[发明专利]液冷式LED照明装置

说明书

本申请基于专利法实施细则第42条提出，是申请日为2010年3月26日、申请号为201010196175.6的发明专利申请“液冷式LED照明装置”的分案申请。

技术领域

本发明涉及采用了通过冷却液对光源单元和控制单元进行强制冷却的方式的液冷式LED照明装置。另外，本发明涉及对光源单元进行强制液冷，并对收容该光源单元的外壳进行强制风冷的液冷式LED照明装置。而且，本发明还涉及具有用于对光源单元进行冷却的液冷系统和风冷单元的混合型的冷却式LED照明装置。

背景技术

近年来，作为车辆用前照灯及室外照明灯等照明装置，已从将汞灯、氙气灯或钠光灯等大光量灯作为光源发展到将长寿命、低功耗的半导体发光装置(例如LED)作为光源。因此，对于将发光二极管（LED）作为光源的LED照明装置，希望实现更高的输出化。

另外，目前普及的氙气灯的输出大多为200W～2000W左右，而向取而代之的LED照明装置接入的功率也有不断增加的趋势。最近还开发出了向单个LED照明装置接入的功率超过200W的设备。

随着这种LED照明装置的大功率化，LED光源单元的发热量也在增加。对于因温度上升而导致光转换效率降低且寿命变短的LED光源而言，通过进一步降低温度来进行稳定的驱动的冷却构造成为重要的开发课题。作为该冷却构造，例如在日本特开2002﹣299700号中提出了如下结构：通过金属制的散热罩将LED安装基板押压固定在金属制的散热固定板上，并且，将固定着该LED安装基板的散热固定板配置在由透光罩和树脂壳形成的密闭空间内，在散热固定板上形成有多个散热片（fin）。在该结构中，LED光源产生的热量经由LED安装基板向散热固定板传递，并且还经由散热罩向散热固定板传递。然后，传递至该散热固定板的热量从散热片经过树脂壳而释放到大气中，由此将LED光源冷却。

此外，在日本特开2003-047914号中，公开了一种照明装置，其具有：作为光源的LED；能够对该LED进行风冷或液冷的散热部（heatsink）；施加用于使LED发光的电流的发光电路；液滴传感器，其检测照明装置位于水中的情况。这里，在液滴传感器检测为该照明装置没有位于水中的情况下，限制发光电路向LED提供的电流，防止LED过热。另一方面，在检测到该照明装置位于水中的情况下，发光电路向LED提供高电流，提高LED的发光亮度。

另外，在日本特表2007-537490号中，提出了使用散热部的风冷系统以及并用风冷系统和液冷系统的冷却系统。

但是，对于日本特开2002-299700号提出的自然散热结构，无法期待很高的冷却效果，在应对更高的输出化的方面，存在极限。

另外，对于日本特开2003-047914号提出的结构，只有在照明装置位于水中时，才向LED提供高电流。因此，在照明装置没有位于水中时，不得不依靠自然冷却来进行散热，因此存在不能向LED提供高电流的问题。

此外，对于LED照明装置而言，必须具有用于对光源单元进行点亮控制的控制单元。由于设置在该控制单元中的各种电子部件也会发热，因此，为了实现该LED照明装置的高输出化，控制单元与光源单元同样，也需要冷却。

而且，对于收容作为热源的光源单元以及对光源单元进行点亮控制的控制单元的外壳，虽然其是由PC等的树脂、铝等的金属构成的，但是，为了实现其耐久性等的提高，该外壳也需要进行冷却。

但是，在过去的照明装置中，实际情况是，外壳只是通过自然散热来进行冷却，而从未采用过对外壳进行强制冷却以抑制其温度上升的结构。

另外，为了使用LED作为规定的照明灯来形成合适的配光图案，在LED的前面，设置了透镜。另外，在用于室外照明灯等的情况下，在LED前面设置了透明罩以防止LED受到污染。在这样的情况下，在LED与LED前面的罩等之间，存在与外部隔离的灯室空间。当LED点亮时，与点亮相伴的温度上升会导致灯室空间中的气压上升。因此，为了实现该LED照明装置的高输出化，还需要减小灯室空间中的压力上升。

另外，在具有液冷系统的LED照明装置中，作为光源的LED基本不会发生故障，故障主要发生在具有循环泵、风扇等工作部的液冷系统中。而且，在液冷系统发生故障的情况下，即使具有风冷系统，也无法完全防止LED过热，因此，必须将LED照明装置熄灭。因此，存在这样的问题：例如在加油站、化学厂等伴随危险作业的场所，因故障引起的熄灯将导致很严重的后果。

发明内容