(57)【要約】      （修正有）【課題】不十分な熱消散性能を解決する光モジュールおよびそれを使用する光アッセンブリを提供する。【解決手段】熱消散コンポーネント１４の一方の側は、発光コンポーネント１２と熱接触する。熱消散コンポーネントは、第１のチャンバー１４５と、第２のチャンバー１４６と、第１のチャンバーと第２のチャンバーとを接続する２つの経路とを有する。第２のチャンバーから発光コンポーネントへの距離は、第１のチャンバーから発光コンポーネントへの距離よりも大きく、ワーキング液体１９は、第１のチャンバーに満たされている。ワーキング液体が発光コンポーネントから発生した熱を吸収すると、ワーキング液体は、液体状態から気体状態に気化し、熱消散用の２つの経路の一方を経由して第２のチャンバーに流れる。第２のチャンバー内のワーキング液体が気体状態から液体状態に液化した後、ワーキング液体は２つの経路の他方を経由して第１のチャンバーに戻って来る。【選択図】図２
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【実用新案登録請求の範囲】
【請求項１】
発光コンポーネントと、熱消散コンポーネントとを含む光モジュールであって、
前記熱消散コンポーネントの一方の側は、前記発光コンポーネントと熱接触し、
前記熱消散コンポーネントは、第１のチャンバーと、第２のチャンバーと、前記第１のチャンバーと前記第２のチャンバーとを接続する２つの経路とを有し、
前記第２のチャンバーから前記発光コンポーネントへの距離は、前記第１のチャンバーから前記発光コンポーネントへの距離よりも大きく、
ワーキング液体が第１のチャンバーに満たされ、
前記ワーキング液体が前記発光コンポーネントから発生した熱を吸収すると、前記ワーキング液体は、液体状態から気体状態に気化し、熱消散用の前記２つの経路の一方を経由して前記第２のチャンバーに流れ、
前記第２のチャンバー内の前記ワーキング液体が前記気体状態から前記液体状態に液化した後、前記ワーキング液体は前記２つの経路の他方を経由して前記第１のチャンバーに戻って来ることを特徴とする光モジュール。
【請求項２】
前記２つの経路のそれぞれの断面積は、前記第２のチャンバーの断面積よりも小さく、その結果、前記ワーキング液体は、前記２つの経路の前記一方を経由して、高速で前記第２のチャンバーに流れる請求項１に記載の光モジュール。
【請求項３】
前記熱消散コンポーネントは、本体と、フィングループとをさらに含み、
前記本体の一方の側は、前記発光コンポーネントと熱接触し、
前記フィングループは、前記発光コンポーネントから離れて、前記本体の他方の側に配置され、
前記第１のチャンバーと、前記第２のチャンバーと、前記２つの経路とは、前記本体内に位置されている請求項１または２に記載の光モジュール。
【請求項４】
前記熱消散コンポーネントは、第１の本体と、第２の本体と、フィングループとをさらに含み、
前記第１の本体の一方の側は、前記発光コンポーネントと熱接触し、
前記第１のチャンバーは、前記第１の本体内にあり、
前記第２のチャンバーは、前記第２の本体内にあり、
前記フィングループは、前記第２の本体上に配置され、
前記２つの経路は、前記第１の本体と、前記第２の本体との間に位置されている請求項１または２に記載の光モジュール。
【請求項５】
前記ワーキング液体は、水、メタノール、エタノールまたはジエチルエーテールである請求項１ないし４のいずれかに記載の光モジュール。
【請求項６】
前記発光コンポーネントは、発光ダイオードである請求項１ないし５のいずれかに記載の光モジュール。
【請求項７】
キャノピーと、
前記キャノピーの一方の側に配置された複数の光モジュールと、を含む光アッセンブリであって、
前記複数の光モジュールのそれぞれは、発光コンポーネントと熱消散コンポーネントとを含み、
前記熱消散コンポーネントの一方の側は、前記発光コンポーネントと熱接触し、
前記熱消散コンポーネントは、第１のチャンバーと、第２のチャンバーと、前記第１のチャンバーと前記第２のチャンバーとを接続する２つの経路とを有し、
前記第２のチャンバーから前記発光コンポーネントへの距離は、前記第１のチャンバーから前記発光コンポーネントへの距離よりも大きく、
ワーキング液体が前記第１のチャンバーに満たされ、
前記ワーキング液体が前記発光コンポーネントから発生した熱を吸収すると、前記ワーキング液体は、液体状態から気体状態に気化し、熱消散用の前記２つの経路の一方を経由して前記第２のチャンバーに流れ、
前記第２のチャンバー内の前記ワーキング液体が前記気体状態から前記液体状態に液化した後、前記ワーキング液体は、前記２つの経路の他方を経由して前記第１のチャンバーに戻って来ることを特徴とする光アッセンブリ。
【請求項８】
前記２つの経路のそれぞれの断面積は、前記第２のチャンバーの断面積よりも小さく、その結果、前記ワーキング液体は、前記２つの経路の前記一方を経由して、高速で前記第２のチャンバーに流れる請求項７に記載の光アッセンブリ。
