專利名稱：用于固態光源的流體管散熱設備的制作方法
技術領域：
本發明大體涉及一種固態光源。更具體地，本發明涉及一種用于固態光源的流體管散熱設備。
背景技術：
當前許多的固態光源(諸如發光二極管(LED)燈)的操作電力通常受到固態光源的分散熱的能力的限制。更具體地，固態光源的流體流的增加而使產生的熱量增多。當超過某一點，該過熱損害就固態裝置的性能，而導致性能和/或使用壽命降低。從而，提高固態光源分散熱的能力允許用于功率更高并且因此更亮的固態光源。因此，不斷地努力來增加從固態光源散發的熱量。
發明內容
本發明可以被實施成多種方式。在一個實施方式中，固態光源系統包括多個與流體冷卻系統熱耦合的固態光源固定裝置。所述流體冷卻系統包括至少一個用于保持導熱流體的容器，所述容器支撐所述導熱流體中的流體流，從而便于分散來自所述固態光源固定裝置中的至少一個固態光源固定裝置的熱。
在另一個實施方式中，用于光源的冷卻系統包括軌道照明軌道和多個與所述軌道聯接的固態光源固定裝置。還包括容納導熱流體的至少一個封閉的存儲器，所述至少一個存儲器將所述固態光源固定裝置設置成與所述流體熱連通。所述至少一個存儲器具有允許來自所述固態光源固定裝置的熱在流體中產生流體流的形狀。還包括散熱裝置，該散熱裝置與所述流體熱連通，并且被構造成當所述流體流攜帶所述流體穿過所述散熱裝置時分散來自所述流體的熱。
參照附圖從下列詳細說明將清楚本發明的其它方面和優點，所述附圖通過實施例示出本發明的原理。
為了更好地理解本發明，下面結合附圖進行詳細的說明，附圖中 圖1示出了根據本發明的實施方式構成的用于固態光源的軌道照明系統。
圖2示出了沿圖1的截面1-1’剖取的剖視圖。
圖3示出了圖1的軌道照明系統的一端的更詳細的視圖。
圖4示出了根據本發明的另一實施方式構成的用于固態光源的軌道照明系統。
圖5示出了根據本發明的又一實施方式構成的用于固態光源的軌道照明系統。
圖6A至6C示出了根據本發明的又一實施方式構成的用于固態光源的軌道照明系統。
圖7示出了本發明的又一實施方式的軌道與固態光源之間的進一步細節。
在所有附圖中，相同的附圖標記表示對應的部件。
具體實施例方式如上所述，不斷地努力來增加從固態光源的熱發散。本發明的一個實施方式試圖通過利用具有流體通道的軌道來增加軌道照明系統中使用的固態光源的熱分散。該流體通道內的熱傳遞用于分散比通常通過傳統的固態光源自身分散的更多的熱，因此允許使用更亮、功率更高的光源。根據本發明的各個實施方式，軌道和流體通常可以呈多種形式。
圖1示出了根據本發明的實施方式構成的用于固態光源的軌道照明系統。軌道照明系統10包括軌道20，該軌道20為具有左端30和右端40的細長構件。如果需要，可采用支架50或者任何其它緊固裝置將軌道照明系統10固定到諸如天花板之類的結構上。軌道20支撐多個固態光源60以及多個散熱鰭片70。軌道20可配置有固定裝置，即，與光源 60簡單地任意結合，從而光源60可被設置成與軌道20自身熱連通。可選地，軌道20可被構造成與諸如已知的照明插座的固定裝置接合。本發明旨在使軌道20與光源60之間的任何連接為用于足夠的電和熱的連通性而提供。例如，軌道20可支撐諸如已知的螺旋式插座和雙向針插座以及諸如已知的扭轉-鎖定或卡合機構的其它機構。從而，所采用的“固定裝置”可以是與光源60的任意結合，而無論其是分離裝置還是僅為軌道20本身的一部分。
