DE202013005254U1 - LED spotlight with water cooling system - Google Patents

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Abstract

LED-Strahler und Wasserkühlungssystem mit mindestens einer LED und einem zylinderförmigen Strahlerkörper, in dem die LED eingebaut werden, wobei der Strahlkörper mit Wasser gekühlt wird, wobei das Wasserkühlungssystem eine Wasserpumpe, einen Kühlkörper, einen Wasserbehälter und zwei Wasserschläuche hat, dadurch gekennzeichnet, dass der Strahlerkörper aus Metal besteht und eine Ummantelung hat, wobei zwischen dem Strahlkörper und der Ummantelung einer Hohlraum existiert.LED radiator and water cooling system having at least one LED and a cylindrical radiator body in which the LED are installed, wherein the radiator is cooled with water, the water cooling system having a water pump, a heat sink, a water tank and two water hoses, characterized in that the Radiator body is made of metal and has a sheath, wherein between the radiator body and the sheath exists a cavity.

Description

Technisches GebietTechnical area

Die Erfindung geht aus von einem Wasserkühlungssystem für LED-Strahler gemäß dem Oberbegriff des Anspruch 1. Es handelt sich dabei um ein Wasserkühlungssystem mit eigener Wasserpumpe und ein LED-Strahler für den Einsatz in engem geschlossenen Raum, wo das Unterbringen von Ventilatoren oder Kühlkörper nicht möglich ist.The invention is based on a water cooling system for LED spotlights according to the preamble of claim 1. It is a water cooling system with its own water pump and an LED spotlight for use in a confined space where accommodating fans or heatsinks not possible is.

Stand der TechnikState of the art

Die WO 2006/016324 offenbart eine light engine, die durch eine Flüssigkeit gekühlt wird. Die WO 2005/043619 offenbart einen geschlitzten Körper aus Graphitschaum als Wärmesenke für elektronische Geräte. Er wird für eine passive Kühlung verwendet. Die DE 20 2012 000 325 U1 offenbart ein LED Modul mit verbesserter Kühlung. Es handelt sich dabei um eine aktive Kühlung mittels Graphitschaum.The WO 2006/016324 discloses a light engine that is cooled by a liquid. The WO 2005/043619 discloses a slotted graphite foam body as a heat sink for electronic devices. It is used for passive cooling. The DE 20 2012 000 325 U1 discloses an LED module with improved cooling. It is an active cooling by means of graphite foam.

Darstellung der ErfindungPresentation of the invention

Es ist Aufgabe der vorliegenden Erfindung, eine effektive Wasserkühlung für LED-Strahler, der insbesondere in einem engen geschlossenen Raum eingesetzt wird, wo das Unterbringen von Ventilatoren oder Kühlkörper nicht möglich ist, bereit zu stellen.It is an object of the present invention, an effective water cooling for LED spotlight, which is used in particular in a confined space where the accommodation of fans or heat sink is not possible to provide.

Diese Aufgabe wird durch die kennzeichnenden Merkmale des Anspruchs 1 gelöst. Besonders vorteilhafte Ausgestaltungen finden sich in den abhängigen Ansprüchen.This object is solved by the characterizing features of claim 1. Particularly advantageous embodiments can be found in the dependent claims.

LED zeigen eine ausgeprägte Abhängigkeit des Lichtstroms von der Temperatur. Der Temperaturkoeffizient ist abhängig vom Material. Die Strahlungsleistung fällt bei den meisten LED bei einer Temperaturerhöhung um 100°C auf weniger als die Hälfte ab. Je kälter also die Umgebung ist, umso effizienter ist die LED. Dies ist ein Grund, warum bei der Entwicklung und dem Einsatz von LED besonders auf den Wärmehaushalt geachtet werden muss. Ein Wärmestau im LED-Lampenkörper muss vermieden werden.LEDs show a pronounced dependence of the luminous flux on the temperature. The temperature coefficient depends on the material. For most LEDs, the radiant power drops to less than half when the temperature rises by 100 ° C. The colder the environment, the more efficient the LED. This is one of the reasons why the development and use of LEDs must pay particular attention to the heat balance. Heat accumulation in the LED lamp body must be avoided.

