CN103547855A - Led灯泡中用于被动对流的全向液体通道 - Google Patents

Led灯泡中用于被动对流的全向液体通道 Download PDF

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Abstract

LED灯泡具有底座、与所述底座连接的壳体以及保持在所述壳体内的热传导液体。所述LED灯泡具有安装在布置于所述壳体内的LED安装表面上的多个LED。LED安装表面朝向不同的径向方向,并且LED安装表面被构造为:当所述LED灯泡以至少三种不同的取向定向时,有利于所述LED灯泡内所述热传导液体的被动对流流动以将来自所述LED的热传递到所述壳体。在第一取向中,所述壳体垂直地布置在所述底座的上方。在第二取向中,壳体布置在与所述底座相同的水平面上。在第三取向中,所述壳体垂直地布置在所述底座的下方。

Description

LED灯泡中用于被动对流的全向液体通道

技术领域

[0001] 本公开一般涉及发光二极管(LED)灯泡,并且更特别地涉及在液体填充式LED灯泡中由LED产生的热的高效传递。

背景技术

[0002] 传统地,利用荧光和白炽光灯泡来产生光。尽管已经可靠地使用两种类型的光热灯泡,但是每种类型的光热灯泡均受一些缺陷困扰。例如,白炽灯泡趋于低效,仅利用其功率的2-3%来产生光,而其功率的其余97-98%作为热而损失。尽管荧光灯泡比白炽灯泡更高效,但是不能产生与白炽灯泡所产生的相同的暖光。另外,对于荧光灯泡中含有的汞,存在健康和环境的担忧。

[0003] 因此,期望一种替代的光源。一种这样的替代选择是使用LED的灯泡。LED包括半导体结,由于流过结的电流而使得半导体结发光。与传统的白炽灯泡相比较,LED灯泡能够利用相同的功率量产生更多的光。另外,LED灯泡的工作寿命为比白炽灯泡长的量级,例如,10,000-100,000 小时对 I, 000-2,000 小时。

[0004] 尽管利用LED灯泡替代白炽灯泡或荧光灯泡具有许多优点,LED具有多个缺陷,这妨碍了其广泛采样而作为白炽和荧光的替代。一个缺陷在于,LED为半导体,通常不能允许其变得比近似120°C更热。作为实施例,A型LED灯泡已局限于极低的功率(B卩,低于大约8W),对于白炽或荧光的替代,产生低效照明。

[0005] 对于该问题,一种可能的解决方案是使用与LED附接且伸展远离灯泡的较大的金属散热片。然而,该解决方案是不可取的,因为常规理解是消费者不会使用形状完全不同于传统形状的A型形状因数的灯泡的灯泡。另外,散热片可能使得LED灯泡难以安装到先前存在的固定物中。

[0006] 另一解决方案是为灯泡填充热传导液体以将热从LED传递到灯泡的壳体。然后,热可从壳体向外传递到灯泡周围的空气中。然而,当前的液体填充式LED灯泡不能将来自LED的热高效地传递到液体。另外,当前的液体填充式LED灯泡不允许热传导液体高效地流动以将来自LED的热传递到灯泡的壳体。例如,在将LED置于灯泡结构的底座处的常规LED灯泡中,LED所加热的液体升至灯泡的顶部并且随着其冷却而下降。然而,液体不能高效地流动,因为液体升高和液体下降之间的剪力使得液体的对流流动变缓。当前液体填充式LED灯泡的另一缺陷在于,当灯泡不位于竖直取向时,它们不能高效地散热。当常规的LED灯泡被颠倒放置时,例如,产生热的LED从灯泡的底部翻转到灯泡的顶部。这阻止了灯泡内高效的对流流动,因为经加热的液体保留在灯泡顶部靠近LED处。

[0007] 因此,期望一种尽管LED灯泡处于各种取向也能够高效地传递热使其远离LED的LED灯泡。

[0008] 发明概述

[0009] 在一个示例性实施方案中,LED灯泡具有底座、与所述底座连接的壳体以及保持在所述壳体内的热传导液体。LED灯泡具有安装在布置于壳体内的LED安装表面上的多个LED。LED安装表面朝向不同的径向方向,并且LED安装表面被构造为:当LED灯泡以至少三种不同取向定向时,有利于LED灯泡内的热传导液体的被动对流流动以将来自LED的热传递到壳体。在第一取向中,壳体垂直地布置在底座上方。在第二取向中,壳体布置在与底座相同的水平面上。在第三取向中,壳体垂直地布置在底座下方。

