帶彎盤冷端的玻璃熱管led燈具的制作方法
【專利摘要】帶彎盤冷端的玻璃熱管LED燈具，包括玻璃熱管、LED、驅(qū)動電源、與外界的電氣連接界面和控制系統(tǒng)，其特征是玻璃熱管的熱端表面與LED的表面相吻合并且LED與玻璃熱管熱端傳熱連接；含有帶兩個蛇形彎曲段的冷端的U型變形管狀玻璃熱管；或者含有帶兩個等角度伸展向上的冷端的U型變形管狀玻璃熱管；或者，還包括殼體；玻璃熱管的熱端玻璃管大致彎制成一個圓角矩形沿殼體四周內(nèi)側(cè)排布；玻璃熱管的兩個冷端分別自熱端的兩端開始以圓角矩形的形式向上盤繞一圈以上。本發(fā)明帶彎盤冷端的玻璃熱管LED燈具其玻璃熱管熱端絕緣可以直接與LED傳熱連接，散熱能力強(qiáng)；盤彎向上冷端的LED燈具其高度可以只有采用拔直向上冷端的30%。
【專利說明】帶彎盤冷端的玻璃熱管LED燈具
【技術(shù)領(lǐng)域】
[0001]本發(fā)明涉及帶彎盤冷端的玻璃熱管LED燈具。LED是激光發(fā)光兩極管的英語簡稱，可以看作是本【技術(shù)領(lǐng)域】公認(rèn)的專業(yè)術(shù)語。
【背景技術(shù)】
[0002]采用重力熱管的LED燈具，其大致結(jié)構(gòu)應(yīng)該為熱管下面的熱端傳熱連接若干個LED。熱管在這里起的主要作用應(yīng)該是實(shí)現(xiàn)熱流密度變換和散熱。有關(guān)的熱流密度變換為大致從約0.5瓦/平方厘米變換為約0.06瓦/平方厘米。
[0003]考察現(xiàn)有的LED燈具，對于其中的一個長*寬為5*7毫米、總功率0.6瓦、光效21%的LED并且除發(fā)光以外的能量全部通過表面?zhèn)鲗?dǎo)進(jìn)入環(huán)境、LED全部表面積取I厘米2(0.5*0.7*2+0.1.25* (7+5+7+5))，其散熱負(fù)荷的熱流密度為 0.6* (1-0.21)/1=0.474 瓦/厘米2。如果不采用散熱器，LED的表面溫度會超過100°C。
[0004]又，對于一個散熱負(fù)荷為10瓦的帶散熱器的LED,以其散熱器表面的散熱面積200平立方厘米計(jì)，則其散熱功率密度為0.05瓦/厘米2。作為對照參考:太陽光曝射的峰值強(qiáng)度約為I千瓦/ m2合0.1瓦/厘米2。一個表面積170厘米2的25瓦白熾燈燈泡，由于玻璃泡殼對紅外線的阻擋和吸收作用，使得玻璃泡殼表面的溫度明顯上升。這里，取通過玻璃泡殼的散熱功率10瓦，則其通過玻璃泡殼傳導(dǎo)的散熱功率密度為10/170~0.0588瓦/厘米2。
[0005]物體散熱功率與散熱表面溫升的計(jì)算公式為:
Q=K* A T*S.........`...S
式I中Q為散熱功率,量綱為瓦；K為從玻璃熱管冷端表面到空氣的傳熱系數(shù)，量綱為瓦/ (°C *m2) ; AT為空氣受熱的升溫，量綱為K或者。C 4為與空氣接觸的玻璃熱管冷端的面積，量綱為平方米。
[0006]將Q=10，K=23瓦/ ( V * m2)，S=0.02 m2代入；得所述散熱模型的溫升AT ^ 21.74°C。當(dāng)S=0.017 m2時(shí)得到溫升AT ^ 25.58°C。這里所有的散熱負(fù)荷都以幾乎平均的溫度通過與空氣換熱進(jìn)入環(huán)境。實(shí)際上，傳熱系數(shù)K的數(shù)值還與表面狀態(tài)包括清潔狀態(tài)和發(fā)射率有關(guān)。
