JP2012048870A - Water-cooled led lighting device - Google Patents

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Takuya Kitazono
卓也 北園
Yasushi Tanida
安 谷田
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  • Arrangement Of Elements, Cooling, Sealing, Or The Like Of Lighting Devices (AREA)

Abstract

PROBLEM TO BE SOLVED: To provide a water-cooled LED lighting device capable of maintaining high cooling performance irrespective of mounting angles.SOLUTION: In the water-cooled LED lighting device for cooling an LED light source unit by making cooling water circulate a circulation pump 17, a reserve tank 18, a water-cooled jacket 14, and a radiator 15 in turn in a closed circuit, two sets of first and second cooling water piping (routes) 22, 23 are led from upper and lower sides of the reserve tank 18, the cooling water piping (the second route) 23 is connected with the water-cooled jacket 14, and the cooling water piping (the first route) 22 is connected with the middle of the cooling water piping 23. Then, check valves (reverse flow preventing units) 24, 25 for preventing reverse flows of the cooling water and air from the water-cooled jacket 14 to the reserve tank 18 are respectively arranged on the respective cooling water pipings 23, 22.

Description

本発明は、閉回路を循環する冷却水によってLED光源ユニットを強制水冷するようにした水冷式LED照明装置に関するものである。   The present invention relates to a water-cooled LED lighting apparatus in which an LED light source unit is forcibly water-cooled by cooling water circulating in a closed circuit.

近年、車両用前照灯や屋外照明灯等の照明装置としては、キセノンランプやナトリウムランプ等の大光量ランプを光源とするものから、長寿命で低消費電力のLEDを光源とするものへの置き換えが進んでおり、LEDを光源とするLED照明装置に対しては更なる高出力化が望まれている。   In recent years, lighting devices such as vehicular headlamps and outdoor lighting lamps have been changed from those using a high-intensity lamp such as a xenon lamp or sodium lamp as a light source to those using a long-life and low-power consumption LED as a light source. Replacement is progressing, and higher output is desired for LED lighting devices using LEDs as light sources.

ところで、現在普及しているキセノンランプは200W〜2000W程度の出力のものが多く、これに代わるLED照明装置への投入電力も増加していく傾向にあり、最近では1つのLED照明装置への投入電力が200Wを超えるものも開発されてきている。   By the way, currently popular xenon lamps have a large output of about 200 W to 2000 W, and the power input to the LED lighting device as a substitute for this tends to increase. Recently, the power input to one LED lighting device is increasing. The thing whose electric power exceeds 200W has been developed.

斯かるLED照明装置の大電力化に伴ってLED光源ユニットの発熱量も増加するため、温度によって寿命や出力が変化するLED光源においては、温度をより低く安定して駆動するための冷却構造が重要な開発課題となっている。   Since the amount of heat generated by the LED light source unit increases as the power of the LED lighting device increases, a cooling structure for driving the temperature lower and stably in an LED light source whose life and output change depending on the temperature. It is an important development issue.

そのため、例えば特許文献1には、LED実装基板を金属製の放熱固定板に金属製の放熱カバーによって押圧固定するとともに、該LED実装基板が固定された放熱固定板を透光性カバーと樹脂ケースによって形成された密閉空間内に配置し、放熱固定板には複数の放熱フィンを形成する構成が提案されている。   Therefore, for example, in Patent Document 1, the LED mounting substrate is pressed and fixed to a metal heat dissipation fixing plate by a metal heat dissipation cover, and the heat dissipation fixing plate to which the LED mounting substrate is fixed is provided with a translucent cover and a resin case. The structure which arrange | positions in the sealed space formed by (2) and forms a some heat radiating fin in the heat radiating fixed plate is proposed.

又、特許文献2には、光源としてのLEDと、該LEDを空冷又は水冷可能なヒートシンクと、LEDを発光させるための電流を印加する発光回路と、照明装置が水中にあることを検出する水滴センサを備えた照明装置において、水滴センサによって当該照明装置が水中にないことが検出されると発光回路がLEDに供給する電流を制限してLEDの過熱を防ぎ、当該照明装置が水中にあることが検出されると発光回路がLEDに高電流を供給して該LEDの発光輝度を高めるようにした構成が提案されている。   Further, Patent Document 2 discloses an LED as a light source, a heat sink capable of air-cooling or cooling the LED, a light-emitting circuit that applies a current for causing the LED to emit light, and a water droplet that detects that the lighting device is in water. In a lighting device equipped with a sensor, when the water drop sensor detects that the lighting device is not in water, the light emitting circuit limits the current supplied to the LED to prevent overheating of the LED, and the lighting device is in water A configuration has been proposed in which a light emitting circuit supplies a high current to an LED to increase the light emission luminance of the LED.

更に、近年では閉回路を循環する冷却水によってLED光源ユニットを強制水冷する水冷式LED照明装置が提案されている。ここで、この水冷式LED照明装置の水冷ユニットのシステム構成を図11に基づいて説明する。   Furthermore, in recent years, a water-cooled LED lighting device has been proposed in which the LED light source unit is forcibly water-cooled with cooling water circulating in a closed circuit. Here, the system configuration of the water cooling unit of the water-cooled LED lighting device will be described with reference to FIG.