[0010] 在另一示例性实施方案中,LED灯泡具有底座、与所述底座连接的壳体以及保持在所述壳体内的热传导液体。LED灯泡具有布置在壳体内的多个指状凸起。指状凸起由形成在成对的多个指状凸起之间的多个通道分离以保持多个LED。多个指状凸起和多个通道被构造为:当LED灯泡以至少三种不同取向定向时,有利于通过多个通道的热传导液体的被动对流流动。在第一取向中,壳体垂直地布置在底座上方。在第二取向中,壳体布置在与底座相同的水平面上。在第三取向中,壳体垂直地布置在底座下方。

附图说明

[0011] 图1A示出了示例性的LED灯泡。

[0012] 图1B示出了示例性的LED灯泡的剖视图。

[0013] 图2A示出了在第一取向中的示例性的LED灯泡的剖视图。

[0014] 图2B示出了在第二取向中的示例性的LED灯泡的剖视图。

[0015] 图2C示出了在第三取向中的示例性的LED灯泡的剖视图。

[0016] 发明详述

[0017] 提供下面的说明书以使本领域普通技术人员能够实现和使用各个实施方案。具体的装置、技术和应用的描述仅作为实施例而提供。对于本文所描述的实施例的各种变型例对于本领域普通技术人员而言是显而易见的,并且本文限定的一般性原理可应用于其它实施例和应用,而不偏离各个实施方案的主旨和范围。因此,各个实施方案不意在局限于本文所描述和显示的实施例,而是符合与权利要求一致的范围。

[0018] 下文描述了各个实施方案,涉及LED灯泡。如本文所使用的,“LED灯泡”是指使用至少一个LED来产生光的任何光产生装置(例如,灯)。因此,如本文所使用的,“LED灯泡”不包括使用灯丝来产生光的光产生装置,诸如常规的白炽灯灯泡。应当理解的是,除了常规的白炽灯灯泡的灯泡状A型形状之外,LED灯泡可具有各种形状。例如,灯泡可具有管状形状、球状形状等等。本公开的LED灯泡可进一步包括任何类型的连接器;例如,旋入式底座、双叉连接器、标准的两叉或三叉壁插座插头、卡口式底座、爱迪生螺纹(Ediso Screw)底座、单销式底座、多销式底座、凹入式底座、带凸缘的底座、带槽的底座、侧底座,等等。

[0019] 如本文所使用的,术语“液体”是指能够流动的物质。而且,用作热传导液体的物质为液体或至少在灯泡的工作环境温度范围内处于液态。示例性的温度范围包括在_40°C至+40°C之间的温度。而且,如本文所使用的,“被动对流流动”是指不借助于风扇或其它机构装置驱动热传导液体的流动而实现的液体循环。

[0020] 图1A和IB分别示出了示例性的LED灯泡100的立体图和剖视图。LED灯泡100包括底座112和壳体101,壳体101封闭LED灯泡100的各个部件。为了方便,在本公开中提供的所有实施例描述和显示LED灯泡100为标准A型形状因数的灯泡。然而,如上所述,应当理解本公开可应用于具有任意形状的LED灯泡,诸如管状灯泡、球状灯泡等。

[0021] 壳体101可由诸如塑料、玻璃、聚碳酸酯等任意透明或半透明材料制成。壳体101可以包括遍及壳体以分散由LED103产生的光的分散性材料。分散性材料防止LED灯泡100看起来具有一个或多个点光源。

[0022] LED灯泡100包括布置在壳体101内的与LED固定架107连接的多个LED103。LED固定架107可由诸如铝、铜、黄铜、镁、锌等任何热传导材料制成。由于LED固定架107由热传导材料形成,所以由LED103产生的热可通过传导传递至LED固定架107。因此,LED固定架107可充当LED103的散热片。

[0023] 在本示例性实施方案中,热床105插入在LED103和LED固定架107之间以改善两个部件之间的热传递。热床105可由诸如铝、铜、热膏、热粘合剂等任意热传导材料制成。热床105可具有比LED固定架107高的导热率。例如,LED固定架107可由铝形成,并且热床105可由铜形成。然而,应当理解的是,可以省去热床105,并且LED固定架107能够与LED103直接连接。

[0024] 如图1A中所示,在本示例性实施方案中,LED固定架107为指状凸起,通道109形成在成对的LED固定架107之间。这种构造的一个优势是,由于LED固定架107的较大的表面积-体积比率而提高的散热。应当理解的是,LED固定架107可具有除了图1A所示之外的各种形状,从而为指状凸起。例如,LED固定架107可为笔直的柱,通道形成在成对的柱之间。