【請求項９】
前記熱消散コンポーネントは、本体と、フィングループとをさらに含み、
前記本体の一方の側は、前記発光コンポーネントと熱接触し、
前記フィングループは、前記発光コンポーネントから離れて、前記本体の他方の側に配置され、
前記第１のチャンバーと、前記第２のチャンバーと、前記２つの経路とは、前記本体内に位置されている請求項７または８に記載の光アッセンブリ。
【請求項１０】
前記熱消散コンポーネントは、第１の本体と、第２の本体と、フィングループとをさらに含み、
前記第１の本体の一方の側は、前記発光コンポーネントと熱接触し、
前記第１のチャンバーは、前記第１の本体内にあり、
前記第２のチャンバーは、前記第２の本体内にあり、
前記フィングループは、前記第２の本体に配置され、
前記２つの経路は、前記第１の本体と、前記第２の本体との間に位置されている請求項７または８に記載の光アッセンブリ。
【請求項１１】
前記ワーキング液体は、水、メタノール、エタノールまたはジエチルエーテールである請求項７ないし１０のいずれかに記載の光アッセンブリ。
【請求項１２】
前記発光コンポーネントは、発光ダイオードである請求項７ないし１１のいずれかに記載の光アッセンブリ。
【考案の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本考案は、光モジュールおよびそれを使用する光アッセンブリに関し、より具体的には、相転移冷却ループを利用する光モジュールおよび光モジュールを使用する光アッセンブリに関する。
【背景技術】
【０００２】
伝統的な白熱灯の全てに取って代っていないが、発光ダイオード（LEDs）は、人気の点灯装置になった。ＬＥＤｓは、環境に優しく、エネルギーを節約できるという利点がある。加えて、ＬＥＤｓは、白熱灯よりも高寿命という利点がある。複数のＬＥＤｓが共に使用されると、高出力および高輝度を有する光源であることができ、それによって、室内や室外の白熱灯に取って代ることができる。ＬＥＤｓは環境に優しいため、照明産業において将来を期待されている。
【０００３】
それにもかかわらず、今日のＬＥＤの消散プロセスは熱伝導によって利用され、その結果は満足のいくものではなかった。さらに、フィンがＬＥＤの近くに配置される必要があるため、ＬＥＤの部品に柔軟にスペース配分できないということがあった。したがって、これらの問題を解消することができるＬＥＤ用熱消散システムを設計することが求められている。
【考案の概要】
【考案が解決しようとする課題】
【０００４】
上記問題点に鑑み、本考案は、不十分な熱消散性能を解決する光モジュールおよびそれを使用する光アッセンブリを提供することにある。
【課題を解決するための手段】
【０００５】
本考案の１つの実施形態の光モジュールは、発光コンポーネント（luminous component）と、熱消散コンポーネント（heat dissipating component）とを含む。熱消散コンポーネントの一方の側は、発光コンポーネントと熱接触する。熱消散コンポーネントは、第１のチャンバーと、第２のチャンバーと、第１のチャンバーと第２のチャンバーを接続する２つの経路とを有する。第２のチャンバーから発光コンポーネントへの距離は、第１のチャンバーから発光コンポーネントへの距離よりも大きい。そして、ワーキング液体は、第１のチャンバーに満たされている。ワーキング液体が発光コンポーネントから発生した熱を吸収すると、ワーキング液体は、液体状態から気体状態に気化し、熱消散用の２つの経路の一方を経由して第２のチャンバーに流れる。第２のチャンバー内のワーキング液体が気体状態から液体状態に液化した後、それは前記２つの経路の他方を経由して第１のチャンバーに戻って来る。
【０００６】
本考案の他の実施形態の光アッセンブリは、キャノピーと、キャノピーの一方の側に配置された複数の光モジュール１０とを含む。各光モジュールは、発光コンポーネントと熱消散コンポーネントとを含む。熱消散コンポーネントの一方の側は、発光コンポーネントと熱接触する。熱消散コンポーネントは、第１のチャンバーと、第２のチャンバーと、第１のチャンバーと第２のチャンバーを接続する２つの経路とを有する。第２のチャンバーから発光コンポーネントへの距離は、第１のチャンバーから発光コンポーネントへの距離よりも大きい。そして、ワーキング液体は、第１のチャンバーに満たされている。ワーキング液体が発光コンポーネントから発生した熱を吸収すると、ワーキング液体は、液体状態から気体状態に気化し、熱消散用の２つの経路の一方を経由して第２のチャンバーに流れる。第２のチャンバー内のワーキング液体が気体状態から液体状態に液化した後、それは前記２つの経路の他方を経由して第１のチャンバーに戻って来る。
【考案の効果】
【０００７】
