CN203892908U - Led带防水层浸入工质的玻璃热管led灯具 - Google Patents

Abstract

LED带防水层浸入工质的玻璃热管LED灯具，包括玻璃热管、LED、驱动电源、与外界的电气连接界面和控制系统，其特征是玻璃热管内含有内置LED，内置LED表面带有防水层，内置LED的引脚通过玻璃融封的电极引出。本实用新型LED带防水层浸入工质的玻璃热管LED灯具其玻璃热管热端绝缘可以直接与LED传热连接，在以玻璃热管冷端直接散热的情况下，其从LED到环境的传热途径最短仅仅包括LED与玻璃热管之间的传热胶或者弹性导热膜和玻璃热管。通过在玻璃热管冷端制作折褶可以大幅度增加散热面积满足对散热器散热面积的要求。玻璃性能稳定耐候性强气密性好。用高透明玻璃制造热管可以带来全新的视觉体验包括获得水晶吊灯般的光效。

Description

LED带防水层浸入工质的玻璃热管LED灯具

技术领域

 本实用新型涉及LED带防水层浸入工质的玻璃热管LED灯具。LED是激光发光两极管的英语简称，可以看作是本技术领域公认的专业术语。

背景技术

采用重力热管的LED灯具，其大致结构应该为热管下面的热端传热连接若干个LED。热管在这里起的主要作用应该是实现热流密度变换和散热。有关的热流密度变换为大致从约0.5瓦/平方厘米变换为约0.06瓦/平方厘米。

考察现有的LED灯具，对于其中的一个长*宽为5*7毫米、总功率0.6瓦、光效21%的LED并且除发光以外的能量全部通过表面传导进入环境、LED全部表面积取1厘米2（0.5*0.7*2+0.1.25*（7+5+7+5）），其散热负荷的热流密度为0.6*（1-0.21）/1=0. 474瓦/厘米2。如果不采用散热器，LED的表面温度会超过100℃。

又，对于一个散热负荷为10瓦的带散热器的LED，以其散热器表面的散热面积200平立方厘米计，则其散热功率密度为0. 05瓦/厘米2。作为对照参考：太阳光曝射的峰值强度约为1千瓦/㎡合0.1瓦/厘米2。一个表面积170厘米2的25瓦白炽灯灯泡，由于玻璃泡壳对红外线的阻挡和吸收作用，使得玻璃泡壳表面的温度明显上升。这里，取通过玻璃泡壳的散热功率10瓦，则其通过玻璃泡壳传导的散热功率密度为10/170≈0.0588瓦/厘米2。

物体散热功率与散热表面温升的计算公式为：

Q=K*ΔT*S…………                                               

式1中Q为散热功率，量纲为瓦；K为从玻璃热管冷端表面到空气的传热系数，量纲为瓦/（℃*㎡）；ΔT为空气受热的升温，量纲为K或者℃；S为与空气接触的玻璃热管冷端的面积，量纲为平方米。

将Q=10，K=23瓦/（℃*㎡），S=0.02㎡代入；得所述散热模型的温升ΔT≈21.74℃。当S=0.017㎡时得到温升ΔT≈25.58℃。这里所有的散热负荷都以几乎平均的温度通过与空气换热进入环境。实际上，传热系数K的数值还与表面状态包括清洁状态和发射率有关。

对于LED灯具，其从LED到空气的散热途径远比白炽灯复杂。将LED灯具散热器表面相对环境温度30℃的温升值取21.74℃，并取LED与热管热端之间导热材料的温度降2℃、热管热端管壁的温度降2℃、从热管热端到冷端两相流换热的温度降忽略不计、热管冷端管壁的温度降1℃，则可知所述LED的表面温度将达到30+21.74+1+2+2=56.74℃。鉴于LED的表面温度随环境温度和其本身热流密度变化而变化。当设定环境温度的最高值为30℃、传热系数设定为23以及LED的最高温度为64℃时，每瓦散热功率需要的玻璃热管冷端面积至少为15平方厘米；相应的热流密度为0.0667瓦/厘米2。在此工况下，LED10万小时的光衰可望低于20%；而现有少数劣质LED灯具仅仅一个夏季光衰就会达到50%以上。