[0025] 如图1B中所示,在本示例性实施方案中,LED固定架107的顶部可以角度119成角度或成锥形,该角度是当LED灯泡100处于垂直位置时相对于垂直线而测量的。示例性的角度119包括-350至900的范围。而且,LED固定架107的所有的顶部能够以诸如90或150的相同角度成角度或成锥形。可选地,能够使用角度的组合,诸如180的一半和300的一半,或者90的一半和310的一半。如下文结合图2A-2C更详细描述的,LED固定架107的成角度的顶部可有利于液体在LED灯泡100内的被动对流流动。

[0026] 还如图1B中所描述的,在本示例性实施方案中,LED103与LED固定架107的部分连接,所述部分充当LED103的安装表面,所述安装表面以角度121成角度或成锥形,所述角度是当LED灯泡100处于垂直位置时相对于垂直线而测量的。示例性的角度121包括-350至900的范围。而且,LED固定架107的与LED103连接的部分能够以诸如90或150的相同角度成角度或成锥形。可选地,能够使用角度的组合,诸如180的一半和300的一半、或90的一半和310的一半。可以选择特定的一个或多个角度来形成期望的光度分布。

[0027] 在本实施方案中,如图1B所示,连接有LED103的成角度或成锥形的部分(安装表面)与LED固定架107的也成角度或成锥形的顶部分离。然而,应当理解的是,LED103能够连接在LED固定架107的成角度或成锥形的顶部上。

[0028] 在本实施方案中,LED灯泡100填充有用于将LED103所产生的热传递到壳体101的热传导液体111。热传导液体111可以为任何热传导液体、矿物油、硅酮油、甘醇(PAG)、碳氟化合物或其它能够流动的材料。期望将液体选为非腐蚀性电介质。选择这样的液体能够减小液体将引起电气短路并且可能性并且减少对LED灯泡100的部件造成的破坏。

[0029] 在本实施方案中,LED灯泡100的底座112包括散热器底座113。散热器底座113可由诸如铝、铜、黄铜、镁、锌等任何热传导材料制成。散热器底座113可以与壳体10ULED固定架107和热传导液体111中的一个或多个热耦合。这允许LED103产生的热中的一些由散热器底座113传导和消散。[0030] LED固定架107的尺寸和形状可以影响传导至传导液体111和散热器底座113的热量。例如,当LED固定架107形成为具有较大的表面积-体积比率时,LED固定架107中的总热量的较大百分比将从LED固定架107传导到传导液体111,而LED固定架107中的总热量的较小百分比可从LED固定架107传导到散热器底座113。在LED固定架107具有较小的表面积-体积比率的情况下,LED固定架107中的总热量的较小百分比可从LED固定架107传导到传导液体111,而LED固定架107中的总热量的较大百分比可从LED固定架107传导到散热器底座113。

[0031] 在本实施方案中,LED灯泡100的底座112包括用于将灯泡与照明装置连接的连接器底座115。连接器底座115可以为常规的电灯灯泡底座,其具有螺纹117以便插入到常规的电灯插座中。然而,应当理解的是,连接器底座115可以为任何类型的连接器,诸如旋入式底座、双叉连接器、标准的两叉或三叉壁插座插头、卡口式底座、爱迪生螺纹底座、单销式底座、多销式底座、凹入式底座、带凸缘的底座、带槽的底座、侧底座,等等。

[0032] 图2A-2C示出了展示了 LED灯泡100的剖视图上的热传导液体111的被动对流流动。特别地,图2A示出了位于竖立垂直取向的LED灯泡100的顶部的剖视图,其中壳体101垂直地布置底座112的上方。箭头指示在LED灯泡100工作期间液体流动的方向。显示位于LED灯泡100中央的液体朝向壳体101的顶部上升。这是由于由LED103产生且经由LED103和LED固定架107通过传导传递至热传导液体111的热引起的。随着热传导液体111被加热,其浓度相对于周围液体下降,从而使得被加热的液体升至壳体101的顶部。

[0033] 如上文结合图1A所描述的,LED固定架107可由通道109分离。将LED固定架107与通道109分离不仅提高了 LED固定架107的表面积-体积比率,而且通过允许热传导液体111在它们之间流动而有利于热传导液体111的高效的被动对流流动。例如,由于沿着LED固定架107的表面的液体比周围液体更快地被加热,所以在LED固定架107的周围和通道109内产生了热传导液体111的向上流。在一个实施例中,通道109可被定形为形成指向壳体101的顶部的垂直通道。结果,可以沿着通道109的边缘朝向壳体101的顶部和中央引导热传导液体111。