[0007]對于LED燈具，其從LED到空氣的散熱途徑遠(yuǎn)比白熾燈復(fù)雜。將LED燈具散熱器表面相對環(huán)境溫度30°C的溫升值取21.74°C，并取LED與熱管熱端之間導(dǎo)熱材料的溫度降2°C、熱管熱端管壁的溫度降2°C、從熱管熱端到冷端兩相流換熱的溫度降忽略不計(jì)、熱管冷端管壁的溫度降1°C，則可知所述LED的表面溫度將達(dá)到30+21.74+1+2+2=56.74°C。鑒于LED的表面溫度隨環(huán)境溫度和其本身熱流密度變化而變化。當(dāng)設(shè)定環(huán)境溫度的最高值為30°C、傳熱系數(shù)設(shè)定為23以及LED的最高溫度為64°C時(shí)，每瓦散熱功率需要的玻璃熱管冷端面積至少為15平方厘米；相應(yīng)的熱流密度為0.0667瓦/厘米2。在此工況下，LEDlO萬小時(shí)的光衰可望低于20% ;而現(xiàn)有少數(shù)劣質(zhì)LED燈具僅僅一個夏季光衰就會達(dá)到50%以上。
[0008]中國專利2008200495178公開了一種大功率熱管LED照明裝置，包括有LED、基座、熱管，以及設(shè)置有散熱裝置，基座的一側(cè)設(shè)置有一個或者一個以上的LED，熱管的一端即熱端與所述的基座相連接、另一端即冷端與所述的散熱裝置相連接。熱管與基座之間直接焊接或者填充導(dǎo)熱硅脂而不用其他中間傳熱介質(zhì)，熱阻相對較小，熱量傳遞效率高。具有結(jié)構(gòu)簡單，散熱效果好，工作可靠的特點(diǎn)。但其采用基座傳熱連接LED需要設(shè)置電氣絕緣層實(shí)現(xiàn)電氣隔離；其在金屬熱管冷端配置散熱翅板作為與空氣的換熱界面，由于熱管冷端與散熱翅板之間也有溫度降，并且散熱翅板的表面溫度不均勻，因而增加了散熱環(huán)節(jié)和與空氣的換熱熱阻；散熱片產(chǎn)生成本并且不容易清潔；金屬熱管熱端與LED之間需要耐壓較高的絕緣層，絕緣層本身存在熱阻。LED表面因?yàn)闊崃髅芏却?，同樣的熱阻，溫度降會大許多。由于LED對溫度敏感，溫度超過65°C LED會較快衰退。因此，削減傳熱環(huán)節(jié)和減小傳熱環(huán)節(jié)的熱阻就具有重要意義。

【發(fā)明內(nèi)容】

[0009]本發(fā)明的目的是要提供帶彎盤冷端的玻璃熱管LED燈具。
[0010]本發(fā)明實(shí)現(xiàn)其目的的技術(shù)方案:制造一個帶彎盤冷端的玻璃熱管LED燈具，包括玻璃熱管、LED、驅(qū)動電源、與外界的電氣連接界面和控制系統(tǒng)，玻璃熱管包括玻璃管殼、排氣管、工質(zhì)和吸液芯網(wǎng)；玻璃熱管冷端制有或者不制有折褶；與外界的電氣連接界面包括兩芯電線或者燈泡螺口連接件；當(dāng)所述LED色彩或者色溫為恒定時(shí)，組成所述色彩或者色溫的多個LED包括三基色LED與外界可以只用一組兩根導(dǎo)線實(shí)現(xiàn)與外界的電氣連接；當(dāng)所述LED色彩或者色溫為可調(diào)節(jié)時(shí)，組成所述色彩或者色溫的多個LED包括三基色LED與外界各自分別采用一組兩根導(dǎo)線實(shí)現(xiàn)與外界的電氣連接。玻璃熱管管殼各部分無縫融封密封連接為一體；帶兩個蛇形彎曲段的冷端的U型變形管狀玻璃熱管的熱端與LED傳熱連接；每個熱端傳熱連接一個以上LED ;所有的LED按照散熱負(fù)載均分布置于玻璃熱管熱端；或者，帶兩個等角度伸展向上的冷端的U型變形管狀玻璃熱管的熱端與LED傳熱連接；每個熱端傳熱連接一個以上LED ;所有的LED按照散熱負(fù)載均分布置于玻璃熱管熱端；或者，還包括殼體；玻璃熱管的熱端玻璃管大致彎制成一個圓角矩形沿殼體四周內(nèi)側(cè)排布并與各LED傳熱連接；玻璃熱管的兩個冷端分別自熱端的兩端開始以圓角矩形的形式向上盤繞一圈以上。
