JP2013048092A - 電動ファン装置 - Google Patents

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Abstract

【課題】 防水機能を有しランプハウジング内を効率的に冷却可能な電動ファン装置を提供する。
【解決手段】 放熱部102に固定される電動軸流ファン202の底部には、リング状の弧形気流誘導板103とともにリング状に形成される流体入口208が設けられる。シャフト206は、排出羽根207の下端に接続するとともに軸受203、およびスポーク状ディスク結合部108を通って上方に延び、軸受204を介して密閉蓋209に接続する。タービンのブレード状に配置される排出羽根207の上端は、密閉蓋209に接続する。排出羽根207および密閉蓋209は電動軸流ファン202を保護する。電動軸流ファン202により弧形気流誘導板103および放熱部102の頂部周辺の空気が内部に導入される。内部に導入された空気は排出羽根207を通って周囲に排出される。これにより、ランプハウジング内を効率的に冷却することができる。
【選択図】 図1

Description

本発明は、電動ファン装置に関し、特に防水機能を有するランプハウジング用電動ファン装置に関するものである。
従来、密閉空間内部に設置される発熱装置、例えばハイパワーランプセットは、通常熱伝導材料により密封された頂部を有している。頂部は、放熱ハウジングとして熱エネルギーを上方へ排出するとともに上方からの雨水が浸入することを防止する。
特開平06−120567号公報
しかしながら、例えばLEDをハイパワーランプとして用いるランプのハウジングでは、自然対流により冷却されるため、冷却効果が十分でない。また、冷却ファンを備える場合、防水処理が難しいため、構成が複雑になるおそれがある。
本発明の目的は、防水機能を有しランプハウジング内を効率的に冷却可能な電動ファン装置を提供することにある。
本発明の電動ファン装置は、ハイパワーランプ用の密閉型のランプハウジング内にタービンのブレード状に配置される防水カバーを備える電動軸流ファンから構成される。高熱の空気は密閉型のランプハウジングの周辺から真ん中に流れ込む。一方、電動軸流ファンが通電により作動すると、タービンのブレード状に配置される排出羽根の下側に形成されている気流入口から外部の空気が密閉型のランプハウジング内に進入し、排出羽根により周囲に排出される。ハイパワーランプを使用するとき、ランプハウジングの比較的熱い頂部に対して気流の冷却効果を得ることができ、かつ防水機能を妨げない。また、気流の流れがないときでも、電動軸流ファンが気流入口を介して気流を防空間にポンピングすることにより、渦輪を形成する排出羽根が回転し、気流入口から導入される気流を周囲に排出することができる。
また、風力または熱流により駆動されるタービンのブレード状に配置される排出羽根は、密封された頂部を備えられる。複数枚の排出羽根の間に隙間があり、同じ傾斜角で一部が重ね合うようにリング状に設置される。
本発明はランプハウジングに電気エネルギーにより駆動する電動軸流ファンを設置することにより、気流を内部へ送り込む。電動軸流ファンが稼動するとき、タービンのブレード状に配置される排出羽根の下側に形成されている気流入口を介して外部の空気がランプハウジングの外側から真ん中に流れ込み、排出羽根を通って周囲に排出される。ハイパワーランプ、例えばハイパワーLEDランプセットを使用するとき、外部からの空気の流れにより排出放熱効果を高めることができる。
本発明の一実施形態による電動ファン装置の断面図を示す。 本発明の一実施形態による電動ファン装置の上面図を示す。 本発明の一実施形態による電動ファン装置を発光装置に適用した場合の断面図を示す。 図3のA−A線断面図を示す。 本発明の一実施形態による電動ファン装置を熱源装置に適用した場合の断面図を示す。 本発明の一実施形態による電動ファン装置を熱源装置に適用した場合の上面図を示す。
以下、本発明の実施形態について図面に基づいて説明する。
(一実施形態)
図1に一実施形態による電動ファン装置の断面図を示す。図2に上面図を示す。その主な構成は次の通りである。