中国专利2008200495178公开了一种大功率热管LED照明装置，包括有LED、基座、热管，以及设置有散热装置，基座的一侧设置有一个或者一个以上的LED，热管的一端即热端与所述的基座相连接、另一端即冷端与所述的散热装置相连接。热管与基座之间直接焊接或者填充导热硅脂而不用其他中间传热介质，热阻相对较小，热量传递效率高。具有结构简单，散热效果好，工作可靠的特点。但其采用基座传热连接LED需要设置电气绝缘层实现电气隔离；其在金属热管冷端配置散热翅板作为与空气的换热界面，由于热管冷端与散热翅板之间也有温度降，并且散热翅板的表面温度不均匀，因而增加了散热环节和与空气的换热热阻；散热片产生成本并且不容易清洁；金属热管热端与LED之间需要耐压较高的绝缘层，绝缘层本身存在热阻。LED表面因为热流密度大，同样的热阻，温度降会大许多。由于LED对温度敏感，温度超过65℃LED会较快衰退。因此，削减传热环节和减小传热环节的热阻就具有重要意义。

发明内容

本实用新型的目的是要提供LED带防水层浸入工质的玻璃热管LED灯具。

本实用新型实现其目的的技术方案：制造一个LED带防水层浸入工质的玻璃热管LED灯具，包括玻璃热管、LED、驱动电源、与外界的电气连接界面和控制系统，玻璃热管包括玻璃管壳、排气管、工质和吸液芯网；与外界的电气连接界面包括两芯电线或者灯泡螺口连接件；当所述LED色彩或者色温为恒定时，组成所述色彩或者色温的多个LED包括三基色LED与外界可以只用一组两根导线实现与外界的电气连接；当所述LED色彩或者色温为可调节时，组成所述色彩或者色温的多个LED包括三基色LED与外界各自分别采用一组两根导线实现与外界的电气连接。控制系统包括人机界面；所述人机界面通过有线或者无线方式与控制系统的主控电路信号连接。令玻璃热管管壳各部分无缝融封密封连接为一体；玻璃热管内含有内置LED，所述内置LED表面带有透明防水层；所述内置LED浸入工质；所述内置LED的引脚通过玻璃融封的电极引出。所述引脚和电极采用与工质相容的材质制造。

还可以通过将LED快速浸没于低融化温度的玻璃溶液中并在LED及其引脚上形成透明玻璃搪凃防水层；或者

采用将紫外线固化透明树脂涂覆于LED及其引脚上，包括令LED浸没于紫外线固化透明树脂中，再用紫外线进行照射固化形成透明紫外线固化透明树脂防水层；或者

采用将耐紫外线的热收缩透明塑料薄膜套管套于LED及其引脚上，并令LED置于真空中适当的热收缩温度场中使所述热收缩透明塑料薄膜套管受热收缩，紧密贴合于LED上形成耐紫外线热收缩透明塑料薄膜防水层。

还可以令所述控制系统包括主控电路、存储器、人机界面及其接口电路、三基色LED的三个驱动电源控制器及其接口电路、光信号接收和发射模块及其接口电路、摄像头麦克风受音器及其接口电路和软件包括应用程序；所述主控电路、存储器、人机界面接口电路、三基色LED的三个驱动电源控制器接口电路、光信号接收和发射模块接口电路和摄像头麦克风受音器接口电路通过总线信号连接；所述人机界面包括一个触摸器件，所述触摸器件包括带有各种底色的触摸屏。

