液冷式led照明裝置制造方法
【專利摘要】本發(fā)明的課題在于提供一種液冷式LED照明裝置，其能夠通過(guò)用冷卻液對(duì)光源單元和控制單元進(jìn)行強(qiáng)制冷卻來(lái)實(shí)現(xiàn)高輸出化。液冷式LED照明裝置（1）構(gòu)成為包括：外殼（2）；將LED作為光源的光源單元（3）；具有受熱套（20）、散熱器（21）、循環(huán)泵（23）以及風(fēng)扇（22）的液冷系統(tǒng)（5）；以及對(duì)上述光源單元（3）進(jìn)行點(diǎn)亮控制的控制單元（4），上述光源單元（3）和上述控制單元（4）隔著上述液冷系統(tǒng)（5）的受熱套（20）而設(shè)置在其兩側(cè)。另外，上述控制單元（4）的一個(gè)面與上述受熱套（20）緊密接合，且在另一面上設(shè)有散熱針（散熱部）（17）。
【專利說(shuō)明】液冷式LED照明裝置
[0001]本申請(qǐng)基于專利法實(shí)施細(xì)則第42條提出，是申請(qǐng)日為2010年3月26日、申請(qǐng)?zhí)枮?01010196175.6的發(fā)明專利申請(qǐng)“液冷式LED照明裝置”的分案申請(qǐng)。
【技術(shù)領(lǐng)域】
[0002]本發(fā)明涉及采用了通過(guò)冷卻液對(duì)光源單元和控制單元進(jìn)行強(qiáng)制冷卻的方式的液冷式LED照明裝置。另外，本發(fā)明涉及對(duì)光源單元進(jìn)行強(qiáng)制液冷，并對(duì)收容該光源單元的外殼進(jìn)行強(qiáng)制風(fēng)冷的液冷式LED照明裝置。而且，本發(fā)明還涉及具有用于對(duì)光源單元進(jìn)行冷卻的液冷系統(tǒng)和風(fēng)冷單元的混合型的冷卻式LED照明裝置。
【背景技術(shù)】
[0003]近年來(lái)，作為車(chē)輛用前照燈及室外照明燈等照明裝置，已從將汞燈、氙氣燈或鈉光燈等大光量燈作為光源發(fā)展到將長(zhǎng)壽命、低功耗的半導(dǎo)體發(fā)光裝置(例如LED)作為光源。因此，對(duì)于將發(fā)光二極管(LED)作為光源的LED照明裝置，希望實(shí)現(xiàn)更高的輸出化。
[0004]另外，目前普及的氙氣燈的輸出大多為200W?2000W左右，而向取而代之的LED照明裝置接入的功率也有不斷增加的趨勢(shì)。最近還開(kāi)發(fā)出了向單個(gè)LED照明裝置接入的功率超過(guò)200W的設(shè)備。
[0005]隨著這種LED照明裝置的大功率化，LED光源單元的發(fā)熱量也在增加。對(duì)于因溫度上升而導(dǎo)致光轉(zhuǎn)換效率降低且壽命變短的LED光源而言，通過(guò)進(jìn)一步降低溫度來(lái)進(jìn)行穩(wěn)定的驅(qū)動(dòng)的冷卻構(gòu)造成為重要的開(kāi)發(fā)課題。作為該冷卻構(gòu)造，例如在日本特開(kāi)2002 - 299700號(hào)中提出了如下結(jié)構(gòu):通過(guò)金屬制的散熱罩將LED安裝基板押壓固定在金屬制的散熱固定板上，并且，將固定著該LED安裝基板的散熱固定板配置在由透光罩和樹(shù)脂殼形成的密閉空間內(nèi)，在散熱固定板上形成有多個(gè)散熱片(fin)。在該結(jié)構(gòu)中，LED光源產(chǎn)生的熱量經(jīng)由LED安裝基板向散熱固定板傳遞，并且還經(jīng)由散熱罩向散熱固定板傳遞。然后，傳遞至該散熱固定板的熱量從散熱片經(jīng)過(guò)樹(shù)脂殼而釋放到大氣中，由此將LED光源冷卻。
[0006]此外，在日本特開(kāi)2003-047914號(hào)中，公開(kāi)了一種照明裝置，其具有:作為光源的LED ;能夠?qū)υ揕ED進(jìn)行風(fēng)冷或液冷的散熱部(heatsink);施加用于使LED發(fā)光的電流的發(fā)光電路；液滴傳感器，其檢測(cè)照明裝置位于水中的情況。這里，在液滴傳感器檢測(cè)為該照明裝置沒(méi)有位于水中的情況下，限制發(fā)光電路向LED提供的電流，防止LED過(guò)熱。另一方面，在檢測(cè)到該照明裝置位于水中的情況下，發(fā)光電路向LED提供高電流，提高LED的發(fā)光亮度。
[0007]另外，在日本特表2007-537490號(hào)中，提出了使用散熱部的風(fēng)冷系統(tǒng)以及并用風(fēng)冷系統(tǒng)和液冷系統(tǒng)的冷卻系統(tǒng)。
[0008]但是，對(duì)于日本特開(kāi)2002-299700號(hào)提出的自然散熱結(jié)構(gòu)，無(wú)法期待很高的冷卻效果，在應(yīng)對(duì)更高的輸出化的方面，存在極限。
[0009]另外，對(duì)于日本特開(kāi)2003-047914號(hào)提出的結(jié)構(gòu)，只有在照明裝置位于水中時(shí)，才向LED提供高電流。因此，在照明裝置沒(méi)有位于水中時(shí)，不得不依靠自然冷卻來(lái)進(jìn)行散熱，因此存在不能向LED提供高電流的問(wèn)題。[0010]此外，對(duì)于LED照明裝置而言，必須具有用于對(duì)光源單元進(jìn)行點(diǎn)亮控制的控制單元。由于設(shè)置在該控制單元中的各種電子部件也會(huì)發(fā)熱，因此，為了實(shí)現(xiàn)該LED照明裝置的高輸出化，控制單元與光源單元同樣，也需要冷卻。
[0011]而且，對(duì)于收容作為熱源的光源單元以及對(duì)光源單元進(jìn)行點(diǎn)亮控制的控制單元的外殼，雖然其是由PC等的樹(shù)脂、鋁等的金屬構(gòu)成的，但是，為了實(shí)現(xiàn)其耐久性等的提高，該外殼也需要進(jìn)行冷卻。
[0012]但是，在過(guò)去的照明裝置中，實(shí)際情況是，外殼只是通過(guò)自然散熱來(lái)進(jìn)行冷卻，而從未采用過(guò)對(duì)外殼進(jìn)行強(qiáng)制冷卻以抑制其溫度上升的結(jié)構(gòu)。
[0013]另外，為了使用LED作為規(guī)定的照明燈來(lái)形成合適的配光圖案，在LED的前面，設(shè)置了透鏡。另外，在用于室外照明燈等的情況下，在LED前面設(shè)置了透明罩以防止LED受到污染。在這樣的情況下，在LED與LED前面的罩等之間，存在與外部隔離的燈室空間。當(dāng)LED點(diǎn)亮?xí)r，與點(diǎn)亮相伴的溫度上升會(huì)導(dǎo)致燈室空間中的氣壓上升。因此，為了實(shí)現(xiàn)該LED照明裝置的高輸出化，還需要減小燈室空間中的壓力上升。
[0014]另外，在具有液冷系統(tǒng)的LED照明裝置中，作為光源的LED基本不會(huì)發(fā)生故障，故障主要發(fā)生在具有循環(huán)泵、風(fēng)扇等工作部的液冷系統(tǒng)中。而且，在液冷系統(tǒng)發(fā)生故障的情況下，即使具有風(fēng)冷系統(tǒng)，也無(wú)法完全防止LED過(guò)熱，因此，必須將LED照明裝置熄滅。因此，存在這樣的問(wèn)題:例如在加油站、化學(xué)廠等伴隨危險(xiǎn)作業(yè)的場(chǎng)所，因故障引起的熄燈將導(dǎo)致很?chē)?yán)重的后果。

【發(fā)明內(nèi)容】

[0015]本發(fā)明正是鑒于上述問(wèn)題而完成的，其目的在于，提供這樣的液冷式LED照明裝置:其能夠通過(guò)用冷卻液對(duì)光源單元和控制單元進(jìn)行強(qiáng)制冷卻來(lái)實(shí)現(xiàn)高輸出化。