したがって、サイクル閉ループ（cyclic close-loop）が２つの経路の配列によって形成され、ワーキングガスだけでなくワーキング液体の還流（convection）が熱伝導を加速する。この構造設計は、アクティブな熱消散コンポーネント（active heat dissipating component）を省略でき、熱消散効果を十分に改善することができる。
【図面の簡単な説明】
【０００８】
説明の目的のためにのみ添付された図面とともに、ここに記載された詳細な説明から本考案を十分に理解できるだろう。したがって、本考案は、この開示に限定されない。
【０００９】
【図１】本考案の第１実施形態に係る光モジュールを示す斜視図である。
【図２】図１の縦断面図である。
【図３】本考案の第２実施形態に係る光モジュールを示す斜視図である。
【図４】図３の縦断面図である。
【図５】本考案の実施形態に係る光アッセンブリを示す斜視図である。
【考案を実施するための形態】
【００１０】
以下の詳細な説明において、説明の目的のために、多くの詳細な具体例が本考案の実施形態の理解を提供するために説明される。１または２以上の実施形態は、これら詳細な具体例なしに実施され得る。公知の構造や公知のデバイスは、図を簡略化するために模式的に示される。
【００１１】
図１は、本考案の第１実施形態に係る光モジュールを示す斜視図である。図２は、図１の縦断面図である。図１および図２に示されるように、この実施形態において、光モジュール１０は、発光コンポーネント１２と、熱消散コンポーネント１４とを含む。この開示における発光コンポーネント１２は、固体状態発光エレメントである。この実施形態において、発光コンポーネント１２は、発光ダイオードであるが、それに限定されない。熱消散コンポーネント１４は、第１の本体１４１と、第２の本体１４２と、第１のチャンバー１４５と、第２のチャンバー１４６と、２つの経路１４８と、フィングループ１４９と、ワーキング液体１９とを有する。
【００１２】
第１の本体１４１の一方の側（図２の下面）は、発光コンポーネント１２と熱接触している。第１のチャンバー１４５は、第１の本体１４１内に位置されている。一方、第２のチャンバー１４６は、第２の本体１４２内に位置されている。フィングループ１４９は、第２の本体１４２上に配置されている。２つの経路１４８は、第１のチャンバー１４５と第２のチャンバー１４６との間に位置され、それらを接続する。この実施形態において、経路の数は２つであるが、本考案はこれに限定されない。他の実施形態において、経路の数は、必要であれば、調整することができる。第２のチャンバー１４６から発光コンポーネント１２への距離は、第１のチャンバー１４５から発光コンポーネント１２への距離よりも大きい。そして、ワーキング流体１９は、第１のチャンバー１４５に満たされている。この実施形態において、ワーキング液体１９は水であるが、本考案はこれに限定されない。他の実施形態において、ワーキング液体１９は、冷媒、メタノール、エタノール、ジエチルエーテール、または、熱伝導を促進できるいかなる液体であってもよい。また、この実施形態において、２つの経路１４８のそれぞれの断面積Ａ１は、第２のチャンバー１４６の断面積Ａ２よりもかなり小さくなっている。
【００１３】
発光コンポーネント１２によって発生した熱を消散する熱消散コンポーネント１４の熱消散プロセスを以下に説明する。発光コンポーネント１２が熱を発生すると、熱は、第１の本体１４１における第１のチャンバー１４５に伝達される。第１のチャンバー１４５内のワーキング液体１９が発光コンポーネント１２によって発生した熱を吸収すると、ワーキング液体は、液体状態からワーキングガス１９’に気化する。ワーキングガス１９’は、（図２に示される）第１の方向Ｄ１に沿って第２の本体１４２の第２のチャンバー１４６に上昇して、流れる。この実施形態において、フィングループ１４９が第２の本体１４２上に配置されているので、ワーキングガス１９’の熱は、フィングループ１４９によって消散することができる。しかしながら、本考案はこれに限定されない。他の実施形態では、ワーキングガス１９’の熱は、第２の本体１４２によって外部環境に直接消散されてもよい。ワーキングガス１９’が第２のチャンバー１４６に入った後、熱が消散されるので、ワーキングガス１９’はワーキング液体１９に徐々に液化する。その後、ワーキング液体１９は、第２の方向Ｄ２に沿って、他方の経路１４８を経由して第１のチャンバー１４５に戻ってくる。また、他の実施形態において、経路１４８の断面積Ａ１が第２のチャンバー１４６の断面積Ａ２よりもかなり小さいので、それらの間に大きな圧力差が存在する。したがって、ワーキング液体１９’は、高速気流（high-speed airflow）Ｒ１のように、第１の方向Ｄ１に沿って第２のチャンバー１４６に流れ、熱伝導と還流を加速する。
【００１４】