図11は従来の水冷式LED照明装置の水冷ユニットのシステム構成図であり、図示の水冷ユニット105は、閉回路に循環ポンプ117、リザーブタンク118、水冷ジャケット114及びラジエータ115を設けて構成されており、循環ポンプ117によって冷却水が閉回路を循環することによって不図示のLED光源ユニットが強制水冷されてその温度上昇が抑えられる。   FIG. 11 is a system configuration diagram of a water-cooling unit of a conventional water-cooled LED lighting apparatus. The illustrated water-cooling unit 105 is configured by providing a circulation pump 117, a reserve tank 118, a water-cooling jacket 114, and a radiator 115 in a closed circuit. In addition, when the cooling water circulates in the closed circuit by the circulation pump 117, the LED light source unit (not shown) is forcibly water-cooled and the temperature rise is suppressed.

即ち、水冷ジャケット114には不図示のLED光源ユニットが密着されており、循環ポンプ117から送り出された冷却水は、図11に矢印にて示すようにリザーブタンク118を経て水冷ジャケット114へと導入され、水冷ジャケット114に密着されたLED光源ユニットの冷却に供される。そして、LED光源ユニットの冷却によって温度が上昇した冷却水は、ラジエータ115に導入され、該ラジエータ115における放熱によって冷却された後に循環ポンプ117に吸引され、以後は以上と同様の作用を繰り返してLED光源ユニットを連続的に冷却する。   That is, an LED light source unit (not shown) is in close contact with the water cooling jacket 114, and the cooling water sent from the circulation pump 117 is introduced into the water cooling jacket 114 through the reserve tank 118 as shown by an arrow in FIG. The LED light source unit in close contact with the water cooling jacket 114 is then cooled. Then, the cooling water whose temperature has risen due to the cooling of the LED light source unit is introduced into the radiator 115, cooled by heat dissipation in the radiator 115, and then sucked into the circulation pump 117. The light source unit is continuously cooled.

特開2002−299700号公報JP 2002-299700 A 特開2003−047914号公報JP 2003-047914 A

ところで、図11に示す水冷ユニット105の閉回路を循環する冷却水は、閉回路の容積に対して同量(満タン量)だけ封入されてはおらず、リザーブタンク117の上部に空気が存在する。又、閉回路の配管の一部はゴムホースで構成されているが、経年によりゴムホースから冷却水の一部が蒸発するため、空気層が占める割合が大きくなる。   By the way, the cooling water circulating through the closed circuit of the water cooling unit 105 shown in FIG. 11 is not sealed by the same amount (full tank amount) with respect to the volume of the closed circuit, and air exists above the reserve tank 117. . In addition, although a part of the closed circuit piping is constituted by a rubber hose, a part of the cooling water evaporates from the rubber hose with the passage of time, so that the ratio occupied by the air layer increases.

而して、図11に示すように不図示のLED光源ユニットが密着された水冷ジャケット114が下向きに配置された状態でLED照明装置が使用される場合、つまり、光照射方向が下向きである場合には、リザーブタンク118の上部に溜った空気が冷却水と共に閉回路を循環することはない。   Thus, as shown in FIG. 11, when the LED lighting device is used in a state where the water-cooling jacket 114 to which the LED light source unit (not shown) is closely attached is disposed downward, that is, when the light irradiation direction is downward. In this case, the air accumulated in the upper part of the reserve tank 118 does not circulate in the closed circuit together with the cooling water.

他方、図12に示すようにLED照明装置の上下が逆にされて水冷ジャケット114が上向きに設置される場合、つまり、光照射方向が上向きである場合には、リザーブタンク118の上部に溜った空気が冷却水と共に閉回路を循環するため、冷却水だけが循環する図11に示す状態よりも冷却性能が低下するという問題が発生する。実際には、LED照明装置をその照射方向が真下の状態から角度160°まで回しても冷却性能の低下は見られないが、それ以上の角度(最大180°)回すと冷却性能の低下が著しくなる。   On the other hand, as shown in FIG. 12, when the LED lighting device is turned upside down and the water cooling jacket 114 is installed upward, that is, when the light irradiation direction is upward, the LED illuminating device is accumulated at the upper part of the reserve tank 118. Since air circulates in the closed circuit together with the cooling water, there arises a problem that the cooling performance is lower than the state shown in FIG. 11 where only the cooling water circulates. Actually, even if the LED illumination device is rotated from the direct irradiation direction to an angle of 160 °, the cooling performance is not deteriorated. However, when the LED illumination device is rotated more than that (up to 180 °), the cooling performance is remarkably deteriorated. Become.

本発明は上記問題に鑑みてなされたもので、その目的とする処は、設置角度に関わらず高い冷却性能を維持することができる水冷式LED照明装置を提供することにある。   The present invention has been made in view of the above problems, and its object is to provide a water-cooled LED lighting device that can maintain high cooling performance regardless of the installation angle.

