專(zhuān)利名稱(chēng)：Led防爆燈具的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明涉及一種以LED作為光源的燈具，尤其涉及一種增安型LED防爆燈具。
背景技術(shù)：
防爆燈是一種特殊燈具，用于爆炸性環(huán)境中。為防止點(diǎn)燃周?chē)ㄐ原h(huán)境而對(duì)電氣設(shè)備采取的各種特定措施稱(chēng)為防爆型式，包括隔爆外殼保護(hù)、增安型保護(hù)和本質(zhì)安全型保護(hù)等等(參見(jiàn)中國(guó)國(guó)家標(biāo)準(zhǔn)GB836. 1-2010)。其中，增安型保護(hù)通過(guò)對(duì)燈具采取附加措施，防止其在正常運(yùn)行或規(guī)定的異常條件下產(chǎn)生危險(xiǎn)溫度、電弧和火花的可能性。LED是一種固態(tài)光源，使用直流供電，具有光效高、壽命長(zhǎng)和體積小等優(yōu)點(diǎn)，隨著LED制造成本的降低，LED已逐步應(yīng)用于防爆燈具。由于LED體積較小，因此便于使用光學(xué)系統(tǒng)改變光強(qiáng)分布，從而提高光能利用率，增強(qiáng)節(jié)能效果。同時(shí)，較小的光源尺寸也有利于減小防爆燈具的整體體積。根據(jù)應(yīng)用場(chǎng)合的不同，各種防爆燈具需要滿(mǎn)足的配光要求也有所差別，在已公開(kāi)LED防爆燈具設(shè)計(jì)方案中，有的使用反射器(如中國(guó)專(zhuān)利CN 201731301U)或透鏡(如中國(guó)專(zhuān)利CN 201615372U和CN 201615372U等)配光，有的利用多面體底座擴(kuò)大照明范圍(如中國(guó)專(zhuān)利CN 201715291U)，還有一些則未采用任何配光措施(如中國(guó)專(zhuān)利CN 201757312U和CN 201212662Y)。當(dāng)應(yīng)用于爆炸性環(huán)境的道路照明、室內(nèi)照明或深孔照明時(shí)，為提高照明均勻度和光能利用率，或?yàn)榱藵M(mǎn)足截光等方面的要求還需設(shè)計(jì)更加合理有效的非成像光學(xué)系統(tǒng)。散熱是LED燈具設(shè)計(jì)中需要解決的關(guān)鍵問(wèn)題。在已公開(kāi)的LED防爆具的設(shè)計(jì)方案中，普遍采用直接或間接通過(guò)防護(hù)外殼散熱的方法。例如，中國(guó)專(zhuān)利CN 201187752Y和CN 201731301U等公開(kāi)的方案使用熱管將LED產(chǎn)生的熱量傳導(dǎo)至外殼，中國(guó)專(zhuān)利CN201661912U和CN 200982560Y等的方案首先通過(guò)密封在外殼中的散熱片傳導(dǎo)熱量，再利用腔體中的空氣對(duì)流和外殼傳導(dǎo)將熱量傳輸至燈具外部。上述方案中散熱系統(tǒng)的結(jié)構(gòu)比較復(fù)雜，由于熱管或散熱片與外殼的接觸面積較小，導(dǎo)致較大的熱阻，從而影響整體散熱效果。在中國(guó)專(zhuān)利CN 201661872U和CN 201443739U等公開(kāi)的方案中將LED安裝在與外殼一體的底座上，由于熱源距離外殼的外表面的距離較長(zhǎng)，且傳熱底座的截面積較小，因此傳熱效率仍不夠聞。

發(fā)明內(nèi)容
本發(fā)明旨在簡(jiǎn)化LED防爆燈具的結(jié)構(gòu)，減小防爆燈具的體積和重量，使LED光效高、體積小的優(yōu)點(diǎn)能夠得到充分利用，而提供一種LED防爆燈具。
