(57)【要約】  熱伝導性ワイヤ編物（１）を用いた熱交換装置及びＬＥＤ照明設備であり、該装置は、熱伝導性ワイヤで編まれた編物（１）を含み、発熱物又は吸熱物（２）が溶接、熱伝導性接着、鋳込等の方法で編物（１）に固定され、かつ、前記発熱又は吸熱物（２）と編物（１）の熱伝導性ワイヤとの間で熱を効果的に伝導することを保証し、編物（１）の熱伝導性ワイヤの放熱面により空気に対して放熱又は吸熱する。該装置は熱交換装置を大型で重い金属部材から少量の金属ワイヤの編物（１）に変更することにより、熱交換装置の重量と体積を大幅に減少させ、ＬＥＤの迅速な発展を常に制限する放熱の問題を根本的に解決する。
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【特許請求の範囲】
【請求項１】
熱伝導性ワイヤで編まれた熱伝導性編物を含み、前記熱伝導性ワイヤの直径ｄは０．０１ｍｍ≦ｄ≦２ｍｍであり、放熱又は吸熱を必要とするデバイスは溶接、熱伝導性接着又は鋳込により前記熱伝導性編物に接続されていることを特徴とする熱伝導性ワイヤ編物を用いた熱交換装置。
【請求項２】
前記熱伝導性編物は金属枠を含み、前記熱伝導性編物上の金属枠が鋳造又は溶接により形成され、放熱又は吸熱を必要とするデバイスが溶接、熱伝導性接着又は鋳込により前記熱伝導性編物の金属枠に接続されている請求項１に記載の熱伝導性ワイヤ編物を用いた熱交換装置。
【請求項３】
前記熱伝導性編物全体は、開口部を有する袋状構造であり、前記開口部にファンが設けられていることを特徴とする請求項１に記載の熱伝導性ワイヤ編物を用いた熱交換装置。
【請求項４】
前記熱伝導性編物は、空気又は他の流体が流れる管路の管路内壁に固定されており、管路壁が熱伝導性材料から構成されていることを特徴とする請求項１に記載の熱伝導性ワイヤ編物を用いた熱交換装置。
【請求項５】
前記熱伝導性編物は、空気又は他の流体が流れる管路の管路外壁に固定されており、管路壁が熱伝導性材料から構成されていることを特徴とする請求項１に記載の熱伝導性ワイヤ編物を用いた熱交換装置。
【請求項６】
前記熱伝導性編物は、それぞれ空気又は他の流体が流れる管路内壁と管路外壁に固定されており、管路壁が熱伝導性材料から構成されていることを特徴とする請求項１に記載の熱伝導性ワイヤ編物を用いた熱交換装置。
【請求項７】
前記熱伝導性編物は、溶接、熱伝導性接着又は鋳込の方法で、熱交換を必要とする第１の管路に固定されていると共に、第２の管路に囲まれていることを特徴とする請求項１に記載の熱伝導性ワイヤ編物を用いた熱交換装置。
【請求項８】
前記熱伝導性編物は、それぞれ二つの管路の管路内壁に固定され、二つの管路壁が熱伝導性材料から構成され、一体的に接続されるか又は緊密に接触していることを特徴とする請求項１に記載の熱伝導性ワイヤ編物を用いた熱交換装置。
【請求項９】
前記袋状構造の熱伝導性編物は、単層又は複数層であることを特徴とする請求項１に記載の熱伝導性ワイヤ編物を用いた熱交換装置。
【請求項１０】
請求項１〜４のいずれか一項に記載の熱伝導性ワイヤ編物を用いた熱交換装置を含むＬＥＤ照明設備であって、
前記放熱又は吸熱を必要とするデバイスはＬＥＤチップであり、前記ＬＥＤチップが前記熱伝導性編物に固定されていることを特徴とするＬＥＤ照明設備。
【請求項１１】
請求項１〜４のいずれか一項に記載の熱伝導性ワイヤ編物を用いた熱交換装置を含むＬＥＤ照明設備であって、
前記ＬＥＤチップ、ファン及び前記熱伝導性編物は、いずれも熱伝導性材料管路壁を含む換気通路内に密封され、気流がファンにより熱伝導性編物の隙間内から流れて、熱を運んでいき、その後に換気通路内において熱伝導性材料管路壁によって冷却されると共に、再循環して戻されて、熱伝導性編物とその上に固定されたＬＥＤチップを冷却することを特徴とするＬＥＤ照明設備。
