发光设备制造技术

本发明专利技术涉及一种发光设备，该发光设备包括至少一个光源(101)和封闭容器，容器包括第一区域(105)和与第一区域(105)相对布置的第二区域(107)，封闭容器填充有热耦合到封闭容器的内表面的导热流体(111)，其中，至少一个光源(101)布置在封闭容器的第一区域的外表面(115)上，并且热耦合到封闭容器的内表面(113)。

【技术实现步骤摘要】
【国外来华专利技术】
本专利技术涉及发光设备。本专利技术还涉及用于所述发光设备的散热器。本专利技术还涉及包括所述发光设备的灯。本专利技术还涉及包括所述发光设备或所述灯的灯具。背景
中已知灯中LED(发光二极管)的热量管理问题。基于LED的解决方案小于100％有效。操作期间生成的热量通常导致可能劣化系统效力的应用中的温度，并且可能限制LED和/或其他组件的寿命。为了将热量传递到周围环境，LED设备通常使用金属散热器。在大多数LED应用中，散热器和发光区域是两个单独的元件。散热器的尺寸通常小于整个灯外壳，这限制向周围环境的热量传递，由此限制热性能。另外，散热器通常较重且较贵。此外，散热器通常不是光学透明的。US8454185B2公开了一种液冷LED灯，该LED灯具有外灯罩、内中空容器以及被定位在内中空容器与外灯罩之间的空间中的基板上的多个LED。所述空间填充有用于向外灯罩传导LED所生成热量的导热液体。该灯的缺点是为了防止电气组件将与导热液体直接接触而必须采取措施。此外，因为存在于液体中的LED可能限制液体在空间中的循环，所以可能妨碍到周围环境的热量传递。此外，用于LED中的材料(例如，诸如无机磷光体、有机磷光体或量子点的发光材料)在这些材料变得与导热流体接触的情况下可能易受劣化影响。所提出的系统由此似乎经受仅可以以光学性质为代价来(部分)解决的热量管理问题。反之亦然，当优化光学性质时，热量管理是问题。
技术实现思路
本专利技术的目的是提供一种另选发光设备，其优选地进一步至少部分排除上述缺点中的一个或多个。该目的用根据本专利技术的发光设备来实现，该发光设备包括至少一个光源和封闭容器，封闭容器包括第一区域和与第一区域相对布置的第二区域，容器填充有热耦合到封闭容器的内表面的导热流体，其中，至少一个光源布置在封闭容器的第一区域的外表面上，并且热耦合到封闭容器的内表面。容器中的液体吸收光源所生成的热量，并且充当通过发光设备的外表面散布热量的热量散布器。由于因靠近LED的流体中的较热点与靠近容器的第二区域的流体中的较冷点之间的、流体内的温差而产生的浮力，流体在发光设备的操作期间在容器内部移动，这提高到周围环境的热传递。因此，具有导热流体的容器将充当将LED所生成的热量传递到周围环境的散热器。因为LED未定位在容器内部，所以流体的移动不受LED妨碍。这样，热量可以经由容器的较大表面区域释放到周围环境。另外，LED不与流体直接接触，这降低关于短路的风险。不需要另外的金属散热器，例如常用的金属散热器，这产生与电磁场、X射线或伽马辐射相互作用的更少风险。此外，因为大多数流体将具有比常用于散热器的材料更低的密度，所以可以通过流体的适当选择来减小发光设备的重量。US2009/0154164A1公开了一种水下灯，该水下灯包括两个相对端开放的圆柱形形状的外壳、容纳在外壳的两个相对端中的一个处的透镜、以及附接到外壳的两个相对端中的另一个的散热器底座。内部空间被限定在外壳、散热器底座以及透镜之间。光生成元件被定位在内部空间中，并且热附接到散热器底座。灯具有两个开口，水通过该两个开口流到内部空间中。LED的热量主要被传递到散热器底座，并且被进一步传导到多个翅片。DE541952公开了一种用于投射照明的发光设备，其中光源嵌在具有反射层的冷却槽中。光耦合到冷却槽中且反射到离开窗口。冷却槽具有用于提供冷却流体流过冷却槽的开口。灯嵌在冷却槽中，以便由冷却流体提供冷却。