8所示，電動式除濕器9就將周邊的水蒸氣(水分)吸入，將電解后的氫供給到空隙12內(nèi)(排氣)。由此，調(diào)光部6的周邊的氫增加，能夠?qū)崿F(xiàn)調(diào)光部6的氫化。在此，由于在冬天容易在建筑物的室內(nèi)側(cè)的窗戶部分產(chǎn)生結(jié)露，所以會在自主型調(diào)光系統(tǒng)I的室內(nèi)側(cè)存在許多水蒸氣，能夠高效地進(jìn)行電動式除濕器9的水的電解。
[0081 ]此外，在上述的陽光弱且外部氣體為低溫的情況下，因?yàn)橛蔁犭娹D(zhuǎn)換模塊10產(chǎn)生的電力在電動式除濕器9中被消耗，且不會在電動式除濕器9中進(jìn)行蓄電，所以不會向加熱部7供給電力。由此，調(diào)光部6不會被加熱，難以產(chǎn)生從調(diào)光部6向電動式除濕器9的氫的排出。
[0082]這樣，通過由開關(guān)32開始向電動式除濕器9供給電力，能夠容易使調(diào)光部6的可見光的透過率增加，維持透過可見光的狀態(tài)。
[0083]如上所述，在本實(shí)施例的自主型調(diào)光系統(tǒng)I中，僅使用由設(shè)置于內(nèi)部的熱電轉(zhuǎn)換模塊10及電動式除濕器9產(chǎn)生的電力，就能夠變更調(diào)光部6的可見光的透過率。即，本實(shí)施例的自主型調(diào)光系統(tǒng)I不需要外部電源，就會作為自主型調(diào)光系統(tǒng)發(fā)揮功能。
[0084](實(shí)施例的效果)
[0085]在本實(shí)施例的自主型調(diào)光系統(tǒng)I中，具有:主體部5，其由相對且隔開距離配置的一對透明基材2及保持透明基材2的同時與透明基材2—起形成空隙12的框體3構(gòu)成;調(diào)光部6，其配設(shè)于空隙12內(nèi)，并具備通過氫化、脫氫化而使光學(xué)特性可逆地變化的調(diào)光元件6a;發(fā)電裝置即熱電轉(zhuǎn)換模塊10，其配設(shè)于主體部5;吸入排出氫氣部即電動式除濕器9，其在由熱電轉(zhuǎn)換模塊10生成的電力的供給時，通過電解生成氫并將其供給到空隙12內(nèi)，在由熱電轉(zhuǎn)換模塊10生成的電力的非供給時，使用空隙12內(nèi)的氫，進(jìn)行蓄電；開關(guān)32，其控制由熱電轉(zhuǎn)換模塊10生成的電力的向電動式除濕器9的供給及非供給。
[0086]在上述的自主型調(diào)光系統(tǒng)I中，僅利用設(shè)置于系統(tǒng)內(nèi)的電動式除濕器9及熱電轉(zhuǎn)換模塊10作為電力源，因?yàn)椴恍枰獠侩娫矗阅軌蛉菀椎貙?shí)現(xiàn)系統(tǒng)自身的小型化及成本降低。
[0087]另外，在本實(shí)施例的自主型調(diào)光系統(tǒng)I中，通過切換利用電動式除濕器9的電解及蓄電功能，能夠容易進(jìn)行相對于空隙12的氫的供給及來自空隙12的氫的排氣。因此，不需要用于進(jìn)行氫的供給及排氣的栗，能夠容易地實(shí)現(xiàn)系統(tǒng)自身的小型化及成本降低。
[0088]進(jìn)而，本實(shí)施例的電動式除濕器9由于利用周邊的空氣中的水蒸氣及氧、以及空隙12內(nèi)的氫進(jìn)行電解及蓄電，所以不需要將為了調(diào)光部6的氫化、脫氫化所需要的氣體準(zhǔn)備在儲氣瓶等中。由此，能夠容易地實(shí)現(xiàn)系統(tǒng)自身的小型化及成本降低。