[0016]另外，本發(fā)明的目的還在于，提供這樣的液冷式LED照明裝置:其能夠?qū)庠磫卧M(jìn)行強(qiáng)制液冷，并且對(duì)收容該光源單元的外殼進(jìn)行強(qiáng)制風(fēng)冷，由此來(lái)實(shí)現(xiàn)高輸出化以及耐久性的提聞。
[0017]另外，本發(fā)明的目的還在于，提供這樣的液冷式LED照明裝置:其能夠?qū)庠磫卧M(jìn)行強(qiáng)制液冷，并設(shè)置了通氣孔，由此降低了燈室空間內(nèi)的壓力上升。
[0018]另外，本發(fā)明的目的還在于，提供這樣的液冷式LED照明裝置:其即使在發(fā)生故障的情況下，仍可發(fā)揮最小限度的照明功能。
[0019]為了實(shí)現(xiàn)上述目的，根據(jù)本發(fā)明的第I方面，提供一種液冷式LED照明裝置，其構(gòu)成為包括:將LED作為光源的光源單元；具有受熱套和散熱器的液冷系統(tǒng)；以及對(duì)上述光源單元進(jìn)行點(diǎn)亮控制的控制單元，該液冷式LED照明裝置的特征在于，上述光源單元和上述控制單元隔著上述液冷系統(tǒng)的受熱套而配置在其兩側(cè)。
[0020]上述結(jié)構(gòu)的液冷式LED照明裝置的特征在于，上述控制單元的一個(gè)面與上述受熱套緊密接合，且在其另一個(gè)面上設(shè)有散熱部。
[0021]上述結(jié)構(gòu)的液冷式LED照明裝置的特征在于，上述光源單元隔著導(dǎo)熱板與上述受熱套緊密接合。
[0022]上述結(jié)構(gòu)的液冷式LED照明裝置的特征在于，在上述液冷系統(tǒng)的受熱套與散熱器之間，形成有空間部，上述控制單元配置在該空間部中。[0023]為了實(shí)現(xiàn)上述目的，根據(jù)本發(fā)明的第2方面，提供一種液冷式LED照明裝置，其構(gòu)成為包括:外殼，其在彼此呈軸向垂直的方向(軸直角方向)上分別具有進(jìn)氣口和排氣口 ；將LED作為光源的光源單元；以及液冷系統(tǒng)，其具有受熱套、散熱器和風(fēng)扇，該液冷式LED照明裝置的特征在于，在上述外殼內(nèi)，上述光源單元與上述液冷系統(tǒng)中的至少散熱器和風(fēng)扇以隔開(kāi)規(guī)定距離的方式配置，它們之間形成空間部，并且在上述外殼內(nèi)形成有空氣通道，該空氣通道用于使由上述風(fēng)扇從上述進(jìn)氣口吸入到外殼內(nèi)的冷卻風(fēng)的一部分通過(guò)，并且，該空氣通道經(jīng)過(guò)外殼的內(nèi)表面，通過(guò)上述空間部和上述散熱器，從上述排氣口通到外殼外。
[0024]上述結(jié)構(gòu)的液冷式LED照明裝置的特征在于，上述進(jìn)氣口形成在上述外殼的周面上，上述排氣口形成在該外殼的與來(lái)自上述LED的光的射出方向相反方向的端面上，上述液冷系統(tǒng)中的散熱器和風(fēng)扇配置在該排氣口的附近。
[0025]為了實(shí)現(xiàn)上述目的，根據(jù)本發(fā)明的第3方面，提供一種液冷式LED照明裝置，其構(gòu)成為包括:外殼；光源單元，其將LED作為光源，具有搭載LED的基座和設(shè)置在LED的照射方向前方的透光罩；液冷系統(tǒng)，其具有受熱套和散熱器；以及對(duì)上述光源單元進(jìn)行點(diǎn)亮控制的控制單元，該液冷式LED照明裝置的特征在于，上述光源單元在基座的一個(gè)表面?zhèn)龋哂写钶dLED的LED安裝部，并設(shè)有從該表面?zhèn)鹊竭_(dá)另一個(gè)表面?zhèn)鹊耐饪?；上述液冷系統(tǒng)的受熱套與上述基座的上述通氣孔以外的其它部分的表面緊密接合。
[0026]上述結(jié)構(gòu)的液冷式LED照明裝置的特征在于，上述通氣孔為筒狀部，上述通氣孔相比于上述液冷系統(tǒng)的受熱套的背面，進(jìn)一步向背面?zhèn)韧怀?，液冷部位于通氣孔的周?chē)?br> [0027]上述結(jié)構(gòu)的液冷式LED照明裝置的特征在于，上述光源單元隔著導(dǎo)熱板與上述受熱套緊密接合。
[0028]上述結(jié)構(gòu)的液冷式LED照明裝置的特征在于，在上述液冷系統(tǒng)的受熱套與散熱器之間形成有空間部，上述控制單元配置在該空間部中。
[0029]根據(jù)本發(fā)明的第4方面，提供一種液冷式LED照明裝置，其特征在于，該液冷式LED照明裝置構(gòu)成為包括:將LED作為光源的光源單元；具有受熱套和散熱器的液冷系統(tǒng)；風(fēng)冷單元，其配置在上述光源單元的附近，且具有散熱部。
[0030]上述結(jié)構(gòu)的液冷式LED照明裝置的特征在于，上述風(fēng)冷單元的散熱部形成在電路殼體上，該電路殼體緊密地配置在上述液冷系統(tǒng)的受熱套上。此時(shí)，散熱部可由散熱針或散熱片構(gòu)成。
[0031]或者，特征在于，上述風(fēng)冷單元的散熱部形成在上述液冷系統(tǒng)的受熱套上。此時(shí)，散熱器可由散熱針或散熱片構(gòu)成。
[0032]上述結(jié)構(gòu)的液冷式LED照明裝置的特征在于，該冷卻式LED照明裝置還具有控制單元；在上述液冷系統(tǒng)不工作的情況下，上述控制單元進(jìn)行控制，使提供給上述光源單元的電流降低至這樣的值:該值將該光源單元釋放的熱量抑制為上述風(fēng)冷單元所能吸收的熱量以下。
[0033]上述結(jié)構(gòu)的液冷式LED照明裝置的特征在于，上述光源單元和上述風(fēng)冷單元隔著上述液冷系統(tǒng)的受熱套而配置在其兩側(cè)。
[0034]上述結(jié)構(gòu)的液冷式LED照明裝置的特征在于，從上述光源單元起，依次配置著上述液冷系統(tǒng)的受熱套、上述風(fēng)冷單元、液冷系統(tǒng)的散熱器和風(fēng)扇。
[0035]按照上述第I方面的結(jié)構(gòu)的液冷式LED照明裝置，在液冷系統(tǒng)中，冷卻液進(jìn)行循環(huán)，從而通過(guò)冷卻液對(duì)設(shè)置在受熱套兩側(cè)的光源單元和控制單元進(jìn)行強(qiáng)制冷卻。因此，抑制了這些光源單元和控制單元的溫度上升，實(shí)現(xiàn)了該液冷式LED照明裝置的高輸出化。另外，在受熱套中，從光源單元和控制單元受熱而溫度上升的冷卻液通過(guò)散熱器的與外部空氣之間的熱交換來(lái)進(jìn)行冷卻，然后被供給到受熱套，用于光源單元和控制單元的冷卻。這樣，在冷卻液循環(huán)的同時(shí)反復(fù)進(jìn)行冷卻和散熱，由此，連續(xù)對(duì)光源單元和控制單元進(jìn)行強(qiáng)制冷卻，抑制了其溫度的上升。
[0036]此外，控制單元的一個(gè)面與受熱套緊密接合，且在另一個(gè)面上，設(shè)有散熱部。因此，控制電路在通過(guò)冷卻液進(jìn)行強(qiáng)制冷卻時(shí)，同時(shí)從散熱部進(jìn)行自然散熱，該控制單元得到高效的冷卻，其溫度上升得到更有效的抑制。
[0037]另外，光源單元的整個(gè)表面隔著導(dǎo)熱率高的導(dǎo)熱板與受熱套緊密接合。由此，光源單元的整個(gè)表面成為導(dǎo)熱面，從而能夠通過(guò)流過(guò)受熱套的冷卻液對(duì)該光源單元進(jìn)行高效的冷卻。順便而言，在不采用導(dǎo)熱板的情況下，很難將光源單元的整個(gè)表面與受熱套緊密接合，實(shí)際上，光源單元僅與受熱套部分接觸，因此無(wú)法提高其冷卻效率。
