旋转灯丝led球泡灯的制作方法
【专利摘要】旋转灯丝LED球泡灯，包括密封发光泡壳、密封部、发光模组，所述发光模组由芯柱和k条条形LED灯丝组成，所述芯柱竖直安装在密封部上方；所述条形LED灯丝围绕芯柱布置，还包括位于芯柱上方和下方的第一支撑架和第二支撑架，条形LED灯丝与支撑架的连接点分别位于一半径相同、圆心在竖直方向投影重合、分别位于芯柱上方和下方的第一投影圆和第二投影圆上；所述各灯丝连接点在各自所在的投影圆上间隔均匀的分布；每一灯丝两个连接点与各自所在投影圆圆心连线的夹角相等。本实用新型提高了灯具头部亮度，有效补偿了灯具头部的亮度差。
【专利说明】旋转灯丝LED球泡灯
【技术领域】
[0001]本实用新型属于照明领域，涉及一种LED灯具，特别是一种旋转灯丝LED球泡灯。【背景技术】
[0002]基于节能环保的考虑，白炽灯正在逐渐被人们放弃。而LED灯泡具有寿命长、光效高、无辐射及抗冲击等特点，正在逐步取代白炽灯。
[0003]但是，由于LED光源自身发光具有指向性，所发出的光线即使经过扩散罩的扩散后，比起可以全方向配光的传统白炽灯光源，现有的LED蜡烛灯的配光角仍显得非常狭窄，配光角一般都在120°以下，光线不能达到灯的背部，会形成暗影。
[0004]目前，有一些LED球泡灯虽然能够做到大角度光分布，却使用了大量的反射器、透镜等光学元件，装置较大的扩散球泡壳。但使用此种方式一是使得LED光效降低，二是使LED灯泡在维持替代形态时需要大大压缩散热空间，从而使得LED工作时温度高居不下，无法将LED功率做大。同时，现有的大角度LED球泡灯都需要使用扩散罩进行散光，照明效果与传统的白炽灯还有较大差距。
[0005]近年来，随着新材料的涌现和半导体制造工艺的进步，出现了能全向发光的LED灯丝，能在360度范围内发光，但对条形灯丝，发光点集中在灯丝侧面，在灯丝头部发光较弱，在灯具的正前方，往往形成相对亮度较弱的暗影，如图1所示出一种灯具的配光曲线，其中亮度为零处的方位为灯具的正背部，而在背部对应的灯具正前方，可以发现亮度显著小于其他区域。
实用新型内容
[0006]为克服现有LED灯具发光角度有限，存在头部暗斑的技术缺陷，本实用新型公开了一种旋转灯丝LED球泡灯。
[0007]本实用新型所述一种旋转灯丝LED球泡灯，包括密封发光泡壳、密封部、发光模组，所述发光模组由芯柱和k条条形LED灯丝组成，所述芯柱竖直安装在密封部上方；所述条形LED灯丝围绕芯柱布置，还包括位于芯柱上方和下方的第一支撑架和第二支撑架，条形LED灯丝与支撑架的连接点分别位于一半径相同、圆心在竖直方向投影重合、分别位于芯柱上方和下方的第一投影圆和第二投影圆上；
[0008]定义按顺时针方向依次排列在第一投影圆上的灯丝连接点分别为Al、A2-Ak，第二投影圆上的灯丝连接点分别为B1、B2…Bk，所述各灯丝连接点Al、A2…Ak和B1、B2…Bk在各自所在的投影圆上间隔均匀的分布；
[0009]定义矢量X，所述X为同一灯丝两个连接点与各自所在投影圆圆心连线的夹角，对每一灯丝，所述X相等；所述k为不小于3的正整数。
[0010]具体的，所述第一支撑架为圆形金属环或放射形支架或正多边形框架，所述第二支撑架为圆形金属环或正多边形框架。
[0011]具体的，所述第二支撑架为放射形支架，所述放射形支架具有多个延伸脚，所述放射形支架中部具有固定环，所述固定环套在芯柱下方。
