專利名稱：具有冷卻體的照明裝置的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明涉及一種照明裝置，其具有至少一個發(fā)光二極管(LED)和至少一個用于冷卻發(fā)光二極管的冷卻體。
背景技術(shù)：
具有發(fā)光二極管的照明裝置由于效率高且制造費用降低而越來越多地使用在一般照明中。在此，發(fā)光二極管大部分以熱學方式與冷卻體有效連接，以便能夠?qū)⒃谄涔ぷ髦行纬蔁釋?dǎo)出。照明裝置的一個特別的形式在此是LED燈，LED燈是基于LED的照明裝置，這些照明裝置受制于空間約束并且因此優(yōu)選一體式地實施。LED燈通常用于代替現(xiàn)有的傳統(tǒng)燈譬如白熾燈或熒光燈，而在此情況下不必對發(fā)光體或燈座進行改變。在LED燈中因此通常設(shè)置有傳統(tǒng)的燈頭，用于連接到電源電壓上，其中為了將電源電壓轉(zhuǎn)換到LED的供給電壓通常還集成有電路。所謂的這種改型燈應(yīng)該在其外觀方面優(yōu)選很像傳統(tǒng)的白熾燈并且因此通常還具有燈泡，該燈泡包圍支承元件和發(fā)光二極管并且在其形狀方面類似于傳統(tǒng)白熾燈中已知的結(jié)構(gòu)形狀。如果要代替反射燈，則透光元件也可以僅僅由蓋板構(gòu)成，其將反射器在光出射面封閉。然而，在根據(jù)現(xiàn)有技術(shù)的照明裝置中和在此尤其在LED燈中不利的是，在LED工作中形成的熱只能不充分地導(dǎo)出。盡管采取了不同的措施將LED的熱有效地傳遞到冷卻體， 但該熱必須由冷卻體散發(fā)到環(huán)境中。同時，冷卻體要盡可能緊湊，以便能夠制造小的且由此不顯眼的照明裝置。這尤其是在改型LED燈的情況下是必要的，因為改型LED燈在外部尺寸方面應(yīng)不大于傳統(tǒng)的白熾燈。

發(fā)明內(nèi)容
因此，本發(fā)明的任務(wù)是提出一種照明裝置，其具有至少一個發(fā)光二極管(LED)和至少一個用于冷卻發(fā)光二極管的冷卻體，其中該冷卻被優(yōu)化為使得使用更小的冷卻體和/ 或降低了 LED的熱負載并且因此提高了其使用壽命和效率。該任務(wù)通過權(quán)利要求1的特征部分來解決。特別有利的擴展方案從從屬權(quán)利要求中得到。通過照明裝置的至少一個設(shè)置用于散熱的部件、尤其是冷卻體在至少一個自由的表面上至少在部分區(qū)域中具有大于0. 75、優(yōu)選大于0. 8、特別優(yōu)選大于0. 9的發(fā)射系數(shù)，改善了輻射熱通過部件即例如通過冷卻體向環(huán)境的散發(fā)，使得在相同的表面的情況下向環(huán)境散發(fā)更多的熱或在相同的散熱的情況下可以減少部件的表面。通過僅僅對部件的表面的部分區(qū)域進行涂覆的方式也可能的是，控制熱散發(fā)，即例如在不希望有高散熱的地方比其他部位發(fā)出更少的熱，以便減少對相鄰的部件的加熱或者調(diào)節(jié)在要散熱的部件中的確定的溫度分 布。