[0011]還可以令所述控制系統(tǒng)包括主控電路、存儲器、人機(jī)界面及其接口電路、三基色LED的三個驅(qū)動電源控制器及其接口電路和軟件包括應(yīng)用程序；所述主控電路、存儲器、人機(jī)界面接口電路和三基色LED的三個驅(qū)動電源控制器接口電路通過總線信號連接。
[0012]本發(fā)明的有益效果:本發(fā)明帶彎盤冷端的玻璃熱管LED燈具其玻璃熱管熱端絕緣可以直接與LED傳熱連接，在以玻璃熱管冷端直接散熱的情況下，其從LED到環(huán)境的傳熱途徑最短僅僅包括LED與玻璃熱管之間的傳熱膠或者彈性導(dǎo)熱膜和玻璃熱管。實(shí)際效果為:在熱管散熱器甚至是散熱器造價(jià)平均降低50至70%前提下，光衰20%的使用年限從現(xiàn)有熱管散熱器或者鑄鋁散熱器產(chǎn)品的平均2至3年延長至7年以上。鑄鋁散熱器涉及的有色金屬澆鑄為重大污染源；而玻璃熱管的加工可以只涉及燃?xì)饣痤^，其環(huán)境負(fù)荷微不足道。并且由于玻璃熱管LED燈具的使用年限長3倍、玻璃熱管散熱器生產(chǎn)過程中碳排放少，環(huán)境效益明顯。具有大比表面積的玻璃熱管冷端包括在玻璃熱管冷端制作折褶可以大幅度增加散熱面積進(jìn)一步降低LED的溫度并且造價(jià)增加極少。玻璃性能穩(wěn)定耐候性極強(qiáng)氣密性好，與金屬熱管相比使用壽命成倍提高。采用高透明玻璃制造熱管可以帶來或者保持一些全新的視覺體驗(yàn)包括獲得水晶吊燈般的光效。
[0013]本發(fā)明帶彎盤冷端的玻璃熱管LED燈具不采用散熱片只依靠玻璃熱管冷端散熱與采用散熱片的熱管LED燈具相比具有表面容易清潔的優(yōu)點(diǎn)。在玻璃熱管管壁凃制二氧化鈦光觸媒涂層，可以利用燈具的光線持續(xù)分解與所述二氧化鈦涂層接觸的有機(jī)物污垢，起到自動清潔的效果；尤其是采用高透明玻璃制造熱管，可以令光線經(jīng)過反射透射更多地到達(dá)燈具的全部表面進(jìn)行自動清潔。
[0014]玻璃熱管輕、耐腐蝕、與工質(zhì)相容性好、管壁放氣90%以上為與工質(zhì)特性一致或者無害的水蒸汽、可以一次吹制成最終形狀包括形成冷端表面的折褶。
【專利附圖】

【附圖說明】
[0015]下面結(jié)合附圖和實(shí)施例對本發(fā)明進(jìn)一步說明。
[0016]圖1是一個帶兩個蛇形彎曲向上冷端的U型變形管狀玻璃熱管LED燈具的玻璃熱管展開圖。
[0017]圖2是一個帶兩個蛇形彎曲向上冷端的U型變形管狀玻璃熱管LED燈具的俯視結(jié)構(gòu)示意圖。
[0018]圖3是一個帶兩個等角度傾斜向上冷端的U型變形管狀玻璃熱管LED燈具的玻璃熱管展開圖。
[0019]圖4是一個帶兩個等角度傾斜向上冷端的U型變形管狀玻璃熱管LED燈具的俯視結(jié)構(gòu)示意圖。
[0020]圖5是一個LED吸頂燈的復(fù)合結(jié)構(gòu)示意圖，上部為上視圖；下部為正視圖。
[0021]圖6是一個玻璃熱管LED燈具控制系統(tǒng)的總線框圖。