[0012]优选的，所述密封部内设置有排气管，所述密封发光泡壳内部充有散热保护气体，所述散热保护气体为氢气或惰性气体或二者混合物。
[0013]进一步的，所述散热保护气体为氢气和氦气混合气体，氢气体积占比为5%。
[0014]优选的，所述条形LED灯丝与芯柱中轴线夹角为30-50度。
[0015]具体的，所述k=8，X=45度。
[0016]进一步的，八条条形LED灯丝分为两组并联的灯丝组，每一灯丝组由四条条形LED灯丝串联形成。
[0017]采用本实用新型所述的旋转灯丝LED球泡灯，采用扭纹状排列的多根灯丝，在保证灯具四周发光亮度均一稳定的同时，提高了灯具头部亮度，有效补偿了灯具头部的亮度差，提高了灯具发光亮度的均一化程度。
【专利附图】
【附图说明】
[0018]图1为一种现有灯具的配光曲线；
[0019]图2为本实用新型一种【具体实施方式】示意图；
[0020]图3为图2所示【具体实施方式】的配光曲线；
[0021]图4为四条灯丝排列的一种几何关系示意图；
[0022]图5为八条灯丝排列的一种几何关系示意图；
[0023]图1和图3中圆周上的坐标表示空间角度，圆周直径上的坐标表示亮度，单位为流明；
[0024]图中附图标记名称为:1-密封发光泡壳2-发光模组 3-芯柱 4-电源引线5-灯头6-驱动器7-条形LED灯丝8-连接导线9-金属触头10-第二支撑架11-密封部12-散热保护气体13-排气管14-第一投影圆15-第二投影圆。
【具体实施方式】
[0025]下面结合附图，对本实用新型的【具体实施方式】作进一步的详细说明。
[0026]本实用新型所述的旋转灯丝LED球泡灯，包括密封发光泡壳、密封部、发光模组2，所述发光模组2由芯柱3和k条条形LED灯丝7组成，所述芯柱竖直安装在密封部上方；所述条形LED灯丝围绕芯柱布置，还包括位于芯柱上方和下方的第一支撑架和第二支撑架，条形LED灯丝与支撑架的连接点分别位于一半径相同、圆心在竖直方向投影重合、分别位于芯柱上方和下方的第一投影圆14和第二投影圆15上；定义按顺时针方向依次排列在第一投影圆14上的灯丝连接点分别为A1、A2-Ak，第二投影圆15上的灯丝连接点分别为B1、B2-Bk，所述各灯丝连接点在各自所在的投影圆上间隔均匀的分布；定义矢量X，所述X为同一灯丝两个连接点与各自所在投影圆圆心连线的夹角，对每一灯丝，所述X相等；所述k为不小于3的正整数。
[0027]为更好的说明上述灯丝的连接方式，以图4和图5为例进行说明，图4为采用四条条形LED灯丝的一种实施方式，图4为几何连接关系图，第一投影圆14上的四个灯丝连接点分别为A1、A2、A3、A4，第二投影圆15上的四个灯丝连接点分别为B1、B2、B3、B4，其中Al、A2、A3、A4在第一投影圆上均匀分布，B1、B2、B3、B4在第二投影圆上均匀分布，相邻两点之间的圆弧为四分之一圆周。四根LED灯丝的两端端点分别为A1B2、A2B3、A3B4、A4B1，对灯丝A1B2，端点Al与第一投影圆14圆心AO连线为A1A0，端点B2与第二投影圆15圆心BO连线为B2B0，图4的实施例中，AlAO与B2B0夹角X为90度，X的矢量方向为从AlAO顺时针方向旋转，其余三根灯丝A2B3、A3B4、A4B1与A1B2类似，矢量X均为从第一投影圆上的灯丝连接点绕圆心顺时针旋转90度，从而得到在第二投影圆上的连接点。
