JP2010010128A - 受動性放熱器及び街路灯放熱装置 - Google Patents

Abstract

【課題】水平面にほぼ垂直な立て板と放熱フィンを備えて、熱空気の流動方向と一致する放熱通路を形成して、放熱效果を改善する。
【解決手段】受動性放熱器は、放熱底板と、平板状の立て板と、吸熱端面と、放熱フィンとを含む。平板状の立て板は、ろう接により放熱底板に接続され、放熱底板が設置状態である場合に、水平面に対し垂直或いは第一角度をなす。吸熱端面は、放熱底板の立て板と逆側に設けられ、発熱部品を装着するのに用いられる。放熱フィンは、ろう接により立て板の表面に接続され、放熱底板が設置状態である場合に、水平面に対し垂直或いは第二角度をなす。
【選択図】図１４

Description

本発明は、放熱技術に関し、特に、受動性放熱器及び街路灯放熱装置に関する。

多種多様な電気機器において、電気の大量消費に従って、程度の異なる放熱問題が存在する。例えば、一般的なハイパワー発光ダイオード(Light Emitting Diode、以下、LED)街路灯において、LEDのノード温度は一般的に85℃の限度を超えてはならない。LEDのノード温度が85℃を超過すれば、5℃を超過するごとに、これに応じてLEDの寿命が50％減少し、また、LED街路灯の明るさも、半年毎に50％以上減衰する。それゆえ、LEDのノードで生じた熱をどのように周囲に拡散させるかという街路灯の放熱問題は、LED街路灯の寿命が延びて、明るさの減衰具合を小さくするための重要課題となっている。

従来技術で採用されているLED街路灯の放熱構造は、一般的に圧鋳(die casting)或いは押出アルミニウム合金放熱器であり、図1に示すように、LED電球1が灯座2に設置され、アルミニウム合金の放熱底板3がLED電球1の灯座2に鋳造(die casting)により接続され、放熱底板3に放熱フィン4が垂直に接続され、一般的に、放熱フィン4が外側に延びて設けられてある。放熱を実現する過程のうちで、金属熱伝導によって、LED電球1が生じる熱を、灯座2、放熱底板3、放熱フィン4と経て、最後に空気中に拡散される。しかしながら、アルミニウム合金放熱構造の欠点は、アルミニウム合金の熱伝導系数が100（W/mK）であり、熱が伝導する距離によって、温度がかなり低められて、その放熱器に大きい表面積が用いられても、その内部の熱伝導抵抗が大きいから、放熱器の実際の有效放熱面積が小さくなって、放熱效果が小さい。

従来技術での別のLED街路灯放熱構造として、回路熱管（Loop Heat Pipe、以下、LHP）放熱器が採用される。LHPとは、典型的な直線性伝熱部品である。その放熱原理は、図2にも示すように、以下の通りである。放熱作動媒体は、放熱回路管100の中にフィリングされ、蒸発端110で電子部品の発熱領域と接触し、熱を吸収して、液体作動媒体から蒸発して気体になる。そして、気体の作動媒体は、放熱回路管100の蒸発端110から、吸液芯120の作用によって、凝縮端130へ流れていく。その過程で、熱がより大きい放熱表面に伝導して、気体が液体に変わり、再び蒸発端110に戻る。LHP放熱器をLED街路灯の放熱構造とする場合、一般的には、灯カバーの外に放熱回路管が設けられ、灯カバー頂部の熱源に放熱回路管の蒸発端が設けられる。しかしながら、このようなLHP放熱方式にもある程度の問題が存在する。放熱回路管と放熱領域の接触面積が小さく、接触熱抵抗が大きいので、大きな有效放熱面積が得られず、放熱效果も悪くなる。

本発明の主な目的は、受動性放熱器を提供し、電気発熱部品の放熱效率を高めることにある。

本発明のもう一つの目的は、街路灯放熱装置を提供し、街路灯の放熱效果を改善することにある。

本発明は、受動性放熱器であって、放熱底板と、平板状の立て板と、吸熱端面と、放熱フィンとを含む。立て板は、ろう接により放熱底板に接続され、放熱底板が設置状態である場合に、水平面に対し垂直或いは第一角度をなす。吸熱端面は、放熱底板に対し立て板と逆側に設けられ、発熱部品を装着するのに用いられる。放熱フィンは、ろう接により立て板の表面に接続され、放熱底板が設置状態である場合に、水平面に対し垂直或いは第二角度をなす。

具体的に、立て板は、金属材質のソリッドコアパネルでもよく（クレーム3）、蒸発スペースを持つ板状熱管でもよい。

また、本発明は、街路灯放熱装置であって、上記受動性放熱器と、取付座と、接続座とを含む。吸熱端面に、街路灯の電球を設置するのに用いられる灯座が設けられ、或いは、吸熱端面内に、街路灯の電球とろう接により接続される回路基板が配置されている。放熱底板の側部にそれぞれ取付座が接続され、放熱底板と逆側の取付座の側部が接続座と固定して接続される。

