CN201396601Y

CN201396601Y - 散热灯体型材及由其构成的大功率led灯具

Info

Publication number: CN201396601Y
Application number: CN2009200539153U
Authority: CN
Inventors: 陈炳武
Original assignee: Individual
Current assignee: Individual
Priority date: 2009-04-03
Filing date: 2009-04-03
Publication date: 2010-02-03
Anticipated expiration: 2019-04-03

Abstract

本实用新型涉及一种散热灯体型材和由其构成的大功率LED灯具，该型材选用铝合金材质，由挤压工艺制成，其主要特征是型材体中设计有不同形状的孔道，与孔道的一侧相邻有一平面，以便安装固定LED元件，孔道的另一侧及型材的其他部位设计有若干数量的散热翅片，采用此新型铝合金型材构成大功率LED灯具时，孔道的两端被堵塞封闭，并且孔道中被注入适量的单质液体或混合液体，当LED产生的热使型材的局部温度上升到一设定温度时，液体将在孔道中快速翻腾流动进行热交换，使整个灯体型材的表面温度趋于均衡化，有效地提高了灯体的散热性能，控制了LED芯片的最高结温，达到延缓芯片光衰进程提高工作寿命的目的。

Description

散热灯体型材及由其构成的大功率LED灯具

技术领域

本实用新型涉及铝合金型材和LED照明技术领域。

背景技术

目前正在发展的半导体LED照明技术领域，大功率LED灯具正被越来越多的使用，例如大功率LED路灯已有不少厂家推出，绝大部分产品的灯体是采用铝合金材质作为LED元件的散热体，但实践中发现，由于LED是点光源，LED的发热源也集中在很小的一块面积上，而灯体的体积和表面积通常大很多，依靠通常的热量传递原理来将一个点热源发出的热能传递到灯体的全部表面上去，其热传递速度很慢，并且散热效率很差。假定发光发热源处于灯体的中心部位，经过实测也表明，离中心距离越远，灯体表面的温度越低，而散热效率是与散热体同环境的温差值成正比的，由此可见，一般大功率LED灯具，特别是采用超大功率封装(如50w，100w)的LED灯具，其散热性能不很理想，致使LED芯片的结温长期处于一个较高值，加速了LED芯片的光衰速度，将缩短LED的工作寿命。

发明目的

本实用新型的目的就是要通过对散热灯体型材的结构设计作出改进，使得其导热散热性能得到改善，达到提高大功率LED灯具的有效工作寿命进而提高其社会经济效益的目的。

发明内容

本实用新型的技术方案是：散热灯体型材采用铝合金材料由挤压工艺制成，其主要特征是在型材体中设计有各种不同形状的孔道，例如横截面为长方形的孔道，或者为圆形的孔道，或者圆弧形的孔道，或者有折弯的长方形孔道等，具体选用什么形状的孔道，取决于灯体结构和外形的具体设计，将型材孔道两端封闭时，孔道中被注入适量的单质液体或混合液体，设计使得孔道的一侧至少有一小段接近一平面，大功率LED发光元件固定在该平面上，LED工作时产生的热量将通过很短的距离传导给孔道中的液体，根据需要选择不同沸点的液体，可以调节控制温度的范围。例如选用沸点为50℃的某种液体，当LED元件安装部位的温度超过50℃时，接近该部位的液体将首先汽化，并迅速向孔道的各个方向散发，将热量传递到温度较低的远处，直到孔道中的液体达到各处温度基本平衡，通过利用液体的这种快速传递热量的作用原理，可以大大提高灯体型材的导热性能，而散热则仍需要依靠散热翅片的表面将热量散发到环境空气中去，但由于导热性能的提高，使远离LED的散热翅片也有了较高的温度，提高了与环境的温差值，因而同样提高了散热性能。后面将通过不同的结构设计实施例附图详加说明。

技术效果

本实用新型的散热灯体型材结构依靠孔道中注入的液体在沸点温度时的快速翻腾流动将LED产生的热量及时传递到整个散热灯体的各处，避免由于热量的积聚使LED芯片结温升高过高，特别是对于使用超大功率封装LED的灯具来说，控温效果尤其明显，将可解决此类灯具光衰快寿命短的问题。

