JP2009064661A

JP2009064661A - 光源を備えた水槽

Info

Publication number: JP2009064661A
Application number: JP2007231347A
Authority: JP
Inventors: Katsuyuki Okimura; 克行沖村
Original assignee: NEC Lighting Ltd
Current assignee: Hotalux Ltd
Priority date: 2007-09-06
Filing date: 2007-09-06
Publication date: 2009-03-26

Abstract

【課題】小さな電力で水温調整を行うことが可能な光源を備えた水槽を提供すること。
【解決手段】水槽と、発熱を伴って発光し、水槽を照明する光源と、光源で発生した熱を水槽内に伝達する金属板１と、ヒートパイプ２と、ヒートシンク３とで構成される伝熱手段を有する。金属板１には、光源である複数のＬＥＤ４が、所定の面に取り付けられる。このとき、各ＬＥＤ４は、例えば、ねじを用いて、金属板１に固定され、さらに発光に伴って発生する熱が金属板1に伝わるように取り付けられる。また、ＬＥＤ４は、ＬＥＤ４を点灯させるための点灯回路（不図示）に配線を介して接続される。
【選択図】図１

Description

本発明は、発熱を伴って発光する光源を備えた水槽に関する。

熱帯魚を水槽で飼育する場合、熱帯魚に適した水温を一定に保つために、水中に沈めたヒーターを発熱させて水温を調整する方法が知られている。例えば、６０ｃｍ水槽（横幅６０ｃｍ、奥行き３０ｃｍ、高さ３６ｃｍ）で熱帯魚を飼育する場合には、消費電力値が１００Ｗ〜１５０Ｗのヒーターが一般的に用いられる。

また、熱帯魚をより美しく見せるために、水槽の上部や内部に照明装置を取り付けて、その照明装置を点灯させて水槽を照らす方法が知られている。このような用途に対応した照明装置では、一般的に蛍光ランプが光源として用いられる。

蛍光ランプは、点灯するとフィラメントが発熱する。フィラメントで発生した熱は、ガラス管内を伝わってガラス管面より大気中に放出されており、その熱を効率よく取り出すことが困難である。そのため、蛍光ランプを光源とする照明装置では、光源で発生した熱の放熱が効率よく行われていない。

熱の取り出しが比較的簡単な光源には、例えばＬＥＤ（ＬｉｇｈｔＥｍｉｔｔｉｎｇＤｉｏｄｅ）がある。ＬＥＤを光源とする装置には、ＬＥＤで発生した熱を効率よく放熱することを目的とした装置が提案されており、例えば特許文献１（特開２００５−３１７４８０号公報）に開示されている。

特許文献１に記載の装置では、複数のＬＥＤが、熱伝導率の高い材料（アルミ）で形成された放熱プレートに同一線上に取り付けられる。そして、その放熱プレートおよびヒートシンクが、ヒートパイプの両端にそれぞれ取り付けられる。

特許文献１に記載の装置では、各ＬＥＤで発生した熱は、放熱プレートを通じてヒートパイプを伝わって、ヒートシンクから大気中に放出される。伝熱に適した構成（放熱プレートおよびヒートパイプ）が設けられているため、各ＬＥＤで発生した熱はヒートシンクへ効率よく伝熱される。これにより、光源で発生した熱を効率よく放熱することが可能となる。
特開２００５−３１７４８０号公報

ヒーターを発熱させたり照明装置を点灯させたりして水槽内で熱帯魚を飼育する場合、
ヒーターおよび照明装置に対してそれぞれ電力が供給される。このとき、照明装置の光源で発生した熱は、通常、大気中に放出されており水温調整には寄与しない。光源で発生した熱が有効に使われていないため、水温調整を行うときにヒーターに対して過大な電力を供給しなければならないという問題があった。

本発明は、上述したような問題を解決し、小さな電力で水温調整を行うことが光源を備えた水槽を提供することを目的とする。

上記目的を達成するための本発明による光源を備えた水槽は、
水槽と、
発熱を伴って発光し、前記水槽を照明する光源と、
前記光源で発生した熱を前記水槽内に伝達する伝熱手段と、
を有する。

本発明は以上説明したように構成されているので、以下に記載する効果を奏する。

光源で発光に伴って発生した熱は、伝熱手段を通じて水槽内の水に放出されて水温調整に利用される。このとき、光源で消費される電力の一部が水温調整に利用されるため、水温調整のために供給される電力を節約できる。これにより、小さな電力で水温調整を行うことが可能となる。

本実施形態の光源を備えた水槽について説明する。

本実施形態の光源を備えた水槽は、水槽と、光源と、伝熱手段とを有する。

図１は、本実施形態の伝熱手段の一構成例を示す外形図である。

なお、図１（a）は、本実施形態の伝熱手段の上面図である。また、図１（ｂ）は、本実施形態の伝熱手段の側面図である。また、図１（ｃ）は、本実施形態の伝熱手段の下面図である。

本実施形態の伝熱手段は、図１に示すように、金属板１と、ヒートパイプ２と、ヒートシンク３と、を有する。

金属板１は、例えばアルミや銅など熱伝導率の高い金属からなる板である。金属板１には、光源である複数のＬＥＤ４が、所定の面に取り付けられる。このとき、各ＬＥＤは、例えば、ねじを用いて金属板１に固定され、さらに発光に伴って発生する熱が金属板１に伝わるように取り付けられる。また、ＬＥＤ４は、ＬＥＤ４を点灯させるための点灯回路（不図示）に配線を介して接続される。