街路灯放熱装置の中の受動性放熱器は、大気に暴露して直接に放熱を行うことができるし、更に密封カバーを含むことができる。密封カバーは、立て板と放熱フィンを設ける受動性放熱器の片側を覆い、密封カバーの縁は、接続座に接続され、密封カバーには更に複数の入風孔と出風孔がそれぞれ設けられる。

具体的に、放熱底板と取付座の側部は、凹溝と凸部により互いに嵌合できるし、押し合わせて堅く接続できる。

本発明は、互いにろう接により接続される放熱底板、平板状立て板、放熱フィンを用いて受動性放熱器を形成することで、放熱を実現して、熱を２次元平面に伝送し、放熱を行うので、放熱面積を高めて、放熱效果を改善できる。また、放熱底板が設置されている場合に、立て板と放熱フィンが水平面とほぼ垂直であるので、立て板と放熱フィンが重力方向にほぼ平行となり、且つ、熱い空気は上昇し、冷たい空気は下降する流動傾向を有するので、放熱フィンと立て板との間で、空気の流動のための通路の方向を冷熱空気の自然の流動方向と一致させ、放熱效果を改善できる。一方、縦向きに設けられる放熱フィンは、雨水や塵等の物を下へ導き、放熱器の外に流れ出させる作用も果たす。

従来技術の街路灯放熱装置の構造の概略図。 従来技術のLHP放熱原理の概略図。 本発明に係る受動性放熱器の実施形態一の横断面図。 本発明に係る受動性放熱器の実施形態一の側面構造概略図。 本発明に係る受動性放熱器の実施形態二の構造概略図。 本発明に係る受動性放熱器の実施形態三の構造概略図。 本発明に係る受動性放熱器の実施形態四の第一例の横断面図。 本発明に係る受動性放熱器の実施形態四の第二例の横断面図。 本発明に係る受動性放熱器の実施形態四の第三例の横断面図。 本発明に係る受動性放熱器の実施形態四の第四例の横断面図。 本発明に係る受動性放熱器の実施形態四の第五例の横断面図。 本発明に係る受動性放熱器の実施形態四の第六例の横断面図。 本発明に係る街路灯放熱装置の実施形態一の構造概略図。 本発明に係る街路灯放熱装置の実施形態二の構造概略図。 図14に示す街路灯放熱装置の下面図。 本発明に係る街路灯放熱装置の実施形態三の構造概略図。

＜受動性放熱器＞
（実施形態一）
図3は、本発明に係る受動性放熱器の実施形態一の横断面図であり、図4は、本発明に係る受動性放熱器の実施形態一の側面構造図である。この受動性放熱器には、放熱底板3、ハウジング11、吸熱端面12、吸液芯13及び放熱フィン4が含まれる。このうち、放熱底板3は、細長な板状構造であり、その横断面は矩形である。平板状閉鎖ハウジング11は、その表面の形が矩形であり、ろう接により、放熱底板3の上表面に対し垂直に或いはある角度をなして、固定して接続され或いは部分的に放熱底板3に嵌め込まれる。放熱の必要性に応じて、一つ或いは並べて複数の閉鎖ハウジング11を設けることができる。このハウジング11の空隙は、製造工程中で真空とされ、熱気化特性（ここでは、常温で液体であるが沸点が比較的低く、外部からの熱により気化しやすい性質）を有する液体作動媒体が注入される。このハウジング11は、２つの互いに合わせられるパネルであってよい。パネルの外を覆うよう板枠が設けられてもよく、その板枠は、２つのパネルを包み込んで固定するのに用いられる。更に、板枠に注入口が設けられてもよく、その注入口は、部分的に或いは少量の液体作動媒体を注入するのに用いられる。吸熱端面12は、ハウジング11と逆側の放熱底板3の表面に設けられる。吸熱端面12は、一つ又は複数個でもよく、平面又は凸型や凹型でもよく、発熱部品が設置され或いは装着され、発熱部品から集約的に吸熱するために用いられる。上記注入口は、吸熱端面12から離れて設けられるのが好ましい。吸液芯13は、ハウジング11の内側に設けられ、ハウジング11の内壁に固定されている。例えば、ろう接によりハウジング11の内壁に固定される。そして、吸液芯13は、ハウジング11の内側に吸熱端面12側に設けられ、液体作動媒体を毛細管作用でハウジング11の底端に集める、即ち、吸熱端面12に集める。放熱フィン4は、ろう接により、ハウジング11の両側或いは片側の表面に固定して接続されてよく、ハウジング11の表面に垂直に設けられるのが好ましい。放熱フィン4は、更に、放熱底板3に垂直に、ハウジング11の両側に立てて設けてよい。図4に示すように、放熱底板3が設置状態である場合に、放熱フィン4は、水平面に垂直である。本実施形態の放熱底板3は設置状態では水平に配置されてあるので、放熱フィン4は放熱底板3に垂直になっている。

これに代えて、放熱フィンは、放熱底板と平行或いはある角度をなして設けられてもよく、また、あるパターンに沿って設けられてもよい。放熱環境の必要性に応じて多様に設けることができ、放熱面積を拡大して冷たい空気の流通を導くことができる。

