散熱器及由其構成的led燈具的製作方法
2023-07-31 21:01:36 1
專利名稱：散熱器及由其構成的led燈具的製作方法
技術領域：
散熱器及由其構成的LED燈具技術領域[0001]本實用新型涉及照明領域，具體涉及半導體LED照明技術領域。
背景技術：
[0002]半導體LED照明產業目前是一個新興產業，正處於發展的早期階段，各種室內外LED燈具，例如LED燈泡、LED射燈、LED筒燈、LED吸頂燈、LED檯燈、LED路燈、LED庭院燈、LED投光燈、LED隧道燈等等應運而生。這些LED燈具雖然外形結構各不相同，因各用於不同的場合而有不同的安裝形式及不同的名稱，但歸納起來卻有著一些相同特徵:都是將小功率或大功率發光元件即LED光源元件焊接或封裝在一塊鋁基電路板或普通電路板上，然後用導熱膠粘貼安裝到一個鋁合金製作的散熱器上，該散熱器往往又是燈具燈殼的組成部分之一，按用於不同的場合而有不同的形狀結構設計，它們的作用功能都是相同的，即都是為了將光源產生的熱量導出來散發到空氣中去，避免熱量的積聚致使光源晶片結溫過高而縮短燈具的壽命。人們之所以普遍選擇鋁合金材料來做LED燈具的散熱器，是因為鋁合金材料的導熱性能雖然在金、銀、銅等貴重金屬之下，卻優於其他材料，特別是大大優於像塑料、陶瓷、玻璃等非金屬材料，為了保障LED燈具的壽命和可靠性，人們才普遍選用鋁合金材料來做散熱器。但新的問題又產生了:LED燈具的散熱器鋁材用量是與燈具功率成正比的，例如一個數瓦的燈泡一般需用鋁合金一百克以上，而一個一百瓦的LED路燈鋁材用量一般高達8公斤以上，未來LED燈具若普遍取代現有燈具的話，可以估算出鋁材的用量是多麼巨大驚人；鋁材的生產及鋁質散熱器加工過程耗費大量能源，也是造成LED燈具成本偏高的原因之一，這與LED照明的節能環保概念不相協調。難道就不能採用塑料等成本低廉的非金屬材料做散熱器嗎？為此申請人作了一番實驗探究，最終得出一個答案:只要對現有LED燈具散熱器的結構作出創新性的改進，塑料或陶瓷、或玻璃等非金屬材料完全可以用來製造LED燈具的散熱器，並且可以做到在相同條件下其導熱散熱性能不亞於甚至優於鋁材散熱器。發明內容[0003]發明目的[0004]本實用新型對LED燈具的散熱器結構提出一種新的技術方案，目的是要用成本低廉、更節能環保的非金屬材料如塑料、或陶瓷、或玻璃等來取代金屬材料如鋁合金做散熱器，從而構成LED燈具的各種新的結構形式，另外還可以達到提高LED燈具的散熱性能的目的[0005]技術方案[0006]本實用新型的技術方案是:LED燈具的散熱器採用非金屬材料(例如塑料、陶瓷或玻璃)製成，為了進一步提高普通塑料的導熱性能，或者在塑料中摻入石墨、氧化鋁、氧化鎂、碳質顆粒等材質中的一種或多種粉末顆粒，散熱器或者採用市場上已調配好摻入組份的改性導熱塑料製成，散熱器中設計有一個或多個可封閉的空腔，封閉空腔時，腔中注入有適量的單質液體或多質混合液體。該技術方案適用於各種不同安裝場合下的各種不同燈具結構形式的LED燈具中，例如LED燈泡、LED射燈、LED筒燈(或稱天花燈、嵌燈)、LED吸頂燈、LED檯燈、LED路燈、LED庭院燈、LED投光燈、LED工礦燈、LED隧道燈等，只要將散熱器的形狀設計成分別適於做上列各款燈具即可，具體各燈具結構在後面的『具體實施方式
