照明模块的制作方法
【专利摘要】一种照明模块，该照明模块包括容纳有一系列发光元件的壳体并且具有多个通道，每个通道具有位于该通道端部的开口。在一些实施例中，通道的所有开口定位在同一平面上。所述同一平面相反于壳体上从发光元件发射光线的表面。进气风扇定位在至少一个通道中，以使空气通过该通道的开口进入壳体中。排气风扇定位在另一通道中，以将空气通过其它通道的开口从壳体内排出。使用时，经过进气通道和排气通道的空气流有助于冷却照明模块。
【专利说明】
照明模块
【技术领域】
[0001]本实用新型涉及照明器通风系统领域，具体地涉及一种照明模块。
【背景技术】
[0002]在固化工艺(例如紫外线固化工艺)中，使用固态光发射器(例如发光二极管(LED)和激光二极管)比使用其它传统的弧光灯具有更多的优点。固态光发射器通常耗电更少、产生热量更少、获得的固化质量更高并且具有比传统的弧光灯更高的可靠性。一些改进能够增强固态光发射器的有效性和效率。
[0003]虽然固态光发射器产生的热量少于与之相似的弧光灯，但是在使用时固态光发射器仍然产生非常高的温度，且能够导致固态光发射器的过热，并且随着时间的推移，会对固态光发射器的元件造成损坏。过热以及对固态光发射器的损坏会导致大量用于维修的停工时间以及收益的损失。
[0004]一些固态光发射器尝试结合冷却系统以去除固态光发射器发光时产生的一些热量。通常，这些冷却系统包括通风系统，该通风系统具有相邻窗口定位的进气开口和/或排气开口，光线通过所述窗口从固态光发射器发射而出。这种结构将通风开口定位于与待固化的物体相邻，并可能导致影响固化质量的空气运动。例如，当需要固化介质上的油墨时，这种空气运动妨碍油墨固化工艺并且使油墨在介质上的定位精确度降低。此外，未固化的油墨可能被气流拖动并且带入到固态光发射器中，并因此损害固态光发射器。
[0005]这些冷却系统趋于需要围绕固态光发射器的大范围空间，例如当照射较大的目标表面时，这会妨碍多个固态光发射器彼此紧邻地堆叠或堆叠在彼此的顶部。由于固态光发射器的通风难题和空间限制，使得光固化工艺有时变得缺乏效率且昂贵。此外，传统的固态光发射器不能解决现有冷却系统的通风难题和空间限制，并且会导致固化工艺昂贵且缺乏效率。
实用新型内容
[0006]解决上述问题的一种方法包括照明模块，该照明模块将所进入的空气从后平面对流至发射光线的前平面，以用于冷却和耗散发光模块的热量。具体地，照明模块的壳体包括与排气通道流体隔离的进气通道，该进气通道分别从所述照明模块的前表面和后表面将空气导入照明模块，并且将空气从照明模块中导出。以此方式，多个照明模块可以以二维阵列的方式堆叠，从而获得高集中度的均匀的照射光线，同时保持有效的热耗散，并且能够将气流与被照射表面隔离开。
[0007]在这种方式中，照明模块可以包括壳体、第一通道以及平行于该第一通道的第二通道，所述第一通道和第二通道由所述壳体限定，所述第一通道包括位于所述第一通道的第一端部的第一开口，该第一开口位于第一平面上，并且所述第二通道包括位于所述第二通道的第一端部的第二开口，该第二开口位于所述第一平面上。所述照明模块还可以包括一系列发光元件、定位在所述第一通道中的进气风扇以及定位在所述第二通道中的排气风扇，所述进气风扇布置为通过所述第一开口将空气朝向所述一系列发光元件对流进入所述第一通道，所述排气风扇定位为通过所述第二开口将空气远离所述一系列发光元件对流流出所述第二通道。
[0008]所述照明模块的第一通道和第二通道可以彼此相邻地定位。此外，所述第一平面可以与所述壳体的第二平面相反，并且所述一系列发光元件可以通过所述第二平面从所述壳体发射光线。此外，所述进气风扇和所述排气风扇可以在第三平面上对齐，其中，该第三平面可以位于所述第一平面和所述第二平面之间。关于所述第三平面，所述进气风扇还可以偏离于所述排气风扇。
[0009]在上述照明模块中，所述壳体还可以限定有第三通道和第三开口，该第三开口定位在所述第三通道的处于所述第一平面的第一端部，所述第三通道平行于所述第一通道和所述第二通道，所述照明模块还包括定位在所述第三通道中的第二进气风扇，该第二进气风扇布置为通过所述第三开口将空气朝向所述一系列发光元件对流进入所述第三通道中。所述第二通道还可以定位成所述第一通道和所述第三通道彼此相邻，并且位于所述第一通道和所述第三通道之间，并且所述第一通道和所述第二通道以及所述第二通道和所述第三通道可以通过分隔件隔开。此外，所述第一通道可以具有大致等于所述第二通道的第二容积的第一容积。
[0010]所述第一平面上的所述第一开口和所述第二开口之间可以定位有第一挡板，并且所述第一平面上的所述第二开口和所述第三开口之间可以定位有第二挡板。此外，所述照明模块还可以包括散热器，其中，该散热器可以与所述发光元件直接接触，并且其中，所述散热器可以定位在所述第三平面和所述第二平面之间。所述散热器可以包括多个翅片和多个翅片间通道，所述多个翅片中的每个翅片垂直于所述第二平面并且彼此对齐。此外，所述照明模块的所述进气风扇和所述第二进气风扇可以在所述第三平面上对齐，并且关于所述第三平面，所述排气风扇可以偏离所述进气风扇和所述第二进气风扇。