本実施形態に係る受動性放熱器のハウジング内には、更に支え部材が設けられてよい。具体的に、支え部材は、ハウジング内部の空隙に設けられ、ハウジングの２つのパネルの内側表面とろう接により固定して接続され、ハウジングの壁面を支えて、外部の大気圧によって生じる圧力がハウジングに与える内側への変形による影響を回避するとともに、ハウジングの壁面を張って、内部の液体作動媒体の気化によって生じる圧力がハウジングに与える外側への変形による影響を回避することができる。

具体的には、吸液芯と支え部材は、結合して設けられてよい。吸液芯は、溶接された薄片における微細溝の構造や、予め作られた網、糸、顆粒状の焼結された構造、編まれた網、縄、線等の構造であってよく、他の予め作られた構造を備える吸液芯であってもよい。この支え部材は、薄板材料を利用して加圧加工により作られた支え構造であり、金属糸を利用して編まれた上部と下部に支え点があり、中部に大量の穴を持つ網状構造であってもよい。支え部材は、ハウジング内壁とろう接により接続される。密集したハチの巣状の支え部材により、支え部材は、吸液芯の毛細管機能を有し、液体作動媒体を吸熱端面へ導いて流れさせる。吸液芯は、高い強度を持つ材料を採用してよく、ハウジングの内側に固定して接続され、毛細管作用、ハウジングのための支え作用及び張り作用を兼ね備える。焼結等の技術を利用して吸液芯を得る際に、吸液芯は、放熱底板の近傍のハウジング内の一端にだけ設けてよく、支え部材は、吸液芯が設けられないハウジング内の部分に設けられるので、吸液芯が、支え部材とハウジングの側壁との固定された接続に与える影響を回避して、支え部材がハウジングを内側及び外側へ変形させる力を受けることを確実にする。

本実施形態に係る受動性放熱器は、蒸発スペース（Vapor chamber）放熱原理を採用して、液体吸熱蒸発、凝結放熱の過程を利用して、気化潜熱を伝達する。その具体的な放熱過程は以下の通りである。吸熱端面は、発熱部品から熱を奪う。ハウジングの吸熱端面の近傍の片側が蒸発端である。蒸発端にある液体作動媒体が吸熱蒸発して気体になり、しだいに全てのハウジング内に拡散され、ハウジングの吸熱端面から離れる部分を凝縮端と言い、ハウジングの凝縮端の外側に放熱フィンを接続する、或いは直接冷たい空気と接触して、気体作動媒体が凝縮端まで拡散されると、熱がハウジングの壁面を通じて直接的に或いは放熱フィンを経て間接的に空気に拡散し、気体作動媒体が凝縮して液体になった後、流れて戻る。ハウジングの吸熱端面の近傍内側に吸液芯が設けられ、吸液芯は、毛細管作用で、液体作動媒体を引き上げて吸液芯に集め、即ち、吸熱端面の近傍箇所に集めて、次の放熱サイクルを行う。

本実施形態において、閉鎖ハウジングからなる熱板の設けられる方向は、重力方向と平行な方向であることが好ましい。即ち、放熱底板が設置状態であるとき、熱板が水平面に垂直なので、重力方向と平行である。或いは、放熱底板が設置状態であるとき、熱板が位置する平面と水平面とは第一角度をなし、この第一角度が60度より大きいのが好ましくい。熱板と重力方向の間に小さい角度があるので、寒熱対流空気の流動方向にある程度適応する。

本実施形態において、放熱フィンも、重力方向に平行に設けられるのが好ましい。即ち、放熱底板が設置状態であるとき、放熱フィンは、水平面に垂直で重力方向と平行である。或いは、放熱底板が設置状態であるとき、放熱フィンと水平面との間で第二角度をなしている。この第二角度は60度より大きいのが好ましい。放熱フィンと重力方向の間に小さい角度を有し、寒熱対流空気の流動方向にある程度適応する。

本実施形態の放熱底板は、設置状態である場合に水平に配される。従って、熱板、放熱底板、放熱フィンの三者において任意の二者が互いに垂直に溶接される。熱空気が上昇し冷たい空気が下降する原理によって、放熱フィンと立て板との間の空気の流動のための通路の方向を冷熱空気の対流方向と一致させ、且つ熱が熱板内での伝達方向と一致して、放熱効果が改善されるとともに、常に縦に設けられてある放熱フィンも、雨水、塵等を放熱器の外に流れ出させる作用を果たす。

本実施形態に係る受動性放熱器の液体作動媒体が注入される閉鎖ハウジングが板状の熱板構造であり、この熱板が、板状ハウジングの２次元平面状の伝熱構造を利用して、発熱部品から奪う熱を全ての熱板表面に平均的に伝達し、また、熱板表面に固定される金属放熱フィンを溶接して、熱を放熱フィンと接触する冷たい空気に伝達して、受動的放熱が実現される。２次元平面状の熱板の放熱面積が大きく、その放熱性能が管状熱管の放熱性能より遥かに優れるとともに、熱板の構造は、ハウジング内部の正圧と負圧によって起きるハウジングに対する変形の影響を受ける点から見ると、熱管と違って、ハウジングの変形傾向はもっと著しい。本実施形態では、熱板のハウジング内に設けられる支え部材で、有効にこの問題を解決できる。本実施形態に係る受動性放熱器は、放熱效率が高く、構造が簡単で、コストが低く、実現が用意である。