上記目的を達成するため、請求項1記載の発明は、閉回路において循環ポンプ、リザーブタンク、水冷ジャケット、ラジエータの順に冷却水を循環させてLED光源ユニットを冷却する水冷式LED照明装置において、前記リザーブタンクの上下から第1及び第2の2本の経路を導出させ、第2の経路を前記水冷ジャケットに接続するとともに、該第2の経路の途中に前記第1の経路を接続し、前記水冷ジャケットから前記リザーブタンクへの冷却水及び空気の逆流を防ぐ逆流防止手段を前記第1及び第2の経路にそれぞれ設けたことを特徴とする。   In order to achieve the above object, the invention described in claim 1 is a water-cooled LED lighting device that cools an LED light source unit by circulating cooling water in the order of a circulation pump, a reserve tank, a water-cooling jacket, and a radiator in a closed circuit. The first and second paths are derived from the top and bottom of the reserve tank, the second path is connected to the water cooling jacket, and the first path is connected to the middle of the second path, A backflow prevention means for preventing a backflow of cooling water and air from the water cooling jacket to the reserve tank is provided in each of the first and second paths.

請求項2記載の発明は、請求項1記載の発明において、前記逆流防止手段を逆止弁で構成したことを特徴とする。   The invention according to claim 2 is characterized in that, in the invention according to claim 1, the backflow prevention means is constituted by a check valve.

本発明によれば、例えば光照射方向が真下となる方向で水冷式LED照明装置が使用される場合、リザーブタンクにおいて気液分離された冷却水だけが第2の経路を通って水冷ジャケットへと導入され、リザーブタンクの上部に滞留する空気の第1の経路から水冷ジャケットへの流れ込みは第1の経路に設けられた逆流防止手段(逆止弁)によって阻止されるため、冷却水の循環経路に空気が混入することがなく、従来と同様に水冷ユニットに高い冷却性能が確保される。   According to the present invention, for example, when the water-cooled LED lighting device is used in a direction in which the light irradiation direction is directly below, only the cooling water that has been gas-liquid separated in the reserve tank passes through the second path to the water-cooled jacket. Since the flow of the air introduced and staying in the upper part of the reserve tank from the first path to the water cooling jacket is blocked by the backflow prevention means (check valve) provided in the first path, the cooling water circulation path Air is not mixed into the water cooling unit, and high cooling performance is ensured in the water cooling unit as in the prior art.

又、上記状態から上下を逆にして光照射方向が真上となる方向で水冷式LED照明装置が使用される場合、リザーブタンクにおいて気液分離された冷却水だけが第1の経路を通って水冷ジャケットへと導入され、リザーブタンクの上部に滞留する空気の第2の経路から水冷ジャケットへの流れ込みは第2の経路に設けられた逆流防止手段(逆止弁)によって阻止されるため、冷却水の循環経路に空気が混入することがなく、水冷ユニットに高い冷却性能が確保される。   In addition, when the water-cooled LED lighting device is used in the direction in which the light irradiation direction is directly above from the above state, only the cooling water that has been gas-liquid separated in the reserve tank passes through the first path. Since the air introduced into the water cooling jacket and staying in the upper part of the reserve tank is prevented from flowing from the second path into the water cooling jacket by the backflow prevention means (check valve) provided in the second path, Air does not enter the water circulation path, and high cooling performance is ensured in the water cooling unit.

従って、水冷式LED照明装置の設置角度に関わらず、循環する冷却水への空気の混入を防いで常に高い冷却性能を維持することができる。   Therefore, regardless of the installation angle of the water-cooled LED lighting device, air can be prevented from being mixed into the circulating cooling water and high cooling performance can always be maintained.

本発明に係る水冷式LED照明装置の斜視図である。1 is a perspective view of a water-cooled LED lighting device according to the present invention. 図1の矢視A方向の図である。It is a figure of the arrow A direction of FIG. 図1の矢視B方向の図である。It is a figure of the arrow B direction of FIG. 図3のC−C線断面図である。It is CC sectional view taken on the line of FIG. 本発明に係る水冷式LED照明装置の冷却ユニットの構成を示す正面図である。It is a front view which shows the structure of the cooling unit of the water-cooling type LED lighting apparatus which concerns on this invention. 図5の矢視D方向の図(左側面図)である。It is a figure (left side view) of the arrow D direction of FIG. 図5の矢視E方向の図(右側面図)である。It is a figure (right side view) of the arrow E direction of FIG. 図7の矢視F方向の図(背面図)である。It is a figure (back view) of the arrow F direction of FIG. 本発明に係る水冷式LED照明装置の光照射方向が下向きである場合の冷却ユニットのシステム構成図である。It is a system block diagram of a cooling unit in case the light irradiation direction of the water-cooled LED lighting device according to the present invention is downward. 本発明に係る水冷式LED照明装置の光照射方向が上向きである場合の冷却ユニットのシステム構成図である。It is a system configuration | structure figure of a cooling unit in case the light irradiation direction of the water-cooling type LED illuminating device which concerns on this invention is upward. 従来の水冷式LED照明装置の光照射方向が下向きである場合の冷却ユニットのシステム構成図である。It is a system block diagram of a cooling unit when the light irradiation direction of the conventional water-cooled LED lighting device is downward. 従来の水冷式LED照明装置の光照射方向が上向きである場合の冷却ユニットのシステム構成図である。It is a system block diagram of a cooling unit when the light irradiation direction of the conventional water-cooled LED lighting device is upward.

以下に本発明の実施の形態を添付図面に基づいて説明する。   Embodiments of the present invention will be described below with reference to the accompanying drawings.

