專利名稱：一種貼面式高密度led燈芯用、帶液冷功能的燈具的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明涉及照明技術(shù)領(lǐng)域，尤其是一種采用多顆任意功率貼面LED為發(fā)光體的高 密集型燈芯專用、帶有散熱功能的燈具。
背景技術(shù)：
高密集強(qiáng)光型燈芯通過合適的光學(xué)反射器(燈罩)所制成的燈具，可廣 泛用于探 照燈、機(jī)動車前燈及街道、路橋或廣場的夜間照明燈等，目前，在制作高密集強(qiáng)光型燈具時， 多采用熱輻射的金屬鹵化物燈或高壓鈉燈的燈芯作為發(fā)光源，這些發(fā)光源的功率一般在 100 1000瓦左右，同時還必須配置自耗比較大的鎮(zhèn)流器等，這種采用金屬鹵化物燈芯或 高壓鈉燈芯作為發(fā)光源的燈具，有其光的密集性好及制造成本低等特點，但發(fā)光源的使用 壽命一般在數(shù)千小時左右，而且它的電光轉(zhuǎn)換效率低，同時這些金屬鹵化物燈芯或高壓鈉 燈芯還含有重金屬“汞”元素，不符合節(jié)能環(huán)保的要求。目前，市場上出現(xiàn)不少大功率LED燈具，這些大功率LED燈具必須要考慮散熱問 題，因為LED燈在工作過程中會產(chǎn)生熱量，特別是對于高密度LED燈芯，其在單位面積內(nèi)高 密度裝有大量的LED燈，這就容易產(chǎn)生熱聚效應(yīng)，若LED燈在這種高溫環(huán)境中工作，會影響 其發(fā)光效率和實用壽命，嚴(yán)重時還會銷毀線路控制板。為了避免上述問題的產(chǎn)生，必須要 解決熱囤積問題，而現(xiàn)有的解決方案是在燈具內(nèi)設(shè)置較大面積的金屬散熱板，然后將多顆 大功率LED按一定的間隔距離裝于金屬散熱板上進(jìn)行散熱，這種分散性分布的LED燈具的 散射角較大，故其定向照射的光照效率也相對較低，且不可避免地產(chǎn)生受照物體的多影像 (俗稱鬼影)而容易致人視角疲勞，還有就是分散性大功率LED燈具，因為不太適宜應(yīng)用各 種光學(xué)反射器(燈罩)組成各種特型燈具，故其在實用方面缺乏多樣性。特別對于以貼面LED為發(fā)光體的高密集型燈芯，它可采用任意功率的貼面LED作 為發(fā)光元件，將多顆貼面LED有序貼裝于某種形狀的金屬支架上，構(gòu)成按某種形狀發(fā)光面 體的高密集貼面LED燈芯，所成燈芯發(fā)光面體的多顆貼面LED以其“正”“負(fù)”極性分組串聯(lián) 或并聯(lián)連接，成為整個燈芯發(fā)光體的“正” “負(fù)”極引線，將所述貼面LED燈芯的饋電引線， 按其極性相應(yīng)接在合適的電源上，燈芯發(fā)光面上的各顆貼面LED燈，在一定的工作電流驅(qū) 動下發(fā)光。由于高密集陣列中的貼面LED在額定功率工作時所釋放的熱量也高度集中，如 果不采取有效的技術(shù)手段將熱量加以擴(kuò)散的話，會使燈芯工作環(huán)境惡化，導(dǎo)致燈芯工作不 穩(wěn)定和不能連續(xù)長時間安全工作，甚至發(fā)生熱損壞。

發(fā)明內(nèi)容