（実施形態二）
図5は本発明に係る受動性放熱器の実施形態二の構造概略図であり、本実施形態と実施形態一との相違は、次の通りである。放熱底板3は、設置状態である場合に、水平面との間で角度θをなし、これに対応して、ハウジング11と放熱底板3とが角度90°-θをなしており、ハウジング11が放熱底板3の設置に伴って、重力方向と平行を保つようにする。

（実施形態三）
図6は本発明に係る受動性放熱器の実施形態三の構造概略図であり、本実施形態と実施形態一との相違は、次の通りである。放熱底板3は、設置状態である場合に、地面との間で角度βをなし、これに対応して、放熱フィン4と放熱底板3とが角度90°-βをなしており、放熱フィン4が放熱底板3の設置に伴って、重力方向と平行を保つようにする。

上記受動性放熱器の実施形態二、三は、放熱底板が設置状態である場合において、地面と平行でない場合に、放熱フィン或いはハウジングと放熱底板との相対的な位置関係を改変して、熱板と放熱フィンが設置する場合に重力方向と平行を保つようにする。

（実施形態四）
図7は、本発明に係る受動性放熱器の実施形態四の第１例の横断面図であり、本実施形態と上記実施形態一の相違は、次の通りである。放熱底板3の横断面の形は、二等辺三角形状である。具体的に、図7に示すように、二等辺三角形状の二等辺は、内側（底辺側）へ窪んだ弧状であり、この形は馬の鞍状ともいう。二等辺三角形状の頂角は、ハウジング11の下端と接続され、放熱フィン4の下端は、二等辺三角形状の頂角と連結され、即ち、二等辺三角形状の二等辺と放熱フィン4との間で通風用の間隙が設けられ、冷たい空気が放熱フィン4と放熱底板3との間で流動して、各放熱フィン4の間で循環流動する気流を形成する。なお、外界に曝されて使用される受動性放熱器において、この間隙は、更に、雨水、塵等を流れ出させるのを容易にし、清掃もし易くなる。

鞍状である放熱底板3は、一体成型されてもよく、鞍状である熱伝導支え板14と一平板が溶接などの方式により固定して接続されてもよい。図7に示すように、熱伝導支え板14は吸液芯13に対しハウジング11の両外側で溶接され、放熱底板3と熱板内の蒸発端の接触面積を増加させる。鞍部の両弧は、放熱底板3の下側の平板内の熱をハウジング11内の吸液芯13に伝達することができ、放熱效果を高める。

本実施形態に係る受動性放熱器は、具体的に、放熱底板3の横断面の形は、多様な形状を用いることができ、例えば、二等辺三角形等である。図8に示すように、二つの鞍が接続された形状の横断面を有する放熱底板3は、二つの鞍の頂部に、それぞれ熱板ハウジング11及び放熱フィン4が設けられ、この放熱底板3の両側には、更に、接続部品と互いに凹凸組み合わせられる凹溝27及び/又は凸部28が設けられており、図7、8に示すように、接続部品を介して二つの受動性放熱器を接続するのを容易にする。例えば、図9、10、11に示すのは、複数の受動性放熱器の接続状態の概略図であり、図9は、図8に示す二つの受動性放熱器が接続部品を介して平行に並んで接続された構造であり、図10は、図8に示す二つの受動性放熱器がある角度αをなして並んでいる接続構造であり、図11は、図8に示す三つの受動性放熱器がある角度をなして並んでいる接続構造である。具体的には、放熱底板の設置位置が水平面と平行でない場合に、具体的に、図5或いは図6に示す受動性放熱器を一緒に採用できる。ある角度をなして接続されるよう、特定の接続部品によって同じ受動性放熱器を接続でき、受動性放熱器との間で形成される角度は、接続部品の形によって決められる。即ち、受動性放熱器を接続するための接続部品の溝の間の角度αによって決められる。或いは、放熱底板3の両側に締付座31を設け、図12に示すように、受動性放熱器を放熱しようとする装置に嵌め込むのに用いることができる。上記技術は、受動性放熱器を標準部品と共に、簡便な組み立てを実現し、多様な放熱要求及び受動性放熱器の設置要求に適応できる。この受動性放熱器は、２次元平面の熱板の受動的な放熱原理に基づいて、いろいろな発熱装置の中に設けられ、発熱部品の中に配されて或いは発熱部品が装着されて、放熱を行うことができる。