図1は本発明に係る水冷式LED照明装置の斜視図、図2は図1の矢視A方向の図、図3は図1の矢視B方向の図、図4は図3のC−C線断面図、図5は同水冷式LED照明装置の冷却ユニットの構成を示す正面図、図6は図5の矢視D方向の図(左側面図)、図7は図5の矢視E方向の図(右側面図)、図8は図7の矢視F方向の図(背面図)、図9は同水冷式LED照明装置の光照射方向が下向きである場合の冷却ユニットのシステム構成図、図10は同水冷式LED照明装置の光照射方向が上向きである場合の冷却ユニットのシステム構成図である。   1 is a perspective view of a water-cooled LED lighting device according to the present invention, FIG. 2 is a view in the direction of arrow A in FIG. 1, FIG. 3 is a view in the direction of arrow B in FIG. FIG. 5 is a front view showing the configuration of the cooling unit of the water-cooled LED lighting device, FIG. 6 is a view in the direction of arrow D in FIG. 5 (left side view), and FIG. FIG. 8 is a view in the E direction (right side view), FIG. 8 is a view in the F direction of FIG. 7 (rear view), and FIG. 9 is a cooling unit system when the light irradiation direction of the water-cooled LED illumination device is downward. FIG. 10 is a system configuration diagram of the cooling unit when the light irradiation direction of the water-cooled LED illumination device is upward.

本発明に係る水冷式LED照明装置1は、図4に示すように、矩形ボックス状のハウジング2の内部にLED光源ユニット3と制御回路ユニット4及び水冷ユニット5を組み込んで構成されている。尚、以下の説明における水冷式LED照明装置1の上下は図1に示す状態においてのものであって、該水冷式LED照明装置1の設置が必ずしも図1に示す状態でなされる訳ではない。   As shown in FIG. 4, the water-cooled LED lighting device 1 according to the present invention is configured by incorporating an LED light source unit 3, a control circuit unit 4, and a water-cooling unit 5 inside a rectangular box-shaped housing 2. In addition, the upper and lower sides of the water-cooled LED lighting device 1 in the following description are in the state shown in FIG. 1, and the installation of the water-cooled LED lighting device 1 is not necessarily performed in the state shown in FIG.

上記ハウジング2は、PC等の樹脂或いはアルミニウム等の金属で構成されており、図1に示すように、その周面には縦方向の長い複数のスリットから成る吸気口6が形成され、該吸気口6に対して軸直角方向の面、つまり、LED光源ユニット3からの光出射方向(図1の下方)とは逆方向(図1の上方)の端面である上面には、扇形の複数のスリットから成る排気口7が形成されている。そして、このハウジング2の下面は開口しており、この開口部には前記LED光源ユニット3が嵌め込まれて固定されている。   The housing 2 is made of a resin such as PC or a metal such as aluminum. As shown in FIG. 1, an air inlet 6 composed of a plurality of longitudinally long slits is formed on the peripheral surface thereof. On the surface perpendicular to the opening 6, that is, on the upper surface that is the end surface in the direction opposite to the light emission direction from the LED light source unit 3 (downward in FIG. 1) (upper in FIG. 1) An exhaust port 7 formed of a slit is formed. The lower surface of the housing 2 is open, and the LED light source unit 3 is fitted and fixed in the opening.

上記LED光源ユニット3は、図4に示すように、光源である不図示のLEDを実装して成る複数(図示例では9枚)のメタル基板8と、これらのメタル基板8を取り付ける矩形プレート状のベース9及びハウジング2の下面開口部に嵌め込まれる矩形プレート状の透明な樹脂製のレンズ10を含んで構成されている。   As shown in FIG. 4, the LED light source unit 3 includes a plurality of (9 in the illustrated example) metal substrates 8 on which LEDs (not shown) as light sources are mounted, and a rectangular plate shape to which these metal substrates 8 are attached. The base 9 and the transparent resin lens 10 in the shape of a rectangular plate that is fitted into the lower surface opening of the housing 2 are configured.

本実施の形態では、LEDを実装して成る9枚のメタル基板8は縦横3列のマトリックス状に配置されており、これに対応してアルミダイキャスト製のベース9にもLEDと同数の台座9a(図4参照)が縦横3列のマトリックス状に一体に突設されている。   In the present embodiment, the nine metal substrates 8 on which the LEDs are mounted are arranged in a matrix of three rows and columns. Correspondingly, the same number of pedestals as the LEDs are provided on the aluminum die-cast base 9. 9a (refer to FIG. 4) is integrally projected in a matrix form of three columns in length and width.

又、前記制御回路ユニット4は、図4に示すように、下面が開口する矩形ボックス状の回路ケース11の内部に各種電子部品が実装された不図示の回路基板を組み込み、回路ケース11の下面開口部を矩形プレート状のカバー12によって覆うことによって構成されている。ここで、回路ケース11は熱伝導率の高いアルミダイキャスト等によって成形されており、その上面には放熱部を構成する多数の放熱ピン13が一体に突設されている。   Further, as shown in FIG. 4, the control circuit unit 4 incorporates a circuit board (not shown) on which various electronic components are mounted inside a rectangular box-shaped circuit case 11 whose bottom surface is open. The opening is covered with a rectangular plate-like cover 12. Here, the circuit case 11 is formed by aluminum die casting or the like having a high thermal conductivity, and a large number of heat radiation pins 13 constituting a heat radiation portion are integrally projected on the upper surface thereof.