[0038]另外，將控制單元配置在形成于液冷系統(tǒng)的受熱套與散熱器之間的空間部中。因此，由風(fēng)扇導(dǎo)入到外殼內(nèi)的冷卻風(fēng)流過(guò)空間部，由此，對(duì)控制單元進(jìn)行強(qiáng)制風(fēng)冷，已被冷卻液進(jìn)行強(qiáng)制冷卻的控制單元得到更有效的冷卻，其溫度上升得到更有效的抑制。
[0039]在上述第2方面的方案的液冷式LED照明裝置中，在液冷系統(tǒng)中，冷卻液進(jìn)行循環(huán)，通過(guò)流過(guò)受熱套的冷卻液，對(duì)光源單元進(jìn)行強(qiáng)制冷卻，并且，被風(fēng)扇從進(jìn)氣口導(dǎo)入到外殼內(nèi)的冷卻風(fēng)的一部分沿著外殼的內(nèi)表面流動(dòng)，對(duì)該外殼進(jìn)行強(qiáng)制風(fēng)冷。由此，抑制了光源單元的溫度上升，實(shí)現(xiàn)了該液冷式LED照明裝置的高輸出化，并且還抑制了外殼的溫度上升，提高了其耐久性。此外，在受熱套中從光源單元受熱而溫度上升的冷卻液通過(guò)與導(dǎo)入到外殼內(nèi)的經(jīng)過(guò)散熱器的冷卻風(fēng)之間的熱交換，進(jìn)行冷卻，然后被供給到受熱套，用于光源單元的冷卻，這樣，通過(guò)在冷卻液循環(huán)的同時(shí)反復(fù)進(jìn)行冷卻和散熱，從而連續(xù)對(duì)光源單元進(jìn)行強(qiáng)制液冷，抑制了其溫度上升。
[0040]根據(jù)上述第3方面的結(jié)構(gòu)的液冷式LED照明裝置中，在液冷系統(tǒng)中，冷卻液進(jìn)行循環(huán)，通過(guò)該冷卻液對(duì)與受熱套緊密接合地配置的光源單元進(jìn)行強(qiáng)制冷卻。由此，抑制了該光源單元的溫度上升，實(shí)現(xiàn)了該液冷式LED照明裝置的高輸出化。另外，在受熱套中從光源單元受熱而溫度上升的冷卻液，通過(guò)散熱器中的與外部氣體之間的熱交換進(jìn)行冷卻，然后被供給到受熱套，用于光源單元的冷卻。這樣，通過(guò)在冷卻液進(jìn)行循環(huán)的同時(shí)反復(fù)進(jìn)行冷卻和散熱，從而連續(xù)對(duì)光源單元和控制單元進(jìn)行強(qiáng)制冷卻，抑制了其溫度的上升。另外，利用通氣孔，通過(guò)LED的點(diǎn)亮和冷卻，抑制了光源單元的透光罩與LED之間的燈室空間中的壓力變化。
[0041]此外，由于筒狀的通氣孔也得到受熱套的冷卻，因此，能夠通過(guò)與燈室空之間的空氣流通，更有效地抑制溫度變化和壓力變化。
[0042]而且，由于光源單元的整個(gè)表面隔著導(dǎo)熱率高的導(dǎo)熱板與受熱套緊密接合，因此，光源單元的整個(gè)表面成為導(dǎo)熱面，從而能夠通過(guò)流過(guò)受熱套的冷卻液對(duì)該光源單元進(jìn)行高效的冷卻。順便而言，在不采用導(dǎo)熱板的情況下，很難將光源單元的整個(gè)表面與受熱套緊密接合，實(shí)際上，光源單元僅與受熱套部分接觸，因此無(wú)法提高其冷卻效率。
[0043]另外，將控制單元配置在形成于液冷系統(tǒng)的受熱套與散熱器之間的空間部中。因此，由風(fēng)扇導(dǎo)入到外殼內(nèi)的冷卻風(fēng)流過(guò)空間部，由此，對(duì)控制單元進(jìn)行強(qiáng)制風(fēng)冷，已被冷卻液進(jìn)行強(qiáng)制冷卻的控制單元得到更有效的冷卻，其溫度上升得到更有效的抑制。
[0044]根據(jù)上述第4方面的方案的液冷式LED照明裝置，在由于液冷系統(tǒng)發(fā)生故障而有損于冷卻功能的情況下，降低提供給光源單元的電流，以將光源單元釋放的熱量抑制在風(fēng)冷單元所能吸收的熱量以下。由此，防止了光源單元的過(guò)熱，另外，雖然該LED照明裝置的光量降低，但尚未達(dá)到熄滅的程度，因此LED照明裝置仍可作為照明裝置發(fā)揮功能。
【專利附圖】

【附圖說(shuō)明】
[0045]圖1是本發(fā)明的液冷式LED照明裝置的立體圖。
[0046]圖2是圖1的箭頭A方向的圖。
[0047]圖3是圖1的箭頭B方向的圖。
[0048]圖4是沿圖3中C-C線的剖視圖。
[0049]圖5是沿圖3中D-D線的剖視圖。
[0050]圖6是沿圖3中E-E線的剖視圖。
[0051 ] 圖7是本發(fā)明的液冷式LED照明裝置的分解立體圖。
[0052]圖8是本發(fā)明的液冷式LED照明裝置的液冷系統(tǒng)的基本結(jié)構(gòu)圖。
[0053]圖9是針對(duì)采用液冷系統(tǒng)的LED照明裝置和采用自然風(fēng)冷系統(tǒng)的LED照明裝置，示出LED的接入電流與輸出光束值之間的關(guān)系的圖。
[0054]圖10是散熱部(heatsink)的立體圖。
[0055]圖11是示出本發(fā)明的液冷式LED照明裝置的另一方式的剖視圖。
[0056]圖12是沿圖3中C-C線的剖視圖。
[0057]圖13是沿圖3中E-E線的剖視圖。
[0058]圖14是從LED搭載部側(cè)示出本發(fā)明的液冷式LED照明裝置的基座的立體圖。
[0059]圖15是從背面?zhèn)仁境霰景l(fā)明的液冷式LED照明裝置的基座的立體圖。
[0060]圖16是示出LED照明裝置在輸出為200W時(shí)的照度分布的圖。
[0061]圖17是示出LED照明裝置在輸出為50W時(shí)的照度分布的圖。
[0062]圖18是示出LED照明裝置在輸出為IOW時(shí)的照度分布的圖。
[0063]圖19是本發(fā)明的又一實(shí)施方式的冷卻式LED照明裝置的拆下外殼后的狀態(tài)的立體圖。
[0064]圖20是本發(fā)明的該實(shí)施方式的冷卻式LED照明裝置的縱向剖視圖。
【具體實(shí)施方式】
[0065]下面根據(jù)附圖，對(duì)本發(fā)明的實(shí)施方式進(jìn)行說(shuō)明。
[0066]圖1是本發(fā)明的液冷式LED照明裝置的立體圖，圖2是圖1的箭頭A方向的圖，圖3是圖1的箭頭B方向的圖，圖4是沿圖3中C-C線的剖視圖，圖5是沿圖3中D-D線的剖視圖，圖6是沿圖3中E-E線的剖視圖，圖7是本發(fā)明的液冷式LED照明裝置的分解立體圖，圖8是該液冷式LED照明裝置的液冷系統(tǒng)的基本結(jié)構(gòu)圖。
[0067]如圖4?圖7所示，本發(fā)明的液冷式LED照明裝置I是通過(guò)將光源單元3、控制單元4以及液冷系統(tǒng)5組裝在矩形箱狀的外殼2的內(nèi)部而構(gòu)成的。另外，在液冷式散熱系統(tǒng)505的冷卻很充分的情況下，也可不設(shè)置風(fēng)冷式散熱系統(tǒng)504。
[0068]此外，下面說(shuō)明中的液冷式LED照明裝置I的上下是指圖1所示的狀態(tài)中的上下，該液冷式LED照明裝置I的設(shè)置不是必須為圖1所示的狀態(tài)。
[0069]上述外殼2由PC等的樹(shù)脂、或鋁等的金屬構(gòu)成。如圖1所示，在其周面上形成有由縱向較長(zhǎng)的多個(gè)狹縫構(gòu)成的進(jìn)氣口 6，在其上表面上形成有由扇形的多個(gè)狹縫構(gòu)成的排氣口 7。另外，該外殼2的下表面是開(kāi)口的，上述光源單元3嵌入地固定在該開(kāi)口部中。
[0070]上述光源單元3如圖4?圖7所示，包括:安裝作為光源的LED8 (參照?qǐng)D8)而構(gòu)成的多個(gè)(圖示的例子中為9個(gè))金屬基板9 ;安裝這些金屬基板9的矩形板狀的基座10 ；以及嵌入在外殼2的下表面開(kāi)口部中的矩形板狀的透明的樹(shù)脂制的透鏡11。另外，在圖7中，標(biāo)號(hào)12表示電纜連接器。
