液胆风筒式LED灯制造技术

本实用新型专利技术公开了一种LED灯：金属散热器内空腔与LED光源板和密封上盖构成密封内胆灌注液体；安装柔性密封上盖确保密封效果，插入式密封上盖减少液体用量；安装刚性密封上盖并将密封腔抽成负压，用液体相变能钳制LED光源板温度；LED光源板背面冷却液体拔走热量快速传给金属散热器；散热器之外包裹/嵌套热阻大的烟囱式抽风筒，与散热器鳍片充分接触高效热交换的空气在风筒内形成上升抽风气流，内置汇流罩改善气流运行，必要时加风扇。本实用新型专利技术优越之处在于：液体高效吸收传导热量，利用相变能钳制温度，自适应抽风散热安静安全节能，微风扇辅助，改善中、大功率LED照明产品性能。（*该技术在2022年保护过期，可自由使用*）

【技术实现步骤摘要】

液胆风筒式LED灯
本专利技术涉及一种LED照明灯具，具体涉及一种液胆风筒式LED照明灯。本专利技术属于节能环保照明灯具领域。
技术介绍
LED照明是新兴绿色照明高科技产业，LED光源产品具有绿色环保、高效节能特点，已得到广泛应用。不同于其它人造电光源，要获得LED光源器件稳定高效工作，需要将LED芯片工作温度控制在一定的范围之内。研究表明:LED结温每上升10度，其发光效率大约下降3% ;如果超过LED结温的极限值，将会导致LED失效，甚至造成LED光源器件永久性损坏。目前，基于LED照明光源的应用产品，其主流散热设计方案是:依靠导热系数较好的材料将LED芯片发出的热量尽快地导向基板再导向散热外壳。至于外壳散热部分，一方面采用导热系数好的材料制造形状各异的散热灯壳，通过其周边空气对流实现散热；另一方面，除了传统技术手段，采用特种涂料或薄膜，增强受热外壳的热辐射能力，实现加快降温的目的。此外，采用热管装置、强制风冷等方案，也屡见不鲜，可谓八仙过海各显其能。依靠不同材料和各种造型的LED灯外壳进行自然散热，对于功率较小的LED照明灯，在某种程度上似乎可以满足其散热要求，但高亮度、超高亮度LED光源功耗大，其散热要求异常严峻，甚至难以满足基本散热要求。为满足大功率LED光源散热要求，常见的设计思路是，加大散热器尺寸和重量，有些则增加电风扇进行强制风冷。基于LED管芯封装而成的LED光源基板，以热阻尽可能低的方式，将LED芯片在通电发光时所产生热量的绝大部分，尽快地传导到基板。通常的散热结构设计是将基板以尽可能低热阻的方式安装到散热器/壳上，使得LED被基板导出的热量尽快传给散热器/壳，借助其散热方式，为LED光源基板、进而为LED芯片降温。这样设计，如果不是增加风扇，而是依靠自然冷却降温，在相同铝合金材料和类似结构造型情况下，散热效果就简单地取决于尺寸和重量:尺寸大些则有效散热面积大些，重量重些则热容量大些，大些重些散热效果可能就好些。然而作为照明灯具，其尺寸、重量并不是没有限制的，而散热灯壳变大变重，非但形象劣化，还势必造成总成本增加，尤其会导致使用不便而遭市场拒绝。目前用于LED照明灯具的散热器，普遍采用铝合金制造:或压铸成形，或挤压成型材再机加工成型。这种基于铝合金的LED灯壳/散热器，散热性能较好，加工成型度高，产品一致性好；但同时也具有明显缺 点，包括I重量偏重2成本偏高，特别是当国际有色金属市场价格波动，对成本影响较大。然而其最为致命的缺点在于:金属材料是电的良导体，用金属材料制作LED电光源散热外壳，有漏电触电甚至遭到雷击的隐患存在！从散热角度分析，即便采取前述各种措施，但对功率较大尤其是功率密度较高的LED照明灯具，其散热状况仍然是步履蹒跚困难重重，很难在高效散热和低成本制造两方面兼得鱼和熊掌。至于铝合金散热器导电的安全隐患，则一时还无暇顾及，真是“路漫漫其修远兮”。针对这种状况，“吾将上下而求索”。本专利技术采用‘液胆风筒式LED灯’技术方案，给出合理而简洁的结构设计、较低成本加工制造，从而较好地解决了这一困扰业界的应用难题。
技术实现思路
本专利技术要解决的技术问题是提供一种结构设计合理、制造工艺成熟、满足大功率/高功率密度LED光源散热要求、既安全可靠又成本低廉、性能优异的LED照明灯具散热结构设计方案。本‘液胆风筒式LED灯’技术方案，正是达到这一目标的途径之一。LED照明光源普遍采用铝合金加工部件用于散热，例如太阳花铝型材，本设计方案的说明文字虽基于太阳花铝合金型材作为主要散热部件之一，LED光源板紧贴安装在太阳花铝型材下端，但压铸铝合金散热器以及其它金属或非金属散热器也具备散热效果，处理方式与太阳花铝型材略有不同，但实质效果类似。为便于讨论，在文中一些地方，并不具体指明是基于何种材料，而统称为‘金属散热器’或‘散热器’。本技术方案改进之处在于:1在金属散热器中部空腔，即所述LED灯内胆处，灌注冷却液体，既可利用液体受热流动，大量带走LED光源板热量，迅速传递给金属散热器；又可将密封腔抽成负压，依靠液体相变冷却；实现低成本高效率降温效果。2根据烟囱抽风原理，在金属散热器外层 包裹/嵌套风筒式绝缘外壳，用电既安全又迫使周边空气从风筒下部裙边进气孔进入金属散热器散热鳍片底部，向上流经散热鳍片表面，充分发挥散热鳍片表面积大、便与空气热量交换特点，实现强制风冷/准强制风冷最佳散热效果。一种液胆风筒式LED灯，其特征是:在LED灯金属散热器密封内胆腔中灌注液体，在金属散热器外面安装烟 抽风式绝缘外罩——风筒，所述密封内胆腔主要部件有三:I中空式金属散热器，如太阳花铝型材2下部LED光源板，或可安装LED光源板的刚性导热底板3上部密封上盖。所述液体即冷却液，首选普通水/水溶液，取材方便成本低。为降低其冷凝温度，可适当掺入防冻剂如甲醇、乙醇或其它。另可选其它液体如甲醇、乙醇及其它液体或其溶液也可，它们的汽化点较低，对密封腔负压要求低，技术上容易实现。一种液胆风筒式LED灯，其特征是:所述液体为普通水、甲醇，或甲醇溶液。构成内胆密封腔主要部件有三:I中空式散热器，如太阳花铝型材2下部LED光源板，或可安装LED光源板的刚性导热底板3上部密封上盖。考虑到I冷却液温度变化体积随着改变，刚性结构密封腔难以承受大幅温差产生巨大应力而可能导致密封失效。散热器和底板是刚性部件，只有密封上盖具备柔性才能吸收温变应力，最简密封上盖是平板型，为便于工艺监控，最好由透明或半透明橡胶制造并配注水口，上盖透明有助于观察液体状况。2虽然液体多热容大，有利于平抑光源板温升梯度，但会影响灯具整体效果。为实现可靠密封并确保高效导热又尽量少用液体，我们用形似婴儿奶瓶奶嘴的柔性密封部件，其形状也像老式礼帽或其它造型，用橡胶或其它柔性密封材料制造，安装时将其突出部分插入密封腔，占据部分空间而减少液体用量，提供更优的温变应力吸收功能。为叙述方便统称‘密封上盖’。将密封上盖形如婴儿奶嘴的头部插入冷却液中，将其末端密封裙边用刚性密封垫圈或密封盖板压紧安装在散热器如太阳花型材上端，如同将奶嘴反过来装入奶瓶再盖紧类似。插入奶嘴型密封上盖占据密封腔内空间，液体用量减少灯具重量下降。只要密封上盖造型合理，受热液体流动顺畅，就可确保高效率传递热量，有利于LED光源板快速降温。同时，对于冷却液因温度变化而导致体积变化所产生的应力，则靠密封上盖部件形变以柔克刚地化解，确保密封效果万无一失。密封上盖部件的形状可以有多种设计，除了简单的平板型外，既可如同老式礼帽，边沿直楞直角，或将其过于生硬的边角部分适当倒角变得圆滑一些；也可以像婴儿奶嘴，转角圆滑线条流畅。此外，还可以沿其轴向或横向生出褶皱，如同‘皮老虎’易于折叠变形，以便更好地吸收液体温度变化体积改变所产生的应力。作为密封上盖柔性设计的延伸，该部件也可以用刚性材料制造，例如金属材料或塑料等。但刚性材料部件在设计和制造时必须考虑到化解温变产生的应力，结构上可增加折叠或沟渠。也可刚柔结合:所成部件的一部分采用刚性材料，例如安装法兰盘及其上圆管部分，另一部分用弹性好又密封的柔性材料，例如用橡胶指套取代婴儿奶嘴型柔性部件顶部奶嘴头部分。总之形状多样，主要功能是:1密封2吸收温变应力；附属功能是:减少液体用量本文档来自技高网...

