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Technisches Gebiet
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Die Erfindung betrifft ein Lichtmodul, das Phasenwechselwärmedissipation ausnutzt, und insbesondere ein Lichtmodul, das in der Lage ist, den Beleuchtungswinkel zu verstellen und Phasenwechselwärmedissipation auszunutzen.
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Hintergrund
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Obwohl noch nicht alle traditionellen Glühlampen ersetzt worden sind, sind Leuchtdioden (LEDs) dennoch beliebte Beleuchtungsvorrichtungen geworden. Im Vergleich mit traditionellen Glühlampen haben LEDs die Vorteile, umweltfreundlich und energiesparend zu sein. Ferner weisen LEDs längere Lebensdauern als Glühlampen auf. Eine Vielzahl von zusammen angeordneten LEDs kann eine Lichtquelle mit hoher Leistung und hoher Helligkeit ergeben, wodurch diese in der Lage ist, Innen- und Außenglühlampen zu ersetzen. Da LEDs umweltfreundlich sind, gelten sie als die Zukunft der Beleuchtungsindustrie.
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Gleichwohl wird der derzeitige Wärmedissipationsprozess der LED durch Wärmeleitung bewerkstelligt, aber die daraus erzielten Ergebnisse sind nicht zufriedenstellend. Darüber hinaus umfasst die LED Rippen für die Wärmedissipation. Die Rippen jedoch benötigen viel Platz, was die Platzaufteilung der Komponenten der LED beeinflusst. Allgemein gesprochen ist der Beleuchtungsbereich einer LED festgelegt, sodass der Nutzer zusätzliche Lampen anordnen muss, wenn der Beleuchtungsbereich geändert werden soll, wodurch Kosten für das Bereitstellen der Lampen entstehen. Daher ist es wichtig, ein Wärmedissipationssystem für die LED zu entwickeln, um die Flexibilität des Beleuchtungsbereichs zu erhöhen.
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KURZFASSUNG
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Die Erfindung betrifft ein Lichtmodul zum Lösen der unbefriedigenden Wärmedissipationsleistung und des nicht einstellbaren Beleuchtungswinkels.
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Ein Lichtmodul, das in der Lage ist, den Beleuchtungswinkel zu verstellen und Phasenwechselwärmedissipation auszunutzen, umfasst eine Beleuchtungskomponente und eine Wärmedissipationskomponente, deren eine Seite in thermischem Kontakt mit der Beleuchtungskomponente steht. Die Wärmedissipationskomponente umfasst eine erste Kammer, eine zweite Kammer und zwei flexible Kanäle, die flexibel die erste und zweite Kammer miteinander verbinden. Die Distanz zwischen der zweiten Kammer und der Beleuchtungskomponente ist größer als die zwischen der ersten Kammer und der Beleuchtungskomponente, und ein Arbeitsfluid ist in die erste Kammer gefüllt. Wenn die Arbeitsflüssigkeit die durch die Beleuchtungskomponente erzeugte Wärme aufnimmt, verdampft die Arbeitsflüssigkeit aus einem flüssigen Zustand in einen gasförmigen Zustand und fließt über einen der zwei flexiblen Kanäle in die zweite Kammer zwecks Wärmedissipation. Nachdem die Arbeitsflüssigkeit in der zweiten Kammer von einem gasförmigen Zustand in einen flüssigen Zustand kondensiert ist, fließt diese über den anderen der flexiblen Kanäle zurück in die erste Kammer.
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Somit ist durch die Anordnung der zwei flexiblen Kanäle, der ersten Kammer und der zweiten Kammer ein geschlossener Kreislauf gebildet und eine durch den Phasenwechsel der Arbeitsflüssigkeit induzierte Konvektion leitet Wärme in dem geschlossenen Kreislauf. Diese Strukturgestaltung kann die aktive Wärmedissipationskomponente verzichtbar machen und den Wärmedissipationseffekt signifikant verbessern. Zusätzlich ist die mit der Beleuchtungskomponente verbundene erste Kammer in der Lage, bewegt zu werden, um durch Verbiegen der flexiblen Kanäle eine relative Stellung der Beleuchtungskomponente und der zweiten Kammer zu verändern. Daher können Nutzer manuell einen Beleuchtungsbereich der Beleuchtungskomponente verändern, um die Zweckmäßigkeit des Lichtmoduls zu erhöhen.
