背景技術:
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目前網(wǎng)上有很多LED燈的圖片,各個市場里也有很多LED燈的產(chǎn)品在賣,但這些照明用的LED燈存在散熱不好的問題,各個廠家都想了很多方法來處理散熱的問題,在結構上花了很多心思,有的用了很多的五金件,還把五金件做成各種形狀,以求能夠散熱。但是效果一直都不太好,LED燈到目前為止也沒有大規(guī)模地使用。
技術實現(xiàn)要素:
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一種用水冷卻的LED燈,在制作LED燈里加入水,用水來冷卻LED的方法來實現(xiàn)降溫。
LED燈有個特點,它的發(fā)光地方LED要求溫度不要超過60攝氏度,溫度高了會影響LED發(fā)光的效率,不象白熾燈,它的發(fā)光部位溫度很高,達到2000攝氏度,它的燈絲只能用惰性氣體或真空來隔離,不能用其它材料包裹,但LED燈就不一樣了,由于發(fā)光部位溫度低可以用透明的塑料來包裹起來。這種把發(fā)光部位包裹起來的燈就可以加水作為冷卻劑,用水來冷卻它,見圖1,見圖2。
自然界里,水的比熱幾乎是最大的,水也是最通用的冷卻材料。在燈里加入水后,水即可以吸收熱量,又可以把熱量傳導給外罩,從而加速外罩向外傳熱。利用外罩來散熱,那么散熱的面積就大很多。還有有的燈在一天的時間里只使用不到八個小時,當燈在使用時,燈在向外散熱的同時,水也吸收熱量,等到不用的時候,這時水的溫度還是高于環(huán)境的溫度,燈還是會向外面散熱的,直到溫度和環(huán)境一樣了。所以這個散熱的時間就長了,比如家庭里使用的燈,當下班回來六點鐘開燈,等到十二點時關燈時,這時水的溫度可能有55攝氏度,關燈后這個水還是會散熱,等你第二天晚六點用時水的溫度就降的和環(huán)境差不多了。第二天你用燈時,一切都是從開始了,在這種情況來說,這個燈的散熱時間是24小時。
在燈里加入的水多少,是根據(jù)燈的使用情況,時間長短,使用環(huán)境,功率瓦數(shù),來計算的。加多了體積就會太大,加少了水的溫度就會超過60攝氏度。如果燈是24小時使用的,那么就是完全靠外罩來散熱了,這就會要求散熱面積要大,空氣的流速要大,產(chǎn)品設計就很夸張。為了更好地顯示本產(chǎn)品的優(yōu)點,建議在24小時照明的場合,用兩部分燈,一部分開12小時,另一部分關12小時,等12小時到了,換過來,把沒使用的開12小時,使用過12小時的關掉,等12小時后再開。
本產(chǎn)品主要分為燈頭,外罩,芯柱(導線和LED燈),軟膠塞子,見圖3,很象白熾燈。這個白熾燈不同的就是LED燈及連接的導線(直至到燈頭那里)都要用透明的材料包裹起來,不能與外面接觸到,見圖4,見圖5。不然在外罩里加水就會導通短路了。這個包裹的材料,要透明,要能很好地導熱,還要能長時間保持這個絕緣性能。燈頭部分可以做成和白熾燈一樣的。芯柱(LED燈和導線)可以浸入PMMA熔液中制作,也可以用特殊材料和其它方法制作??紤]到產(chǎn)品會用在冬季很冷的地方,外罩要求在耐低溫,就算水結冰也不能破,并且水里要加抗凍劑。在燈頭那里,要加一個軟膠塞子,這個塞子可以用注射器穿過去加水,同時也能透氣,能夠調(diào)節(jié)內(nèi)部和外部的氣壓。
產(chǎn)品優(yōu)點:
1;散熱時間長,固定的,是24小時,對于使用時間小于八小時的特別好。
2;產(chǎn)品散熱面積大,整個外面都可以散熱。
3;對沒有及時散出去的熱量,水可以吸收,待不使用時散出去。
4;LED燈做珍珠鏈式的,便于散熱。
5;在外罩和芯柱之間加的水比空氣傳熱的速率大很多。
6;燈絲在下部,下部水受熱后變輕,上面的水就沉下來,形成對流。
7;燈絲在下部,發(fā)出的光照射出去路徑短,吸熱量最小。
8;冷卻水便于取材,空調(diào)流出來的冷凝水最好。
取得這些優(yōu)點的關鍵就是要把LED及其導線包裹起來,從而與外界隔離,見圖6。只有這樣才能加水來冷卻,這是本產(chǎn)品設計的關鍵。
產(chǎn)品銷售時不用裝上水賣,客戶買到產(chǎn)品后自行加水,空調(diào)冷凝水,蒸餾水等都可以。
LED燈里的芯柱也可以和外罩連接起來,就是把LED燈放在外罩里包裹起來,外罩外面有散光的紋路,這樣,LED燈的熱量直接傳給外罩,比空間隔著空氣傳的速率大的多。功率小就用外罩散熱就可以了,功率大的再加水來冷卻,上面的水結冰了也不會影響照明,如圖7,見圖8,外罩也可以做成非圓形的,因為這樣水結冰時有膨脹的空間。
LED燈的尺寸圖如圖9.
使用說明:
在使用產(chǎn)品前,要先向外罩里加水,加水要加到指定的刻度(外罩上標有上限和下限)。這種水可以從空調(diào)冷凝水取,那水是空氣中的水遇到冷的物體凝結成的,很干凈;也可以用蒸餾水,礦泉水等。加完水后,除熱帶地區(qū),其它地方都要加抗凍劑,防止水結冰。
附圖說明:
圖1:LED燈外觀圖。
圖2:加水示意圖。
圖3:燈結構圖
圖4:LED燈及導線包裹示意圖
圖5:LED燈及導線包裹放大圖
圖6:LED燈及導線包裹要求圖
圖7:外罩和LED燈及導線包裹狀態(tài)外觀圖。
圖8:外罩和LED燈及導線包裹狀態(tài)剖面圖。。
圖9:LED燈結構2D圖。