DE202015100296U1 - Lichtmodul mit der Fähigkeit zur Einstellung des Beleuchtungswinkels und zur Verwendung von Phasenwechselwärmedisspation - Google Patents
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Abstract
Beleuchtungsmodul (10), das in der Lage ist, einen Beleuchtungswinkel anzupassen und Phasenwechselwärmedissipation auszunutzen, und welches eine Beleuchtungskomponente (12) und eine Wärmedissipationskomponente (14) umfasst, die mit einer Seite in thermischem Kontakt mit der Beleuchtungskomponente (12) ist, wobei die Wärmedissipationskomponente (14) eine erste Kammer (145), eine zweite Kammer (146) und zwei flexible Kanäle (148) umfasst, die die erste Kammer (145) und die zweite Kammer (146) flexibel miteinander verbinden, wobei die Distanz von der zweiten Kammer (146) zur Beleuchtungskomponente (12) größer ist als die von der ersten Kammer (145) zur Beleuchtungskomponente (12), und wobei ein Arbeitsfluid (19) in die erste Kammer (145) gefüllt ist, wobei, wenn die Arbeitsflüssigkeit (19) von der Beleuchtungskomponente (12) erzeugte Wärme absorbiert, die Arbeitsflüssigkeit (19) von einem flüssigen Zustand in einen gasförmigen Zustand verdampft und zwecks Wärmedissipation über einen der flexiblen Kanäle (148) in die zweite Kammer (146) strömt, und, nachdem die Arbeitsflüssigkeit (19) in der zweiten Kammer (146) von dem gasförmigen Zustand in den flüssigen Zustand kondensiert ist, diese über den anderen der flexiblen Kanäle (148) zurück in die erste Kammer (145) fließt.
Description
- Technisches Gebiet
- Die Erfindung betrifft ein Lichtmodul, das Phasenwechselwärmedissipation ausnutzt, und insbesondere ein Lichtmodul, das in der Lage ist, den Beleuchtungswinkel zu verstellen und Phasenwechselwärmedissipation auszunutzen.
- Hintergrund
- 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.
- 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.
- KURZFASSUNG
- Die Erfindung betrifft ein Lichtmodul zum Lösen der unbefriedigenden Wärmedissipationsleistung und des nicht einstellbaren Beleuchtungswinkels.
- 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.
- 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.
- KURZBESCHREIBUNG DER ZEICHNUNGEN
- 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
-
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, -
2 eine Schnittansicht des Beleuchtungsmoduls aus1 ist, wenn ein erster Hauptkörper an einer ersten Position angeordnet ist, -
3 eine Schnittansicht des Beleuchtungsmoduls aus1 ist, wenn der erste Hauptkörper an einer zweiten Position angeordnet ist, und -
4 eine Schnittansicht des Beleuchtungsmoduls aus1 ist, wenn der erste Hauptkörper an einer dritten Position angeordnet ist. - DETAILLIERTE BESCHREIBUNG
- 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.