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KURZBESCHREIBUNG DER ZEICHNUNGEN
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Die vorliegende Erfindung wird durch die unten wiedergegebene detaillierte Beschreibung unter Berücksichtigung der beigefügten Zeichnungen verständlicher, die jedoch Illustrationszwecken dienen und die vorliegende Erfindung nicht einschränken, wobei
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1 eine perspektivische Ansicht eines Beleuchtungsmoduls gemäß einem ersten Ausführungsbeispiel der vorliegenden Erfindung ist, das in der Lage ist, den Beleuchtungswinkel zu verstellen und Phasenwechselwärmedissipation auszunutzen,
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2 eine Schnittansicht des Beleuchtungsmoduls aus 1 ist, wenn ein erster Hauptkörper an einer ersten Position angeordnet ist,
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3 eine Schnittansicht des Beleuchtungsmoduls aus 1 ist, wenn der erste Hauptkörper an einer zweiten Position angeordnet ist, und
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4 eine Schnittansicht des Beleuchtungsmoduls aus 1 ist, wenn der erste Hauptkörper an einer dritten Position angeordnet ist.
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DETAILLIERTE BESCHREIBUNG
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In der folgenden detaillierten Beschreibung werden zur Erläuterung mehrere spezifische Details dargelegt, um ein umfassendes Verständnis der offenbarten Ausführungsformen bereitzustellen. Es wird jedoch deutlich werden, dass eine oder mehrere Ausführungen ohne diese spezifischen Details verwirklicht werden können. In anderen Beispielen sind gut bekannte Strukturen und Vorrichtungen schematisch gezeigt, um die Zeichnungen zu vereinfachen.
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1 ist eine perspektivische Ansicht eines Beleuchtungsmoduls, das gemäß einer ersten Ausführungsform der Erfindung in der Lage ist, den Beleuchtungswinkel zu verstellen und Phasenwechselwärmedissipation auszunutzen. Wie in 1 gezeigt ist, umfasst bei dieser Ausführungsform das Beleuchtungsmodul 10 eine Beleuchtungskomponente 12 und eine Wärmedissipationskomponente 14. Eine Seite der Wärmedissipationskomponente 14 steht in thermischem Kontakt mit der Beleuchtungskomponente 12. Die Beleuchtungskomponente 12 ist ein lichtabstrahlendes Festkörperelement. Bei dieser Ausführungsform ist die Beleuchtungskomponente 12 eine Leuchtdiode, aber die Erfindung ist nicht darauf beschränkt.
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2 ist eine Schnittansicht des Beleuchtungsmoduls aus 1, wenn ein erster Hauptkörper sich in einer ersten Position befindet. Wie in 2 zu sehen ist, umfasst die Wärmedissipationskomponente 14 einen ersten Hauptkörper 141, einen zweiten Hauptkörper 142, eine erste Kammer 145, eine zweite Kammer 146, zwei flexible Kanäle 148, eine Rippengruppe 149 und eine Arbeitsflüssigkeit 19.
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Eine Seite des ersten Hauptkörpers 141 ist im thermischen Kontakt mit der Beleuchtungskomponente 12. Die erste Kammer 145 ist im ersten Hauptkörper 141 angeordnet, während die zweite Kammer 146 im zweiten Hauptkörper 142 angeordnet ist. Die zwei flexiblen Kanäle 148 sind zwischen der ersten Kammer 145 des ersten Hauptkörpers 141 und der zweiten Kammer 146 des zweiten Hauptkörpers 142 angeordnet und verbinden diese flexibel miteinander. Die Rippengruppe 149 ist am zweiten Hauptkörper 142 ausgebildet. Die Rippengruppe 149 erstreckt sich vom zweiten Hauptkörper 142 nach außen. Der zweite Hauptkörper 142 weist eine Bodenfläche 1425 auf. Die Bodenfläche 1425 ist zwischen der zweiten Kammer 146 und dem ersten Hauptkörper 141 angeordnet und gleichzeitig dem ersten Hauptkörper 141 zugewandt. Die erste Kammer 145 kann durch Biegen des flexiblen Kanals 148 in eine Stellung relativ zur zweiten Kammer 146 bewegt werden. Bei dieser Ausführungsform beträgt die Anzahl an flexiblen Kanälen 148 zwei, allerdings ist die Erfindung nicht darauf beschränkt. Bei anderen Ausführungsformen kann die Anzahl an flexiblen Kanälen 148, wenn nötig, verändert werden. Die Distanz zwischen der zweiten Kammer 146 und der Beleuchtungskomponente 12 ist größer als die zwischen der ersten Kammer 145 und der Beleuchtungskomponente 12 und eine Arbeitsflüssigkeit 19 ist in die erste Kammer 145 gefüllt. Bei dieser Ausführungsform ist die Arbeitsflüssigkeit 19 Wasser, allerdings ist die Erfindung nicht darauf beschränkt. Bei anderen Ausführungsformen kann die Arbeitsflüssigkeit 19 ein Kühlmittel, Methanol, Ethanol, Diethylether oder jede andere flüssige Substanz sein, die vorteilhaft für den Wärmetransport ist. Darüber hinaus ist bei dieser Ausführungsform eine Querschnittsfläche A1 von jedem der zwei Kanäle 148 viel kleiner als eine Querschnittsfläche A2 der zweiten Kammer 146. Bei dieser Ausführungsform umfassen die zwei flexiblen Kanäle 148 jeweils eine Vielzahl von der Reihe nach miteinander verbundenen Ringen 1481. Dadurch ist der flexible Kanal 148 in der Lage sich zu biegen und geeignet, zu verhindern, dass die Arbeitsflüssigkeit 19 durch die Ringe 1481 hindurch ausläuft. Mit anderen Worten ist der flexible Kanal 148 ein flexibler Balg oder ein flexibler Metallkanal.
