CN101666450A - 新型led路灯 - Google Patents

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陈凯
傅少钦
章子奇
赵雅杰
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Abstract

本发明提出一种新型LED路灯，包括灯壳、电源模块以及多个LED模块。电源模块和LED模块均卡嵌在灯壳中，LED模块与电源模块相连，且各个LED模块之间均设置有散热间隙。并且，灯壳又可以分为上灯壳以及下灯壳，上灯壳和下灯壳一端通过转动铰链相连，另一端通过可活动的压杆卡合在一起。本发明的新型LED路灯具有散热性能好、拆装方便、维护成本低、照明效果好的优点。

Description

新型LED路灯
技术领域
本发明涉及LED照明技术领域，尤其涉及拆卸方便、散热效果好的一种新型LED路灯。
背景技术
目前随着节能减排的发展趋势，LED(Light Emitting Diode，发光二极管)以其节能环保、发光效率高、寿命长等特点，得到越来越广泛的应用，由于其工作时产生的热量较少，发光效率较高，被视为冷光源，大有取代传统白炽灯、荧光灯的趋势。然而，LED在实际使用时，也会产生一定的热量，LED正常工作时的结温应小于80℃，如果结温升高，LED的寿命会显著缩短，对于应用在路灯上的大功率LED而言，此种情况更为严重，因此LED在使用中的散热问题已经成为相关技术人员主要研究的方向之一。
目前的LED路灯的结构一般是由路灯外壳、电源、光源模块、散热器、灯罩等部分组成，其中光源模块又包括电路板、LED光源、配光透镜。
现有的LED路灯，LED颗粒通常装在一个模块内，或者是是将光源模块和驱动电路模块整合在一个密闭的灯壳里面。由于LED工作时发热很大，而这种单一模块的方案使热量难以散发，过于集中，特别是模块的中央区域的热量，更高，非常不利于散热；同时光源发出的热量往往会影响同一壳体内的驱动电路的工作温度，相当于人为的让电源工作在相对温度较高的环境当中，使电源模块寿命减少，同时也不利于电源的维护。
为了提高散热片的散热效果，业者对散热片的结构进行改进，如中国专利申请号200720002219.0，名称为“带散热装置的发光二极管”的实用新型所揭示，请参见图9，若干组LED管94设置在电路板95上，并与其电性连接；散热片91包括一基板92和数个鳍片93，鳍片93并列形成在基板92的反面，而电路板95设置在基板92的正面，并与基板92紧密接触；在使用时，LED管94发光产生的热量经由电路板95传导至散热片91，再由散热片91散发到空气中，由于基板92上多个鳍片93的设置，增大了散热片91的表面积，也增大了与外界进行热交换的面积，提高了散热片91的散热效果。另一方面，并列设置的鳍片93之间形成气流通道，有助于空气流通，增强鳍片93与外界之间的热交换，提高散热片91的散热效果。
但是，采用上述带有散热片结构的LED路灯仍然存在着一些问题：
整个灯采用一个整块的LED模块和一个散热器的单一组合，一旦模组发生故障，需要整体拆下来维修，且相对来说整合的一整块模组越大，中央区域的散热越难。且鳍片直接暴露，非常容易积灰尘，影响散热效果。
发明内容
本发明的目的是提供一种新型LED路灯，以解决现有的LED路灯拆卸不便、维修成本高、散热效果差的问题。
本发明提出一种新型LED路灯，包括灯壳、电源模块以及多个LED模块。电源模块和LED模块均设置在灯壳中，各LED模块用防水接头与电源模块相连，并单独做好防水，且LED模块之间均设置有间隙。
依照本发明较佳实施例所述的新型LED路灯，灯壳内部的上下两侧分别设置有加强筋，加强筋上开设有多个卡槽，LED模块上设置有插片，并通过将该插片卡嵌在该卡槽中使LED模块固定在灯壳内部，且卡槽之间保持一段距离，以形成LED模块之间的间隙。