【請求項１２】
その密封された換気通路は、ランプカバー、中空ランプポスト又は支持ロッドを含み、主にランプポスト又は支持ロッドを用いて放熱することを特徴とする請求項１１に記載のＬＥＤ照明設備。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、熱伝導の分野に属し、具体的には熱交換装置に関する。
【背景技術】
【０００２】
いわゆる放熱とは、常に熱を最終的には空気に放熱することをいう。対流も熱放射も物体の放熱面積に関係する。発熱デバイスのパワーの増加に伴い、放熱器の放熱面積を増加させるために、現在の放熱器は、ますます大きく、重くなっているが、効果がわずかである。特に、放熱面が増加するにつれて、発熱素子から放熱面までの距離も大幅に増加し、この距離での熱の伝導に必要な温度差も大幅に増加する。
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００３】
これにより、大パワーＬＥＤチップのようなデバイスの放熱が行き詰まっており、現在、ＬＥＤ照明の迅速な発展を阻害する重大な要因になっている。
【０００４】
熱交換の他方の面、つまり吸熱も全く同様である。
【課題を解決するための手段】
【０００５】
上記問題を効果的に解決するために、本発明は、熱伝導性ワイヤ編物を用いた熱交換装置を提供する。具体的な技術的解決手段は、次のとおりである。
【０００６】
熱伝導性ワイヤ編物を用いた熱交換装置は、熱伝導性ワイヤで編まれた熱伝導性編物を含み、前記熱伝導性ワイヤの直径ｄは０．０１ｍｍ≦ｄ≦２ｍｍであり、前記熱伝導性編物は、溶接、熱伝導性接着又は鋳込により接続された発熱物又は吸熱物を有する。
【０００７】
さらに、前記編物全体は、圧力鋳造又は溶接により形成された金属枠を含む。
【０００８】
さらに、前記熱伝導性編物全体は、開口部を有する袋状構造であり、前記開口部にファンが設けられている。
【０００９】
さらに、前記袋状構造の熱伝導性編物は、単層又は複数層である。
【００１０】
さらに、前記熱伝導性編物は、熱交換を必要とする管路の管路内壁に固定されており、管路壁が熱伝導性材料から構成されている。
【００１１】
さらに、前記熱伝導性編物は、空気又は他の流体が流れる管路の管路外壁に固定されており、管路壁が熱伝導性材料から構成されている。
【００１２】
さらに、前記熱伝導性編物は、それぞれ空気又は他の流体が流れる管路内壁と管路外壁に固定されており、管路壁が熱伝導性材料から構成されている。
【００１３】
さらに、前記熱伝導性編物は、溶接、熱伝導性接着又は鋳込の方法で熱交換を必要とする第１の管路に固定されていると共に、第２の管路に囲まれ、二つの管路の間に高度差がある。
【００１４】
さらに、前記熱伝導性編物は、それぞれ二つの管路の管路内壁に固定され、二つの管路壁が熱伝導性材料から構成され、一体的に接続されるか又は緊密に接触している。
【００１５】
ＬＥＤ照明設備は、上記熱伝導性ワイヤ編物を用いた熱交換装置を含み、前記ＬＥＤ照明設備の発熱デバイスはＬＥＤチップであり、前記ＬＥＤチップが前記熱伝導性編物に固定されている。
【００１６】
ＬＥＤ照明設備は、上記熱伝導性ワイヤ編物を用いた熱交換装置を含み、前記ＬＥＤチップ及び前記熱伝導性編物は、いずれも熱伝導性材料管路壁を含む換気通路内に密封され、気流がファンにより熱伝導性編物の隙間内から流れて、熱を運んでいき、その後に換気通路内において熱伝導性材料管路壁によって冷却されると共に、再循環して戻されて、熱伝導性編物とその上に固定されたＬＥＤチップを冷却し、このように、冷却用の空気は、換気通路内に密封されて、外界から隔絶され、汚染又は他の影響を回避する。
