帶散熱系統的免維護主動式集成塊led路燈的製作方法

2023-05-12 15:31:16 1

專利名稱：帶散熱系統的免維護主動式集成塊led路燈的製作方法
技術領域：
本實用新型涉及路燈的散熱技術，具體涉及帶散熱系統的免維護主動式集成塊 LED路燈。
背景技術：
現在路面上的路燈，越來越多採用LED燈，LED燈能耗低，亮度高，廣泛應用於各個領域，但是LED路燈面臨著兩個重大難題①散熱難題LED在25度是最佳工作溫度，無衰減亮度高，25-80度是衰減5%左右，80-100度是10%，100-120度是20%，120-140度是 40%，因此LED的散熱非常重要。由於路燈連續工作時間長，必須帶有散熱系統，目前LED路燈的散熱系統為了保證LED的工作溫度，採用大功率風扇，浪費能源，結構複雜，重量太重； 尤其是集成塊LED燈，用風扇根本無法解決散熱問題；②灰塵難題目前大部分LED路燈簡單的在進風口加一個過濾網，過濾效果差，而且需要經常更換過濾網，維護成本太高。

實用新型內容本實用新型為了克服以上現有技術存在的不足，提供了一種散熱效果好、基本無灰塵的帶散熱系統的免維護主動式集成塊LED路燈。本實用新型的目的通過以下的技術方案實現帶散熱系統的免維護主動式集成塊 LED路燈，包括空心的燈柱，其特徵在於所述燈柱下端設有氣旋加速器、空氣濾清器、氣旋灰塵分流器和灰塵收集器，氣旋加速器、空氣濾清器和氣旋灰塵分流器從上到下依次排列， 氣旋灰塵分流器的進氣口連接外部空氣，空氣通過氣旋灰塵分流器的旋轉通道之後，大顆粒灰塵通過旋轉的加速度沉澱到灰塵收集器，然後乾淨空氣進入氣旋灰塵分流器的中間通道通往空氣濾清器、氣旋加速器；燈柱上端設置有LED照明組件，該LED照明組件上端設置有散熱器，散熱器設置有通孔，散熱器上面設置有固定管和散熱片，燈柱上端與所述固定管固定連接，燈柱內由下端氣旋加速器供應的風由燈柱上端內孔進入與之連接的固定管內後，通過設置在固定管另一端的通風管進入所述通孔，再由通孔的另一端進入一空氣增大器的進風口，空氣增大器的出風口對準所述散熱片吹風。上述方案的散熱原理如下氣旋加速器向上供風，風由散熱器的固定管進入，由此在固定管內進行第一次散熱，而後，從固定管另一端出來後的風通過通風管進入設置在散熱器的通孔，由此進行第二次散熱，通孔的出風口接入空氣增大器的進風口，根據空氣增大器的原理，空氣增大器面向外界自然風的進風口將流入幾倍甚至幾十倍於與通孔的出風口相連的進風口的風量，而後，從兩空氣增大器的進風口進入的風，通過空氣增大器的出風口面向散熱片吹，由此進行第三次散熱。而由於氣旋加速器的風供應通路中增加了空氣濾清器、氣旋灰塵分流器，在風從燈柱下端吹向上端之前，空氣濾清器、氣旋灰塵分流器對空氣進行了有效的過濾，以致吹向上端的風乾淨、溼度低，達到了很好的防塵效果。同時，本實用新型採用的氣旋加速器為低功耗設備，而且通風效率高，而空氣增大器基於空氣動力學原理，甚至不需要電力供應。綜上所述，本實用新型上述方案不僅功耗低，而且達到了燈柱上
