CN203249025U - 在led灯具上应用纳米光触媒涂层的结构 - Google Patents
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Abstract
本实用新型提供一种在LED灯具上应用纳米光触媒涂层的结构，其属于LED照明领域。该技术方案能够使整个照明装置具备照明和净化空气的功能。该照明系统包括设在外壳内的散热器，外壳的两端分别设有两个气流通道，外壳的端部固定在铝基板上，在外壳的以一个气流通道处设有风扇。铝基板上设有石英封装片，其将紫外光LED封装在灯槽内，以及在石英封装片上设聚光的菲捏尔透镜，在紫外光LED的周围设有白光LED光源。灯罩在菲捏尔透镜上方的部分由外向内依次为导光板、三基色荧光粉固态层、刻蚀层基体以及光触媒层。灯罩固定在外壳上，其连接处设有气流通道。本实用新型可以广泛应用于医院的手术室、含有有毒气体的厂房和厕所等地方。
Description
技术领域
本实用新型涉及LED照明灯具。
背景技术
光触媒材料由于其具有杀菌、自洁和去除有害气体的功能，已经在某些灯具上获得使用。由发紫外光的LED发出的紫外光激活光触媒工作已经得到应用，例如，中国专利公开号为CN101559346A、名称为“光触媒装置”、公开日为2009年10月21日的专利申请文件中记载了一种光触媒装置，该装置包括一种主波长在375nm至395nm的紫外光LED以及被该LED激活的二氧化钛光触媒。紫外光作为照明用途的，最普遍的是荧光灯(即低压汞灯)，其原理是放电管释放出紫外线，紫外线激发涂敷在灯管玻璃上的三基色荧光粉发出可见白光。
实用新型内容
本实用新型提供一种在LED灯具上应用纳米光触媒涂层的结构，该技术方案能够在LED照明装置上结合光触媒技术，使整个照明装置具备照明和净化空气的功能。
为了解决上述技术问题，本实用新型提出一种在LED灯具上应用纳米光触媒涂层的结构，包括铝基板和灯头，铝基板上设有灯槽，铝基板固定在散热器上，散热器固定在灯头上，一灯罩罩在铝基板上方；以及还包括紫外光LED、外壳和风扇；
紫外光LED设在灯槽内，围绕紫外光LED的灯槽设有白光LED光源；白光LED光源可以是封装在灯槽内的蓝光LED结合黄光荧光粉发出白光的光源。
所述散热器设在外壳内，外壳的两端分别设有第一气流通道和第二气流通道，外壳的第一端固定在铝基板边缘外侧，第二气流通道为外壳与铝基板连接部处的孔隙，外壳的第二端固定在散热器与灯头的连接处，第二端上设有作为所述第一气流通道的孔隙，该第一气流通道处设有风扇；
所述紫外光LED上设有石英封装片，该石英封装片将紫外光LED封装在灯槽内，在石英封装片的上面固定有菲涅尔透镜；
所述灯罩包括导光板和导光板内侧的复合层结构，复合层结构在导光板上覆盖的范围为菲涅尔透镜的聚光范围；灯罩的最外层为导光板，复合层结构中，与导光板结合的是三基色荧光粉固态层，与三基色荧光粉固态层结合的内层是刻蚀层基体，该刻蚀层基体的内侧的表面为凸凹刻蚀表面，在该凸凹刻蚀表面上涂覆有光触媒层；灯罩的开口端部固定在外壳的第一端上，在灯罩与外壳的连接处设有作为第三气流通道的孔隙；第一气流通道、第二气流通道和第三气流通道一起形成气流运动路线且通向外界大气。
优选地：所述光触媒层的厚度为0.5～3mm。光触媒层较厚的情况有利于强化灯具的杀菌功能，但是会有碍于紫外光通过率；光触媒较薄的情况有利于提高紫外光的通过率，但是减弱了光触媒的杀菌功能。因此上述厚度范围是一个使前述两种情况较为均衡的范围。
优选地：所述三基色荧光粉固态层的荧光粉载体为玻璃或硅胶材质，即将三基色荧光粉分散固化于玻璃或硅胶中。