なお、金属板１は、上述した配線が形成されたプリント基板と一体化されていることが望ましい。

金属板１に取り付けられるＬＥＤ４の数は、求められる明るさとＬＥＤ４の特性に応じて決まる。例えば、１Ａの電流が供給されたときの明るさが１００ｌｍである白色光のＬｕｘｅｏｎＫ２（ＰｈｉｌｉｐｓＬｕｍｉｌｅｄｓ社）をＬＥＤ４として用いる場合、求められる明るさが蛍光ランプであるＦＬ２０ＳＳＥＸ‐Ｄ／１８‐Ｘ（ＮＥＣライティング社）２本分と同等の明るさ（約３０００ｌｍ）だとすると、約３０個の白色光のＬｕｘｅｏｎＫ２が金属板１に取り付けられることとなる。

ヒートパイプ２は、熱が入力される蒸発部（不図示）と、蒸発部に入力された熱を放熱する凝集部（不図示）とを両端にそれぞれ備える。蒸発部は、金属板１においてＬＥＤ４が取り付けられた面と対向する面に取り付けられる。凝集部はヒートシンク３に取り付けられる。このとき、金属板１およびヒートシンク３は、例えば溶接によりヒートパイプ２の両端に接合される。

ヒートパイプ２の形状は、ＬＥＤ４およびヒートシンク３の水槽内における配置場所に応じて適宜決まる。

なお、ヒートパイプには、凝集部が蒸発部よりも下に位置するように配置されると伝熱効率が低下するものがある。そのため、ヒートパイプ２には、ＮＡＮＯＳＰＲＥＡＤＥＲ（ＣｅｌｓｉａＴｅｃｈｎｏｌｏｇｉｅｓ社）に代表される伝熱効率が凝集部と蒸発部との位置関係に影響されにくい特性を有するヒートパイプを用いることが望ましい。

図２は、本実施形態の伝熱手段による水温調整を説明するための説明図である。

まず、ヒートシンク３が、水槽５内に配置される。そして、金属板１に取り付けられた全てのＬＥＤ４に対して点灯回路から点灯に必要な電流が供給される。すると、ＬＥＤ４は発光するとともに発熱する。

ＬＥＤ４の光は、水槽５を照らす。また、ＬＥＤ４で発生した熱は、金属板１を通じてヒートパイプ２の蒸発部に入力される。

蒸発部に入力された熱は、ヒートパイプ２の内部を移動して凝集部よりヒートシンク３へ伝わる。そして、その熱は、ヒートシンク３から水槽５内の水に放出される。これにより、ＬＥＤ４で発生した熱が水温調整に利用されることになる。

例えば、順電圧値が３．４２ＶであるＬＥＤ４が３０個直列接続された状態で金属板１に取り付けられている場合、１Ａの電流が供給されると３０個分を合計した消費電力値は約１００Ｗとなる。

ＬＥＤ４で消費された電力の８割が熱としてヒートシンク３から水槽５内の水に放出された場合、３０個のＬＥＤ４の発熱により８０Ｗのヒーターが出力する熱量と同等の熱量を供給することが可能となる。これにより、水槽５内の水温を一定に保つために１００Ｗのヒーターが出力する熱量が必要な場合、ヒーターの消費電力値を２０Ｗに減らすことが可能となる。

本実施形態では、電流が複数のＬＥＤ４に供給されると、各ＬＥＤで発生した熱が金属板１を通じてヒートパイプ２に伝わる。そして、ヒートパイプ２に伝わった熱は、ヒートシンク３から水槽５内の水に放出される。すなわち、各ＬＥＤで発生した熱が水温調整に利用される。このとき、各ＬＥＤで消費される電力の一部が水温調整に利用されるため、水温調整のために供給される電力を節約できる。これにより、小さな電力で水温調整を行うことが可能となる。

なお、光源はＬＥＤに限定されず、発生した熱を取り出せるものであればよい。例えば、有機ＥＬ（Ｅｌｅｃｔｒｏｌｕｍｉｎｅｓｃｅｎｃｅ）を用いることとしてもよい。

また、ＬＥＤ４の配置場所は、水槽の上部に限定されず、水槽を照明できる位置であればよい。例えば、ＬＥＤ４および配線に防水加工を施して水槽の底部に配置することにしてもよい。

また、光源で発生した熱をヒートシンクへ伝達する手段は、ヒートパイプに限定されず、例えばヒートスプレッダを用いることとしてもよい。ヒートスプレッダは、光源とヒートシンクの位置関係に影響を受けることなく伝熱できる。そのため、光源およびヒートシンクの配置場所を柔軟に設定することが可能となる。

また、本発明による光源を備えた水槽の用途は、熱帯魚の飼育に限定されず、例えば植物の育成に用いることとしてもよい。

本実施形態の伝熱手段の一構成例を示す外形図である。（a）は上面図を示し、（ｂ）は側面図を示し、（ｃ）は下面図を示す。本実施形態の伝熱手段による水温調整を説明するための説明図である。

符号の説明

１金属板
２ヒートパイプ
３ヒートシンク
４ＬＥＤ
５水槽

Claims

水槽と、
発熱を伴って発光し、前記水槽を照明する光源と、
前記光源で発生した熱を前記水槽内に伝達する伝熱手段と、
を有することを特徴とする光源を備えた水槽。
請求項１に記載の光源を備えた水槽において、
前記伝熱手段は、ヒートパイプまたはヒートスプレッダを有することを特徴とする光源を備えた水槽。
請求項１または請求項２に記載の光源を備えた水槽において、
前記光源は、ＬＥＤまたは有機ＥＬであることを特徴とする光源を備えた水槽。