帶盲管熱端的玻璃熱管led燈具的制作方法
【專利摘要】帶盲管熱端的玻璃熱管LED燈具，包括玻璃熱管、LED、驅(qū)動電源、與外界的電氣連接界面和控制系統(tǒng)，玻璃熱管包括玻璃管殼、排氣管、工質(zhì)、吸液芯網(wǎng)和盲管；所述盲管浸沒于工質(zhì)液面下，其特征是玻璃熱管管殼各部分無縫融封密封連接為一體；LED與所述盲管內(nèi)壁低熱阻連接。本實用新型帶盲管熱端的玻璃熱管LED燈具其玻璃熱管熱端絕緣可以直接與LED傳熱連接，散熱能力強(qiáng)。LED2的兩個面都可以通過盲管與玻璃熱管內(nèi)的工質(zhì)傳熱接觸，可使LED的散熱工況大幅度改善，并使LED2的功率可以成倍增大并可以采用兩面發(fā)光的LED芯片。
【專利說明】
【技術(shù)領(lǐng)域】
[0001] 本實用新型涉及帶盲管熱端的玻璃熱管LED燈具。LED是激光發(fā)光兩極管的英語 簡稱，可以看作是本【技術(shù)領(lǐng)域】公認(rèn)的專業(yè)術(shù)語。 帶盲管熱端的玻璃熱管LED燈具

【背景技術(shù)】
[0002] 采用重力熱管的LED燈具，其大致結(jié)構(gòu)應(yīng)該為熱管下面的熱端傳熱連接若干個 LED。熱管在這里起的主要作用應(yīng)該是實現(xiàn)熱流密度變換和散熱。有關(guān)的熱流密度變換為 大致從約〇. 5瓦/平方厘米變換為約0. 06瓦/平方厘米。
[0003] 考察現(xiàn)有的LED燈具，對于其中的一個長*寬為5*7毫米、總功率0. 6瓦、光效 21%的LED并且除發(fā)光以外的能量全部通過表面?zhèn)鲗?dǎo)進(jìn)入環(huán)境、LED全部表面積取1厘米2 (0.5*0. 7*2+0. L 25* (7+5+7+5)),其散熱負(fù)荷的熱流密度為 0.6* (1-0.21)/1=0. 474 瓦 /厘米2。如果不采用散熱器，LED的表面溫度會超過100°C。
[0004] 又，對于一個散熱負(fù)荷為10瓦的帶散熱器的LED,以其散熱器表面的散熱面積200 平立方厘米計，則其散熱功率密度為〇. 05瓦/厘米2。作為對照參考：太陽光曝射的峰值 強(qiáng)度約為1千瓦/ m2合0. 1瓦/厘米2。一個表面積170厘米2的25瓦白熾燈燈泡，由于 玻璃泡殼對紅外線的阻擋和吸收作用，使得玻璃泡殼表面的溫度明顯上升。這里，取通過玻 璃泡殼的散熱功率10瓦，則其通過玻璃泡殼傳導(dǎo)的散熱功率密度為10/170?0. 0588瓦/ 厘米2。
[0005] 物體散熱功率與散熱表面溫升的計算公式為：
[0006] Q=K*AT*S............S
[0007] 式1中Q為散熱功率，量綱為瓦；K為從玻璃熱管冷端表面到空氣的傳熱系數(shù)，量 綱為瓦/ (°C * m2) ; ΛT為空氣受熱的升溫，量綱為K或者°C ;S為與空氣接觸的玻璃熱管 冷端的面積，量綱為平方米。
[0008] 將Q=10, K=23瓦/ ( °C * m2)，S=0. 02 m2代入；得所述散熱模型的溫升 Λ T ~ 21. 74°C。當(dāng)S=0. 017 m2時得到溫升Λ T ~ 25. 58°C。這里所有的散熱負(fù)荷都以幾乎 平均的溫度通過與空氣換熱進(jìn)入環(huán)境。實際上，傳熱系數(shù)K的數(shù)值還與表面狀態(tài)包括清潔 狀態(tài)和發(fā)射率有關(guān)。
[0009] 對于LED燈具，其從LED到空氣的散熱途徑遠(yuǎn)比白熾燈復(fù)雜。將LED燈具散熱器 表面相對環(huán)境溫度30°C的溫升值取21. 74°C，并取LED與熱管熱端之間導(dǎo)熱材料的溫度降 2°C、熱管熱端管壁的溫度降2°C、從熱管熱端到冷端兩相流換熱的溫度降忽略不計、熱管冷 端管壁的溫度降1°C，則可知所述LED的表面溫度將達(dá)到30+21. 74+1+2+2=56. 74°C。鑒于 LED的表面溫度隨環(huán)境溫度和其本身熱流密度變化而變化。當(dāng)設(shè)定環(huán)境溫度的最高值為 30°C、傳熱系數(shù)設(shè)定為23以及LED的最高溫度為64°C時，每瓦散熱功率需要的玻璃熱管冷 端面積至少為15平方厘米；相應(yīng)的熱流密度為0. 0667瓦/厘米2。在此工況下，LED10萬 小時的光衰可望低于20% ;而現(xiàn)有少數(shù)劣質(zhì)LED燈具僅僅一個夏季光衰就會達(dá)到50%以上。
[0010] 中國專利2008200495178公開了一種大功率熱管LED照明裝置，包括有LED、基座、 熱管，以及設(shè)置有散熱裝置，基座的一側(cè)設(shè)置有一個或者一個以上的LED，熱管的一端即熱 端與所述的基座相連接、另一端即冷端與所述的散熱裝置相連接。熱管與基座之間直接焊 接或者填充導(dǎo)熱硅脂而不用其他中間傳熱介質(zhì)，熱阻相對較小，熱量傳遞效率高。具有結(jié)構(gòu) 簡單，散熱效果好，工作可靠的特點。但其采用基座傳熱連接LED需要設(shè)置電氣絕緣層實現(xiàn) 電氣隔離；其在金屬熱管冷端配置散熱翅板作為與空氣的換熱界面，由于熱管冷端與散熱 翅板之間也有溫度降，并且散熱翅板的表面溫度不均勻，因而增加了散熱環(huán)節(jié)和與空氣的 換熱熱阻；散熱片產(chǎn)生成本并且不容易清潔；金屬熱管熱端與LED之間需要耐壓較高的絕 緣層，絕緣層本身存在熱阻。LED表面因為熱流密度大，同樣的熱阻，溫度降會大許多。由于 LED對溫度敏感，溫度超過65°C LED會較快衰退。因此，削減傳熱環(huán)節(jié)和減小傳熱環(huán)節(jié)的熱 阻就具有重要意義。