[0028]图5为采用八条条形LED灯丝的一种实施方式，第一投影圆14上的八个灯丝连接点分别为A1-A8，第二投影圆上的八个灯丝连接点分别为B1-B8，其中A1-A8在第一投影圆上均匀分布，B1-B8在第二投影圆上均匀分布，相邻两点之间的圆弧为八分之一圆周，八根灯丝的两端端点分别为A1B2、A2B3、A3B4、A4B5、A5B6、A6B7、A7B8、A8B1，对图5中的八根灯丝，矢量X均为从第一投影圆上的灯丝连接点绕圆心顺时针旋转45度，从而得到在第二投影圆上的连接点。
[0029]对给定长度的灯丝，通过调节第一投影圆和第二投影圆的半径，即调整灯丝与芯柱轴线的夹角，来调整发光模组的纵向投影尺寸，灯丝与芯柱的中轴线夹角角度增大时，可以在灯具正面获得较高的亮度和光照均匀度，但夹角增大不利于装配，实际应用中，泡壳的开口尺寸限制了发光模组的投影截面积，在装配过程中，需要预先将灯丝、芯柱装配成完整的发光模组后再放入泡壳内部，因此发光模组的最大投影面积应小于泡壳的开口处尺寸。同时，本实用新型的设计目的在于在各个灯丝的几何中心获得较高的亮度，通过各角度灯丝的互补角度照射，最大限度减少芯柱阴影和中央暗斑，因此灯丝的倾斜角度应考虑在能顺利装配的前提下，在竖直方向上获得尽可能大的亮度分布，综合考虑后，条形LED灯丝与芯柱中轴线夹角优选设置为30-50度。
[0030]对图5中的【具体实施方式】，八根灯丝与芯柱中轴线夹角为35度，采用A60型泡壳，获得的配光曲线如图3所示，在图3中，灯具正向获得了亮度达72流明的亮度，相对图1，有了显著的提高，同时以芯柱为中心对称排列的灯丝在灯具侧向也保证了均一的高亮度。
[0031]第一支撑圆位于芯柱上方，第一支撑架可以采用圆形金属环或放射形支架或其他正多边形框架实现，只要可以使各个灯丝连接点位于同一圆上即可，第二支撑架10位于芯柱下方，可以是圆形金属环或正多边形框架，也可以是这样一种放射形支架，该放射形支架具有多个延伸脚，所述放射形支架中部具有固定环，所述固定环套在芯柱3下方。
[0032]各个灯丝的电极和电源引线4的触头之间通过连接导线8连接，芯柱上方可以设置金属触头9，与灯丝上方通过连接导线连接固定，本领域技术人员通过已知的连线结构，例如利用星形或放射形连线，可以实现各个灯丝都在两个电源引线触头之间形成电流回路。LED的发光亮度与流过LED的电流大小成正比，为取得均一的发光亮度，可以采用串联连接方式，但串联方式造成的风险是任意一个LED断路则全部LED均不发光，对于四根或四根以上的条形LED灯丝，可以通过连接导线以串并联混合形式连接。例如对四根灯丝，可以两两先串联再并联的连接方式，串联在同一支路的两个灯丝在空间分布上形成对称分布，弱化两个并联支路可能电流不同造成亮度不均的视觉效果，对八根灯丝，可以将其分为两组并联的灯丝组，每一灯丝组由四条条形LED灯丝串联形成。
[0033]为提高LED的散热性能，可以在密封发光泡壳内充入散热保护气体，密封部内相应设置排气管13，安装时，将发光模组与密封部整体装入密封发光泡壳，利用排气管向内充入散热保护气体12，同时将内部空气挤出，使泡壳内部充满一定气压的散热保护气体，散热保护气体可以为低粘度、高导热率的惰性气体，由于氢气具有优良的导热率，因此也可以选择氢气作为导热气体，但由于氢气属于易爆气体，在生产和使用过程中大幅提高安全成本，因此可以选择使用氢气和惰性气体混合物，优选选择的惰性气体为氦气，氦气分子量与氢气最为接近，混合时二者质量密度近似，混合更加均匀，能起到最佳导热效果，实验证明，氢气的占比为5%时，即可取得较好的散热曲线，继续增加氢气占比，散热效果提高不明显，但危险性增加，氢气、氦气或其他惰性气体纯度选择普通的99.999%即可。