（実施形態五）
本発明に係る受動性放熱器の実施形態五は、上記各実施形態に基づいて、次の相違がある。閉鎖ハウジングからなる熱板は、金属材質を採用するソリッドコアのパネルで代替することができて、平板状の立て板を形成する。立て板は、ろう接により放熱底板に接続され、且つ、放熱底板が設置状態である場合に、水平面に垂直或いは水平面と第一角度をなしている。第一角度は、60度より大きくて、立て板と重力方向とが小さい角度を保持するのが好ましい。吸熱端面は、立て板と逆側の放熱底板に設けられる。放熱フィンは、ろう接により立て板の片側又は両側の表面に接続され、立て板の表面に垂直に配置されるのが好ましい。放熱底板が設置状態である場合に、放熱フィンは、水平面に垂直或いは水平面と第二角度をなす。第二角度は、60度より大きくて、放熱フィンと重力方向とが小さい角度を保持するのが好ましい。

本実施形態に係る技術は、立て板、放熱底板と放熱フィンの相対的な位置関係を規定することによって、立て板と各放熱フィンの間で形成される空気流動の溝の方向と、冷熱空気の対流方向を一致させて、対流循環を形成し、放熱效果を改善する。立て板の具体的な形状は、上記板状熱管と金属材質のソリッドコアのパネルだけでなく、具体的な場合によって、他の優れる放熱性能を持つ板状の放熱体を選択できる。

＜街路灯放熱装置＞
（実施形態一）
図13は、本発明に係る街路灯放熱装置の実施形態一の構造概略図である。この街路灯放熱装置は、本発明に係る受動性放熱器を放熱構造として採用してよい。この受動性放熱器は、具体的に、放熱底板3と、閉鎖ハウジング11と、吸熱端面12と、吸液芯13と、放熱フィン4を含む。その中で、閉鎖ハウジング11は、ろう接により放熱底板3に固定して接続されて平板状であり、このハウジング11内の空隙が真空であり、熱気化特性を持つ液体作動媒体がこの空隙に注がれる。吸熱端面12は、ハウジング11との逆側の放熱底板3の片側に設けられ、発熱部品を配するのに用いられる。吸液芯13は、ハウジング11内に設けられ、吸熱端面12の近傍のハウジング11の内側に設ける。放熱フィン4は、ろう接によりハウジング11の表面に固定して接続され、放熱フィン4がハウジング11の表面と垂直に配置されるのが好ましい。且つ、放熱底板3が設置状態である場合に、ハウジング11が水平面に垂直或いは水平面と第一角度をなし、放熱フィン4が水平面に垂直或いは水平面と第二角度をなすのが好ましい。本実施形態では、放熱底板3が、設置状態である場合に、水平に配置され、ハウジング11と放熱フィン4と放熱底板3との間が互いに垂直に配置される。これに基づいて、この街路灯放熱装置は、更に取付座15、接続座16、密封カバー17を含む。その中に、吸熱端面12に有灯座2が設けられ、街路灯電球1を配すのに用いられる。これにより、発熱部品である電球1が吸熱端面12に近づいて、即ち、吸液芯13に近づいて、最大の放熱効果が得られるようにする。放熱底板3の側部及び取付座15の側部には、それぞれ、凹凸組み合わせてフックされている凹溝27及び/又は凸部28が設けられる。図13に示すように、一つの放熱底板3の両側には、それぞれ、凹溝27及び/又は凸部28により、一つの取付座15が接続される。放熱底板3と逆側の取付座15の側部が、接続座16と固定して接続され、具体的に、ネジ、ろう接、粘着、機械的な押出、或いは凹凸組み合わせて嵌号される凹溝27及び/又は凸部28により、接続が実現される。密封カバー17は、受動性放熱器のハウジング11と放熱フィン4が設けられる側を覆う。密封カバー17の縁が、接続座16に接続され、放熱領域21が放熱底板3の上部に形成される。密封カバー17には、更にそれぞれ、複数の入風孔23と出風孔24があり、その形が、細長形或いは円形であり、放熱領域21内の空気流通を保証できる。

本実施形態では、入風孔23が、密封カバー17の側部で、接続座16の近傍に設けられてよく、出風孔24が、密封カバー17の頂部で、ハウジング11の頂部の近傍に設けられてよい。入風孔23と出風孔24により、熱空気が頂部から放出され、冷たい空気が下側から入り込むようになり、放熱領域21内に空気循環を形成できる。更に、入風孔23の縁には、更に、入風導入片25が設けられてよい。この入風導入片25は、密封カバー17の内側に設けられ、入風孔23の上方の縁から下方へ延びる。出風孔24の縁には、更に、出風排出片26が設けられてよい。この出風排出片26は、密封カバー17の外側に設けられ、密封カバー17の中央線を対称軸線として、出風孔24の縁から外側へ延びる。設けられた入風導入片25と出風排出片26は、空気の流れるようにし、放熱領域21の空気循環の效果を高める。

上記実施形態では、放熱底板の両側には、凹溝及び/又は凸部が設けられる。具体的に、両側には、少なくとも２組の凹溝及び/又は凸部が設けられる。凹溝及び/又は凸部は、形がT字形、矩形或いは燕尾形でもよく、取付座と対応する側とに嵌め込まれる。取付座との接続により、本実施形態に係る街路灯放熱装置は、複数の互いに接続された受動性放熱器を含むことができる。上記街路灯放熱装置は、標準化を実現でき、手軽に組み立てることができ、街灯放熱装置セットを得て、異なる出力を持つ街路灯のために放熱構造を提供する。この技術は、融通性が高く、取り付けることが容易で、標準規格の放熱装置が、取り付けられることで、異なる放熱の必要性を持つ街路灯に適応して、複数セットの街路灯の出力の組み合わせを実現でき、具体的な必要性に適応することができる。異なる形を持つ取付座を採用して、或いは取付座の両側における凹溝及び/又は凸部の間の異なる角度を設けることにより、複数の受動性放熱器の間の角度を設けることを実現できる。