為實(shí)現(xiàn)上述目的，本發(fā)明的技術(shù)方案是一種LED防爆燈具，包括LED，透鏡、散熱器、鋁基電路板、蓋板、支撐板、驅(qū)動(dòng)電路及其電器箱，其特點(diǎn)是若干個(gè)大功率LED安裝在鋁基電路板上，鋁基電路板安裝在散熱器的下表面上；每個(gè)大功率LED上裝有透鏡，且透鏡通過(guò)支撐板和蓋板固定連接在散熱器上。
散熱器由基板、散熱片組和向內(nèi)凹進(jìn)的光源腔體組成，并呈一體結(jié)構(gòu)，其中，向內(nèi)凹進(jìn)的光源腔體位于基板的下表面，光源腔體內(nèi)安裝LED及鋁基電路板，散熱片組位于基板的上表面，與LED的安裝區(qū)域相對(duì)應(yīng)，使LED產(chǎn)生的熱量通過(guò)散熱片傳輸至外部環(huán)境。透鏡設(shè)有腔體和凸出的外緣，，腔體表面為光線(xiàn)入射表面，呈半球面或圓柱面或圓柱面與自由曲面的組合曲面，并通過(guò)支撐板和蓋板固定在散熱器的下側(cè)表面，且LED發(fā)光表面的對(duì)稱(chēng)軸與透鏡腔體的對(duì)稱(chēng)軸重合。透鏡也作為防爆燈具的透明保護(hù)罩，由鋼化處理的玻璃材料制成。支撐板與散熱器下側(cè)光源腔體邊緣的連接處以及支撐板與各個(gè)透鏡的連接處分 別設(shè)有第一，二密封圈，使LED及其電路板與外部隔離。電器箱與光源腔體通過(guò)穿透散熱器基板的通孔連通，LED的供電電纜從驅(qū)動(dòng)電路接出，穿過(guò)通孔后連接至鋁基電路板，在通孔處安裝密封圈或填充密封材料。電器箱的保護(hù)外殼上裝有供電電纜引入裝置，用于夾緊電纜和電器箱的密封。在電器箱的保護(hù)外殼與散熱器基板的連接處設(shè)有密封件，使LED的驅(qū)動(dòng)電路與外部隔離。電器箱中安裝有接觸開(kāi)關(guān)，當(dāng)電器箱的保護(hù)外殼開(kāi)啟時(shí)，外部輸入的供電電路被切斷。本發(fā)明的有益效果是
本發(fā)明采用散熱片形式的散熱器，并利用LED尺寸小的特點(diǎn)，將散熱器作為保護(hù)外殼的一個(gè)組成部件，整體結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)單緊湊，制造成本較低，并有利于減小燈具的體積和重量。將LED直接安裝在散熱片的下方，熱傳導(dǎo)距離短、截面積大，有利于提高傳熱效率。通過(guò)鋼化處理提高玻璃透鏡的強(qiáng)度，不需要再使用額外的保護(hù)罩，在滿(mǎn)足各種場(chǎng)合的配光要求的同時(shí)，簡(jiǎn)化了燈具的結(jié)構(gòu)。


圖I是本發(fā)明的結(jié)構(gòu)局剖視 圖2是圖I的左視局部視 圖3是本發(fā)明的立體 圖4是散熱器結(jié)構(gòu)立體 圖5是使用截光型透鏡的LED防爆燈具的結(jié)構(gòu)主視 圖6是圖5的立體圖。
具體實(shí)施例方式下面結(jié)合附圖與實(shí)施例對(duì)本發(fā)明作進(jìn)一步的說(shuō)明。如附圖I至圖3所示，本發(fā)明的LED防爆燈具由LEDI，透鏡2、散熱器3、鋁基電路板4、蓋板5、支撐板6和驅(qū)動(dòng)電路8及其保護(hù)外殼7等部件組成。LED光源對(duì)溫度比較敏感，需采取合理的散熱措施，使LED的結(jié)溫在正常工作過(guò)程中保持在額定的范圍內(nèi)。在爆炸性環(huán)境中，LEDl及其驅(qū)動(dòng)電路8安裝在密封的保護(hù)殼體7中，LEDl產(chǎn)生的熱量需要通過(guò)保護(hù)外殼7散發(fā)到外部環(huán)境中。本發(fā)明采用散熱片形式的散熱器3，利用LED尺寸小的特點(diǎn)，將散熱器3作為防爆燈具保護(hù)外殼7的一個(gè)組成部件。將LEDl置于散熱器3的密封腔體303中，而將驅(qū)動(dòng)電路8安裝在電氣箱11中。
