CN102937245A - 一种液体传热的led灯具 - Google Patents

Abstract

本发明公开了一种液体传热的LED灯具，包括发光单元、散热单元和驱动电源，发光单元主要由非金属壳体、设置于非金属壳体内的金属基板及多颗设置于金属基板上的大功率LED灯珠组成，散热单元主要由非金属散热管定位支架、散热管复合体、热交换器和微泵组件组成，微泵组件包括微泵安装座和微泵，微泵、散热管复合体及热交换器相连接构成密封的液体循环散热通道，液体循环散热通道内充装有高导热性液体，这样多颗LED灯珠工作时产生的热量，经设置于非金属壳体内的金属基板传导到热交换器，而高导热性液体在微泵的作用下强迫循环对流，将LED灯珠燃点产生的热量散发到空气中，散热性能好，能够有效降低LED灯珠的结温，且可实现大功率、高光效的LED灯产品。

Description

一种液体传热的LED灯具

技术领域

 本发明涉及一种LED光源，尤其是涉及一种液体传热的LED灯具。

背景技术

LED（Light Emitting Diode，发光二极管）光源作为一种新型节能型光源，因其具有高光效、高显色性、低功耗、长寿命等特点，所以越来越多场合采用LED光源代替传统的光源进行照明。

大功率LED筒灯由于其可广泛应用于大型办公室、会议室、百货商场、超市及专卖店、实验室、机场及一些民用居室，因此越来越受到人们的青睐。目前，市场上常见的大功率LED筒灯为降低LED灯珠的结温，通常采用大面积的金属套件组合进行散热，这种散热结构不仅构造复杂、重量大、成本高，而且可能存在一定的安全隐患；另一方面，由于这种大功率LED筒灯的外壳是采用金属材料制成的，因此为了考虑整灯的安全性能，不得不采用隔离式电源驱动装置，但是隔离式电源驱动装置将降低10%左右的整灯光效。

发明内容

本发明所要解决的技术问题是提供一种结构简单、质量轻、成本低，且散热性能好、安全性能高的液体传热的LED灯具。

本发明解决上述技术问题所采用的技术方案为：一种液体传热的LED灯具，包括发光单元、散热单元和驱动电源，其特征在于所述的发光单元主要由非金属壳体、设置于所述的非金属壳体的内部前端的金属基板及多颗设置于所述的金属基板上的大功率LED灯珠组成，所述的散热单元主要由非金属散热管定位支架、散热管复合体、热交换器和微泵组件组成，所述的非金属散热管定位支架的前端与所述的非金属壳体的后端相连接，所述的驱动电源设置于所述的非金属散热管定位支架内，所述的散热管复合体套设于所述的非金属散热管定位支架外，所述的散热管复合体具有第一上端口、第二上端口、第一下端口和第二下端口，所述的热交换器设置于所述的非金属壳体的内部后端的空腔内，所述的热交换器具有一个液体入口和一个液体出口，所述的热交换器的液体入口与所述的散热管复合体的第一上端口相连接，所述的热交换器的液体出口与所述的散热管复合体的第二上端口相连接，所述的微泵组件包括微泵安装座和安装于所述的微泵安装座内的微泵，所述的微泵安装座的前端与所述的非金属散热管定位支架的后端相连接，所述的微泵的入口与所述的散热管复合体的第二下端口相连接，所述的微泵的出口与所述的散热管复合体的第一下端口相连接，所述的微泵、所述的散热管复合体及所述的热交换器相连接构成一个密封的液体循环散热通道，所述的液体循环散热通道内充装有高导热性液体。

所述的散热管复合体主要由两个结构相同且均呈圆柱状的第一非金属单螺旋散热管和第二非金属单螺旋散热管组成，所述的第一非金属单螺旋散热管同向旋转进入所述的第二非金属单螺旋散热管与所述的第二非金属单螺旋散热管嵌套成所述的散热管复合体，所述的第一非金属单螺旋散热管具有第一上端口和第一下端口，所述的第二非金属单螺旋散热管具有第二上端口和第二下端口。