在圖1的實施方式中，軌道20是作為封閉管的中空、被密封的管狀容器，在該軌道 20內密封容納導熱流體80。圖2示出了沿圖1的截面1-1’剖取的剖視圖，更清楚地示出了軌道20和軌道內所容納的流體80的細節。在操作時，由光源60產生的熱加熱流體80， 粗略地如由圖2的箭頭所示產生流體流。該流體流將熱傳遞到軌道20和鰭片70，并且在那里分散。這樣，軌道20既支撐光源60，也作為用于分散來自光源60的熱的流體冷卻系統。 即，該實施方式的軌道20還為用于散熱的流體容納容器或者“管”。
流體80可以是任何導熱流體，例如導熱的油、酒精或者水溶液。另外，盡管圖1的實施方式具有鰭片以幫助散熱，但本發明還包括不采用鰭片的實施方式。例如，對于待被使用于足夠涼的環境中的軌道20或者待被在第二室中冷卻的軌道20可以不需要鰭片。
如圖所示，盡管圖2示出了在傳導流體80內產生的流體流，但本發明可以是沿任意方向流動的任何這樣的流體流，該流體流大體用于提高從光源60分散的熱。為此，注意， 本發明既可采用“被動”流，即，由光源60的熱引起的流體流，也可采用諸如如圖3中所示的“主動”流。圖3示出了軌道20的右端40的更詳細的視圖，如圖所示，其中使用流體推進裝置90使流體80中產生流體流。這里，盡管本發明設想能夠推進流體的任何裝置，但流體推進裝置90具有旋轉推進流體80的螺旋槳式延伸部，因此如圖所示產生流體流。該流體流幫助沿軌道20和鰭片70運送流體80，因此，將熱從光源60對流地傳遞到軌道20的外表面和鰭片70。右端40上還固定有驅動器90，該驅動器90經由電線或其它電連接(未示出)向光源60提供電力。本發明可以將驅動器90放置在任何地方，以方便地向光源60供應電力。
盡管圖1至3的實施方式示出了大體水平取向的線性軌道20，但應認識到，本發明不局限于該構造。而且，本發明包含采用遠離光源60對流地傳遞熱的流體存儲器的軌道20 的任何構造。圖4是一種該構造的示例。圖4示出了根據本發明的另一實施方式構成的用于固態光源的軌道照明系統。軌道照明系統100具有軌道110，該軌道110構造成容納流體 80的封閉環，如圖所示光源60從軌道110延伸。軌道110構造成被裝配或安裝成大體豎直或傾斜取向。從而來自光源60的熱在流體80中產生流體流，流體80沿由箭頭所示的方向流動。鰭片120、130被取向成允許對流空氣流大體不受阻礙地穿過該鰭片120、130行進。 因此，例如，對于豎直安裝的軌道110，鰭片120從軌道110的長軸大體徑向延伸(即，與軌道110大體垂直)，同時鰭片130沿軌道110大體周向延伸(即，與軌道110大體平行)。
因此在操作時，來自光源60的熱加熱流體80，而產生沿所示的方向流動的流體流。該流體流將熱從光源60攜帶至軌道110的外表面以及散熱鰭片120、130，并且在那里分散。
本領域任何技術人員將認識到，所示的實施方式可采用諸如裝置90的流體推進裝置，以積極地產生電流。本領域技術人員還將認識到，相反地，所示的實施方式可利用由來自光源60的熱產生的流體流。在該情況下，如圖所示，光源60沿軌道110布置，使最左側的光源60最接近軌道110的最左側部分140。這樣，來自最左側的光源60的熱沿最左側部分140向上行進，而產生沿所示的方向流動的流體流。
圖5示出了本發明的又一實施方式，該實施方式在某些方面與圖4的實施方式相似。這里，軌道照明系統200包括軌道210，該軌道構造成用于流體80的存儲器的管或者其它這種容器。與圖4類似，圖5的軌道照明裝置200構造為封閉環系統。然而，與構造有類似于圖4的單個環不同，圖5的軌道照明系統200構造有多重環220、230，每個環均彼此流體連通。軌道210還被構造成取向為使來自光源60的熱產生沿如圖所示的箭頭的方向流動的流體流。鰭片MO (本發明可設想為任意數量)大體從軌道210周向延伸，而鰭片250 大體從軌道210徑向延伸。本發明包括沿軌道210的任何地方放置的徑向和/或周向散熱鰭片M0、250的任意數量或結合，軌道210允許空氣流動通過散熱鰭片M0、250的表面。
