CN107448783A - 一种基于液体循环散热的led照明设备 - Google Patents

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Abstract

本发明公开了一种基于液体循环散热的LED照明设备，包括LED灯头，所述LED灯头包括金属基板和设置在所述金属基板上的大功率LED灯珠，所述金属基板上固定有液流散热器，所述液流散热器上设有进液口和出液口，所述液流散热器通过所述进液口、所述出液口连接有空气散热器，所述空气散热器中设有与所述出液口相连的液体管道。本发明可通过液体循环不断地将具有LED灯珠的金属基板上的热量向外传递，实现对LED灯头的散热；其中的液体循环散热结构空气散热器可以与LED灯头分体设置，由此不需要增加LED灯头的体积和重量，结构合理，散热性能好，使用寿命长。

Description

一种基于液体循环散热的LED照明设备
技术领域
本发明涉及LED照明设备散热技术，尤其是一种基于液体循环散热的LED
照明设备。
背景技术
LED(Lighting Emitting Diode)照明即是发光二极管照明，是一种半导体固体发光器件，它是利用固体半导体芯片作为发光材料，在半导体中通过载流子发生复合放出过剩的能量而引起光子发射，直接发出红、黄、蓝、绿色的光，在此基础上，利用三基色原理，添加荧光粉，可以发出任意颜色的光。在LED照明应用中，灯珠的发热量直接地影响到LED灯的寿命，现有的LED灯珠的发光效率通常在60％左右，即40％左右的功率消耗在了灯珠的发热上，使得灯芯的温度逐渐地积累升高。随着LED照明设备的功率增加至数百瓦，甚至数千瓦，灯芯的发热量愈来愈大，对LED灯的寿命影响愈加严重，以至于限制了更大功率的LED灯的制造。
现有的LED照明设备，通常是将LED灯珠贴合在具有较大的空气接触面积的金属散热片上，通过热传导将灯芯发出的热量传导给散热片周围的空气中，有的还通过增设风扇加快散热片与周围空气的热交换速度，从而达到更好的散热效果。但是，随着LED照明设备功率增大，散热器和风扇的体积、重量也随之增大，给使用上带来了诸多不便。
发明内容
本发明提供了一种基于液体循环散热的LED照明设备，用于解决大功率LED照明设备的散热器结构不合理、体积大的问题。
为了解决上述问题，本发明提供一种基于液体循环散热的LED照明设备，包括LED灯头，所述LED灯头包括金属基板和设置在所述金属基板上的大功率LED灯珠，所述金属基板上固定有液流散热器，所述液流散热器上设有进液口和出液口，所述液流散热器通过所述进液口、所述出液口连接有空气散热器，所述空气散热器中设有与所述出液口相连的液体管道。
本发明提供的基于液体循环散热的LED照明设备还具有以下技术特征：
进一步地，所述液流散热器包括与所述金属基板固定相连的板体，所述板体的中心设有所述进液口，所述板体内设有与所述进液口相连的多条导流槽，所述导流槽以所述进液口为中心向外呈放射状延伸，所述板体内还设有与所述导流槽的外端相连的汇流槽，所述出液口设置在所述板体上且与所述汇流槽相连。
进一步地，所述导流槽呈以所述进液口为中心向四周外延伸的放射直线状或放射渐开线状。
进一步地，所述空气散热器与所述LED灯头分体设置且通过导流管相连，所述空气散热器包括与所述出液口相连的金属散热管，所述金属散热管内形成有所述液体管道，所述金属散热管的出口还连接有集液箱，所述集液箱内装有用于导热的液体，所述集液箱内还安装有潜水泵，所述潜水泵的出口与所述液流散热器上的所述进液口通过导流管相连。
进一步地，与所述集液箱的进口、或所述潜水泵的出口相连的导流管上安装有流量传感器，所述集液箱内还安装有液位传感器和温度传感器，所述流量传感器、所述液位传感器和所述温度传感器均与控制器相连，所述控制器根据所述流量传感器、所述液位传感器和所述温度传感器采集信号控制所述潜水泵的运行。
进一步地，所述LED灯头固定在灯体支架上，所述空气散热器和所述集液箱挂设在所述灯体支架上且位于所述LED灯头下方。
进一步地，所述液流散热器包括与所述金属基板固定相连的箱体，所述箱体内装有用于导热的液体，所述箱体的上侧设有多个出液口，所述箱体的下侧设有多个进液口，所述出液口与所述进液口对应设置且所述出液口与所述进液口之间设有散热管，所述散热管的外壁上还设有散热环片，所述散热管内形成有与所述出液口、所述进液口相通的液体管道，多个所述散热管构成所述空气散热器。
进一步地，所述箱体的上部还设有补液口，所述补液口内安装有液位指示器。
进一步地，所述散热管呈U型，所述箱体的侧壁与所述散热管围成的空腔内安装有用于加速所述散热管周围空气流动的散热风扇。
进一步地，所述箱体内与所述进液口对应的位置安装有潜水泵以加速所述箱体内的液体流动。
本发明具有如下有益效果：通过设置与具有LED灯珠的金属基板固定相连的液流散热器，LED灯珠产生的热量通过金属基板传递至液流散热器，液流散热器内的导热液体温度升高后自出液口流出并在空气散热器内冷却后再自进液口流入，由此可通过液体循环不断地将具有LED灯珠的金属基板上的热量向外传递，实现对LED灯头的散热；其中的液体循环散热结构空气散热器可以与LED灯头分体设置，由此不需要增加LED灯头的体积和重量，结构合理，散热性能好，使用寿命长。
附图说明
图1为本发明实施例的基于液体循环散热的LED照明设备的结构示意图；
图2为本发明实施例的另一种基于液体循环散热的LED照明设备的结构示意图；
图3为图1中的液流散热器的结构示意图；