附图说明

图1、图2、图3、图4、图5、图6，各为本实用新型实施例之一、之二、之三、之四、之五、之六的散热灯体型材的横截面示意图。

具体实施方式

请参见附图1，它是实施例之一的散热灯体型材的横截面示意图。由挤压工艺制成的铝合金型材1，其特征是：此型材1中设计有至少一条横截面为长方形的孔道2，显然设计为两条对称分布为最优；或者设计有至少一条横截面为圆形或方形等其他形状的孔道3，孔道的一侧设为平面4，另一侧设计有多条散热翅片5；采用上述铝合金型材1之一构成的大功率LED灯具，所述孔道的两端被堵塞密封，并且孔道中被注入适量的单质液体或混合液体，大功率LED发光元件6紧贴平面4安装。LED的功率可以从1瓦到100瓦级超大功率封装，根据实际需要均可选用。以100瓦LED为例，由于功耗很大，根据LED的发光原理可知，有85％以上的功耗转化为热能，只有约15％即15瓦的功耗转化为光能，这85瓦的功耗产生的热能需要由散热灯体型材传导并散发到环境中去，这又需要灯体有足够大的散热表面积，因此型材要设计足够多的散热翅片，型材的体积、尺寸和重量都需要相应增大，但即使是满足了这些条件，即散热灯体有足够大的尺寸和表面积，仍然不能保证有好的散热效果，即LED芯片的结温仍然会偏高。其原因是热量在铝质材料中的传导速度是有限的，LED产生的热量不能及时导出，致使热量积聚在局部小范围内，使芯片的温度迅速上升。采用本实用新型的结构设计后，情况有了根本性的改善，孔道中最接近LED热源的液体最先达到沸点温度，这部分液体汽化后迅速扩散到各方向的远处，将热量传递给远处的液体和孔道壁，温度较低的液体迅速补充过来，吸收热量后又离去，如此循环下去，使LED部位的温度维持在一个平衡的量值上。这有点类似烧开水的现象，水温达到100℃时开始沸腾汽化，如果锅是敞口的，即使直到快把水烧干，锅内的水仍然是100℃，这是因为蒸汽带走了热量，使水温达到了平衡点。图1中，型材的两角设计有T型槽7，用于将灯体型材固定在灯杆上时安置紧固螺杆螺母；型材的两侧面还可以设计有多个T型槽8，以方便灯具在不同场合下的安装固定；型材的另两角设计有安放透光板或透光罩的卡槽9，还可以设计有固定两端盖的多个螺钉孔10，以减少钻孔工作量。

图2是实施例之二的散热灯体型材的横截面示意图。由挤压工艺制成的铝合金型材11，其特征是：型材11中设计有至少一条横截面为长方形的孔道12，孔道12的一侧为平面14，另一侧设计有多条散热翅片15，翅片中心有横截面为长方形的孔道13；采用上述型材11构成的大功率LED灯具，孔道的两端被堵塞密封，并且孔道中被注入适量的单质液体或混合液体，大功率LED发光元件16安装在平面14上。型材的上部两角位置设计有T型槽17，或者两侧面设计有多个T型槽18，型材的下部两角设计有安放透光板或透光罩的卡槽19，还可以设计有固定端盖的多个螺钉孔20.

图2是图1的改进型，在散热翅片中也设计有长方形孔道，其中注入的液体又将使翅片的导热性能和散热性能大为提高，使灯体的整体散热性能得到进一步提高。图1和图2所示的灯体型材可以用于大功率LED路灯，或用于大功率LED投光灯，或用于天花板吊顶灯，或用于隧道灯等多种灯具。

图3是实施例之三的散热灯体型材的横截面示意图。由挤压工艺制成的铝合金型材21，其特征是：型材21中设计有至少一条横截面为圆弧形的孔道22，孔道22的底端部位的下方一侧紧邻一平面24，孔道22的中部及上部两侧排列有若干条散热翅片23和25，孔道及两侧的翅片排列设计成横截面为半圆形形状或者是半椭圆形形状；采用上述铝合金型材21之一构成的大功率LED灯具，所述孔道的两端被堵塞密封，并且孔道中被注入适量的单质液体或混合液体，大功率LED发光元件26安装在平面24上。型材的上部设计有至少一个T型槽27，以便于灯体固定于灯杆上，型材的下部两角设计有安放透光板或透光罩的卡槽29，还可以设计有至少一个T型槽28和多个螺钉孔30.