在操作時，流體80內的流體流將來自光源60的熱攜帶至軌道210的外表面和/ 或鰭片對0、250，并且在那里分散，因此冷卻光源60。如上述，該流體流可由諸如裝置90的流體推進裝置產生，或者由來自光源60的熱產生。在由來自光源60的熱產生的情況下，最左側的光源60最接近軌道210的最左側部分260放置，從而來自最左側的光源60的熱產生如圖所示的流體流。本發明包括采用任何數量的環220、230以及放置在用于熱分散的軌道210的任何地方的任何數量的鰭片M0、250的構造。
圖6A至6C示出了本發明的又一實施方式。這里，軌道照明系統300包括軌道310， 該軌道310不包含任何流體存儲器，但用于支撐多個流體冷卻容器320。在該實施方式中， 每個容器320具有第一部分322，該第一部分允許循環和冷卻流體80 ；以及第二部分324， 該第二部分由軌道310支撐，并且在第一部分322之間延伸。每個第一部分322還支撐光源60，并且與光源60熱連通。此外，第一部分322和第二部分3 為容納流體80的中空容器。在操作時，軌道照明系統300被放置成使第二部分3M大體豎直取向。在該構造中，來自光源60的熱加熱流體80，從而在流體80中產生流體流，該流體流如圖所示沿箭頭的方向流動。該循環將來自光源60的熱向上攜帶到第二部分324中，并且被攜帶通過第一部分 322，熱在那里由環境空氣或者借助于諸如鰭片330的附加散熱裝置被冷卻。
圖6A至6C示出了大體環形的第一部分322、大體管狀的第二部分324以及相對于軌道310大體徑向延伸的鰭片330。然而，本領域任何技術人員將認識到，第一部分322 和第二部分3M可以具有允許流體80循環的任何尺寸和形狀，因此更加有效地分散來自光源60的熱。另外，本領域技術人員將認識到鰭片330可以是便于分散來自流體80的熱的任意尺寸、形狀或取向。
盡管也未示出與光源60電連接的細節，但本發明設想使用向光源60提供必需的電力的任何電連接。圖7中示出了該電連接的一個示例。這里，軌道20具有多個可容納流體80的突起400，或者可以由任何合適的導熱材料簡單地制成。突起400包括螺紋410(或者任何其它合適的連接裝置)和電連接415。這些連接415在本領域中已公知，并且可以通過任何手段，包括通過固定或嵌設在軌道20的內表面或外表面中的電線或者任何其它固體導電體與電源或者其它電構件(諸如驅動器)電連接。連接器420包括用于旋入(或者附接到)突起400的螺紋410中的螺紋430 (或者任何其它適當的連接器)，并且還保持插座440 (或者任何其它適當的連接器)，該插座包括電連接器435，電連接器435構造成與連接器415中的對應連接器連接。插座440還以已知的方式保持光源60，并且向光源60供應電力。圖7的構造因此允許用于方便的“旋入”型固定裝置，該固定裝置允許將光源固定裝置容易地附接到軌道20，同時還提供用于將來自光源60的熱傳遞到流體80的熱通路。 如上述，本發明不局限于這些旋入型固定裝置，而是還利用任何其它燈/插座或者公/母的電、機械或波導管連接器。