[0034] 一旦被加热,热传导液体111到达壳体101的顶部,热通过传导被传递到壳体101,使得热传导液体111冷却。随着热传导液体111冷却,其浓度增加,从而使得热传导液体111下降。在一个实施例中,如图1A-1B和图2A-2C所示,LED固定架107的顶部可成角度。LED固定架107的斜面可将冷却的、热传导液体111的流向外以及沿壳体101的侧表面向下引导。通过这样做,热传导液体111保持与壳体101接触较长的时间段,允许将更多的热传导传递至壳体101。另外,由于热传导液体111的向下的流沿壳体101的表面集中,所以在LED灯泡100的中央处向上流动的液体和沿壳体101的表面向下流动的液体之间的剪力减小,从而增加了 LED灯泡100内的热传导液体111的对流流动。

[0035] 一旦到达壳体101的底部,热传导液体111朝向LED固定架107向内流动并且随着LED103产生的热加热液体而上升。经加热的、热传导液体111再次被引导通过通道109,如上所述。所描述的对流循环在LED灯泡100工作期间连续地重复以冷却LED103。应当理解的是,上述对流流动表示壳体101内的液体的一般性流动。本领域普通技术人员将理解,一些热传导液体111可能在被充分冷却或加热而使液体下降或上升之前不能到达壳体101的顶部和底部。[0036] 图2B示出了位于水平取向的LED灯泡100的顶部的两个剖视图,其中壳体101布置在与底座112相同的平面上。图2B包括LED灯泡100的侧视图和观察LED灯泡100的顶部的前视图。类似于图2A,箭头指示在LED灯泡100工作期间的液体流动方向。在图2B的侧视图中,显示位于LED灯泡100中央的液体朝向壳体101的顶部(之前的侧)上升。这是由于LED103产生且经由LED103和LED固定架107通过传导方式传递至热传导液体111的热引起的。随着热传导液体111被加热,其密度下降,从而使得加热的液体上升至LED灯泡100的顶部(之前的侧)。

[0037] 如上文结合图1A所描述的,LED固定架107可由通道109分离。将LED固定架107与通道109分离不仅提高了 LED固定架107的表面积-体积比率,而且还可通过引导热传导液体111的流动而有利于热传导液体111的高效的被动对流流动。例如,由于沿LED固定架107的表面的液体比周围液体更快地被加热,所以在LED固定架107的周围和通道109内产生了热传导液体111的流。在一个实施例中,如图2B的前视图所示,通道109可被定形为从上下视图中沿径向指向外。如表示液体流动的箭头所指示的,信道109可沿通道109的边缘朝向壳体101径向向外引导经加热的、热传导液体111。这可产生如图2B所示的高效的液体对流流动。另外,通过允许热传导液体111在LED固定架107之间流动而不是必须在整个安装结构周围流动,通道109可进一步有利于热传导液体111的高效的被动对流流动。

[0038] 一旦被加热,热传导液体111到达壳体101的顶部(之前的侧),热通过传导方式被传递到壳体101,使得热传导液体111冷却。随着热传导液体111冷却,其浓度增大,从而使得热传导液体111下降。在一个实施例中,如图1A-1B和图2A-2C中所示,LED固定架107的顶部可朝向LED灯泡100的中央向内成角度。如图2B的侧视图所示,LED固定架107的斜面可引导经冷却的、热传导液体111沿壳体101的侧(之前的顶部)表面向下流动。通过这样做,热传导液体111保持与壳体101接触较长的时间段,允许更多的热通过传导被传递到壳体101。

[0039] 如图2B的前视图所示,LED固定架107的俯视图轮廓可与壳体101的形状相似。在图示的实施例中,该形状为圆。然而,应当理解的是,壳体101和LED固定架107可形成为任何其它期望的形状。如图2B所描述的,LED安装表面朝向不同的径向方向。作为LED固定架107与壳体101的形状相符合的结果,LED固定架107的外侧表面可引导经冷却的、热传导液体111沿壳体101的侧表面向下流动。通过这样做,热传导液体111保持与壳体101接触较长的时间段,允许更多的热通过传导被传递到壳体101。由于热传导液体111的向下流集中在壳体101的外表面上,位于LED灯泡100中央的向上流动的液体和沿壳体101的表面的向下流动的液体之间的剪力减小,从而增加了 LED灯泡100内的热传导液体111的对流流动。