[0011]可选择地，照明模块可以包括:具有第一部分和第二部分的壳体；定位在所述壳体的所述第一部分中的散热器和一系列发光元件；限定在所述壳体的所述第二部分中的第一通道、第二通道和第三通道，每个第一通道、第二通道和第三通道相互平行，并且所述第二通道定位在所述第一通道和所述第三通道之间。所述第一通道的第一端部中可以限定有第一开口，所述第二通道的第一端部中可以限定有第二开口，并且所述第三通道的第一端部中可以限定有第三开口，其中，所述第一开口、第二开口和第三开口可以位于同一平面上。
[0012]所述第一通道中的第一进气风扇可以与所述第一开口隔开，并且布置为将空气对流进入所述第一开口和所述第一通道并且对流进入所述第一部分。所述第二通道中的排气风扇可以与所述第二开口隔开，并且布置为将来自所述第一部分的空气对流穿过所述第二通道，并且通过所述第二开口将来自所述第二通道的空气排出，并且所述第三通道中的第二进气风扇可以与所述第三开口隔开，并且布置为使得空气流经所述第三开口和所述第三通道而进入所述第一部分中。
[0013]此外，所述第一进气风扇和所述第二进气风扇可以彼此对齐，并且所述排气风扇可以偏离于所述第一进气风扇和所述第二进气风扇。此外，所述第一开口、所述第二开口和所述第三开口所共有的同一平面可以与由所述一系列发光元件发出的光线穿过的所述壳体上的平面相反。
[0014]应当理解，以上概述用于以简单的形式引出选择的要点，该选择的要点将在【具体实施方式】中进一步描述。并不意味着确定所要求的主题的关键或基本特征，所要求的主题的范围仅通过【具体实施方式】之后的权利要求来限定。此外，要求的主题不限于解决记载在上述或本公开内容的任意部分提出的缺陷。
【专利附图】
【附图说明】
[0015]图1是根据本公开内容一个方面中的照明模块的前视立体图。
[0016]图2是图1中的照明模块的后视立体图。
[0017]图3显示图2中的照明模块的替代实施例结构。
[0018]图4是图1和图2中的照明模块的壳体内部的立体图。
[0019]图5是图1和图2中的照明模块的壳体内部的平面图。
[0020]图6是根据本公开内容一个方面中的照明模块的替代实施例的立体结构图。
[0021]图7是根据本公开内容一个方面中的照明模块的替代实施例的立体结构图。
[0022]图8是以堆叠状态配置的多个照明模块的立体图。
[0023]图9是冷却照明模块方法的实施例的流程图。
【具体实施方式】
[0024]图1和图2分别是照明模块的实施例的前视立体图和后视立体图。图3是照明模块的替代实施例结构的局部后视立体图。图4是照明模块内部的后视立体图。图5是照明模块内部的平面图。图6和图7是照明模块内部的替代实施例结构的后视立体图。图8是堆叠为二维阵列状态的多个照明模块的后视立体图。图9是冷却照明模块的典型方法的流程图。虽然图1至图8是按规定比例显示的，但是可以使用其它相对尺寸(如果需要的话)。
[0025]现在参考图1和图2，它们分别是照明模块100的前视立体图和后视立体图。该照明模块100具有壳体102和定位在壳体102中的一系列发光兀件,坐标系190显不X方向、Y方向和Z方向。虽然图1和图2中显示的壳体102为矩形盒体，但是壳体102可以具有任意合适的形状。该矩形盒体封闭照明模块100，所述矩形盒体包括面向负Y方向的前盖板104、面向正Y方向的相反的后盖板106、面向正Z方向的顶表面108、面向负Z方向的相反的底表面110、以及分别面向正X方向和负X方向的两个相反的侧表面112、114。因此，如图1至图3所示，除了通过各种紧固件103和105连接至照明模块100的前盖板104和后盖板106之外，壳体102可以包括顶盖102a和底盖102b。顶盖102a可以包括照明模块100的顶表面108以及相反的侧表面112和侧表面114的上部(相对于正Z方向)。底盖102b可以包括照明模块100的底表面110和相反的侧表面112和侧表面114的下部。当紧固时，紧固件103、105可以与照明模块100的各个表面平齐或者可以沉入照明模块100的各个表面中，以使紧固件103和105的头部不会从照明模块100的表面突出。以此方式，紧固件不会对堆叠在一起的多个照明模块100 (如图8所示)造成干涉。
[0026]一系列发光兀件(未不出)通过整体结合进壳体102的前盖板104内的窗口 116发射光线。该窗口 116可以透光以使得从一系列发光兀件发出的光线顺利地穿过窗口 116。窗口 116可以跨越壳体102的前盖板104的宽度(例如，从相反的侧表面114延伸至相反的侧表面112)，或者也可以部分地跨越前盖板104的宽度。窗口 116的高度和宽度以及窗口 116在前盖板104中的位置可以使得一系列发光元件发出的光线顺利透射。前盖板104可以通过紧固件105连接至照明模块100。当拧紧时，紧固件105可以与前盖板104平齐或者可以沉入前盖板104中，以使紧固件105不会对紧邻照明模块100的被照射表面造成干涉。
[0027]壳体102的相反布置的后盖板106限定了 X-Z平面，三个开口 118、120和122位于该X-Z平面上，该三个开口 118、120和122与限定在照明模块100中的三个相邻的通道136、138和140 (图4)相对应。两个外侧开口 118、120与壳体中的进气通道136和138对应，而中间开口 122与排气通道对应。外侧开口 118和120可以具有大致L形的横截面，而中间开口 122可以具有大致矩形或方形的横截面。外侧开口 118和120的L形横截面可以便于适应电连接器(electrical connector) 107。电连接器107允许向光源提供直流电以及功能控制，该功能控制包括开/关、强度控制和反馈故障信号和照明准备信号。连接器107的位置既可以作为光源的输入端，也可以作为向产生雏菊链效应的相邻光源提供能量和数据的输出端。另一电连接器109位于排气通道140的开口处，并且位于后盖板106的中间开口 122的内侧。连接器109允许光源制造者通过I2C接口访问内部的电可擦可编程只读存储器(EEPR0M)，以调节照明器的辐射输出，从而将输出平衡至特定目标。在照明模块100的另一实施例结构中，壳体102的后盖板106中可以仅有两个开口，每个开口分别与进气通道和排气通道对应。