』中說明。[0007]技術效果[0008]由於LED燈具的散熱器採用塑料等非金屬材料製成，產品成本降低、重量減輕，是一種節能環保的創新技術，若能廣泛推廣，將會產生巨大的經濟效益和社會效益。塑料等非金屬材料的導熱性能遠不如鋁合金材料，如果將現有技術中的鋁合金散熱器簡單地改為塑料等非金屬材料製造，其導熱散熱性能必定不佳。本發明技術方案採取在散熱器中設計空腔並且在空腔中注入液體的技術措施，從根本上改善提高了散熱器的導熱性能。實驗證明，液體在接近沸點溫度時，其導熱性能遠高於鋁合金，能將熱量快速地從熱源處帶離到散熱器的各處，這就是本發明散熱器採用塑料等非金屬材料製造後仍能做到導熱散熱性能優良的原因。因此，在散熱器中設計有空腔並注入液體是本發明技術方案的基本特徵之一，也是散熱器能夠採用塑料等非金屬材料製造的技術條件。
[0009]圖1是實施例之一的LED燈泡和射燈結構示意圖；[0010]圖2是實施例之二的LED燈泡結構示意圖；[0011]圖3是實施例之三的LED燈泡結構示意圖；[0012]圖4是實施例之四的LED筒燈結構示意圖；[0013]圖5是圖4的俯視圖；[0014]圖6是實施例之五的LED筒燈結構示意圖；[0015]圖7是圖6的俯視圖；[0016]圖8是實施例之六的LED吸頂燈結構示意圖；[0017]圖9是圖8的C-C剖面圖；[0018]圖10是實施例之七的LED臺 燈結構示意圖；[0019]圖11是實施例之八的LED檯燈結構示意圖；[0020]圖12是圖11的D-D剖面圖；[0021]圖13是實施例之九的LED路燈示意圖；[0022]圖14是圖13的E-E剖面圖；[0023]圖15是實施例之十的LED路燈示意圖；[0024]圖16是圖15的F-F剖面圖；[0025]圖17是實施例之i^一的LED路燈示意圖；[0026]圖18是圖17的G-G剖面圖；[0027]圖19是實施例之十二的散熱器模塊示意圖；[0028]圖20是圖19的H-H剖面圖。
具體實施方式
[0029]請參見圖1，其是LED燈泡和LED射燈的合併示意圖，因為二者之差別僅在於燈泡採用泡殼8作為出光部件，而射燈採用平面透光片或透鏡7作為出光部件，為簡化製圖和說明起見，將二者合併敘述。圖的左半部分表示燈泡，右半部分表示射燈。如圖所示，散熱器設計成燈杯形狀，燈杯形狀的散熱器I由塑料或陶瓷、或玻璃等非金屬材質製成，其中設計有空腔2，小功率發光二極體6或者大功率LED元件5、或者集成封裝的發光元件被焊接或封裝在鋁基電路板或普通電路板4上，組裝時電路板組件將空腔的開口端封閉，封閉時腔中注入適量液體3，結合燈頭9和透光泡殼8或者透光片或透鏡7，構成LED燈具中的一種LED燈泡或者一種LED射燈。[0030]請參見圖2，其是另一種LED燈泡實施例方案示意圖；散熱器由燈杯形狀的殼體I和球狀殼體10組合而成，燈杯形狀殼體I中的空腔2與球狀殼體10中的空腔11組裝後互相連通並封閉，球狀殼體中的其他腔口由焊接或封裝有發光元件6的電路板4封閉，發光元件6或者是大功率元件、或者是集成封裝的發光元件，封閉時腔中注入適量液體3，LED發光元件分布安裝在球狀殼體10的球面各方向，結合燈頭9，構成LED燈具中的一種LED燈泡。[0031]請參見圖3，其是又一種LED燈泡實施例方案示意圖；散熱器由燈杯形狀殼體I和多面柱狀殼體12組合而成，燈杯形狀殼體I中的空腔2與多面柱狀殼體12中的空腔13組裝後互相聯通並封閉，電路板4將柱狀殼體各面上的小腔口封閉，電路板上集成封裝有發光元件14，或者如前面實施例焊接大功率發光元件5或小功率發光元件6，空腔封閉時腔中注入適量液體3，LED發光元件分布安裝在多面柱狀殼體的各面上，結合燈頭9和透光泡殼8，構成LED燈具中的一種LED燈泡。[0032]請參見圖4、圖5,圖5是圖4的俯視圖，圖4是圖5的A-A方向首I]視圖。其是一種LED筒燈(或稱天花燈、嵌燈)的散熱器結構示意圖，散熱器設計成適於做筒燈的形狀，散熱器15設計有若干條柱狀散熱柱16，對應有若干個柱狀空腔17，焊接或封裝有大功率發光元件5或者集成封裝發光元件14的電路板4將空腔封閉，封閉時腔中注入適量液體3，結合其他必要的附件後就構成LED燈具中的LED筒燈(或稱天花燈、嵌燈)。