前記水冷ユニット5は、図4に示すように、熱交換器である水冷ジャケット14と、該水冷ジャケット14において受熱して温度が高くなった冷却水を外気(冷却風)との熱交換によって冷却するラジエータ15と、該ラジエータ15に冷却風を供給するファン16と、冷却水を閉ループの循環経路内で循環させる循環ポンプ17及び冷却水を貯留するリザーブタンク18を備えており、ファン16はラジエータ15と対向してこれの上方に配置されている。   As shown in FIG. 4, the water cooling unit 5 cools the water cooling jacket 14 that is a heat exchanger, and the cooling water that has received heat in the water cooling jacket 14 and increased in temperature by heat exchange with the outside air (cooling air). A radiator 15, a fan 16 for supplying cooling air to the radiator 15, a circulation pump 17 for circulating the cooling water in a closed loop circulation path, and a reserve tank 18 for storing the cooling water. The fan 16 is a radiator. 15 is arranged above and facing it.

ところで、上記水冷ジャケット14は、中空の矩形板状に成形されており、その内部には冷却水通路が形成されている。そして、この冷却ジャケット14の背面側の右端上からは冷却水配管19が略垂直上方に延び、その端部(上端)はラジエータ15の背面側の右端部に接続されている。そして、ラジエータ15の背面側の左端部からは冷却水配管20が垂直下方へ延びた後に略直角に曲げられて水平に前方に向かって延び、その端部は循環ポンプ17の上部の吸込側に接続されている。   By the way, the water cooling jacket 14 is formed in a hollow rectangular plate shape, and a cooling water passage is formed therein. A cooling water pipe 19 extends substantially vertically upward from above the right end on the back side of the cooling jacket 14, and its end (upper end) is connected to the right end on the back side of the radiator 15. Then, the cooling water pipe 20 extends vertically downward from the left end portion on the back side of the radiator 15 and then bends substantially at a right angle and extends forward in the horizontal direction. The end portion is connected to the suction side above the circulation pump 17. It is connected.

又、循環ポンプ17の上部の吐出側からは冷却水配管21が背面側に向かって水平に延びた後、右側面視U字状に折り曲げられて斜め下方に延び(図7参照)、その端部はリザーブタンク18の側部に接続されている。   Further, the cooling water pipe 21 extends horizontally from the discharge side at the upper part of the circulation pump 17 toward the back side, and then is bent into a U shape when viewed from the right side and extends obliquely downward (see FIG. 7). The part is connected to the side of the reserve tank 18.

而して、本実施の形態においては、リザーブタンク18の前面側の上からは第1の経路を構成する冷却水配管22が、又、リザーブタンク18の背面側の下からはと第2の経路を構成する冷却水配管23がそれぞれ導出しており、冷却水配管23はリザーブタンク18の下面から垂直下方に延び、その端部(下端)は水冷ジャケット14の背面側の左端部上に接続されている。そして、この冷却水配管23の途中には、水冷ジャケット14からリザーブタンク18への冷却水及び空気の逆流を阻止するための逆流防止手段としての逆止弁24が設けられている。   Thus, in the present embodiment, the cooling water pipe 22 constituting the first path is formed from above the front side of the reserve tank 18, and the second side from below the back side of the reserve tank 18. The cooling water pipes 23 constituting the path are respectively led out, the cooling water pipes 23 extend vertically downward from the lower surface of the reserve tank 18, and the end portion (lower end) is connected to the left end portion on the back side of the water cooling jacket 14. Has been. A check valve 24 is provided in the middle of the cooling water pipe 23 as a backflow prevention means for preventing the backflow of cooling water and air from the water cooling jacket 14 to the reserve tank 18.

又、冷却水配管22は、リザーブタンク18の上面から垂直上方に延びた後、逆U字状に折り曲げられて下方に向かい、循環ポンプ17とリザーブタンク18の間を背面側に向かって水平に延びた後、略直角に曲げられて垂直下方に延び、その端部(下端)は冷却水配管23の水冷ジャケット14と逆止弁24との間に接続されている。そして、この冷却水配管22の途中には、水冷ジャケット14からリザーブタンク18への冷却水及び空気の逆流を阻止するための逆流防止手段としての逆止弁25(図9参照)が設けられている。   Further, the cooling water pipe 22 extends vertically upward from the upper surface of the reserve tank 18, is then bent in an inverted U shape and directed downward, and horizontally between the circulation pump 17 and the reserve tank 18 toward the back side. After extending, it is bent at a substantially right angle and extends vertically downward, and its end (lower end) is connected between the water cooling jacket 14 of the cooling water pipe 23 and the check valve 24. A check valve 25 (see FIG. 9) is provided in the middle of the cooling water pipe 22 as a backflow prevention means for preventing the backflow of cooling water and air from the water cooling jacket 14 to the reserve tank 18. Yes.