[0089]在本實(shí)施例的自主型調(diào)光系統(tǒng)I中，設(shè)有利用由電動式除濕器9蓄積的電力將調(diào)光部6加熱的加熱部7，在向電動式除濕器9的電力的非供給時，從熱電轉(zhuǎn)換模塊10向該加熱部7供給電力。通過這種結(jié)構(gòu)，能夠使電動式除濕器9持續(xù)作為燃料電池發(fā)揮功能，能夠維持為使調(diào)光部6的可見光的透過率降低的狀態(tài)。另外，能夠由加熱部7將調(diào)光部6加熱，空隙12內(nèi)的氫容易被排出，能夠促進(jìn)調(diào)光部6的脫氫化。
[0090]本實(shí)施例的自主型調(diào)光系統(tǒng)I的熱電轉(zhuǎn)換模塊10具備在框體3內(nèi)配設(shè)有從第一透明基材2a向第二透明基材2b延伸的多個熱電轉(zhuǎn)換元件(第一熱電轉(zhuǎn)換元件21、第二熱電轉(zhuǎn)換元件22)的構(gòu)造。通過這種熱電轉(zhuǎn)換模塊10的構(gòu)造，能夠與設(shè)置自主型調(diào)光系統(tǒng)I的住宅的內(nèi)外的氣溫差聯(lián)動地使自主型調(diào)光系統(tǒng)I工作。
[0091](本發(fā)明的實(shí)施方式)
[0092]本發(fā)明第一實(shí)施方式的自主型調(diào)光系統(tǒng)具有:主體部，其由相對且隔開距離配置的一對透明基材、及保持所述一對透明基材的同時與所述一對透明基材一起形成空隙的框體構(gòu)成；調(diào)光部，其配設(shè)于所述空隙內(nèi)，并具備通過氫化、脫氫化使光學(xué)特性可逆地變化的調(diào)光元件;發(fā)電裝置，其配設(shè)于所述主體部;吸入排出氫氣部，其在由所述發(fā)電裝置生成的電力的供給時，通過電解生成氫，并將所述氫供給到所述空隙內(nèi)，在由所述發(fā)電裝置生成的電力的非供給時，使用所述空隙內(nèi)的所述氫進(jìn)行發(fā)電;控制單元，其控制由所述發(fā)電裝置生成的電力向所述吸入排出氫氣部的供給及非供給。
[0093]本發(fā)明第二實(shí)施方式的自主型調(diào)光系統(tǒng)在第一實(shí)施方式的自主型調(diào)光系統(tǒng)的基礎(chǔ)上，具有利用由所述吸入排出氫氣部發(fā)電的電力將所述調(diào)光部加熱的加熱部。
[0094]本發(fā)明第三實(shí)施方式的自主型調(diào)光系統(tǒng)在第二實(shí)施方式的自主型調(diào)光系統(tǒng)的基礎(chǔ)上，所述發(fā)電裝置在向所述吸入排出氫氣部的所述電力的非供給時，向所述加熱部供給所述電力。
[0095]本發(fā)明第四實(shí)施方式的自主型調(diào)光系統(tǒng)在第一?第三實(shí)施方式中的任一方式的自主型調(diào)光系統(tǒng)的基礎(chǔ)上，所述發(fā)電裝置是具備在所述框體內(nèi)配設(shè)有從所述一對透明基材的一方朝向另一方延伸的多個熱電轉(zhuǎn)換元件的構(gòu)造的熱電轉(zhuǎn)換模塊。
[0096]本發(fā)明第五實(shí)施方式的自主型調(diào)光系統(tǒng)在第一?第三實(shí)施方式中的任一方式的自主型調(diào)光系統(tǒng)的基礎(chǔ)上，所述發(fā)電裝置是配設(shè)于所述框體的表面的太陽能發(fā)電模塊。
[0097]本發(fā)明第六實(shí)施方式的自主型調(diào)光系統(tǒng)在第二或第三實(shí)施方式的自主型調(diào)光系統(tǒng)的基礎(chǔ)上，所述加熱部由接觸并配設(shè)于所述調(diào)光部的片狀的加熱器構(gòu)成。
