CN101457918B - 液冷led灯 - Google Patents

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Abstract

本发明公开了一种液冷LED灯，包括电连接器、电源、灯座、上部的散热灯罩、LED安装基板、LED和下部的散光灯罩，所述的散光灯罩采用基本透明的材料，其特征在于至少在所述的散热灯罩内充有导热液体。本发明的液冷LED灯灯具，由于装有高性能导热液体(例如，水、导热油、盐水、乙二醇溶液、二甲烷饱和溶液等)，通过传导和对流以实现热传导，从而达到良好的散热效果。同时，装有高性能导热液体的散热灯罩可以由轻质材料制作而成，这样散热体重量轻、环保耐用、制造简单、成本低。

Description

液冷LED灯
技术领域
本发明涉及一种LED灯，具体是涉及一种用液体帮助散热的LED灯。 
背景技术
随着大功率LED技术的发展与成熟，照明用LED的性能指标日益大幅度提高。目前产业化的白光LED的光效已经达到(70-90)lm/W，远远超过普通白炽灯的光效水平，大功率LED将在照明领域得到越来越广泛的应用，人们把它誉为21世纪代替荧光灯和白炽灯的第四代照明光源。 
但是由于LED要在80摄氏度以下，才能获得很高的光效和很长的寿命，因此对LED灯的热设计要求很高。散热不畅会引起LED光衰，降低发光效率和使用寿命。为了获得很好的散热效果，同时又能替代现行的商业标准灯泡，专利(CN1605790A LED灯设备及其方法)提出了一种新的LED照明装置。(图1)。 
此照明装置的构造包括提供所需输出电压的电源变换器和具有高导热性基底的光学引擎，机械地连接到该基底上的多个LED半导体装置，固定在该基底上并且环绕该LED装置的至少一部分的外围堤，以及设置在多个LED装置上并由外围堤限制的基本上透明的聚合体密封剂。 
此照明器具散热体为具有适当高导热性和适当刚度的固体材料，来消散来自LED照明装置的其他元件的热量。例如，铝合金、铜合金黄铜、镁合金、碳聚合体、碳合成物的各种金属和/或陶瓷。散热体构造为多个稽状物，由此增加散热体表面积消散大量的热。这样的散热体重量重、金属用量多、制造复杂、成本高。 
为了解决上述问题，中国专利CN2735548公开了一种高功率LED散热结构，它包含壳体基座、散热箱、电路基板以及至少一高功率LED，所述的散热箱内封存有散热液体。由于散热箱内封的导热液体具有良好的导热性能，比固态的金属的热阻更小，目的是为了减小发热体与散热面之间的热阻。因此可以采用更小的散热面积，获得大面积的散热效果。因而，该技术方案可以在很大程度上解决了这一问题。但是，由于LED灯本身的空间非常有限，散热箱在用于封存散热液体的同时也占用了较多的内部空间，同时也增加了产品的设计和安装难度。
发明内容
为了克服现有产品的不足，本发明提供一种液冷LED灯。 
本发明解决现有发明的技术问题所采用的技术方案是： 
液冷LED灯，包括电连接器、电源、灯座、绝缘导热液体、上部的散热灯罩、LED安装基板、LED、下部的散光灯罩、中空连接支撑柱和电源线，所述的散光灯罩采用基本透明的材料，其特征在于：所述散热灯罩具有与商业标准灯泡相似的形状，并与所述的LED安装基板的周边形成密封连接；灯座、散热灯罩和LED安装基板形成的封闭体内充有绝缘导热液体，电源设置于散热灯罩上部，灯座形成的空间内，且置于绝缘导热液体之中；所述的LED设置于LED安装基板上；电源经中空连接支撑柱内部的电源线给LED供电；所述散热灯罩由轻质材料制作而成。 
