CN217708944U - Uvc led杀菌模块 - Google Patents

Abstract

一种UVC LED杀菌模块，包括螺帽、外壳、内衬、透光材料、光源板及散热器。外壳具有第一内螺纹与第一外螺纹。螺帽具有第二内螺纹。第二内螺纹与第一外螺纹互相耦合，以固定杀菌模块在开孔板中。内衬具有第二外螺纹。内衬与外壳之间通过第二外螺纹与第一内螺纹连接固定。透光材料形状为管帽，无法兰边。光源板包括UVC LED与电路板，UVC LED固定在电路板上。散热器与电路板的底部贴合。本申请实施例提供了一种新型的UVC LED杀菌模块结构，通过良好的导热通路大幅降低了金属材料的用量，解决了产品的散热能力与成本之间的矛盾，从而使产品在低成本大功率情况下的应用成为可能，提升了产品的可靠性与泛用性。

Description

UVC LED杀菌模块

技术领域

本实用新型涉及紫外线杀菌消毒领域，尤其涉及一种UVC LED杀菌模块，主要应用于饮水机储水箱、也可用于消毒盒、消毒灯、过流式水杀菌等场景。

背景技术

市面上部分饮水器、***产品搭载了储水箱，把净化后的水储存起来，以缓解制水能力不足带来的饮水等待问题。然而在长时间静置的情况下，微生物会在储水箱中滋生，造成饮用水的污染，而在储水箱中放置UVC LED杀菌模块是一种有效的抑制水箱细菌滋生的方案。

目前的UVC LED杀菌模块方案，无法形成良好的导热通路，提升模块的散热能力仅靠大面积的使用金属材料，大幅增加了产品成本。

请参阅CN201720781045-一种密封可拆式水杀菌组件：该专利使用了带法兰边的透光材料，成本较高；光源PCB底部未与外壳材料贴合，无法形成良好的导热路径，在大功率使用时需要把整个外壳更换为金属，成本较高。

请参阅CN201820642614-一种紫外杀菌模块：该专利同样使用了带法兰边的透光材料，成本较高；光源PCB底部未与外壳材料贴合，无法形成良好的导热路径，在大功率使用时需要把光源板的支撑材料更换为金属，成本较高。

实用新型内容

本实用新型的目的是提供一种UVC LED杀菌模块，用于解决以下技术问题：目前的UVC LED杀菌模块方案，无法形成良好的导热通路，提升模块的散热能力仅靠大面积的使用金属材料，大幅增加了产品成本。

本申请实施例的一个方面提供了一种UVC LED杀菌模块，包括：外壳，一端为固定部，另一端为螺杆，所述固定部具有第一内螺纹，所述螺杆具有第一外螺纹；螺帽，具有第二内螺纹，其中，所述螺帽的第二内螺纹与所述螺杆的第一外螺纹互相耦合，以固定所述UVCLED杀菌模块在开孔板中；内衬，具有第二外螺纹，所述内衬与所述外壳之间通过所述内衬的第二外螺纹与所述固定部的第一内螺纹进行连接与固定；透光材料，形状为管帽，无法兰边，套设在所述内衬上，具有相对的开口端和封口端；光源板，位于所述透光材料之内且靠近所述封口端，所述光源板包括UVC LED与电路板，所述UVC LED 固定在所述电路板上，所述电路板与所述内衬固定连接；散热器，固定于所述内衬，且与所述电路板的底部贴合。

可选地，所述的UVC LED杀菌模块还包括垫片，所述垫片夹在所述开孔板与所述外壳之间，所述螺帽与所述垫片以及所述外壳构成螺丝结构，把所述 UVC LED杀菌模块固定在所述开孔板中。

可选地，所述透光材料、所述外壳、所述内衬三者之间设有垫圈。

可选地，所述UVC LED由单颗或多颗已经封装好的UVC LED灯珠构成，通过锡膏焊接的方式固定在所述电路板上；或者所述UVC LED是单颗或多颗的UVC LED芯片，通过共晶方式固定在所述电路板上，并保证电气连接。