盡管圖7的電連接示出為與軌道20相連，但本領域任何技術人員將認識到，圖7 的方法和/或設備可被應用至本文公開的任何軌道照明系統。另外，插座440以及本發明的軌道和燈泡60之間的實際上任何連接均可被構造成接收任何標準的軌道照明連接器或固態光源燈泡。例如，它們均可被構造成為接收任何標準的螺旋基座尺寸的插座。具體地， 可以設想，美國采用的插座440(以及通過本發明設想的任何其它光源60接合)可被構造成接受 E5、E10、E11、E12、E17、E^、E^D、E29 和 E39 螺旋基座、BA15S 和 BA15D 卡口基座以及G4和GY6. 35雙銷基座中的任何一個或多個。類似地，在其它地方(包括歐洲)采用的插座可被構造成接受E10、El 1、E12、E14、E27和E40螺旋基座、BA15S和BA15D卡口基座以及G4和GY6. 35雙銷基座中的任何一個或多個。
為了解釋，前述說明使用特定的術語以提供對本發明的全面理解。然而，本領域任何技術人員應清楚，不需要具體細節來實現本發明。在其它情況下，公知的裝置以塊的形式示出，以避免不必要地分散對本發明的注意。因此，本發明的具體實施方式
的前述說明是為了示意和說明而示出。它們不旨在窮舉本發明或者將本發明局限于所公開的精確形式。而且，根據上述教導可以進行許多修改和變型。例如，本發明設想使用任何適當的流體80、光源60、推進裝置90以及電連接。另外，盡管為了說明的目的示出了軌道照明軌道的某些形狀，但本發明設想以任何方式形成的任何軌道，以保持流體80或者允許其有效地分散來自光源60的熱。各個圖不必按比例繪制。所選擇和描述的實施方式是為了最好的解釋本發明的原理和其實際應用，以由此能夠使本領域技術人員最佳使用本發明和各種實施方式， 各種實施方式具有適于所設想的具體應用的各種修改。本發明的范圍旨在由所附的權利要求和它們的等同物限定。
權利要求
1.一種固態光源系統，其特征在于，該固態光源系統包括多個固態光源固定裝置，所述多個固態光源固定裝置與流體冷卻系統熱耦合，所述流體冷卻系統包括用于保持導熱流體的至少一個容器，所述容器支撐所述導熱流體中的流體流，從而便于分散來自至少一個所述固態光源固定裝置中的熱。
2.根據權利要求1所述的固態光源系統，其特征在于，所述流體冷卻系統還包括散熱裝置，所述散熱裝置與所述容器熱耦合，所述流體流接近所述散熱裝置流動從而便于分散來自所述流體的熱，并且流動通過所述散熱裝置。
3.根據權利要求2所述的固態光源系統，其特征在于，所述容器還包括細長部分，該細長部分上支撐所述多個固態光源固定裝置。
4.根據權利要求3所述的固態光源系統，其特征在于，所述容器還包括具有所述細長部分的封閉管。
5.根據權利要求4所述的固態光源系統，其特征在于，所述封閉管具有均為封閉端的弟漸和弟一漸。
6.根據權利要求4所述的固態光源系統，其特征在于，所述封閉管還包括至少一個流體通路，所述至少一個流體通路大體沿封閉路徑延伸。
7.根據權利要求6所述的固態光源系統，其特征在于，所述封閉管還包括所述流體通路中的多重流體通路，所述流體通路中的每個流體通路均與所述流體通路中的至少另一個流體通路流體連通。
8.根據權利要求2所述的固態光源系統，其特征在于，所述散熱裝置包括多個鰭片，所述多個鰭片與所述容器熱連通，并且被構造成分散來自所述流體的熱，所述鰭片沿大體平行于所述容器的方向延伸。
9.根據權利要求2所述的固態光源系統，其特征在于，所述散熱裝置包括多個鰭片，所述多個鰭片與所述容器熱連通，并且被構造成分散來自所述流體的熱，所述鰭片沿大體垂直于所述容器的方向延伸。
10.根據權利要求1所述的固態光源系統，其特征在于，該固態光源系統還包括與所述流體冷卻系統聯接的軌道照明軌道。
11.根據權利要求10所述的固態光源系統，其特征在于，所述容器被容納在所述軌道內。