【技术保护点】
一种液胆风筒式LED灯，其特征是：在LED灯金属散热器密封内胆腔中灌注液体，在金属散热器外面安装烟囱抽风式绝缘外罩——风筒，所述密封内胆腔主要部件有三：【1】中空式金属散热器【2】下部LED光源板，或可安装LED光源板的刚性导热底板【3】上部密封上盖。

【技术特征摘要】
1.一种液胆风筒式LED灯，其特征是:在LED灯金属散热器密封内胆腔中灌注液体，在金属散热器外面安装烟 抽风式绝缘外罩——风筒，所述密封内胆腔主要部件有三:1中空式金属散热器2下部LED光源板，或可安装LED光源板的刚性导热底板3上部密封上盖。2.根据权利要求1所述的一种液胆风筒式LED灯，其特征是:所述液体为普通水、甲醇，或甲醇溶液。3.根据权利要求1所述的一种液胆风筒式LED灯，其特征是:位置对应于密封安装的LED光源板、在所围成的金属散热器内胆密封腔的另一端，以平铺或插入方式安装密封上盖部件，该部件为柔性、刚性或刚柔结合，为平板型或形如婴儿奶嘴。4.根据权利要求3所述的一种液胆风筒式LED灯，其特征是:所述密封上盖部件由刚、柔两部分或几部分组成:刚性部分主要用作部...

【专利技术属性】
技术研发人员：吕大明，
申请(专利权)人：吕大明，
类型：实用新型
国别省市：