3端免維護的主動散熱效果。所述散熱器、散熱片和固定管為一體化結構，相互間的導熱效率更高。優選的方案是所述空氣增大器的出風口做成與散熱器上端的散熱片形成的形狀對應的形狀，以達到對每個散熱片及其中間空隙的均勻吹風，提高散熱效率。本實用新型還設置有迴路熱管，該迴路熱管設置有蒸發器、蒸汽段、冷凝器、回流段和補償室，其中冷凝器作為上述散熱器，LED照明組件設置在蒸發器的下端。該迴路熱管的基本的工作原理是在蒸發器內部有一組毛細結構(Wick Structure)，在蒸發器內壁或者毛細結構上有許多蒸汽槽道，毛細結構本身可以將液態往上吸，使得毛細結構充滿工質液體，而當蒸發器被加熱時，毛細結構也被加熱，毛細結構中的液體便會蒸發成氣體，並通過蒸汽槽道沿著蒸汽段到冷凝器，同時帶走了熱量；而在冷凝器中，氣體被冷凝成了液體， 釋放出潛熱；而毛細結構的毛細力再使液體沿著回流段回流到補償室，併到達毛細結構。如此形成了一個工質的流動循環和熱量傳遞過程。補償室的作用主要是啟動的時候容納在蒸汽段和冷凝器的液體，並且在運行時防止液體來不及回流造成蒸發器乾涸。而在蒸發器內部吸熱後，通過其上端的散熱片導出，這裡散熱片也由上述空氣增大器進行吹風。本方案相對於沒有加入迴路熱管的方案，散熱效率更高，尤其是對LED照明組件的熱傳導更為迅速。所述迴路熱管冷凝器與蒸發器之間靠近回流段的一側還設置有泵，泵通過管路連接在冷凝器與蒸發器之間，而在冷凝器與蒸發器之間靠近蒸汽段的一側設置有相應的管路，而在冷凝器內設置有通孔連通上述兩管路。以更快地實現冷凝器與蒸發器支架的熱傳導。而且，當泵出現故障時，可有上述蒸發器、蒸汽段、冷凝器、回流段和補償室組成的熱傳遞迴路繼續進行散熱。作為一種優選方案，所述氣旋加速器為轉速可調的風扇。作為一種優選方案，所述空氣濾清器為過濾微小塵土的纖維式過濾器。作為一種優選方案，所述灰塵收集器包括一個接灰塵的漏鬥和一個收集灰塵的罐子。為了實現智能化控制氣旋加速器對散熱器的通風能力，本帶散熱系統的免維護主動式集成塊LED路燈還包括用於根據溫度傳感器傳來的散熱片溫度調節氣旋加速器的供風速度的控制器；所述溫度傳感器設置在散熱片上，並與控制器信號連接。由於LED照明組件與散熱片處於導熱一體化狀態，LED照明組件的溫度直接與散熱片的溫度相關聯，當散熱片溫度升到控制器所預設的溫度閾值時，控制器就啟動氣旋加速器。由於LED照明組件中，PN結會比散熱片高大概10度左右，所以，當溫度傳感器檢測到散熱片為45 50度時，控制器就啟動氣旋加速器比較合理。當散熱片的溫度太高時，控制器加大氣旋加速器的轉速，直到把散熱片的溫度控制到合理範圍。在冬天大雪的北方，散熱片上有積雪，LED點亮之後要過很久雪才能融化，此時控制器就不需要啟動氣旋加速器。因此，控制器可以智能的控制氣旋加速器，節約能源，而且氣旋加速器的最大功率也才30W，非常的節約電能。本實用新型相對於現有技術具有如下的優點外部空氣通過氣旋灰塵分流器的旋轉通道之後，大顆粒灰塵通過旋轉的加速度沉澱到灰塵收集器，然後乾淨空氣進入氣旋灰塵分流器的中間通道通往空氣濾清器、氣旋加速器，中間通道位於旋轉通道的中心軸位置；空氣濾清器過濾掉微小塵土，氣旋加速器抽上去的都是潔淨空氣，此兩次去塵結構基本解決了灰塵難題。另外，排氣口開在燈罩下面，熱氣能夠排出，但是雨水灰塵不能進入燈罩內。集成塊LED燈的熱量通過回流焊錫傳給散熱器的U型熱管，U型熱管的熱量傳給散熱片，氣旋加速器抽上來的潔淨空氣吹掃散熱片，熱氣通過排氣口排到外部空間，確保了 LED在最佳工作溫度下工作，無衰減、亮度大、壽命長。此結構簡單，體積小，重量輕，基本無需維護，只有氣旋加速器為耗能元件，而氣旋加速器功率很低，因此既很好的解決了散熱問題又節約能源。