本实用新型的有益效果：本实用新型LED带防水层浸入工质的玻璃热管LED灯具其玻璃热管热端绝缘可以直接与LED传热连接，在以玻璃热管冷端直接散热的情况下，其从LED到环境的传热途径最短仅仅包括LED与玻璃热管之间的传热胶或者弹性导热膜和玻璃热管。实际效果为：在热管散热器甚至是散热器造价平均降低50至70%前提下，光衰20%的使用年限从现有热管散热器或者铸铝散热器产品的平均2至3年延长至7年以上。铸铝散热器涉及的有色金属浇铸为重大污染源；而玻璃热管的加工可以只涉及燃气火头，其环境负荷微不足道。并且由于玻璃热管LED灯具的使用年限长3倍、玻璃热管散热器生产过程中碳排放少，环境效益明显。具有大比表面积的玻璃热管冷端包括在玻璃热管冷端制作折褶可以大幅度增加散热面积进一步降低LED的温度并且造价增加极少。玻璃性能稳定耐候性极强气密性好，与金属热管相比使用寿命成倍提高。采用高透明玻璃制造热管可以带来或者保持一些全新的视觉体验包括获得水晶吊灯般的光效。还可以令LED发出的光线中经过若干次反射透射的漫射光部分通过玻璃热管管壁向上向外照亮克服LED灯具不能360度照明的局限、还可以利用玻璃热管的管壁起到匀光片的作用，和获得在大开面热管冷端表面制作有机LED或者透明有机LED从而获得可选择的附加光效的体验。

本实用新型LED带防水层浸入工质的玻璃热管LED灯具还可以采用双面发光的LED，以取得与众不同的灯光效果。

本实用新型LED带防水层浸入工质的玻璃热管LED灯具不采用散热片只依靠玻璃热管冷端散热与采用散热片的热管LED灯具相比具有表面容易清洁的优点。在玻璃热管管壁凃制二氧化钛光触媒涂层，可以利用灯具的光线持续分解与所述二氧化钛涂层接触的有机物污垢，起到自动清洁的效果；尤其是采用高透明玻璃制造热管，可以令光线经过反射透射更多地到达灯具的全部表面进行自动清洁。

玻璃热管轻、耐腐蚀、与工质相容性好、管壁放气90%以上为与工质特性一致或者无害的水蒸汽、可以一次吹制成最终形状包括形成冷端表面的折褶。

附图说明

下面结合附图和实施例对本实用新型进一步说明。

图1是一个LED浸入玻璃热管1工质的玻璃热管LED灯具结构示意图。

图2是一个玻璃热管LED灯具控制系统的总线框图。

图中1.玻璃热管；2.LED；3.驱动电源；4.与外界的电气连接界面；5.控制系统；6.人机界面；7.玻璃融封电极；61.主控电路；62.存储器；63.人机界面接口电路；64.三基色LED的三个驱动电源控制器接口电路；65.光信号接收和发射模块接口电路；66.摄像头麦克风受音器接口电路；67.总线。

具体实施方式

图1给出本实用新型第一个实施例。

图1中，玻璃热管LED灯具包括玻璃热管1、内置LED2、驱动电源3、与外界的电气连接界面4和控制系统5。控制系统5包括人机界面6。人机界面6与控制系统5的主控电路之间采用有线或者无线信号连接。玻璃热管1包括玻璃管壳和工质。内置LED2引脚及其发光面带有透明防水层。内置LED2的引脚通过玻璃融封电极7引出玻璃热管管壳。玻璃融封电极的制作可以参考灯泡的电极引出结构。所述引脚和电极采用与工质相容的材质制造。透明防水层的制作技术可以参考现有技术包括：通过将LED快速浸没于低融化温度的玻璃溶液中并在LED及其引脚上形成透明玻璃搪凃防水层；或者将紫外线固化透明树脂涂覆于LED及其引脚上，包括令LED及其引脚浸没于紫外线固化透明树脂中，再用紫外线进行照射固化形成紫外线固化透明树脂防水层；或者将耐紫外线的热收缩透明塑料薄膜套管套于LED 2及其引脚上，并将LED2置于真空中适当的热收缩温度场中使所述热收缩透明塑料薄膜套管受热收缩，紧密贴合于LED2上形成耐紫外线热收缩透明塑料薄膜防水层。