為提高散熱效率，采用多光源形式，多個(gè)LEDl分散安裝在鋁基電路板4上，鋁基電路板4進(jìn)一步安裝在散熱器3的腔體303表面。 如圖4所示，散熱器3由基板301、散熱片組302和向內(nèi)凹進(jìn)的光源腔體303組成，三部分為一體結(jié)構(gòu)。散熱片組302位于基板301的上表面，而安裝LEDl及其電路板的向內(nèi)凹進(jìn)的光源腔體303位于基板301的下表面，并處于散熱片組302的正下方。本發(fā)明根據(jù)配光要求的不同，透鏡可以采用不同的形式，包括但不限于匯聚型透鏡、截光型透鏡和能夠產(chǎn)生矩形照明光斑的透鏡。圖I顯示了采用匯聚型透鏡的LED防爆燈具的結(jié)構(gòu)，圖5，6顯示了使用截光型透鏡的LED防爆燈具的結(jié)構(gòu)。如圖I，2所示，透鏡2具有腔體，腔體表面為光線(xiàn)入射表面，可以是半球面、圓柱面或圓柱面與自由曲面的組合曲面，用于容納LED1，LEDl發(fā)光表面的對(duì)稱(chēng)軸與透鏡腔體的對(duì)稱(chēng)軸重合。透鏡2亦具有凸出的外緣，與支撐板6上的安裝孔配合，通過(guò)支撐板6和蓋板5將透鏡2固定在散熱器3上。根據(jù)透鏡的形式，支撐板6和蓋板5可以是兩個(gè)獨(dú)立的零件， 也可以合并為一個(gè)零件。在支撐板6與光源腔體303的連接處以及支撐板6與各個(gè)透鏡2的連接處分別放置第一，二密封圈9、10。透鏡2亦作為防爆燈具的透明保護(hù)罩，采用玻璃材料制造，并進(jìn)行鋼化處理，從而滿(mǎn)足抗沖擊的要求。透鏡2、散熱器3和支撐板6以及必要的密封與緊固件共同構(gòu)成了 LED及其電路板的保護(hù)外殼7，使LED及其電路板不會(huì)與外部可燃性物質(zhì)發(fā)生接觸。如圖2，3所示，電器箱11安裝于散熱器3的上側(cè)表面，并置于散熱片組302的旁邊，使LEDl的散熱免受影響。電器箱11的腔體由保護(hù)外殼7和散熱器基板301共同構(gòu)成，將LED的驅(qū)動(dòng)電路8安裝在電器箱11中，并使用密封圈和緊固件使驅(qū)動(dòng)電路8與外部隔離。電器箱11與安裝LED的光源腔體303采用穿透散熱器基板的通孔304連通，驅(qū)動(dòng)電路8輸出的電源線(xiàn)穿過(guò)通孔304連接至LED的鋁基電路板4。在通孔304處安裝密封圈或填充密封材料以滿(mǎn)足防護(hù)要求。在電器箱的保護(hù)外殼7上安裝電纜引入裝置12，用于夾緊電纜并保證電器箱11的密封。在電器箱11中安裝接觸開(kāi)關(guān)，使外部輸入的供電電路在保護(hù)外殼7開(kāi)啟時(shí)能夠被切斷，從而避免拆卸燈具時(shí)產(chǎn)生火花。
權(quán)利要求
1.一種LED防爆燈具，包括LED (1)，透鏡(2)、散熱器(3)、鋁基電路板(4)、蓋板(5)、支撐板(6 )、驅(qū)動(dòng)電路(8 )及其電器箱(11)，其特征在于若干個(gè)大功率LED (I)安裝在鋁基電路板(4 )上，鋁基電路板(4 )安裝在散熱器(3 )的下表面上；每個(gè)大功率LED (I)上裝有透鏡(2)，且透鏡(2)通過(guò)支撐板(6)和蓋板(5)固定連接在散熱器(3)上。