所述的非金属散热管定位支架的外壁上沿周向设置有呈螺旋状的固定搁板，所述的固定搁板位于所述的第一非金属单螺旋散热管和所述的第二非金属单螺旋散热管之间。

所述的热交换器主要由换热室、与所述的换热室相配合的密封盖及设置于所述的换热室内的多路液体循环流道组成，所述的换热室上设置有液体入口和液体出口，所述的液体入口和所述的液体出口均与所述的多路液体循环流道相连通，所述的液体入口与所述的散热管复合体的第一上端口相连接，所述的液体出口与所述的散热管复合体的第二上端口相连接。

所述的非金属壳体内设置有反射灯杯，所述的反射灯杯的内底部与所述的金属基板的底部相连接，所述的反射灯杯的外底部与所述的热交换器的前端相连接，所述的反射灯杯的杯口上设置有透光片。

所述的非金属壳体的前端边缘上连接有面盖。

所述的微泵安装座的后端边缘上连接有后盖。

所述的第一非金属单螺旋散热管和所述的第二非金属单螺旋散热管均为扁形非金属单螺旋散热管。

所述的非金属散热管定位支架的周壁为齿状结构。

所述的热交换器的制作材料采用金属铝材料，所述的透光片的制作材料采用玻璃或聚碳酸酯塑料或亚克力。

与现有技术相比，本发明的优点在于：

1）、本发明通过将微泵、散热管复合体及热交换器相连接构成一个密封的液体循环散热通道，且在液体循环散热通道内充装高导热性液体，这样多颗LED灯珠工作时产生的热量，经设置于非金属壳体内的金属基板传导到热交换器，而高导热性液体在微泵的作用下强迫循环对流，将LED灯珠燃点产生的热量散发到空气中，这种方式散热性能好，能够有效降低LED灯珠的结温，且可实现大功率、高光效的LED灯产品，如整灯功率在9W及以上的大功率LED筒灯。

2）、本发明通过将驱动电源放置于由非金属材料制成的非金属散热管定位支架内，可实现非隔离式电源驱动，从而可提高10%左右的整灯光效。

3）、由于非金属壳体、面盖、后盖、透光片、非金属散热管定位支架、第一非金属单螺旋散热管和第二非金属单螺旋散热管均采用非金属材料制成，因此整灯质量轻、成本低，且绝缘性能好，可有效提高整灯的使用寿命及安全性能。

附图说明

图1为本发明的LED灯具的整体结构示意图；

图2为本发明的LED灯具的剖视示意图；

图3为本发明的LED灯具的分解结构示意图；

图4为本发明的LED灯具的热交换器的结构示意图；

图5为本发明的LED灯具的高导热性液体循环流动示意图。

具体实施方式

以下结合附图实施例对本发明作进一步详细描述。

本发明提出的一种液体传热的LED灯具，如图所示，其包括发光单元1、散热单元2和驱动电源3。发光单元1主要由非金属壳体11、设置于非金属壳体11的内部前端的反射灯杯12和金属基板13及多颗设置于金属基板13上的大功率LED灯珠14组成，非金属壳体11的前端边缘上连接有面盖4，反射灯杯12的内底部与金属基板13的底部相连接，反射灯杯12的杯口上设置有透光片15，金属基板13的热焊盘与大功率LED灯珠14的热焊盘直接焊接，可实现超低热阻。散热单元2主要由非金属散热管定位支架21、散热管复合体22、由金属铝材料制成的热交换器23和微泵组件24组成，非金属散热管定位支架21的前端与非金属壳体11的后端相连接，驱动电源3设置于非金属散热管定位支架21内，散热管复合体22套设于非金属散热管定位支架21外，散热管复合体22具有第一上端口223、第二上端口224、第一下端口225和第二下端口226，热交换器23设置于非金属壳体11的内部后端的空腔内，热交换器23的前端与反射灯杯12的外底部相连接，热交换器23具有一个液体入口233和一个液体出口234，热交换器23的液体入口233与散热管复合体22的第一上端口223相连接，热交换器23的液体出口234与散热管复合体22的第二上端口224相连接，微泵组件24包括微泵安装座241和安装于微泵安装座241内的微泵242，微泵安装座241的前端与非金属散热管定位支架21的后端相连接，微泵安装座241的后端边缘上连接有后盖5，微泵242的入口与散热管复合体22的第二下端口226相连接，微泵242的出口与散热管复合体22的第一下端口225相连接，微泵242、散热管复合体22及热交换器23相连接构成一个密封的液体循环散热通道，液体循环散热通道内充装有高导热性液体，高导热性液体在液体循环散热通道内循环流动（如图5所示），并通过微泵242的动作对高导热性液体进行强迫对流散热，从而实现对多颗LED灯珠14和金属基板13进行快速散热的目的，且可达到良好的散热效果。