优选地：所述刻蚀层基体为玻璃或硅胶材质。其中对玻璃可以采取化学腐蚀和物理的等离子溅射进行刻蚀，而对硅胶则较适合用物理等离子刻蚀。通过对刻蚀层基体进行刻蚀，形成凸凹刻蚀表面。
优选地：所述光触媒斑块层和光触媒层的光触媒材质为二氧化钛。作为光触媒级别材料的二氧化钛，一般地，优选地二氧化钛的颗粒直径为5nm～10nm。
本实用新型的有益效果：
相比现有技术，本实用新型技术包括光触媒技术和LED白光照明技术。照 明装置的灯罩与外壳内设计为与外界互通的开放结构，利用风扇驱动气流沿第一气流通道、第二气流通道和第三气流通道与外界大气互通流动。
该照明装置安装在室内，则室内的空气被风扇吸入灯罩空腔内，与灯罩内侧的光触媒层接触，空气中的有害气体被光触媒分解，一部分有害气体也会通过光触媒斑块层分解。在灯具照明使用的数小时里，其可以反复过滤房间内的空气，有效降低房间内的有害气体，该风扇基本功能是给散热器散热的，但是此处，其还具有驱动灯具内部气流流通的作用。
紫外光LED周围的白光LED光源通过导光板发出供照明的白光，紫外光LED发出的紫外线一部分被光触媒利用，但是一部分会穿过较为透明的光触媒层进入三基色荧光粉固态层，激发荧光粉发出白光以补充照明，以及避免在导光板上形成明显的暗斑。石英封装片上的菲涅尔透镜对紫外光LED发出的紫外线进行聚光，紫外光尽可能的聚集在光触媒涂敷的区域上，以提高紫外光和光触媒的利用率，菲尼尔透镜的材质优选为玻璃或硅胶。
由此可以看出，本发明对于照明和杀菌可以做到两不误，其具备照明结构和光触媒结构以及对前二者均有帮助的通风系统，其可以广泛应用于医院的手术室、含有有毒气体的厂房、生产半导体的净化间和厕所等地方。
附图说明
图1是本实用新型的内部结构示意图。
图2是图5中A部的灯罩放大示意图。
图3是铝基板的正面结构示意图。
图4是散热器的俯视图。
图5是本实用新型的发光原理示意图。
具体实施方式
为了使本实用新型的目的、技术方案及优点更加清楚明白，以下结合附图 及实施例，对本实用新型进行进一步详细说明。应当理解，此处所描述的具体实施例仅仅用以解释本实用新型，并不用于限定本实用新型。
参见图1，本发明LED照明装置包括铝基板4和灯头15，铝基板4上设有灯槽5，铝基板4固定在散热器3上，散热器3固定在灯头15上，灯罩8罩在铝基板4的上方；以及还包括紫外光LED6、外壳2和风扇1。
散热器3设在外壳2内，外壳2的两端分别设有第一气流通道11和第二气流通道12，外壳的第一端固定在铝基板4的边缘外侧，第二气流通道12为外壳与铝基板连接部处的孔隙，外壳的第二端固定在散热器3与灯头15的连接处，第二端上设有作为第一气流通道11的孔隙，该第一气流通道11处设有风扇1。
结合图1和图3，紫外光LED6设在灯槽内，围绕紫外光LED的灯槽设有白光LED光源9，即紫外光LED6位于白光LED光源9的中间。紫外光LED6上设有石英封装片7，该石英封装片7将紫外光LED封装在灯槽内，在石英封装片的上面固定有聚光的菲涅尔透镜10。由于紫外光对环氧树脂有强烈的老化作用，甚至对硅胶也有较强的老化作用，因此最好不在紫外光LED6的灯槽内填充封装材料，而直接用石英封装片对其盖住封装。
参见图2，灯罩8包括导光板80和导光板内侧的复合层结构，复合层结构在导光板上覆盖的范围为菲涅尔透镜的聚光范围，如图5所示，光线16经过菲涅尔透镜后呈聚光状态，光线在灯罩上的投影即形成聚光范围，复合结构的面积大小与该聚光范围相一致即可。灯罩的最外层为导光板80，复合层结构中，与导光板80结合的内层是三基色荧光粉固态层81，与三基色荧光粉固态层结合的内层是刻蚀层基体82，该刻蚀层基体82的内侧的表面为凸凹刻蚀表面84，在该凸凹刻蚀表面上涂覆有光触媒层83。参见图1，灯罩8的开口端部固定在外壳的第一端上，在灯罩与外壳的连接处设有作为第三气流通道13的孔隙。气流在风扇1的驱动下，沿第一气流通道11、第二气流通道12和第三气流通道13的路线与外界换气。