[0028]如图2所示，两个外部开口 118、120和中间开口 122形成为使得三个开口跨越壳体102的后盖板106的高度(即从底表面110延伸至顶表面108)和宽度(从相反的侧表面114延伸至相反的侧表面112)。以此方式，壳体102的后盖板106的几乎整个区域都可以用于向照明模块100进气以及从照明模块100中排气。此外，后盖板106可以从壳体102沿正Y方向向外轻微突出，以利于分别将气流导入外侧开口 118和120以及导出中间开口122。后盖板106可以通过紧固件103、105(未示出)或者通过其它适当的方式连接至壳体102。这些适当的方式可以包括(但不限于)使用磁性固定件、实物夹(physical clip)，或者可以将后盖板106整体结合至上壳体102A或下壳体102B中。
[0029]图3显示用于向照明模块100中进气和用于从照明模块100中排气的开口的替代实施例的结构，在该替代实施例的结构中，两个进气开口 124、126定位在后盖板106上，并且第三通道开口 128定位在壳体102的顶表面108上并且与最接近于壳体102的后盖板106的顶表面108的端部相邻。在这种实施例中，后盖板106上的两个通道开口 124、126与壳体中的两个进气通道对应，而顶表面108上的第三通道开口与排气通道对应。此外，开口128可以包括唇缘129，该唇缘129从壳体盖102a沿正Z方向向外突出，以利于引导空气从照明模块100中排出，并且利于防止排出的气体与进入的气体混合。在图2和图3所示的两个实施例中，排气通道定位在两个进气通道之间，并且全部三个通道相邻且彼此相互平行。
[0030]图4中的开口 118、120和122均位于同一 X-Z平面上，该同一 X-Z平面位于限定在壳体102中的通道136、138、140的各个端部130、132、134处。虽然图4所示的照明模块100中显示了平行于Y轴的三个通道136、138、140，但是替代的实施例中可以包括任意合适数量的通道。例如，X方向尺寸较大的照明模块可以定位三个以上通道，以用于将空气导入照明模块100以及用于将空气从照明模块100中导出。另一方面，X方向尺寸较小的照明模块可以仅定位两个通道，一个通道用于将空气导入照明模块100，另一个通道用于将空气从照明模块100中导出。
[0031]图4的照明模块100显示了三个平行且相邻的通道136、138、140，每个通道的一端130、132、134分别具有各自的开口 118、120、122。虽然在图4所示的实施例中，通道136、138、140通过分隔件142隔开，但是在替代的实施例中，通道136、138、140可以通过任意其它适当的结构隔开。分隔件142可以包括位于分隔件142的上边缘的唇缘141。唇缘141可以包括用于收纳将壳体102的顶盖102a安装到照明模块100上的紧固件的安装孔143。当顶盖102a安装到照明模块100上时，唇缘141还可以向顶盖102a提供结构支撑。唇缘141可以在Y方向上沿分隔件142的整个长度延伸，并且沿X方向和Z方向成型以使得唇缘141基本不会对通道136、138和140中的气流造成妨碍或干涉。
[0032]如图4所示，后盖板106还可以包括位于后盖板106两侧的侧翼111。侧翼111可以包括用于收纳将壳体102的顶盖102a安装到照明模块100上的紧固件103的安装孔113。其它用于收纳将壳体102的顶盖102a(和底盖102b)安装到照明模块100上的紧固件的安装孔117可以位于散热器150的基体上。因此，如图1至图2所示，壳体102的顶盖102a可以通过穿过安装孔143、113和117的紧固件103牢固地固定于照明模块100。
[0033]在所述照明模块中，风扇安装板162通过侧翼133和风扇安装板162中的用于收纳紧固件103的安装孔131安装于下盖板102b。风扇安装板162沿X方向穿过照明模块100的壳体102安装，以限定出X-Z平面，该X-Z平面从后板106以及位于其上的开口 118、120和122朝向通道136、138和140的相反的端部定位。风扇安装板162可以包括位于其上的圆形开口 160，该圆形开口 160大致与通道136、138和140的中心对齐。圆形开口160可以形成为具有足够大的尺寸，以使得在进气风扇144和排气风扇146的作用下，对流(convect)经过风扇安装板16的空气能够相对顺利地流动,所述进气风扇144和排气风扇146通过安装螺钉145安装于风扇安装板162。
[0034]如图4所示，风扇安装板162还包括侧翼133，该侧翼133垂直地形成在安装板的两端。侧翼133包括用于收纳将风扇安装板162固定于下盖板102b的紧固件103的安装孔131。相应地，风扇安装板162的位置可以限定进气通道136、138和排气通道140的长度(和容积)。在其它实施例结构中，具有进气风扇144和排气风扇146的风扇安装板162可以安装在通道136、138和140的长度的中间点位置。