[0040] 一旦到达壳体101的底部,热传导液体111流向LED固定架107并且随着LED103产生的热加热液体而上升。经加热的热传导液体111再次被引导通过通道109,如上所述。所描述的对流循环在LED灯泡100工作期间连续地重复以冷却LED103。应当理解的是,上述对流流动表示壳体101内液体的一般性流动。本领域普通技术人员将理解,一些热传导液体111可能在被充分冷却或加热而使得液体下降或上升之前不能到达壳体101的顶部和顶部。[0041] 图2C示出了位于颠倒的垂直取向的LED灯泡100的顶部的剖视图,其中壳体101垂直地布置在底座112的下方。箭头指示在LED灯泡100工作期间液体流动的方向。显示位于LED灯泡100中央的液体朝向壳体101的顶部(之前的底部)上升。这是由于LED103所产生且经由LED103和LED固定架107通过传导传递至热传导液体111的热而引起的。随着热传导液体111被加热,其密度减小,从而使得经加热的液体上升至LED灯泡100的顶部(之前的底部)。

[0042] 在一个实施例中,如上文结合图1A所描述的,LED固定架107可由通道109分离。将LED固定架107与通道109分离不仅提高了 LED固定架107的表面积-体积比率,而且还可以通过引导热传导液体111的流动来有利于热传导液体111的高效的被动对流流动。例如,由于沿LED固定架107的表面的液体比周围的液体更快地被加热,在LED固定架107周围以及通道109内产生了热传导液体111的向上的流。在一个实施例中,通道109可被定形为形成指向壳体101的底部(之前的顶部)的垂直通道。结果,可以沿通道109的垂直边缘朝向壳体101的顶部(之前的底部)引导热传导液体111。

[0043] 一旦被加热,热传导液体111到达壳体111的顶部(之前的底部),热通过传导方式被传递到壳体101,使得热传导液体111冷却。随着热传导液体111冷却,其浓度增大,从而使得热传导液体111下降。由于在颠倒的垂直取向中经加热的、热传导液体111被迫向上且向外流动,经冷却的、热传导液体111沿壳体101的侧部向下降落。这允许热传导液体111保持与壳体101接触较长的时间段,允许更多的热通过传导方式传递到壳体101。另外,由于热传导液体111的向下的流沿壳体101的表面集中,位于LED灯泡100中央的向上流动的液体和沿壳体101的表面的向下流动的液体之间的剪力减小,从而增强了 LED灯泡100内的热传导液体111的对流流动。

[0044] —旦到达壳体101的底部(之前的顶部),热传导液体111可以朝向LED灯泡100的中央移动并且随着由LED103产生的热加热液体而上升。在一个实施例中,如图1A-1B和图2A-2C所示,LED固定架107的底部(之前的顶部)部分可朝向LED灯泡100的中央向内成角度。LED固定架107的斜面可引导经加热的、热传导液体111向外和向上流动到壳体101的顶部(之前的底部)部分,如图2C所示。可以进一步朝向壳体101的顶部(之前的底部)部分引导经加热的、热传导液体111通过通道109。所描述的对流循环在LED灯泡100工作期间连续地重复以冷却LED103。应当理解的是,上文描述的对流流动表示壳体101内的液体的一般性流动。本领域普通技术人员将理解,一些热传导液体111可能在被充分冷却或加热而使得液体下降或上升之前不能到达壳体101的顶部和底部。

[0045] 在上升结合图2C所述的实施例中,通过包含包括LED固定架107的中央结构改善了遍及壳体101的热传导液体111的被动对流流动。将LED103设置在LED固定架107上靠近壳体101的中央避免了上文关于发热元件(LED)位于灯泡顶部的常规的LED灯泡所描述的情况。

[0046] 尽管结合特定的实施方案描述了特征,本领域技术人员将理解可以组合所描述的实施方案的各个特征。而且,结合实施方案描述的方案可以为独立的。

Claims (34)