光触媒层83的厚度为0.5～3mm。三基色荧光粉固态层的荧光粉载体和刻 蚀层基体为玻璃或硅胶，即将三基色荧光粉分散于玻璃会硅胶中。其中对玻璃可以采取化学腐蚀和物理的等离子溅射进行刻蚀，而对硅胶则较适合用物理等离子刻蚀。通过对刻蚀层基体进行刻蚀，形成凸凹刻蚀表面。光触媒斑块层和光触媒层的光触媒材质为二氧化钛。
如图4所示，散热器3呈去顶圆锥形状，其上设有放射状的鳍片30。参见图1，紫外光LED6通过COB方式固定在灯槽内，而白光LED光源9。风扇1设在灯头侧边且在外壳2内。如果灯的外壳较大，可以设置多个小风扇，即会形成多个第一气流通道，以加强气流。外壳2的侧壁不设孔隙，避免形成漏风，以利于气流沿第一气流通道和第二气流通道的路径流动。整个照明灯具的电路部分可以设在灯头15内。风扇1可以向外抽风，也可以向内吹风。向外抽风使用时，会产生如图1所示虚线以及箭头所表示的气流14的运动路径。空气经过光触媒层83即会被过滤，空气内细菌和有毒气体含量会有效降低。风扇1既起到散热作用，又起到驱动气流的作用。如图2所示，将刻蚀层基体82的表面做成凸凹刻蚀表面可以增大光触媒的与空气的接触面积，还可以增加光触媒与刻蚀层基体的结合紧密程度。
以上所述仅为本实用新型的较佳实施例而已，并不用以限制本实用新型，凡在本实用新型的精神和原则之内所作的任何修改、等同替换和改进等，均应包含在本实用新型的保护范围之内。
Claims (4)
1.一种在LED灯具上应用纳米光触媒涂层的结构，包括铝基板和灯头，铝基板上设有灯槽，铝基板固定在散热器上，散热器固定在灯头上，一灯罩罩在铝基板上方；其特征在于还包括紫外光LED、外壳和风扇；
紫外光LED设在灯槽内，围绕紫外光LED的灯槽设有白光LED光源；
所述散热器设在外壳内，外壳的两端分别设有第一气流通道和第二气流通道，外壳的第一端固定在铝基板边缘外侧，第二气流通道为外壳与铝基板连接部处的孔隙，外壳的第二端固定在散热器与灯头的连接处，第二端上设有作为所述第一气流通道的孔隙，该第一气流通道处设有风扇；
所述紫外光LED上设有石英封装片，该石英封装片将紫外光LED封装在灯槽内，在石英封装片的上面固定有菲涅尔透镜；
所述灯罩包括导光板和导光板内侧的复合层结构，复合层结构在导光板上覆盖的范围为菲涅尔透镜的聚光范围；灯罩的最外层为导光板，复合层结构中，与导光板结合的是三基色荧光粉固态层，与三基色荧光粉固态层结合的内层是刻蚀层基体，该刻蚀层基体的内侧的表面为凸凹刻蚀表面，在该凸凹刻蚀表面上涂覆有光触媒层；灯罩的开口端部固定在外壳的第一端上，在灯罩与外壳的连接处设有作为第三气流通道的孔隙；第一气流通道、第二气流通道和第三气流通道一起形成气流运动路线且通向外界大气。
2.根据权利要求1所述的一种在LED灯具上应用纳米光触媒涂层的结构，其特征在于：所述光触媒层的厚度为0.5mm～3mm。
3.根据权利要求1所述的一种在LED灯具上应用纳米光触媒涂层的结构，其特征在于：所述三基色荧光粉固态层的荧光粉载体和所述刻蚀层基体为玻璃或硅胶材质。
4.根据权利要求1所述的一种在LED灯具上应用纳米光触媒涂层的结构，其特征在于：所述光触媒层的光触媒材质为二氧化钛。
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