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Das Folgende beschreibt eine Funktion der Beleuchtungskomponente 12 zum Einstellen des Beleuchtungswinkels. Bei dieser Ausführungsform und manch anderen Ausführungsformen umfasst die Beleuchtungskomponente 12 eine lichtabstrahlende Oberfläche 125. Beispielsweise beträgt in 2 normalerweise ein Winkel θ1 zwischen einem Normalenvektor N1 der lichtabstrahlenden Oberfläche 125 und einer absolut vertikalen Richtung V 45 Grad. Ein Nutzer kann manuell den ersten Hauptkörper 141 bewegen, um den flexiblen Kanal 148 zu biegen, und dadurch die relative Position der ersten Kammer 145 und der zweiten Kammer 146 zu ändern, um die entsprechende Stellung der lichtabstrahlenden Oberfläche 125 zu justieren. 3 ist eine Schnittansicht des Lichtmoduls aus 1, wenn der erste Hauptkörper in einer zweiten Position angeordnet ist. 4 ist eine Schnittansicht des Lichtmoduls aus 1, wenn der erste Hauptkörper in einer dritten Position angeordnet ist. Beispielsweise ist in 3 ein Normalenvektor N2 der lichtabstrahlenden Oberfläche 125 parallel zur absolut vertikalen Richtung V, allerdings ist die Erfindung nicht darauf beschränkt. Zum Beispiel beträgt in 4 ein Winkel θ2 zwischen dem Normalenvektor N2 der lichtabstrahlenden Oberfläche 125 und der absolut vertikalen Richtung V 90 Grad, allerdings ist die Erfindung nicht darauf beschränkt. Vielmehr kann der Winkel zwischen dem Normalenvektor N2 der lichtabstrahlenden Oberfläche 125 und der absolut vertikalen Richtung V optional in einem Bereich von 0 bis 90 Grad verändert werden. Somit ist das Beleuchtungsmodul 10 in der Lage, direkt abwärts zu leuchten, und beeinflusst nicht die thermische Dissipation. Die absolut vertikale Richtung V ist hierbei identisch mit der Richtung der Erdanziehungskraft. Die Beleuchtungskomponente 12 kann hocheffizient sein, sodass das Beleuchtungsmodul 10 in der Lage ist, als Scheinwerfer eingesetzt zu werden.
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Nun wird der Wärmedissipationsprozess der Wärmedissipationskomponente 14 illustriert, die die durch die Beleuchtungskomponente 12 erzeugte Wärme abführt. Wie in 2 zu sehen ist, wird, wenn die Beleuchtungskomponente 12 Wärme erzeugt, diese in die erste Kammer 145 im ersten Hauptkörper 141 weitergeleitet. Nachdem die Arbeitsflüssigkeit 19 in der ersten Kammer 145 die durch die Beleuchtungskomponente 12 erzeugte Wärme aufgenommen hat, verdampft diese von einem flüssigen Zustand in das Arbeitsgas 19'. Das Arbeitsgas 19' steigt und strömt entlang der ersten Richtung D1 (wie in 2 gezeigt) in die zweite Kammer 146 des zweiten Hauptkörpers 142. Bei dieser Ausführungsform kann die Wärme des Arbeitsgases 19' über die Rippengruppe 149 abgeführt werden, da die Rippengruppe 149 am zweiten Hauptkörper 142 ausgebildet ist. Jedoch ist die Erfindung nicht darauf beschränkt. Bei anderen Ausführungsformen kann die Wärme des Arbeitsgases 19' direkt über den zweiten Hauptkörper 142 an die Außenumgebung abgeführt werden. Da die Wärme abgeführt wird, nachdem das Arbeitsgas 19' in die zweite Kammer 146 eingeströmt ist, kondensiert das Arbeitsgas 19' allmählich in die Arbeitsflüssigkeit 19. Daraufhin fließt die Arbeitsflüssigkeit 19 über den anderen flexiblen Kanal 148 entlang einer zweiten Richtung D2 zurück in die erste Kammer. Zusätzlich existiert bei anderen Ausführungsformen, da die Querschnittsfläche A1 des flexiblen Kanals 148 viel kleiner ist als die Querschnittsfläche A2 der zweiten Kammer 146, eine große Druckdifferenz zwischen diesen. Daher fließt die Arbeitsflüssigkeit 19' entlang der ersten Richtung D1 in die zweite Kammer 146' als ein Hochgeschwindigkeitsluftstrom R1, was die Wärmeleitung und die Konvektion beschleunigt.