本実施形態に係る街路灯放熱装置は、更に、本発明に係る受動性放熱器のいずれかの実施形態を採用でき、更に、支え部材を含み、凸型或いは凹型の形状の吸熱端面が採用され、灯座が放熱底板の中に嵌め込まれて、直接的な放熱が容易になる。本実施形態は、熱板の２次元平面状の伝熱構造を利用して、街路灯の電球からの熱を熱板表面にわたり均一に伝導させ、熱板表面に溶接されている金属放熱フィンを介して、熱を冷たい空気に伝導させ、受動的な放熱を実現できる。本実施形態に係る街路灯放熱装置の受動性放熱器の熱板は、立て板として金属材質のソリッドコアパネルを用いることができる。立て板と放熱フィンとの間の空気の通路の方向と、冷熱空気の対流方向がほぼ同様に保持することにより、冷熱空気の対流循環を形成して、放熱效果を増強する。

上記街路灯放熱装置の実施形態では、図13に示すように、更に、灯カバー29が取付座15に固定して接続され、灯座2がある側を覆う。灯カバー29と放熱底板3の下表面との間に、灯室領域22が形成される。吸熱端面12が設けられる放熱底板3の片側には、更に、反射板20と電気回路板が装着される。反射板20の縁は、取付座15に固定して接続される。反射板20は、各灯座2の間に設けられる。灯座2に設けられる街路灯が発光している場合に、光線を反射や明るさを増加させる。

上記灯室領域の密封及び放熱領域との隔離を実現するために、密封溝が取付座と接続座との接続箇所に設けられる。密封溝には、密封リングが配置され、これにより、灯室領域内に配される、街路灯の電球のオン・オフを制御するための電気回路板が、湿っぽい外界に曝されるのを避け、湿気が電気装置に損傷を与えるのを防止できる。街路灯全体の設置を容易にするため、更に、放熱底板及び/又は接続座の中央にネジ孔或いは位置決めボルトが設けられてよい。放熱底板の下側で、灯カバーに対応する縁の位置には、更に、雨水と塵の排出用の出口が設けられてよい。

取付座は、接続座と一体成型されてもよく、別個に製造されてもよい。例えば、受動性放熱器が少なくとも二つ配され、複数の街路灯の電球が配されている場合、取付座は、受動性放熱器より一つ多く、各受動性放熱器の間に接続され、また、受動性放熱器と接続座との間に接続される。これにより、必要に応じて、受動性放熱器の放熱作用を上げることができる。更に、取付座により接続された放熱底板の両側部の間で角度が生じて、この取付座が接続する二つの受動性放熱器の間に角度が生じる。これにより、異なる街路灯に適応できる。

取付座は、放熱底板と一体に鋳造されてもよく、別個に製造でもよい。取付座と放熱底板は、別個に製造される場合に、異なる材料を使って製造でき、放熱性に優れた材料を用いて放熱底板を製造した場合は、放熱性能が上がるとともに、取付座の材料への熱要求を下げ、重量を減少させ、コストを下げられる。別個に製造することは、他の種類の取付座の形状を自由に選択するのに役立つ。取付座は、複数の受動性放熱器を組み合わせるのに用いられ、組み合わせるLED街路灯のために適した放熱構造を得るのに有効であり、複数組のLED街路灯或いは複数の組のLED街路灯の光の角度を調節するのが容易になる。

（実施形態二）
図14は、本発明に係る街路灯放熱装置の実施形態二の構造概略図であり、本実施形態は上記実施形態一と似ているとともに、次の相違がある。受動性放熱器と街路灯のハウジングとの接続は圧着によりされている。この街路灯放熱装置は、本発明に係る受動性放熱器の技術を採用して、更に、取付座15、接続座16、密封カバー17を含む。密封カバー17は、街路灯のハウジングとして、具体的に、薄板金属を使って、押し抜きにより製造できる。接続座16の側部は、ボルト等の構造により、密封カバー17の下側の縁と接続できる。取付座15は、具体的に、接続座16と一体に押し抜きにより成型できる。取付座15には、受動性放熱器の側部取り付けられるための取付孔32が予めに押し抜きにより製造される。受動性放熱器の放熱底板3の側部には、締付座31が設けられる。取り付けの際に、締付座31は、取付孔32に嵌め込まれる。取付孔32の両側部は、堅く締付座31の外表面に圧着され、受動性放熱器が固定して接続される。具体的に、取付孔32の両側部には、貫通された通孔33が設けられる。取り付けの際に、ボルト34を両側部の通孔33に挿入し、ボルト34を堅く締め付けると、取付孔32の両側部が締付座31に押し付けられる。取付孔32の側部と締付座31の外表面との間には、更に、ガスケットが設けられる。取付孔32、及びボルト34の堅い固定は、３次元空間内で、放熱底板3の位置を固定できる。図14に示すように、複数の受動性放熱器は、取付座15を介して互いに接続され、異なるサイズの街路灯に適応できる。