可选地，所述内衬设有卡扣，所述电路板设有卡槽，所述内衬与所述电路板之间通过所述卡扣与所述卡槽连接固定。

可选地，所述电路板与所述散热器的接触面用导热材料进行填充。

可选地，所述内衬还设有第一缺口，所述散热器设有第二缺口，所述光源板的导线穿过所述第一缺口以及所述第二缺口，经过空心的散热器，引出到外面供电。

可选地，所述散热器的内部空间，以及所述散热器与所述内衬之间的间隙，均通过填充密封胶进行固定与密封。

可选地，所述内衬与所述外壳之间的底部间隙通过填充密封胶进行密封。

可选地，所述透光材料为弧形的直管帽，底部无法兰边，或者，所述透光材料为平面的管帽，底部无法兰边。

本申请实施例提供的UVC LED杀菌模块，可以达到以下技术效果：

①使用不带法兰边的透光材料，降低了产品成本；

②散热器与电路板(比如：光源PCB)的底部贴合(比如：底部完全贴合)，增强了导热性能；

③有独立的散热器，散热器与外壳材料独立，可灵活的选用与调整，降低了成本。

附图说明

图1-图6示意性示出了本实用新型UVC LED杀菌模块一实施例的结构示意图。

图7示意性示出了本实用新型UVC LED杀菌模块的导线引出一实施例的示意图。

图8示意性示出了本实用新型UVC LED杀菌模块的导热路径一实施例的示意图。

主要元件符号说明：

1、螺帽 2、垫片 3、外壳 4、透光材料 5、垫圈

6、光源板 7、内衬 8、散热器 9、开孔板

11、第二内螺纹 31、第一外螺纹 32、第一内螺纹

31a、螺杆 32a、固定部

61、UVC LED 62、电路板 621、卡槽

71、卡扣 72、第一缺口 73、第二外螺纹

81、第二缺口

具体实施方式

为了使本实用新型实施例的目的、技术方案及优点更加清楚明白，以下结合附图及实施例，对本实用新型进行进一步详细说明。应当理解，此处所描述的具体实施例仅用以解释本实用新型，并不用于限定本实用新型。基于本实用新型中的实施例，本领域普通技术人员在没有做出创造性劳动前提下所获得的所有其他实施例，都属于本实用新型保护的范围。

需要说明的是，在本实用新型实施例中涉及“第一”、“第二”等的描述仅用于描述目的，而不能理解为指示或暗示其相对重要性或者隐含指明所指示的技术特征的数量。由此，限定有“第一”、“第二”的特征可以明示或者隐含地包括至少一个该特征。另外，各个实施例之间的技术方案可以相互结合，但是必须是以本领域普通技术人员能够实现为基础，当技术方案的结合出现相互矛盾或无法实现时应当认为这种技术方案的结合不存在，也不在本实用新型要求的保护范围之内。

下面为本申请涉及的术语解释：

UVC LED：即深紫外线发光二极管。与传统的白光LED类似，但其发射出的是不可见的深紫外光，该波长的光线可以破坏微生物的DNA(脱氧核糖核酸)或RNA(核糖核酸)分子结构，使细菌死亡或不能繁殖，从而达到杀菌的目的。 UVC LED是一种新型的人造深紫外线光源。

以下将通过实施例，对专利保护的UVC LED杀菌模块进行示例性描述。

图1-图6示意性示出了本实用新型UVC LED杀菌模块一实施例的结构示意图。

作为示例，UVC LED杀菌模块包括外壳3、螺帽1、内衬7、透光材料4、光源板6及散热器8。外壳3一端为固定部32a，另一端为螺杆31a。固定部32a 具有第一内螺纹32，螺杆31a具有第一外螺纹31。螺帽1具有第二内螺纹11。螺帽1的第二内螺纹11与螺杆31a的第一外螺纹31互相耦合，以固定UVC LED 杀菌模块在开孔板9中。内衬7具有第二外螺纹73。内衬7与外壳3之间通过内衬7的第二外螺纹73与固定部32a的第一内螺纹32进行连接与固定。透光材料4形状为管帽，无法兰边，套设在内衬7上，具有相对的开口端和封口端。光源板6位于透光材料4之内且靠近封口端。光源板6包括UVC LED 61与电路板62，UVC LED 61固定在电路板62上，电路板62与内衬7固定连接。散热器8固定于内衬7，且与电路板62的底部贴合(比如：底部完全贴合)。