[0098]本發(fā)明第七實(shí)施方式的自主型調(diào)光系統(tǒng)在第二或第三實(shí)施方式的自主型調(diào)光系統(tǒng)的基礎(chǔ)上，所述加熱部由內(nèi)置于所述一對透明基材的加熱配線構(gòu)成。
[0099]符號說明
[0100]I自主型調(diào)光系統(tǒng)
[0101]2透明基材
[0102]2a第一透明基材
[0103]2b第二透明基材
[0104]3 框體
[0105]5主體部
[0106]6調(diào)光部
[0107]6a調(diào)光元件
[0108]6b催化劑層
[0109]7加熱部
[0110]8 配管
[0111]9電動式除濕器(吸入排出氫氣部)
[0112]10熱電轉(zhuǎn)換模塊
[0113]11貫通孔
[0114]12 空隙
[0115]21第一熱電轉(zhuǎn)換元件
[0116]22第二熱電轉(zhuǎn)換元件
[0117]23a、23b 電極
[0118]24絕緣樹脂
[0119]31、33、34 配線
[0120]32 開關(guān)
【主權(quán)項(xiàng)】
1.一種自主型調(diào)光系統(tǒng)，具有: 主體部，其由相對且隔開距離配置的一對透明基材、及保持所述一對透明基材的同時與所述一對透明基材一起形成空隙的框體構(gòu)成； 調(diào)光部，其配設(shè)于所述空隙內(nèi)，并具備通過氫化、脫氫化使光學(xué)特性可逆地變化的調(diào)光元件； 發(fā)電裝置，其配設(shè)于所述主體部； 吸入排出氫氣部，其在由所述發(fā)電裝置生成的電力的供給時，通過電解生成氫，并將所述氫供給到所述空隙內(nèi)，在由所述發(fā)電裝置生成的電力的非供給時，使用所述空隙內(nèi)的所述氫進(jìn)行發(fā)電； 控制單元，其控制由所述發(fā)電裝置生成的電力向所述吸入排出氫氣部的供給及非供給。2.如權(quán)利要求1所述的自主型調(diào)光系統(tǒng)，其中， 具有利用由所述吸入排出氫氣部發(fā)電的電力將所述調(diào)光部加熱的加熱部。3.如權(quán)利要求2所述的自主型調(diào)光系統(tǒng)，其中， 所述發(fā)電裝置在向所述吸入排出氫氣部的所述電力的非供給時，向所述加熱部供給所述電力。4.如權(quán)利要求1?3中任一項(xiàng)所述的自主型調(diào)光系統(tǒng)，其中， 所述發(fā)電裝置是具備在所述框體內(nèi)配設(shè)有從所述一對透明基材的一方朝向另一方延伸的多個熱電轉(zhuǎn)換元件的構(gòu)造的熱電轉(zhuǎn)換模塊。5.如權(quán)利要求1?3中任一項(xiàng)所述的自主型調(diào)光系統(tǒng)，其中， 所述發(fā)電裝置是配設(shè)于所述框體的表面的太陽能發(fā)電模塊。6.如權(quán)利要求2或3所述的自主型調(diào)光系統(tǒng)，其中， 所述加熱部由接觸并配設(shè)于所述調(diào)光部的片狀的加熱器構(gòu)成。7.如權(quán)利要求2或3所述的自主型調(diào)光系統(tǒng)，其中， 所述加熱部由內(nèi)置于所述一對透明基材的加熱配線構(gòu)成。
【文檔編號】G02F1/15GK106030398SQ201580009192
【公開日】2016年10月12日
【申請日】2015年1月21日
【發(fā)明人】內(nèi)山直樹, 金井友美
【申請人】株式會社渥美精機(jī)