【００１７】
ＬＥＤ照明設備は、上記密封された換気通路を含み、その密封された換気通路は、ランプカバー、中空ランプポスト又は支持ロッドを含み、主にランプポスト又は支持ロッドを用いて放熱し、このように、冷却用の空気流はランプカバー、中空ランプポスト又は支持ロッド内に密封されて、外界から隔絶され、汚染又は他の影響を回避する。
【００１８】
いわゆる放熱とは、常に熱を最終的には空気に放熱することをいう。対流も放熱も物体の放熱面積に関連する。一本の銅ポストと一束の同一体積の銅線は、その面積が数十倍から数百倍まで差がある。したがって、発熱デバイスにより生成された熱を、最短の距離で最大の放熱面に迅速に伝導して、放熱を効果的に実現することができる。乱雑な熱伝導性ワイヤの使用と加工が困難であることを考慮すると、熱伝導性ワイヤを必要に応じて編物に編み、特に金属枠を有する場合に、更なる加工と使用が便利になり、可能になっている。
【００１９】
熱交換の他方の面、つまり吸熱も全く同様である。
【００２０】
本発明では、熱交換装置を一般的な大型で重いアルミニウムプロファイルから少量の金属ワイヤの編物に変更することにより、熱交換装置の重量と体積を大幅に減少させることができる。熱交換装置に対して、これは根本的な改革である。例えば、ＬＥＤの放熱に用いられる場合、放熱器の重量と体積は、少なくとも９０％以上減少させることにより、ＬＥＤの迅速な発展を常に制限する放熱の問題を根本的に解決することができる。
【００２１】
本発明に係る熱交換装置は、ＬＥＤチップの放熱に用いられても、様々な電子デバイスの放熱に用いられても、暖房、エアコン、冷蔵庫、給湯器等の設備の放熱と熱交換に用いられてもよい。
【図面の簡単な説明】
【００２２】
【図１】銅線編物での圧力鋳造金属枠とＬＥＤチップである。
【図２】パワー８０ワットのＬＥＤランプの構造である。
【図３】パワー４０ワットのＬＥＤランプの構造である。
【図４】請求項８に記載の熱交換装置である。
【図５】１００ＷのＬＥＤ街灯の構造概略図である。（ａ）街灯のランプポストとランプカバー及びＬＥＤランプであり、（ｂ）ランプカバーとＬＥＤランプである。
【発明を実施するための形態】
【００２３】
図中、１は熱伝導性材料編物であり、２はＬＥＤチップであり、３はファンであり、４は金属枠であり、５は第１の管路であり、６は第２の管路であり、７はランプカバーであり、８はランプポストであり、９はプラスチックチューブである。表記寸法の単位はミリメートルである。
【００２４】
本発明は、熱伝導性ワイヤで編まれた熱伝導性編物１を含み、前記熱伝導性ワイヤの直径は０．０１ミリメートルよりも大きく、２ミリメートルよりも小さいことを特徴とする熱伝導性ワイヤ編物を用いた熱交換装置を提供することを目的とする。前記熱伝導性編物１は、溶接、熱伝導性接着剤の接着、鋳込等の方法で発熱物又は吸熱物に固定され、かつ、前記発熱物又は吸熱物と熱伝導性編物１の熱伝導性ワイヤとの間で熱を効果的に伝導することを保証し、熱が熱伝導性編物１の熱伝導性ワイヤで伝導され、熱伝導性ワイヤの表面により空気又は他の流体を加熱又は冷却し、対流により放熱又は吸熱を実現する。
【００２５】
本発明に係る前記熱伝導性編物１には、鋳込又は溶接等の方法で、一定の形状構造を保持して他の加工を容易にする金属枠４を形成する。
【００２６】
本発明に係る熱交換装置は、放熱又は吸熱を必要とするデバイスが溶接、熱伝導性接着等の方法で編物又はその金属枠に固定され、かつ、前記放熱又は吸熱を必要とするデバイスと編物の熱伝導性ワイヤとの間で熱を効果的に伝導することを保証し、熱が編物の熱伝導性ワイヤで伝導され、熱伝導性ワイヤの表面により空気又は他の流体を加熱又は冷却し、対流熱交換により、最終的に前記放熱又は吸熱を必要とするデバイスに対する放熱又は吸熱を実現することを特徴とする。