本发明的液冷LED灯灯具，由于装有高性能导热液体(例如，水、导热油、盐水、乙二醇溶液、二甲烷饱和溶液等)，通过传导和对流以实现热传导，从而达到良好的散热效果。同时，装有高性能导热液体的散热灯罩可以由轻质材料制作而成，这样散热体重量轻、环保耐用、制造简单、成本低。更为重要的是，由于本发明的导热液体直接充注在散热灯罩内，因而在提高散热效果的同时又不会增加产品的体积，并且设计和安装简单，结构紧凑。 
所述的散热灯罩也可以是具有底面的杯状结构，内充有导热液体，底面与LED安装基板接触，也可是起到导热效果。 
所述的散热灯罩可以具有顶部，也可以顶部开启，通过密封垫圈与灯座底部连接。 
根据本发明，一个优选的实施方式为散热灯罩呈底端开口的形状，而散光灯罩则呈上端开口的形状，两者周边密封连接，形成一个整体结构的散热体，内充有导热液体，所述的LED安装基板置于所述的导热液体内。 
根据本发明，所述的导热液体可以是具有绝缘性能、不结冻、无腐蚀性、无可燃性、无毒性的任何溶液，如水、导热油、乙二醇溶液或二甲烷饱和溶液其中的任何一种。 
根据本发明，散热灯罩采用塑料、玻璃或金属材料。 
根据本发明，所述的散热灯罩外表面呈连续的光滑过渡的表面，如平滑的表面、波纹面等。 
根据本发明，所述的散热灯罩外呈还可以呈断续的表面，如稽状物。 
根据本发明，所述的散光灯罩采用玻璃或PMMA材料。 
附图说明
下面结合附图对本发明做进一步说明，但本发明的实施方式不限于此。 
图1为现有技术的一种LED照明装置的等比例示意图 
图2为本发明第一实施例液冷LED示意图。 
图3为本发明第二实施例液冷LED示意图。 
图4为本发明第三实施例液冷LED示意图。 
图5为本发明第四实施例液冷LED示意图。 
图6为本发明第五实施例液冷LED示意图。 
图7为本发明第六实施例液冷LED示意图。 
具体实施方案 
如图2所示，其为本发明的第一实施例，本发明实施例提供一种液冷LED照明灯，包括插接式电连接器1、LED电源2、灯座4、散热灯罩6、铝基板7、LED 8、散光灯罩9。所述的电连接器1设置于LED灯灯头的下部连接市电，其与LED电源2的输入连接，所述的散热灯罩6装有高性能导热液体，所述的LED电源2设置于散热灯罩6的隔板3上部灯座4形成空间内，所述的LED 8设置于LED铝基板7之上，所述的LED铝基板7的周边与散热灯罩6下端紧密连接，所述的LED 8置于散光灯罩9内，散光灯罩9与散热灯罩6连接。 
本发明实施例所述的电连接器1为插针式，其规格还可以为螺旋式等。 
本发明实施例所述的散热灯罩6与LED铝基板7构成封闭体，内装有高性能导热液体5。散热灯罩6由塑料或玻璃或其他轻型环保材料制作而成。在不同的实施例中，散热灯罩6基本上可制造成任何形状，并有从连续的、基本“平滑” 的表面到中断的不连续的表面(如，稽状物)的任何地方。此外，在各种应用和如下所述中，散热灯罩6可具有与商业标准灯泡相似的形状。应当理解，在本发明范围中，几乎可模拟或基本上模拟任何灯泡的形状，并且散热灯罩6可构造为任何形状并仍落在本发明的范围之内。 
例如，根据本发明的不同实施例，散热灯罩6可构造成便于热能消散的各种形状和尺寸，例如，通过增大散热灯罩6的面积。例如，如图2中所示，散热灯罩6外表面可构造为多个稽状物10，稽状物10里也装有高性能导热液体5，由此增加散热灯罩6的表面积，散热灯罩6因此可消散大量的热。各个稽状物10被这样构造以使外边缘呈现商业标准灯泡的横截面的一段，该轮廓顺次基本上与商业标准灯泡相似。 