[0071 ] 在本實(shí)施方式中，安裝LED8而構(gòu)成的9個(gè)金屬基板9被配置成縱橫3列的矩陣狀。對(duì)應(yīng)于此，在鋁壓鑄材料制的基座10上，呈縱橫3列的矩陣狀，一體地突出設(shè)置有與LED8數(shù)量相同的臺(tái)座10a(參照?qǐng)D4和圖6)。此外，各金屬基板9隔著矩形導(dǎo)熱板13，通過(guò)螺釘緊固方式固定在基座10的各臺(tái)座IOa上。另外，各導(dǎo)熱板13由絕緣性和導(dǎo)熱率高的硅等構(gòu)成。
[0072]此外，在上述控制單元4中，如圖7所示，在下表面開(kāi)口的矩形箱狀的電路殼體14的內(nèi)部，組裝有安裝著未圖不的各種電子部件的電路基板15。另外，電路殼體14的下表面開(kāi)口部被矩形板狀的蓋16蓋住。這里，電路殼體14由導(dǎo)熱率高的鋁壓鑄材料等成形而成，在其上表面上，一體地突出設(shè)置有構(gòu)成散熱部的多個(gè)散熱針(pin)17。而且，電路基板15隔著由絕緣性和導(dǎo)熱率高的硅等形成的矩形的導(dǎo)熱板18，緊密接合在該電路殼體14的內(nèi)部頂面上。此外，在電路殼體14與蓋16之間的接合部處，夾裝有O形圈19，利用該O形圈19的密封作用將電路殼體14內(nèi)密封，防止從外部向電路殼體14內(nèi)滲入水等。
[0073]如圖4?圖8所示，上述液冷系統(tǒng)5具有:作為熱交換器的受熱套20 ;散熱器21，其通過(guò)與外部空氣(冷卻風(fēng))之間的熱交換，對(duì)在該受熱套20中受熱而溫度升高的冷卻液進(jìn)行冷卻；向該散熱器21提供冷卻風(fēng)的風(fēng)扇22 ;使冷卻液在閉環(huán)的循環(huán)路徑內(nèi)循環(huán)的循環(huán)泵23 ;以及儲(chǔ)存冷卻液的儲(chǔ)液箱24。風(fēng)扇22與散熱器21面對(duì)地配置在其上方。
[0074]另外，上述受熱套20成形為中空的矩形板狀，如圖4?圖6所示，在其內(nèi)部形成有冷卻液通道。而且，如圖5及圖7所示，在該受熱套20的一端，直立地設(shè)有入口管路25及出口管路26，從入口管路25流入在散熱器21中通過(guò)與外部空氣(冷卻風(fēng))之間的熱交換而冷卻的冷卻液，從出口管路26排出在該受熱套20中受熱而溫度升高的冷卻液。
[0075]如圖4及圖6所示，受熱套20水平配置在外殼2內(nèi)的下方的底部。隔著該受熱套20，在其上下配置有控制單元4和光源單元3。這里，關(guān)于配置在受熱套20的下表面?zhèn)鹊墓庠磫卧?，其金屬基座10隔著矩形的導(dǎo)熱板27與受熱套20的下表面緊密接合。此外，在本實(shí)施方式中，導(dǎo)熱板27由絕緣性及導(dǎo)熱率高的硅等構(gòu)成。
[0076]另外，控制單元4在其蓋16與受熱套20的上表面緊密接合的狀態(tài)下，被配置在該受熱套20的上表面?zhèn)?。此外，在本?shí)施方式中，使用在水中混合丙二醇而形成的防凍液，作為冷卻液。
[0077]如圖4及圖6所示，上述散熱器21和風(fēng)扇22配置在外殼2內(nèi)的與受熱套20分離的上部。在受熱套20與散熱器21之間形成有空間部S，在該空間部S中配置上述控制單元4、上述循環(huán)泵23以及上述儲(chǔ)液箱24。具體地說(shuō)，在受熱套20上，直立地設(shè)有門(mén)型的底架(Chassis)28，在由該底架28圍成的空間內(nèi)配置控制單元4，在底架28上設(shè)置循環(huán)泵23和儲(chǔ)液箱24。
[0078]這里，如圖5及圖8所示，從受熱套20的出口管路26向上方立起的配管(樹(shù)膠軟管)29與散熱器21的入口管路30相連。從散熱器21的出口管路31延伸的配管(樹(shù)膠軟管)32在向下方延伸后彎曲成大致直角而連接至循環(huán)泵23的吸入側(cè)。然后，從循環(huán)泵23的排出側(cè)延伸的配管(樹(shù)膠軟管)33如圖8所示連接至儲(chǔ)液箱24的入口側(cè)，從儲(chǔ)液箱24的出口側(cè)向下方延伸的配管(樹(shù)膠軟管)34與受熱套20的入口管路25連接。這樣，受熱套20、散熱器21、循環(huán)泵23以及儲(chǔ)液箱24通過(guò)配管(樹(shù)膠軟管)29,32?34相連，形成構(gòu)成開(kāi)環(huán)的循環(huán)路徑，通過(guò)使冷卻液在該循環(huán)路徑中循環(huán)來(lái)實(shí)現(xiàn)所希望的冷卻作用。
[0079]起動(dòng)以上結(jié)構(gòu)的液冷式LED照明裝置I，對(duì)光源單元3、控制單元4以及液冷系統(tǒng)5進(jìn)行供電。由此使光源單元3的多個(gè)(本實(shí)施方式中為9個(gè))LED8發(fā)光，該發(fā)出的光透過(guò)鏡片11向圖1的下方照射，從而將前方照亮。此時(shí)，由控制單元4來(lái)進(jìn)行光源單元3的點(diǎn)亮控制，在驅(qū)動(dòng)過(guò)程中，光源單元3的LED8以及控制單元4的各種電子部件(未圖示)發(fā)熱，如果持續(xù)這種狀態(tài)，會(huì)導(dǎo)致光源單元3和控制單元4過(guò)熱而使溫度上升。
[0080]在本實(shí)施方式中，同時(shí)驅(qū)動(dòng)液冷系統(tǒng)5，通過(guò)如上所述在圖8所示的循環(huán)路徑中循環(huán)的冷卻液對(duì)光源單元3和控制單元4進(jìn)行強(qiáng)制冷卻，抑制其溫度上升。
[0081]S卩，通過(guò)循環(huán)泵23的作用而在循環(huán)路徑中循環(huán)的冷卻液，在受熱套20中吸收光源單元3和控制單元4產(chǎn)生的熱量，對(duì)光源單元3和控制單元4進(jìn)行冷卻，受熱后溫度升高的冷卻液通過(guò)配管29而被引導(dǎo)至散熱器21中。
[0082]當(dāng)風(fēng)扇22被未圖示的電動(dòng)機(jī)旋轉(zhuǎn)驅(qū)動(dòng)時(shí)，將外部空氣從外殼2的周面上形成的吸氣口 6、即從側(cè)方吸入到外殼2內(nèi)，作為冷卻風(fēng)。該冷卻風(fēng)在受熱套20與散熱器21之間形成的空間部S內(nèi)向上方流動(dòng)，在此過(guò)程中，冷卻風(fēng)通過(guò)散熱器21，從外殼2的上表面上開(kāi)設(shè)的排氣口 7向外部排出。在散熱器21中，利用通過(guò)這里的冷卻風(fēng)將冷卻液的熱量釋放到外部而使該冷卻液冷卻，溫度下降的冷卻液通過(guò)配管32被吸入到循環(huán)泵23中。
[0083]吸入到循環(huán)泵23中的冷卻液在被升壓后，從循環(huán)泵23通過(guò)配管33向儲(chǔ)液箱24輸送，冷卻液的一部分被儲(chǔ)存在儲(chǔ)液箱24中，剩余的冷卻液從儲(chǔ)液箱24通過(guò)配管34而被引導(dǎo)至受熱套20中，以用于光源單元3和控制單元4的冷卻。然后，連續(xù)重復(fù)以上作用(冷卻循環(huán))，利用流過(guò)受熱套20的冷卻液對(duì)光源單元3和控制單元4進(jìn)行強(qiáng)制冷卻，將它們的溫度上升抑制在一定值以下。
[0084]此外，在本實(shí)施方式中，隔著受熱套20而在其上下配置控制單元4和光源單元3。因此，通過(guò)循環(huán)泵23使冷卻液在閉環(huán)的循環(huán)路徑中循環(huán)，從而利用冷卻液，同時(shí)對(duì)配置在受熱套20兩側(cè)的光源單元3和控制單元4進(jìn)行強(qiáng)制冷卻。其結(jié)果是，抑制了該光源單元3和控制單元4的溫度上升，實(shí)現(xiàn)了該液冷式LED照明裝置I的高輸出化。