[0033]請參見圖6、圖7，圖7是圖6的俯視圖，圖6是圖7的B-B方向剖視圖。它展示了另一種LED筒燈的散熱器結構示意圖，散熱器18設計有環形空腔19，或者設計有任意形狀空腔的組合，散熱器上或者設計分布一些散熱翅片20，焊接有小功率LED發光元件6或大功率LED發光元件5或集成封裝LED發光元件的電路板4將空腔封閉，封閉時腔中注入有適量液體3，結合其他必要的附件後就構成LED燈具中的LED筒燈(或稱天花燈、嵌燈)。[0034]請參見圖8、圖9，圖9是圖8的C-C方向的剖視圖。其是一種LED吸頂燈的結構示意圖，散熱器設計成適於做吸頂燈的形狀，圖示為圓盤形狀，實際還可以設計成方盤或其他形狀，盤體即為散熱器21，散熱器上設計有若干散熱柱或翅片22，翅片或柱中有空腔23，焊接或封裝有小功率LED發光元件6或大功率LED發光元件5的電路板4將空腔封閉，封閉時腔中注入適量液體3，結合其他必要的附件後就構成LED燈具中的LED吸頂燈。[0035]請參見圖10，其是LED檯燈的結構示意圖；檯燈中的燈罩實際上同散熱器24結合在一起，其中有可封閉的空腔25，焊接或封裝有小功率LED發光元件6或大功率LED發光元件或者集成封裝LED發光元件的電路板4將空腔封閉，封閉時腔中注入適量液體3，結合其他必要的附件後就構成LED燈具中的LED檯燈。[0036]請參見圖11、圖12，其是另一種LED檯燈的結構示意圖，圖12是圖11中的D-D方向剖視圖；檯燈中的燈殼26即為散熱器，其中有可封閉的腔25，焊接或封裝有小功率LED發光元件6或大功率LED發光元件或者集成封裝LED發光元件的電路板4將空腔封閉，封閉時腔中注入適量液體3，結合其他必要的附件後就構成LED燈具中的LED檯燈。[0037]請參見圖13、圖14，其是LED路燈的結構示意圖，圖14是圖13的E-E方向剖視圖；散熱器設計成適用於做路燈的形狀，路燈散熱器27的背面設計有若干條散熱翅片28，其中有空腔29，焊接有大功率LED發光元件5的鋁基電路板4將空腔封閉，封閉時腔中注入有適量的液體3，結合其他必要的附件後就構成LED燈具中的LED路燈。[0038]請參見圖15、圖16，其是圖13所示路燈的散熱器安裝超大功率封裝LED光源後的結構示意圖，圖16是圖15的F-F方向剖視圖；散熱器27的背面有若干條散熱翅片28，其中有空腔29，散熱器前面有一塊密封散熱蓋板30將空腔封閉，封裝有超大功率LED發光元件的光源組件模塊31安裝在蓋板30上，透鏡32封蓋在光源上，空腔封閉時，腔中注入有適量的液體3，構成LED燈具中的LED路燈。[0039]請參見圖17、圖18，其是LED路燈的另一種結構示意圖，圖18是圖17的G-G方向剖視圖；路燈散熱器33的背面設計有若干散熱柱34，其中有空腔35，焊接有大功率LED光源元件5的電路板4將空腔封閉，或者安裝有超大功率LED光源模塊31和透鏡32的密封蓋板30將空腔封閉，空腔封閉時，腔中注入有適量的液體3，構成LED燈具中的一種LED路燈。[0040]請參見圖19、圖20，其是一種散熱器模塊，圖20是圖19的H-H方向剖視圖；散熱器模塊36的背面設計有若干散熱翅片或散熱柱37，其中有空腔38，焊接有大功率LED光源元件5的電路板4將空腔封閉，或者安裝有超大功率LED光源模塊31和透鏡32的密封蓋板30將空腔封閉，空腔封閉時，腔中注入有適量的液體3，該散熱器模塊可構建不同功率大小的LED路燈、LED隧道燈、LED投光燈或室內照明燈LED燈具，模塊的形狀還可任意設計。[0041]前面敘述的各種結構形式的散熱器在某種特定場合要求下，或者在不考慮成本的特殊需求下，也可以採用鋁合金材料製成。顯而易見，當同樣採用鋁合金材料時，由於增加了空腔和注入液體這兩個技術特徵，新型散熱器的導熱和散熱性能將比現有普通散熱器大為提高，故仍然有其實用價值。