[0035]分隔件142可以从底表面110内延伸至壳体102的顶表面108内，这样能够产生供进入的空气和排出的空气流动的封闭通道。进入进气通道136、138的空气通常比受迫离开排气通道140或主要从排气通道140排出的空气冷，并且为了实现有效的冷却，不希望经由通道136、138、140进入的空气与离开的空气混合。相应地，分隔件142将通道136、138、140隔开而利于防止空气在壳体102中的通道136、138、140之间混合。虽然在图4所示的照明模块100中，每个通道136、138、140的容积大致相等，但是在替代的结构中，通道的容积可以不同。分隔件142在沿Z方向上可以形成有适应印刷电路板组件(未示出)上的电子元件的高度的形状或轮廓。
[0036]图4中显示的实施例中的所有开口 118、120、122位于由壳体102的后盖板106限定的X-Z平面内。两个外侧通道可以为进气通道136、138，并且可以分别具有定位在通道136、138中且安装在风扇安装板162上的进气风扇144。当供电时,每个进气风扇144通过壳体102的后盖板106上它们各自的开口 118、120将进入的空气对流至通道136、138中。进气风扇144迫使通过进气开口 118、120进入的空气穿过进气通道136、138而进入壳体的发光兀件部148中，一系列发光兀件与散热器150 —起容纳在该发光兀件部148中。
[0037]壳体102主要分为两个部分，即发光元件部148和通道部，发光元件部148容纳一系列发光兀件和散热器150,所述通道部包括进气和排气通道136、138、140。所述一系列发光元件可以位于前盖板104和散热器150之间。散热器150可以与照明模块的发光元件热接触，以使得由一系列发光元件产生的热量能够通过传导至散热器150而耗散，并且还能够通过从散热器150辐射到散热器150周围的空气中而进一步耗散。如图4所示，散热器150可以包括具有多个翅片(fin) 151的结构。散热器150的翅片结构能够有助于增大散热器150的传热面积，以能够将空气更有效率地传导或辐射至周围空气中。如图4所示，翅片151水平定向，以形成从散热器150的前盖板104的一侧沿正Y方向向后延伸的X-Y平面结构。在这种定向结构中，翅片能够有助于分散沿X方向从进气通道136、138穿过散热器150的空气，这可以实现发光元件和散热器150更有效率的热耗散。作为另一种实施例，翅片151可以垂直地定向，以形成从散热器150的前盖板104的一侧沿正Y方向向后延伸的Y-Z平面结构。作为另一种实施例,散热片151可以为从散热器150的前盖板104的一侧沿Y方向向后延伸的杆状X-Z网格矩阵结构。散热器150还可以包括位于其上表面的刻痕155，以允许进行电缆的布线，从而能够由印刷电路板组件(未示出)为发光元件提供电力。散热器150可以由导热金属(例如铝、铜、或其它金属或金属合金)构成。照明模块壳体102、后盖板106以及前盖板104可以由铝、钢或其它金属或金属合金、或者塑料构成。后盖板106可以整体结合空气过滤器或者可以具有网格结构，以防止大片碎屑进入照明模块。
[0038]如上所述，进气风扇144和排气风扇146定位在它们各自的通道136、138、140中并且安装于风扇安装板162。如图4所示，两个进气风扇144可以安装在风扇安装板162的同一侧，从而相对于由后盖板106和进气开口 118、120限定的X-Z平面，在同一 Y位置沿X方向彼此对齐。排气风扇146可以安装在风扇安装板162的与进气风扇144相反的一侧。在这种结构中，两个进气风扇144偏离于排气风扇146。可选择地，如图7所示，两个进气风扇144和排气风扇146可以彼此对齐，并且安装于风扇安装板162的同一侧。更进一步地，风扇可以以适当的方式彼此对齐或偏离，并且照明模块中可以包括任意数量的风扇。例如，每个进气通道或排气通道可以具有一个风扇，照明模块中可以具有三个或更多的通道。作为另一种实施例，照明模块中的每个进气通道或排气通道可以具有一个以上的风扇。相应地，照明模块100可以以模块形式构成，其中一个或多个进气通道和/或排气通道组装在一起，每个通道分别容纳一个或多个进气风扇和/或排气风扇。
[0039]以此方式，进气风扇144的安装位置限定出位于进气风扇144和散热器150之间的间隙163，并且排气风扇146的安装位置限定出位于排气风扇146和散热器150之间的间隙164。如图4所示，间隙163可以小于间隙164，以使来自进气通道136、138的空气首先被引导至散热器150中的与进气通道136、138正对的部分。随后，位于散热器150中的翅片151之间的翅片间通道(inter-fin channel) 153可以引导并分配进入的空气沿X方向穿过散热器。此外，由于排气风扇146可以吸入散热器150周围的空气并且将该空气导入排气通道140中，因此排气风扇146能够有助于将空气从散热器150的位于照明模块100的边缘的区域沿X方向分配至散热器150的中部，并随后通过排气通道140将空气导出。
