CN201621502U - 一种贴面式高密度led灯芯用、带液冷功能的灯具 - Google Patents
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Abstract
本实用新型公开一种贴面式高密度LED灯芯用、带液冷功能的灯具，包括有灯具外壳，灯具外壳内设有表面贴有LED灯的灯芯支架，灯芯支架体内和灯具外壳壁体内都设有流道，两处的流道接通且形成循环回路，流道内充有液冷媒质。在循环回路内设有驱使液冷媒质循环流动的微型泵。为了提高吸热效率，在灯芯支架流道内设有“排骨”状吸热金属叶片。采用上述技术方案后，利用灯具外壳和灯芯支架内的液冷循环散热系统，令紧贴附于该灯芯支架表面上的贴面LED的热量，能更快更高效地被支架流道内的液冷媒质带走，再经灯具外壳散走，故其散热效果非常好。利用液冷媒质作热量载体，再借助灯具自身的金属外壳作为散热体，可有效降低灯具的制造成本。
Description
技术领域：
本实用新型涉及照明技术领域，尤其是一种采用多颗任意功率贴面LED为发光体的高密集型灯芯专用、带有散热功能的灯具。
背景技术：
高密集强光型灯芯通过合适的光学反射器(灯罩)所制成的灯具，可广泛用于探照灯、机动车前灯及街道、路桥或广场的夜间照明灯等，目前，在制作高密集强光型灯具时，多采用热辐射的金属卤化物灯或高压钠灯的灯芯作为发光源，这些发光源的功率一般在100～1000瓦左右，同时还必须配置自耗比较大的镇流器等，这种采用金属卤化物灯芯或高压钠灯芯作为发光源的灯具，有其光的密集性好及制造成本低等特点，但发光源的使用寿命一般在数千小时左右，而且它的电光转换效率低，同时这些金属卤化物灯芯或高压钠灯芯还含有重金属“汞”元素，不符合节能环保的要求。
目前，市场上出现不少大功率LED灯具，这些大功率LED灯具必须要考虑散热问题，因为LED灯在工作过程中会产生热量，特别是对于高密度LED灯芯，其在单位面积内高密度装有大量的LED灯，这就容易产生热聚效应，若LED灯在这种高温环境中工作，会影响其发光效率和实用寿命，严重时还会销毁线路控制板。为了避免上述问题的产生，必须要解决热囤积问题，而现有的解决方案是在灯具内设置较大面积的金属散热板，然后将多颗大功率LED按一定的间隔距离装于金属散热板上进行散热，这种分散性分布的LED灯具的散射角较大，故其定向照射的光照效率也相对较低，且不可避免地产生受照物体的多影像(俗称鬼影)而容易致人视角疲劳，还有就是分散性大功率LED灯具，因为不太适宜应用各种光学反射器(灯罩)组成各种特型灯具，故其在实用方面缺乏多样性。
特别对于以贴面LED为发光体的高密集型灯芯，它可采用任意功率的贴面LED作为发光元件，将多颗贴面LED有序贴装于某种形状的金属支架上，构成按某种形状发光面体的高密集贴面LED灯芯，所成灯芯发光面体的多颗贴面LED以其“正”“负”极性分组串联或并联连接，成为整个灯芯发光体的“正”“负”极引线，将所述贴面LED灯芯的馈电引线，按其极性相应接在合适的电源上，灯芯发光面上的各颗贴面LED灯，在一定的工作电流驱动下发光。由于高密集阵列中的贴面LED在额定功率工作时所释放的热量也高度集中，如果不采取有效的技术手段将热量加以扩散的话，会使灯芯工作环境恶化，导致灯芯工作不稳定和不能连续长时间安全工作，甚至发生热损坏。
发明内容：
