CN102032454A - 发光二极管灯管 - Google Patents

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萧复元
吴金俊
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Abstract

本发明提出一种LED灯管，包含：一灯壳，灯壳形状为近似半圆柱型的长条体，长条体内部有一平台，而一包含LED芯片的电路板设置于平台上；多片类蝙蝠展开双翼状的一体成型的散热鳍片间隔矗立于长条体的外表上；在靠近半圆柱体的两端设有调整轴，该调整轴的圆周上设有多条齿条，以提供灯管装置于一设有相对应齿沟的灯管承载基座时，可以该调整轴的中心轴线为轴心作不同角度的旋转调整，当灯管利用调整轴调定角度后，以固定扣及螺丝锁固。此外，更有防水胶塞用以塞住中空调整轴的侧面出线孔，电源线可经由此出线孔连接LED电路板；如此灯管可紧紧啮合定位于承载基座上。本LED灯管如同传统路灯的灯泡是模组化的发光元件，易于组装及个别灯管的维修替换。

Description

发光二极管灯管
技术领域
本发明涉及一种发光二极管灯管，特别是指一种用于室外照明灯具的灯管。
背景技术
公知路灯结构，多为水银灯具或卤素灯具接合一一直立灯杆顶端弯折的一端，灯具内设置一个或一个以上的卤素灯泡或发光元件，灯具设有一反射罩反射光源以达成夜间照明的目的。
传统水银灯或卤素灯类型路灯，基本上相较于LED照明灯具而言，是一高耗能且寿命短的照明器具。
发光二极管具有光束集中的特性，但数年前LED的亮度不如目前，因此，普遍地只应用于信号灯、后车灯或是装饰灯，而拜蓝光LED的发明及其近年来跌价之赐，白光LED的应用层面更广泛，特别是在标榜节能减碳的今天，各国政府无不以政策鼓励，因此普遍地预期LED将会取代白炽灯泡而成为照明主流。LED有别于白炽灯泡的发光原理而被号称为冷阴极。它不但非常省电且只要适当的散热，它的使用寿命普遍可达数万小时，不但远远超过只有上千小时的白炽灯泡，也比省电灯泡的数千小时高出甚多。
公知发光二极管街灯灯具，多由数十颗LED阵列排成，此一体化的LED照明灯具在配光定位后，仍会有照明死角。但公知灯具本身不具有调整角度的功能。另外，整座LED灯具于维修时，须整座下架再安装，对维修工程造成莫大的不方便性。
有鉴于此，本发明提供一种模组化LED灯管，可以使用于室外灯具。
发明内容
本发明的目的是在于提供一种发光二极管灯管，以克服现有技术的缺限，形成模组化的发光元件，易于组装及个别灯管的维修替换。
为实现上述目的，本发明提出一种LED灯管，包含：一灯壳，灯壳形状为近似半圆柱型的长条体，长条体内部有一平台，而一包含LED芯片的电路板设置于平台上；多片类蝙蝠展开双翼状之一体成型的散热鳍片间隔矗立于长条体的外表上，即该多片相互平行且大小交错的散热鳍片以垂直于灯管轴线方向成型于长条体的外表上。在近似半圆柱体的两端设有调整轴，该调整轴的圆周上设有多条齿条，以提供该灯管装置于一设有相对齿沟的灯管承载基座时，可以此该调整轴的中心线为轴心作不同角度的旋转。
当灯管利用调整轴调定角度后，以固定扣及螺丝锁固，此外更有防水胶塞，用以塞住中空的调整轴的侧面出线孔，此出线孔有电源线连接LED电路板；如此可紧紧啮合定位于承载基座上。
本发明具有以下优点：
1.本发明的散热鳍片和灯管外壳两者是一体成型。
2.本发明的散热鳍片不是平行于轴线的长条形体，而是垂直竖立于近半圆柱体上，雨水与沙尘不易停留，容易被雨水冲刷干净。同时，具有较佳的热对流条件。
3.本发明的散热鳍片呈类蝙蝠展开双翼状其中心线提供热对流条件。
4.本发明的散热鳍片呈一大一小顺序排列，可提供比相等大小的散热鳍片更佳的对流环境。
5.本发明的灯管可以利用调整轴上的齿条搭配灯具的灯管承载基座上的多个齿沟，相互啮合定位，使该灯管能随意做调整角度。
6.本发明的灯管本体已被标准模组化，如同传统路灯的灯泡，维修灯具时，只需替换故障的灯管即可。
附图说明
以下附图仅旨在于对本发明做示意性说明和解释，并不限定本发明的范围。其中：
图1A为灯管、LED电路板的分解立体图。
图1B为灯管背部局部立体图。
图1C为完整灯管的立体图。
图1D为灯管侧视立体图。
图1E为散热鳍片是一大一小交错排列的示意图。
图1F为散热鳍片是一大、一中、一小错排列的示意图。
图2为灯管由调整轴方向看灯条的示意图。
主要元件标号说明：
10          灯管壳体        15    螺丝
15a、15b    螺丝孔          18    凹面平台
19          灯罩            20    齿条
25          调整轴          30    防水塞
38          斜面            40    散热鳍片
E-W         灯管轴向        80    LED电路板
16          垫圈            31    电源线
17          LED灯
具体实施方式
为了对本发明的技术特征、目的和效果有更加清楚的理解，现对照附图说明本发明的具体实施方式。
以下的说明将配合图示做说明，其中，依据本发明的一实施例，图示中的LED电路板80，仅是一例，并非用以限定本发明的专利范围。例如LED电路板80中的LED芯片的排列方式并不限于图示的一种，它可以单排多颗或多排多颗，甚至于LED芯片上可以架构透镜，都是熟悉本领域技术者可以变化的。在一较佳实施例中，则是单排，或双排，如此，可以使得灯条中每排每颗LED芯片均获得最接近的散热条件。