[0040]相应地，发光元件产生的热量首先通过热传导至散热器150而耗散。散热器150将热量穿过散热器的翅片状传热面辐射到周围空气中。随后，散热器150周围的空气，尤其是靠近散热器150 (该散热器150可以另外形成有用于传热的边界层)的翅片状传热面的空气，可以通过进气风扇144和排气风扇146的组合对流而离开散热器150，并且由进气风扇144所提供的新鲜、较冷的空气替代。
[0041]当间隙163的尺寸沿Y方向增大时(例如，假使风扇安装板162移动到更靠近后盖板106的位置)，可以使从进气风扇144导入的进入空气沿X方向更迅速地穿过散热器150而分散。因此，散热器150的边缘(沿X方向最正位置和最负位置)收纳的冷却可能少于散热器150沿X方向的中部。此外，当间隙163的尺寸增大时，通过进气风扇144导入的进入空气中更多的部分可能在实质到达散热器150之前被吸入到排气风扇146中，从而降低散热器150的散热效率。当间隙164的尺寸减小时，直接通过排气风扇146导入到排气通道140的空气中更多的部分可能包含散热器150的翅片间通道153中的位于散热器150沿X方向的中部的空气，该翅片间通道153与排气风扇146和通道140正对。当间隙164的尺寸增大时，排气风扇146能够从散热器150的中间散热通道153的较宽的部分沿X方向吸入空气。这样，相比于间隙163大并且间隙164较小的情况，按照图4所示的方式(其中，间隙163小，间隙164比间隙163大)错开进气风扇144和排气风扇146的位置可以提供更有效的散热。
[0042]现在参考图5，图5显示了照明模块100沿图2中的截面5_5截取的横截面图。沿着箭头170和172的路径，来自进气通道136、138的空气通过进气风扇144对流穿过进气风扇144并且越过散热器150 (在翅片151内的翅片间通道153中流经翅片151)，从而冷却被散热器150的传热面辐射的热空气。随后，如箭头174的路径所示，空气通过排气通道140从照明模块100的发光元件部148排出。这样，位于排气通道140中的排气风扇146通过排气通道140将空气引导至发光元件部148的外部，并且通过排气通道的开口 122将空气引导至照明模块100的外部。
[0043]现在参考图6，图6显示具有额外的两个挡板152的图4中的照明模块，该两个挡板152定位在进气通道136、138的开口 118、120和排气通道140的开口 122之间。虽然图6所示的照明模块100包括两个挡板，但是可以包括任意数量的挡板。在这种实施例中，挡板152将进气开口 118、120与排气开口 122隔开，以阻止热的排出空气与较冷的进入空气混合以及阻止热的排出空气进入进气通道136、138，其中热的排出空气通过排气通道140的开口 122离开或排出排气通道140，较冷的进入空气通过开口 118、120进入。与离开排气通道的空气不和进入进气通道136、138的进入空气混合的情况相比，如果从排气通道140离开的空气和进入进气通道136、138的进入空气混合，则通过进入空气耗散的散热器150的热量可能减少，这是因为当进入进气通道136、138的空气被离开的排出空气加热时，可能使进入进气通道136、138的空气的温度升高。
[0044]挡板152可以具有任意合适的形状和尺寸。如图6所示，挡板152可以具有彼此成角度的两个表面154、156。表面154相对于表面156的夹角可以构造为阻止进入进气通道136、138的空气和从排气通道140排出的空气混合。例如，表面156可以从照明模块100的沿X方向的中部向外成角度地延伸。
[0045]现在参考图7，图7显示照明模块100的一种实施例，其中，进气风扇144和排气风扇146安装在风扇安装板163的同一侧，并且沿X方向对齐。相应地，在图7的照明模块100中，间隙163和间隙164可以具有相同的尺寸。
[0046]现在参考图8，图8显示堆叠状态的多个照明模块的后视立体图。四个照明模块810、820、830和840显示为沿竖直方向和水平方向紧密堆叠在一起。照明模块810、820、830和840中的每一个的开口 118、120、122均定位在各个的照明模块的后盖板106上。通过将这些开口 118、120、122定位在与前盖板104的发光表面相反的后盖板106处，而不是定位在照明模块810、820、830和840的其它表面，使得照明模块810、820、830和840可以沿水平方向(X方向)和竖直方向(Z方向)堆叠，而不会对相邻的照明模块的进气和排气以及相邻的模块发出的光线造成干涉。可以沿竖直和/或水平方向堆叠任意适当数量的照明模块，以形成照明模块的二维阵列，并且堆叠方式可以与被光线照射的表面的面积相对应。由于照明模块100可以沿X方向和Z方向紧密地堆叠在一起，照明模块100的结构能够允许光线均匀且集中地照射在小的或大的区域上，并且由于发光模块产生的热量能够被有效的耗散(甚至是在多个照明模块以这样的密度紧密堆叠的情况下)，因此能够保持堆叠的照明模块的性能和耐久性。
[0047]作为一种实施例，照明模块810、820、830和840发出的光线可以用于固化可通过光照射固化的材料，例如图8所示的介质166上的油墨。由于照明模块810、820、830和840可以相对相邻地定位，因此每个照明模块810、820、830和840发出的光线能够固化更小、更集中的区域，这样能够提高固化工艺的效率和/或减少固化工艺的时间。此外，由于照明模块能以任意适当的结构堆叠，因此能够按照形状、长度、宽度等定制发生在介质上的固化工艺，从而获得更精确且有效的固化工艺。
