JP2011146318A - 液冷式ｌｅｄ照明装置 - Google Patents
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Abstract
【課題】 ＬＥＤ照明装置全体を大型化及び重量化することなく、十分な発光量を得ることができるＬＥＤ照明装置を提供すること。
【解決手段】 本発明に係る液冷式ＬＥＤ照明装置は、筒状のハウジングの下端に、複数のＬＥＤが装着されたＬＥＤ基板を設け、前記ハウジングの上端に電源装置を配置すると共に、前記電源の下方に冷却液循環用ポンプ、冷却ファン及びラジエタクーラー室を順に配置し、前記ＬＥＤ基板におけるハウジング内部側に冷却室を設け、さらにハウジング内に、前記ラジエタクーラー室から前記ＬＥＤ基板の冷却室へ冷却液を供給する第一冷却液循環路、前記冷却室からポンプへ冷却液を戻す第二冷却液循環路及び前記ポンプから前記ラジエタクーラー室へ冷却液を供給する第三冷却液循環路から成る冷却液循環回路を設け、前記第一冷却液循環路が、前記冷却室内において、ＬＥＤ基板における各ＬＥＤに対応する部分に、冷却液を衝突させることができるように構成されたＬＥＤの数と同数の導管を備えていることを特徴とする。
【選択図】 図１
【解決手段】 本発明に係る液冷式ＬＥＤ照明装置は、筒状のハウジングの下端に、複数のＬＥＤが装着されたＬＥＤ基板を設け、前記ハウジングの上端に電源装置を配置すると共に、前記電源の下方に冷却液循環用ポンプ、冷却ファン及びラジエタクーラー室を順に配置し、前記ＬＥＤ基板におけるハウジング内部側に冷却室を設け、さらにハウジング内に、前記ラジエタクーラー室から前記ＬＥＤ基板の冷却室へ冷却液を供給する第一冷却液循環路、前記冷却室からポンプへ冷却液を戻す第二冷却液循環路及び前記ポンプから前記ラジエタクーラー室へ冷却液を供給する第三冷却液循環路から成る冷却液循環回路を設け、前記第一冷却液循環路が、前記冷却室内において、ＬＥＤ基板における各ＬＥＤに対応する部分に、冷却液を衝突させることができるように構成されたＬＥＤの数と同数の導管を備えていることを特徴とする。
【選択図】 図１
Description
本発明は、液冷式冷却回路を備えたＬＥＤ照明装置に関する。
従来から、照明具としては、蛍光灯や発熱灯が一般的に用いられてきたが、これらの照明具に比べて使用寿命が長く、発熱量が少なく、さらに消費電力も低いという利点を持つ発光ダイオード（ＬＥＤ）が、蛍光灯や発熱灯等に代わる照明具として使われ始めている。
ＬＥＤは、上記した利点の他にも、蛍光灯のような「ちらつき」がないため目に優しく、蛍光灯のように紫外線や電磁波も出ない等、様々な利点がある。
しかし、蛍光灯等に比べると発熱量が低いとはいえ、ＬＥＤも発熱をしないわけではなく、発光量が大きくなればなるほどに消費電力と共に発熱量も増していく。そして、発熱量の増加に伴ってＬＥＤの温度が上昇すると、それによって光変換効率が低下すると共に、使用寿命も短くなる。ＬＥＤの使用条件温度は０℃〜４０℃が好ましく、４０℃より高い温度、具体的には５０℃を超えると光変換効率が低下し始め、８０℃より高くなると光変換効率が大きく低下する。このため、発光量が小さい場合には必要ないが、大きな発光量を必要とする照明具にＬＥＤを使用する場合には、ＬＥＤを冷却しながら使用する必要がある。従来は、大きな発光量を必要とする照明具にＬＥＤを使用する場合には、放熱板によりＬＥＤを冷却していた（特許文献１）。
ＬＥＤは、上記した利点の他にも、蛍光灯のような「ちらつき」がないため目に優しく、蛍光灯のように紫外線や電磁波も出ない等、様々な利点がある。
しかし、蛍光灯等に比べると発熱量が低いとはいえ、ＬＥＤも発熱をしないわけではなく、発光量が大きくなればなるほどに消費電力と共に発熱量も増していく。そして、発熱量の増加に伴ってＬＥＤの温度が上昇すると、それによって光変換効率が低下すると共に、使用寿命も短くなる。ＬＥＤの使用条件温度は０℃〜４０℃が好ましく、４０℃より高い温度、具体的には５０℃を超えると光変換効率が低下し始め、８０℃より高くなると光変換効率が大きく低下する。このため、発光量が小さい場合には必要ないが、大きな発光量を必要とする照明具にＬＥＤを使用する場合には、ＬＥＤを冷却しながら使用する必要がある。従来は、大きな発光量を必要とする照明具にＬＥＤを使用する場合には、放熱板によりＬＥＤを冷却していた（特許文献１）。