本实用新型的目的是为了克服上述现有技术的缺点，提供一种贴面式高密度LED灯芯用、带液冷功能的灯具，该灯具既可解决散热问题、改善LED灯的工作环境温度，又可提高定向照射的光照效率。
为实现上述目的，本实用新型提供的技术方案为：一种贴面式高密度LED灯芯用、带液冷功能的灯具，包括有灯具外壳，灯具外壳内设有表面贴有LED灯的灯芯支架，灯芯支架体内和灯具外壳壁体内都设有流道，两处的流道接通且形成循环回路，流道内充有液冷媒质。
在循环回路内设有驱使液冷媒质循环流动的微型泵。
为了提高吸热效率，在灯芯支架流道内设有“排骨”状吸热金属叶片。
采用上述技术方案后，利用灯具外壳和灯芯支架内的液冷循环散热系统，令紧贴附于该灯芯支架表面上的贴面LED的热量，能更快更高效地被支架流道内的液冷媒质带走，再经灯具外壳散走，故其散热效果非常好。利用液冷媒质作热量载体，再借助灯具自身的金属外壳作为散热体，可有效降低灯具的制造成本。
附图说明：
图1是本实用新型环回式半圆柱发光面灯芯液冷灯具结构原理图之一；
图2是本实用新型对应图1环回式半圆柱发光面灯芯支架的立体结构图。
图3是本实用新型环回式全圆柱发光面液冷灯具结构原理图之二；
图4是本实用新型对应图3环回式全圆柱发光面灯芯支架的立体结构图；
图5是本实用新型灯芯支架为直流式全圆柱发光面的液冷灯具的结构原理图；
图6是本实用新型直流式全圆柱发光面灯芯支架的立体结构图；
具体实施方式：
现结合附图详细阐述本实用新型：
本实用新型的实施例一：本实施例的灯芯为环回式半圆柱发光面灯芯，其相应的灯具包括有圆柱体或正方体的金属灯芯支架1和内设有散热流道21的灯具外壳2，该金属灯芯支架1加工有一端开口、另一端为盲端的吸热管腔，吸热管腔从开口端至盲端被分设成左右流道结构，左流道为输入流道111，右流道为输出流道112，两流道在盲端处互通形成环回通道113，输入流道111与灯具外壳流道21的一端连接，而输出流道112与灯具外壳流道21的另一端连接，形成环回循环流通的通道，通道内设有微型泵5，结构如图1和图2所示，它的工作原理为：在微型泵5的驱动下，输入流道111内的液冷媒质吸收了半圆柱发光面灯芯上的LED灯7工作时传递给灯芯支架1的热量后，经环回通道113流进输出流道112，携带热量的液冷媒质从输出流道112流出，流经第二外接管道4进入金属外壳流道21，利用金属外壳2相对较大的表面积进行散热，散热变冷后的液冷媒质通过第一外接管道3回流入灯芯支架1的输入流道111内，继续给灯芯散热；在某些灯芯功率不大或者采用多级换热室的系统中，也可无需设置微型泵装置，在该系统中，运送热量的过程是典型的热对流原理。
本实用新型的实施例二：本实施例的灯芯为环回式全圆柱发光面灯芯，结构如图3和图4所示，其相应的灯具与实施例一不同之处是，吸热管腔从开口端至盲端被分成有内管腔和外管腔，内管腔置于外管腔中央，外管腔即为输入流道111，内管腔即为输出流道112，其余结构与实施例一样，工作时，从灯具外壳2流进灯芯支架1的液冷媒质先进入输入流道111再汇集进入输出流道112，由于输出流道112置于输入流道111中央，所以可以实现对整个灯芯圆柱面进行吸热，经环回通道113汇集到吸热管腔中央的输出流道112内，然后被送至金属外壳流道21内进行散热。