[0022]圖中1.玻璃熱管；2.LED ；3.驅(qū)動電源；4.與外界的電氣連接界面；5.控制系統(tǒng)；
6.冷端；7.熱端；8.殼體；61.主控電路；62.存儲器；63.人機(jī)界面接口電路；64.三基色LED的三個驅(qū)動電源控制器接口電路；67.總線。
【具體實(shí)施方式】
[0023]圖1和圖2共同給出本發(fā)明第一個實(shí)施例。
[0024]圖1和圖2共同給出本發(fā)明第一個實(shí)施例。
[0025]圖1和圖2中，帶彎盤冷端的玻璃熱管LED燈具包括玻璃熱管1、LED2、驅(qū)動電源3、與外界的電氣連接界面4和控制系統(tǒng)5。帶兩個蛇形彎曲段的冷端6的U型變形管狀玻璃熱管I的熱端7與LED2傳熱連接。里層的熱管冷端6窄一些用淺色表示。外層的熱管冷端6寬一些用深色表示。每個熱端7可以傳熱連接一個以上LED2。所有的LED2按照散熱負(fù)載均分布置于玻璃熱管I熱端7。
[0026]圖1中的4個帶兩個蛇形彎曲段的冷端6的U型變形管狀玻璃熱管I對稱布置形成一個筒形體，即每個帶兩個蛇形彎曲段的冷端6的U型變形管狀玻璃熱管I各占據(jù)所述筒形體約四分之一圓周角，這在圖2俯視結(jié)構(gòu)示意圖中能更直觀地看到。
[0027]同樣，還可以令圖1和圖2實(shí)施例中的帶兩個蛇形彎曲段的冷端6的U型變形管狀玻璃熱管I各占據(jù)所述筒形體約二分之一或者三分之一或者五分之一或者六分之一圓周角。
[0028]采用蛇形彎曲向上的冷端6的LED燈具其高度可以只有采用拔直向上冷端的30%。
[0029]圖1和圖2實(shí)施例的玻璃熱管LED燈具也可以只使用單個玻璃熱管I并將其熱端7延長至接近一個圓圈，在玻璃熱管I熱端7上布置多個LED2。
[0030]圖3和圖4共同給出本發(fā)明第二個實(shí)施例。
[0031]圖3和圖4中，帶彎盤冷端的玻璃熱管LED燈具包括玻璃熱管1、LED2、驅(qū)動電源
3、與外界的電氣連接界面4和控制系統(tǒng)5。帶兩個等角度伸展向上的冷端6的U型變形管狀玻璃熱管I的熱端7與LED2傳熱連接。里層的熱管冷端6用淺色表示。外層的熱管冷端6用深色表示。每個熱端7可以傳熱連接一個以上LED2。所有的LED2按照散熱負(fù)載均分布置于玻璃熱管I熱端7。采用等角度傾斜向上冷端6的LED燈具其高度可以只有采用拔直向上冷端的30%。
[0032]還可以將圖3和圖4實(shí)施例中的帶兩個蛇形彎曲段的冷端6的U型變形管狀玻璃熱管I的數(shù)目擴(kuò)大為多個并令其按照其自身筒形體均勻間隔相互嵌套布置各占據(jù)所述自身筒形體約二分之一或者三分之一或者四分之一或者五分之一圓周角。
[0033]圖1、2和圖3、4兩實(shí)施例的玻璃熱管LED燈具適合制作LED無影燈。無影燈需要不斷變換其空間狀態(tài)。采用多個U型變形管狀玻璃熱管即使在無影燈光照面作正負(fù)29度傾斜時(shí)，仍能確保其冷端的工質(zhì)正?；亓?。采用彎曲玻璃管制造玻璃熱管適合大批量生產(chǎn)并且成品率高。部分熱管或者LED損壞整機(jī)仍能工作。
[0034]圖3和4實(shí)施例的玻璃熱管LED燈具還可以將其熱管熱端7拉長至接近一個圓圈并在熱端7上布置多個LED2。
[0035]圖5給出本發(fā)明第三個實(shí)施例。