[0085]另外，在本實(shí)施方式中，控制單元4的下表面與受熱套20緊密接合，并在其上表面上突出設(shè)置有構(gòu)成散熱部的多個(gè)散熱針17。由此，在通過(guò)冷卻液對(duì)控制單元4進(jìn)行強(qiáng)制冷卻的同時(shí)，控制單元4還通過(guò)散熱針17進(jìn)行自然散熱，因此，該控制單元4得到高效的冷卻，其溫度上升得到更有效的抑制。
[0086]另外，在本實(shí)施方式中，光源單元3的整個(gè)表面隔著導(dǎo)熱率高的導(dǎo)熱板27而與受熱套20的下表面緊密接合，因此，光源單元3的整個(gè)表面均成為導(dǎo)熱面，能夠利用流過(guò)受熱套20的冷卻液對(duì)該光源單元3進(jìn)行高效的冷卻。順便而言，如果不使用導(dǎo)熱板27，則很難使光源單元3的整個(gè)表面與受熱套20緊密接合，即，實(shí)際上，光源單元3僅與受熱套20部分接觸，因此無(wú)法提高其冷卻效率?；蛘?，要在不使用導(dǎo)熱板27的情況下使光源單元3的整個(gè)表面與受熱套20緊密接合，可以與光源單元3的金屬制的基座10相同地，利用研磨加工等將金屬制的受熱套20的接合面精加工成平滑面，但這種精加工需要很多工序并花費(fèi)大量時(shí)間及成本，因此不現(xiàn)實(shí)。
[0087]另外，在本實(shí)施方式中，將控制單元4配置在液冷系統(tǒng)5的受熱套20與散熱器21之間形成的空間部S內(nèi)。因此，通過(guò)使由風(fēng)扇22引入到外殼2內(nèi)的冷卻風(fēng)流過(guò)空間部S，來(lái)對(duì)控制單元4進(jìn)行強(qiáng)制風(fēng)冷。因此，還能夠得到這樣的效果:能夠?qū)σ驯焕鋮s液強(qiáng)制冷卻后的控制單元4進(jìn)行更高效的冷卻，能夠有效抑制其溫度上升。
[0088]這里，圖9針對(duì)本發(fā)明的液冷式LED照明裝置I那樣的采用液冷系統(tǒng)的LED照明裝置和采用自然風(fēng)冷系統(tǒng)的LED照明裝置，示出了對(duì)LED的接入電流與輸出光束值之間的關(guān)系進(jìn)行調(diào)查后的結(jié)果。另外，采用自然風(fēng)冷系統(tǒng)的LED照明裝置是以如下方式構(gòu)成的:使用與本實(shí)施方式相同的光源單元3和基座10，不采用受熱套20，而是將圖10所示的鋁制的散熱部20’安裝在基座10上。在該LED照明裝置中，也是使用與實(shí)施方式相同的控制單元4，并在相同條件下，對(duì)光源單元3進(jìn)行點(diǎn)亮控制。另外，圖10所示的散熱部20’為如下形式:設(shè)置多個(gè)與受熱套20相同面積(與基座10相同面積)的基座部20A’，并且突出地設(shè)置多個(gè)平型散熱片(fin) 20B’，該平型散熱片20B’從該基座部20A’向背面(光源單元3的相反側(cè))突出30mm?50mm的長(zhǎng)度。
[0089]根據(jù)圖9所示的結(jié)果可知，在采用自然冷卻系統(tǒng)的LED照明裝置中，產(chǎn)生了這樣的現(xiàn)象:在接入電流為0.5A左右時(shí)，輸出的下降變得顯著，在用IA以上的電流進(jìn)行驅(qū)動(dòng)時(shí)，輸出相反地發(fā)生下降。這是由LED的溫度特性(溫度越高，效率越低的特性)引起的。
[0090]與此相對(duì)，在采用液冷系統(tǒng)的LED照明裝置中，即使用IA以上的電流進(jìn)行驅(qū)動(dòng)，輸出的下降也很小，在本實(shí)施方式中，能夠以自然風(fēng)冷的2倍以上的電流來(lái)驅(qū)動(dòng)，能夠得到大約2倍的光束。
[0091]另外，在控制單元中，接入電力的5%?20%作為熱量而損失掉。因此，接入電力越大，控制單元也就越需要進(jìn)行冷卻。在本實(shí)施方式中，從控制單元4產(chǎn)生了大約20W的熱量。為了使控制單元穩(wěn)定地運(yùn)轉(zhuǎn)，希望電路部件的環(huán)境溫度在80°C以下。應(yīng)對(duì)于此，在自然散熱的情況下，散熱器的尺寸非常大。例如，在本實(shí)施方式的尺寸的情況下，需要在電路殼體14上形成高度為35mm以上的散熱針17。
[0092]而根據(jù)本發(fā)明的采用液冷系統(tǒng)的液冷式LED照明裝置1，通過(guò)與光源單元3相同的冷卻路徑，使控制單元4也得到了液冷方式的強(qiáng)制冷卻，因此，不需要單獨(dú)用于控制單元4的散熱結(jié)構(gòu)，能夠?qū)崿F(xiàn)非常緊湊的設(shè)計(jì)。
[0093]此外,在以上實(shí)施方式中，在外殼2內(nèi)，液冷系統(tǒng)5的散熱器21和風(fēng)扇22以與光源單元3和控制單元4分離的方式，在上下方向上直列地配置在光源單元3和控制單元4的上方。因此，整體高度變高。但是，如果像圖11那樣，采用使散熱器21和風(fēng)扇22與光源單元3和控制單元4橫向并列設(shè)置的結(jié)構(gòu)，則能夠?qū)⒄w高度抑制為較低的高度。
[0094]下面參照?qǐng)D12和圖13，對(duì)本發(fā)明的第2實(shí)施方式進(jìn)行說(shuō)明。在本實(shí)施方式中，在與進(jìn)氣口 6呈軸向垂直的方向的面上，S卩，在與來(lái)自光源單元3的光的射出方向(圖1的下方)相反方向(圖1的上方)的端面的上表面上，形成了由扇形的多個(gè)狹縫構(gòu)成的排氣口 7。此外，外殼2與光源單元3緊密固定在一起，且外殼2由金屬或?qū)嵝愿叩臉?shù)脂材料構(gòu)成，由此，可通過(guò)外殼2高效地釋放在光源單元3中產(chǎn)生的熱量。這里，外殼2上形成的上述進(jìn)氣口 6被配置在比散熱器21更靠圖的下方的位置處(將散熱器21配置在比進(jìn)氣口 6的上端部更靠上方的位置處)，上述排氣口 7被設(shè)置在比散熱器21更靠圖的上方的位置處。
[0095]另外，如圖12和圖13所示，將上述散熱器21和風(fēng)扇22配置在外殼2內(nèi)的與受熱套20相隔規(guī)定距離的上部的排氣口 7的附近，在受熱套20與散熱器21之間，形成空間部S，并且，形成了沿著外殼2的周壁內(nèi)表面的風(fēng)道SI。并且，將控制單元4、上述循環(huán)泵23和上述儲(chǔ)液箱24配置在外殼2內(nèi)的上述空間部S中。具體來(lái)說(shuō)，在受熱套20上，直立地設(shè)有門(mén)型的底架(chassis) 28，在由該底架28圍成的空間內(nèi)配置控制單元4，在底架28上設(shè)置循環(huán)泵23和儲(chǔ)液箱24。
[0096]這里，在本實(shí)施方式中，如圖13所示，進(jìn)氣口 6的外徑被設(shè)定得比風(fēng)扇22的外徑大，散熱器21的外徑被設(shè)定為風(fēng)扇22的外徑的2倍左右的大小。另外,外殼2的表面積被設(shè)定為散熱器21的表面積的2倍左右。
[0097]當(dāng)起動(dòng)了上述結(jié)構(gòu)的液冷式LED照明裝置1、從而對(duì)光源單元3、控制單元4以及液冷系統(tǒng)5進(jìn)行供電時(shí)，光源單元3的多個(gè)(本實(shí)施方式中為9個(gè))LED8進(jìn)行發(fā)光，該發(fā)出的光透過(guò)鏡片11向圖1的下方照射，由此將前方照亮，而此時(shí)，由控制單元4來(lái)進(jìn)行光源單元3的點(diǎn)亮控制，在驅(qū)動(dòng)過(guò)程中，光源單元3的LED8以及控制單元4的各種電子部件(未圖示)發(fā)熱，如果持續(xù)這種狀態(tài)，則會(huì)導(dǎo)致光源單元3、控制單元4以及收容該光源單元3和控制單元4的外殼2過(guò)熱而使它們溫度上升。
