CN118234177A - 一种信息显示单元 - Google Patents

Abstract

本申请公开了一种信息显示单元，涉及交通领域。该信息显示单元包括灯壳，灯壳内安装有LED组件，灯壳的一侧有与LED组件对应的面罩，灯壳内部充满工质；灯壳的顶部连接有用于向受热的工质提供空间的膨胀箱。本申请通过在灯壳内注满工质，使LED组件浸入工质内，解决了现有技术中增大LED组件散热面积受限的问题。并且通过设置膨胀箱，提高了信号灯的散热效率，还能够降低受热工质对灯壳的影响；本申请无需降低LED组件的工作功率即可实现降低LED组件温升的目的，能够保证LED组件的正常光通量，且无需布置多颗LED灯珠就能保证信息显示单元的发光强度，能够节省成本。本申请提供的信息显示单元可应用于交通光电诱导单元、路况信息单元、交通信号显示单元等。

Description

一种信息显示单元

技术领域

本申请涉及智能交通技术领域，尤其涉及一种信息显示单元。

背景技术

目前，LED由于具有良好的节能性和稳定性，已取代白炽灯，普遍应用于信息显示单元上，如交通信号灯、警示灯、标志灯等多种照明警示器具上。与白炽灯相比，LED用于信息显示单元的优点是耗电少、使用寿命长，并能大幅度提高亮度，成为了现在和未来用于信息显示单元的理想光源。

但是，LED所遇到的问题也十分明显，主要在于发热问题。在LED工作中，即在电能转化为光能的过程中，有80％的电能转化为热能。这些热能会又进行反作用影响LED灯的发光。随着LED温度的上升，LED的发光效率将明显下降。LED如果处在长期高温工作状态下还会产生早衰现象。并且，由于信息显示单元的LED组件是封装在一个壳体内部，LED组件产生的热量无法及时有效的散出，导致壳体内部的温度较高，影响信息显示单元的发光效率以及寿命。

现有阶段内，针对信息显示单元散热问题，大多采用的是在LED组件处增加散热片，但是由于信息显示单元的大小有限，能够设置散热片的数量有限，因此通过设置散热片而增加的散热面积有限，其散热效率一般。由于以额定功率工作的LED组件产生的热量极大的影响LED组件的发光效率和使用寿命；因此LED组件不适合长期在额定功率状态下工作。并且因显示单元是以全年365天不间断在复杂的自然条件下工作，故现阶段只能通过控温驱动来限制LED组件的升温；通过减少控温驱动的输出；如使LED组件按照其额定功率的80%进行工作；来降低LED组件的工作功率，以达到限制并降低LED组件温升的目的；这样的话，虽然避免了因过热而导致LED组件光衰和使用寿命缩短的问题；但与之同时也降低了LED组件的光通量，以致降低了LED组件的发光效率。为保证信息显示单元的出光强度，只能设置多颗LED灯珠，以致于造成成本的增加。

本申请针对上述问题，提出了一种信息显示单元，通过在信号显示单元灯壳内注入工质，充分增加与LED组件的接触面积，从而保证了信息显示单元散热充分。

发明内容

本申请的目的是提供一种信息显示单元，以解决现有技术中信息显示单元散热不佳导致的工作效率低，成本高的问题，能够增加灯壳内LED组件的散热面积，提高散热效率同时能够保证LED组件的发光效率。

为实现上述目的，本申请提供了如下方案：

一种信息显示单元，包括灯壳，所述灯壳内部安装有LED组件，所述灯壳的一侧设置有与所述LED组件对应的面罩；所述灯壳内部充满了工质；所述灯壳的顶部连接有用于向受热膨胀的工质提供空间的膨胀箱。