本发明实施例所述的导热液体5为具有适当高导热性、低导电率、强流动性、发挥缓慢和适当稳定性的液体材料，来消散来自LED照明装置的其他元件的热量。例如，水、导热油、盐水、乙二醇溶液、二甲烷饱和溶液等。选择导热液体时，下列因素必须加以考虑：导热液体的热传递能力；导热液体的冰点和粘度；导热液体沸点和分解温度；导热液体的绝缘性能；导热液体腐蚀性；导热液体的可燃性、毒性、费用等。 
本发明实施例所述的LED8通过导热绝缘胶片与导热绝缘胶布与LED铝基板7紧密连接，LED铝基板7周边与散热灯罩6下端紧密连接，LED铝基板7的上表面与导热液体5接触，通过传导和对流实现传导热量。 
本发明实施例所述的发光二极管LED 7置于散光灯罩9内，所述的散光灯罩9可以是一端开口的中空半球状体或其他形状，其与散热灯罩6连接，其尺寸与散热灯罩6尺寸及液冷LED灯灯头所设计的尺寸相适应即可。散光灯罩9采用透明的材质制作而成，如玻璃或PMMA等，表面再加以喷沙、喷粉等处理，根据需要达到不同的发光效果。还可以通过调整灯罩的表面曲率来实现不同的光线强度和光照面积的需求。 
本发明实施例所述的LED灯电源2置于散热灯罩6上部，灯座形成空间内，其与高性能散热液5间有密封隔板3隔开。LED电源2经中空连接支撑柱11内的电源线12给LED供电，LED灯电源2为开关电源，其可接市电使用。 
如图3所示，其为本发明的第二实施例，本发明实施例提供一种液冷LED照明灯，包括螺口式电连接器1、LED电源2、灯座4、散热灯罩6、散光灯罩9、连接支撑柱12、LED铝基板7、导热液体5、LED 8。所述的电连接器1设置于LED灯灯头的下部连接市电，其与LED电源2的输入连接。上部的散热灯罩6和下部的散光灯罩9为一整体结构的散热体，内充有导热液体5。所述的LED电源2设置于灯座4形成空间内部，所述的LED 8设置于LED铝基板7之上，所述的LED铝基板7与LED 8整体浸润在高性能导热液体5中。 
本发明实施例所述的电连接器1为螺旋式，其规格还可以为插针式等。 
本发明实施例所述的散热灯罩6基本上可制造成任何形状，并有从连续的、基本“平滑”的表面到中断的不连续的表面(如，稽状物)的任何地方。此外，在各种应用和如下所述中，散热灯罩6可具有与商业标准灯泡相似的形状。应当理解，在本发明范围中，几乎可模拟或基本上模拟任何灯泡的形状，并且散热灯罩6可构造为任何形状并仍落在本发明的范围之内。例如，如图3中所示，散热灯罩6的轮廓基本上与商业标准灯泡相似，其外表面呈平滑的表面13。 
本发明实施例所述的导热液体5为具有适当高导热性、低导电率、强流动性、发挥缓慢和适当稳定性的液体材料，来消散来自LED照明装置的其他元件的热量。例如，水、导热油、盐水、乙二醇溶液、二甲烷饱和溶液等。选择导热液体时，下列因素必须加以考虑：导热液体的热传递能力；导热液体的冰点和粘度；导热液沸点和分解温度；导热液体的绝缘性能；导热液体腐蚀性；导热液体的可燃性、毒性、费用等。 
本发明实施例所述的LED9通过导热绝缘胶片与导热绝缘胶布与LED铝基板7紧密连接，LED铝基板7与LED9置于装有高性能导热液体5的由散热灯罩6和散光灯罩9所构造的密封的散热体内部，通过传导和对流实现传导热量。 