作为示例，UVC LED杀菌模块还包括垫片2，垫片2夹在开孔板9与外壳 3之间，螺帽1与垫片2以及外壳3构成螺丝结构，把UVC LED杀菌模块固定在开孔板9中。

作为示例，透光材料4、外壳3、内衬7三者之间设有垫圈5。

作为示例，UVC LED 61由单颗或多颗已经封装好的UVC LED灯珠构成，通过锡膏焊接的方式固定在电路板62上；或者UVC LED 61是单颗或多颗的 UVC LED芯片，通过共晶方式固定在电路板62上，并保证电气连接。

作为示例，内衬7设有卡扣71，电路板62设有卡槽621，内衬7与电路板 62之间通过卡扣71与卡槽621连接固定。

作为示例，电路板62与散热器8的接触面用导热材料进行填充。

作为示例，内衬7还设有第一缺口72，散热器8设有第二缺口81，光源板 6的导线穿过第一缺口72以及第二缺口81，经过空心的散热器8，引出到外面供电。

作为示例，散热器8的内部空间，以及散热器8与内衬7之间的间隙，均通过填充密封胶进行固定与密封。

作为示例，内衬7与外壳3之间的底部间隙通过填充密封胶进行密封。

作为示例，透光材料4为弧形的直管帽，底部无法兰边，或者，所述透光材料为平面的管帽，底部无法兰边。

本申请实施例提供的UVC LED杀菌模块，相对于背景技术，可以达到以下技术效果：

①使用不带法兰边的透光材料4，降低了产品成本；

②散热器8与电路板62(比如：光源PCB)的底部贴合(比如：底部完全贴合)，增强了导热性能；

③有独立的散热器8，散热器8与外壳3材料独立，可灵活的选用与调整，降低了成本。

本申请实施例提供了一种新型的UVC LED杀菌模块结构，通过良好的导热通路大幅降低了金属材料的用量，解决了产品的散热能力与成本之间的矛盾，从而使产品在低成本大功率情况下的应用成为可能，提升了产品的可靠性与泛用性。

下面结合图1-图8示意性描述本申请UVC LED杀菌模块(简称为“杀菌模块”)的一个具体实施例。

①螺帽1与垫片2以及外壳3构成一个螺丝结构，把整个杀菌模块固定在水箱等使用环境的开孔板9中。

其中第二内螺纹11与第一外螺纹31互相耦合，通过旋转拧合的方式固定杀菌模块，可匹配不同厚度的开孔板9。

其中垫片2夹在开孔板9与外壳3之间，起到防水作用，如图6所示。

②透光材料4的作用是保护内部结构(防尘防水)，同时还需要对深紫外线有良好的透过率。透光材料4可以选用石英玻璃、蓝宝石玻璃、氟系树脂等等，但不限于以上材料。

透光材料4、外壳3、内衬7三者之间通过垫圈5起到防水密封作用。

该实例中透光材料4为弧形的直管帽，底部无法兰边。实际可根据情况改变弧面的形状，也可选择平面的管帽。

③光源板6的作用是在通电后，提供杀菌所需的深紫外光。光源板6由UVC LED 61与电路板62构成。

UVC LED 61的发光波长为200-280nm，可以由单颗或多颗已经封装好的 UVC LED灯珠构成，通过锡膏焊接的方式固定在电路板62上并保证电气连接；或是由单颗或多颗的UVC LED芯片，尺寸可以是10×20mil、20×20mil、 30×30mil等等，通过共晶等方式固定在电路板62上并保证电气连接。

电路板62是基材为金属的印刷电路板(MCPCB)，基材可以选择铝或者铜。也可以是以陶瓷为基材的电路板，如氮化铝、氧化铝陶瓷等。

电路板62与内衬7之间通过卡扣71进行固定。

电路板62与散热器8的接触面用导热材料(导热硅脂、导热胶贴等等)进行填充。

光源板6的导线穿过第一缺口72以及第二缺口81，经过空心的散热器8，引出到模组外，以便外界供电，如图7所示。

④散热器8的作用是提供导热与散热路径，可以选择铝合金、铜合金等导热能力强的材料。导热路径如图8所示。

散热器8的内部空间，以及散热器8与内衬7之间的间隙，均通过填充密封胶进行固定与密封。

⑤内衬7与外壳3之间通过第二外螺纹73与第一内螺纹32进行连接与固定。

本申请实施例与背景技术中两种紫外照射杀菌方式进行对比，说明本申请实施例的优点。

背景技术的缺点如下：

①使用了带法兰边的透光材料

现有方式使用带法兰边的透光材料，是因为带法兰边的材料容易固定。然而以最常见的深紫外线透光材料：石英玻璃为例，带法兰边的石英玻璃帽比不带法兰边的石英玻璃帽，成本高一倍以上，约相当于整个杀菌模块总成本的 15-20％。