圖1是實施例一的帶散熱系統的免維護主動式集成塊LED路燈的整體結構示意圖；圖2是散熱器的橫向視圖；圖3是圖2的俯視圖；圖4是圖3的A-A剖視圖；圖5是散熱器安裝上照明組件後的整體示意圖；圖6是圖5安裝上通風管後的整體示意圖；圖7是圖6安裝上燈柱後的整體示意圖；圖8是圖7的剖視圖，其中散熱器剖視；圖9是圖7加空氣增大器後的剖視圖，其中散熱器剖視；圖10是圖2加空氣增大器後的視圖；圖11是圖10加燈柱後的視圖；圖12是實施例二的帶散熱系統的免維護主動式集成塊LED路燈的整體結構示意圖；圖13是迴路熱管的結構示意圖；圖14是迴路熱管加通風管及散熱片後的結構示意圖；圖15是燈柱上端整體組件的結構圖，其中散熱器剖視；圖16是散熱片的B-B剖視圖；圖17是散熱片的C-C剖視圖；圖18是迴路熱管技術原理圖；圖19是圖15所示燈柱上端整體組件在加入泵後的示意圖；圖20是圖19所述散熱片的剖視圖1 ；圖21是圖19所述散熱片的剖視圖2。
具體實施方式
以下結合附圖和實施例對本實用新型作進一步說明。實施例一如圖1所示的帶散熱系統的免維護主動式集成塊LED路燈，包括空心的燈柱(1)，所述燈柱(1)下端設有氣旋加速器O)、空氣濾清器(3)、氣旋灰塵分流器(4)和灰塵收集器(5)，氣旋加速器O)、空氣濾清器C3)和氣旋灰塵分流器(4)從上到下依次排列，氣旋灰塵分流器的進氣口(4. 1)連接外部空氣，空氣通過氣旋灰塵分流器的旋轉通道之後，大顆粒灰塵通過旋轉的加速度沉澱到灰塵收集器(5)，然後乾淨空氣進入氣旋灰塵分流器的中間通道通往空氣濾清器(3)、氣旋加速器O)；燈柱(1)上端設置有LED照明組件(6)，該LED照明組件(6)上端設置有散熱器(7)。如圖2至11所示，散熱器(7)鑽有通孔(7.1)，散熱器(7)上面設置有固定管
(7.2)和散熱片(7.3)，燈柱(1)上端與所述固定管(7.2)固定連接，燈柱(1)內由下端氣旋加速器(2)供應的風由燈柱(1)上端內孔進入與之連接的固定管(7.2)內後，通過設置在固定管(7. 另一端的通風管(8)進入所述通孔(7. 1)，再由通孔(7. 1)的另一端進入一空氣增大器(9)的進風口(9. 1)，空氣增大器(9)的出風口(9.2)對準所述散熱片(7.3) 吹風。需要指出的是，空氣增大器(9)的出風口(9. 2)做成與散熱器(7)上端的散熱片
(7.3)形成的形狀對應的形狀，以達到對每個散熱片(7.3)及其中間空隙的均勻吹風，提高散熱效率。上述方案的散熱原理如下氣旋加速器( 向上供應風，風由散熱器(7)的固定管 (7. 2)進入，由此在固定管(7. 2)內進行第一次散熱，而後，從固定管(7. 2)另一端出來後的風通過通風管(8)進入設置在散熱器(7)的通孔(7. 1)，由此進行第二次散熱，通孔(7. 1) 的出風口接入空氣增大器(9)的進風口(9. 1)，根據空氣增大器的原理，空氣增大器(9)面向外界自然風的進風口(9. 3)將流入幾倍甚至幾十倍於與通孔(7. 1)的出風口相連的進風口(9. 1)的風量，而後，從兩空氣增大器(9)的進風口(9. 1)進入的風，通過空氣增大器 (9)的出風口(9. 2)面向散熱片(7. 3)吹，由此進行第三次散熱。而由於氣旋加速器O)的風供應通路中增加了空氣濾清器(3)、氣旋灰塵分流器G)，在風從燈柱(1)下端吹向上端之前，空氣濾清器(3)、氣旋灰塵分流器(4)對空氣進行了有效的過濾，以致吹向上端的風乾淨、溼度低，達到了很好的防塵效果。同時，本實用新型採用的氣旋加速器O)為低功耗設備，而且通風效率高，而空氣增大器(9)基於空氣動力學原理，甚至不需要電力供應。