在此具体实施例中，散热管复合体22主要由两个结构相同且均呈圆柱状的第一非金属单螺旋散热管221和第二非金属单螺旋散热管222组成，第一非金属单螺旋散热管221同向旋转进入第二非金属单螺旋散热管222与第二非金属单螺旋散热管222嵌套成散热管复合体22，第一非金属单螺旋散热管221具有第一上端口223和第一下端口225，第二非金属单螺旋散热管222具有第二上端口224和第二下端口226。在此，第一非金属单螺旋散热管221和第二非金属单螺旋散热管222均为扁形非金属单螺旋散热管，第一非金属单螺旋散热管221和第二非金属单螺旋散热管222均采用导热性能较好的材料制成，在微泵242的作用下，高导热性液体通过热交换器23流入比表面积大、导热系数好的第一非金属单螺旋散热管221和第二非金属单螺旋散热管222中形成循环对流把LED灯珠14燃点产生的热量散发到空气中，可有效降低LED灯珠14的结温，实现大功率、高光效的LED灯产品。

在此具体实施例中，非金属散热管定位支架21的外壁上沿周向设置有呈螺旋状的固定搁板211，固定搁板211位于第一非金属单螺旋散热管221和第二非金属单螺旋散热管222之间，固定搁板211的设置可有效定位第一非金属单螺旋散热管221和第二非金属单螺旋散热管222的位置。

在此具体实施例中，非金属散热管定位支架21的周壁为齿状结构（如矩形齿、梯形齿等齿状结构），这种齿状结构可有效增加第一非金属单螺旋散热管221和第二非金属单螺旋散热管222的表面散热面积，提高散热效率，实现快速散热的目的。

在此具体实施例中，热交换器23主要由换热室231、与换热室231相配合的密封盖235及设置于换热室231内的多路液体循环流道232组成，换热室231上设置有液体入口233和液体出口234，液体入口233和液体出口234均与多路液体循环流道232相连通，液体入口233与散热管复合体22的第一上端口223相连接，液体出口234与散热管复合体22的第二上端口224相连接。由于换热室231与密封盖235配合连接构成一个密封的换热腔体，因此从液体入口233流入换热室231中的高导热性液体可在多路液体循环流道232中流动，再从液体出口234流出。

在此具体实施例中，反射灯杯12的内表面为安装有反光板或涂敷有反光材料的表面，反射灯杯12的设置可有效增加整灯的光通量及发光角度。

在此具体实施例中，透光片15可采用玻璃或聚碳酸酯塑料或亚克力等高透光、耐温材料制成，并对其表面进行纳米磨砂或珠面、涂胶等雾化扩光处理，这样可使得LED灯珠14发出的光线均匀、无眩光、光效高。

在此具体实施例中，高导热性液体可采用市售的导热性能良好，且惰性、无毒、阻燃、环保、耐长期使用的液体，如：矿物油及其混合液、硅油及其混合液、乙二醇基混合液、1,2-丙二醇基混合液、三元醇（甘油）基混合液、碳氟化合物，或其它流体材料。