[0098]在本實(shí)施方式中，冋時(shí)驅(qū)動(dòng)液冷系統(tǒng)5,通過(guò)如上所述在圖8所不的循環(huán)路徑中循環(huán)的冷卻液對(duì)光源單元3和控制單元4進(jìn)行強(qiáng)制冷卻，抑制其溫度上升，并且，被風(fēng)扇22從外殼2的進(jìn)氣口 6導(dǎo)入到外殼2內(nèi)的冷卻風(fēng)的一部分，對(duì)外殼2進(jìn)行強(qiáng)制風(fēng)冷，抑制其溫度上升。
[0099]S卩，通過(guò)循環(huán)泵23的作用而在循環(huán)路徑中循環(huán)的冷卻液，在受熱套20中吸收光源單元3和控制單元4產(chǎn)生的熱量，對(duì)光源單元3和控制單元4進(jìn)行冷卻，受熱后溫度升高的冷卻液通過(guò)配管29而被引導(dǎo)至散熱器21中。
[0100]并且，當(dāng)風(fēng)扇22被未圖示的電動(dòng)機(jī)旋轉(zhuǎn)驅(qū)動(dòng)時(shí)，將外部空氣從外殼2的周面上形成的吸氣口 6、即從側(cè)方吸入到外殼2內(nèi)，作為冷卻風(fēng)。該冷卻風(fēng)的一部分如圖12和圖13中的箭頭所示，在沿著外殼2的周壁內(nèi)表面形成的風(fēng)道SI中流動(dòng)，由此，對(duì)外殼2進(jìn)行強(qiáng)制風(fēng)冷，抑制其溫度的上升。
[0101]此外，吸入到外殼2內(nèi)的冷卻風(fēng)(包括對(duì)外殼2進(jìn)行冷卻后的冷卻風(fēng))如圖12和圖13中的箭頭所示，在受熱套20與散熱器21之間形成的空間部S中，向上方流動(dòng)，在該過(guò)程中，通過(guò)散熱器21，從外殼2的上表面上開(kāi)設(shè)的排氣口 7排出到外部。接著，在散熱器21中，通過(guò)這里的冷卻風(fēng)將冷卻液的熱量釋放到外部，使該冷卻液冷卻，溫度下降后的冷卻液液通過(guò)配管32而被吸入到循環(huán)泵23中。
[0102]吸入到循環(huán)泵23中的冷卻液在被升壓后，從循環(huán)泵23通過(guò)配管33向儲(chǔ)液箱24輸送，冷卻液的一部分被儲(chǔ)存在儲(chǔ)液箱24中。剩余的冷卻液從儲(chǔ)液箱24通過(guò)配管34而被引導(dǎo)至受熱套20中，以用于光源單元3和控制單元4的冷卻。然后，連續(xù)重復(fù)以上作用(冷卻循環(huán))，利用流過(guò)受熱套20的冷卻液對(duì)光源單元3和控制單元4進(jìn)行強(qiáng)制冷卻，將它們的溫度上升抑制在一定值以下，并且，通過(guò)冷卻風(fēng)的一部分，對(duì)外殼2進(jìn)行強(qiáng)制風(fēng)冷，將其溫度上升抑制在一定值以下。
[0103]在本實(shí)施方式中，在液冷系統(tǒng)5中，利用循環(huán)泵23使冷卻液在閉環(huán)中循環(huán)，通過(guò)流過(guò)受熱套20的冷卻液，對(duì)光源單元3進(jìn)行強(qiáng)制冷卻，因此，抑制了光源單元3的溫度上升，實(shí)現(xiàn)了該液冷式LED照明裝置I的高輸出化。
[0104]此外，被風(fēng)扇22從進(jìn)氣口 6導(dǎo)入到外殼2內(nèi)的冷卻風(fēng)的一部分，流過(guò)沿著外殼2的周壁內(nèi)表面形成的風(fēng)道SI，對(duì)外殼2進(jìn)行強(qiáng)制風(fēng)冷。由此，還抑制了該外殼2的溫度上升，提高了其耐久性。此外，風(fēng)道SI的大小為風(fēng)扇22的葉片部的開(kāi)口直徑的0.3?I倍比較合適，特別優(yōu)選是其0.4?0.6倍。如果這樣進(jìn)行設(shè)定，則在風(fēng)道SI中流動(dòng)的冷卻風(fēng)能夠容易且順利地進(jìn)入。如果將風(fēng)道SI的大小設(shè)定得比上述值大，則到達(dá)散熱器21的冷卻風(fēng)的流量減少。尤其，在本實(shí)施方式中，像管道那樣來(lái)使用外殼2，將冷卻風(fēng)高效地導(dǎo)入散熱器21中，提高了散熱器21內(nèi)的風(fēng)速，因此，能夠提高冷卻性能。
[0105]此外，還可以在外殼2或底架28上設(shè)置整流板，設(shè)置促進(jìn)冷卻風(fēng)流動(dòng)的風(fēng)道。尤其，通過(guò)使一直到散熱器21的冷卻風(fēng)的流動(dòng)順暢，提高通過(guò)散熱器21的冷卻風(fēng)的風(fēng)速，能夠提高冷卻性能。
[0106]下面，參照?qǐng)D14和圖15，對(duì)本發(fā)明的第3實(shí)施方式進(jìn)行說(shuō)明。本實(shí)施方式與前述實(shí)施方式的不同點(diǎn)在于，基座10上設(shè)置了通氣孔40。圖14是從LED搭載部側(cè)示出本發(fā)明的液冷式LED照明裝置的基座的立體圖，圖15是從背面?zhèn)仁境霰景l(fā)明的液冷式LED照明裝置的基座的立體圖。
[0107]光源單元3與前述實(shí)施方式相同，按照與圖4?圖7相同的方式，將作為光源的LED8搭載在基座10的一側(cè)的表面上。在LED搭載部IOb上，設(shè)有多個(gè)臺(tái)座10a。另外，在LED8的前方(照射方向)，以形成迷宮結(jié)構(gòu)的方式安裝透鏡11。標(biāo)號(hào)IOc表示用于安裝透鏡11的周緣槽?？稍趯⒄辰觿┳⑷氲街芫壊跧Oc內(nèi)之后，將設(shè)置在透鏡11周?chē)耐炔坎迦朐撝芫壊跧Oc來(lái)進(jìn)行固定。由透鏡11和基座劃分出的設(shè)置LED8的空間形成燈室空間41(參照?qǐng)D14)。通氣孔40形成在基座10的未設(shè)置臺(tái)座IOa的位置處，優(yōu)選形成在LED搭載部IOb與周緣槽IOc之間的區(qū)域內(nèi)，一方的通氣口 40a面向燈室空間41。
[0108]通氣孔40在基座10的LED搭載部側(cè)，呈圓筒狀突出。其高度為與臺(tái)座IOa相同的高度。通過(guò)形成為相同的高度，能夠經(jīng)由處于與LED8相同高度的通氣口 40a，高效地進(jìn)行相同溫度分布的空氣的通氣。
[0109]在基座10的背面?zhèn)?、即與LED搭載部側(cè)相反側(cè)的面上，也形成了由筒部40b和通氣口 40a形成的圓筒狀的通氣孔，其與LED搭載部側(cè)的通氣口 40a連通。另外，如圖15所示，在背面?zhèn)鹊耐饪?0上嵌合著通氣蓋42。通氣蓋42在內(nèi)部通過(guò)海綿(sponge)等，防止灰塵等經(jīng)由通氣孔40進(jìn)入到燈室空間41內(nèi)。
[0110]另外，在基座10的背面?zhèn)?，為了?jīng)由上述導(dǎo)熱板27與受熱套20連接，設(shè)置了導(dǎo)熱板安裝部10d，該導(dǎo)熱板安裝部IOd相對(duì)于周?chē)穸葴p薄了導(dǎo)熱板27的厚度量。圖15所示，導(dǎo)熱板安裝部IOd的一部分圍住了通氣孔40的大致半周。即，受熱套20，更具體地說(shuō)是受熱套的通過(guò)循環(huán)液的部分(液冷部)，位于通氣孔40的周?chē)Ｓ纱?，從周?chē)鷮?duì)通氣孔40進(jìn)行冷卻。通氣孔是燈室空間41與氣體連通的空間，通過(guò)對(duì)該氣體通過(guò)的部分進(jìn)行冷卻，能夠進(jìn)一步提高基于對(duì)流作用的氣體流動(dòng)。另外，關(guān)于通氣孔40在基座10的背面?zhèn)韧怀龅母叨?，?dāng)安裝上受熱套20時(shí)，由于其比受熱套20的厚度更厚，因此，其突出于受熱套20的背面，更具體地說(shuō)，突出到空間部S中。由此，通氣孔40位于外殼2的進(jìn)氣口 6附近，能夠利用從通氣孔40進(jìn)入的氣流來(lái)提高空氣的流動(dòng)。