本發(fā)明的目的是為了克服上述現(xiàn)有技術(shù)的缺點，提供一種貼面式高密度LED燈芯 用、帶液冷功能的燈具，該燈具既可解決散熱問題、改善LED燈的工作環(huán)境溫度，又可提高 定向照射的光照效率。為實現(xiàn)上述目的，本發(fā)明提供的技術(shù)方案為一種貼面式高密度LED燈芯用、帶液 冷功能的燈具，包括有燈具外殼，燈具外殼內(nèi)設(shè)有表面貼有LED燈的燈芯支架，燈芯支架體內(nèi)和燈具外殼壁體內(nèi)都設(shè)有流道，兩處的流道接通且形成循環(huán)回路，流道內(nèi)充有液冷媒質(zhì)。在循環(huán)回路內(nèi)設(shè)有驅(qū)使液冷媒質(zhì)循環(huán)流動的微型泵。為了提高吸熱效率，在燈芯支架流道內(nèi)設(shè)有“排骨，，狀吸熱金屬葉片。采用上述技術(shù)方案后，利用燈具外殼和燈芯支架內(nèi)的液冷循環(huán)散熱系統(tǒng)，令緊貼附于該燈芯支架表面上的貼面LED的熱量，能更快更高效地被支架流道內(nèi)的液冷媒質(zhì)帶 走，再經(jīng)燈具外殼散走，故其散熱效果非常好。利用液冷媒質(zhì)作熱量載體，再借助燈具自身 的金屬外殼作為散熱體，可有效降低燈具的制造成本。


圖1是本發(fā)明環(huán)回式半圓柱發(fā)光面燈芯液冷燈具結(jié)構(gòu)原理圖之一；圖2是本發(fā)明對應(yīng)圖5環(huán)回式半圓柱發(fā)光面燈芯支架的立體結(jié)構(gòu)圖。圖3是本發(fā)明環(huán)回式全圓柱發(fā)光面液冷燈具結(jié)構(gòu)原理圖之二 ；圖4是本發(fā)明對應(yīng)圖3環(huán)回式全圓柱發(fā)光面燈芯支架的立體結(jié)構(gòu)圖；圖5是本發(fā)明燈芯支架為直流式全圓柱發(fā)光面的液冷燈具的結(jié)構(gòu)原理圖；圖6是本發(fā)明直流式全圓柱發(fā)光面燈芯支架的立體結(jié)構(gòu)具體實施例方式現(xiàn)結(jié)合附圖詳細(xì)闡述本發(fā)明本發(fā)明的實施例一本實施例的燈芯為環(huán)回式半圓柱發(fā)光面燈芯，其相應(yīng)的燈具 包括有圓柱體或正方體的金屬燈芯支架1和內(nèi)設(shè)有散熱流道21的燈具外殼2，該金屬燈芯 支架1加工有一端開口、另一端為盲端的吸熱管腔，吸熱管腔從開口端至盲端被分設(shè)成左 右流道結(jié)構(gòu)，左流道為輸入流道111，右流道為輸出流道112，兩流道在盲端處互通形成環(huán) 回通道113，輸入流道111與燈具外殼流道21的一端連接，而輸出流道112與燈具外殼流道 21的另一端連接，形成環(huán)回循環(huán)流通的通道，通道內(nèi)設(shè)有微型泵5，結(jié)構(gòu)如圖1和圖2所示， 它的工作原理為在微型泵5的驅(qū)動下，輸入流道111內(nèi)的液冷媒質(zhì)吸收了半圓柱發(fā)光面燈 芯上的LED燈7工作時傳遞給燈芯支架1的熱量后，經(jīng)環(huán)回通道113流進(jìn)輸出流道112，攜 帶熱量的液冷媒質(zhì)從輸出流道112流出，流經(jīng)第二外接管道4進(jìn)入金屬外殼流道21，利用金 屬外殼2相對較大的表面積進(jìn)行散熱，散熱變冷后的液冷媒質(zhì)通過第一外接管道3回流入 燈芯支架1的輸入流道111內(nèi)，繼續(xù)給燈芯散熱；在某些燈芯功率不大或者采用多級換熱室 的系統(tǒng)中，也可無需設(shè)置微型泵裝置，在該系統(tǒng)中，運送熱量的過程是典型的熱對流原理。