本发明所述的灯管壳体10和LED电路板80分解立体图如图1A所示。灯管壳体10背部呈接近半圆或小于半圆的形状拱起两呈现半圆柱体或半圆柱中空圆柱截面体。而LED电路板80，其背面(指与灯管壳体10内凹面平台18接触的一面)则是一金属板，以简化LED电路板80安装于灯壳的步骤，以螺丝15穿过LED电路板80的螺丝孔15a锁固在凹面平台18相对应的螺丝孔15b上。多个类蝙蝠展开双翼状的散热鳍片40的每一片矗立于灯管轴向E-W分布(例如灯管长边为东西向时，散热鳍片40本身为南北向，散热鳍片40的间隙d沿东西向分布)，如图1A所示。在此及往后所指”类蝙蝠展开双翼状的散热鳍片40”是指散热鳍片40外观像展开双翼的蝙蝠。请同时参考图1B的灯管背面局部图，图1B中，可看到散热鳍片40在半圆曲面上。散热鳍片40在一较佳实施例中散热鳍片40并不是每片都是等大小的。例如，它是一大散热鳍片40A、一小散热鳍片40B交错排列，(在此及以下若未特别指出散热鳍片之大小时，统称为散热鳍片40)请参考图1A，图1D及图1E。一大一小交错排列的散热鳍片40可以使得两片相邻大散热鳍片40A之间的距离不会显得拥挤。在另一实施例中，它也可以是两片相邻大散热鳍片40A之间夹着两片小散热鳍片40B于其中，在另一实施例中，它也可以是两片相邻大散热鳍片40A之间夹着一中散热鳍片40C、一小散热鳍片40B于其中，如图1F所示。上述实施例的变化是依据两相邻散热鳍片40的距离与高度而调整。亦即当散热鳍片40高且密集时，两片相邻大散热鳍片40A间的一至两小散热鳍片40B，可使得拥挤获得改善，另一好处是得到更佳的热对流。
上述垂直于灯管轴向的散热鳍片40的另一优点是提供雨水和灰尘最短的排出路径。相较于公知的灯管散热鳍片多平行于长轴向，以致于下雨时，水较会残留。另外，沙尘易堆积于散热鳍片的沟槽间。沙尘除了影响散热以外，另一缺点是沙尘遮蔽区与未遮蔽区电位差会产生电位锈蚀问题。本发明灯管散热鳍片40垂直排列可改善前述的问题。
灯管内部的凹面平台18靠近调整轴25处则设有一斜面38(斜坡凹槽面)，以容置LED电路板80的电源线31。请注意凹面平台18、斜面38和散热鳍片40为一体成型。图1C示将图1A的LED电路板80锁固于平台18后，加以灯罩19罩住后的立体图，灯罩19由螺丝15和垫圈16锁住。
散热鳍片40垂直于灯管轴向E-W分布的另一好处是在相同的体积，同样的散热鳍片40高度与间隔下，本发明所分布的散热鳍片40总面积明显高于平行于轴线者(即灯管长边为东西向时，散热鳍片亦为东西向)。较大的散热面积意味着不管是LED灯17的热源以热传导方式或热对流方式，较大的散热面积可以发挥更佳的散热效果。
以一实施例而言，散热鳍片40的厚度为0.2mm，宽50mm，间隔为2.8mm，竖立于长300mm的半圆柱灯管表面上，却比相同半圆柱表面积平行排列着厚度0.2mm，长300mm的散热鳍片间隔同为2.8mm者大数十个百分比的散热效率。
依牛顿热对流冷却定律
Q＝hA(Ts-Tf)，其中h是热对流系数，热对流系数并非是流体的物理性质，而是会受到接触表面的几何形状、流体流动现象、流体的物理性质等参数的影响。亦即，h和流体是以层流、过渡流、或漩涡流呈现有关，在此，流体是指空气。其中，漩涡流热所能提供的热传导最佳，过渡流次之。如前所述，本发明散热鳍片排列于半圆柱表面的横竖排列法，要比平面式任何一种排列法及同为形成于半圆柱体表面，但呈长条形排列法，对于户外使用的街灯环境中，夜间的冷空气可以提供街灯散热所需的更好的热对流。因此，热对流的重要性更甚于热传导，亦即如何使得通过灯管的气流可以充分的与散热鳍片回流进行热对流。本发明的上述散热鳍片40(包含大、小散热鳍片)的排列法，虽然，小散热鳍片会减少散热面积，但可使得环境气流更容易进入灯管壳体10的大、小散热鳍片40A、40B，而使得h值更胜一筹。此外，散热鳍片40呈类蝙蝠展开双翼状，更进一步提供较佳的热对流环境。特别是，如图1D所示，散热鳍片40中心线41(双翼间的身躯)较低，因此，可使灯管上方环境气流疏散到各个散热鳍片40之中而发挥热对流的效果。
根据实验结果，本发明的灯管可有效使得LED芯片温度大幅下降，特别是当有徐风的环境下，可使LED芯片温度有效降低，请参考表一的实验数据。
1.导热膏型号：    ShinEtsu X-23-7762
2.测试项目：      2-1.LED Solder Point(Tsp)
                  2-2.LED Fin Point(Tc)
3.环境温度        3-1.24～25℃
&风量：           3-2.无风状态
4.使用仪器：      4-1.Thermometer TES1314
                  4-2.DC power supply GPS-3030D
5.测试条件：      5-1.17V/1.4A/23.8W
                  5-2.LED面朝上
                  5-3.模组离桌面约3公分
实验结果
表一
Figure B2009101745716D0000071
请同时参考图1A及图2，灯管壳体10的两端都设有一调整轴25，其中一调整轴25设有第一孔(在本实施例中第一孔为矩形洞，即有圆角的矩形)，以提供LED电路板80电源线31自该第一孔伸出，而一防水塞30配合该第一孔塞住，以防止漏水。防水塞30另设有一出线孔，电源线31经由此出线孔连接至电源供应端子。另一端的调整轴25则是封闭的，调整轴25朝地的一面设有多条齿条20。调整轴25上的齿条20搭配于照明灯具(朝地的一面)的灯管支撑座或承载基座的齿沟，即可进行照明角度的调整。灯管壳体10角度一经调定后，再以固定扣及螺丝锁固。
以上所述仅为本发明示意性的具体实施方式，并非用以限定本发明的范围。任何本领域的技术人员，在不脱离本发明的构思和原则的前提下所作的等同变化与修改，均应属于本发明保护的范围。