-
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 in1 gezeigt ist, umfasst bei dieser Ausführungsform das Beleuchtungsmodul10 eine Beleuchtungskomponente12 und eine Wärmedissipationskomponente14 . Eine Seite der Wärmedissipationskomponente14 steht in thermischem Kontakt mit der Beleuchtungskomponente12 . Die Beleuchtungskomponente12 ist ein lichtabstrahlendes Festkörperelement. Bei dieser Ausführungsform ist die Beleuchtungskomponente12 eine Leuchtdiode, aber die Erfindung ist nicht darauf beschränkt. -
2 ist eine Schnittansicht des Beleuchtungsmoduls aus1 , wenn ein erster Hauptkörper sich in einer ersten Position befindet. Wie in2 zu sehen ist, umfasst die Wärmedissipationskomponente14 einen ersten Hauptkörper141 , einen zweiten Hauptkörper142 , eine erste Kammer145 , eine zweite Kammer146 , zwei flexible Kanäle148 , eine Rippengruppe149 und eine Arbeitsflüssigkeit19 . - Eine Seite des ersten Hauptkörpers
141 ist im thermischen Kontakt mit der Beleuchtungskomponente12 . Die erste Kammer145 ist im ersten Hauptkörper141 angeordnet, während die zweite Kammer146 im zweiten Hauptkörper142 angeordnet ist. Die zwei flexiblen Kanäle148 sind zwischen der ersten Kammer145 des ersten Hauptkörpers141 und der zweiten Kammer146 des zweiten Hauptkörpers142 angeordnet und verbinden diese flexibel miteinander. Die Rippengruppe149 ist am zweiten Hauptkörper142 ausgebildet. Die Rippengruppe149 erstreckt sich vom zweiten Hauptkörper142 nach außen. Der zweite Hauptkörper142 weist eine Bodenfläche1425 auf. Die Bodenfläche1425 ist zwischen der zweiten Kammer146 und dem ersten Hauptkörper141 angeordnet und gleichzeitig dem ersten Hauptkörper141 zugewandt. Die erste Kammer145 kann durch Biegen des flexiblen Kanals148 in eine Stellung relativ zur zweiten Kammer146 bewegt werden. Bei dieser Ausführungsform beträgt die Anzahl an flexiblen Kanälen148 zwei, allerdings ist die Erfindung nicht darauf beschränkt. Bei anderen Ausführungsformen kann die Anzahl an flexiblen Kanälen148 , wenn nötig, verändert werden. Die Distanz zwischen der zweiten Kammer146 und der Beleuchtungskomponente12 ist größer als die zwischen der ersten Kammer145 und der Beleuchtungskomponente12 und eine Arbeitsflüssigkeit19 ist in die erste Kammer145 gefüllt. Bei dieser Ausführungsform ist die Arbeitsflüssigkeit19 Wasser, allerdings ist die Erfindung nicht darauf beschränkt. Bei anderen Ausführungsformen kann die Arbeitsflüssigkeit19 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 Kanäle148 viel kleiner als eine Querschnittsfläche A2 der zweiten Kammer146 . Bei dieser Ausführungsform umfassen die zwei flexiblen Kanäle148 jeweils eine Vielzahl von der Reihe nach miteinander verbundenen Ringen1481 . Dadurch ist der flexible Kanal148 in der Lage sich zu biegen und geeignet, zu verhindern, dass die Arbeitsflüssigkeit19 durch die Ringe1481 hindurch ausläuft. Mit anderen Worten ist der flexible Kanal148 ein flexibler Balg oder ein flexibler Metallkanal. - Das Folgende beschreibt eine Funktion der Beleuchtungskomponente
12 zum Einstellen des Beleuchtungswinkels. Bei dieser Ausführungsform und manch anderen Ausführungsformen umfasst die Beleuchtungskomponente12 eine lichtabstrahlende Oberfläche125 . Beispielsweise beträgt in2 normalerweise ein Winkel θ1 zwischen einem Normalenvektor N1 der lichtabstrahlenden Oberfläche125 und einer absolut vertikalen Richtung V 45 Grad. Ein Nutzer kann manuell den ersten Hauptkörper141 bewegen, um den flexiblen Kanal148 zu biegen, und dadurch die relative Position der ersten Kammer145 und der zweiten Kammer146 zu ändern, um die entsprechende Stellung der lichtabstrahlenden Oberfläche125 