本发明实施例所述的发光二极管LED9置于散热体内，所述的散热体可以是一端开口的中空半球状体或其他形状，其与灯座4间设有密封垫相连接，其尺寸与灯座4尺寸及液冷LED灯灯头所设计的尺寸相适应即可。密封垫与散热体构成封闭体，其内部装有高性能导热液体5。散光灯罩9采用透明的材质或部分透明的材质9，散热灯罩6则采用金属10制作而成，因而不会影响LED 8光照范围和强度，这样进一步有利于高性能导热液体向空气中散热。所述的透明的材质 可选用玻璃或PMMA等，表面再加以喷沙、喷粉等处理，根据需要达到不同的发光效果。还可以通过调整散光灯罩9的表面曲率来实现不同的光线强度和光照面积的需求。金属和透明材质间设有密封垫相连接。 
本发明实施例所述的LED灯电源2置于灯座4形成空间内，其与高性能散热液5间有密封隔板3隔开。LED电源2经中空连接支撑柱11内的电源线12给LED供电，LED灯电源2为开关电源，其可接市电使用。 
如图4所示，其为本发明的第三实施例，本发明实施例提供一种液冷LED照明灯，包括螺口式电连接器1、LED电源2、灯座4、散热体、连接支撑住11、铝基板7、导热液体5、LED 8。所述的散热体由上部的散热灯罩6和下部的散光灯罩9密封连接构成，内充有导热液体5。 
本发明实施例所述的发光二极管LED 8置于散热体内，所述的散热体可以是一端开口的中空半球状体或其他形状，其与灯座4间设有密封垫相连接，其尺寸与灯座4尺寸及液冷LED灯灯头所设计的尺寸相适应即可。密封垫与散热体构成封闭体，其内部装有高性能导热液体5。散光灯罩9采用透明的材质制作而成，而不影响LED 8光照范围和强度的散热灯罩6外表面则采用稽状物14，这样进一步有利于高性能导热液体5向空气中散热。所述的透明材质可选用玻璃或PMMA等，表面再加以喷沙、喷粉等处理，根据需要达到不同的发光效果。还可以通过调整散光灯罩的表面曲率来实现不同的光线强度和光照面积的需求。 
本发明实施例所述的液冷LED照明灯的其余结构与前述的第二实例相同。 
如图5所示，其为本发明的第四实施例，本发明实施例提供一种液冷LED照明灯，包括插接式电连接器1、LED电源2、灯座4、散热灯罩6、铝基板7、LED 8、散光灯罩9。所述的LED电源2设置于上部灯座的导热液体内。 
本发明实施例所述的导热液体5为具有绝缘性、适当高导热性、强流动性、发挥缓慢和适当稳定性的液体材料，来消散来自LED照明装置的其他元件的热量。选择导热液体时，下列因素必须加以考虑：导热液体的热传递能力；导热液体的冰点和粘度；导热液体沸点和分解温度；导热液体的绝缘性能；导热液体腐蚀性；导热液体的可燃性、毒性、费用等。 
本发明实施例所述的LED灯电源2置于散热灯罩6上部，灯座形成空间内，置于高性能散热液5之中。LED灯8和LED灯电源2作为两个热源，通过传导和对流，可以更好的实现传导热量。 
本发明实施例所述的液冷LED照明灯的其余结构与前述的第一实例相同。 
如图6所示，其为本发明的第五实施例，本发明实施例提供一种液冷LED照明灯，包括螺口式电连接器1、LED电源2、灯座4、散热灯罩6、散光灯罩9、连接支撑柱12、LED铝基板7、导热液体5、LED 8。所述的LED电源2设置于灯座4形成空间内部，所述的LED电源2、LED铝基板7与LED 8整体浸润在高性能导热液体5中。灯座4上部通过隔板3与电连接器1隔断。 
本发明实施例所述的导热液体5为具有适当高导热性、绝缘性、强流动性、发挥缓慢和适当稳定性的液体材料，来消散来自LED照明装置的其他元件的热量。选择导热液体时，下列因素必须加以考虑：导热液体的热传递能力；导热液体的冰点和粘度；导热液沸点和分解温度；导热液体的绝缘性能；导热液体腐蚀性；导热液体的可燃性、毒性、费用等。 