[0034]所述散热保护气体的压降一般与大气压接近即可，为防止外部空气渗透氧化，可以设置在1.1-1.5兆帕的略高于大气压的气压值。所述密封发光泡壳型号可以为A型、G型、P型、B型、C型、T型中任意一种；所述灯头型号为E型、B型、GU型、GX型、GZ型中任意一种。
[0035]灯头5用于连接市电或其他电源，用于驱动LED灯丝的驱动器6可通过灌封胶固装在灯头内部，也可以在密封部11和灯头5之间增加一中空套，将驱动器6放置在中空套内，此种方式适合于容纳体积尺寸或发热量较大的驱动器，中空套可以是塑料或金属外壳。
[0036]前文所述的为本实用新型的各个优选实施例，各个优选实施例中的优选实施方式如果不是明显自相矛盾或以某一优选实施方式为前提，各个优选实施方式都可以任意叠加组合使用，所述实施例以及实施例中的具体参数仅是为了清楚表述实用新型人的实用新型验证过程，并非用以限制本实用新型的专利保护范围，本实用新型的专利保护范围仍然以其权利要求书为准，凡是运用本实用新型的说明书及附图内容所作的等同结构变化，同理均应包含在本实用新型的保护范围内。
【权利要求】
1.旋转灯丝LED球泡灯，包括密封发光泡壳、密封部、发光模组(2)，其特征在于，所述发光模组(2)由芯柱(3)和k条条形LED灯丝(7)组成，所述芯柱竖直安装在密封部上方；所述条形LED灯丝围绕芯柱布置，还包括位于芯柱上方和下方的第一支撑架和第二支撑架，条形LED灯丝与支撑架的连接点分别位于一半径相同、圆心在竖直方向投影重合、分别位于芯柱上方和下方的第一投影圆(14)和第二投影圆(15)上； 定义按顺时针方向依次排列在第一投影圆(14)上的灯丝连接点分别为Al、A2…Ak，第二投影圆(15)上的灯丝连接点分别为Bl、B2?"Bk，所述各灯丝连接点Α1、Α2…Ak和B1、Β2…Bk在各自所在的投影圆上间隔均匀的分布； 定义矢量X，所述X为同一灯丝两个连接点与各自所在投影圆圆心连线的夹角，对每一灯丝，所述X相等； 所述k为不小于3的正整数。
2.如权利要求1所述的旋转灯丝LED球泡灯，其特征在于，所述第一支撑架为圆形金属环或放射形支架或正多边形框架，所述第二支撑架为圆形金属环或正多边形框架。
3.如权利要求1所述的旋转灯丝LED球泡灯，其特征在于，所述第二支撑架(10)为放射形支架，所述放射形支架具有多个延伸脚，所述放射形支架中部具有固定环，所述固定环套在芯柱(3)下方。
4.如权利要求1所述的旋转灯丝LED球泡灯，其特征在于，所述密封部内设置有排气管 (13)，所述密封发光泡壳内部充有散热保护气体(12)，所述散热保护气体(12)为氢气或惰性气体。
5.如权利要求1所述的旋转灯丝LED球泡灯，其特征在于，所述条形LED灯丝与芯柱中轴线夹角为30-50度。
6.如权利要求1所述的旋转灯丝LED球泡灯，其特征在于，所述k=8，X=45度。
7.如权利要求6所述的旋转灯丝LED球泡灯，其特征在于，八条条形LED灯丝分为两组并联的灯丝组，每一灯丝组由四条条形LED灯丝串联形成。
【文档编号】F21V31/04GK203797384SQ201320866634
【公开日】2014年8月27日 申请日期:2013年12月26日 优先权日:2013年12月26日
【发明者】马文波, 王建全, 廖秋荣, 梁丽 申请人:四川柏狮光电技术有限公司