12.根據權利要求10所述的固態光源系統其特征在于，所述至少一個容器還包括多個容器，所述多個容器均與所述固態光源固定裝置中的對應一個固態光源固定裝置熱連通，并且均具有第一部分和第二部分，所述第一部分具有第一端和第二端，所述第二部分在所述第一部分的所述第一端和所述第二端之間延伸，并且與所述第一端和所述第二端流體連通；并且其中，所述第一部分和所述第二部分被構造成支撐從其通過的流動的所述流體流。
13.根據權利要求12所述的固態光源系統，其特征在于，所述流體冷卻系統還包括從所述軌道延伸的多個散熱鰭片，并且其中，所述第二部分中的每個均被定位在所述散熱鰭片的對應一個所述散熱鰭片中。
14.根據權利要求1所述的固態光源系統，其特征在于，來自所述固態光源固定裝置的熱驅動所述流體中的所述流體流。
15.根據權利要求1所述的固態光源系統，其特征在于，所述容器還包括驅動所述流體中的所述流體流的流體推進裝置。
16.一種用于光源的冷卻系統，其特征在于，該冷卻系統包括軌道照明軌道；多個固態光源固定裝置，所述多個固態光源固定裝置聯接到所述軌道；容納導熱流體的至少一個封閉的存儲器，所述至少一個存儲器將所述固態光源固定裝置設置成與所述流體熱連通，所述至少一個存儲器的形狀允許來自所述固態光源固定裝置的熱在所述流體中產生流體流；以及散熱裝置，該散熱裝置與所述流體熱連通，并且被構造成當所述流體流攜帶所述流體穿過所述散熱裝置時分散來自所述流體的熱。
17.根據權利要求16所述的冷卻系統，其特征在于，所述至少一個存儲器為管，所述管容納所述流體，并且具有連續的封閉環形狀，而與多個所述固態光源固定裝置和所述散熱裝置熱連通，來自所述固態光源固定裝置的熱產生流動通過所述管并且穿過所述散熱裝置的流體流。
18.根據權利要求16所述的冷卻系統，其特征在于，所述至少一個存儲器為多個存儲器，所述多個存儲器的每個均與所述光源固定裝置中的一個光源固定裝置熱耦合，每個存儲器均具有第一流體通路和第二流體通路，所述第一流體通路大體沿封閉路徑延伸，所述第二流體通路與所述第一流體通路流體連通，來自所述固態光源固定裝置中的一個固態光源固定裝置的熱在沿所述第二流體通路的方向上產生流體流。
19.根據權利要求18所述的冷卻系統，其特征在于，所述散熱裝置包括多個鰭片，每個鰭片均定位成接近所述第一流體通路中的對應一個流體通路，并且與所述對應一個流體通路熱連通，從而便于分散來自所述第一流體通路的熱。
20.根據權利要求18所述的冷卻系統，其特征在于，所述散熱裝置包括多個鰭片，并且其中所述第一流體通路中的每個流體通路均被定位在所述鰭片的對應一個鰭片中。
21.根據權利要求16所述的冷卻系統，其特征在于，所述散熱裝置包括多個鰭片，所述多個鰭片與所述存儲器熱連通。
22.根據權利要求16所述的冷卻系統，其特征在于，該冷卻系統還包括流體推進裝置， 該流體推進裝置被構造成便于分散來自所述流體的熱。
23.根據權利要求16所述的冷卻系統，其特征在于，所述軌道還包括所述至少一個封閉的存儲器。
全文摘要
本發明的一個實施方式旨在通過使用具有流體通路的軌道來提高在軌道照明系統中使用的固態光源的熱分散。該流體通道內的對流熱傳遞用于分散比通過傳統的固態光源自身通常可分散的更多的熱，因此允許用于更亮、更高功率的光源。所述軌道和流體通路可采用多種形式。
文檔編號F28D15/00GK102187172SQ200980140823
公開日2011年9月14日 申請日期2009年6月29日 優先權日2008年9月19日
發明者凱斯·史考特 申請人:普瑞光電股份有限公司