熱源ハウジング101は、熱伝導体または熱伝導体以外の材料から形成される。中央には熱伝導材料により構成され、円形または錐形の径方向と垂直する羽根を備える放熱部102が設けられる。放熱部102は、熱源ハウジング101と一体であるか、または個別の部材を組み合わせることにより構成される。放熱部102の底部外周は、外部からの熱エネルギーを受ける。熱源ハウジング101は、放熱部102に沿って設けられ、電動軸流ファン202の底部との間にリング状の弧形気流誘導板103が設けられる。
電動軸流ファン202は、内蔵電動機および電動機が駆動する羽根車から構成される。その下端は放熱部頂部104の近くに設置され、電動軸流ファン202の頂部に一つの固定座106が設置される。電動軸流ファン202の底部には、リング状の弧形気流誘導板103が設置され、上記二者と電動軸流ファン202とが放熱部102の上に固定される。固定座106にはシャフト206の一端が設けられる。シャフト206は、リング状に形成されタービンのブレード状に径外方向に配置される排出羽根207の下側に接続するとともに、軸受203、およびスポーク状ディスク結合部108を介して上方に向って延び、軸受204を経て密閉蓋209に結合する。排出羽根207の上側は、内側にフローガイドコーン107を備える密閉蓋209の内部に結合する。電動軸流ファン202の底部は、軸方向からみてリング状に形成される流体入口208を備える。電動軸流ファン202のポンピングを介してリング状の弧形気流誘導板103および放熱部102の頂部周辺を流れる気流が内部に進入する。更に排出羽根207を経て周囲に排出されるが、排出羽根207の頂部には密閉蓋209が備えられているため、電動軸流ファン202は保護される。
外部の熱エネルギーを受ける放熱部102の底部には、下記の一種または一種以上の熱エネルギー源が接続する。
1 直流入力タイプLED照明。
2 交流入力タイプLED照明。
3 ガス式ランプセット。
4 蛍光灯。
5 電球。
6 電熱装置の熱源。
7 化学熱源。
8 燃焼熱源。
9 光熱装置の熱源。
10 蒸気またはガス熱源。
11 水またはオイルの液相の熱源。
12 自然熱源。
ネットカバー301は、網状に形成されており、電動軸流ファン202を保護し、熱源ハウジング101に固定される。その頂部はネットカバー301、または密閉蓋303から構成される。
一実施形態による電動ファン装置は、熱拡散ユニットを有する発光装置306の熱エネルギーを外部へ放熱する。
図3に一実施形態による電動ファン装置を熱拡散ユニットを有する発光装置306に適用した場合の断面図を示す。図4には図3のA−A線断面図を示す。その主な構成は次の通りである。
熱源ハウジング101は、熱伝導体または熱伝導体以外の材料から形成される。中央には熱伝導材料により構成され、円形または錐形の径方向と垂直する羽根を備える放熱部102が設けられる。放熱部102は、熱源ハウジング101と一体であるか、または個別の部材を組み合わせることにより構成される。放熱部102の底部に発光装置306、例えば発光ダイオードが設置される。熱源ハウジング101は、放熱部102に沿って設けられ、電動軸流ファン202の底部との間にリング状の弧形気流誘導板103が設けられる。熱源ハウジング101、透光性かさ308および透光性ベース309は支持体100に接続する。
電動軸流ファン202は、内蔵電動機および電動機が駆動する羽根車から構成される。その下端は放熱部頂部104の近くに設置され、電動軸流ファン202の頂部に一つの固定座106が設置される。電動軸流ファン202の底部には、リング状の弧形気流誘導板103が設置され、上記二者と電動軸流ファン202とが放熱部102の上に固定される。固定座106にはシャフト206が設けられる。シャフト206は、リング状に形成されタービンのブレード状に径外方向に配置される排出羽根207の下側に接続するとともに、軸受203、およびスポーク状ディスク結合部108を介して上方に向って延び、軸受204を経て密閉蓋209に結合する。排出羽根207の上側は、内側にフローガイドコーン107を備える密閉蓋209の内部に結合する。電動軸流ファン202の底部は、軸方向からみてリング状に形成される流体入口208を備える。電動軸流ファン202のポンピングを介してリング状の弧形気流誘導板103および放熱部102の頂部周辺を流れる気流が内部に進入する。更に排出羽根207を経て周りへ排出されるが、排出羽根207の頂部には密閉蓋209が備えられているため、電動軸流ファン202は保護される。