有利的是，尤其是在冷卻體中然而通常嘗試對于要散熱的部件的大部分或甚至整個表面調(diào)節(jié)根據(jù)本發(fā)明的發(fā)射系數(shù)。在本發(fā)明的一個有利的擴展方案中，照明裝置的至少一個部件至少部分地設(shè)置有涂層，該涂層具有大于0. 75、優(yōu)選大于0. 8、特別優(yōu)選大于0. 9的發(fā)射系數(shù)。涂層尤其適于調(diào)節(jié)所希望的發(fā)射系數(shù)，因為以比較簡單的手段也可以將其施加到復(fù)雜的幾何結(jié)構(gòu)上并且可以在寬的范圍中對特性進行調(diào)節(jié)。部分的涂層也可以簡單地實現(xiàn)。在本發(fā)明的另一有利的擴展方案中， 照明裝置的至少一個部件至少部分具有表面結(jié)構(gòu)，其具有大于0. 75、優(yōu)選大于0. 8、特別優(yōu)選大于0. 9的發(fā)射系數(shù)。由此，可以特別簡單地提高發(fā)射能力，其中同時實現(xiàn)了部件的位于下部的區(qū)域的理想的連接。通過照明裝置具有用于保護發(fā)光二極管的至少一個透光元件，尤其是蓋板和/或燈泡，保護發(fā)光二極管免受環(huán)境影響并且同時可以實現(xiàn)照明裝置的有利的發(fā)射特性，其方式是例如透光元件構(gòu)建為光學元件，尤其是漫射器或者透鏡。然而，由于遮蓋發(fā)光二極管而使散熱困難，所以本發(fā)明在具有透光元件的照明裝置的情況下是特別有效的。在照明裝置具有至少一個燈頭并且由此也適于用于LED燈的改型應(yīng)用時，本發(fā)明明顯是特別有利的。在這些燈中，發(fā)光二極管通常被燈頭和/或燈泡包圍，由此使熱的散發(fā)困難。這種燈作為改型解決方案在很大程度上連接到傳統(tǒng)燈的幾何結(jié)構(gòu)上，即尤其是LED 燈的燈泡和冷卻體的外部輪廓對應(yīng)于傳統(tǒng)的通用白熾燈的燈泡的形狀，由此例如冷卻體的構(gòu)型受到窄小的約束并且尤其是其大小受限。通過根據(jù)本發(fā)明的擴展方案，相對于現(xiàn)有技術(shù)可以在相同的冷卻體大小的情況下實現(xiàn)更簡單且更有效地將熱導(dǎo)出照明裝置。通過透光元件的表面具有大于0. 75、優(yōu)選大于0. 8、特別優(yōu)選大于0. 9的發(fā)射系數(shù)，透光元件也可以用于導(dǎo)出熱。此外，有利的是，透光元件和冷卻體的相鄰的區(qū)域具有相同的顏色。由此，從冷卻體至透光元件的過渡至少在照明裝置的關(guān)斷狀態(tài)中不易辨認，這尤其是在如下情況下是有利的，其中在改型燈的情況下要引起傳統(tǒng)燈的印象，特別是冷卻體設(shè)置在傳統(tǒng)的燈例如白熾燈的情況下燈泡所處的區(qū)域中。由于冷卻體和/或透光元件的顏色是白色的，所以在此使用戶強化了為傳統(tǒng)的燈的印象，例如白熾燈或熒光燈，因為在該燈類型的情況下同樣白色著色占優(yōu)勢。通過將透光元件白色著色還實現(xiàn)了漫射效果，其在點狀的LED的情況下會是有利的。此外由此在使用不同顏色的LED的情況下有利于顏色混合。此外，白色涂覆的冷卻體反射了入射到其上的光的大部分，其中這以對于一般照明所希望的白色光顏色來實現(xiàn)。由此根據(jù)LED相對于冷卻體的布置明顯提高了照明裝置的效率。特別有利的是，涂層可以借助粉末涂裝方法來施加，因為其在此為用于施加良好粘附的并且持久的涂層的簡單且成本低廉的方法。在本發(fā)明的另一構(gòu)型中，有利的是，可以借助電鍍方法施加涂層。電鍍方法同樣能夠?qū)崿F(xiàn)針對大的件數(shù)的簡單制造并且得到良好粘附的且持久的涂層。