【００２７】
本発明に係る熱交換装置は、前記熱伝導性ワイヤ編物が独立して又は他の材料と共に袋型構造を構成し、ファンが袋の開口部に取り付けられ、ファンが空気を袋に送り込んで、編物の隙間から吹き出すことにより、編物の熱伝導性ワイヤの放熱面が大量の空気を加熱又は冷却し、効果的な放熱又は吸熱を実現することを特徴とする。
【００２８】
本発明に係る熱交換装置は、前記熱伝導性ワイヤ編物が複数層であり、様々な構造を有し、空気が編物の熱伝導性ワイヤの間の隙間から出入りして、熱交換を実現し、袋を構成する他の材料が空気を編物の隙間から均一に吹き出すことを保証する適切な構造を有することを特徴とする。
【００２９】
本発明に係る熱交換装置は、前記編物が溶接、熱伝導性接着、鋳込等の方法で熱交換を必要とする管路外の管路壁に固定され、管路壁が熱伝導性材料から構成され、編物の金属枠が管路壁の一部となるか、又は管路壁の熱伝導性材料と緊密に接触して、前記熱交換を必要とする管路と編物の熱伝導性ワイヤとの間で熱を効果的に伝導することを保証し、熱が編物の熱伝導性ワイヤで伝導され、熱伝導性ワイヤの表面によりそれと接触する空気又は他の流体を加熱又は冷却し、対流により熱交換を実現し、最終的に管路壁と管路外の空気又は他の流体との間の熱交換を実現することを特徴とする。
【００３０】
本発明に係る熱交換装置は、前記熱伝導性ワイヤ編物が空気又は他の流体が流れる管路内の管路壁に固定され、管路壁が熱伝導性材料から構成され、編物の金属枠が管路壁の一部となるか、又は管路壁の熱伝導性材料と緊密に接触して、前記熱交換を必要とする管路と編物の熱伝導性ワイヤとの間で熱を効果的に伝導することを保証し、熱が編物の熱伝導性ワイヤで伝導され、熱伝導性ワイヤの表面によりそれと接触する空気又は他の流体を加熱又は冷却し、対流により熱交換を実現し、最終的に管路壁と管路内の空気又は他の流体との間の熱交換を実現することを特徴とする。
【００３１】
本発明に係る熱交換装置は、前記熱伝導性ワイヤ編物がそれぞれ空気又は他の流体が流れる管路内壁と管路外壁に固定され、管路壁が熱伝導性材料から構成され、管路内と管路外には、編物が管路壁の熱伝導性材料と緊密に接触するか又は管路壁の一部となる金属枠を有して、管路と編物の熱伝導性ワイヤとの間で熱を効果的に伝導することを保証し、熱が管路壁と両側の編物の熱伝導性ワイヤで伝導され、管路壁の内外には、両側の編物が熱伝導性ワイヤの表面によりそれと接触する空気又は他の流体を加熱又は冷却し、対流によりそれと接触する空気又は他の流体との熱交換を実現し、最終的に管路壁により伝導されて、管路内外の空気又は他の流体との間の熱交換を実現することを特徴とする。
【００３２】
本発明に係る熱交換装置は、前記編物が溶接、熱伝導性接着、鋳込等の方法で熱交換を必要とする管路１に固定されると共に、編物全体が他の管路２に囲まれ、管路２の出入口の間に高度差があり、空気の熱膨張と冷収縮により差圧が発生して、空気の流れを促進し、対流熱交換を実現し、管路２にはファンが取り付けられて熱交換効果を強化してもよいことを特徴とする。
【００３３】
本発明に係る熱交換装置は、前記熱伝導性ワイヤ編物がそれぞれ二つの管路の管路内壁に固定され、二つの管路壁が熱伝導性材料から構成され、一体的に接続されるか又は緊密に接触し、両側の編物の金属枠がいずれも管路壁の熱伝導性材料と緊密に接触するか、又は管路壁の一部となることにより、管路と編物の熱伝導性ワイヤとの間で熱を効果的に伝導することを保証し、熱が管路壁と両側の編物の熱伝導性ワイヤで伝導され、二つの管路壁内には、各々の編物が熱伝導性ワイヤの表面によりそれと接触する空気又は他の流体を加熱又は冷却し、対流によりそれと接触する空気又は他の流体との熱交換を実現し、最終的に管路壁により伝導されて、二つの管路内の空気又は他の流体の間の熱交換を実現することを特徴とする。