しかし、放熱板を用いてＬＥＤを冷却する方法では、放熱性能が放熱板の表面積に依存するため、ＬＥＤの発光量を大きくすればする程、放熱板が大型化してしまい、それに伴ってＬＥＤ照明装置全体が重くなってしまうという問題がある。
本発明は、上記した従来の問題に鑑みて、ＬＥＤ照明装置全体を大型化及び重量化することなく、十分な発光量を得ることができるＬＥＤ照明装置を提供することを目的としている。
本発明は、上記した従来の問題に鑑みて、ＬＥＤ照明装置全体を大型化及び重量化することなく、十分な発光量を得ることができるＬＥＤ照明装置を提供することを目的としている。
上記した目的を達成するために、本発明に係る液冷式ＬＥＤ照明装置は、筒状のハウジングの下端に、複数のＬＥＤが装着されたＬＥＤ基板を設け、前記ハウジングの上端に電源装置を配置すると共に、前記電源の下方に冷却液循環用ポンプ、冷却ファン及びラジエタクーラー室を順に配置し、前記ＬＥＤ基板におけるハウジング内部側に冷却室を設け、さらにハウジング内に、前記ラジエタクーラー室から前記ＬＥＤ基板の冷却室へ冷却液を供給する第一冷却液循環路、前記冷却室からポンプへ冷却液を戻す第二冷却液循環路及び前記ポンプから前記ラジエタクーラー室へ冷却液を供給する第三冷却液循環路から成る冷却液循環回路を設け、前記第一冷却液循環路が、前記冷却室内において、ＬＥＤ基板における各ＬＥＤに対応する部分に、冷却液を衝突させることができるように構成されたＬＥＤの数と同数の導管を備えていることを特徴とする。
好ましくは、前記ハウジングを角筒状の形態とし、対向する一対の側壁に冷却ファンへ外気を導入するための吸気孔を形成すると共に、前記吸気孔が形成された側壁に隣接する側壁に、冷却ファンから送られる冷却風を排気する排気孔を形成し得る。
好ましくは、前記ハウジングを角筒状の形態とし、対向する一対の側壁に冷却ファンへ外気を導入するための吸気孔を形成すると共に、前記吸気孔が形成された側壁に隣接する側壁に、冷却ファンから送られる冷却風を排気する排気孔を形成し得る。
本発明に係る液冷式ＬＥＤ照明装置は、筒状のハウジングの下端に、複数のＬＥＤが装着されたＬＥＤ基板を設け、前記ハウジングの上端に電源装置を配置すると共に、前記電源の下方に冷却液循環用ポンプ、冷却ファン及びラジエタクーラー室を順に配置し、前記ＬＥＤ基板におけるハウジング内部側に冷却室を設け、さらにハウジング内に、前記ラジエタクーラー室から前記ＬＥＤ基板の冷却室へ冷却液を供給する第一冷却液循環路、前記冷却室からポンプへ冷却液を戻す第二冷却液循環路及び前記ポンプから前記ラジエタクーラー室へ冷却液を供給する第三冷却液循環路から成る冷却液循環回路を設け、前記第一冷却液循環路が、前記冷却室内において、ＬＥＤ基板における各ＬＥＤに対応する部分に、冷却液を衝突させることができるように構成されたＬＥＤの数と同数の導管を備えているので、ＬＥＤ基板に設けられている全てのＬＥＤを、それぞれ、冷却液で衝突冷却することができる。ＬＥＤをそれぞれ冷却液で衝突冷却することで、効率よくＬＥＤを冷却することが可能になるので、ＬＥＤの数を増やす等して、ＬＥＤ照明装置の発光量を増加させても、それに伴ってＬＥＤ照明装置が大型化したり重量化したりすることがない。
また、本発明に係る液冷式ＬＥＤ照明装置は、ハウジング内の電源の下方に冷却液循環用ポンプ、冷却ファン及びラジエタクーラー室を順に配置することにより、ラジエタクーラー室を冷却ファンで冷却するように構成されているが、前記ハウジングを角筒状の形態とし、対向する一対の側壁に冷却ファンへ外気を導入するための吸気孔を形成すると共に、前記吸気孔が形成された側壁に隣接する側壁に、冷却ファンから送られる冷却風を排気する排気孔を形成することにより、暖められた排気を吸気孔から再び吸ってしまうことがなくなるので冷却ファンによる効率のよいラジエタクーラー室の冷却が可能になる。
また、本発明に係る液冷式ＬＥＤ照明装置は、ハウジング内の電源の下方に冷却液循環用ポンプ、冷却ファン及びラジエタクーラー室を順に配置することにより、ラジエタクーラー室を冷却ファンで冷却するように構成されているが、前記ハウジングを角筒状の形態とし、対向する一対の側壁に冷却ファンへ外気を導入するための吸気孔を形成すると共に、前記吸気孔が形成された側壁に隣接する側壁に、冷却ファンから送られる冷却風を排気する排気孔を形成することにより、暖められた排気を吸気孔から再び吸ってしまうことがなくなるので冷却ファンによる効率のよいラジエタクーラー室の冷却が可能になる。