Das Wasserkühlungssystem in dieser Erfindung ist eine leistungsfähige aktive Technik, um die von eingespeister elektrischer Energie beim Betrieb von LEDs freigesetzter Wärme abzuführen. Da der Übergang der Wärme auf das vorbeiströmende Wasser entscheidend für die Leistungsfähigkeit eines Wasserkühlungssystem ist, wird erfindungsgemäß eine Konstruktion des Strahlerkörpers vorgeschlagen, die eine Wasserströmung rund um den Strahlerkörper ermöglicht. Der Strahlerkörper besteht aus einem zylinderförmigen Metalkörper und einem zylinderförmigen Metalblech. Das Metalblech wird wie eine Ummantelung um den Metalkörper geschweißt (3). Das Wasser strömt durch den Hohlraum zwischen der Ummantelung und dem Strahlerkörper und führt die Wärme ab. Zwei Schläuche aus Kunststoff dienen als Wasserkanäle für Wassereingangschlauch und Wasserausgangschlauch.The water cooling system in this invention is a powerful active technique for dissipating the heat released by injected electrical energy in the operation of LEDs. Since the transfer of heat to the passing water is crucial for the performance of a water cooling system, a construction of the radiator body is proposed according to the invention, which allows a flow of water around the radiator body. The radiator body consists of a cylindrical metal body and a cylindrical metal sheet. The metal sheet is welded around the metal body like a sheath ( 3 ). The water flows through the cavity between the shell and the radiator body and dissipates the heat. Two plastic hoses serve as water channels for water inlet hose and water outlet hose.

Das Wesen der Erfindungsmeldung besteht darin, dass das Wasser als Wärmetaucher verwendet wird, das die Wärme vom LED-Strahlerkörper, der als Wärmebrücke verstanden werden kann, abführt und an den Kühlkörper abgibt. Dieses Verfahren ermöglicht den Bau eines Wasserkühlungssystems für LED-Strahler, wobei sich die Bestandteile des Systems wie Kühlkörper, Wasserpumpe und Wasserbehälter weit weg vom LED-Strahlerkörper befinden. Der LED-Strahlerkörper kann dann für einen engen geschlossenen Raum, wo das Unterbringen von Kühlkörper oder Ventilator nicht möglich ist, eingesetzt werden.The essence of the disclosure of the invention is that the water is used as a heat exchanger, which dissipates the heat from the LED radiator body, which can be understood as a thermal bridge, and delivers it to the heat sink. This method allows the construction of a water cooling system for LED spotlights, with the components of the system such as heat sink, water pump and water tank far away from the LED spotlight body. The LED spotlight body can then be used for a narrow, closed space where it is not possible to accommodate the heat sink or fan.

Wesentliche Merkmale der Erfindung in Form einer nummerierten Aufzählung sind:

  • 1. LED-Strahler und Wasserkühlungssystem mit mindestens einer LED und einem zylinderförmigen Strahlerkörper, in dem die LED eingebaut werden, wobei der Strahlkörper mit Wasser gekühlt wird, wobei das Wasserkühlungssystem eine Wasserpumpe, einen Kühlkörper, einen Wasserbehälter und zwei Wasserschläuche hat, dadurch gekennzeichnet, dass der Strahlerkörper aus Metal besteht und eine Ummantelung hat, wobei zwischen dem Strahlkörper und der Ummantelung einer Hohlraum existiert.
  • 2. LED-Strahler und Wasserkühlungssystem nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass der LED-Strahlerkörper zwei Öffnungen zum Hohlraum hat, an den die Schläuche angeschlossen sind, wobei die zwei Schläuche als Wassereingangschlauch und Wasserausgangschlauch dienen.
  • 3. LED-Strahler und Wasserkühlungssystem nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass die Ummantelung aus Metallblech gestaltet ist, wobei die Ummantelung und der Strahlerkörper zusammen geschweißt werden.
  • 4. LED-Strahler und Wasserkühlungssystem nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass der Strahlerkörper und die Ummantelung aus einem nicht metallischen aber wärmeleitfähigen Material besteht, wobei die Ummantelung und der Strahlerkörper zusammen geklebt werden.
  • 5. LED-Strahler und Wasserkühlungssystem nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass der Strahlerkörper und die Ummantelung statt aus zwei Teile mit Schweißbindung besteht nur ein Teil aus Guss ist.
  • 6. LED-Strahler und Wasserkühlungssystem nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass statt Wasser eine andere Flüssigkeit als Kühlmittel eingesetzt wird
  • 7. LED-Strahler und Wasserkühlungssystem nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass der Strahlerkörper mit einem Kamerachip ausgestattet ist um Bilder vom Einsatzraum nach außen zu übertragen.
  • 8. LED-Strahler und Wasserkühlungssystem nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass der Strahlkörper mit einem Temperatursensor ausgestattet ist um den Temperaturstand des Einsatzraum nach außen zu melden.
Essential features of the invention in the form of a numbered list are:
  • An LED radiator and water cooling system having at least one LED and a cylindrical radiator body in which the LED are installed, wherein the radiator is cooled with water, the water cooling system having a water pump, a heat sink, a water tank and two water hoses, characterized that the radiator body is made of metal and has a sheath, wherein a cavity exists between the radiator body and the sheath.
  • 2. LED radiator and water cooling system according to claim 1, characterized in that the LED radiator body has two openings to the cavity to which the hoses are connected, wherein the two hoses serve as a water inlet hose and water outlet hose.
  • 3. LED radiator and water cooling system according to claim 1, characterized in that the sheath is made of sheet metal, wherein the sheath and the radiator body are welded together.
  • 4. LED radiator and water cooling system according to claim 1, characterized in that the radiator body and the sheath of a non-metallic but thermally conductive material, wherein the sheath and the radiator body are glued together.
  • 5. LED radiator and water cooling system according to claim 1, characterized in that the radiator body and the sheath instead of two parts with weld bond consists only a part of cast iron.
  • 6. LED radiator and water cooling system according to claim 1, characterized in that instead Water another fluid is used as a coolant
  • 7. LED radiator and water cooling system according to claim 1, characterized in that the radiator body is equipped with a camera chip to transfer images from the application space to the outside.
  • 8. LED radiator and water cooling system according to claim 1, characterized in that the radiator body is equipped with a temperature sensor to report the temperature level of the application space to the outside.

Figurencharacters

Im Folgenden soll die Erfindung anhand mehrerer Ausführungsbeispiele näher erläutert werden.In the following, the invention will be explained in more detail with reference to several embodiments.

Es zeigen:Show it:

1 eine Prinzipdarstellung einer LED-Strahler mit Wasserkühlungssystem. 1 a schematic diagram of an LED spotlight with water cooling system.

2 technische Zeichnungen des LED-Strahlerkörper mit zwei Schnittzeichnungen. 2 technical drawings of the LED spotlight body with two sectional drawings.

3 LED-Strahlerkörper in zwei Teile. 3 LED spotlight body in two parts.

Beschreibung der FigurenDescription of the figures

1 zeigt einer LED-Strahler mit Wasserkühlungssystem, deren konkreter Aufbau für die Erfindung keine Rolle spielt. Hier hat der LED-Strahler zwei LEDs 1, einen zylindrischen Strahlerkörper 2 und die Ummantelung 3, die mit Strahlerkörper zusammen geschweißt wird. Der Wasserschlauch 8 dient als Wassereingang, dadurch fließt das Wasser von Wasserpumpe 7 in den Hohlraum zwischen Ummantelung 3 und Strahlerkörper 2. Das Wasser strömt durch den Hohlraum rum um den Strahlerkörper, führt die Wärme ab. Der Schlauch 4 ist der Wasserausgangschlauch, durch den fließt das warme Wasser zum Kühlkörper 5. Das abgekühlte Wasser fließt danach zurück zum Wasserbehälter 6. 1 shows an LED spotlight with water cooling system, the concrete structure for the invention is irrelevant. Here the LED spotlight has two LEDs 1 , a cylindrical radiator body 2 and the sheath 3 which is welded together with radiator body. The water hose 8th serves as a water inlet, thus the water flows from the water pump 7 in the cavity between casing 3 and radiator bodies 2 , The water flows through the cavity around the radiator body, dissipates the heat. The hose 4 is the water outlet hose through which the warm water flows to the heat sink 5 , The cooled water then flows back to the water tank 6 ,

2 zeigt die technischen Zeichnungen des LED-Strahlerkörpers mit zwei Schnittzeichnungen. Der Strahlerkörper hat rundum eine Rille, dadurch entsteht ein Hohlraum zwischen dem Körper und der Ummantelung. 2 shows the technical drawings of the LED spotlight body with two sectional drawings. The radiator body has a groove all around, thereby creating a cavity between the body and the sheath.