[0048]在这种方式中，照明模块可以包括壳体、第一通道以及平行于该第一通道的第二通道，所述第一通道和第二通道由所述壳体限定，所述第一通道包括位于所述第一通道的第一端部的第一开口，该第一开口位于第一平面上，并且所述第二通道包括位于所述第二通道的第一端部的第二开口，该第二开口位于所述第一平面上。所述照明模块还可以包括一系列发光元件、定位在所述第一通道中的进气风扇以及定位在所述第二通道中的排气风扇，所述进气风扇布置为通过所述第一开口将空气朝向所述一系列发光元件对流进入所述第一通道，所述排气风扇定位为通过所述第二开口将空气远离所述一系列发光元件对流流出所述第二通道。
[0049]所述照明模块的第一通道和第二通道可以彼此相邻地定位。此外，所述第一平面可以与所述壳体的第二平面相反，并且所述一系列发光元件可以通过所述第二平面从所述壳体发射光线。此外，所述进气风扇和所述排气风扇可以在第三平面上对齐，其中，该第三平面可以位于所述第一平面和所述第二平面之间。关于所述第三平面，所述进气风扇还可以偏离于所述排气风扇。
[0050]在上述照明模块中，所述壳体还可以限定有第三通道和第三开口，该第三开口定位在所述第三通道的处于所述第一平面的第一端部，所述第三通道平行于所述第一通道和所述第二通道，所述照明模块还包括定位在所述第三通道中的第二进气风扇，该第二进气风扇布置为通过所述第三开口将空气朝向所述一系列发光元件对流进入所述第三通道中。所述第二通道还可以定位成所述第一通道和所述第三通道彼此相邻，并且位于所述第一通道和所述第三通道之间，并且所述第一通道和所述第二通道以及所述第二通道和所述第三通道可以通过分隔件隔开。此外，所述第一通道可以具有大致等于所述第二通道的第二容积的第一容积。
[0051]所述第一平面上的所述第一开口和所述第二开口之间可以定位有第一挡板，并且所述第一平面上的所述第二开口和所述第三开口之间可以定位有第二挡板。此外，所述照明模块还可以包括散热器，其中，该散热器可以与所述发光元件直接接触，并且其中，所述散热器可以定位在所述第三平面和所述第二平面之间。所述散热器可以包括多个翅片和多个翅片间通道，所述多个翅片中的每个翅片垂直于所述第二平面并且彼此对齐。此外，所述照明模块的所述进气风扇和所述第二进气风扇可以在所述第三平面上对齐，并且关于所述第三平面，所述排气风扇可以偏离所述进气风扇和所述第二进气风扇。
[0052]可选择地，照明模块可以包括:具有第一部分和第二部分的壳体；定位在所述壳体的所述第一部分中的散热器和一系列发光元件；限定在所述壳体的所述第二部分中的第一通道、第二通道和第三通道，每个第一通道、第二通道和第三通道相互平行，并且所述第二通道定位在所述第一通道和所述第三通道之间。所述第一通道的第一端部中可以限定有第一开口，所述第二通道的第一端部中可以限定有第二开口，并且所述第三通道的第一端部中可以限定有第三开口，其中，所述第一开口、第二开口和第三开口可以位于同一平面上。
[0053]所述第一通道中的第一进气风扇可以与所述第一开口隔开，并且布置为将空气对流进入所述第一开口和所述第一通道并且对流进入所述第一部分。所述第二通道中的排气风扇可以与所述第二开口隔开，并且布置为将来自所述第一部分的空气对流穿过所述第二通道，并且通过所述第二开口将来自所述第二通道的空气排出，并且所述第三通道中的第二进气风扇可以与所述第三开口隔开，并且布置为使得空气流经所述第三开口和所述第三通道而进入所述第一部分中。
[0054]此外，所述第一进气风扇和所述第二进气风扇可以彼此对齐，并且所述排气风扇可以偏离于所述第一进气风扇和所述第二进气风扇。此外，所述第一开口、所述第二开口和所述第三开口所共有的同一平面可以与由所述一系列发光元件发出的光线穿过的所述壳体上的平面相反。
[0055]现在参考图9，图9显示一种冷却照明模块的方法900的实施例，所述照明模块例如为图1至图2的照明模块100。可选择地，图9的方法可以适用于如图8所示的堆叠的一系列照明模块。方法900开始于910，在910中，通过前盖板定位所述照明模块，该前盖板面向且与待照射的表面或物体相邻。如上所述，光线可以通过所述一系列发光元件发射并穿过所述照明模块的所述前盖板的表面(例如穿过窗口 116)。可以向所述照明模块供电，以使所述照明模块的所述一系列发光元件和一个或多个进气风扇和排气风扇运行。
[0056]方法900继续进行920，在920中，空气可以对流进入进气通道的一个或多个开口，该开口定位在所述照明模块的所述后盖板处。如上所述，所述照明模块的所述后盖板可以定位为与所述照明模块的所述前盖板相反，所述后盖板限定有与所述前盖板限定的平面相反的平面。以此方式，这些进气通道的开口位于所述照明模块的同一平面上。可以通过定位在所述照明模块的所述进气通道中的一个或多个进气风扇将空气对流进入进气通道开口中。
[0057]接下来进行930，方法900可以引导空气穿过位于所述照明模块的发光元件部中的散热器。一个或多个进气通道中的进气风扇可以将通过进气通道开口对流的空气朝向所述照明模块的所述发光元件部引导。尤其是，可以引导空气穿过所述照明模块的所述发光元件部中的散热器。如上所述，所述散热器可以与所述一系列发光元件直接热接触，以使得所述发光元件产生的热量可以通过传导至散热器并且通过从散热表面辐射至散热器周围的空气而耗散。通过引导空气穿过散热器，以能够耗散从散热表面发出的热量。以此方式，当冷的进入空气吸收和耗散散热器的热量时，冷的进入空气可以被加热，以使得被引导穿过散热器的空气的温度可以高于由后盖板处的一个或多个进气通道开口进入所述照明模块的空气的温度。