權利要求1.一種散熱器，其特徵是:散熱器採用塑料、陶瓷或玻璃製成，散熱器中設計有一個或多個可封閉的空腔，封閉空腔時，腔中注入有液體。
2.一種由散熱器構成的LED燈具，其特徵是:由權利要求1的散熱器構成，散熱器(I)中設計有空腔(2)，焊接或封裝有LED發光元件的電路板(4)將空腔的開口端封閉，結合燈頭(9)和透光泡殼(8)或者透光片或透鏡(7)，構成LED燈具中的一種LED燈泡或者一種LED射燈。
3.一種由散熱器構成的LED燈具,其特徵是:由權利要求1的散熱器構成，散熱器由殼體⑴和球狀殼體(10)組合而成，殼體⑴中的空腔(2)與球狀殼體(10)中的空腔(11)組裝後互相連通並封閉，LED發光元件分布安裝在球狀殼體(10)的球面各方向，結合燈頭(9)，構成LED燈具中的一種LED燈泡。
4.一種由散熱器構成的LED燈具,其特徵是:由權利要求1的散熱器構成，散熱器由殼體(I)和多面柱狀殼體(12)組合而成，殼體(I)中的空腔(2)與多面柱狀殼體(12)中的空腔(13)組裝後互相連通並封閉，LED發光元件分布安裝在多面柱狀殼體的各面上，結合燈頭(9)和透光泡殼(8)，構成LED燈具中的一種LED燈泡。
5.一種由散熱器構成的LED燈具，其特徵是:由權利要求1的散熱器構成，散熱器設計成適於做筒燈，散熱器設計有若干條柱狀散熱柱(16)，對應有若干個柱狀空腔(17)，或者設計有環形空腔(19)，焊接或封裝有LED發光元件的電路板(4)將空腔封閉，構成LED燈具中的LED筒燈。
6.一種由散熱器構成的LED燈具，其特徵是:由權利要求1的散熱器構成，散熱器設計成適於做吸頂燈的圓盤或方盤形狀，散熱器上設計有若干散熱翅片或散熱柱(22)，翅片中或柱中有空腔(23)，焊接或封裝有LED發光元件的電路板(4)將空腔封閉，構成LED燈具中的LED吸頂燈。
7.一種由散熱器構成的LED燈具，其特徵是:由權利要求1的散熱器構成，散熱器同檯燈的燈罩或燈殼結合在一起，燈罩或燈殼中有可封閉的空腔(25)，焊接或封裝有LED發光元件的電路板(4)將空腔封閉，構成LED燈具中的LED檯燈。
8.一種由散熱器構成的LED燈具，其特徵是:由權利要求1的散熱器構成，散熱器設計成適用於做路燈，散熱器上設計有若干散熱翅片(28)或者散熱柱(34)，翅片或柱中有空腔，焊接或封裝有LED發光元件的電路板或安裝有超大功率LED發光組件的密封蓋板(30)將空腔封閉，構成LED燈具中的LED路燈。
9.一種由散熱器構成的LED燈具，其特徵是:由權利要求1的散熱器構成，散熱器設計成一個模塊(36)，散熱器模塊上設計有若干散熱翅片或散熱柱(37)，翅片中或柱中有空腔(38)，焊接或封裝有LED發光元件的電路板或密封板將空腔封閉，該散熱器模塊可構建不同功率大小的LED路燈、LED隧道燈、LED投光燈或室內照明燈LED燈具。
10.根據權利要求1所述的散熱器，其特徵是:散熱器或者採用鋁合金材料製成。
專利摘要本實用新型涉及半導體LED照明技術領域，具體涉及一種散熱器及由其構成的LED燈具，本實用新型對散熱器結構作出創新性的改進，採用塑料等非金屬材料製成，散熱器中設計有空腔並注入液體，避免了塑料等非金屬材料導熱性能不佳的缺陷，使散熱器的重量減輕、成本降低，有利於節能環保，廣泛推廣將會產生巨大的經濟效益和社會效益。
文檔編號F21Y101/02GK203052584SQ201220048829
公開日2013年7月10日 申請日期2012年2月15日 優先權日2012年2月15日
發明者陳炳武 申請人:陳炳武