本發(fā)明的實施例二 本實施例的燈芯為環(huán)回式全圓柱發(fā)光面燈芯，結(jié)構(gòu)如圖3和 圖4所示，其相應(yīng)的燈具與實施例一不同之處是，吸熱管腔從開口端至盲端被分成有內(nèi)管 腔和外管腔，內(nèi)管腔置于外管腔中央，外管腔即為輸入流道111，內(nèi)管腔即為輸出流道112， 其余結(jié)構(gòu)與實施例一樣，工作時，從燈具外殼2流進(jìn)燈芯支架1的液冷媒質(zhì)先進(jìn)入輸入流道 111再匯集進(jìn)入輸出流道112，由于輸出流道112置于輸入流道111中央，所以可以實現(xiàn)對 整個燈芯圓柱面進(jìn)行吸熱，經(jīng)環(huán)回通道113匯集到吸熱管腔中央的輸出流道112內(nèi)，然后被 送至金屬外殼流道21內(nèi)進(jìn)行散熱。本發(fā)明的實施例三如圖5和圖6所示，本燈芯為也為全圓柱發(fā)光面燈芯，其燈芯 支架的冷卻方式為直流式冷卻式，即液冷媒質(zhì)是以直流的方式流經(jīng)燈芯支架的，該燈芯支架ι體內(nèi)設(shè)有縱向貫穿支架的吸熱流道11，流道11的入口與燈具外殼散熱流道21的出口 通過第一外接管道3連接，而燈芯支架吸熱流道11的出口與燈具外殼散熱流道21的入口 通過第二外接管道4連接，從而構(gòu)成一環(huán)回循環(huán)流通的通道，通道內(nèi)設(shè)有驅(qū)使液冷媒質(zhì)流 動的微型泵5，燈芯支架吸熱流道11內(nèi)設(shè)有“排骨”狀吸熱金屬葉片6，該吸熱金屬葉片6 的存在可極大地提高液冷媒質(zhì)的吸熱效率，由多顆貼面LED 7緊貼附于燈芯支架1的圓周 柱面上而構(gòu)成全圓柱發(fā)光面的貼面LED燈芯，燈芯中高密集貼面LED 7所釋放的熱量，通過 金屬燈芯支架1及其吸熱流道11內(nèi)的金屬葉片6傳遞并進(jìn)行有效擴(kuò)散吸收，燈芯支架1及 其吸熱流道11內(nèi)的葉片6吸收的熱量，由流過所述燈芯支架吸熱流道11內(nèi)的液冷媒質(zhì)吸 收，經(jīng)第二外接管道4，進(jìn)入燈具金屬外殼散熱流道21內(nèi)，相對較大面積的金屬外殼1將液 冷媒質(zhì)從LED 7攝取到的熱量向空中散發(fā)，換熱冷卻后的液冷媒質(zhì)經(jīng)過第一外接管道3回 流至燈芯支架吸熱流道11內(nèi)，再進(jìn)行下一次的熱交換工作，從而循環(huán)不斷地為貼面LED燈 芯散熱。若要獲得更有效的換熱效果，所述的金屬外殼流道21可分級制作成相互獨立的 若干級換熱室，如圖1、圖3和圖5所示，因為各級換熱室之間是相互獨立的，即各級換熱室 的溫度也各不相同，首級換熱室的溫度較高，而末級換熱室的溫度最低，由末級換熱室回輸 給金屬燈芯支架的液冷媒質(zhì)能更有效的為燈芯散熱。
本發(fā)明與現(xiàn)有技術(shù)相比，具有以下有益效果1.本技術(shù)方案采用的金屬燈芯支架可根據(jù)需要制作成各種形狀，從而使貼附于該 支架上的貼面LED也構(gòu)成各種形狀的燈芯，使產(chǎn)品多樣化，更具實用性。2.本技術(shù)方案的LED燈芯可根據(jù)需要，制作成適合任意功率的貼面LED燈芯，故其 對貼面LED的適用性強(qiáng)。3.