発光装置306は、下記の一種または一種以上の光エネルギーおよび熱エネルギーを形成する電気エネルギーで駆動する発光ランプから構成される。
1 直流入力タイプLED照明。
2 交流入力タイプLED照明。
3 ガス式ランプセット。
4 蛍光灯。
5 電球。
環状反射装置307は、発せられる光を反射または屈折させるか、または集束または拡散させる装置から構成され、発光装置306から出る光を外部に投射する。
透光性かさ308は、ランプの周囲に設置され、かつ発光装置306が発する光の障害にならないように環状反射装置307を経て、光を外部に投射する。
透光性ベース309は、ランプの底部に設置され、支持体100と結合する。
ネットカバー301は、網状に形成されており、電動軸流ファン202を保護し、熱源ハウジング101に固定される。その頂部はネットカバー301、または密閉蓋303から構成される。
図3および4に示した電動ファン装置は、温度スイッチ305を設置することにより、電気エネルギーにより駆動される発光装置306の温度上昇を監視する。
温度スイッチ305は、電機式またはダブルメタルシートまたは記憶合金により構成されるエレクトロメカニカルスイッチ、またはサーミスタや熱電対によって駆動される半導体スイッチである。放熱部102の発光装置306の近い位置に一個または一個以上の温度スイッチ305が設置され、発光装置306から放熱部102の温度スイッチ305に伝わる熱による温度が温度設定値を超えたとき、全部または一部の発光装置306の電源を切断することにより、発光装置306が過熱したり、破損したりすることを防ぐ。
一実施形態による電動ファン装置は、熱拡散機能を有する熱源装置304の熱エネルギーを外部に放出する。
図5に一実施形態による電動ファン装置を備える熱源装置304の断面図を示す。図6には上面図を示す。その主な構成は次の通りである。
熱源ハウジング101は、熱伝導体または熱伝導体以外の材料から形成される。中央には熱伝導材料により構成され、円形または錐形の径方向と垂直する羽根を備える放熱部102が設けられる。放熱部102は、熱源ハウジング101と一体であるか、または個別の部材を組み合わせることにより構成される。放熱部102の底部に熱源装置304が設置される。熱源ハウジング101は、放熱部102に沿って設けられ、電動軸流ファン202の底部との間にリング状の弧形気流誘導板103を設ける。
電動軸流ファン202は、内蔵電動機および電動機が駆動する羽根車から構成される。その下端は放熱部頂部104の近くに設置され、電動軸流ファン202の頂部に一つの固定座106が設置される。電動軸流ファン202の底部には、リング状の弧形気流誘導板103が設置され、上記二者と電動軸流ファン202とが放熱部102の上に固定される。固定座106にはシャフト206が設けられる。シャフト206は、リング状に形成されタービンのブレード状に径外方向に配置される排出羽根207の下側に接続するとともに、軸受203、およびスポーク状ディスク結合部108を介して上方に向って延び、軸受204を経て密閉蓋209に結合する。排出羽根207の上側は、内側にフローガイドコーン107を備える密閉蓋209の内部に結合する。電動軸流ファン202の底部は、軸方向からみてリング状に形成される流体入口208を備える。電動軸流ファン202のポンピングを介してリング状の弧形気流誘導板103および放熱部102の頂部周辺を流れる気流が内部に進入する。更に排出羽根207を経て周りへ排出されるが、排出羽根207の頂部には密閉蓋209が備えられているため、電動軸流ファン202は保護される。
熱源装置304は、下記の一種または一種以上の熱源装置304から構成される。
1 電熱装置の熱源。
2 化学熱源。
3 燃焼熱源。
4 光熱装置の熱源。
5 蒸気またはガス熱源。
6 水またはオイルの液相熱源。