依照本发明较佳实施例所述的新型LED路灯，灯壳分为上灯壳以及下灯壳，上灯壳和下灯壳一端通过转动铰链相连，另一端通过可活动的压杆卡合在一起。
依照本发明较佳实施例所述的新型LED路灯，下灯壳上与转动铰链相对应的的另一端设置有压杆铰链和压杆扣件，压杆上设置有凸出部分，压杆通过压杆铰链与该下灯壳相连，并利用可卡紧上灯壳边缘的该凸出部分以及可卡扣该压杆的该压杆扣件，将该上灯壳和该下灯壳合紧在一起。
依照本发明较佳实施例所述的新型LED路灯，上灯壳开设有多个通风孔，通风孔的位置与LED模块的位置相对应。
依照本发明较佳实施例所述的新型LED路灯，下灯壳中还设置有连接件，并配合连接件扣件将新型LED路灯固定在灯杆上。
依照本发明较佳实施例所述的新型LED路灯，每个LED模块又包括PCB电路板、多个LED颗粒以及灯罩，每个LED颗粒外罩一个配光透镜，该LED颗粒焊接在该PCB电路板上，该灯罩将LED颗粒和配光透镜密封在一个空间内，做到防尘、防水，灯罩为一个简单的平面罩，或者灯罩由不同曲面组成，且该灯罩四边为柱面或抛物面，四个柱面或抛物面之间以球面或椭球面相衔接，LED颗粒最大光强方向与灯罩曲面垂直。
依照本发明较佳实施例所述的新型LED路灯，每个LED模块也可包括：一PCB电路板、多个LED颗粒组以及该多个LED颗粒组外罩的一个配光透镜组，配光透镜组里每个配光透镜对应该LED颗粒组里每个LED颗粒，该配光透镜组可为压铸一体成型，且可直接外露空气中。即为了减少光能损失，将配光透镜组和灯罩合二为一，多个LED颗粒合用一个透镜组。单个LED模块做到防尘、防水。
依照本发明较佳实施例所述的新型LED路灯，每个LED模块还包括反光罩，其固定在PCB电路板上，且该反光罩设置有多个通孔，该通孔的数量以及形状尺寸与该LED颗粒相对应。
依照本发明较佳实施例所述的新型LED路灯，每个LED模块还包括散热器，其设置在PCB电路板的背面。
依照本发明较佳实施例所述的新型LED路灯，灯壳下侧设置有若干个排水孔。
相对于现有技术，本发明的有益效果是：
1、本发明的新型LED路灯设置有多个独立的LED模块，且各个LED模块之间设置有充分的散热间隙，能够将路灯中积聚的能量快速地散发出去，提高了路灯的散热效果，也延长路灯的使用寿命。
2、本发明内部的LED模块和电源模块均以卡嵌的方式固定在路灯中，以及上下灯壳是通过转动铰链和压杆固定的方式结合在一起的，因此在维修保养时不存在拧螺丝等繁琐工序，降低了安装拆卸的难度，也节约了维修时的人力成本。
3、本发明的LED模块可以各自独立工作，可以根据道路的具体情况而安装不同数量的LED模块，并且即使其中一个损坏，也不会影响到路灯的整体工作，而在维修时只需更换损坏部分，而不用对整体进行维修，可以大大地节约维修成本。
4、本发明LED模块的灯罩设置成柱面和球面相结合的结构，可以尽可能多的减小光线在灯罩表面的入射角度，并配合反光罩的作用，可以大大减小光能量的损失，使新型LED路灯具有很好的照明效果。
当然，实施本发明的任一产品必不一定需要同时达到以上所述的所有优点。
附图说明
图1为本发明单个LED模块的一种实施例立体示意图；
图2为图1中LED模块的爆炸示意图；
图3为本发明电源模块的一种实施例立体示意图；
图4为本发明一种下灯壳的实施例示意图；
图5为本发明一种上灯壳的实施例示意图；
图6为上下灯壳通过转动铰链连接的局部示意图；
图7为上下灯壳通过压杆固定的局部示意图；
图8为本发明新型LED路灯的一种整体装配爆炸示意图；
图9为中国专利申请号200720002219.0的实用新型的一种带散热装置的发光二极管的实施例结构图；
图10为本发明带配光透镜组的LED路灯的实施例示意图。
具体实施方式
本发明的新型LED路灯，其主要是由灯壳、电源模块以及多个独立的LED模块组成，LED模块安装在灯壳中，而LED模块之间存在着一定间隙，从而可以将路灯中积聚的热量从间隙中快速地散发出去，很好地解决了LED路灯的散热问题。