而して、本実施の形態では、図4に示すように、ハウジング2内の下部に水冷ジャケット14が水平に配置されており、この水冷ジャケット14を挟んでこれの上下に制御回路ユニット4とLED光源ユニット3が配置されている。ここで、水冷ジャケット14の下面側に配されたLED光源ユニット3は、そのベース9が不図示の熱伝導シートを介して水冷ジャケット14の下面に密着している。   Thus, in the present embodiment, as shown in FIG. 4, the water cooling jacket 14 is horizontally disposed at the lower portion in the housing 2, and the control circuit unit 4 is disposed above and below the water cooling jacket 14. An LED light source unit 3 is arranged. Here, the LED light source unit 3 disposed on the lower surface side of the water-cooling jacket 14 has its base 9 in close contact with the lower surface of the water-cooling jacket 14 via a heat conductive sheet (not shown).

又、制御回路ユニット4は、そのカバー12が水冷ジャケット14の上面に密着する状態で該水冷ジャケット14の上面側に配置されている。尚、本実施の形態では、冷却水として水にプロピレングリコールを混合して成る不凍液が使用されている。   The control circuit unit 4 is arranged on the upper surface side of the water cooling jacket 14 with the cover 12 being in close contact with the upper surface of the water cooling jacket 14. In this embodiment, an antifreeze liquid obtained by mixing water with propylene glycol is used as the cooling water.

他方、図4に示すように、ハウジング2内の水冷ジャケット14から所定距離だけ離間した上部の前記排気口7の近傍には前記ラジエータ15とファン16が配置されており、水冷ジャケット14とラジエータ15との間には空間部Sが形成されるとともに、ハウジング2の周壁内面に沿う風路S1が形成されている。そして、ハウジング2内の前記空間部Sに制御回路ユニット4と前記循環ポンプ17及び前記リザーブタンク18が配置されている。   On the other hand, as shown in FIG. 4, the radiator 15 and the fan 16 are disposed in the vicinity of the upper exhaust port 7 spaced apart from the water cooling jacket 14 in the housing 2 by a predetermined distance, and the water cooling jacket 14 and the radiator 15 are arranged. A space S is formed between and an air passage S1 along the inner surface of the peripheral wall of the housing 2 is formed. The control circuit unit 4, the circulation pump 17 and the reserve tank 18 are arranged in the space S in the housing 2.

ところで、水冷ユニット5の閉回路を循環する冷却水は、閉回路の容積に対して同量(満タン量)だけ封入されておらず、冷却水配管19〜23の一部はゴムホースで構成されているために経年によりゴムホースから冷却水の一部が蒸発するため、リザーブタンク18において気液が分離され、図9に示すようにリザーブタンク18の上部に空気が滞留する。   By the way, the cooling water circulating through the closed circuit of the water cooling unit 5 is not sealed by the same amount (full tank amount) with respect to the volume of the closed circuit, and some of the cooling water pipes 19 to 23 are configured by rubber hoses. Therefore, since a part of the cooling water evaporates from the rubber hose with the passage of time, the gas and liquid are separated in the reserve tank 18, and air stays in the upper part of the reserve tank 18 as shown in FIG.

而して、以上のように構成された水冷式LED照明装置1が起動されてLED光源ユニット3と制御回路ユニット4及び水冷ユニット5に電源が供給されると、LED光源ユニット3の複数(本実施の形態では9個)のLEDが発光し、その光はレンズ10を透過して図1の下方に向かって照射されることによって下方を照明するが、LED光源ユニット3の点灯制御は制御回路ユニット4によってなされ、駆動中においてLED光源ユニット3のLED及び制御回路ユニット4の各種電子部品(不図示)が発熱し、そのままではLED光源ユニット3と制御回路ユニット4及びこれらを収容するハウジング2が過熱されてそれらの温度が上昇する。   Thus, when the water-cooled LED lighting device 1 configured as described above is activated and power is supplied to the LED light source unit 3, the control circuit unit 4, and the water-cooled unit 5, a plurality of LED light source units 3 (books) Nine LEDs in the embodiment emit light, and the light passes through the lens 10 and irradiates downward in FIG. 1 to illuminate the lower part. The lighting control of the LED light source unit 3 is controlled by a control circuit. During operation, the LED of the LED light source unit 3 and various electronic components (not shown) of the control circuit unit 4 generate heat, and the LED light source unit 3, the control circuit unit 4, and the housing 2 that houses them are left as they are. Overheating raises their temperature.

然るに、本実施の形態では、水冷ユニット5が同時に駆動され、LED光源ユニット3と制御回路ユニット4は、水冷ユニット5の閉回路を図9の矢印方向に循環する冷却水によって強制水冷されてその温度上昇が抑えられるとともに、ファン16によってハウジング2の吸気口6からハウジング2内に導入される冷却風の一部によってハウジング2が強制空冷されてその温度上昇が抑えられる。   However, in this embodiment, the water cooling unit 5 is driven at the same time, and the LED light source unit 3 and the control circuit unit 4 are forcibly cooled by the cooling water circulating in the closed circuit of the water cooling unit 5 in the direction of the arrow in FIG. The temperature rise is suppressed, and the housing 2 is forcibly air-cooled by a part of the cooling air introduced into the housing 2 from the air inlet 6 of the housing 2 by the fan 16 to suppress the temperature rise.