7 自然熱源。
熱源装置ハウジング310は、密閉または半密閉型のハウジングであり、その内部に熱源装置304を収容する。
ネットカバー301は、網状に形成されており、電動軸流ファン202を保護し、熱源ハウジング101に固定される。その頂部はネットカバー301、または密閉蓋303から構成される。
図5および6に示した電動ファン装置は、温度スイッチ305を設置することにより、熱源装置304の温度上昇を監視する。
温度スイッチ305は、電気式またはダブルメタルシートまたは記憶合金により構成されるエレクトロメカニカルスイッチ、またはサーミスタや熱電対によって駆動される半導体スイッチである。放熱部102の熱源装置304の近い位置に一個または一個以上の温度スイッチ305が設置され、熱源装置304から放熱部102の温度スイッチ305に伝わる熱による温度が温度設定値を超えたとき、全部または一部の熱源装置304の稼動を停止することにより、熱源装置304が過熱したり、破損したりすることを防ぐ。
100:支持体、
101:熱源ハウジング、
102:放熱部、
103:弧形気流誘導板、
104:放熱部頂部、
106:固定座、
107:フローガイドコーン、
108:スポーク状ディスク結合部、
202:電動軸流ファン
203、204:軸受、
206:シャフト、
207:排出羽根、
208:流体入口、
209:密閉蓋、
301:ネットカバー、
303:密閉蓋、
304:熱源装置、
305:温度スイッチ、
306:発光装置、
307:環状反射装置、
308:透光性かさ、
309:透光性ベース、
310:熱源装置ハウジング。

Claims (8)

  1. ランプの放熱ランプハウジング頂部に、電気エネルギーで駆動する電動軸流ファンを設置することにより、気流をタービンのブレード状に配置される防水カバーの内部へ送り込み、電動軸流ファンが稼動するとき、気流は密閉式放熱ランプハウジングの比較的熱いランプハウジング頂部の外側から真ん中に流れ込んでから、上方に向って防水カバーの下側の軸方向に形成される気流入口に進入し、かつタービンのブレード状に配置されるカバーを通して周囲に排出し、ハイパワーLEDランプセットを含むハイパワーランプを使用するとき、ランプハウジングの比較的熱い頂部に対して、外冷式気流で冷却しながら、防水密閉効果を有し、外部風力によりタービンのブレード状に配置される防水カバーを駆動、回転させるとき、排出放熱効果を高めることができ、その主な構成は次の通りであって、
    熱源ハウジング(101)は、熱伝導体または非熱伝導体により構成され、その真ん中に熱伝導材料により構成されかつ円形または円錐形の放熱部(102)を設け、放熱部(102)は熱源ハウジング(101)と一体であり、または個別の部材を組み合わせることにより構成され、放熱部(102)の底部外部が熱エネルギーを受け、熱源ハウジング(101)は放熱部(102)の周辺に沿って、電動軸流ファン(202)の底部との間にリング状の弧形気流誘導板(103)を設け、
    電動軸流ファン(202)は、内蔵電動機およぶ電動機が駆動する羽根車により構成され、その下端は放熱部頂部(104)の近くに設置され、電動軸流ファン(202)の頂部に一つの固定座(106)を設置し、電動軸流ファン(202)底部にリング状の弧形気流誘導板(103)を設置し、上記二者と電動軸流ファン(202)とを放熱部(102)の上に固定し、固定座(106)の中心にシャフト(206)を設け、また上に向って延伸し、軸受(203)、スポーク状ディスク結合部(108)、およびリング状に形成されタービンのブレード状に径外方向に配置される排出羽根(207)の下側を経て上に向って延び、また軸受(204)を経て密閉蓋(209)に結合し、排出羽根(207)の上側は、内側にフローガイドコーン(107)を備える密閉蓋(209)の内部に結合し、電動軸流ファン(202)の底部は、リング状の流体入口(208)を備え、電動軸流ファン(202)のポンピングを介して、リング状の弧形気流誘導板(103)および放熱部(102)の頂部周辺を流れる気流を内部に導入し、排出羽根(207)を経て周囲へ排出し、排出羽根(207)の頂部は密閉蓋(209)を備えることにより、電動軸流ファン(202)を保護することを特徴とする電動ファン装置。