2.根據(jù)權(quán)利要求I所述的LED防爆燈具，其特征在于所述散熱器(3)由基板(301)、散熱片組(302)和向內(nèi)凹進(jìn)的光源腔體(303)組成，并呈一體結(jié)構(gòu)，其中，向內(nèi)凹進(jìn)的光源腔體(303)位于基板(301)的下表面，光源腔體(303)內(nèi)安裝LED (I)及鋁基電路板(4)，散熱片組(302)位于基板(301)的上表面，與LED (I)的安裝區(qū)域相對(duì)應(yīng)，使LED (I)產(chǎn)生的熱量通過(guò)散熱片傳輸至外部環(huán)境。
3.根據(jù)權(quán)利要求I所述的LED防爆燈具，其特征在于所述透鏡(2)設(shè)有腔體和凸出的外緣，腔體表面為光線(xiàn)入射表面，呈半球面或圓柱面或圓柱面與自由曲面的組合曲面，并通過(guò)支撐板(6 )和蓋板(5 )固定在散熱器(3 )的下側(cè)表面，且LED (I)發(fā)光表面的對(duì)稱(chēng)軸與透鏡(2)腔體的對(duì)稱(chēng)軸重合。
4.根據(jù)權(quán)利要求I所述的LED防爆燈具，其特征在于所述透鏡(2)也作為防爆燈具的透明保護(hù)罩，由鋼化處理的玻璃材料制成。
5.根據(jù)權(quán)利要求I所述的LED防爆燈具，其特征在于所述支撐板(6)與散熱器(3)下側(cè)光源腔體(303 )邊緣的連接處以及支撐板(6 )與各個(gè)透鏡(2 )的連接處分別設(shè)有第一，二密封圈(9，10)，使LED及其電路板與外部隔離。
6.根據(jù)權(quán)利要求I所述的LED防爆燈具，其特征在于所述電器箱(11)與光源腔體(303)通過(guò)穿透散熱器基板(301)的通孔(304)連通，LED的供電電纜從驅(qū)動(dòng)電路(8)接出，穿過(guò)通孔(304Z)后連接至鋁基電路板(4)，在通孔(304)處安裝密封圈或填充密封材料。
7.根據(jù)權(quán)利要求I所述的LED防爆燈具，其特征在于所述電器箱(11)的保護(hù)外殼(7)上裝有供電電纜引入裝置(12 )，用于夾緊電纜和電器箱的密封。
8.根據(jù)權(quán)利要求I所述的LED防爆燈具，其特征在于所述電器箱(11)的保護(hù)外殼(7)與散熱器基板的連接處設(shè)有密封件，使驅(qū)動(dòng)電路(8)與外部隔離。
9.根據(jù)權(quán)利要求I所述的LED防爆燈具，其特征在于所述電器箱(11)中安裝有接觸開(kāi)關(guān)，當(dāng)電器箱(11)的保護(hù)外殼(7)開(kāi)啟時(shí)，外部輸入的供電電路被切斷。
全文摘要
本發(fā)明涉及一種LED防爆燈具，包括LED，透鏡、散熱器、鋁基電路板、蓋板、支撐板、保護(hù)外殼、驅(qū)動(dòng)電路及其電器箱。若干個(gè)大功率LED安裝在鋁基電路板上，鋁基電路板安裝在散熱器的下表面上；每個(gè)大功率LED上裝有透鏡，且透鏡通過(guò)支撐板和蓋板固定連接在散熱器上。本發(fā)明采用散熱片形式的散熱器，并利用LED尺寸小的特點(diǎn)，將散熱器作為保護(hù)外殼的一個(gè)組成部件，整體結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)單緊湊，制造成本較低，并有利于減小燈具的體積和重量。將LED直接安裝在散熱片的下方，熱傳導(dǎo)距離短、截面積大，有利于提高傳熱效率。通過(guò)鋼化處理提高玻璃透鏡的強(qiáng)度，不需要再使用額外的保護(hù)罩，在滿(mǎn)足各種場(chǎng)合的配光要求的同時(shí)，簡(jiǎn)化了燈具的結(jié)構(gòu)。
文檔編號(hào)F21V29/00GK102628556SQ20121008573
公開(kāi)日2012年8月8日 申請(qǐng)日期2012年3月28日 優(yōu)先權(quán)日2012年3月28日
發(fā)明者樂(lè)燕芬, 施偉斌, 翁振克, 蘇勝君 申請(qǐng)人:上海理工大學(xué)