以下通过一种较佳的新型LED路灯的实施例结构来具体说明本发明，首先介绍该新型LED路灯的各个组成部分，请参见图1和图2，其分别为单个LED模块的立体示意图和爆炸示意图。
此LED模块包括灯罩11，插片12，散热器13，PCB电路板21，反光罩22和LED颗粒23。单个LED模块在组装时，先在PCB电路板21上焊接好LED颗粒23，再使用螺钉固定在散热器13上，接着将反光罩22配合LED颗粒23位置用螺钉固定在PCB电路板21上，然后将灯罩11用螺钉固定在散热器13底座上。最后在散热器13侧面安装插片12，用以将整个LED模块卡接到路灯灯壳上。
散热器13可以使用传统的背面带鳍片的散热器，其与灯罩11之间可以使用防水垫圈来防水。PCB电路板21上的开孔应避开LED颗粒23，其背面可涂导热硅脂增加导热效果。
反光罩22使用塑料镀铝制作，表面光亮，具有良好的反射性，可以在表面涂、喷或镀一层高反射率材料，增强反射效果。反光罩22上对应LED颗粒23位置开孔。其中间部分为平面，四周部分为柱面，四个柱面之间以球面相衔接。从LED颗粒23出射的角度太大的光线以及灯罩11表面反射回来的光线会经反光罩22的曲面部分或平面部分反射，再经灯罩11透射到路面上。反光罩22的高度、平面部分大小及曲面部分的曲率都根据LED颗粒23的排布和出光角度设计，从而既不影响路灯的配光，又能提高光能利用率。根据LED颗粒排布和出光角度不同，反光罩22的高度可以为10～50mm。反光罩22的曲面部分面型不局限于柱面和球面，也可以是椭球面、抛物面等二次曲面，甚至其它更复杂的曲面。
灯罩11是使用亚克力塑料或者玻璃等透光性好的材料制作。灯罩11上打沉头孔用以安装固定。灯罩11上预留线路孔24，用于排布电源线，线路孔24部分可以使用橡胶圈或者胶水来密封防水。
灯罩11可以是一个简单的平面罩，或者也可以由不同曲面组成。根据菲涅尔定律，光线从空气入射到透光介质表面时，入射角(光线与介质表面法线的夹角)越大，则光能量的透过率越小，反射损耗越大。传统的平板灯罩透光介质表面为平面，从LED颗粒以较大角度出射的光线将以相同的大角度入射到灯罩表面，这样会因为灯罩表面的反射而造成很大的光能损失。尤其在路长方向上，为了使路面照度达到较高的均匀度，光强最大角往往在50°～70°之间，这部分的反射损失更大。由于LED颗粒23发出的光大致以颗粒位置为中心向外发散，因此本实施例的灯罩11根据LED颗粒23的出光角度做了特殊设计，灯罩11四边为柱面，四个柱面之间以球面相衔接，柱面和球面的中心大致与LED颗粒23位置重合，LED颗粒最大光强方向与灯罩曲面垂直。本实施例的灯罩11可以使更多的光线以小角度入射到灯罩11表面，从而减小介质表面反射引起的光能损失。根据LED颗粒23排布形式不同，柱面和球面的半径可以为20～150mm。灯罩11曲面也不局限于柱面和球面，可以是椭球面、抛物面等二次曲面，甚至其它更复杂的曲面。其目的在于尽可能多的减小光线在灯罩11表面的入射角度，减小反射损失。为减小反射损失和材料吸收损耗，灯罩11宜用折射率低、光吸收系数小的材料制作。
请参见图10，为了减少光能损失，本发明设计了一种透镜和灯罩合二为一的方案，多个LED颗粒合用一个配光透镜组。本方案的LED模块包括插片12，散热器13，PCB电路板21，反光罩22和LED颗粒23，防水垫圈101，防水垫圈103，配光透镜组102，支架104，单个LED模块在组装时，先在PCB电路板21上焊接好LED颗粒23，再使用螺钉固定在散热器13上，接着将反光罩22配合LED颗粒23位置用螺钉固定在PCB电路板21上，然后将配光透镜组102，通过支架104和防水垫圈101及防水垫圈103紧密的与PCB电路板21连接，支架104通过用螺钉固定在散热器13底座上。最后在散热器13侧面安装插片12，用以将整个LED模块卡接到路灯灯壳上。在实际应用中，此方案中的反光罩22也可以不用。