以下、添付図面を参照して本発明に係る液冷式ＬＥＤ照明装置（以下、単にＬＥＤ照明装置と称する。）の実施の形態について説明していく。
図１〜図３に示すように、本発明に係る液冷式ＬＥＤ照明装置は、角筒状のハウジング１の上端に電源ソケットを有する電源装置２を、下端にＬＥＤ基板３を設けて成るものである。前記電源装置２は、既存のランプソケットに取り付け可能なねじ部２ａと、ＬＥＤ並びに後述するポンプ及び冷却ファンに電力を供給する電流駆動回路２ｂとを有している。
ハウジング１における前記電源装置２の下方には、冷却液循環用ポンプ４、冷却ファン５及びラジエタクーラー室６が順に配置されている。
図３に示すように、前記ＬＥＤ基板３には複数（この実施例では２１個）のＬＥＤ７が配置されており、これらのＬＥＤ７が電源装置２によって発光させられる。また、前記ＬＥＤ基板３には、そのハウジング側に冷却室８が形成されている。
上記したように構成されたポンプ４、ラジエタクーラー室６及び冷却室８は、冷却液循回路によって連結され、これらの内部を冷却液が循環するように構成されている。
ハウジング１における前記電源装置２の下方には、冷却液循環用ポンプ４、冷却ファン５及びラジエタクーラー室６が順に配置されている。
図３に示すように、前記ＬＥＤ基板３には複数（この実施例では２１個）のＬＥＤ７が配置されており、これらのＬＥＤ７が電源装置２によって発光させられる。また、前記ＬＥＤ基板３には、そのハウジング側に冷却室８が形成されている。
上記したように構成されたポンプ４、ラジエタクーラー室６及び冷却室８は、冷却液循回路によって連結され、これらの内部を冷却液が循環するように構成されている。
前記冷却液循環回路は、
前記ラジエタクーラー室６と前記ＬＥＤ基板３の冷却室８とを連結する第一冷却液循環路１０、
前記冷却室８とポンプ４とを連結する第二冷却液循環路１１、及び
前記ポンプ４と前記ラジエタクーラー室６とを連結する第三冷却液循環路１２
から成る。
図６に示すように、ラジエタクーラー室６は、ＬＥＤ７の数と同数の２１個の排液孔６ａと、４つの給液孔６ｂを備えている。尚、図６において符号６ｃは、ラジエタクーラー室６の放熱板を、６ｄはラジエタクーラー室６内の冷却液路を各々示している。
また、図７に示すように、ＬＥＤ基板３の冷却室８の上面には、ＬＥＤ７の数と同数（２１個）の給液孔８ａが設けられており、各給液孔８ａに給液ノズル８ｂが設けられている。各給液孔８ａは、ＬＥＤ基板３に設けられた各ＬＥＤ７の真上に位置するように配置されている。また、冷却室８の側面には４つの排液孔８ｃが設けられている。
冷却液循環用ポンプ４は、４つ設けられており（図１には、４つのポンプのうちの２つが示されている）、
図１に示すように、
各ポンプ４の給液ポート（符号なし）と冷却室８の各排液孔８ａとが第二冷却液循環路１１を構成する導管１２ａで連結され、
各ポンプ４の排液ポート（符号なし）とラジエタクーラー室６の給液孔６ｂとが第三冷却液循環路１２を構成する導管１１ａで連結されている。
さらに、図８に示すように、ラジエタクーラー室６の２１個の排液孔６ａと、冷却室８の２１個の給液孔８ａとが各々第一冷却液循環路１０を構成する導管１０ａで連結されている。
上記した構成によって、ポンプ４が作動すると、冷却液循環回路を介して、ポンプ４、ラジエタクーラー室６及び冷却室８内を冷却液が循環して、ＬＥＤ７の冷却を行う。ここで、冷却室８には、各ＬＥＤ７の真上に配置された給液孔８ａを介して、第一冷却液循環路１０を構成する導管１０ａから冷却液が供給されるので、冷却液は冷却室８における各ＬＥＤ７に対応する部分を衝突冷却することになり、効率のよいＬＥＤ７の冷却が達成される。
前記ラジエタクーラー室６と前記ＬＥＤ基板３の冷却室８とを連結する第一冷却液循環路１０、
前記冷却室８とポンプ４とを連結する第二冷却液循環路１１、及び
前記ポンプ４と前記ラジエタクーラー室６とを連結する第三冷却液循環路１２
から成る。
図６に示すように、ラジエタクーラー室６は、ＬＥＤ７の数と同数の２１個の排液孔６ａと、４つの給液孔６ｂを備えている。尚、図６において符号６ｃは、ラジエタクーラー室６の放熱板を、６ｄはラジエタクーラー室６内の冷却液路を各々示している。
