一种用水冷却的LED灯的制作方法

背景技术：
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目前网上有很多LED灯的图片，各个市场里也有很多LED灯的产品在卖，但这些照明用的LED灯存在散热不好的问题，各个厂家都想了很多方法来处理散热的问题，在结构上花了很多心思，有的用了很多的五金件，还把五金件做成各种形状，以求能够散热。但是效果一直都不太好，LED灯到目前为止也没有大规模地使用。

技术实现要素：
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一种用水冷却的LED灯，在制作LED灯里加入水，用水来冷却LED的方法来实现降温。

LED灯有个特点，它的发光地方LED要求温度不要超过60摄氏度，温度高了会影响LED发光的效率，不象白炽灯，它的发光部位温度很高，达到2000摄氏度，它的灯丝只能用惰性气体或真空来隔离，不能用其它材料包裹，但LED灯就不一样了，由于发光部位温度低可以用透明的塑料来包裹起来。这种把发光部位包裹起来的灯就可以加水作为冷却剂，用水来冷却它，见图1，见图2。

自然界里，水的比热几乎是最大的，水也是最通用的冷却材料。在灯里加入水后，水即可以吸收热量，又可以把热量传导给外罩，从而加速外罩向外传热。利用外罩来散热，那么散热的面积就大很多。还有有的灯在一天的时间里只使用不到八个小时，当灯在使用时，灯在向外散热的同时，水也吸收热量，等到不用的时候，这时水的温度还是高于环境的温度，灯还是会向外面散热的，直到温度和环境一样了。所以这个散热的时间就长了，比如家庭里使用的灯，当下班回来六点钟开灯，等到十二点时关灯时，这时水的温度可能有55摄氏度，关灯后这个水还是会散热，等你第二天晚六点用时水的温度就降的和环境差不多了。第二天你用灯时，一切都是从开始了，在这种情况来说，这个灯的散热时间是24小时。

在灯里加入的水多少，是根据灯的使用情况，时间长短，使用环境，功率瓦数，来计算的。加多了体积就会太大，加少了水的温度就会超过60摄氏度。如果灯是24小时使用的，那么就是完全靠外罩来散热了，这就会要求散热面积要大，空气的流速要大，产品设计就很夸张。为了更好地显示本产品的优点，建议在24小时照明的场合，用两部分灯，一部分开12小时，另一部分关12小时，等12小时到了，换过来，把没使用的开12小时，使用过12小时的关掉，等12小时后再开。

本产品主要分为灯头，外罩，芯柱(导线和LED灯)，软胶塞子，见图3，很象白炽灯。这个白炽灯不同的就是LED灯及连接的导线(直至到灯头那里)都要用透明的材料包裹起来，不能与外面接触到，见图4，见图5。不然在外罩里加水就会导通短路了。这个包裹的材料，要透明，要能很好地导热，还要能长时间保持这个绝缘性能。灯头部分可以做成和白炽灯一样的。芯柱(LED灯和导线)可以浸入PMMA熔液中制作，也可以用特殊材料和其它方法制作。考虑到产品会用在冬季很冷的地方，外罩要求在耐低温，就算水结冰也不能破，并且水里要加抗冻剂。在灯头那里，要加一个软胶塞子，这个塞子可以用注射器穿过去加水，同时也能透气，能够调节内部和外部的气压。

产品优点：

1；散热时间长，固定的，是24小时，对于使用时间小于八小时的特别好。

2；产品散热面积大，整个外面都可以散热。

3；对没有及时散出去的热量，水可以吸收，待不使用时散出去。

4；LED灯做珍珠链式的，便于散热。

5；在外罩和芯柱之间加的水比空气传热的速率大很多。

6；灯丝在下部，下部水受热后变轻，上面的水就沉下来，形成对流。

7；灯丝在下部，发出的光照射出去路径短，吸热量最小。

8；冷却水便于取材，空调流出来的冷凝水最好。

取得这些优点的关键就是要把LED及其导线包裹起来，从而与外界隔离，见图6。只有这样才能加水来冷却，这是本产品设计的关键。

产品销售时不用装上水卖，客户买到产品后自行加水，空调冷凝水，蒸馏水等都可以。

LED灯里的芯柱也可以和外罩连接起来，就是把LED灯放在外罩里包裹起来，外罩外面有散光的纹路，这样，LED灯的热量直接传给外罩，比空间隔着空气传的速率大的多。功率小就用外罩散热就可以了，功率大的再加水来冷却，上面的水结冰了也不会影响照明，如图7，见图8，外罩也可以做成非圆形的，因为这样水结冰时有膨胀的空间。

LED灯的尺寸图如图9.

使用说明：

在使用产品前，要先向外罩里加水，加水要加到指定的刻度(外罩上标有上限和下限)。这种水可以从空调冷凝水取，那水是空气中的水遇到冷的物体凝结成的，很干净；也可以用蒸馏水，矿泉水等。加完水后，除热带地区，其它地方都要加抗冻剂，防止水结冰。

附图说明：

图1：LED灯外观图。

图2：加水示意图。

图3：灯结构图

图4：LED灯及导线包裹示意图

图5：LED灯及导线包裹放大图

图6：LED灯及导线包裹要求图

图7：外罩和LED灯及导线包裹状态外观图。

图8：外罩和LED灯及导线包裹状态剖面图。。

图9：LED灯结构2D图。