即ち、循環ポンプ17から吐出される冷却水は、冷却水配管21を通ってリザーブタンク18へと導入され、該リザーブタンク18において気液が分離され、冷却水から分離された空気はリザーブタンク18内の上部に滞留する。そして、本実施の形態ではリザーブタンク18内の冷却水が冷却水配管23を通って水冷ジャケット14へと導入され、リザーブタンク18の上部に滞留する空気の冷却水配管22から水冷ジャケット14への流れ込みは冷却水配管22に設けられた逆止弁25によって阻止されるため、水冷ジャケット14へと導入される冷却水に空気が混入することがない。   That is, the cooling water discharged from the circulation pump 17 is introduced into the reserve tank 18 through the cooling water pipe 21, gas and liquid are separated in the reserve tank 18, and the air separated from the cooling water is stored in the reserve tank 18. It stays in the upper part. In this embodiment, the cooling water in the reserve tank 18 is introduced into the water cooling jacket 14 through the cooling water pipe 23, and the air staying in the upper part of the reserve tank 18 is transferred from the cooling water pipe 22 to the water cooling jacket 14. Since the inflow is blocked by a check valve 25 provided in the cooling water pipe 22, air is not mixed into the cooling water introduced into the water cooling jacket 14.

而して、水冷ジャケット14に導入された冷却水は、LED光源ユニット3及び制御回路ユニット4において発生する熱を受熱してLED光源ユニット3及び制御回路ユニット4を冷却し、受熱して温度の高くなった冷却水は、冷却水配管19を通ってラジエータ15へと導入される。この場合、前述のように水冷ジャケット14には冷却水のみが導入され、この冷却水に熱伝導率の低い空気が混入することがないため、水冷ジャケット14において高い冷却性能が確保され、LED光源ユニット3及び制御回路ユニット4が効率良く冷却される。   Thus, the cooling water introduced into the water cooling jacket 14 receives the heat generated in the LED light source unit 3 and the control circuit unit 4 to cool the LED light source unit 3 and the control circuit unit 4, and receives the heat to change the temperature. The increased cooling water is introduced into the radiator 15 through the cooling water pipe 19. In this case, only the cooling water is introduced into the water cooling jacket 14 as described above, and air having low thermal conductivity is not mixed into the cooling water, so that high cooling performance is ensured in the water cooling jacket 14 and the LED light source. The unit 3 and the control circuit unit 4 are efficiently cooled.

他方、ファン16が不図示のモータによって回転駆動されると、外気がハウジング2の周面に形成された吸気口6から冷却風としてハウジング2内に側方から吸引され、この冷却風の一部は、図4に矢印にて示すように、ハウジング2の周壁内面に沿って形成された風路S1を流れることによってハウジング2を強制空冷してその温度上昇を抑える。   On the other hand, when the fan 16 is rotationally driven by a motor (not shown), outside air is sucked into the housing 2 from the side as cooling air from the air inlet 6 formed in the peripheral surface of the housing 2, and a part of this cooling air is drawn. As shown by an arrow in FIG. 4, the housing 2 is forcibly air-cooled by flowing through an air passage S1 formed along the inner surface of the peripheral wall of the housing 2 to suppress the temperature rise.

又、ハウジング2内に導入された冷却風(ハウジング2を冷却した冷却風を含む)は、図4に矢印にて示すように、水冷ジャケット14とラジエータ15との間に形成された空間部Sを上方に向かって流れ、その過程でラジエータ15を通過し、ハウジング2の上面に開口する排気口7から外部に排出される。そして、ラジエータ15においては、ここを通過する冷却風によって冷却水の熱が外部に放熱されて該冷却水が冷却され、温度の下がった冷却液水は、冷却水配管21を通って循環ポンプ17に吸引される。   The cooling air introduced into the housing 2 (including the cooling air that has cooled the housing 2) is a space S formed between the water cooling jacket 14 and the radiator 15, as indicated by an arrow in FIG. In the process, passes through the radiator 15, and is discharged to the outside through the exhaust port 7 that opens on the upper surface of the housing 2. In the radiator 15, the heat of the cooling water is radiated to the outside by the cooling air passing therethrough to cool the cooling water, and the cooling liquid water whose temperature has decreased passes through the cooling water pipe 21 and the circulation pump 17. Sucked into.

循環ポンプ17に吸引された冷却水は、循環ポンプ17によって昇圧された後に冷却水配管21を通ってリザーブタンク18へと送り出され、以後は前記と同様の作用(冷却サイクル)を繰り返してLED光源ユニット3と制御回路ユニット4を強制水冷する。   The cooling water sucked into the circulation pump 17 is boosted by the circulation pump 17 and then sent out to the reserve tank 18 through the cooling water pipe 21. Thereafter, the same operation (cooling cycle) as described above is repeated to repeat the LED light source. The unit 3 and the control circuit unit 4 are forcibly water-cooled.