また、図７に示すように、ＬＥＤ基板３の冷却室８の上面には、ＬＥＤ７の数と同数（２１個）の給液孔８ａが設けられており、各給液孔８ａに給液ノズル８ｂが設けられている。各給液孔８ａは、ＬＥＤ基板３に設けられた各ＬＥＤ７の真上に位置するように配置されている。また、冷却室８の側面には４つの排液孔８ｃが設けられている。
冷却液循環用ポンプ４は、４つ設けられており（図１には、４つのポンプのうちの２つが示されている）、
図１に示すように、
各ポンプ４の給液ポート（符号なし）と冷却室８の各排液孔８ａとが第二冷却液循環路１１を構成する導管１２ａで連結され、
各ポンプ４の排液ポート（符号なし）とラジエタクーラー室６の給液孔６ｂとが第三冷却液循環路１２を構成する導管１１ａで連結されている。
さらに、図８に示すように、ラジエタクーラー室６の２１個の排液孔６ａと、冷却室８の２１個の給液孔８ａとが各々第一冷却液循環路１０を構成する導管１０ａで連結されている。
上記した構成によって、ポンプ４が作動すると、冷却液循環回路を介して、ポンプ４、ラジエタクーラー室６及び冷却室８内を冷却液が循環して、ＬＥＤ７の冷却を行う。ここで、冷却室８には、各ＬＥＤ７の真上に配置された給液孔８ａを介して、第一冷却液循環路１０を構成する導管１０ａから冷却液が供給されるので、冷却液は冷却室８における各ＬＥＤ７に対応する部分を衝突冷却することになり、効率のよいＬＥＤ７の冷却が達成される。
上記したように構成された液冷式ＬＥＤ照明装置において、ラジエタクーラー室６は、冷却ファン５によって冷却される。
図５に示すように、ハウジング１において、冷却ファン５用の吸気孔１５は、ハウジング１の左右側壁プレート１ａに設けられており、また、図４に示すように冷却ファン５用の排気孔１６は、ハウジング１の前後壁プレート１ｂに設けられている。
これにより、冷却ファン５が、排気孔１６から排気された空気を、再び、吸気孔１５から吸気してしまうことを防止し、ラジエタクーラー室６の効率のよい冷却が達成される。
図５に示すように、ハウジング１において、冷却ファン５用の吸気孔１５は、ハウジング１の左右側壁プレート１ａに設けられており、また、図４に示すように冷却ファン５用の排気孔１６は、ハウジング１の前後壁プレート１ｂに設けられている。
これにより、冷却ファン５が、排気孔１６から排気された空気を、再び、吸気孔１５から吸気してしまうことを防止し、ラジエタクーラー室６の効率のよい冷却が達成される。
１ ハウジング
１ａ 左右側壁プレート
１ｂ 前後壁プレート
２ 電源装置
２ａ ねじ部
２ｂ 電流駆動回路
３ ＬＥＤ基板
４ 冷却液循環用ポンプ
５ 冷却ファン
６ ラジエタクーラー室
６ａ 排液孔
６ｂ 給液孔
６ｃ 放熱板
６ｄ 冷却液路
７ ＬＥＤ
８ 冷却室
８ａ 給液孔
８ｂ 給液ノズル
８ｃ 排液孔
１０ 第一冷却液循環路
１１ 第二冷却液循環路
１２ 第三冷却液循環路
１５ 吸気孔
１６ 排気孔
１ａ 左右側壁プレート
１ｂ 前後壁プレート
２ 電源装置
２ａ ねじ部
２ｂ 電流駆動回路
３ ＬＥＤ基板
４ 冷却液循環用ポンプ
５ 冷却ファン
６ ラジエタクーラー室
６ａ 排液孔
６ｂ 給液孔
６ｃ 放熱板
６ｄ 冷却液路
７ ＬＥＤ
８ 冷却室
８ａ 給液孔
８ｂ 給液ノズル
８ｃ 排液孔
１０ 第一冷却液循環路
１１ 第二冷却液循環路
１２ 第三冷却液循環路
１５ 吸気孔
１６ 排気孔
Claims (2)
- 筒状のハウジングの下端に、複数のＬＥＤが装着されたＬＥＤ基板を設け、
前記ハウジングの上端に電源装置を配置すると共に、
前記電源の下方に冷却液循環用ポンプ、冷却ファン及びラジエタクーラー室を順に配置し、
前記ＬＥＤ基板におけるハウジング内部側に冷却室を設け、
さらにハウジング内に、前記ラジエタクーラー室から前記ＬＥＤ基板の冷却室へ冷却液を供給する第一冷却液循環路、前記冷却室からポンプへ冷却液を戻す第二冷却液循環路及び前記ポンプから前記ラジエタクーラー室へ冷却液を供給する第三冷却液循環路から成る冷却液循環回路を設け、
前記第一冷却液循環路が、前記冷却室内において、ＬＥＤ基板における各ＬＥＤに対応する部分に、冷却液を衝突させることができるように構成されたＬＥＤの数と同数の導管を備えている
ことを特徴とする液冷式ＬＥＤ照明装置。 - 前記ハウジングが角筒状の形態を有し、
対向する一対の側壁に冷却ファンへ外気を導入するための吸気孔が形成され、