图4是实施例之四的散热灯体型材的横截面示意图。显然图4的结构是由图3的结构演变而成，将图3的半圆形或半椭圆形结构在上部延伸闭合，即为图4的圆环形形状或椭圆环形形状结构，两者基本特征相同，次要特征可以相同，也可以有所变化。详细说明参照图3的说明，不再重复。

图5是实施例之五的散热灯体型材的横截面示意图。由挤压工艺制成的铝合金型材31，其特征是：型材31中设计有至少一条横截面为折弯的长方形孔道32，孔道一端的底部一侧紧邻一平面34，孔道其他部位的两侧面排列有若干数量的散热翅片33和35；采用上述铝合金型材31构成的大功率LED灯具，所述孔道32的两端被堵塞密封，并且孔道中被注入适量的单质液体或混合液体，大功率LED发光元件36安装在型材的平面34上。型材的上部设计有至少一个T型槽37，用于与灯杆管的连接固定，型材的下部两角处设计有安放透光板或透光罩的卡槽39，另外还可设计有多个螺钉孔40，用于固定两端盖，减少钻孔工作量。

图6是实施例之六的散热灯体型材的横截面示意图。显然图6是图5结构的变形，孔道32多了一道折弯，其他特征与图5相同，详细说明与图5说明相同，不再重复。

图3、图4、图5、图6所示的灯体型材均可用于路灯灯具或用作隧道灯灯具，也可用于高大厂房、大厅的吊顶灯具。根据上述这些实施例结构图，作些改变设计，很容易得出其他不同轮廓形状的灯具。

Claims

1、一种散热灯体型材及由其构成的大功率LED灯具，包括由挤压工艺制成的铝合金型材(1)，其特征是：此型材(1)设计有至少一条横截面为长方形的孔道(2)，或者至少一条横截面为圆形或其他形状的孔道(3)，孔道的一侧为平面(4)，另一侧设计有多条散热翅片(5)；采用上述铝合金型材(1)之一构成的大功率LED灯具，所述孔道的两端被堵塞密封，并且孔道中被注入适量的单质液体或混合液体，大功率LED发光元件(6)紧贴平面(4)安装。

2、根据权利要求1所述的散热灯体型材及由其构成的大功率LED灯具，其特征是：型材的两角设计有T型槽(7)，或者型材的两侧面设计有多个T型槽(8)，型材的另两角设计有安放透光板或透光罩的卡槽(9)，或者还可以设计有固定两端盖的多个螺钉孔(10)。

3、一种散热灯体型材及由其构成的大功率LED灯具，包括由挤压工艺制成的铝合金型材(11)，其特征是：型材(11)中设计有至少一条横截面为长方形的孔道(12)，孔道(12)的一侧为平面(14)，另一侧设计有多条散热翅片(15)，翅片中心有横截面为长方形的孔道(13)；采用上述型材(11)构成的大功率LED灯具，所述孔道的两端被堵塞密封，并且孔道中被注入适量的单质液体或混合液体，大功率LED发光元件(16)安装在平面(14)上。

4、根据权利要求3所述的散热灯体型材及由其构成的大功率LED灯具，其特征是：型材的上部两角位置设计有T型槽(17)，或者两侧面设计有多个T型槽(18)，型材的下部两角设计有安放透光板或透光罩的卡槽(19)，还可以设计有固定端盖的多个螺钉孔(20)。

5、一种散热灯体型材及由其构成的大功率LED灯具，包括由挤压工艺制成的铝合金型材(21)，其特征是：此型材(21)中设计有至少一条横截面为圆弧形的孔道(22)，孔道(22)底端部位的下方一侧紧邻一平面(24)，孔道(22)的中部及上部两侧排列有若干条散热翅片(23和25)，孔道及两侧的翅片排列设计成横截面为半圆形形状或者是半椭圆形形状，或者设计成横截面为圆环形形状或者是椭圆环形形状；采用上述铝合金型材(21)之一构成的大功率LED灯具，所述孔道的两端被堵塞密封，并且孔道中被注入适量的单质液体或混合液体，大功率LED发光元件(26)安装在平面(24)上。

6、根据权利要求5所述的散热灯体型材及由其构成的大功率LED灯具，其特征是：型材的上部设计有至少一个T型槽(27)，型材的下部两角设计有安放透光板或透光罩的卡槽(29)，还可以设计有至少一个T型槽(28)和多个螺钉孔(30)。

7、一种散热灯体型材及由其构成的大功率LED灯具，包括由挤压工艺制成的铝合金型材(31)，其特征是：此型材(31)中设计有至少一条横截面为折弯的长方形孔道(32)，孔道一端的底部一侧紧邻一平面(34)，孔道其他部位的两侧面排列有若干数量的散热翅片(33和35)；采用上述铝合金型材(31)构成的大功率LED灯具，所述孔道(32)的两端被堵塞密封，并且孔道中被注入适量的单质液体或混合液体，大功率LED发光元件(36)安装在型材的平面(34)上。

8、根据权利要求7所述的散热灯体型材及由其构成的大功率LED灯具，其特征是：型材的上部设计有至少一个T型槽(37)，型材的下部两角设计有安放透光板或透光罩的卡槽(39)，还可以设计有多个螺钉孔(40)。