本實施例中，氣旋加速器( 選用轉速可調的風扇。本實施例中，空氣濾清器C3)選用過濾微小塵土的纖維式過濾器。本實施例中，灰塵收集器( 包括一個接灰塵的漏鬥(圖中均未示出)和一個收集灰塵的罐子(圖中均未示出)。散熱片(7. 3)上設有溫度傳感器(圖中均未示出)，溫度傳感器連接控制器(圖中均未示出)，控制器連接氣旋加速器( ，當溫度到一定的時候就控制器就啟動氣旋加速器 (2).由於LED燈的PN結會比散熱片(7.3)高大概25度左右，那麼當溫度傳感器檢測到散熱片(7. 3)為40-45度就啟動氣旋加速器⑵比較合理。當散熱片(7. 3)的溫度太高時，控制器加大氣旋加速器O)的轉速，直到把溫度控制穩定。在冬天大雪的北方，散熱片(7.3) 上有積雪，LED點亮之後要過很久雪才能融化，此時控制器不啟動氣旋加速器O)。因此，控制器可以智能的控制氣旋加速器O)，節約能源，而且氣旋加速器(2)的最大功率也才30W， 非常的節約電能。實施例二
6[0054]本實施例中的帶散熱系統的免維護主動式集成塊LED路燈主要是在實施例一的基礎上增加迴路熱管技術，所組成的LED路燈如圖12所示。如圖13至.17所示，該迴路熱管設置有蒸發器(10)、蒸汽段(11)、冷凝器(12)、 回流段(13)和補償室(14)，其中冷凝器(12)作為上述散熱器(7)，LED照明組件(6)設置在蒸發器(10)的下端。冷凝器(1 鑽有兩通孔(7. 4)、(7. 5)，回流段(1 包括兩管路 (13. 1)、(13. 2)，蒸汽段(11)包括兩管路(1，1.1)、(11. 2)，其連接方式如圖17所示。迴路熱管(Loop Heat Pipe, LHP)是由俄羅斯科學家Yu. F. Maidanik教授所實用新型的一種傳熱裝置。它利用蒸發器內的毛細芯產生的毛細力驅動迴路運行，利用工質的蒸發和冷凝來傳遞熱量，因此能夠在小溫差、長距離的情況下傳遞大量的熱量，是一種高效的兩相傳熱裝置。上述迴路熱管的基本工作原理如圖18所示，在蒸發器(10)內部有一組毛細結構 (10. 1) (Wick Structure)，在蒸發器(10)內壁或者毛細結構上有許多蒸汽槽道，毛細結構 (10. 1)本身可以將液態往上吸，使得毛細結構(10. 1)充滿工質液體，而當蒸發器(10)被加熱時，毛細結構(10.1)也被加熱，毛細結構(10. 1)中的液體便會蒸發成氣體，並通過蒸汽槽道沿著蒸汽段(11)到冷凝器(12)，同時帶走了熱量；而在冷凝器(1 中，氣體被冷凝成了液體，釋放出潛熱；而毛細結構(10.1)的毛細力再使液體沿著回流段(1 回流到補償室 (14)，併到達毛細結構(10. 1)。如此形成了一個工質的流動循環和熱量傳遞過程。補償室 (14)的作用主要是啟動的時候容納在蒸汽段(11)和冷凝器(12)的液體，並且在運行時防止液體來不及回流造成蒸發器(10)乾涸。而在蒸發器(10)內部吸熱後，通過其上端的散熱片(7. 3)導出，這裡散熱片(7. 3)也由上述空氣增大器進行吹風。如圖19所示，所述迴路熱管冷凝器(12)與蒸發器(10)之間靠近回流段(13)的一側還設置有泵(16)，泵(16)通過管路(17)連接在冷凝器(1 與蒸發器(10)之間，而在冷凝器(1 與蒸發器(10)之間靠近蒸汽段(11)的一側設置有相應的管路(18)，其中，管路(17)包括兩條細管(17. 1)、(17. 2)，管路(18)也包括兩條細管(18. 1)、(18. 2)，而冷凝器(12)內設置兩通孔(7. 6)、(7. 7)。具體連接方式如圖21所示。所述泵(16)優選可調速的型號。上述具體實施方式