[0058]继续进行940，可以通过定位在一个或多个排气通道中的一个或多个排气风扇将空气对流穿过一个或多个排气通道。所述一个或多个排气通道可以定位成与所述一个或多个进气通道相邻。例如，在照明模块具有两个进气通道和一个排气通道的情况下，所述排气通道可以定位为与所述两个进气通道相邻且位于所述两个进气通道之间。
[0059]继续进行950，可以通过一个或多个排气通道中的定位在所述照明模块的后盖板表面处的开口，将对流穿过一个或多个排气通道的空气排出。以此方式，进入空气和排出空气从所述后盖板的同一平面进入或离开所述发光模块，并且与面向所述照明模块的所述前盖板的被照射表面隔开。因此，方法900可以向表面(例如介质166的表面)发出高集中度的均匀光线，并且保持有效的热耗散，并且利用一个或多个以二维阵列堆叠的照明模块将气流与被照射表面隔离。
[0060]以此方式，照明模块的冷却方法可以包括通过限定在第一通道的第一端部中的第一开口将空气对流进入照明模块的壳体中，并且通过所述第一通道将空气对流进入所述壳体的发光元件部中，该发光元件部容纳有一系列发光元件和散热器，该散热器布置为移除所述一系列发光元件发光时产生的热量。此外，所述方法可以包括通过限定在第二通道的第一端部中的第二开口将空气对流进入所述壳体中，并且通过所述第二通道将空气对流进入所述壳体的所述发光元件部，所述第二开口与所述第一开口定位在同一平面上。此外，所述方法可以包括将空气对流穿过所述散热器和第三通道，该第三通道平行于所述第一通道和所述第二通道且位于所述第一通道和所述第二通道之间，其中，通过限定在所述第三通道的第一端部中的第三开口将所述第三通道中的空气排出，所述第三开口与所述第一开口和所述第二开口位于所述同一平面上。
[0061]在冷却所述照明模块的方法中，通过所述第一开口和所述第二开口进入所述壳体的空气可以具有低于通过所述第三开口排出的空气的温度。此外，所述一系列发光元件可以从所述壳体的与所述第一开口、所述第二开口和所述第三开口所处的所述同一平面相反的平面发射光线。
[0062]与其它传统的照明模块相比，本公开中的照明模块的多个元件能够容易地被冷却。空气通过限定在通道的端部的开口进入照明模块的壳体中，并且通过所述通道进入所述壳体的发光模块部148中。此外，所述壳体的发光元件部148可以为通过诸如分隔件(例如风扇安装板162)、壁等隔离物从所述壳体的通道中划分的腔室，但是一些替代的结构可以不包括物理屏障。所述壳体的所述发光元件部容纳有与导热的散热器紧密接触的一系列发光元件，该散热器布置为移除由一系列发光元件产生的热量。空气还可以通过限定在第二通道的端部中的第二开口对流进入所述壳体中。所述第二开口定位在与其它开口共有的同一平面上。进入所述第二通道的空气通过所述第二通道流进所述壳体的所述发光元件部中。
[0063]通过所述第一开口和所述第二开口进入所述照明模块中的空气流经第一通道和第二通道，并且流入发光元件部中，并且受迫穿过所述散热器并且穿过与进气通道平行且位于进气通道之间的第三通道。受迫进入所述第三通道中的空气通过限定在所述第三通道的端部中且位于与进气通道的开口相同的平面上的第三开口排出。在这种实施例中，进入所述进气通道、所述第一通道和所述第二通道的空气的温度通常低于通过所述第三通道的所述第三开口排出的空气的温度。三个通道的三个开口所处的同一平面与所述一系列发光元件发射光线所通过的平面相反地定位。
[0064]已经描述了公开的照明模块的多种优点。然而，在阅读上述公开内容的情况下，未提及的其它优点对于本领域技术人员而言是明显的。并且，本公开中的照明模块的一些元件可以用合适的替代元件替代。虽然已经对照明模块的结构和冷却照明模块的方法的实施例进行描述，但是除了以下权利要求中提及的之外，这并不意味着这些具体的参考是对本实用新型范围的限制。
[0065]应当理解的是，在此公开的结构本质上是示例性的，因为可能存在多种变型，这些具体实施例不应被视为限制性的。例如，上述实施例可以适用于除油墨之外的介质，例如用于光导纤维、电缆和色带的可固化表面和材料。此外，上述紫外线固化装置和系统可以与现有的制造装备相结合，并且不用于特定的光源。如上所述，可以使用任意合适的发光设备，例如微波供电灯(microwave-powered lamp)、发光二极管、发光二极管阵列以及萊弧灯。本公开的主题包括所有的在此公开的各种结构、其它特征、功能和/或特性的新型且非明显的组合和子组合。
[0066]需要指出的是，在此描述的实施例工艺流程可以与多种紫外线固化装置和紫外线固化系统结构一起使用。在此描述的工艺流程可以代表一个或任意数量的多个工艺策略，例如连续、批量、半批量和半连续工艺等。这样，描述的多种动作、操作或功能可以顺序地执行，可以并行地执行或者在某些情况下可以省略。同样地，工艺的顺序不需要达到在此公开的示例性实施方式的特征和优点，而是用于容易地进行说明和描述。可以根据使用的具体策略重复地执行一个或多个说明的动作或功能。应当理解的是，此处公开的结构或程序实施例本质上为示意性的，并且因为可能存在多种变型，这些具体的实施例不应视为起限制作用。本公开的主题包括所有的在此公开的各种结构、其它特征、功能和/或特性的新型且非明显的组合和子组合。