他方、図1〜図9に示すように光照射方向が下向きとなるように設置して水冷式LED照明装置1が使用される状態から、図10に示すように上下を逆にして光照射方向が上向きとなる方向に水冷式LED照明装置1が設置されて使用される場合、図10に矢印にて冷却水の流れ方向を示すように、リザーブタンク18において気液分離された冷却水だけが冷却水配管22を通って上方の水冷ジャケット14へと導入され、リザーブタンク18の上部に滞留する空気の冷却水配管23から水冷ジャケット14への流れ込みは冷却水配管23に設けられた逆止弁24によって阻止される。このため、この場合も水冷ジャケット14には冷却水のみが導入され、この冷却水に熱伝導率の低い空気が混入することがないため、水冷ジャケット14において高い冷却性能が確保され、LED光源ユニット3及び制御回路ユニット4が効率良く冷却される。   On the other hand, as shown in FIGS. 1-9, the light irradiation direction is turned upside down as shown in FIG. 10 from the state where the water-cooled LED lighting device 1 is used with the light irradiation direction facing downward. When the water-cooled LED lighting device 1 is installed and used in the direction in which the water is upward, only the cooling water that has been gas-liquid separated in the reserve tank 18 as shown by the arrows in FIG. A check valve provided in the cooling water pipe 23 is introduced into the water cooling jacket 14 through the cooling water pipe 22 and flows into the water cooling jacket 14 from the cooling water pipe 23 of the air staying in the upper part of the reserve tank 18. Blocked by 24. For this reason, in this case as well, only the cooling water is introduced into the water cooling jacket 14, and air with low thermal conductivity is not mixed into the cooling water, so that high cooling performance is ensured in the water cooling jacket 14, and the LED light source unit. 3 and the control circuit unit 4 are efficiently cooled.

従って、本実施の形態では、水冷式LED照明装置1の設置角度に関わらず、閉回路を循環する冷却水への空気の混入を防いで常に高い冷却性能を維持することができるという効果が得られる。   Therefore, in this embodiment, regardless of the installation angle of the water-cooled LED lighting device 1, there is an effect that it is possible to always maintain high cooling performance by preventing air from entering the cooling water circulating in the closed circuit. It is done.

尚、以上の実施の形態では、水冷ジャケット14からリザーブタンク18への冷却水及び空気の逆流を防ぐ逆流防止手段として逆止弁24,25を使用したが、逆流防止手段としては2つの経路のうちから冷却水を流すべき一方の経路を選択することができるものであれば他の任意のものを用いることができる。   In the above embodiment, the check valves 24 and 25 are used as the backflow prevention means for preventing the backflow of the cooling water and the air from the water cooling jacket 14 to the reserve tank 18, but the backflow prevention means includes two paths. Any other one can be used as long as one of the paths through which the cooling water should flow can be selected.

1 水冷式LED照明装置
2 ハウジング
3 LED光源ユニット
4 制御回路ユニット
5 水冷ユニット
6 吸気口
7 排気口
8 メタル基板
9 ベース
9a ベースの台座
10 レンズ
11 回路ケース
12 カバー
13 放熱ピン
14 水冷ジャケット
15 ラジエータ
16 ファン
17 循環ポンプ
18 リザーブタンク
19〜23 冷却水配管
24,25 逆止弁(逆流防止手段)
S 空間部
S1 風路
DESCRIPTION OF SYMBOLS 1 Water-cooled LED illuminating device 2 Housing 3 LED light source unit 4 Control circuit unit 5 Water-cooling unit 6 Intake port 7 Exhaust port 8 Metal substrate 9 Base 9a Base of base 10 Lens 11 Circuit case 12 Cover 13 Radiation pin 14 Water-cooled jacket 15 Radiator 16 Fan 17 Circulation pump 18 Reserve tank 19-23 Cooling water piping 24, 25 Check valve (back flow prevention means)
S space part S1 wind path

Claims (2)

閉回路において循環ポンプ、リザーブタンク、水冷ジャケット、ラジエータの順に冷却水を循環させてLED光源ユニットを冷却する水冷式LED照明装置において、
前記リザーブタンクの上下から第1及び第2の2本の経路を導出させ、第2の経路を前記水冷ジャケットに接続するとともに、該第2の経路の途中に前記第1の経路を接続し、前記水冷ジャケットから前記リザーブタンクへの冷却水及び空気の逆流を防ぐ逆流防止手段を前記第1及び第2の経路にそれぞれ設けたことを特徴とする水冷式LED照明装置。
In the water-cooled LED lighting device for cooling the LED light source unit by circulating the cooling water in the order of the circulation pump, the reserve tank, the water cooling jacket, and the radiator in the closed circuit,
The first and second paths are derived from the upper and lower sides of the reserve tank, the second path is connected to the water cooling jacket, and the first path is connected to the middle of the second path, A water-cooled LED lighting device, characterized in that backflow prevention means for preventing backflow of cooling water and air from the water cooling jacket to the reserve tank is provided in the first and second paths, respectively.
前記逆流防止手段を逆止弁で構成したことを特徴とする請求項1記載の水冷式LED照明装置。
The water-cooled LED lighting device according to claim 1, wherein the backflow prevention means is constituted by a check valve.
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* Cited by examiner, † Cited by third party
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CN105674082A (en) * 2016-03-25 2016-06-15 重庆星河光电科技股份有限公司 Water-cooling heat dissipation plant lamp
WO2018018794A1 (en) * 2016-07-27 2018-02-01 麦健文 Heat dissipation system for led lamp

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Publication number Priority date Publication date Assignee Title
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