插片12的作用是将LED模块固定到灯壳中，本实施例的插片12设置成“2”字形状，制作为该形状可以更好的调整整个LED模块在垂直方向上的位置，避免最后安装灯壳后灯壳遮挡光源。插片12上开设有通孔14，通过通孔14由螺钉将插片12安装在散热器13上。
请参见图3，其为本发明一种电源模块的实施例示意图。本实施例的电源模块31尺寸大小与LED模块的尺寸相同，其包括电源盒32以及插片12，电源的电子元器件部分放置在电源盒32中，同样在电源盒32侧面安装插片12后将整个电源模块31安装在路灯灯壳中。本实施例的电源模块31会分别为独立的各个LED模块提供恒流电源，因此即使某一个LED模块因损坏而无法照明，也不会影响到路灯整体的工作。
为便于拆装，本发明的灯壳可以分为上灯壳以及下灯壳，并且，本发明提出了一种拆装极为简便的灯壳，其上灯壳和下灯壳一端通过转动铰链相连，另一端通过可活动的压杆卡合在一起。请参见图4，其为一种下灯壳的实施例示意图。此下灯壳41使用高强度的材料铸造成型，其两侧设置有加强筋45，用以提高灯壳的结构强度，保证路灯的安全性。加强筋45上开设有多个卡槽42，用于卡接LED模块上的插片12。卡槽42之间保持一定距离，保证LED模块安装后各个模块之间有一定间隙，用来透气，并起到上下空气对流散热作用。
下灯壳41后面设置有连接件44，通过连接件44与灯杆进行连接。连接件44部分与下灯壳41一起铸造而成。连接件44上设置有开螺纹孔49，用于和连接件扣件配套连接。下灯壳41的底面设置有多个排水孔46，可以有效地避免下雨时路灯内积水。
下灯壳41一端通过焊接方式设置有下灯壳铰链43，另一端也通过焊接方式设置有压杆铰链47和压杆扣件48。下灯壳铰链43用于连接上下两个灯壳，并使两部分灯壳可以自由转动开阖。压杆铰链47、压杆扣件48，用于安装和卡扣压杆，并通过压杆来卡扣上灯壳。
请参见图5，其为一种上灯壳的实施例示意图。此上灯壳51使用硬塑料注塑制作。其上表面开设有多个通风孔53，其位置与LED模块的位置相对应，可以提高路灯的散热效果。上灯壳51的前沿处注塑成型时一并制作有上灯壳铰链52，配合下灯壳铰链43组成转动铰链，并起到连接上下灯壳的作用。本实施例的上灯壳51上还通过注塑制作有加强筋54、连接件外罩55。加强筋54除了起到加强上灯壳51强度的作用外，还起到从上面压紧插片12的作用，避免在运输过程中插片12从卡槽42中脱出。连接件外罩55用于罩住上灯壳41的连接件44部分，避免下雨时雨水直接淋到连接件44部分，导致连接用的螺栓锈蚀。连接件外罩55上还设置有灯杆预留孔56，用于容纳灯杆。
请参见图6和图7，其分别为上下灯壳两端通过铰链连接以及压杆固定的局部示意图。上灯壳51和下灯壳41的一端通过转动铰链连接，并可以自由开阖(图6所示)。而另一端的固定需要借助一根压杆71来完成，该压杆71弯折成一定角度以便于转动，且压杆71上设置有一个凸出部分，用来卡紧上灯壳51的边缘。上灯壳51通过转动铰链合在下灯壳41上面之后，设置在压杆铰链47中的压杆71转动，使压杆71上的凸起部分扣紧上灯壳51的边缘，而压杆71的另一端卡到压杆扣件48下面。以此通过弹性形变将上灯壳51卡紧。当拆卸时只需将压杆71从压杆扣件48下面取出即可(图7所示)。
新型LED路灯整体安装时，请参见图8，首先将路灯灯杆与连接件44部分通过螺栓螺纹连接固定，再将已经安装完成的多个LED模块和电源模块31分别安装到下灯壳41上。然后将上灯壳51盖在下灯壳41之上，用压杆71将上灯壳51扣紧。其中，LED模块以及电源模块31是通过插片12卡接到下灯壳41上的卡槽42中，同时上灯壳51的加强筋54压紧插片12，避免模块脱出。而在新型LED路灯维修时，只需要将损坏的LED模块从卡槽42中拔出就可完成修理，而不会影响其它LED模块的正常工作，因此本实施例这样安装固定的LED模块非常便于安装拆卸，可以降低维护成本。并且，由于卡槽42之间有一定距离，使LED模块之间存在一个间隙，再加上上灯壳51背后的通风孔53，可以加强空气对流，大大提高散热效果。