【００３４】
本発明に係る熱交換装置は、前記ＬＥＤチップ及び前記熱伝導性編物がいずれも熱伝導性材料管路壁を含む換気通路内に密封され、気流がファンにより熱伝導性編物の隙間内から流れて、熱を運んでいき、その後に換気通路内において熱伝導性材料管路壁によって冷却されると共に、再循環して戻されて、熱伝導性編物とその上に固定されたＬＥＤチップを冷却し、このように、冷却用の空気が換気通路内に密封されて、外界から隔絶され、汚染又は他の影響を回避することを特徴とする。
【００３５】
本発明に係る熱交換装置は、その密封された換気通路がランプカバー、中空ランプポスト又は支持ロッドを含み、主にランプポスト又は支持ロッドを用いて放熱し、このように、冷却用の空気がランプカバー、中空ランプポスト又は支持ロッド内に密封されて、外界から隔絶され、汚染又は他の影響を回避することを特徴とする。
【００３６】
＜実施例１＞パワー８０ワットのＬＥＤランプ
銅で編まれた一部の熱伝導性編物１において、圧力鋳造法で金属枠４を形成して、円筒を得る。円筒の一端が編みテープ又は他の材料で密封され、他端がファン３に接続されている。ＬＥＤチップ２は熱伝導性接着剤で金属枠４に接着されている。ファン３とＬＥＤチップ２をワイヤで接続して、パワー８０ワットのＬＥＤランプを得る。
【００３７】
このＬＥＤランプの長さと幅と高さの最大寸法は１００（ミリメートル）×４０（ミリメートル）×４０（ミリメートル）である。（図２参照）
【００３８】
安定動作時にＬＥＤチップの放熱面（裏面）の温度上昇は２５℃〜２８℃である。
【００３９】
＜実施例２＞４０ワットのＬＥＤランプ
銅で編まれた一部の熱伝導性編物１において、圧力鋳造法で金属枠４を形成して、円錐台筒を得る。円錐台筒の一端が編みテープで密封され、他端がファン３に接続されている。ＬＥＤチップ２は熱伝導性接着剤で金属枠４に接着されている。ファン３とＬＥＤチップ２をワイヤで接続して、パワー４０ワットのＬＥＤランプを得る。
【００４０】
このＬＥＤランプの構造を図３に示す。
【００４１】
安定動作時にＬＥＤチップの放熱面（裏面）の温度上昇は２５℃よりも小さい。
【００４２】
＜実施例３＞
第１の管状体５と第２の管状体６との間に銅で編まれた熱伝導性編物１が設けられ、空気は第１の管状体５と第２の管状体６との間の隙間を通って、熱伝導性編物１の熱エネルギーを運んでいく。安定した放熱を実現する。
【００４３】
＜実施例４＞１００ワットのＬＥＤランプ
ランプカバー、中空ランプポスト及びプラスチックチューブから、密封された換気通路を構成し、主にランプポストを用いて放熱する。ファンは空気を熱伝導性編物の隙間から吹き出して、ランプカバーを通ってランプポストに入れ、冷却後にプラスチックチューブを介してファンへ循環して戻して、循環冷却の気流を形成する。このように、冷却用の空気は、ランプカバー、中空ランプポスト内に密封されて、外界から隔絶され、室外環境の汚染又は他の影響を回避する。
【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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【国際調査報告】
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