合乎目的地，涂層由聚合物材料構(gòu)成。聚合物材料通常具有良好的發(fā)射系數(shù)，可以以許多不同的顏色制造，通常耐腐蝕且電絕緣，使得在不利的環(huán)境條件下也可以使用該發(fā)光裝置。合乎目的地，涂層構(gòu)建為漆。漆是液體的或粉末狀的涂層材料，其薄薄地涂覆到對象上并且其中通過化學的或者物理的過程(例如溶劑的蒸發(fā)或組成部分彼此間的反應(yīng))構(gòu)建連續(xù)牢固膜。漆可以簡單地施加并且寬范圍地可用，例如1組分漆(Komponentenlack) 或2組分漆，通常以油漆顏料或者合成顏料的形式，使得這些特征可以根據(jù)應(yīng)用來選擇。有利的是，冷卻體至少部分由具有高導(dǎo)熱率的金屬材料形成，尤其是由基于鋁和/ 或銅和/或鎂的合金形成。由此實現(xiàn)了 LED的非常良好的導(dǎo)熱。在另一有利的擴展方案中，冷卻體至少部分由陶瓷構(gòu)成。陶瓷材料是電絕緣的，使得在LED和冷卻體之間不需要絕緣層。此外，該材料非常耐受許多環(huán)境影響譬如腐蝕或高溫，這些尤其是便利于涂覆。尤其是，氮化鋁由于高導(dǎo)熱率而良好適于作為冷卻體的材料， 然而也可以考慮使用氧化鋁、氧化鋯、碳化硅或氮化硅以及CFC材料。有利的是，透光元件由玻璃構(gòu)成，因為其提供了透光性、對環(huán)境(尤其是UV輻射) 的耐受性和良好的發(fā)射能力的良好組合。自然，還可以考慮其他有利的擴展方案。透光元件可以根據(jù)要求不僅可以是透光的而且也可以是不透明的，其中在此也可以考慮對透光元件不同地著色，以便例如改變發(fā)射的光的顏色或改變照明裝置在關(guān)斷狀態(tài)中的印象。此外，可以有利的是，透光元件由聚合物材料構(gòu)成，因為該材料可以簡單且成本低廉地制造和處理，并且不僅可以透光而且可以不透明，其中后者尤其在透光元件要用作漫射器時是有利的。同樣可以有利的是，透光元件和冷卻體具有不同的顏色，因為這例如使用戶明白在工作中可能被加熱的部件(冷卻體)和相比之下比較冷的部件(透光元件例如燈泡)之間的界限，并且這于是可以可靠地避免對熱的部件的觸碰。對于本領(lǐng)域技術(shù)人員而言，對于表面結(jié)構(gòu)或涂層的類型與對于制造相應(yīng)所需的技術(shù)一樣已知了多種變形方案。這樣，金屬冷卻體的表面可以有利地借助電鍍方法如氧化或陽極電鍍來影響，其中也可以著色。此外，當然不同的涂漆方法如噴霧涂漆或者浸浴涂漆、 熱噴霧方法、從玻璃態(tài)淀積、涂以瓷釉或濺射是可能的。材料在此可以是漆例如傳統(tǒng)的散熱器用漆，但是也可以考慮其他材料譬如陶瓷。在許多情況下，由合成材料構(gòu)成的薄的涂層可以適于滿足這些要求。


以下借助實施例詳細地闡述了本發(fā)明。附圖示出圖1示出了作為根據(jù)本發(fā)明的照明裝置的例子的LED燈，圖2示出了作為根據(jù)本發(fā)明的照明裝置的例子的另一 LED燈。
具體實施例方式圖1作為根據(jù)本發(fā)明的照明裝置1的實例示出了具有燈頭2、作為透光元件3的燈泡3和冷卻體4的LED燈1。發(fā)光二極管在此未示出，因為發(fā)光二極管在不透明的燈泡3 的內(nèi)部設(shè)置在冷卻體4的上側(cè)A。對于本領(lǐng)域技術(shù)人員而言已知的是寬范圍的具有不同功率級以及顏色的合適的發(fā)光二極管。同樣，未示出為發(fā)光二極管供電所需的電子部件，這些電子部件可被設(shè)置在燈頭中或者在冷卻體4的區(qū)域中。這些部件的實施以及集成到LED燈中對于本領(lǐng)域技術(shù)人員而言在原理上也是已知的。