本专利技术的一个实施例的特征在于：导热流体透光(即，“透光流体”)，并且第一区域和第二区域的至少一部分透光。光源所生成的光的至少一部分可以在经由第二区域离开发光设备之前穿过流体。对于发光设备的光学设计获得更多自由度。流体和/或容器可以用于光的光束成形或产生其他光效果。本专利技术的一个实施例的特征在于：容器包括作为第一区域的第一圆板和作为第二区域的第二圆板，第二圆板被定位为与第一圆柱形板相距多于零mm的距离，并且其中，第一圆板与第二圆板之间的空间填充有导热流体。在该实施例中，光可以在不需要较复杂构造的金属散热器的情况下由较大区域生成。本专利技术的一个实施例的特征在于：容器包括作为第一区域的第一管状器皿和作为第二区域的第二管状器皿，第二管状器皿以大于零mm的距离包围第一管状器皿，并且其中，第一管状器皿与第二管状器皿之间的空间填充有导热流体。在该实施例中，光源所生成的热量被传递到液体，并且由于浮力，局部受热的流体开始移动。最后，这在不使用机械致动的情况下引起圆柱形器皿内部的流体的总体循环(所谓的热虹吸效应)。第一和第二器皿的管状形状提高发光设备的机械强度，这可以对于具有较高输出功率的发光设备是重要的，具有较高输出功率的发光设备将需要较大散热器。本专利技术的一个实施例的特征在于：容器包括作为第一区域的第一球形器皿和作为第二区域的第二球形器皿，第二球形器皿以大于零mm的距离包围第一球形器皿，并且其中，第一球形器皿与第二球形器皿之间的空间填充有导热流体。在该实施例中，获得大体沿所有方向生成光的设备。另外，这种设备可以用于改装灯中。第一和第二器皿的球形形状提高发光设备的机械强度，这可以对于具有较高输出功率的发光设备是重要的，具有较高输出功率的发光设备将需要较大散热器。本专利技术的一个实施例的特征在于：距离d1在1-10mm的范围内，更优选地在1-7mm的范围内，甚至更优选地在2-7mm的范围内，甚至更优选地在2-4mm之间的范围内。较薄的流体层导致较低重量的发光设备。此外，较薄流体层可以在仍然提供足够的热量传输能力的同时对于发光设备的光学性质是有益的。本专利技术的一个实施例的特征在于：导热光学透明流体具有在5·108与3·1010之间的范围内、更优选地在6·109与3·1010之间的范围内、甚至更优选地在1·1010与3·1010之间的范围内的格拉斯霍夫(Grashof)数。格拉斯霍夫数(Gr)是流体动力学和热量传递中的已知无量纲数，其近似于作用在流体上的浮力与粘力的比率。根据该实施例的流体在发光设备的操作期间受热时，将开始较容易地循环，并且具有较好的热量传输性质。通常，流体的格拉斯霍夫数越高，其对于本专利技术中的应用将具有越好的性质。本专利技术的一个实施例的特征在于：导热流体从包括硅油、甲醇、乙醇、丙酮、水、氟化脂族有机化合物、芳香族有机化合物以及二甲聚硅氧烷的组选择。这些流体由于它们较大的热膨胀系数而特别适于产生热虹吸效应。本专利技术的一个实施例的特征在于：容器的至少一部分由从包括透光有机材料、玻璃材料、透光陶瓷材料以及硅酮材料的组选择的一种或多种材料制成。这些材料透光，并且允许具有用于发光设备的光学设计的足够自由度。本专利技术的一个实施例的特征在于：光源包括至少一个发光二极管(LED)。LED中的热量以较小的量来产生，这样，该热量可以通过较大的区域来散布开。LED例如可以作为单个LED、多个LED、具有多个LED的条或板上芯片LED源而存在。本专利技术的一个实施例的特征在于：光源包括被定位为与第一管状器皿的纵轴大体平行的发光二极管的至少一个阵列，并且其中，两个相邻发光二极管之间的距离在5-15mm的范围内，优选地在7-13mm的范围内，更优选地在8-12mm的范围内。该实施例允许产生例如可以用作TL替换(改装)管的细长设备。使LED足够靠近彼此将通过本文档来自技高网...