[0111]本方式是本發(fā)明的實(shí)施方式I的液冷式LED照明裝置I的變形例。在本例中，圖4?圖7所示的液冷式LED照明裝置I中的控制單元4還作為風(fēng)冷單元發(fā)揮功能。除此以夕卜，具有與實(shí)施方式I的液冷式LED照明裝置I相同的功能和效果，因此，省略對(duì)已描述過(guò)的細(xì)節(jié)的重復(fù)說(shuō)明。
[0112]在本實(shí)施方式中，如圖7所示，上述風(fēng)冷單元4的下表面開(kāi)口的矩形箱狀的電路殼體14作為散熱器發(fā)揮功能。在該電路殼體14的內(nèi)部，組裝有安裝著未圖示的各種電子部件的電路基板15，其下表面開(kāi)口部被矩形板狀的蓋16蓋住。這里，電路殼體14由導(dǎo)熱率高的鋁壓鑄材料等成形而成，在其上表面上，一體地突出設(shè)置有構(gòu)成散熱部的多個(gè)散熱針17。而且，電路基板15隔著由絕緣性和導(dǎo)熱率高的硅等形成的矩形的導(dǎo)熱板18，緊密接合在該電路殼體14的內(nèi)部頂面上。此外，在電路殼體14與蓋16之間的接合部處，夾裝有O形圈19，利用該O形圈19的密封作用將電路殼體14內(nèi)密封，防止從外部向電路殼體14內(nèi)滲入水等。另外，在本實(shí)施方式中，在電路殼體14上突出地設(shè)置了散熱針17，不過(guò)，也可以在電路殼體14上形成散熱片(fin)，來(lái)代替該散熱針17。
[0113]在本實(shí)施方式中，如圖4及圖6所示，受熱套20水平配置在外殼2內(nèi)的下方的底部，且隔著該受熱套20，在其上下配置風(fēng)冷單元4和光源單元3。而且，風(fēng)冷單元4在其蓋16與受熱套20的上表面緊密接合的狀態(tài)下，被配置在該受熱套20的上表面?zhèn)取?br> [0114]另一方面，如圖4及圖6所示，上述散熱器21和風(fēng)扇22配置在外殼2內(nèi)的與受熱套20分離的上部，在受熱套20與散熱器21之間形成有空間部S，在該空間部S中配置風(fēng)冷單元4、上述循環(huán)泵23以及上述儲(chǔ)液箱24。
[0115]起動(dòng)以上結(jié)構(gòu)的冷卻式LED照明裝置1，對(duì)光源單元3、電路殼體14內(nèi)的電路基板15以及液冷系統(tǒng)5進(jìn)行供電。由此，使光源單元3的多個(gè)(本實(shí)施方式中為9個(gè))LED8發(fā)光，該發(fā)出的光透過(guò)鏡片11向圖1的下方照射，從而將前方照亮。此時(shí)，由電路殼體14內(nèi)的電路基板15來(lái)進(jìn)行光源單元3的點(diǎn)亮控制，在驅(qū)動(dòng)過(guò)程中，光源單元3的LED8以及電路基板15的各種電子部件(未圖示)發(fā)熱，如果持續(xù)這種狀態(tài)，會(huì)導(dǎo)致光源單元3和電路基板5過(guò)熱而使溫度上升。
[0116]在本實(shí)施方式中，同時(shí)驅(qū)動(dòng)液冷系統(tǒng)5，通過(guò)如上所述在圖8所示的循環(huán)路徑中循環(huán)的冷卻液對(duì)作為光源單元3和風(fēng)冷單元4的散熱部的電路殼體14進(jìn)行強(qiáng)制冷卻，抑制其溫度上升。另外，在光源單元3和電路基板15中產(chǎn)生的熱量向電路殼體14傳遞，從電路殼體14的表面和多個(gè)散熱針17進(jìn)行散熱，并且，被風(fēng)扇22從進(jìn)氣口 6引導(dǎo)至外殼2內(nèi)且向排氣口 7流動(dòng)的冷卻風(fēng)，進(jìn)一步促進(jìn)散熱。
[0117]在液冷系統(tǒng)5中，由于循環(huán)泵23的作用而在循環(huán)路徑中循環(huán)的冷卻液，在受熱套20中吸收光源單元3以及電路基板15產(chǎn)生的熱量，對(duì)光源單元3、電路殼體14及其內(nèi)部的電路基板15進(jìn)行冷卻，受熱后溫度升高的冷卻液通過(guò)配管29而被引導(dǎo)至散熱器21中。
[0118]另一方面，當(dāng)風(fēng)扇22被未圖不的電動(dòng)機(jī)旋轉(zhuǎn)驅(qū)動(dòng)時(shí),將外部空氣從外殼2的周面上形成的進(jìn)氣口 6、即從側(cè)方吸入到外殼2內(nèi)，作為冷卻風(fēng)。該冷卻風(fēng)在受熱套20與散熱器21之間形成的空間部S內(nèi)向上方流動(dòng)，在此過(guò)程中，冷卻風(fēng)通過(guò)散熱器21，從外殼2的上表面上開(kāi)設(shè)的排氣口 7向外部排出。在散熱器21中，利用通過(guò)這里的冷卻風(fēng)將冷卻液的熱量釋放到外部而使該冷卻液冷卻，溫度下降的冷卻液通過(guò)配管32被吸入到循環(huán)泵23中。
[0119]吸入到循環(huán)泵23中的冷卻液在被升壓后，從循環(huán)泵23通過(guò)配管33向儲(chǔ)液箱24輸送，冷卻液的一部分被儲(chǔ)存在儲(chǔ)液箱24中，剩余的冷卻液從儲(chǔ)液箱24通過(guò)配管34而被引導(dǎo)至受熱套20中，以用于光源單元3、電路殼體14及其內(nèi)部的電路基板15的冷卻。然后，連續(xù)重復(fù)以上作用(冷卻循環(huán))，利用流過(guò)受熱套20的冷卻液對(duì)光源單元3、電路殼體14以及電路基板15進(jìn)行強(qiáng)制冷卻，將它們的溫度上升抑制在一定值以下。
[0120]此外，在本實(shí)施方式中，隔著受熱套20而在其上下配置風(fēng)冷單元4和光源單元3。因此，通過(guò)循環(huán)泵23使冷卻液在閉環(huán)的循環(huán)路徑中循環(huán)，從而利用冷卻液，同時(shí)對(duì)配置在受熱套20兩側(cè)的光源單元3和電路殼體14以及電路基板15進(jìn)行強(qiáng)制冷卻。此外，通過(guò)風(fēng)冷單元4的散熱，對(duì)電路殼體14和電路基板15進(jìn)行風(fēng)冷。其結(jié)果是，抑制了這些光源單元3和電路基板15的溫度的上升，實(shí)現(xiàn)了該液冷式LED照明裝置I的高輸出化。
[0121]另外，在本實(shí)施方式中，電路殼體14的下表面與受熱套20緊密接合，并在其上表面上突出設(shè)置有構(gòu)成散熱部的多個(gè)散熱針17，由此，在通過(guò)冷卻液對(duì)電路殼體14進(jìn)行強(qiáng)制冷卻的同時(shí)，電路殼體14還通過(guò)散熱針17進(jìn)行自然散熱，因此，該電路殼體14及其內(nèi)部的電路基板15得到高效的冷卻，它們的溫度上升得到更有效的抑制。
[0122]另外，在本實(shí)施方式中，光源單元3的整個(gè)表面隔著導(dǎo)熱率高的導(dǎo)熱板27而與受熱套20的下表面緊密接合，因此，光源單元3的整個(gè)表面均成為導(dǎo)熱面，能夠利用流過(guò)受熱套20的冷卻液對(duì)該光源單元3進(jìn)行高效的冷卻。順便而言，如果不使用導(dǎo)熱板27，則很難使光源單元3的整個(gè)表面與受熱套20緊密接合，即，實(shí)際上，光源單元3僅與受熱套20部分接觸，因此無(wú)法提高其冷卻效率?；蛘?，要在不使用導(dǎo)熱板27的情況下使光源單元3的整個(gè)表面與受熱套20緊密接合，可以與光源單元3的金屬制的基座10相同地，利用研磨加工等將金屬制的受熱套20的接合面精加工成平滑面，但這種精加工需要很多工序并花費(fèi)大量時(shí)間及成本，因此不現(xiàn)實(shí)。