為本實用新型的優選實施例，並不能對本實用新型進行限定， 其他的任何未背離本實用新型的技術方案而所做的改變或其它等效的置換方式，都包含在本實用新型的保護範圍之內。
權利要求1.帶散熱系統的免維護主動式集成塊LED路燈，包括空心的燈柱，其特徵在於所述燈柱下端設有氣旋加速器、空氣濾清器、氣旋灰塵分流器和灰塵收集器，氣旋加速器、空氣濾清器和氣旋灰塵分流器從上到下依次排列，氣旋灰塵分流器的進氣口連接外部空氣，空氣通過氣旋灰塵分流器的旋轉通道之後，大顆粒灰塵通過旋轉的加速度沉澱到灰塵收集器， 然後乾淨空氣進入氣旋灰塵分流器的中間通道通往空氣濾清器、氣旋加速器；燈柱上端設置有LED照明組件和迴路熱管，該迴路熱管設置有蒸發器、蒸汽段、冷凝器、回流段和補償室，LED照明組件設置在蒸發器的下端，冷凝器設置有通孔，冷凝器上面設置有固定管和散熱片，燈柱上端與所述固定管固定連接，燈柱內由下端氣旋加速器供應的風由燈柱上端內孔進入與之連接的固定管內後，通過設置在固定管另一端的通風管進入所述通孔，再由通孔的另一端進入一空氣增大器的進風口，空氣增大器的出風口對準所述散熱片吹風。
2.根據權利要求1所述的帶散熱系統的免維護主動式集成塊LED路燈，其特徵在於 所述冷凝器、散熱片和固定管為一體化結構。
3.根據權利要求1所述的帶散熱系統的免維護主動式集成塊LED路燈，其特徵在於 所述空氣增大器的出風口做成與冷凝器上端的散熱片形成的形狀對應的形狀。
4.根據權利要求3所述的帶散熱系統的免維護主動式集成塊LED路燈，其特徵在於 所述迴路熱管冷凝器與蒸發器之間靠近回流段的一側還設置有泵，泵通過管路連接在冷凝器與蒸發器之間，而在冷凝器與蒸發器之間靠近蒸汽段的一側設置有相應的管路，而在冷凝器內設置有通孔連通上述兩管路。
5.根據權利要求1所述的帶散熱系統的免維護主動式集成塊LED路燈，特徵在於所述空氣濾清器為過濾微小塵土的纖維式過濾器。
6.根據權利要求1至5任一項所述的帶散熱系統的免維護主動式集成塊LED路燈，特徵在於，還包括用於根據溫度傳感器傳來的散熱片溫度調節氣旋加速器的供風速度的控制器；所述溫度傳感器設置在散熱片上，並與控制器信號連接。
專利摘要本實用新型公開了散熱效果好、基本無灰塵的帶散熱系統的免維護主動式集成塊LED路燈，空心的燈柱下端設有氣旋加速器、空氣濾清器、氣旋灰塵分流器和灰塵收集器，氣旋灰塵分流器的進氣口連接外部空氣，空氣通過氣旋灰塵分流器的旋轉通道後，大顆粒灰塵通過旋轉的加速度沉澱到灰塵收集器，然後乾淨空氣進入氣旋灰塵分流器的中間通道通往空氣濾清器、氣旋加速器；燈柱上端的LED照明組件上設有散熱器，散熱器鑽有通孔，散熱器上面設有固定管和散熱片，燈柱內由下端氣旋加速器供應的風由燈柱上端內孔進入與之連接的固定管內後，通過設置在固定管另一端的通風管進入通孔，再由通孔的另一端進入一空氣增大器的進風口，空氣增大器的出風口對準所述散熱片吹風。本實用新型散熱效果好、基本無灰塵。
文檔編號F21S8/08GK202132827SQ20102060094
公開日2012年2月1日 申請日期2010年11月10日 優先權日2010年11月10日
發明者蘇睿 申請人:惠州市雷盾光電照明有限公司