Claims (10)

1.一种液体传热的LED灯具，包括发光单元、散热单元和驱动电源，其特征在于所述的发光单元主要由非金属壳体、设置于所述的非金属壳体的内部前端的金属基板及多颗设置于所述的金属基板上的大功率LED灯珠组成，所述的散热单元主要由非金属散热管定位支架、散热管复合体、热交换器和微泵组件组成，所述的非金属散热管定位支架的前端与所述的非金属壳体的后端相连接，所述的驱动电源设置于所述的非金属散热管定位支架内，所述的散热管复合体套设于所述的非金属散热管定位支架外，所述的散热管复合体具有第一上端口、第二上端口、第一下端口和第二下端口，所述的热交换器设置于所述的非金属壳体的内部后端的空腔内，所述的热交换器具有一个液体入口和一个液体出口，所述的热交换器的液体入口与所述的散热管复合体的第一上端口相连接，所述的热交换器的液体出口与所述的散热管复合体的第二上端口相连接，所述的微泵组件包括微泵安装座和安装于所述的微泵安装座内的微泵，所述的微泵安装座的前端与所述的非金属散热管定位支架的后端相连接，所述的微泵的入口与所述的散热管复合体的第二下端口相连接，所述的微泵的出口与所述的散热管复合体的第一下端口相连接，所述的微泵、所述的散热管复合体及所述的热交换器相连接构成一个密封的液体循环散热通道，所述的液体循环散热通道内充装有高导热性液体。

2.根据权利要求1所述的一种液体传热的LED灯具，其特征在于所述的散热管复合体主要由两个结构相同且均呈圆柱状的第一非金属单螺旋散热管和第二非金属单螺旋散热管组成，所述的第一非金属单螺旋散热管同向旋转进入所述的第二非金属单螺旋散热管与所述的第二非金属单螺旋散热管嵌套成所述的散热管复合体，所述的第一非金属单螺旋散热管具有第一上端口和第一下端口，所述的第二非金属单螺旋散热管具有第二上端口和第二下端口。

3.根据权利要求2所述的一种液体传热的LED灯具，其特征在于所述的非金属散热管定位支架的外壁上沿周向设置有呈螺旋状的固定搁板，所述的固定搁板位于所述的第一非金属单螺旋散热管和所述的第二非金属单螺旋散热管之间。

4.根据权利要求1至3中任一项所述的一种液体传热的LED灯具，其特征在于所述的热交换器主要由换热室、与所述的换热室相配合的密封盖及设置于所述的换热室内的多路液体循环流道组成，所述的换热室上设置有液体入口和液体出口，所述的液体入口和所述的液体出口均与所述的多路液体循环流道相连通，所述的液体入口与所述的散热管复合体的第一上端口相连接，所述的液体出口与所述的散热管复合体的第二上端口相连接。

5.根据权利要求4所述的一种液体传热的LED灯具，其特征在于所述的非金属壳体内设置有反射灯杯，所述的反射灯杯的内底部与所述的金属基板的底部相连接，所述的反射灯杯的外底部与所述的热交换器的前端相连接，所述的反射灯杯的杯口上设置有透光片。

6.根据权利要求5所述的一种液体传热的LED灯具，其特征在于所述的非金属壳体的前端边缘上连接有面盖。

7.根据权利要求6所述的一种液体传热的LED灯具，其特征在于所述的微泵安装座的后端边缘上连接有后盖。

8.根据权利要求3所述的一种液体传热的LED灯具，其特征在于所述的第一非金属单螺旋散热管和所述的第二非金属单螺旋散热管均为扁形非金属单螺旋散热管。

9.根据权利要求8所述的一种液体传热的LED灯具，其特征在于所述的非金属散热管定位支架的周壁为齿状结构。

10.根据权利要求5所述的一种液体传热的LED灯具，其特征在于所述的热交换器的制作材料采用金属铝材料，所述的透光片的制作材料采用玻璃或聚碳酸酯塑料或亚克力。

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