JP2008190821A - 発熱体の放熱装置およびその放熱装置を使用したショーケース - Google Patents

Abstract

【課題】本発明は、装置本体から出た冷媒を、冷却した後に放熱体の出口方向から再還流させることにより、装置本体の熱勾配バランスを改善し、総合的な冷却効果の改善と放熱体となる装置本体に取り付けられた発熱部品の熱ストレス改善を行なうことを課題とする。
【解決手段】放熱性を有する装置本体に発光ダイオード等の発熱体５２が線条に配置され、前記装置本体３３には、前記発熱体を冷却するための冷却路４０が、前記発熱体に沿って設けられている。前記冷却路は、前記装置本体の一方から他方に向けて冷媒が流通する往路側冷却路３８と、装置本体の他方から一方に向けて冷媒が流通する復路側冷却路３９とを備え、前記往路側冷却路を流れた冷媒を冷却した後に前記復路側冷却路に還流させる。
【選択図】 図１

Description

本発明は、例えば、発光ダイオードや小型電球等の発熱体の放熱装置およびその放熱装置を使用したショーケースに関する。

従来、発光ダイオード（ＬＥＤ）を光源とした照明装置が公知である（例えば、特許文献１参照）。かかる照明装置は、細長い板状基板に、複数のＬＥＤを板状基板の長手方向に所定間隔で配置したものである。

複数の発光ダイオードを光源とした際には、発光ダイオードの照射温度は低いが、特に基板が加熱されることになる。発光ダイオードが許容温度以上になると、発光ダイオードの明るさが低下するとともに、発光ダイオードが破損する原因にもなる。また。発光ダイオードが所定の明るさを得るためには、過剰な電流を流す必要がある。

そこで、発光ダイオードで発生した熱を外部に逃し、発光ダイオードの温度を下げる手段を備えた照明装置が開発されている（例えば、特許文献２参照）。かかる照明装置は、金属製のパイプの一部の表面にＬＥＤ素子実装基板を貼り付け、金属製パイプの一部はポンプを通っており金属パイプの中に充填されている冷却液を循環させるものである。
特開２００２−１４７９４５号公報 特開２００４−２７３７７５号公報

前記発光ダイオードまたは小型電球等の発熱体１００を、図８に示すように細長い線状に並べて使用する場合、その取り付け面に使用して放熱を目的とした細長い放熱体１０１に空気または液体（冷媒）を流して冷却を行なっている。これらの冷媒の導入口１０１ａと出口１０１ｂとでは、放熱体１０１の温度は出口側の方が高くなる。このため、特許文献２に記載の放熱装置では、冷媒の下流側（出口側）程冷却効率が低下し、熱勾配バランスが悪くなり、照明装置の全体にわたって前記問題を解消することは困難である。

本発明は、装置本体から出た冷媒を、冷却した後に放熱体の出口方向から再還流させることにより、装置本体の熱勾配バランスを改善し、総合的な冷却効果の改善と放熱体となる装置本体に取り付けられた発熱部品の熱ストレス改善を行なうことを課題とする。

本発明は、前記課題を解決するためになされたもので、放熱性を有する装置本体に発光ダイオード等の発熱体が線条に配置され、前記装置本体には、前記発熱体を冷却するための冷却路が、前記発熱体に沿って設けられた発熱体の放熱装置において、前記冷却路は、前記装置本体の一方から他方に向けて冷媒が流通する往路側冷却路と、前記装置本体の他方から一方に向けて冷媒が流通する復路側冷却路とを備え、前記往路側冷却路を流れた冷媒を冷却した後に前記復路側冷却路に還流させる構成である。

本発明の前記往路側冷却路および前記復路側冷却路は、前記発熱体までの距離が同等に設定されているのが好ましい。

本発明のショーケースは、前記発熱体として例えば発光ダイオードが採用された発熱体の放熱装置を備えたことにある。

本発明は、装置本体の熱勾配バランスを改善し、総合的な冷却効果の改善と放熱体となる装置本体に取り付けられた発熱部品の熱ストレス改善を行なえる利点がある。

以下、本発明の実施の形態について、図面を参照しながら説明する。図１〜図７は本発明の発熱体の放熱装置をショーケースに採用した実施の形態を示し、図５および図６に示すように、ショーケース１は、架台１０と、この架台１０上に設けられたケース本体２０とを備えている。