【發(fā)明內(nèi)容】

[0011] 本實用新型的目的是要提供帶盲管熱端的玻璃熱管LED燈具。
[0012] 本實用新型實現(xiàn)其目的的技術(shù)方案：制造一個帶盲管熱端的玻璃熱管LED燈具， 包括玻璃熱管、LED、驅(qū)動電源、與外界的電氣連接界面和控制系統(tǒng)，玻璃熱管包括玻璃管 殼、排氣管、工質(zhì)、吸液芯網(wǎng)和盲管；所述盲管90%以上浸沒于工質(zhì)液面下；玻璃熱管冷端 制有或者不制有折褶；與外界的電氣連接界面包括兩芯電線或者燈泡螺口連接件；當(dāng)所述 LED色彩或者色溫為恒定時，組成所述色彩或者色溫的多個LED包括三基色LED與外界可以 只用一組兩根導(dǎo)線實現(xiàn)與外界的電氣連接；當(dāng)所述LED色彩或者色溫為可調(diào)節(jié)時，組成所 述色彩或者色溫的多個LED包括三基色LED與外界各自分別采用一組兩根導(dǎo)線實現(xiàn)與外界 的電氣連接。玻璃熱管管殼各部分無縫融封密封連接為一體；LED與所述盲管內(nèi)壁低熱阻 連接。
[0013] 還可以令所述LED為兩面發(fā)光的LED ;所述LED通過真空浸漬透明導(dǎo)熱材料與盲 管低熱阻連接。兩面發(fā)光的LED芯片還可以采用兩個單面發(fā)光的LED芯片背靠背疊加形成。
[0014] 還可以令所述控制系統(tǒng)包括主控電路、存儲器、人機(jī)界面及其接口電路、三基色 LED的三個驅(qū)動電源控制器及其接口電路和軟件包括應(yīng)用程序；所述主控電路、存儲器、人 機(jī)界面接口電路和三基色LED的三個驅(qū)動電源控制器接口電路通過總線信號連接。
[0015] 本實用新型的有益效果：本實用新型帶盲管熱端的玻璃熱管LED燈具其玻璃熱管 熱端絕緣可以直接與LED傳熱連接，在以玻璃熱管冷端直接散熱的情況下，其從LED到環(huán)境 的傳熱途徑最短僅僅包括LED與玻璃熱管之間的傳熱膠或者彈性導(dǎo)熱膜和玻璃熱管。實際 效果為：在熱管散熱器甚至是散熱器造價平均降低50至70%前提下，光衰20%的使用年限 從現(xiàn)有熱管散熱器或者鑄鋁散熱器產(chǎn)品的平均2至3年延長至7年以上。鑄鋁散熱器涉及 的有色金屬澆鑄為重大污染源；而玻璃熱管的加工可以只涉及燃?xì)饣痤^，其環(huán)境負(fù)荷微不 足道。并且由于玻璃熱管LED燈具的使用年限長3倍、玻璃熱管散熱器生產(chǎn)過程中碳排放 少，環(huán)境效益明顯。具有大比表面積的玻璃熱管冷端包括在玻璃熱管冷端制作折褶可以大 幅度增加散熱面積進(jìn)一步降低LED的溫度并且造價增加極少。玻璃性能穩(wěn)定耐候性極強(qiáng)氣 密性好，與金屬熱管相比使用壽命成倍提高。采用高透明玻璃制造熱管可以帶來或者保持 一些全新的視覺體驗包括獲得水晶吊燈般的光效。
[0016] 本實用新型帶盲管熱端的玻璃熱管LED燈具不采用散熱片只依靠玻璃熱管冷端 散熱與采用散熱片的熱管LED燈具相比具有表面容易清潔的優(yōu)點。在玻璃熱管管壁凃制 二氧化鈦光觸媒涂層，可以利用燈具的光線持續(xù)分解與所述二氧化鈦涂層接觸的有機(jī)物污 垢，起到自動清潔的效果；尤其是采用高透明玻璃制造熱管，可以令光線經(jīng)過反射透射更多 地到達(dá)燈具的全部表面進(jìn)行自動清潔。
[0017] 玻璃熱管輕、耐腐蝕、與工質(zhì)相容性好、管壁放氣90%以上為與工質(zhì)特性一致或者 無害的水蒸汽、可以一次吹制成最終形狀包括形成冷端表面的折褶。