前記吸気孔が形成された側壁に隣接する側壁に、冷却ファンから送られる冷却風を排気する排気孔が形成されている
ことを特徴とする請求項１に記載の液冷式ＬＥＤ照明装置。
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP2010007734A JP2011146318A (ja) | 2010-01-18 | 2010-01-18 | 液冷式ｌｅｄ照明装置 |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP2010007734A JP2011146318A (ja) | 2010-01-18 | 2010-01-18 | 液冷式ｌｅｄ照明装置 |
Publications (1)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JP2011146318A true JP2011146318A (ja) | 2011-07-28 |
Family
ID=44460985
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP2010007734A Pending JP2011146318A (ja) | 2010-01-18 | 2010-01-18 | 液冷式ｌｅｄ照明装置 |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| JP (1) | JP2011146318A (ja) |
Cited By (4)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| KR101237283B1 (ko) * | 2011-11-14 | 2013-02-27 | 박일권 | 수냉식 엘이디 조명장치 |
| WO2014036171A1 (en) * | 2012-08-28 | 2014-03-06 | Kla-Tencor Corporation | Method and apparatus to reduce thermal stress by regulation and control of lamp operating temperatures |
| CN104406690A (zh) * | 2014-01-16 | 2015-03-11 | 奉化市泰峰电气科技有限公司 | 一种ccd模块外壳 |
| WO2015060475A1 (ko) * | 2013-10-24 | 2015-04-30 | 박일권 | 수냉식 엘이디 조명장치 및 이를 이용한 가로등 |
-
2010
- 2010-01-18 JP JP2010007734A patent/JP2011146318A/ja active Pending
Cited By (6)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
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| KR101237283B1 (ko) * | 2011-11-14 | 2013-02-27 | 박일권 | 수냉식 엘이디 조명장치 |
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| US9534848B2 (en) | 2012-08-28 | 2017-01-03 | Kla-Tencor Corporation | Method and apparatus to reduce thermal stress by regulation and control of lamp operating temperatures |
| TWI628391B (zh) * | 2012-08-28 | 2018-07-01 | 克萊譚克公司 | 用於冷卻一燈泡之方法及裝置及用於沿一燈泡之一表面分佈熱量之裝置 |
| WO2015060475A1 (ko) * | 2013-10-24 | 2015-04-30 | 박일권 | 수냉식 엘이디 조명장치 및 이를 이용한 가로등 |
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