本申请通过在灯壳内注满工质，使得LED组件工作产生的热量能够通过工质尽快的排出去，从而提高了LED组件的发光效率，提高了信息显示单元整体的工作效率。

作为本申请的进一步改进，所述LED组件为有色灯珠。

对于上述LED组件选用有色灯珠的技术方案，优选灯壳内填充的所述工质为无色的不导电液体；以便不会对LED组件的有色灯珠的发光颜色造成影响。

对于上述LED组件选用有色灯珠的技术方案，优选灯壳的一侧设置与LED组件对应的面罩为单层面罩；且所述单层面罩内侧表面设置有光学散射面；从而能够保证信息显示单元出光的均匀。

作为本申请的又一种改进，所述LED组件为白色灯珠。

对于上述LED组件选用白色灯珠的技术方案，优选灯壳内填充的所述工质为着色的不导电透明液体；以便LED灯珠在点亮时，信息显示单元能够显示相应颜色的光。

对于上述LED组件选用白色灯珠的技术方案，优选灯壳的一侧设置与LED组件对应的面罩为双层面罩；所述双层面罩包括第一层面罩和第二层面罩，所述第一层面罩和第二层面罩之间有空腔；所述第一层面罩外侧表面设置有第一光学结构，所述第二层面面罩内侧表面设置有第二光学结构。通过设置中间有空腔的双层面罩，保证了在白色灯珠未点亮时，工质的颜色在双层面罩最外侧显示不出来；通过设置第一光学结构更加保证了在白色灯珠未点亮时，工质的颜色不会透出面罩；通过设置第二光学结构，保证了信息显示单元出光均匀。

作为本申请的进一步改进是，所述灯壳顶部设置有进液孔，所述进液孔通过连接管与所述膨胀箱的出液口连接。

作为本申请的进一步改进是，所述灯壳后侧有密闭出线孔，所述密闭出线孔处设置有密封塞，用于防止所述工质的泄漏。

本申请的技术方案的有益效果：传统的信息显示单元只能通过降低LED组件的实际工作功率，来限制并降低LED组件的温升；现通过本申请提供的信息显示单元无需降低LED组件的工作功率即可实现降低LED组件温升的目的，从而能够提高LED组件的发光效率，保证了LED组件的正常光通量，这样就无需布置多颗LED就能够保证信息显示单元的发光强度；从而能够节省成本。

附图说明

为了更清楚地说明本申请实施例或现有技术中的技术方案，下面将对实施例中所需要使用的附图作简单地介绍，显而易见地，下面描述中的附图仅仅是本申请的一些实施例，对于本领域普通技术人员来讲，在不付出创造性劳动性的前提下，还可以根据这些附图获得其他的附图。

图1为本申请提供的实施例2的结构示意图；

图2为本申请第二种方案中双层面罩的结构示意图；

图3为本申请实施例1中的膨胀箱立体图；

图4为本申请实施例1中的膨胀箱纵剖图；

图5为本申请实施例2中膨胀箱的立体图；

图6为本申请实施例2中散热排板的前视图；

图7为本申请实施例2中导流瓣向上打开的状态图；

图8为本申请实施例1中回流瓣向下打开的状态图。

图中标号说明：

1、灯壳；2、箱体主体；3、散热排板组；4、主注液口；5、第一层面罩；6、第二层面罩；7、连通管；8、第一箱体；9、第二箱体；10、第三箱体；11、注液口；12、泄气阀；13、出液口；14、液位计；15、第一接口；16、第二接口；17、第一对接口；18、第二对接口；19、导流瓣；20、回流瓣；21、第一竖向管；22、第二竖向管；23、横向毛细管。

具体实施方式

下面将结合本申请实施例中的附图，对本申请实施例中的技术方案进行清楚、完整地描述，显然，所描述的实施例仅仅是本申请一部分实施例，而不是全部的实施例。基于本申请中的实施例，本领域普通技术人员在没有创造性劳动前提下所获得的所有其他实施例，都属于本申请保护的范围。

为使本申请的上述目的、特征和优点能够更加明显易懂，下面结合附图和具体实施方式对本申请作进一步详细的说明。

一种信息显示单元，包括灯壳1，灯壳1内部安装有LED组件，灯壳1的一侧设置与LED组件对应的面罩；灯壳1内部充满了工质；灯壳1的顶部连接有用于向受热膨胀的工质提供空间的膨胀箱。