[0123]另外，在本實(shí)施方式中，將風(fēng)冷單元4配置在液冷系統(tǒng)5的受熱套20與散熱器21之間形成的空間部S內(nèi)，因此，通過(guò)使由風(fēng)扇22引入到外殼2內(nèi)的冷卻風(fēng)流過(guò)空間部S，由此來(lái)對(duì)電路殼體14和電路基板15進(jìn)行強(qiáng)制風(fēng)冷。因此，還能夠得到這樣的效果:能夠?qū)σ驯焕鋮s液強(qiáng)制冷卻后的電路殼體14和電路基板15進(jìn)行更高效的冷卻，能夠有效抑制它們的溫度上升。
[0124]本發(fā)明的液冷式LED裝置I的特征在于，當(dāng)由于作為液冷系統(tǒng)5的工作部的風(fēng)扇22或循環(huán)泵23的故障等而失去了該液冷系統(tǒng)5的冷卻功能時(shí)，使提供給光源單元3的電流降低至這樣的值，該值能夠?qū)⒃摴庠磫卧?釋放的熱量抑制在風(fēng)冷單元4所能吸收的熱量以下。
[0125]因此，在由于液冷系統(tǒng)5發(fā)生故障而失去了其冷卻功能的情況下，使提供給光源單元3的電流降低。由此，將光源單元3釋放的熱量抑制在風(fēng)冷單元4所能吸收的熱量以下，即，抑制在電路殼體14以及散熱針17的自然散熱所釋放的熱量以下，因此能夠防止光源單元3過(guò)熱。此時(shí)，雖然該液冷式LED照明裝置I的光量降低，但尚未達(dá)到熄滅的程度，因此仍可作為照明裝置發(fā)揮功能。因此，能夠避免例如在加油站或化學(xué)廠等伴有危險(xiǎn)作業(yè)的場(chǎng)所由于發(fā)生故障而導(dǎo)致的燈熄滅，能夠確保高安全性。
[0126]在本實(shí)施方式的液冷式LED照明裝置I中，在風(fēng)冷單元4和液冷系統(tǒng)5正常工作的情況下，LED8在結(jié)溫不超過(guò)100°C的范圍內(nèi)的輸出為200W。圖16示出此時(shí)的照度分布。根據(jù)該圖可知，利用51x以上的照度可照射四周Sm見(jiàn)方的范圍。另外，此時(shí)的照度是將LED照明裝置設(shè)置在6m高度時(shí)的值(圖17及圖18所示的照度分布也是同樣)。另外，在圖16中，縱軸表示地面上左右方向的距離，橫軸表示地面上前后方向的距離，圖中的數(shù)字表示照度(Ix)(圖17及圖18也是同樣)。
[0127]在液冷散熱系統(tǒng)5發(fā)生故障而失去了其冷卻功能的情況下，只要如上所述地降低向光源單元3供給的電流，則可將輸出的降低抑制為正常值200W的1/4即50W。在該情況下，雖然會(huì)變暗，但不會(huì)影響照明功能。圖17示出此時(shí)的照度分布，根據(jù)該圖可知，利用51x以上的照度可照射四周6m見(jiàn)方的范圍。
[0128]順便而言，在不具備風(fēng)冷單元4而僅具備液冷系統(tǒng)5的LED照明裝置中，在液冷系統(tǒng)5發(fā)生故障的情況下，僅從受熱套20的表面進(jìn)行自然散熱，因此，LED8在結(jié)溫不超過(guò)100°C的范圍內(nèi)的輸出為正常值200W的1/20即10W。圖18示出此時(shí)的照度分布，根據(jù)該圖可知，照度51x的照明范圍縮小到3m以內(nèi)。
[0129](實(shí)施方式2)
[0130]下面根據(jù)圖19和圖20，對(duì)本發(fā)明的實(shí)施方式2進(jìn)行說(shuō)明。
[0131]圖19是本發(fā)明的第2實(shí)施方式的LED照明裝置的拆下外殼后的狀態(tài)的立體圖，圖20是該LED照明裝置的縱向剖視圖。
[0132]本實(shí)施方式的液冷式LED照明裝置I’的特征在于，由受熱單元5的受熱套20上形成的多個(gè)散熱針17來(lái)構(gòu)成風(fēng)冷單元4的散熱部，其它結(jié)構(gòu)與前述實(shí)施方式I的LED單元I的結(jié)構(gòu)相同。因此，在圖19以及圖29中，對(duì)與圖1?圖8所示的要素相同的要素標(biāo)注同一標(biāo)號(hào)，并在下文中省略對(duì)它們的重復(fù)說(shuō)明。
[0133]另外，在本實(shí)施方式中，與前述實(shí)施方式I相同，當(dāng)由于作為液冷系統(tǒng)5的工作部的風(fēng)扇22或循環(huán)泵23的故障等而失去了該液冷系統(tǒng)5的冷卻功能時(shí)，使提供給光源單元3的電流降低至這樣的值，該值能夠?qū)⒃摴庠磫卧?釋放的熱量抑制在風(fēng)冷單元4所能吸收的熱量以下。
[0134]因此，能夠得到與前述實(shí)施方式I相同的效果，即:在由于液冷系統(tǒng)5發(fā)生故障而失去了其冷卻功能的情況下，使提供給光源單元3的電流降低，將光源單元3釋放的熱量抑制在風(fēng)冷單元4所能吸收的熱量以下，即，抑制在受熱套20以及散熱針17的自然散熱所釋放的熱量以下，因此能夠防止光源單元3過(guò)熱，此時(shí)，雖然該液冷式LED照明裝置I’的光量降低，但尚未達(dá)到熄滅的程度，因此仍可作為照明裝置發(fā)揮功能。
[0135]此外，本實(shí)施方式中，在受熱套20上形成有散熱針17，不過(guò)也可以不設(shè)置該散熱針17，而是在受熱套20上形成散熱片。另外,散熱針17或散熱片可與受熱套20 —體形成，或者可通過(guò)焊接、鉚接、螺釘旋合等方式將分體的散熱針17或散熱片固定到受熱套20上。在通過(guò)焊接等方式將分體的散熱針17或散熱片固定到受熱套20上的情況下，散熱針或散熱片可以是螺釘狀的細(xì)長(zhǎng)金屬或蛇腹?fàn)畹谋〗饘伲鳛樽匀簧岵康男螤?，可直接采用通常使用的散熱部的形狀?br> 【權(quán)利要求】
1.一種液冷式LED照明裝置，其構(gòu)成為包括: 外殼，其在彼此呈軸向垂直的方向上分別具有進(jìn)氣口和排氣口 ； 將LED作為光源的光源單元；以及 液冷系統(tǒng)，其具有受熱套、散熱器和風(fēng)扇， 該液冷式LED照明裝置的特征在于， 在上述外殼內(nèi)，上述光源單元與上述液冷系統(tǒng)中的至少散熱器和風(fēng)扇以隔開(kāi)規(guī)定距離的方式配置，它們之間形成空間部，并且在上述外殼內(nèi)形成有空氣通道，該空氣通道用于使由上述風(fēng)扇從上述進(jìn)氣口吸入到外殼內(nèi)的冷卻風(fēng)的一部分通過(guò)，并且，該空氣通道經(jīng)過(guò)外殼的內(nèi)表面，通過(guò)上述空間部和上述散熱器，從上述排氣口通到外殼外。
2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的液冷式LED照明裝置，其特征在于 上述進(jìn)氣口形成在上述外殼的周面上，上述排氣口形成在該外殼的與來(lái)自上述LED的光的射出方向相反方向的端面上，上述液冷系統(tǒng)中的散熱器和風(fēng)扇配置在該排氣口的附近。
【文檔編號(hào)】F21V29/02GK103644478SQ201310687037
【公開(kāi)日】2014年3月19日 申請(qǐng)日期:2010年3月26日 優(yōu)先權(quán)日:2009年4月15日
【發(fā)明者】谷田安, 平本靖司, 小池輝夫 申請(qǐng)人:斯坦雷電氣株式會(huì)社