本技術(shù)方案所構(gòu)成的各種高密集貼面LED燈芯，配置合適的光學(xué)反射器(燈 罩)，使定向投射的受照面光效更高(即節(jié)能比率更高)，同時可有效避免受照物體的多影 像(俗稱鬼影)而導(dǎo)致視覺疲勞，提高用燈照明的舒適性。4.采用燈芯內(nèi)腔液冷循環(huán)散熱方式，令緊貼附于該燈芯金屬支架表面上的貼面 LED的熱量，能更快更高效地被燈芯支架流道內(nèi)的液冷媒質(zhì)帶走，故其散熱效果非常好，提 高貼面LED燈的使用壽命。5.通過利用液冷媒質(zhì)作熱量載體，再利用燈具自身的金屬外殼作其散熱介質(zhì)，可 有效降低燈具的制造成本。以上所述，僅是本發(fā)明的較佳實施例而已，并非對本發(fā)明作任何形式上的限制。任 何熟悉本領(lǐng)域的技術(shù)人員，在不脫離本發(fā)明技術(shù)方案范圍情況下，都可利用上述揭示的技 術(shù)內(nèi)容對本發(fā)明技術(shù)方案作出許多可能的變動和修飾，或修改為等同變化的等效實施例。 故凡是未脫離本發(fā)明技術(shù)方案的內(nèi)容，依據(jù)本發(fā)明之形狀、構(gòu)造及原理所作的等效變化，均 應(yīng)涵蓋于本發(fā)明的保護(hù)范圍內(nèi)。
權(quán)利要求
一種貼面式高密度LED燈芯用、帶液冷功能的燈具，包括有燈具外殼(2)，其特征在于燈具外殼(2)內(nèi)設(shè)有表面貼有LED燈(7)的燈芯支架(1)，燈芯支架(1)體內(nèi)和燈具外殼(2)壁體內(nèi)都設(shè)有流道(11、12)，兩處的流道接通且形成循環(huán)回路，流道(11、12)內(nèi)充有液冷媒質(zhì)。
2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的一種貼面式高密度LED燈芯用、帶液冷功能的燈具，其特征在 于在循環(huán)回路內(nèi)設(shè)有驅(qū)使液冷媒質(zhì)循環(huán)流動的微型泵(5)。
3.根據(jù)權(quán)利要求1所述的一種貼面式高密度LED燈芯用、帶液冷功能的燈具，其特征在 于在燈芯支架流道(11)內(nèi)設(shè)有“排骨”狀吸熱金屬葉片(6)。
全文摘要
本發(fā)明公開一種貼面式高密度LED燈芯用、帶液冷功能的燈具，包括有燈具外殼，燈具外殼內(nèi)設(shè)有表面貼有LED燈的燈芯支架，燈芯支架體內(nèi)和燈具外殼壁體內(nèi)都設(shè)有流道，兩處的流道接通且形成循環(huán)回路，流道內(nèi)充有液冷媒質(zhì)。在循環(huán)回路內(nèi)設(shè)有驅(qū)使液冷媒質(zhì)循環(huán)流動的微型泵。為了提高吸熱效率，在燈芯支架流道內(nèi)設(shè)有“排骨”狀吸熱金屬葉片。采用上述技術(shù)方案后，利用燈具外殼和燈芯支架內(nèi)的液冷循環(huán)散熱系統(tǒng)，令緊貼附于該燈芯支架表面上的貼面LED的熱量，能更快更高效地被支架流道內(nèi)的液冷媒質(zhì)帶走，再經(jīng)燈具外殼散走，故其散熱效果非常好。利用液冷媒質(zhì)作熱量載體，再借助燈具自身的金屬外殼作為散熱體，可有效降低燈具的制造成本。
文檔編號F21S8/00GK101839424SQ20101001951
公開日2010年9月22日 申請日期2010年1月20日 優(yōu)先權(quán)日2010年1月20日
發(fā)明者梁允生 申請人:梁允生