Claims (6)

1.一种LED灯管，其特征在于，所述LED灯管包含：
一灯壳，所述灯壳为近似半圆柱型的长条体，所述长条体内有一平台；
一包含LED芯片的电路板设置于所述平台上；
多片相互平行且大小交错的散热鳍片以垂直于灯管轴线方向成型于所述长条体的外表上；
在所述近似半圆柱体的两端设有调整轴，所述调整轴的圆周上设有多条齿条，以提供所述灯管装置于一设有相对应齿沟的灯管承载基座时，以所述调整轴的中心轴线为轴心作不同角度的旋转。
2.如权利要求1的LED灯管，其特征在于，所述散热鳍片形状为类蝙蝠展开双翼状，而使得所述双翼状散热鳍片中心线较双翼低。
3.如权利要求1的LED灯管，其特征在于，所述调整轴其中之一更包含一第一孔，及用以堵住所述第一孔的所述防水胶塞设有一出线孔。
4.如权利要求1的的LED灯管，其特征在于，所述的多条齿条是成形于圆形的调整轴上，且所述齿条能定位所述灯管，并作旋转角度调整。
5.如权利要求1的的LED灯管，其特征在于，所述平台接近第一孔处设有一斜面，用以容置所述电路板的电源线经由此处而由所述防水胶塞出线孔外连接所述电源供应端子。
6.如权利要求1的的LED灯管，其特征在于，所述多片散热鳍片相互平行且大小交错是以一大一小或一大二小交错排列。
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* Cited by examiner, † Cited by third party
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WD01 Invention patent application deemed withdrawn after publication

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