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(duì)且隔開距離配置的一對(duì)透明基材(2)、及保持所述一對(duì)透明基材的同時(shí)與所述一對(duì)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(shí)，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(shí)，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(huì)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(duì)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(shí)，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(hào)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(chǔ)氣瓶等，作為調(diào)光玻璃發(fā)揮功能時(shí)的系統(tǒng)會(huì)大型化，且成本也會(huì)增加。另外，也需要用于驅(qū)動(dòng)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(duì)且隔開距離配置的一對(duì)透明基材、及保持所述一對(duì)透明基材的同時(shí)與所述一對(duì)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(shí)，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(shí)，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(duì)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(dòng)進(jìn)行說明的塊圖；
[0024]圖8是用于對(duì)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(dòng)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(duì)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(shí)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(gè)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?qǐng)D1?圖5對(duì)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(dòng)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(duì)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(duì)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(duì)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(chǎng)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(chǎng)所而使用時(shí)，優(yōu)選以不會(huì)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(chǎng)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(duì)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(duì)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(huì)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(duì)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(duì)于空隙12的吸入及排出，使相對(duì)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(duì)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(duì)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(gè)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(duì)氫具有透過性并且對(duì)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(duì)的表面配置有調(diào)光部6，但調(diào)光部6的配置場(chǎng)所只要是在空隙12內(nèi)，也可以配置在其他場(chǎng)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(duì)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(duì)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(dòng)式除濕器)
[0051]如圖2及圖5所示，電動(dòng)式除濕器9經(jīng)由配管8與主體部5連接。電動(dòng)式除濕器9當(dāng)供給電力時(shí)，就進(jìn)行水的電解而生成氫。另外，電動(dòng)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(dòng)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(dòng)式除濕器9的電力供給，來切換該兩個(gè)功能。
[0052]更具體而言，本實(shí)施例的電動(dòng)式除濕器9當(dāng)供給電力時(shí)，利用存在于電動(dòng)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(dòng)式除濕器9當(dāng)供給電力時(shí)，就發(fā)揮通常的除濕功能。另外，電動(dòng)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(huì)到達(dá)空隙12內(nèi)。即，電動(dòng)式除濕器9當(dāng)供給電力時(shí)，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(dòng)式除濕器9在電力的非供給時(shí)，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(dòng)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(dòng)式除濕器9當(dāng)不供給電力時(shí)，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(dòng)式除濕器9作為吸入排出氫氣部發(fā)揮功能。對(duì)于作為這種吸入排出氫氣部發(fā)揮功能的電動(dòng)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(gè)邊中的一個(gè)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(shí)，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(shí)，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(dòng)勢(shì))。
[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?qǐng)D6對(duì)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(dòng)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(dòng)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(chǎng)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(dòng)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(dòng)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(dòng)式除濕器9和調(diào)光部6經(jīng)由配管8而連接。由此，電動(dòng)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(dòng)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(dòng)式除濕器9經(jīng)由配線35與加熱部7電連接。由此，電動(dòng)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(dòng)式除濕器9同時(shí)供給電力。由此，能夠良好地進(jìn)行對(duì)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(dòng)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(dòng)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(dòng)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(dòng)式除濕器9的電力供給到加熱部7，也能夠以所希望的時(shí)間將調(diào)光部6加熱。
[0071 ]進(jìn)而，由電動(dòng)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(duì)電動(dòng)式除濕器9定期地請(qǐng)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?qǐng)D7及圖8對(duì)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(duì)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(dòng)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(dòng)式除濕器9的電力供給，使電動(dòng)式除濕器9作為燃料電池而發(fā)揮功能。
[0076]當(dāng)電動(dòng)式除濕器9作為燃料電池發(fā)揮功能時(shí)，如圖7所示，電動(dòng)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(dòng)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(dòng)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(dòng)式除濕器9的電力供給停止時(shí)，電動(dòng)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(dòng)式除濕器9的電力供給時(shí)，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(dòng)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(shí)，就容易將調(diào)光部6的周邊的氫向電動(dòng)式除濕器9排出，能夠促進(jìn)電動(dòng)式除濕器9的脫氫化。
[0078]這樣，通過由開關(guān)32停止向電動(dòng)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(dòng)式除濕器9的電力供給，使電動(dòng)式除濕器9作為除濕器發(fā)揮功能。即，在電動(dòng)式除濕器9中進(jìn)行水的電解。
[0080]當(dāng)電動(dòng)式除濕器9作為除濕器發(fā)揮功能時(shí)，如圖8所示，電動(dòng)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(huì)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(dòng)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(dòng)式除濕器9中被消耗，且不會(huì)在電動(dòng)式除濕器9中進(jìn)行蓄電，所以不會(huì)向加熱部7供給電力。由此，調(diào)光部6不會(huì)被加熱，難以產(chǎn)生從調(diào)光部6向電動(dòng)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(dòng)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(dòng)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(huì)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(duì)且隔開距離配置的一對(duì)透明基材2及保持透明基材2的同時(shí)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(dòng)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(shí)，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(shí)，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(dòng)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(dòng)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(dòng)式除濕器9的電解及蓄電功能，能夠容易進(jìn)行相對(duì)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(dòng)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(chǔ)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(dòng)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(dòng)式除濕器9的電力的非供給時(shí)，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(dòng)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(gè)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(dòng)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(duì)且隔開距離配置的一對(duì)透明基材、及保持所述一對(duì)透明基材的同時(shí)與所述一對(duì)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(shí)，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(shí)，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(shí)，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(duì)透明基材的一方朝向另一方延伸的多個(gè)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(duì)透明基材的加熱配線構(gòu)成。
[0099]符號(hào)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(dòng)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(duì)且隔開距離配置的一對(duì)透明基材、及保持所述一對(duì)透明基材的同時(shí)與所述一對(duì)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(shí)，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(shí)，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(shí)，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(duì)透明基材的一方朝向另一方延伸的多個(gè)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(duì)透明基材的加熱配線構(gòu)成。
【文檔編號(hào)】G02F1/15GK106030398SQ201580009192
【公開日】2016年10月12日
【申請(qǐng)日】2015年1月21日
【發(fā)明人】內(nèi)山直樹, 金井友美
【申請(qǐng)人】株式會(huì)社渥美精機(jī)