本发明的新型LED路灯设置有多个独立的LED模块，且LED模块之间设置有一定间隙，可以提高路灯的散热效果，延长路灯的使用寿命。并且，新型LED路灯内部的LED模块和电源模块均以卡嵌的方式固定在路灯中，以及上下灯壳是通过转动铰链和压杆固定的方式结合在一起的，因此在维修保养时不存在拧螺丝等繁琐工序，降低了安装拆卸的难度，也节约了维修时的人力成本。
以上公开的仅为本发明的较佳实施例方式，但本发明并非局限于此，任何本领域的技术人员能思之的变化，都应落在本发明的保护范围内。

Claims (10)

1、一种新型LED路灯，包括一灯壳、一电源模块(31)，该电源模块(31)设置在该灯壳中，其特征在于，该新型LED路灯还包括多个LED模块，其设置在该灯壳中，各LED模块用防水接头与该电源模块(31)相连，且LED模块之间均设置有间隙。
2、如权利要求1所述的新型LED路灯，其特征在于，该灯壳内部的上下两侧分别设置有加强筋，该加强筋上开设有多个卡槽(42)，该LED模块上设置有插片(12)，并通过将该插片(12)卡嵌在该卡槽(42)中使该LED模块固定在该灯壳内部，且卡槽(42)之间保持一段距离，以形成LED模块之间的间隙。
3、如权利要求1所述的新型LED路灯，其特征在于，该灯壳分为上灯壳(51)以及下灯壳(41)，该上灯壳(51)和该下灯壳(41)一端通过转动铰链相连，另一端通过可活动的一压杆(71)卡合在一起。
4、如权利要求3所述的新型LED路灯，其特征在于，该下灯壳(41)上与该转动铰链相对应的另一端设置有压杆铰链(47)和压杆扣件(48)，该压杆(71)上设置有凸出部分，该压杆(71)通过压杆铰链(47)与该下灯壳(41)相连，并利用可卡紧上灯壳(51)边缘的该凸出部分以及可卡扣该压杆(71)的该压杆扣件(48)，将该上灯壳(51)和该下灯壳(41)合紧在一起。
5、如权利要求3所述的新型LED路灯，其特征在于，该上灯壳(51)开设有多个通风孔(53)，该通风孔(53)的位置与该LED模块的位置相对应，该下灯壳(41)中还设置有一连接件(44)，并配合一连接件扣件将该新型LED路灯固定在灯杆上。
6、如权利要求1所述的新型LED路灯，其特征在于，每个LED模块包括：一PCB电路板(21)、多个LED颗粒(23)以及一灯罩(11)，每个LED颗粒(23)外罩一个配光透镜，每个LED模块的PCB电路板(21)上焊接有LED颗粒(23)，该灯罩(11)将LED颗粒(23)和配光透镜密封在一个空间内，灯罩(11)为一个简单的平面罩，或者灯罩(11)由不同曲面组成，且该灯罩(11)四边为柱面或抛物面，四个柱面或抛物面之间以球面或椭球面相衔接，LED颗粒最大光强方向与灯罩(11)曲面垂直。
7、如权利要求1所述的新型LED路灯，其特征在于，每个LED模块包括：一PCB电路板(21)、多个LED颗粒组以及该多个LED颗粒组外罩的一个配光透镜组102，该配光透镜组102里每个配光透镜对应该LED颗粒组里每个LED颗粒，该配光透镜组102为压铸一体成型，且直接外露空气中。
8、如权利要求6或7所述的新型LED路灯，其特征在于，每个LED模块还包括一反光罩(22)，其固定在该PCB电路板(21)上，且该反光罩(22)设置有多个通孔，该通孔的数量以及形状尺寸与该LED颗粒相对应。
9、如权利要求6或7所述的新型LED路灯，其特征在于，每个LED模块还包括一散热器(13)，其设置在该PCB电路板(21)的背面。
10、如权利要求1所述的新型LED路灯，其特征在于，该灯壳下侧设置有若干个排水孔(46)。
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