  2. 外部の熱エネルギーソースを受ける放熱部(102)の底部は、下記の一種または一種以上の熱エネルギーソースである、
    1) 直流入力タイプLED照明、
    2) 交流入力タイプLED照明、
    3) ガス式ランプセット、
    4) 蛍光灯、
    5) 電球、
    6) 電熱装置の熱源、
    7) 化学熱源、
    8) 燃焼熱源、
    9) 光熱装置の熱源、
    10) 蒸気またはガス熱源、
    11) 水またはオイルの液相の熱源、
    12) 自然熱源、
    を含むことを特徴とする請求項1に記載の電動ファン装置。
  3. 熱拡散機能を有する発光装置(306)の熱エネルギーを外部へ放熱し、その主な構成は次の通りであって、
    熱源ハウジング(101)は、熱伝導体または非熱伝導体により構成され、その真ん中に熱伝導材料により構成され、かつ円形または円錐形の放熱部(102)を設け、放熱部(102)は熱源ハウジング(101)と一体であり、または個別の部材を組み合わせることにより構成され、放熱部(102)の底部に発光装置(306)、例えば発光ダイオード(LED)を設置し、熱源ハウジング(101)は放熱部(102)の周辺に沿って、電動軸流ファン(202)の底部との間にリング状の弧形気流誘導板(103)を設け、熱源ハウジング(101)、透光性かさ(308)、および透光性ベース(309)を支持体(100)に結合し、
    電動軸流ファン(202)は、内蔵電動機および電動機が駆動する羽根車により構成され、その下端は放熱部頂部(104)の近くに設置され、電動軸流ファン(202)の頂部に一つの固定座(106)を設置し、電動軸流ファン(202)の底部にリング状の弧形気流誘導板(103)を設置し、上記二者と電動軸流ファン(202)とを放熱部(102)上に固定し、固定座(106)の中心にシャフト(206)を設け、また上に向って延伸し、軸受(203)、スポーク状ディスク結合部(108)、およびリング状に形成されタービンのブレード状に径外方向に配置される排出羽根(207)の下側を経て上方に向って延び、また軸受(204)を経て密閉蓋(209)に結合し、排出羽根(207)の上側は、内側にフローガイドコーン(107)を備える密閉蓋(209)の内部に結合し、電動軸流ファン(202)の底部は、リング状の軸方向の流体入口(208)を備え、電動軸流ファン(202)のポンピングを通して、リング状の弧形気流誘導板(103)および放熱部(102)頂部周辺を流れる気流を内部に導入し、更に排出羽根(207)を経て周りへ排出し、排出羽根(207)の頂部には密閉蓋(209)を備えることにより、電動軸流ファン(202)を保護し、
    発光装置(306)は、下記の一種または一種以上の同時に光エネルギーと熱エネルギーを形成する電気エネルギーで駆動する発光ランプから構成され、
    1) 直流入力タイプLED照明、
    2) 交流入力タイプLED照明、
    3) ガス式ランプセット、
    4) 蛍光灯、
    5) 電球、
    環状反射装置(307)は、発せられる光を反射または屈折させるか、または集束または拡散させる装置から構成され、発光装置(306)から出る光を外部に投射し、
    透光性かさ(308)は、ランプ周りに設置され、かつ発光装置(306)が発する光の障害にならないように環状反射装置(307)を経て、光を外部に投射し、
    透光性ベース(309)は、ランプ底部に設置され、支持体(100)と結合することを特徴とする請求項1に記載の電動ファン装置。
  4. 更に一歩進ませ、温度スイッチ(305)を設置することにより、電気エネルギーで駆動する発光装置(306)の温度上昇を監視し、
    温度スイッチ(305)は、電機式またはダブルメタルシートまたは記憶合金により構成されるエレクトロメカニカルスイッチ、またはサーミスタまたは熱電対によって駆動される半導体スイッチであり、放熱部(102)の発光装置(306)の近い位置に一個または一個以上の温度スイッチ(305)を設置し、発光装置(306)から放熱部(102)の温度スイッチ(305)に伝わる熱による温度が温度設定値を超えたとき、全部または一部の発光装置(306)の電源を切断することにより、発光装置(306)が過熱したり、破損したりすることを防ぐことを特徴とする請求項3に記載の電動ファン装置。