本申请通过在灯壳1内注满工质，使得LED组件工作产生的热量能够通过工质尽快的排出去，这样的话，减少了温度对LED组件的影响，从而保证了LED组件的发光效率，提高了信息显示单元整体的工作效率。

在本申请提供的技术方案中，LED组件可以选用有色灯珠，也可以选用白色灯珠。

本申请的第一种方案，LED组件选用有色灯珠作为发光源，此时，灯壳1内填充的工质选用无色的不导电液体，以便不会对信息显示单元的出光颜色造成影响。在本申请可选的实施例中，选用的工质具体为乙醇、异丙醇、乙二醇、去离子水等液体；该工质沸点在130℃～160℃之间。在LED组件工作产热后，在不超过上述工质的沸点范围的工作情况下，该工质不会出现沸腾现象，不会出现明显的液体波动；从而不会影响显示单元的出光效果。

对于上述LED组件选用有色灯珠的技术方案，优选灯壳1的一侧设置与LED组件对应的面罩为单层面罩；且所述单层面罩内侧表面设置有光学散热面；通过设置的光学散热面，使LED有色灯珠发出的光线产生二次光学散射作用，从而能够保证信息显示单元出光的均匀。

本申请的第二种方案，LED组件选用白色灯珠作为发光源；这时，灯壳1内填充的工质选用着色的不导电液体；以便LED灯珠在点亮时，信息显示单元能够显示相应颜色的光。在本申请的另一可选的实施例中，白色灯珠作为发光源时，选用的工质具体为乙醇、异丙醇、乙二醇、去离子水、不电解的醇及水溶性染料等；值得说明的是，该着色的不导电工质沸点也在130℃～160℃之间，在LED组件工作产热后，在不超过上述工质的沸点范围的工作情况下，该着色不导电工质不会出现沸腾现象，不会出现明显的液体拨动，从而不会影响显示单元的出光效果。

在不点亮白色灯珠时，为了灯壳1内着色的透明不导电液体，不会透过面罩显示出颜色来，如图2所示，本申请在灯壳1的一侧设置了与LED组件对应的双层面罩；该双层面罩包括第一层面罩5和第二层面罩6，且第一层面罩5和第二层面罩6之间有空腔。其中，第一层面罩5外侧表面设置有第一光学结构，第二层面罩6内侧表面设置有第二光学结构。

在本申请可选的一种实施例中，第一层面罩5外侧表面设置的第一光学结构为银或铝等材质的薄膜。在白色灯珠未点亮时，由于有灯壳1的遮挡，灯壳1内部本身就比较暗，使得第一层面罩5外相对于第一层面罩5内来说是比较亮的；将银膜或者铝膜贴在第一层面罩5外侧表面后，第一层面罩5外的强光被银膜或铝膜反射，造成从外侧无法看到第一层面罩5内；从而使得在灯珠未点亮时，灯壳1内工质的颜色不会在最外侧面罩（即第二层面罩6）上显示出来，不会对驾驶员和行人造成误导。第二层面罩6内侧表面设置有第二光学结构，该第二光学结构可以为多个排列在第二层面罩6内侧表面的球状凸起，每个球状凸起与相邻的凸起紧贴在一起；该第二光学结构也可以为棱状凸起，该棱状凸起可以为六个棱面，也可以为十二个棱面，也可以为三十六个棱面。只需相邻棱状凸起紧贴在一起，并且保证这些第二光学结构铺满整个第二层面罩6内侧表面。这样的话，就保证了在白色灯珠点亮时，第二层面罩6出光均匀。

值得说明的是，第一层面罩5与第二层面罩6之间形成有空腔，该空腔能够使第一层面罩5外侧表面的第一光学结构（银膜或铝膜）不接触第二层面罩6。空腔和第二层面罩6避免了阳光直接照射到第一光学结构（银膜或铝膜），从而避免了太阳光照射产生强烈反光效果，还能够避免太阳幻象的产生。