このケース本体２０は、後部フレーム２１、前後壁２２、２３、天壁２４および左右の両側壁２５，２６とを備えている。なお、前後壁２２、２３、天壁２４および左右の両側壁２５，２６は、例えば透明のガラス板または合成樹脂板から形成されている。

前記ケース本体２０内の展示空間３内には、展示物としての商品５を照らす一対の照明装置３０が設けられている。かかる照明装置３０は、ケース本体２０の後部に設けられる第１照明装置３１と、ケース本体２０の前部に設けられる第２照明装置３２とからなる。第１照明装置３１と第２照明装置３２とは、互いに対向するように配置されている。

なお、第１照明装置３１と第２照明装置３２とは、同一部材から構成されているため、第１照明装置３１について説明し、第２照明装置３２については、第１照明装置３１と同一部材については同一符号を付してその説明を省略する。

第１照明装置３１は、図１〜図４に示すように、アルミ板材等の放熱性の良好な金属製の装置本体（放熱体）３３と、この装置本体３３に取り付けられた光源モジュール（ＬＥＤモジュール）５０とを備えている。

前記装置本体３３は、正面視門型を呈し、長尺状の光源取付部３５と、この光源取付部３５を支持する一対の脚部３６、３７とから構成されている。光源取付部３５の前面に前記ＬＥＤモジュール５０が設けられている。このＬＥＤモジュール５０は、電源送り用の配線パターン（図示省略）が設けられた基板５１に、複数個の発光ダイオード５２が所定の間隔をおいて線条に配置されたものである。基板５１は放熱性の良好なアルミ等の基板が採用されている。

光源取付部３５は、往路側冷却路３８と復路側冷却路３９とが、その長手方向に平行に設けられている。すなわち、往路側冷却路３８および復路側冷却路３９は、発光ダイオード５２の背面側に位置し、例えば図２および図３に示すように往路側冷却路３８が下方に、復路側冷却路３９が上方に設けられ、往路側冷却路３８および復路側冷却路３９は、発光ダイオード５２（基板５１）までの距離が同等に設定されている。

一方の脚部３６には、前記往路側冷却路３８の一端に連通する往路側冷却路４１と、前記復路側冷却路３９の一端に連通する復路側冷却路４２とが設けられている。そして、各冷却通路４１、４２は、図１よび図４に示すように、配管またはホース等の接続手段４３ａ、４３ｂを介して架台１０の内部に設けられた冷媒供給装置４５に接続されている。この冷媒供給装置４５は、例えば冷媒として空気等の気体を使用した場合には、空気等の気体を循環して送風する送風機を備えている。また、冷媒が油や水等の液体の場合には、液体タンクとポンプ等とを備えている。

他方の脚部３７には、前記往路側冷却路３８の他端に連通する往路側冷却路４６と、前記復路側冷却路３９の他端に連通する復路側冷却路４７とが設けられている。そして、各冷却通路４６、４７は、配管等の接続手段４８ａ、４８ｂを介して架台１０の内部に設けられた冷却手段４９に接続されている。接続手段４８ａ、４８ｂは、冷媒が流通するように、湾曲部を有する熱交換部４８ｃを介して接続されている。冷却手段４９は、例えば冷媒として空気等の気体を使用した場合には、ラジエータ等の熱交換器からなる。

以上の構成からなる本実施の形態のショーケース１は、ケース本体２０の展示空間３内に適宜商品５が展示され、その際に、第１照明装置３１および第２照明装置３２が展示品５を照らす。

発光ダイオード５２を光源とした際には、発光ダイオード５２の商品５への照射温度は低いが、発光ダイオード５２が発熱体となって、特に基板４１を加熱することになる。本実施の形態では、冷媒供給装置４５により、冷媒が接続手段４３ａ、往路側冷却路４１を介して往路側冷却路３８の導入口（光源取付部３５の一方）に供給される。

冷媒が往路側冷却路３８を流れる際に、各発光ダイオード５２で発生した熱は、基板４１および装置本体３３を介して冷媒に伝達される。基板４１および装置本体３３は、熱伝導率が良好であるため、発光ダイオード５２で発生した熱を効率良く冷媒に逃すことができる。冷媒は往路側冷却路３８を流れる際に発光ダイオード５２で発生した熱により昇温し冷却効率が次第に低下する傾向にある。