本实用新型的实施例三：如图5和图6所示，本灯芯为也为全圆柱发光面灯芯，其灯芯支架的冷却方式为直流式冷却式，即液冷媒质是以直流的方式流经灯芯支架的，该灯芯支架1体内设有纵向贯穿支架的吸热流道11，流道11的入口与灯具外壳散热流道21的出口通过第一外接管道3连接，而灯芯支架吸热流道11的出口与灯具外壳散热流道21的入口通过第二外接管道4连接，从而构成一环回循环流通的通道，通道内设有驱使液冷媒质流动的微型泵5，灯芯支架吸热流道11内设有“排骨”状吸热金属叶片6，该吸热金属叶片6的存在可极大地提高液冷媒质的吸热效率，由多颗贴面LED 7紧贴附于灯芯支架1的圆周柱面上而构成全圆柱发光面的贴面LED灯芯，灯芯中高密集贴面LED 7所释放的热量，通过金属灯芯支架1及其吸热流道11内的金属叶片6传递并进行有效扩散吸收，灯芯支架1及其吸热流道11内的叶片6吸收的热量，由流过所述灯芯支架吸热流道11内的液冷媒质吸收，经第二外接管道4，进入灯具金属外壳散热流道21内，相对较大面积的金属外壳1将液冷媒质从LED 7摄取到的热量向空中散发，换热冷却后的液冷媒质经过第一外接管道3回流至灯芯支架吸热流道11内，再进行下一次的热交换工作，从而循环不断地为贴面LED灯芯散热。
若要获得更有效的换热效果，所述的金属外壳流道21可分级制作成相互独立的若干级换热室，如图1、图3和图5所示，因为各级换热室之间是相互独立的，即各级换热室的温度也各不相同，首级换热室的温度较高，而末级换热室的温度最低，由末级换热室回输给金属灯芯支架的液冷媒质能更有效的为灯芯散热。
本实用新型与现有技术相比，具有以下有益效果：
1.本技术方案采用的金属灯芯支架可根据需要制作成各种形状，从而使贴附于该支架上的贴面LED也构成各种形状的灯芯，使产品多样化，更具实用性。
2.本技术方案的LED灯芯可根据需要，制作成适合任意功率的贴面LED灯芯，故其对贴面LED的适用性强。
3.本技术方案所构成的各种高密集贴面LED灯芯，配置合适的光学反射器(灯罩)，使定向投射的受照面光效更高(即节能比率更高)，同时可有效避免受照物体的多影像(俗称鬼影)而导致视觉疲劳，提高用灯照明的舒适性。
4.采用灯芯内腔液冷循环散热方式，令紧贴附于该灯芯金属支架表面上的贴面LED的热量，能更快更高效地被灯芯支架流道内的液冷媒质带走，故其散热效果非常好，提高贴面LED灯的使用寿命。
5.通过利用液冷媒质作热量载体，再利用灯具自身的金属外壳作其散热介质，可有效降低灯具的制造成本。
以上所述，仅是本实用新型的较佳实施例而已，并非对本实用新型作任何形式上的限制。任何熟悉本领域的技术人员，在不脱离本实用新型技术方案范围情况下，都可利用上述揭示的技术内容对本实用新型技术方案作出许多可能的变动和修饰，或修改为等同变化的等效实施例。故凡是未脱离本实用新型技术方案的内容，依据本实用新型之形状、构造及原理所作的等效变化，均应涵盖于本实用新型的保护范围内。
Claims (3)
1.一种贴面式高密度LED灯芯用、带液冷功能的灯具，包括有灯具外壳(2)，其特征在于：灯具外壳(2)内设有表面贴有LED灯(7)的灯芯支架(1)，灯芯支架(1)体内和灯具外壳(2)壁体内都设有流道(11、12)，两处的流道接通且形成循环回路，流道(11、12)内充有液冷媒质。
2.根据权利要求1所述的一种贴面式高密度LED灯芯用、带液冷功能的灯具，其特征在于：在循环回路内设有驱使液冷媒质循环流动的微型泵(5)。
3.根据权利要求1所述的一种贴面式高密度LED灯芯用、带液冷功能的灯具，其特征在于：在灯芯支架流道(11)内设有“排骨”状吸热金属叶片(6)。
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