1.发光二极管(LED)灯泡,包括: 底座; 壳体,其与所述底座连接; 热传导液体,其保持在所述壳体内; 多个LED ;以及 多个LED安装表面,其布置在所述壳体内,其中每个LED安装到所述LED安装表面中的一个上,其中所述LED安装表面朝向不同的径向方向,并且其中,所述LED安装表面被构造为:当所述LED灯泡以至少三种不同的取向定向时,有利于所述LED灯泡内所述热传导液体的被动对流流动以将来自所述LED的热传递到所述壳体,所述至少三种不同的取向包括: 第一取向,其中所述壳体垂直地布置在所述底座的上方; 第二取向,其中所述壳体布置在与所述底座相同的水平面上;以及 第三取向,其中所述壳体垂直地布置在所述底座的下方。
2.如权利要求1所述的LED灯泡,其中所述LED浸入所述热传导液体中。
3.如权利要求1至2中任一项所述的LED灯泡,其中所述LED安装表面浸入所述热传导液体中。
4.如权利要求1至3中任一项所述的LED灯泡,其中所述LED安装表面为LED固定架的部分。
5.如权利要求4所述的LED灯泡,其中所述LED固定架为指状凸起,其中所述指状凸起伸入保持在所述壳体内的所述热传导液体中。
6.如权利要求5所述的LED灯泡,还包括: 多个通道,其形成在成对的所述指状凸起之间,其中所述指状凸起和所述多个通道被构造为:当所述LED灯泡以所述至少三种不同的取向定向时,有利于所述热传导液体通过所述多个通道的被动对流流动。
7.如权利要求6所述的LED灯泡,其中,所述多个通道被构造为:在所述第一取向中,引导所述热传导液体通过所述LED灯泡中央的所述多个通道向上流动远离所述底座并且沿所述壳体的表面向下流动。
8.如权利要求6至7中任一项所述的LED灯泡,其中所述多个通道被构造为:在所述第二取向中,引导所述热传导液体通过所述多个通道向上流动并且沿所述壳体的表面向下流动。
9.如权利要求6至8中任一项所述的LED灯泡,其中所述多个通道被构造为:在所述第三取向中,引导所述热传导液体通过所述LED灯泡中央的所述多个通道朝向所述底座向上流动并且沿所述壳体的表面向下流动。
10.如权利要求6至9中任一项所述的LED灯泡,其中所述多个通道被构造为:当所述多个LED被接通时,引导所述热传导液体对流地流动以将来自所述多个LED和所述指状凸起的热传递到所述壳体。
11.如权利要求6至10中任一项所述的LED灯泡,其中所述多个指状凸起和所述多个通道从所述壳体的所述中央沿径向指向外。
12.如权利要求5至11中任一项所述的LED灯泡,其中每个所述指状凸起均包括成角度的顶部。
13.如权利要求1至12中任一项所述的LED灯泡,其中当所述LED灯泡处于垂直位置时,所述LED安装表面相对于垂直线成角度。
14.如权利要求1至13中任一项所述的LED灯泡,还包括布置在至少一个所述LED和至少一个所述LED安装表面之间的至少一个热床。
15.如权利要求14所述的LED灯泡,其中,所述至少一个热床具有比至少一个所述LED安装表面高的导热率。
16.如权利要求1至15中任一项所述的LED灯泡,其中所述底座包括: 散热器底座,其与所述指状凸起连接,其中所述散热器底座被构造为通过传导方式传递来自所述指状凸起的热;以及 连接器底座,其被构造为将所述LED灯泡与固定物连接。
17.如权利要求16所述的LED灯泡,其中,所述连接器底座包括螺纹。
18.如权利要求1至17中任一项所述的LED灯泡,其中,所述热传导液体为由矿物油、硅酮油、甘醇和碳氟化合物构成的组的成员。
19.制造发光二极管(LED)灯泡的方法,包括: 获得底座; 将壳体与所述底座连接; 在所述壳体内填充热传导液体; 将多个LED安装表面布置在所述壳体内;以及将多个LED安装在所述LED安装表面上,其中每个LED均安装到一个所述LED安装表面中上,其中所述LED安装表面朝向不同的径向方向,并且其中,所述LED安装表面被构造为:当所述LED灯泡以至少三种不同的取向定向时,有利于所述LED灯泡内所述热传导液体的被动对流流动以将来自所述LED的热传递到所述壳体,所述至少三种不同的取向包括:第一取向,其中所述壳体垂直地布置在所述底座的上方; 第二取向,其中所述壳体布置在与所述底座相同的水平面上;以及 第三取向,其中所述壳体垂直地布置在所述底座的下方。
20.如权利要求19所述的方法,其中,所述LED和LED安装表面浸入所述热传导液体中。
21.如权利要求19至20中任一项所述的方法,其中,所述LED安装表面为LED固定架的部分,并且其中,所述LED固定架为指状凸起,其中所述指状凸起伸入保持在所述壳体内的所述热传导液体中。
22.如权利要求21所述的方法,还包括: 多个通道,其形成在成对的所述指状凸起之间,其中所述指状凸起和所述多个通道被构造为:在所述LED灯泡以所述至少三种不同的取向定向时,有利于所述热传导液体通过所述多个通道的被动对流流动。
23.如权利要求22所述的方法,其中,所述多个通道被构造为:在所述第一取向中,弓丨导所述热传导液体通过所述LED灯泡中央的所述多个通道向上流动远离所述底座并且沿所述壳体的表面向下流动。
24.如权利要求22至23中任一项所述的方法,其中,所述多个通道被构造为:在所述第二取向中,引导所述热传导液体通过所述多个通道向上流动并且沿所述壳体的表面向下流动。
25.如权利要求22至24中任一项所述的方法,其中,所述多个通道被构造为:在所述第三取向中,引导所述热传导液体通过所述LED灯泡中央的所述多个通道朝向所述底座向上流动并且沿所述壳体的表面向下流动。
26.如权利要求22至25中任一项所述的方法,其中,所述多个通道被构造为:当所述多个LED被接通时,引导所述热传导液体对流地流动以将来自所述多个LED和所述指状凸起的热传递到所述壳体。
27.如权利要求22至26中任一项所述的方法,其中,所述多个指状凸起和所述多个通道从所述壳体的所述中央沿径向指向外。
28.如权利要求22至27中任一项所述的方法,其中,每个所述指状凸起均包括成角度的顶部。
29.如权利要求19至28中任一项所述的方法,其中,当所述LED灯泡处于垂直位置时,所述LED安装表面相对于垂直线成角度。
30.如权利要求19至29中任一项所述的方法,还包括布置在至少一个所述LED和至少一个所述LED安装表面之间的至少一个热床。
31.如权利要求30所述的方法,其中,所述至少一个热床具有比至少一个所述LED安装表面高的导热率。
32.如权利要求19至31中任一项所述的方法,其中,所述底座包括: 散热器底座,其与所述指状凸起连接,其中所述散热器底座被构造为通过传导方式传递来自所述指状凸起的热;以及 连接器底座,其被构造为将所述LED灯泡与固定物连接。
33.如权利要求32所述的方法,其中,所述连接器底座包括螺纹。
34.如权利要求19至33中任一项所述的方法,其中,所述热传导液体为由矿物油、硅酮油、甘醇和碳氟化合物构成的组的成员。
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Cited By (2)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
CN104157770A (zh) * 2013-05-14 2014-11-19 展晶科技(深圳)有限公司 发光二极管模组
CN106287254A (zh) * 2015-08-28 2017-01-04 中山市绿涛电子科技有限公司 一种灯具用led灯泡