在以上两个方案的基础上，本申请进一步的改进是，本申请提供的信息显示单元的灯壳1顶部设置有进液孔。该进液孔处连接有连通管7的一端，连通管7的另一端与膨胀箱的出液口连接；其中连通管7与灯壳1的进液孔和膨胀箱的出液口可以为一体式连接，也可以为可拆卸式连接。

通过连通管7与灯壳1连接的膨胀箱，设置在灯壳1的顶部。当LED组件工作导致温度升高使得工质膨胀后，膨胀箱能够给膨胀的工质提供空间，减少灯壳1内的压力，从而不会对灯壳1造成损坏。

在本申请的实施例1中，如图3和图4所示，膨胀箱为可伸缩结构，具体包括第一箱体8、第二箱体9、第三箱体10；其中，第一箱体8、第二箱体9、第三箱体10由上到下依次密封连接。第一箱体8上设置有注液口11，用于给灯壳1内和膨胀箱内加注工质。第二箱体9采用柔性材质折叠而成，能够随工质的膨胀程度上下伸缩。第三箱体10的底部设置有出液口13，该出液口13与灯壳1的进液孔通过连通管7相连接。当灯壳1内的工质受热膨胀时，受热膨胀的工质也通过进液孔进入到膨胀箱内；此时，膨胀箱内压强变大，第二箱体9向上伸展。当工质冷却后，膨胀箱内的部分工质通过进液孔再流回灯壳1内；此时，膨胀箱压力减小，第二箱体9向下收缩。第一箱体8顶部还设置有泄气阀12，用于保证灯壳1和膨胀箱内压强一定，避免灯壳1和膨胀箱内压强过大造成损坏。当工质膨胀使得第二箱体9向上伸展完全时，膨胀箱内的压强仍较大时，泄气阀12会开启，将膨胀箱内部分气体排出；当膨胀箱内部压强维持稳定后，泄气阀12自动关闭。值得说明的是，该膨胀箱还设置有液位计14，用于显示膨胀箱内工质的液位，方便操作者及时补充工质。

在本申请的实施例2中，如图1和图5所示，膨胀箱为自循环膨胀箱，具体包括箱体主体2、散热排板组3；其中，箱体主体2顶部设置有第一接口15和第二接口16；第一接口15处设置有受向上力打开的导流瓣19；第二接口16处设置有受向下力打开的回流瓣20。散热排板组3底部上设置有第一对接口17和第二对接口18；第一对接口17和第一接口15以及第二对接口18和第二接口16相互对应连接。其中，散热排板组3包括多个散热排板；如图6所示，且每个散热排板内有毛细回路，该毛细回路由第一竖向管21、第二竖向管22以及多个横向毛细管23构成，其中多个横向毛细管23均与第一竖向管21和第二竖向管22连通，且均不是垂直连通；多个横向毛细管23与第一竖向管21连通处高于其与第二竖向管22连通处。箱体主体2顶部还设置有主注液口4，底部还设置有与灯壳1进液孔连接的主出液口。当灯壳内工质受热膨胀后，膨胀的工质通过灯壳1进液孔及箱体主体2主出液口进入到箱体主体2内，箱体主体2内的工质上升，如图7所示，导流瓣19在上升工质的压力下，向上打开，工质进入散热排板的毛细管回路内；此时，回流瓣20在箱体主体2内工质的上升压力下，更加闭合；从而，受热的工质只能在第一接口15流进散热排板组3内；这些受热的工质在散热排板组3中冷却凝结，在自身重力作用下，流向第二接口16，且如图8所示，回流瓣20在这些冷却的工质压力下，向下打开；冷却后的工质流回箱体主体2；从而在膨胀箱和灯壳内形成一个循环散热系统；通过该循环散热系统内的工质不断的循环，而保持了一个持续循环状态，从而避免了随着信息显示单元工作造成灯壳1内工质减少的问题；无需操作者经常对灯壳1内补液，减少了后期的维护。