往路側冷却路３８を出た冷媒は、他方の脚部３７の往路側冷却路４６、接続手段４８ａを介して冷却手段４９に達する。冷却手段４９において、冷媒は熱交換部４８ｃを通過する際に再び強制的に冷却され、接続手段４８ｂ、復路側冷却路４７を介して復路側冷却路３９の導入口（光源取付部３５の他方）に供給される。そして、冷却された冷媒は、復路側冷却路３９を往路側冷却路３８とは反対方向に流れ、光源取付部３５等を冷却する。そして、復路側冷却路３９を出た冷媒は、復路側冷却路４２、接続手段４３ｂを介して冷媒供給装置４５に戻る。

このように再冷却した冷媒を還流させることにより、図７に示すように装置本体３３全体の熱勾配バランスを改善し、各ＬＥＤモジュール５０を所定の温度まで効果的に冷却でき、過剰な電流を流すことなく発光ダイオードを所定の明るさに維持でき、発光ダイオードや抵抗等の構成部品の寿命も長くなる。また、一旦冷却された冷媒を再冷却するため、冷却効率も良好である。

なお、冷媒供給装置４５等は、常時作動させても、あるいはセンサでＬＥＤモジュール５０の温度を検出し、適宜作動させるようにしてもよい。

本発明は前記の実施の形態に限定されるものではない。例えば、ＬＥＤモジュール５０は、両方の脚部３６、３７に設けることも可能である。

また、第１照明装置３１および第２照明装置３２のそれぞれに、冷媒供給装置４５および冷却手段４９を設けたが、単体の冷媒供給装置４５および冷却手段４９を兼用することも可能である。

しかも、冷却手段４９は、ラジエータ等のように強制的に冷媒を冷却するのが好ましいが、熱交換部４８ｃを所定の長さに設定（表面積を大きく）することにより、自然冷却することも可能である。

また、前記実施の形態では、装置本体３３の各脚部３６、３７に、往路側冷却路４１、４６および復路側冷却路４２、４７を設けたが、光源取付部３５の往路側冷却路３８および復路側冷却路３９に、各脚部３６、３７の外部に位置する接続手段４３ａ、４３ｂ、４８ａ、４８ｂを直接接続することも可能である。前記光源は発光ダイオードに限定されるものではなく、小型電球等であってもよい。

また、ＬＥＤモジュール５０の異常発熱（異常）を検知する過発熱防止装置（図示省略）を設けることも可能である。この過発熱防止装置は、ＬＥＤモジュール５０の異常を検知して、ブザー等で警報したり、ポンプやモータ等の構成部品を適宜制御したりすることができる。

本発明の発熱体の放熱装置の概略図である。 同放熱装置の要部を示す一部破断を含む正面図である。 図２におけるＡ−Ａ線断面図である。 本発明の発熱体の放熱装置の斜視図である。 本発明のショーケースの斜視図である。 同ショーケースの断面側面図である。 本発明の発熱体の放熱装置の概略説明図である。 従来例を示す概略説明図である。

符号の説明

３０ 照明装置
３３ 装置本体（発熱体）
３５ 光源取付部
３８ 往路側冷却路
３９ 復路側冷却路
４０ 冷却路
４１ 往路側冷却路
４２ 復路側冷却路
５２ 発光ダイオード（ＬＥＤ、発熱体）

Claims (4)

1. 放熱性を有する装置本体に、発光ダイオード等の発熱体が線条に配置され、前記装置本体には、前記発熱体を冷却するための冷却路が、前記発熱体に沿って設けられた発熱体の放熱装置において、
   前記冷却路は、前記装置本体の一方から他方に向けて冷媒が流通する往路側冷却路と、前記装置本体の他方から一方に向けて冷媒が流通する復路側冷却路とを備え、前記往路側冷却路を流れた冷媒を冷却した後に前記復路側冷却路に還流させる構成であることを特徴とする発熱体の放熱装置。
2. 前記往路側冷却路および前記復路側冷却路は、前記発熱体までの距離が同等に設定されている請求項１に記載の発熱体の放熱装置。
3. 前記請求項１に記載の発熱体の放熱装置は、発熱体として発光ダイオードが採用され、該発熱体の放熱装置を備えたことを特徴とするショーケース。
4. 前記請求項１に記載の発熱体の放熱装置を備えたことを特徴とするショーケース。

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