[0067]以下权利要求具体地指出视为新颖的且非显而易见的特定组合和子组合。这些权利要求可能涉及“一个”元件或“第一”元件或者其等同物。这些权利要求应当理解为包括一个或多个这种元件，既不需要也不排除两个或多个这种元件的情况。公开的特征、功能、元件和/或特性的其它组合或子组合可以通过本权利要求的修改而被要求，或者通过本申请或相关申请的新的权利要求而被要求。无论这些权利要求与原始权利要求相比范围更宽、更窄、相同或不同，均视作包含在本公开的主题之内。
【权利要求】
1.一种照明模块，包括: 壳体； 第一通道和平行于该第一通道的第二通道，所述第一通道和第二通道由所述壳体限定，所述第一通道包括位于该第一通道的第一端部的第一开口，该第一开口定位在第一平面上，并且所述第二通道包括位于该第二通道的第一端部的第二开口，该第二开口定位在所述第一平面上； 一系列发光兀件； 定位在所述第一通道中的进气风扇，该进气风扇布置为通过所述第一开口将空气朝向所述一系列发光元件对流进入所述第一通道； 定位在所述第二通道中的排气风扇，该排气风扇布置为通过所述第二开口将空气远离所述一系列发光元件对流流出所述第二通道。
2.根据权利要求1所述的照明模块，其中，所述第一通道和第二通道定位成彼此相邻。
3.根据权利要求2所述的照明模块，其中，所述第一平面与所述壳体的第二平面相反，并且其中，所述一系列发光元件通过所述第二平面从所述壳体发射光线。
4.根据权利要求3所述的照明模块，其中，所述进气风扇和所述排气风扇在第三平面上对齐，该第三平面位于所述第一平面和所述第二平面之间。
5.根据权利要求4所述的照明模块，其中，关于所述第三平面，所述进气风扇偏离于所述排气风扇。
6.根据权利要求5所述的照明模块，其中，所述壳体还限定有第三通道和第三开口，该第三开口定位在所述第三通道的位于所述第一平面上的第一端部，所述第三通道平行于所述第一通道和所述第二通道，所述照明模块还包括定位在所述第三通道中的第二进气风扇，该第二进气风扇布置为通过所述第三开口将空气朝向所述一系列发光元件对流进入所述第三通道。
7.根据权利要求6所述的照明模块，其中，所述第二通道定位成与所述第一通道和所述第三通道相邻，并且位于所述第一通道和所述第三通道之间。
8.根据权利要求7所述的照明模块，所述照明模块还包括第一挡板和第二挡板，所述第一挡板定位在位于所述第一平面上的所述第一开口和所述第二开口之间，所述第二挡板定位在位于所述第一平面上的所述第二开口和所述第三开口之间。
9.根据权利要求7所述的照明模块，所述照明模块还包括散热器，该散热器与所述发光元件直接接触，所述散热器定位在所述第三平面和所述第二平面之间。
10.根据权利要求9所述的照明模块，其中，所述散热器包括多个翅片和多个翅片间通道，所述多个翅片中的每个翅片均垂直于所述第二平面并且彼此对齐。
11.根据权利要求10所述的照明模块，其中，所述进气风扇与所述第二进气风扇在所述第三平面上对齐，并且其中，关于所述第三平面，所述排气风扇偏离于所述进气风扇和所述第二进气风扇。
12.根据权利要求1所述的照明模块，其中，所述第一通道与所述第二通道通过分隔件隔开。
13.根据权利要求1所述的照明模块，其中，所述第一通道具有第一容积，所述第二通道具有第二容积，该第二容积大致等于所述第一容积。
14.根据权利要求1所述的照明模块，所述照明模块还包括挡板，该挡板定位在位于所述第一平面上的所述第一开口和所述第二开口之间。
15.一种照明模块，该照明模块包括: 壳体，该壳体具有第一部分和第二部分； 散热器和一系列发光兀件，该散热器和一系列发光兀件定位在所述壳体的所述第一部分中； 第一通道、第二通道和第三通道，该第一通道、第二通道和第三通道限定在所述壳体的所述第二部分中，每个第一通道、第二通道和第三通道相互平行，并且所述第二通道定位在所述第一通道和所述第三通道之间； 第一开口、第二开口和第三开口，所述第一开口限定在所述第一通道的第一端部中、所述第二开口限定在所述第二通道的第一端部中并且所述第三开口限定在所述第三通道的第一端部中，其中，所述第一开口、所述第二开口和所述第三开口位于同一平面上； 第一进气风扇，该第一进气风扇位于所述第一通道中且与所述第一开口隔开，所述第一进气风扇布置为将空气对流进入所述第一开口和所述第一通道并且对流进入所述第一部分； 排气风扇，该排气风扇位于所述第二通道中且与所述第二开口隔开，所述排气风扇布置为将来自所述第一部分的空气对流穿过所述第二通道，并且通过所述第二开口将来自所述第二通道的空气排出；以及 第二进气风扇，该第二进气风扇位于所述第三通道中且与所述第三开口隔开，所述第二进气风扇布置为使得空气流经所述第三开口和所述第三通道以进入所述第一部分中。
16.根据权利要求15所述的照明模块，其中，所述第一进气风扇与所述第二进气风扇彼此对齐，并且所述排气风扇偏离于所述第一进气风扇和所述第二进气风扇。
17.根据权利要求15所述的照明模块，其中，所述第一开口、所述第二开口和所述第三开口所共有的所述平面与由所述一系列发光元件发出的光线穿过的所述壳体上的平面相反。
【文档编号】F21V17/00GK204201836SQ201390000187
【公开日】2015年3月11日 申请日期:2013年1月10日 优先权日:2012年1月13日
【发明者】D·G·佩恩, S·詹宁斯 申请人:锋翔科技公司