【技术保护点】
一种发光设备(100、200、300、400)，所述发光设备包括至少一个光源(101、201、301、401)和封闭容器(103、203、303、403)，所述封闭容器包括第一区域(105、205、305、405)和第二区域(107、207、307、407)，所述第二区域与所述第一区域(105、205、305、405)相对布置，所述封闭容器(103、203、303、403)填充有热耦合到所述封闭容器(103、203、303、403)的内表面(113、213、313、413)的导热流体(111、211、311、411)，其中，所述至少一个光源(101、201、301、401)布置在所述封闭容器(103、203、303、403)的所述第一区域(105、205、305、405)的外表面(115、215、315、415)上，并且热耦合到所述封闭容器(103、203、303、403)的所述内表面(113、213、313、413)。

【技术特征摘要】
【国外来华专利技术】2014.08.21 EP 14181742.9;2014.12.23 EP 14199929.21.一种发光设备(100、200、300、400)，所述发光设备包括至少一个光源(101、201、301、401)和封闭容器(103、203、303、403)，所述封闭容器包括第一区域(105、205、305、405)和第二区域(107、207、307、407)，所述第二区域与所述第一区域(105、205、305、405)相对布置，所述封闭容器(103、203、303、403)填充有热耦合到所述封闭容器(103、203、303、403)的内表面(113、213、313、413)的导热流体(111、211、311、411)，其中，所述至少一个光源(101、201、301、401)布置在所述封闭容器(103、203、303、403)的所述第一区域(105、205、305、405)的外表面(115、215、315、415)上，并且热耦合到所述封闭容器(103、203、303、403)的所述内表面(113、213、313、413)。2.根据权利要求1所述的发光设备，其中，所述导热流体(111、211、311、411)是透光的，并且其中，所述第一区域(105、205、305、405)和所述第二区域(107、207、307、407)的至少一部分透光。3.根据权利要求1或2所述的发光设备，其中，所述容器(103)包括作为所述第一区域的第一圆板(105)和作为所述第二区域的第二圆板(107)，所述第二圆板被定位为与所述第一圆柱形板相距大于零mm的距离(d1)，并且其中，所述第一圆板(105)与所述第二圆板(107)之间的空间填充有所述导热流体(111)。4.根据权利要求1或2所述的发光设备，其中，所述容器(203)包括作为所述第一区域的第一管状器皿(205)和作为所述第二区域的第二管状器皿(207)，所述第二管状器皿(207)以大于零mm的距离(d1)包围所述第一管状器皿(205)，并且其中，所述第一管状器皿(205)与所述第二管状器皿(207)之间的空间填充有所述导热流体(211)。5.根据权利要求1或2所述的发光设备，其中，所述容器(303)包括作为所述第一区域的第一球形器皿(305)和作为所述第二区域的第二球形器皿(307)，所述第二球形器皿(307)以大于零mm的距离(d1)包围所述第一球形器皿(305)，并且其中，所述第一球形器皿(305)与所述第二球形器皿(307)之间的空间填充有所述导热流体(311)。6.根据权利要求3-5所述的发光设备，其中，所述距离(d1)在...

【专利技术属性】
技术研发人员：A·A·史密茨，D·A·切斯特科夫，H·J·埃金克，R·T·H·梅森，
申请(专利权)人：飞利浦照明控股有限公司，
类型：发明
国别省市：荷兰;NL