Families Citing this family (13)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
US8269428B2 (en) * 2009-04-17 2012-09-18 LED Bulb, L.L.C. Light emitting diode devices containing replaceable subassemblies
US8226274B2 (en) * 2011-03-01 2012-07-24 Switch Bulb Company, Inc. Liquid displacer in LED bulbs
EP2688097A4 (en) * 2011-03-17 2014-09-24 Beijing Ugetlight Co Ltd Liquid-cooled led illuminating lamp
US8759843B2 (en) 2011-08-30 2014-06-24 Abl Ip Holding Llc Optical/electrical transducer using semiconductor nanowire wicking structure in a thermal conductivity and phase transition heat transfer mechanism
US8723205B2 (en) 2011-08-30 2014-05-13 Abl Ip Holding Llc Phosphor incorporated in a thermal conductivity and phase transition heat transfer mechanism
US8710526B2 (en) 2011-08-30 2014-04-29 Abl Ip Holding Llc Thermal conductivity and phase transition heat transfer mechanism including optical element to be cooled by heat transfer of the mechanism
WO2014025934A2 (en) * 2012-08-08 2014-02-13 Switch Bulb Company, Inc. Led bulb having a uniform light-distribution profile
US9310063B1 (en) * 2013-03-12 2016-04-12 Mark A. Lauer Lighting device with fins that conduct heat and reflect light outward from light sources
US9310064B2 (en) * 2013-03-17 2016-04-12 Bao Tran Liquid cooled light bulb
US20140362581A1 (en) * 2013-06-05 2014-12-11 Tom Kim Light emitting diode assembly with an internal protrusion providing refraction and heat transfer
CN103672818B (zh) * 2013-12-27 2016-08-24 无锡佳龙换热器股份有限公司 一种用于射灯的压铸散热主体
US20150260353A1 (en) * 2014-03-14 2015-09-17 Switch Bulb Company, Inc. Liquid-filled led bulb having a uniform light-distribution profile
US20150260352A1 (en) * 2014-03-14 2015-09-17 Switch Bulb Company, Inc. Led bulb with chassis for passive convective liquid cooling