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In dem Lichtmodul 10 der ersten Ausführungsform verdampft die Arbeitsflüssigkeit 19 in das Arbeitsgas 19', um die Wärmeleitung zu beschleunigen, und das Arbeitsgas 19' strömt zur Wärmedissipation über einen der flexiblen Kanäle 148 in die zweite Kammer 146. Nachdem das Arbeitsgas 19' in die Arbeitsflüssigkeit 19 kondensiert ist, fließt diese über den anderen der flexiblen Kanäle 148 zurück in die erste Kammer 145. Auf diese Weise ist ein geschlossener Kreislauf gebildet und dieser kann aufgrund der Konvektion zu einem besseren Kühleffekt beitragen. Darüber hinaus ist es auf diese Weise nicht nötig, dass eine aktive Wärmedissipationskomponente im Beleuchtungsmodul 10 ausgebildet wird. Durch die Anordnung der zwei flexiblen Kanäle 148 kann das Beleuchtungsmodul 10 eine entfernte Wärmedissipation durchführen. Sprich der Teil der Struktur für die Wärmeleitung ist vom Teil der Struktur für die Wärmedissipation getrennt. Daher ist die innere Raumzuteilung der gesamten Struktur flexibler. Zusätzlich strömt bei dieser Ausführungsform das Arbeitsgas 19' als ein Hochgeschwindigkeitsluftstrom R1 entlang der ersten Richtung D1 in die zweite Kammer 146', was die Wärmeleitung und die Konvektion erhöht.
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Zusammenfassend, wird der geschlossene Kreislauf durch die Anordnung der zwei flexiblen Kanäle gebildet und die Konvektion der Arbeitsflüssigkeit wie auch des Arbeitsgases beschleunigt die Wärmeleitung. Diese Strukturausgestaltung kann auf die aktive Wärmedissipationskomponente verzichten und den Wärmedissipationseffekt verbessern.
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Zusätzlich ist die mit der Beleuchtungskomponente verbundene erste Kammer geeignet, bewegt zu werden, um die relative Position der Beleuchtungskomponente und der zweiten Kammer über Biegen der zwei flexiblen Kanäle zu ändern. Daher können Nutzer manuell den Beleuchtungsbereich ändern, um die Zweckmäßigkeit des Beleuchtungsmoduls zu verbessern.
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ZUSAMMENFASSUNG
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Ein Beleuchtungsmodul (10) umfasst eine Beleuchtungskomponente (12) und eine Wärmedissipationskomponente (14). Eine Seite der Wärmedissipationskomponente (14) steht in thermischem Kontakt mit der Beleuchtungskomponente (12). Die Wärmedissipationskomponente (14) umfasst eine erste Kammer (145), eine zweite Kammer (146) und zwei flexible Kanäle (148), die die erste Kammer (145) und die zweite Kammer (146) flexibel miteinander verbinden. Die Distanz von der zweiten Kammer (146) zur Beleuchtungskomponente (12) ist größer als die von der ersten Kammer (145) zur Beleuchtungskomponente (12), und ein Arbeitsfluid (19) ist in die erste Kammer (145) gefüllt. Wenn das Arbeitsfluid (19) von der Beleuchtungskomponente (12) erzeugte Wärme absorbiert, verdampft das Arbeitsfluid (19) von einem flüssigen Zustand in einen gasförmigen Zustand und strömt über einen der flexiblen Kanäle (148) zwecks Wärmedissipation in die zweite Kammer (146). Nachdem die Arbeitsflüssigkeit (19) in der zweiten Kammer (146) von dem gasförmigen Zustand in den flüssigen Zustand kondensiert, fließt es über den anderen der zwei flexiblen Kanäle (148) zurück in die erste Kammer (145).