zu justieren.3 ist eine Schnittansicht des Lichtmoduls aus1 , wenn der erste Hauptkörper in einer zweiten Position angeordnet ist.4 ist eine Schnittansicht des Lichtmoduls aus1 , wenn der erste Hauptkörper in einer dritten Position angeordnet ist. Beispielsweise ist in3 ein Normalenvektor N2 der lichtabstrahlenden Oberfläche125 parallel zur absolut vertikalen Richtung V, allerdings ist die Erfindung nicht darauf beschränkt. Zum Beispiel beträgt in4 ein Winkel θ2 zwischen dem Normalenvektor N2 der lichtabstrahlenden Oberfläche125 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 Oberfläche125 und der absolut vertikalen Richtung V optional in einem Bereich von 0 bis 90 Grad verändert werden. Somit ist das Beleuchtungsmodul10 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 Beleuchtungskomponente12 kann hocheffizient sein, sodass das Beleuchtungsmodul10 in der Lage ist, als Scheinwerfer eingesetzt zu werden. - Nun wird der Wärmedissipationsprozess der Wärmedissipationskomponente
14 illustriert, die die durch die Beleuchtungskomponente12 erzeugte Wärme abführt. Wie in2 zu sehen ist, wird, wenn die Beleuchtungskomponente12 Wärme erzeugt, diese in die erste Kammer145 im ersten Hauptkörper141 weitergeleitet. Nachdem die Arbeitsflüssigkeit19 in der ersten Kammer145 die durch die Beleuchtungskomponente12 erzeugte Wärme aufgenommen hat, verdampft diese von einem flüssigen Zustand in das Arbeitsgas19' . Das Arbeitsgas19' steigt und strömt entlang der ersten Richtung D1 (wie in2 gezeigt) in die zweite Kammer146 des zweiten Hauptkörpers142 . Bei dieser Ausführungsform kann die Wärme des Arbeitsgases19' über die Rippengruppe149 abgeführt werden, da die Rippengruppe149 am zweiten Hauptkörper142 ausgebildet ist. Jedoch ist die Erfindung nicht darauf beschränkt. Bei anderen Ausführungsformen kann die Wärme des Arbeitsgases19' direkt über den zweiten Hauptkörper142 an die Außenumgebung abgeführt werden. Da die Wärme abgeführt wird, nachdem das Arbeitsgas19' in die zweite Kammer146 eingeströmt ist, kondensiert das Arbeitsgas19' allmählich in die Arbeitsflüssigkeit19 . Daraufhin fließt die Arbeitsflüssigkeit19 über den anderen flexiblen Kanal148 entlang einer zweiten Richtung D2 zurück in die erste Kammer. Zusätzlich existiert bei anderen Ausführungsformen, da die Querschnittsfläche A1 des flexiblen Kanals148 viel kleiner ist als die Querschnittsfläche A2 der zweiten Kammer146 , eine große Druckdifferenz zwischen diesen. Daher fließt die Arbeitsflüssigkeit19' entlang der ersten Richtung D1 in die zweite Kammer146' als ein Hochgeschwindigkeitsluftstrom R1, was die Wärmeleitung und die Konvektion beschleunigt. - In dem Lichtmodul
10 der ersten Ausführungsform verdampft die Arbeitsflüssigkeit19 in das Arbeitsgas19' , um die Wärmeleitung zu beschleunigen, und das Arbeitsgas19' strömt zur Wärmedissipation über einen der flexiblen Kanäle148 in die zweite Kammer146 . Nachdem das Arbeitsgas19' in die Arbeitsflüssigkeit19 kondensiert ist, fließt diese über den anderen der flexiblen Kanäle148 zurück in die erste Kammer145 . 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 Beleuchtungsmodul10 ausgebildet wird. Durch die Anordnung der zwei flexiblen Kanäle148 kann das Beleuchtungsmodul10 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 Arbeitsgas19' als ein Hochgeschwindigkeitsluftstrom R1 entlang der ersten Richtung D1 in die zweite Kammer146' , was die Wärmeleitung und die Konvektion erhöht. - 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.
- 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.
- ZUSAMMENFASSUNG
- 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 ).