本実施形態及び上記街路灯放熱装置の実施形態一に基づいて、更に、取付座15及び/又は接続座上に、貫通した通風清掃孔35が設けられてよい。図15に示すように、図15は、図14に示す街路灯放熱装置の下面図であり、通風清掃孔35は、取付孔32の両側部に設けられ、通孔33と互いに隔てて設けられる。

通風清掃孔は、気体流動や、雨水と汚物の排除に用いられる。更に、放熱フィンと放熱底板の両側斜面との間の間隙を利用して、街路灯放熱装置の外部からの冷たい空気が、受動性放熱器に案内されて、放熱フィンを通じて流れ、放熱性能が向上する。一方、降雨から得た雨水を利用して、大気からの粉塵と汚物を取り去り、通風清掃孔を通じて、汚物を街路灯放熱装置から除去する。これにより、本実施形態に係る街路灯放熱装置を採用する街路灯は、自身の清掃と優れた通気性を持っていて、優れた放熱能力を持つ。

本発明に係る街路灯放熱装置では、受動性放熱器と街路灯の灯カバーの取付座との接続仕方は、上記嵌め込みと圧着に制限されず、他の方法が採用されてもよい。例えば、取付座と受動性放熱器の放熱底板の形及び相対位置を適宜設定することにより、放熱底板と取付座は、形が互いにマッチングし、互いに嵌められて固定して接続される。

（実施形態三）
図16は、本発明に係る街路灯放熱装置の実施形態三の構造概略図であり、本実施形態は、上記実施形態一又は二に基づくとともに、これらとの相違は、密封カバー17が設けられていないことにある。これにより、受動性放熱器の立て板と放熱フィン4は、全て大気に曝されて直接に放熱を行う。設置の際には、接続座16にネジ孔或いは締付溝を予め設けることができ、直接にランプロッドに設置できるようにする。この街路灯放熱装置では、更に灯カバー29が設けられ、複数の電球1からなるランプ帯が放熱底板3に配され、灯カバー29が放熱底板3の下側を覆い、電球1の外側を囲んで、密封空間を形成する。

本実施形態に係る技術は、更に、街路灯放熱装置の構造設計を簡略化し、著しくコストと加工時間を小さくし、速やかに適用できる。

本発明に係る受動性放熱器は、好ましくは街路灯の中に適用され、特に放熱底板にマトリックス形式で並んだ複数の放熱端面を形成して、それぞれLEDなどの電球熱源を設置するのに適合し、放熱底板に面熱源を形成し、伝熱をより均一に行って、より優れた放熱效果が得られる。具体的に街路灯電球を設置する場合に、吸熱端面にアルミニウム合金板を設置でき、街路灯の電球を設置するために灯座を配し、或いは、アルミニウム合金板を用いて、放熱底板及びその吸熱端面を製造し、吸熱端面の領域内で複層の回路基板を配置し、街路灯の電球をろう接により直接複層の回路基板に接続する。このような直接の接続態様は、伝熱層を更に一つ減少させ、伝熱效果を改善できる。

本発明に係る受動性放熱器は、街路灯の中に適用されるだけでなく、種々の電子発熱部品にも適用でき、例えば、CPUの放熱を行う。現存のCPU技術はますます進歩して、45 ナノメーターチップ技術を採用するCPUにおいては、そのマイクロ型化の体積特徴のため、放熱構造に対して、より高い要求が出ており、本発明に係る受動性放熱器は、特にこのような要求のある放熱構造の設置に適用できる。

上述した実施形態は、本発明を説明するために例示的に挙げたに過ぎず、本発明を何ら限定するものではない。当業者は、本発明の要旨を逸脱しない範囲において、上述の実施形態に対して様々な修正或いは均等物との置換を加えることができ、そのような修正及び置換は、保護が要求されている本発明の技術的思想の範囲内に属するものであることは明らかである。

1 電球
2 灯座
3 放熱底板
4 放熱フィン
11 ハウジング
12 吸熱端面
13 吸液芯
14 熱伝導支え板
15 取付座
16 接続座
17 密封カバー
20 反射板
21 放熱領域
22 灯室領域
23 入風孔
24 出風孔
25 入風導入片
26 出風排出片
27 凹溝
28 凸部
29 灯カバー
31 締付座
32 取付孔
33 通孔
34 ボルト
35 通風清掃孔
100 放熱回路管
110 蒸発端
120 吸液芯
130 凝縮端

Claims (20)