值得说明的是，本申请提供的灯壳1后侧设置有密闭出线孔，并且在密闭出线孔处设置有密封塞，该密封塞用于防止灯壳1内工质泄漏。该密封塞内有引出的LED组件的连接线，该连接线用于连接外界电源或者控制电路等。

本申请通过在灯壳1内注满透明工质，该工质作为散热介质，使LED组件浸在工质中，解决了现有中增大LED组件散热面积受限的问题。并且通过设置膨胀箱，在保证灯壳1不会损坏的同时更加进一步提高了信息显示单元的散热效率；从而通过本申请提供的信息显示单元无需降低LED组件的工作功率即可实现降低LED组件温升的目的，从而能够提高LED组件的发光效率，还能够保证LED组件的正常光通量，这样就无需布置多颗LED灯珠就能保证信息显示单元的发光强度，从而也能够节省成本。

值得说明的是，本申请提供信息显示单元可应用于交通光电诱导单元、路况信息单元、交通信号显示单元等，如电子标志牌、交通信号灯等。

在本申请的描述中，需要理解的是，术语“上”、“下”、“内侧”、“外侧”、“前侧”、“后侧”、“顶部”、“底部”、“中间”等指示的方位或位置关系为基于附图所示的方位或位置关系，仅是为了便于描述本申请，而不是指示或暗示所指的装置或元件必须具有特定的方位、以特定的方位构造和操作，因此不能理解为对本申请的限制。

在本申请的描述中，需要说明的是，除非另有明确的规定和限定，术语“安装”、“相连”、“连接”应做广义理解，例如，可以是固定连接，也可以是可拆卸连接，或一体地连接；对于本领域的普通技术人员而言，可以通过具体情况理解上述术语在本申请中的具体含义。

需要说明的是，在本文中，诸如第一和第二等之类的关系术语仅仅用来将一个实体或者操作与另一个实体或操作区分开来，而不一定要求或者暗示这些实体或操作之间存在任何这种实际的关系或者顺序。而且，术语“包括”、“包含”或者其任何其他变体意在涵盖非排他性的包含，从而使得包括一系列要素的过程、方法、物品或者设备不仅包括那些要素，而且还包括没有明确列出的其他要素，或者是还包括为这种过程、方法、物品或者设备所固有的要素。

以上所述的实施例仅是对本申请的优选方式进行描述，并非对本申请的范围进行限定，在不脱离本申请设计精神的前提下，本领域普通技术人员对本申请的技术方案做出的各种变形和改进，均应落入本申请权利要求书确定的保护范围内。

Claims (9)

1.一种信息显示单元，包括灯壳，所述灯壳内部安装有LED组件，所述灯壳的一侧设置有与所述LED组件对应的面罩，其特征在于，所述灯壳内部充满了工质；所述灯壳的顶部连接有用于向受热膨胀的所述工质提供空间的膨胀箱。

2.根据权利要求1所述的信息显示单元，其特征在于，所述LED组件选用有色灯珠。

3.根据权利要求1或2所述的信息显示单元，其特征在于，所述工质为无色透明的不导电液体。

4.根据权利要求1或2所述的信息显示单元，其特征在于，所述面罩为单层面罩，且所述单层面罩内侧表面设置有光学散热面。

5.根据权利要求1所述的信息显示单元，其特征在于，所述LED组件选用白色灯珠。

6.根据权利要求1或5所述的信息显示单元，其特征在于，所述工质为着色透明的不导电液体。

7.根据权利要求1或5所述的信息显示单元，其特征在于，所述面罩包括第一层面罩和第二层面罩，所述第一层面罩和第二层面罩之间有空腔；所述第一层面罩外侧表面设置有第一光学结构，所述第二层面罩内侧表面设置有第二光学结构。

8.根据权利要求1所述的信息显示单元，其特征在于，所述灯壳顶部设置有进液孔，所述进液孔通过连接管与所述膨胀箱的出液口连接。

9.根据权利要求8所述的信息显示单元，其特征在于，所述灯壳后侧有密闭出线孔，所述密闭出线孔处设置有密封塞，用于防止所述工质的泄漏。