Citations (5)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
US20070070630A1 (en) * 2005-09-26 2007-03-29 Kittredge Ryan A High efficiency, compact, modular forced air cooling system for high intensity LED light source
US20070147046A1 (en) * 2003-03-31 2007-06-28 Lumination, Llc Led light with active cooling
CN101109502A (zh) * 2006-07-17 2008-01-23 液光固态照明有限公司 具有强化散热的高功率发光二极管电灯
US20100053963A1 (en) * 2008-08-27 2010-03-04 Fu Zhun Precision Industry (Shen Zhen) Co., Ltd. Led lamp
CN101666439A (zh) * 2009-09-16 2010-03-10 鹤山丽得电子实业有限公司 一种液冷led灯具

Family Cites Families (17)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
FR2680859B1 (fr) * 1991-09-02 1993-10-29 Valeo Vision Element optique de collimation et son element de support associe, notamment pour feu de signalisation de vehicule automobile.
US5890794A (en) * 1996-04-03 1999-04-06 Abtahi; Homayoon Lighting units
US6525668B1 (en) * 2001-10-10 2003-02-25 Twr Lighting, Inc. LED array warning light system
TW518775B (en) * 2002-01-29 2003-01-21 Chi-Hsing Hsu Immersion cooling type light emitting diode and its packaging method
JP4735794B2 (ja) * 2003-06-30 2011-07-27 信越半導体株式会社 発光モジュール
US20060176699A1 (en) * 2005-02-08 2006-08-10 Crunk Paul D Fluid cooling lighting system
US20100219734A1 (en) * 2007-06-08 2010-09-02 Superbulbs, Inc. Apparatus for cooling leds in a bulb
CN101349412A (zh) * 2007-07-18 2009-01-21 富准精密工业(深圳)有限公司 发光二极管灯具
CN101424394B (zh) * 2007-11-02 2010-09-08 富准精密工业(深圳)有限公司 散热装置及其应用的发光二极管灯具
US7726836B2 (en) * 2007-11-23 2010-06-01 Taiming Chen Light bulb with light emitting elements for use in conventional incandescent light bulb sockets
TWI340810B (en) * 2008-03-28 2011-04-21 Delta Electronics Inc Illuminating device and heat-dissipating structure thereof
CN101825236B (zh) * 2009-03-07 2013-04-24 富准精密工业(深圳)有限公司 发光二极管灯具
US8950910B2 (en) * 2009-03-26 2015-02-10 Cree, Inc. Lighting device and method of cooling lighting device
CN101865373B (zh) * 2009-04-20 2013-09-04 富准精密工业(深圳)有限公司 发光二极管灯具
CN101936465B (zh) * 2009-07-01 2013-07-03 富准精密工业(深圳)有限公司 发光二极管灯具
US20110193479A1 (en) * 2010-02-08 2011-08-11 Nilssen Ole K Evaporation Cooled Lamp
US20120002401A1 (en) * 2010-06-30 2012-01-05 Scott Allen Clifford Liquid cooled led light bulb

Patent Citations (5)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
US20070147046A1 (en) * 2003-03-31 2007-06-28 Lumination, Llc Led light with active cooling
US20070070630A1 (en) * 2005-09-26 2007-03-29 Kittredge Ryan A High efficiency, compact, modular forced air cooling system for high intensity LED light source
CN101109502A (zh) * 2006-07-17 2008-01-23 液光固态照明有限公司 具有强化散热的高功率发光二极管电灯
US20100053963A1 (en) * 2008-08-27 2010-03-04 Fu Zhun Precision Industry (Shen Zhen) Co., Ltd. Led lamp
CN101666439A (zh) * 2009-09-16 2010-03-10 鹤山丽得电子实业有限公司 一种液冷led灯具

Cited By (4)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
CN104157770A (zh) * 2013-05-14 2014-11-19 展晶科技(深圳)有限公司 发光二极管模组
CN106287254A (zh) * 2015-08-28 2017-01-04 中山市绿涛电子科技有限公司 一种灯具用led灯泡
CN106287279A (zh) * 2015-08-28 2017-01-04 中山市绿涛电子科技有限公司 一种用于照明led灯的灯泡
CN106287277A (zh) * 2015-08-28 2017-01-04 中山市绿涛电子科技有限公司 一种照明设备用灯泡

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