1. 放熱底板と、
   ろう接により放熱底板に接続され、前記放熱底板が設置状態である場合に、水平面に対し垂直或いは第一角度をなす平板状の立て板と、
   前記放熱底板に対し前記立て板と逆側に設けられ、発熱部品を装着するのに用いられる吸熱端面と、
   ろう接により前記立て板の表面に接続され、前記放熱底板が設置状態である場合に、水平面に対し垂直或いは第二角度をなす放熱フィンとを含む、
   受動性放熱器。
2. 前記第一角度は６０度より大きく、前記第二角度は６０度より大きい、請求項１に記載の受動性放熱器。
3. 前記立て板は、金属を材質とするソリッドコアパネルである、請求項１又は２に記載の受動性放熱器。
4. 前記立て板は、
   ろう接により前記放熱底板に接続され、内部の空隙が真空であり熱気化特性を持つ液体作動媒体が注入される密閉された平板状のハウジングと、
   前記ハウジング内に設けられ、前記吸熱端面近傍の前記ハウジングの内側に設けられる吸液芯とを有する、
   請求項１又は２に記載の受動性放熱器。
5. 前記ハウジング内部の空隙に設けられ、前記ハウジングの内側表面とろう接により接続され、外側の大気圧と内部の液体作動媒体の気化によって生じる圧力が前記ハウジングに与える変形を回避するのに用いられる支え部材を更に含む、請求項４に記載の受動性放熱器。
6. 前記放熱底板の横断面の形は、二等辺三角形状であり、前記二等辺三角形状の頂角は、前記立て板の下端に接続され、前記二等辺三角形状の二つの辺と前記放熱フィンとの間に、通風用の間隙が設けられている、請求項１又は２に記載の受動性放熱器。
7. 前記二等辺三角形状の二つの等辺は、底辺側に窪んだ弧状である、請求項６に記載の受動性放熱器。
8. 前記吸熱端面は、前記放熱底板に設けられた凸部或いは凹部である、請求項１又は２に記載の受動性放熱器。
9. 前記放熱底板の側部に凹溝及び/又は凸部が設けられ、接続部品の縁に設けられた凸部及び/又は凹溝と嵌合される、請求項１又は２に記載の受動性放熱器。
10. 請求項１〜８のいずれかの前記受動性放熱器を備えた街路灯放熱装置において、取付座と接続座とを更に含み、
    前記吸熱端面に、街路灯の電球を設置するのに用いられる灯座が設けられ、或いは、前記吸熱端面内に、街路灯の電球とろう接により接続される回路基板が配置され、
    前記放熱底板の側部にそれぞれ取付座が接続され、放熱底板と逆側の前記取付座の側部が前記接続座と固定して接続される、
    街路灯放熱装置。
11. 前記街路灯放熱装置は、密封カバーを更に含み、
    前記密封カバーは、前記立て板と前記放熱フィンが設けられた前記受動性放熱器の側を覆い、
    前記密封カバーの縁は、前記接続座に接続され、
    前記密封カバーには複数の入風孔と出風孔がそれぞれ更に設けられる、
    請求項１０に記載の街路灯放熱装置。
12. 前記入風孔は、前記密封カバーの側部であって前記接続座の近傍に設けられ、前記出風孔は、前記密封カバーの頂部であって前記立て板の頂部の近傍に設けられる、請求項１１に記載の街路灯放熱装置。
13. 前記入風孔の縁には入風導入片が設けられ、前記入風導入片は前記密封カバーの内側に向けて設けられ、前記入風孔の上方の縁から下方へ伸び、
    前記出風孔の縁には出風排出片が設けられ、前記出風排出片は前記密封カバーの外側に向けて設けられ、前記密封カバーの中央線を対称軸線として前記出風孔の縁から外へ伸びる、
    請求項１２に記載の街路灯放熱装置。
14. 前記街路灯電球は、発光ダイオードである、請求項１０に記載の街路灯放熱装置。
15. 前記放熱底板の側部と前記取付座の側部には互いに嵌合される凹溝及び/又は凸部がそれぞれ設けられ、前記放熱底板は前記取付座と嵌合される、請求項１０に記載の街路灯放熱装置。
16. 前記放熱底板の側部には締付座が設けられ、前記取付座の側部には押し抜きにより取付孔が製造され、前記放熱底板の締付座は前記取付座の側部の取付孔に嵌め込まれ、前記取付孔の両側部はボルトにより前記締付座の外表面に堅く圧着される、請求項１０に記載の街路灯放熱装置。
17. 前記取付座及び/又は前記接続座には、貫通された通風清掃孔が設けられている、請求項10〜16のいずれかに記載の街路灯放熱装置。
18. 前記取付座には灯カバーが更に固定して接続され、前記灯カバーは前記灯座の一側を覆い、吸熱端面が設けられる前記放熱底板の側には反射板が更に装着され、前記反射板の縁は前記取付座に固定して接続される、請求項10〜16のいずれかに記載の街路灯放熱装置。
19. 前記受動性放熱器は、少なくとも二つあり、各前記取付座は、それぞれ、前記受動性放熱器の間に接続されるのと、前記受動性放熱器と接続座との間に接続されるのとに用いられる、請求項10〜16のいずれかに記載の街路灯放熱装置。
20. 前記取付座に接続された両前記放熱底板の側部により夾角が形成されている、請求項１９に記載の街路灯放熱装置。