所述这些防水层还可以同时兼具匀光片的作用包括令所述防水层材料增加散射性的处理，所述增加散射性的处理包括采取磨砂化处理。

图1实施例中，内置LED2的正反面通过防水层或者透明防水层与玻璃热管内的工质传热接触，可使LED的散热工况大幅度改善，并使LED2的功率可以成倍增大包括采用正反面都带有发光面的LED2。

图2给出本实用新型第二个实施例。

图2中，玻璃热管LED灯具控制系统包括主控电路61、存储器62、人机界面及其接口电路63、三基色LED的三个驱动电源控制器及其接口电路64、光信号接收和发射模块及其接口电路65、摄像头麦克风受音器及其接口电路66和软件包括应用程序。所述主控电路61、存储器62、人机界面接口电路63、三基色LED的三个驱动电源控制器接口电路64、光信号接收和发射模块接口电路65和摄像头麦克风受音器接口电路66通过总线67信号连接。图2实施例的人机界面包括一个触摸器件。所述触摸器件包括带有各种底色的触摸屏。

可以通过软件包括应用程序使所述LED灯具的状态根据用户触摸触摸屏部位的变化而变化，譬如用户触摸触摸屏上的红色，LED就发出红色的光。

可以通过软件包括应用程序使所述LED灯具的状态根据用户触摸触摸屏部位的变化而变化，譬如用户触摸触摸屏上的声控部位，LED通过其发出光强度变化的灯光进行应答或者直接发出声音询问：“很高兴听从主人的指令。”然后用户发出“请跳第14号舞。”的声音，LED灯具的麦克风发出“跳第14号舞。”的声音。用户再说：“开始。”LED灯具根据设置发出色彩变化的灯光和音乐。……

可以通过软件包括应用程序使所述LED灯具在用户刚一进门时就自动开灯进行拍摄并将摄录的图像通过光信号载波传送到隐蔽的接收部件中，并自动与进门者进行对话：“你好。”用户根据约定设置答应。LED灯具通过与事先储存的内容进行比较判定是主人则进入主人伺候程序，如果白天则可以关掉灯光；还可以向主人进行报告和提醒譬如服药浇花接孩子给家人打电话。如果判定进门者可能为不速之客则进入不速之客伺候程序包括直接报警并拉响警报。

Claims (2)

1.LED带防水层浸入工质的玻璃热管LED灯具，包括玻璃热管、LED、驱动电源和与外界的电气连接界面，玻璃热管包括玻璃管壳、排气管、工质和吸液芯网；与外界的电气连接界面包括两芯电线或者灯泡螺口连接件；当所述LED色彩或者色温为恒定时，组成所述色彩或者色温的多个LED包括三基色LED与外界可以只用一组两根导线实现与外界的电气连接；当所述LED色彩或者色温为可调节时，组成所述色彩或者色温的多个LED包括三基色LED与外界各自分别采用一组两根导线实现与外界的电气连接；控制系统包括人机界面；所述人机界面通过有线或者无线方式与控制系统的主控电路信号连接，其特征是玻璃热管内含有内置LED；所述内置LED表面带有透明防水层；所述内置LED浸入工质；所述内置LED的引脚通过玻璃融封的电极引出；所述引脚和电极采用与工质相容的材质制造。

2.根据权利要求1所述的LED带防水层浸入工质的玻璃热管LED灯具，其特征是含有通过将LED快速浸没于低融化温度的玻璃溶液中在LED及其引脚上形成的透明玻璃搪凃防水层；或者

含有采用紫外线固化透明树脂涂覆于LED及其引脚上，再用紫外线进行照射固化形成的透明紫外线固化透明树脂防水层；或者

含有采用耐紫外线的热收缩透明塑料薄膜套管套于LED及其引脚上，并将LED置于真空中适当的热收缩温度场中使所述热收缩透明塑料薄膜套管受热收缩，紧密贴合于LED上形成的耐紫外线热收缩透明塑料薄膜防水层。