图4为图1中的液流散热器的另一种结构示意图；
图5为图1中的液流散热器的另一种结构示意图；
图6为本发明实施例的LED照明设备的另一种结构示意图；
图7为图6中A-A方向的剖视图；
图8为本发明实施例的LED照明设备的另一种结构示意图；
图9为图8中B-B方向的剖视图。
具体实施方式
下文中将参考附图并结合实施例来详细说明本发明。需要说明的是，在不冲突的情况下，本发明中的实施例及实施例中的特征可以相互组合。
如图1至图9所示的本发明的基于液体循环散热的LED照明设备的实施例中，该基于液体循环散热的LED照明设备包括LED灯头10，LED灯头10包括金属基板11和设置在金属基板11上的大功率LED灯珠，金属基板11上固定有液流散热器20，液流散热器20上设有进液口201和出液口202，液流散热器20通过进液口201、出液口202连接有空气散热器30，空气散热器30中设有与出液口202相连的液体管道。该实施例中的基于液体循环散热的LED照明设备，通过设置与具有LED灯珠的金属基板固定相连的液流散热器，LED灯珠产生的热量通过金属基板传递至液流散热器，液流散热器内的导热液体温度升高后自出液口流出并在空气散热器内冷却后再自进液口流入，由此可通过液体循环不断地将具有LED灯珠的金属基板上的热量向外传递，实现对LED灯头的散热；根据需要，其中的液体循环散热结构空气散热器也可以与LED灯头分体设置，用以达成减轻LED灯头体积和重量、结构合理、散热性能好、使用寿命长的目的。
在本发明的一个实施例中，如图1至图5所示，该基于液体循环散热的LED照明设备还具有以下技术特征：液流散热器20包括与金属基板11固定相连的板体21，板体21的中心设有进液口201，板体21内设有与进液口201相连的多条导流槽22，导流槽22以进液口201为中心向外呈放射状延伸，板体21内还设有与导流槽22的外端相连的汇流槽23，出液口202设置在板体21上且与汇流槽23相连，由此使得导热液体自液流散热器的中部向外侧流动对金属基板的中部进行充分的冷却，避免热量在金属基板的中部集中，冷却效果好。优选地，如图3所示，板体21呈正方形，金属基板11固定在板体21的中心，导流槽22呈以进液口201为中心向四周外延伸的放射直线状，汇流槽23呈封闭环状；或如图4所示，板体21呈正方形，金属基板11固定在板体21的中心，导流槽22呈以进液口201为中心向四周外延伸的放射渐开线状，汇流槽23呈封闭环状，可以理解的是，导流槽也可以采用其他自板体中心向板体周边延伸的形状。
在上述实施例中，空气散热器30与LED灯头10分体设置且通过导流管相连，导流管可以采用金属管以提升散热效果，空气散热器30包括与出液口202相连的金属散热管31，金属散热管31内形成有所述液体管道，所述金属散热管的出口还连接有集液箱40，集液箱40内装有用于导热的液体401，液体401可以为纯净水、防冻液或导热油等，集液箱40内还安装有潜水泵41，潜水泵41的出口与液流散热器20上的进液口201通过导流管相连，由此使得自液流散热器20流出的高温液体可以充分散热，设置潜水泵41可加速液体的流动速度使得LED灯头10产生的热量能够被快速转移，避免LED灯头温度升高。优选地，与集液箱10的进口、或潜水泵41的出口相连的导流管上安装有流量传感器42，集液箱40内还安装有液位传感器43和温度传感器44，流量传感器42、液位传感器43和温度传感器44均与控制器相连，所述控制器根据流量传感器42、液位传感器43和温度传感器44采集的信号控制潜水泵41的运行，可以理解的是，所述控制器可以是单片机等控制器件。如图1所示，空气散热器30和集液箱40与LED灯头10分开设置并通过导流管相连，由此可根据需要在合适的位置安装、固定空气散热器30和集液箱40，使用方便。如图2所示，LED灯头10固定在灯体支架12上，空气散热器30和集液箱40挂设在灯体支架12上且位于LED灯头10下方。
在本发明的另一个实施例中，如图6至图9所示，液流散热器20包括与金属基板11固定相连的箱体24，箱体24内装有用于导热的液体，液体可以为纯净水、防冻液或导热油等，箱体24的上侧设有多个出液口202，箱体24的下侧设有多个进液口201，出液口202与进液口201对应设置且出液口202与进液口201之间设有散热管32，散热管32的外壁上还设有散热环片321，散热管32内形成有与出液口202、进液口201相通的液体管道，多个散热管32构成空气散热器30，当LED灯头工作时，LED灯珠产生的热量通过金属基板11传递给液流散热器20的箱体24，箱体24内的液体温度升高时在箱体内向上运动并由出液口202流出并进入空气散热器30的散热管32内，液体在散热管内冷却后温度下降再由进液口201进入箱体，由此形成液体循环流动对金属基板11散热。
如图6至图9所示的实施例中，箱体24的上部还设有补液口，所述补液口内安装有液位指示器25，优选地，散热管32呈U型，箱体24的侧壁与散热管32围成的空腔内安装有用于加速散热管32周围空气流动的散热风扇26。箱体24内与进液口201对应的位置安装有潜水泵27以加速所述箱体内的液体流动，由此提升散热效果。
最后应说明的是：以上实施例仅用以说明本发明的技术方案，而非对其限制；尽管参照前述实施例对本发明进行了详细的说明，本领域的普通技术人员应当理解：其依然可以对前述各实施例所记载的技术方案进行修改，或者对其中部分技术特征进行等同替换；而这些修改或者替换，并不使相应技术方案的本质脱离本发明各实施例技术方案的精神和范围。