第１の本実施形態の光モジュール１０において、ワーキング液体１９は、熱伝導を加速するためにワーキングガス１９’に気化する。そして、ワーキングガス１９’は、熱消散のために２つの経路１４８の一方を経由して第２のチャンバー１４６に流れる。ワーキングガス１９’がワーキング液体１９に液化した後、それは、経路１４８の他方を経由して第１のチャンバー１４５に戻ってくる。このように、サイクル閉ループが形成され、還流のために、より優れた冷却効果を発揮できる。さらに、アクティブな熱消散コンポーネントの配置が省略される。２つの経路１４８の配列によって、光モジュール１０はリモート熱消散を実行することができる。すなわち、熱伝導のための構造の部分は、熱消散のための構造の部分と分離されている。したがって、全体構造における内部空間を柔軟に配分することができる。加えて、この実施形態において、ワーキング液体１９’は、高速気流Ｒ１のように、第１の方向Ｄ１に沿って第２のチャンバー１４６に流れ、熱伝導と還流を加速する。
【００１５】
さらに、異なる構造設計を有する光モジュールが提供される。図３と図４を参照すると、図３は、本考案の第２実施形態に係る光モジュールを示す斜視図であり、図４は、図３の縦断面図である。第２実施形態において、光モジュール２０は、発光コンポーネント２２と、熱消散コンポーネント２４とを含んでいる。この実施形態において、発光コンポーネント２２は、発光ダイオードであるが、それに限定されない。熱消散コンポーネント２４は、本体２４１と、第１のチャンバー２４５と、第２のチャンバー２４６と、２つの経路２４８と、フィングループ２４９と、ワーキング液体２９とを有する。
【００１６】
本体２４１の一方の側（図４の下面）は、発光コンポーネント２２と熱接触している。第１のチャンバー２４５と、第２のチャンバー２４６と、２つの経路２４８とは、本体２４１内に位置されている。フィングループ２４９は、発光コンポーネント２２から離れて、本体２４２の一方の側（図４の上面）上に配置されている。２つの経路２４８は、第１のチャンバー２４５と第２のチャンバー２４６とを接続する。この実施形態において、経路２４８の数は２つであるが、本考案はこれに限定されない。他の実施形態において、経路の数は、必要であれば、調整することができる。第２のチャンバー２４６から発光コンポーネント２２への距離は、第１のチャンバー２４５から発光コンポーネント２２への距離よりも大きい。そして、ワーキング流体２９は、第１のチャンバー２４５に満たされている。この実施形態において、ワーキング液体２９は水であるが、本考案はこれに限定されない。他の実施形態において、ワーキング液体２９は、冷媒、メタノール、エタノール、ジエチルエーテール、または、熱伝導を促進できるいかなる液体であってもよい。また、この実施形態において、２つの経路２４８のそれぞれの断面積Ａ１は、第２のチャンバー２４６の断面積Ａ２よりもかなり小さくなっている。
【００１７】
第２実施形態の光モジュール２０の熱消散プロセスは、第１実施形態の光モジュール１０のそれと同様であるので、その説明を省略する。
【００１８】
また、光アッセンブリが提供される。図５は、本考案の実施形態に係る光アッセンブリを示す斜視図である。図５に示されるように、光アッセンブリ３０は、キャノピー４０と、第１実施形態の複数の光モジュール１０とを含む。光モジュール１０は、キャノピー４０の一方の側（図５の底面）に配置され、それによって、キャノピーＬＥＤデバイスを形成している。しかしながら、他の実施形態において、光アッセンブリ３０は、キャノピー４０と、第２の実施形態の複数の光モジュール２０とを含んでいてもよい。すなわち、光モジュール１０と光モジュール２０の両方がキャノピーＬＥＤデバイスに適用されてもよい。
【００１９】
要約すれば、サイクル閉ループが２つの経路の配列によって形成され、ワーキングガスだけでなく、ワーキング液体の還流が熱消散を加速する。この構造設計は、アクティブな熱消散コンポーネントを省略でき、熱消散効果を十分に改善することができる。
【００２０】
加えて、２つの経路のそれぞれの断面積は、第２のチャンバーの断面積よりもかなり小さい。その結果、それらの間に大きな圧力差が存在することになる。したがって、ワーキングガスは、高速気流のように、第２のチャンバーに流れる。それによって、熱伝導と還流とを加速している。結果として、熱消散性能は顕著に改善される。
【図１】
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【図２】
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【図３】
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【図４】
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【図５】
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