本发明实施例所述的LED8通过导热绝缘胶片与导热绝缘胶布与LED铝基板7紧密连接，LED电源2、LED铝基板7与LED9置于装有高性能导热液体5的由散热灯罩6和散光灯罩9所构造的密封的散热体内部，LED灯8和LED灯电源2作为两个热源，通过传导和对流，可以更好的实现传导热量。 
本发明实施例所述的液冷LED照明灯的其余结构与前述的第二实例相同。 
如图7所示，其为本发明的第六实施例，本发明实施例提供一种液冷LED照明灯，包括插接式电连接器1、LED电源2、灯座4、散热灯罩6、连接支撑柱11、铝基板7、导热液体5、LED 8。灯座4上部通过隔板3与电连接器1隔断。所述的散热灯罩6装有高性能导热液体。所述的LED电源2设置于灯座4形成空间内部，所述的LED电源2与LED铝基板7整体浸润在高性能导热液体5中。LED灯8和LED灯电源2作为两个热源，通过传导和对流，可以更好的实现传导热量。 
本发明实施例所述的液冷LED照明灯的其余结构与前述的第三实例相同。 
本发明实施例提供的一种液冷LED灯头部分的插头、LED照明灯的散热体、LED灯罩、LED灯座的形状根据不同应用情况及要求可以有很多选择。形式和细节上的各种各样变化都落入本专利的保护范围内。 
本发明主要用途用于家庭及公共场所的室内或室外LED灯照明，既环保耐用，又整洁大方，给人以舒适和美的感觉，其具有结构紧凑、布局合理、散热性能好、成本低的特点。其造型精美，具有节能、液体散热和环保的功能结构，主体用优质塑料、玻璃制造。 
最后，还需要注意的是，以上列举的仅是本发明的具体实施例。显然，本发明不限于以上实施例，还可以有许多变形。本领域的普通技术人员能从本发明公开的内容直接导出或联想到的所有变形，均应认为是发明的保护范围。 
应该理解到的是：上述实施例只是对本发明的说明，而不是对本发明的限制，任何不超出本发明实质精神范围内的发明创造，均落入本发明的保护范围之内。 

Claims (6)

1.液冷LED灯，包括电连接器(1)、电源(2)、灯座(4)、绝缘导热液体(5)、上部的散热灯罩(6)、LED安装基板(7)、LED(8)、下部的散光灯罩(9)、中空连接支撑柱(11)和电源线(12)，所述的散光灯罩(9)采用基本透明的材料，其特征在于：所述散热灯罩(6)具有与商业标准灯泡相似的形状，并与所述的LED安装基板(7)的周边形成密封连接；灯座(4)、散热灯罩(6)和LED安装基板(7)形成的封闭体内充有绝缘导热液体(5)；电源(2)设置于散热灯罩(6)上部，灯座(4)形成的空间内，且置于绝缘导热液体(5)之中；所述的LED(8)设置于LED安装基板(7)上；电源(2)经中空连接支撑柱(11)内部的电源线(12)给LED(8)供电；所述散热灯罩(6)由轻质材料制作而成。
2.如权利要求1所述的液冷LED灯，其特征在于所述的散热灯罩(6)采用塑料、玻璃或金属材料。
3.如权利要求1所述的液冷LED灯，其特征在于所述的散热灯罩(6)外表面呈连续的光滑过渡的表面。
4.如权利要求1-3任何一项所述的液冷LED灯，其特征在于所述的散热灯罩(6)外呈平滑的表面。
5.如权利要求1-3任何一项所述的液冷LED灯，其特征在于所述的散热灯罩(6)外呈鳍状物。
6.如权利要求1-3任何一项所述的液冷LED灯，其特征在于所述的散光灯罩(9)采用玻璃或PMMA材料。
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