Claims (10)

1.一种基于液体循环散热的LED照明设备，包括LED灯头，所述LED灯头包括金属基板和设置在所述金属基板上的大功率LED灯珠，其特征在于，所述金属基板上固定有液流散热器，所述液流散热器上设有进液口和出液口，所述液流散热器通过所述进液口、所述出液口连接有空气散热器，所述空气散热器中设有与所述出液口相连的液体管道。
2.根据权利要求1所述的基于液体循环散热的LED照明设备，其特征在于，所述液流散热器包括与所述金属基板固定相连的板体，所述板体的中心设有所述进液口，所述板体内设有与所述进液口相连的多条导流槽，所述导流槽以所述进液口为中心向外呈放射状延伸，所述板体内还设有与所述导流槽的外端相连的汇流槽，所述出液口设置在所述板体上且与所述汇流槽相连。
3.根据权利要求2所述的基于液体循环散热的LED照明设备，其特征在于，所述导流槽呈以所述进液口为中心向四周外延伸的放射直线状或放射渐开线状。
4.根据权利要求1所述的基于液体循环散热的LED照明设备，其特征在于，所述空气散热器与所述LED灯头分体设置且通过导流管相连，所述空气散热器包括与所述出液口相连的金属散热管，所述金属散热管内形成有所述液体管道，所述金属散热管的出口还连接有集液箱，所述集液箱内装有用于导热的液体，所述集液箱内还安装有潜水泵，所述潜水泵的出口与所述液流散热器上的所述进液口通过导流管相连。
5.根据权利要求4所述的基于液体循环散热的LED照明设备，其特征在于，与所述集液箱的进口、或所述潜水泵的出口相连的导流管上安装有流量传感器，所述集液箱内还安装有液位传感器和温度传感器，所述流量传感器、所述液位传感器和所述温度传感器均与控制器相连，所述控制器根据所述流量传感器、所述液位传感器和所述温度传感器采集信号控制所述潜水泵的运行。
6.根据权利要求5所述的基于液体循环散热的LED照明设备，其特征在于，所述LED灯头固定在灯体支架上，所述空气散热器和所述集液箱挂设在所述灯体支架上且位于所述LED灯头下方。
7.根据权利要求1所述的基于液体循环散热的LED照明设备，其特征在于，所述液流散热器包括与所述金属基板固定相连的箱体，所述箱体内装有用于导热的液体，所述箱体的上侧设有多个出液口，所述箱体的下侧设有多个进液口，所述出液口与所述进液口对应设置且所述出液口与所述进液口之间设有散热管，所述散热管的外壁上还设有散热环片，所述散热管内形成有与所述出液口、所述进液口相通的液体管道，多个所述散热管构成所述空气散热器。
8.根据权利要求7所述的基于液体循环散热的LED照明设备，其特征在于，所述箱体的上部还设有补液口，所述补液口内安装有液位指示器。
9.根据权利要求7所述的基于液体循环散热的LED照明设备，其特征在于，所述散热管呈U型，所述箱体的侧壁与所述散热管围成的空腔内安装有用于加速所述散热管周围空气流动的散热风扇。
10.根据权利要求7所述的基于液体循环散热的LED照明设备，其特征在于，所述箱体内与所述进液口对应的位置安装有潜水泵以加速所述箱体内的液体流动。
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