LED燈1被設(shè)置為傳統(tǒng)的具有E27螺口燈頭的通用白熾燈的改型解決方案，使得燈頭2同樣被實施為E27螺口燈頭2并且燈泡3和冷卻體4構(gòu)成的整體在其形狀方面很大程度上對應(yīng)于通用白熾燈的燈泡。 冷卻體4在本實施例中由鋁形成，為了增大表面而具有許多散熱肋5，并且配備有由市面上可獲得的散熱器用漆形成的白色噴漆，該白色噴漆的發(fā)射系數(shù)為約0.91-0. 95。這樣的漆在寬范圍中并且以各種顏色可用，例如以商品名稱“Belton Spezialheizkoerperlack(貝爾通特殊散熱器用漆)”的漆。由于LED燈1的燈泡3由不透明的白色塑料構(gòu)成，所以實現(xiàn)了統(tǒng)一的外觀，其對于用戶而言尤其是即使在LED燈1不工作時也不能明顯區(qū)分是傳統(tǒng)的磨砂的白熾燈還是帶燈泡的緊湊型熒光燈。該漆顯著地提高了發(fā)射系數(shù)，該發(fā)射系數(shù)對于磨光的鋁而言通常具有小于0. 1的值，在粗化的情況下最大為0. 3-0. 4的值。由此，在被動式冷卻和功率密度為1至8W/cm3 (如在LED冷卻體中常見的那樣)的情況下將冷卻功率提高直至30%。在圖2中示出了本發(fā)明的另一實施形式。在此，也再次示出改型LED燈1，其中在該實施例中使用了 B15d型燈頭并且燈泡3具有燭光形狀。與前述實施例相比，燈泡3由玻璃制成，并且在其下部區(qū)域6中配備有根據(jù)本發(fā)明的發(fā)射能力為0. 95的涂層。由此，在燈泡3的被冷卻體4的散熱肋5包圍并且由此被加熱的區(qū)域6中，相對于未涂覆的燈泡3顯著改善了散熱。涂層借助粉末涂裝方法如施加到冷卻體4上那樣地施加到燈泡3上。借助涂層，用戶可看到在LED燈1的哪個區(qū)域中預(yù)計溫度提高，使得用戶可靠地可避免觸碰該區(qū)域。在本實施例中，涂層是銀色的，以便使用戶明白用于冷卻的功能區(qū)域。當然，還可考慮本發(fā)明的其它實施形式，尤其是可將照明裝置的構(gòu)型顯著區(qū)別于所示出的實施形式。這樣，例如可考慮如下改型LED燈，其以傳統(tǒng)的反射燈的形式來仿造并且其中冷卻體具有傳統(tǒng)燈的反射器的形狀。透光元件在這種情況下于是被實施為近似平面的蓋板。也可考慮如下實施形式在該實施形式中，照明裝置不具有LED改型燈的形狀，并且冷卻體也并不是緊鄰LED地設(shè)置，而是與這些LED僅僅以熱學方式例如通過熱管形成有效連接。根據(jù)本發(fā)明的涂層的著色同樣可以根據(jù)對照明裝置的要求來進行。這樣，尤其是在有色的透光元件中可期望與涂層有盡可能相似的顏色，或者期望有對比效果。通過具有信號作用的、被用戶與熱關(guān)聯(lián)的顏色(尤其是紅色)來表征被加熱的區(qū)域同樣可考慮作為有利的改進方案。
權(quán)利要求
1.一種照明裝置(1)，其具有至少一個發(fā)光二極管(LED)和至少一個用于冷卻所述發(fā)光二極管的冷卻體G)，其特征在于，照明裝置(1)的設(shè)置用于散熱的至少一個部件(3，4)、 尤其是冷卻體(4)在至少一個自由的表面上至少在部分區(qū)域中具有大于0. 75、優(yōu)選地大于 0. 8、特別優(yōu)選地大于0. 9的發(fā)射系數(shù)。