Claims (9)
- Beleuchtungsmodul (
10 ), das in der Lage ist, einen Beleuchtungswinkel anzupassen und Phasenwechselwärmedissipation auszunutzen, und welches eine Beleuchtungskomponente (12 ) und eine Wärmedissipationskomponente (14 ) umfasst, die mit einer Seite in thermischem Kontakt mit der Beleuchtungskomponente (12 ) ist, wobei die Wärmedissipationskomponente (14 ) eine erste Kammer (145 ), eine zweite Kammer (146 ) und zwei flexible Kanäle (148 ) umfasst, die die erste Kammer (145 ) und die zweite Kammer (146 ) flexibel miteinander verbinden, wobei die Distanz von der zweiten Kammer (146 ) zur Beleuchtungskomponente (12 ) größer ist als die von der ersten Kammer (145 ) zur Beleuchtungskomponente (12 ), und wobei ein Arbeitsfluid (19 ) in die erste Kammer (145 ) gefüllt ist, wobei, wenn die Arbeitsflüssigkeit (19 ) von der Beleuchtungskomponente (12 ) erzeugte Wärme absorbiert, die Arbeitsflüssigkeit (19 ) von einem flüssigen Zustand in einen gasförmigen Zustand verdampft und zwecks Wärmedissipation über einen der flexiblen Kanäle (148 ) in die zweite Kammer (146 ) strömt, und, nachdem die Arbeitsflüssigkeit (19 ) in der zweiten Kammer (146 ) von dem gasförmigen Zustand in den flüssigen Zustand kondensiert ist, diese über den anderen der flexiblen Kanäle (148 ) zurück in die erste Kammer (145 ) fließt. - Beleuchtungsmodul (
10 ) nach Anspruch 1, wobei die zwei flexiblen Kanäle (148 ) jeweils eine Vielzahl von in Reihe miteinander verbundenen Ringen (1481 ) umfassen. - Beleuchtungsmodul (
10 ) nach Anspruch 1, wobei die Beleuchtungskomponente (12 ) eine lichtabstrahlende Oberfläche (125 ) umfasst, und wobei ein Winkel zwischen einem Normalenvektor der lichtabstrahlenden Oberfläche (125 ) und einer absolut vertikalen Richtung zwischen 0 und 90 Grad beträgt. - Beleuchtungsmodul (
10 ) nach Anspruch 1, wobei eine Querschnittsfläche eines jeden der zwei flexiblen Kanäle (148 ) kleiner ist als die der zweiten Kammer (146 ), sodass die Arbeitsflüssigkeit in einer hohen Geschwindigkeit über einen der zwei Kanäle (148 ) in die zweite Kammer (146 ) fließt. - Beleuchtungsmodul (
10 ) nach Anspruch 1, wobei die Wärmedissipationskomponente (14 ) weiter einen ersten Hauptkörper (141 ), einen zweiten Hauptkörper (142 ) und eine Rippengruppe (149 ) umfasst, wobei eine Seite des ersten Hauptkörpers (141 ) in thermischem Kontakt mit der Beleuchtungskomponente (12 ) steht, wobei die erste Kammer (145 ) im ersten Hauptkörper (141 ) angeordnet ist, wobei die zweite Kammer (146 ) im zweiten Hauptkörper (142 ) angeordnet ist, und wobei die Rippengruppe (149 ) am zweiten Hauptkörper (142 ) ausgebildet ist. - Beleuchtungsmodul (
10 ) nach Anspruch 1, wobei die Rippengruppe (149 ) sich vom zweiten Hauptkörper (142 ) nach außen erstreckt. - Beleuchtungsmodul (
10 ) nach Anspruch 1, wobei die Arbeitsflüssigkeit (19 ) Wasser, Methanol, Ethanol oder Diethylether ist. - Beleuchtungsmodul (
10 ) nach Anspruch 1, wobei die Beleuchtungskomponente (12 ) eine Festkörperbeleuchtungskomponente ist. - Beleuchtungsmodul (
10 ) nach Anspruch 1, wobei die Beleuchtungskomponente (12 ) eine Leuchtdiode ist.
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