【專利附圖】

【附圖說明】
[0018] 下面結(jié)合附圖和實施例對本實用新型進(jìn)一步說明。
[0019] 圖1是一個LED置于深入玻璃熱管1的盲管的玻璃熱管LED燈具結(jié)構(gòu)示意圖。
[0020] 圖2是一個玻璃熱管LED燈具控制系統(tǒng)的總線框圖。
[0021] 圖中1.玻璃熱管；2. LED ;3.驅(qū)動電源底座；4.與外界的電氣連接界面；5.控制系 統(tǒng)；6.盲管；11.主控電路；12.存儲器；13.人機(jī)界面接口電路；14.三基色LED的三個驅(qū) 動電源控制器接口電路；15.總線。

【具體實施方式】
[0022] 圖1給出本實用新型第一個實施例。
[0023] 圖1中，玻璃熱管LED燈具包括玻璃熱管1、LED2、驅(qū)動電源3、與外界的電氣連接 界面4和控制系統(tǒng)5。玻璃熱管1包括玻璃管殼、工質(zhì)和盲管6。盲管6浸沒于工質(zhì)液面下。 LED2可以采用真空浸漬透明導(dǎo)熱材料使LED2與盲管6低熱阻連接。為進(jìn)一步減小LED2與 盲管6的熱阻，還可以令盲管6與置于其中的LED2的間隙盡可能小。
[0024] 圖1實施例中，LED2的兩個面通過盲管6與玻璃熱管1內(nèi)的工質(zhì)傳熱接觸，可使 LED的散熱工況大幅度改善，并使LED2的功率可以成倍增大并可以采用兩面發(fā)光的LED芯 片。
[0025] 圖2給出本實用新型第二個實施例。
[0026] 圖2中，玻璃熱管LED燈具控制系統(tǒng)包括主控電路11、存儲器12、人機(jī)界面及其接 口電路13、三基色LED的三個驅(qū)動電源控制器及其接口電路14和軟件包括應(yīng)用程序。所述 主控電路11、存儲器12、人機(jī)界面接口電路13、三基色LED的三個驅(qū)動電源控制器接口電路 14通過總線15信號連接。圖2實施例的人機(jī)界面包括一個觸摸器件。所述觸摸器件包括 帶有各種底色的觸摸屏。
[0027] 可以通過軟件包括應(yīng)用程序使所述LED燈具的狀態(tài)根據(jù)用戶觸摸觸摸屏部位的 變化而變化，譬如用戶觸摸觸摸屏上的紅色，LED就發(fā)出紅色的光。
【權(quán)利要求】
1. 帶盲管熱端的玻璃熱管LED燈具，包括玻璃熱管、LED、驅(qū)動電源和與外界的電氣連 接界面，玻璃熱管包括玻璃管殼、排氣管、工質(zhì)、吸液芯網(wǎng)和盲管；所述盲管90%以上浸沒于 工質(zhì)液面下；玻璃熱管冷端制有或者不制有折褶；與外界的電氣連接界面包括兩芯電線或 者燈泡螺口連接件，其特征是玻璃熱管管殼各部分無縫融封密封連接為一體；LED與所述 盲管內(nèi)壁低熱阻連接。
2. 根據(jù)權(quán)利要求1所述的帶盲管熱端的玻璃熱管LED燈具，其特征是所述LED為兩面 發(fā)光的LED ;所述LED通過真空浸漬透明導(dǎo)熱材料與盲管低熱阻連接。
【文檔編號】F21Y101/02GK203893128SQ201420055779
【公開日】2014年10月22日 申請日期:2014年1月28日 優(yōu)先權(quán)日:2014年1月28日
【發(fā)明者】林建平 申請人:林建平