2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的照明裝置(1)，其特征在于，照明裝置(1)的至少一個部件 (3,4)至少部分地設(shè)置有發(fā)射系數(shù)大于0. 75、優(yōu)選大于0. 8、特別優(yōu)選大于0. 9的涂層。
3.根據(jù)權(quán)利要求1或2所述的照明裝置(1)，其特征在于，照明裝置(1)的至少一個部件(3，4)至少部分具有發(fā)射系數(shù)大于0. 75、優(yōu)選大于0. 8、特別優(yōu)選大于0. 9的表面結(jié)構(gòu)。
4.根據(jù)權(quán)利要求1至3之一所述的照明裝置(1)，其特征在于，照明裝置(1)具有用于保護發(fā)光二極管的至少一個透光元件( 、尤其是蓋板和/或燈泡(3)。
5.根據(jù)權(quán)利要求1至4之一所述的照明裝置(1)，其特征在于，照明裝置(1)具有至少一個燈頭⑵。
6.根據(jù)權(quán)利要求4或5所述的照明裝置(1)，其特征在于，所述透光元件(3)的表面至少部分地具有大于0. 75、優(yōu)選地大于0. 8、特別優(yōu)選地大于0. 9的發(fā)射系數(shù)。
7.根據(jù)權(quán)利要求4至6之一所述的照明裝置(1)，其特征在于，透光元件(3)和冷卻體 ⑷的相鄰區(qū)域(5，6)具有相同的顏色。
8.根據(jù)權(quán)利要求1至7之一所述的照明裝置(1)，其特征在于，冷卻體和/或所述透光元件的顏色是白色的。
9.根據(jù)權(quán)利要求1至8之一所述的照明裝置(1)，其特征在于，涂層能借助粉末涂裝方法來施加。
10.根據(jù)權(quán)利要求1至9之一所述的照明裝置(1)，其特征在于，涂層能借助電鍍方法來施加。
11.根據(jù)權(quán)利要求1至10之一所述的照明裝置(1)，其特征在于，涂層由聚合物材料形成。
12.根據(jù)權(quán)利要求1至11之一所述的照明裝置(1)，其特征在于，涂層被構(gòu)建為漆。
13.根據(jù)權(quán)利要求1至12之一所述的照明裝置(1)，其特征在于，冷卻體至少部分地由具有高導(dǎo)熱率的金屬材料形成、尤其是由基于鋁和/或銅和/或鎂的合金形成。
14.根據(jù)權(quán)利要求1至13之一所述的照明裝置(1)，其特征在于，冷卻體至少部分地由陶瓷材料形成。
15.根據(jù)權(quán)利要求4至14之一所述的照明裝置(1)，其特征在于，所述透光元件由玻璃形成。
全文摘要
本發(fā)明涉及一種照明裝置(1)，其具有至少一個發(fā)光二極管(LED)和至少一個用于冷卻發(fā)光二極管的冷卻體(4)。照明裝置(1)的部件(3，4)的至少一個、尤其是冷卻體(4)在至少一個自由的表面上至少在部分區(qū)域中具有大于0.75、優(yōu)選地大于0.8、特別優(yōu)選地大于0.9的發(fā)射系數(shù)。
文檔編號F21S2/00GK102159874SQ200980136741
公開日2011年8月17日 申請日期2009年8月28日 優(yōu)先權(quán)日2008年9月19日
發(fā)明者妮科爾·布賴德納塞爾, 馬庫斯·霍夫曼 申請人:奧斯蘭姆有限公司