  5. 熱拡散機能を有する熱源装置(304)の熱エネルギーに外部に対して放出し、その主な構成は次の通りであって、
    熱源ハウジング(101)は、熱伝導体または非熱伝導体により構成されることを含み、その真ん中に熱伝導材料により構成され、かつ円形または円錐形の放熱部(102)を設け、放熱部(102)は熱源ハウジング(101)と一体であり、または個別の構造を組み合わせることにより構成されることができ、放熱部(102)の底部に熱源装置(304)を設置し、熱源ハウジング(101)は放熱部(102)の周辺に沿って、電動軸流ファン(202)底部との間にリング状の弧形気流誘導板(103)を設け、
    電動軸流ファン(202)は、内蔵電動機および電動機で駆動する羽根車から構成され、その下端は放熱部頂部(104)の近くに設置され、電動軸流ファン(202)の頂部に一つの固定座(106)を設置し、電動軸流ファン(202)の底部にリング状の弧形気流誘導板(103)を設置し、上記二者と電動軸流ファン(202)とを放熱部(102)の上に固定し、固定座(106)の中心にシャフト(206)を設け、また上に向って延伸し、軸受(203)、スポーク状ディスク結合部(108)、およびリング状に形成されタービンのブレード状に径外方向に配置される排出羽根(207)の下側を経て上に向って延伸し、また軸受(204)を経て密閉蓋(209)に結合し、排出羽根(207)の上側は、内側にフローガイドコーン(107)を備える密閉蓋(209)の内部に結合し、電動軸流ファン(202)の底部は、リング状の軸方向の流体入口(208)を備え、電動軸流ファン(202)のポンピングを通して、リング状の弧形気流誘導板(103)と放熱部(102)の頂部周辺を流れる気流を内部に導入し、排出羽根(207)を経て周りへ排出し、排出羽根(207)の頂部は密閉蓋(209)を備えることにより、電動軸流ファン(202)を保護し、
    熱源装置(304)は、下記の一種または一種以上の熱源装置(304)である、
    1) 電熱装置の熱源、
    2) 化学熱源、
    3) 燃焼熱源、
    4) 光熱装置の熱源、
    5) 蒸気またはガス熱源、
    6) 水またはオイルの液相熱源、
    7) 自然熱源
    から構成されることを特徴とする請求項1に記載の電動ファン装置。
  6. 更に一歩進ませ、熱源装置ハウジング(310)を含み、
    熱源装置ハウジング(310)は、密閉または半密閉型のハウジングであり、その内部に熱源装置(304)を設置することを特徴とする請求項5に記載の電動ファン装置。
  7. 更に一歩進ませ、温度スイッチ(305)を設置することにより、熱源装置(304)の温度上昇を監視し、
    温度スイッチ(305)は、電機式またはダブルメタルシートまたは記憶合金により構成されるエレクトロメカニカルスイッチ、またはサーミスタまたは熱電対によって駆動される半導体スイッチであり、放熱部(102)の熱源装置(304)の近い位置に一個または一個以上の温度スイッチ(305)を設置し、熱源装置(304)から放熱部(102)の温度スイッチ(305)に伝わる熱による温度が温度設定値を超えたとき、全部または一部の熱源装置(304)の稼動を停止することにより、熱源装置(304)が過熱したり、破損したりすることを防ぐことを特徴とする請求項6に記載の電動ファン装置。
  8. ネットカバー(301)を設置し、
    ネットカバー(301)は、網状に形成されており、電動軸流ファン(202)を保護し、熱源ハウジング(101)に固定され、その頂部はネットカバー(301)により構成され、または密閉蓋(303)により構成されることを特徴とする請求項1、3、または5に記載の電動ファン装置。
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