②导热通路不佳

光源PCB主要发热点集中在灯珠的正下方，即PCB的中心位置。而现有方案的光源PCB底部中心位置未与导热材料贴合，仅靠PCB边缘小面积的接触位置进行导热，导热效率低。

③散热器与外壳结构一体

现有方案无专用的散热部件，若需增强散热需要把整个外壳部件改成金属材料，大幅增加产品的成本。

相对而言，本申请实施例的优点如下：

①透光材料不带法兰边

本专利方案使用直管型的透光材料4，优化了固定方式，在保证性能的同时降低了成本。

②导热路径畅通

本专利方案散热器8与光源PCB(电路板62)的底部完全贴合，传热面积大，可有效导出LED光源的热量。

③独立的散热器设计

本专利方案的散热器8与必要的外壳部件独立，可作为配件灵活选用。即可根据杀菌模块的功率大小灵活的选择是否使用该散热器，且在其他结构完全不变的情况下，仅调整散热器的材质就可匹配不同的散热需求，最大程度的节约成本。

以上仅为本实用新型的优选实施例，并非因此限制本实用新型的实用新型范围，凡是利用本实用新型说明书及附图内容所作的等效结构或等效流程变换，或直接或间接运用在其他相关的技术领域，均同理包括在本实用新型的实用新型保护范围内。

Claims (10)

1.一种UVC LED杀菌模块，其特征在于，包括：

外壳，一端为固定部，另一端为螺杆，所述固定部具有第一内螺纹，所述螺杆具有第一外螺纹；

螺帽，具有第二内螺纹，其中，所述螺帽的第二内螺纹与所述螺杆的第一外螺纹互相耦合，以固定所述UVC LED杀菌模块在开孔板中；

内衬，具有第二外螺纹，所述内衬与所述外壳之间通过所述内衬的第二外螺纹与所述固定部的第一内螺纹进行连接与固定；

透光材料，形状为管帽，无法兰边，套设在所述内衬上，具有相对的开口端和封口端；

光源板，位于所述透光材料之内且靠近所述封口端，所述光源板包括UVC LED与电路板，所述UVC LED固定在所述电路板上，所述电路板与所述内衬固定连接；

散热器，固定于所述内衬，且与所述电路板的底部贴合。

2.根据权利要求1所述的UVC LED杀菌模块，其特征在于，还包括垫片，所述垫片夹在所述开孔板与所述外壳之间，所述螺帽与所述垫片以及所述外壳构成螺丝结构，把所述UVCLED杀菌模块固定在所述开孔板中。

3.根据权利要求1所述的UVC LED杀菌模块，其特征在于，所述透光材料、所述外壳、所述内衬三者之间设有垫圈。

4.根据权利要求1所述的UVC LED杀菌模块，其特征在于，所述UVC LED由单颗或多颗已经封装好的UVC LED灯珠构成，通过锡膏焊接的方式固定在所述电路板上；或者所述UVCLED是单颗或多颗的UVC LED芯片，通过共晶方式固定在所述电路板上，并保证电气连接。

5.根据权利要求1所述的UVC LED杀菌模块，其特征在于，所述内衬设有卡扣，所述电路板设有卡槽，所述内衬与所述电路板之间通过所述卡扣与所述卡槽连接固定。

6.根据权利要求1所述的UVC LED杀菌模块，其特征在于，所述电路板与所述散热器的接触面用导热材料进行填充。

7.根据权利要求5所述的UVC LED杀菌模块，其特征在于，所述内衬还设有第一缺口，所述散热器设有第二缺口，所述光源板的导线穿过所述第一缺口以及所述第二缺口，经过空心的散热器，引出到外面供电。

8.根据权利要求1所述的UVC LED杀菌模块，其特征在于，所述散热器的内部空间，以及所述散热器与所述内衬之间的间隙，均通过填充密封胶进行固定与密封。

9.根据权利要求8所述的UVC LED杀菌模块，其特征在于，所述内衬与所述外壳之间的底部间隙通过填充密封胶进行密封。

10.根据权利要求1所述的UVC LED杀菌模块，其特征在于，所述透光材料为弧形的直管帽，底部无法兰边，或者，所述透光材料为平面的管帽，底部无法兰边。

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