3 zeigt zwei Teile des Strahlerkörpers. Der zylindrische Körper und die Ummantelung. 3 shows two parts of the radiator body. The cylindrical body and the casing.

ZITATE ENTHALTEN IN DER BESCHREIBUNG QUOTES INCLUDE IN THE DESCRIPTION

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Zitierte PatentliteraturCited patent literature

  • WO 2006/016324 [0002] WO 2006/016324 [0002]
  • WO 2005/043619 [0002] WO 2005/043619 [0002]
  • DE 202012000325 U1 [0002] DE 202012000325 U1 [0002]

Claims (8)

LED-Strahler und Wasserkühlungssystem mit mindestens einer LED und einem zylinderförmigen Strahlerkörper, in dem die LED eingebaut werden, wobei der Strahlkörper mit Wasser gekühlt wird, wobei das Wasserkühlungssystem eine Wasserpumpe, einen Kühlkörper, einen Wasserbehälter und zwei Wasserschläuche hat, dadurch gekennzeichnet, dass der Strahlerkörper aus Metal besteht und eine Ummantelung hat, wobei zwischen dem Strahlkörper und der Ummantelung einer Hohlraum existiert.LED radiator and water cooling system having at least one LED and a cylindrical radiator body in which the LED are installed, wherein the radiator is cooled with water, the water cooling system having a water pump, a heat sink, a water tank and two water hoses, characterized in that the Radiator body is made of metal and has a sheath, wherein between the radiator body and the sheath exists a cavity. LED-Strahler und Wasserkühlungssystem nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass der LED-Strahlerkörper zwei Öffnungen zum Hohlraum hat, an den die Schläuche angeschlossen sind, wobei die zwei Schläuche als Wassereingangschlauch und Wasserausgangschlauch dienen.LED radiator and water cooling system according to claim 1, characterized in that the LED radiator body has two openings to the cavity to which the hoses are connected, wherein the two hoses serve as a water inlet hose and water outlet hose. LED-Strahler und Wasserkühlungssystem nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass die Ummantelung aus Metallblech gestaltet ist, wobei die Ummantelung und der Strahlerkörper zusammen geschweißt werden.LED radiator and water cooling system according to claim 1, characterized in that the sheath is made of sheet metal, wherein the sheath and the radiator body are welded together. LED-Strahler und Wasserkühlungssystem nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass der Strahlerkörper und die Ummantelung aus einem nicht metallischen aber wärmeleitfähigen Material besteht, wobei die Ummantelung und der Strahlerkörper zusammen geklebt werden.LED radiator and water cooling system according to claim 1, characterized in that the radiator body and the sheath of a non-metallic but thermally conductive material, wherein the sheath and the radiator body are glued together. LED-Strahler und Wasserkühlungssystem nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass der Strahlerkörper und die Ummantelung statt aus zwei Teile mit Schweißbindung besteht nur ein Teil aus Guss ist.LED radiator and water cooling system according to claim 1, characterized in that the radiator body and the sheath instead of two parts with welding bond is only a part of cast iron. LED-Strahler und Wasserkühlungssystem nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass statt Wasser eine andere Flüssigkeit als Kühlmittel eingesetzt wirdLED radiator and water cooling system according to claim 1, characterized in that instead of water, a different liquid is used as the coolant LED-Strahler und Wasserkühlungssystem nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass der Strahlerkörper mit einem Kamerachip ausgestattet ist um Bilder vom Einsatzraum nach außen zu übertragen.LED radiator and water cooling system according to claim 1, characterized in that the radiator body is equipped with a camera chip to transfer images from the application space to the outside. LED-Strahler und Wasserkühlungssystem nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass der Strahlkörper mit einem Temperatursensor ausgestattet ist um den Temperaturstand des Einsatzraum nach außen zu melden.LED radiator and water cooling system according to claim 1, characterized in that the radiator body is equipped with a temperature sensor to report the temperature level of the application space to the outside.
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