[0036]圖5中，帶彎盤冷端的玻璃熱管LED燈具包括玻璃熱管1、LED2、驅(qū)動電源3和殼體8。玻璃熱管I的熱端7玻璃管大致彎制成一個圓角矩形沿殼體45四周內(nèi)側(cè)排布并與各LED2傳熱連接。玻璃熱管I的兩個冷端6分別自熱端7的兩端開始以圓角矩形的形式向上盤繞一圈多。冷端6在兩個視圖中分別以較粗的實(shí)線和虛線及較細(xì)的實(shí)線和虛線表示。圖5實(shí)施例的成品，LED燈具功率40瓦，其高度可以僅僅35毫米，其重量從同樣規(guī)格鑄鋁散熱器燈具的3.2千克減輕為0.9千克；散熱能力還有大幅度提高。
[0037]圖6給出本發(fā)明第四個實(shí)施例。
[0038]圖6中，玻璃熱管LED燈具控制系統(tǒng)包括主控電路61、存儲器62、人機(jī)界面及其接口電路63、三基色LED的三個驅(qū)動電源控制器及其接口電路64和軟件包括應(yīng)用程序。所述主控電路61、存儲器62、人機(jī)界面接口電路63、三基色LED的三個驅(qū)動電源控制器接口電路64通過總線67信號連接。圖6實(shí)施例的人機(jī)界面包括一個觸摸器件。所述觸摸器件包括帶有各種底色的觸摸屏。
[0039]可以通過軟件包括應(yīng)用程序使所述LED燈具的狀態(tài)根據(jù)用戶觸摸觸摸屏部位的變化而變化，譬如用戶觸摸觸摸屏上的紅色，LED就發(fā)出紅色的光。
【權(quán)利要求】
1.帶彎盤冷端的玻璃熱管LED燈具，包括玻璃熱管、LED、驅(qū)動電源、與外界的電氣連接界面和控制系統(tǒng)，玻璃熱管包括玻璃管殼、排氣管、工質(zhì)和吸液芯網(wǎng)；玻璃熱管冷端制有或者不制有折褶；與外界的電氣連接界面包括兩芯電線或者燈泡螺口連接件；當(dāng)所述LED色彩或者色溫為恒定時(shí)，組成所述色彩或者色溫的多個LED包括三基色LED與外界可以只用一組兩根導(dǎo)線實(shí)現(xiàn)與外界的電氣連接；當(dāng)所述LED色彩或者色溫為可調(diào)節(jié)時(shí)，組成所述色彩或者色溫的多個LED包括三基色LED與外界各自分別采用一組兩根導(dǎo)線實(shí)現(xiàn)與外界的電氣連接，其特征是玻璃熱管管殼各部分無縫融封密封連接為一體；帶兩個蛇形彎曲段的冷端的U型變形管狀玻璃熱管的熱端與LED傳熱連接；每個熱端傳熱連接一個以上LED ;所有的LED按照散熱負(fù)載均分布置于玻璃熱管熱端；或者，帶兩個等角度伸展向上的冷端的U型變形管狀玻璃熱管的熱端與LED傳熱連接；每個熱端傳熱連接一個以上LED ;所有的LED按照散熱負(fù)載均分布置于玻璃熱管熱端；或者，還包括殼體；玻璃熱管的熱端玻璃管大致彎制成一個圓角矩形沿殼體四周內(nèi)側(cè)排布并與各LED傳熱連接；玻璃熱管的兩個冷端分別自熱端的兩端開始以圓角矩形的形式向上盤繞一圈以上。
2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的旁接分支冷端的玻璃熱管LED燈具，其特征是所述控制系統(tǒng)包括主控電路、存儲器、人機(jī)界面及其接口電路、三基色LED的三個驅(qū)動電源控制器及其接口電路和軟件包括應(yīng)用程序；所述主控電路、存儲器、人機(jī)界面接口電路和三基色LED的三個驅(qū)動電源控制器接口電路通過總線信號連接。
【文檔編號】F21S2/00GK103759157SQ201410042342
【公開日】2014年4月30日 申請日期:2014年1月28日 優(yōu)先權(quán)日:2014年1月28日
【發(fā)明者】施國樑 申請人:海寧伊滿閣太陽能科技有限公司