CN101839421B - 具有led光源模块的封闭式户外照明灯具 - Google Patents

Abstract

具有LED光源模块的封闭式户外照明灯具，包括由灯壳和透光灯罩组合成的密封中空壳体、以及设置在密封中空壳体内的反光罩和LED光源模块，在反光罩与透光灯罩之间、灯壳与反光罩之间构成相对独立的内、外腔室，反光罩上开设有安装孔和若干气孔，气孔构成连通内、外腔室的气流通道；在密封中空壳体内充填惰性气体或干燥空气、并形成壳体内部压力高于壳体外界压力的状态，或在密封中空壳体内部形成真空负压状态，可避免LED光源的荧光粉、硅胶接触湿气和外界空气中的有害化学物质，而造成材质劣化。采用内部空气强制循环散热，散热效果好，可有效地降低LED光源模块和电源供应器温度。

Description

具有LED光源模块的封闭式户外照明灯具

技术领域

本发明涉及一种具有LED光源模块的封闭式户外照明灯具。

背景技术

封闭式LED户外照明灯具由灯具壳体、光源模块、以及电源供应器构成。目前已经知道，现有的封闭式LED户外照明灯具存在诸多不足和需要改进之处。在LED光源模块应用方面，包括散热效果的提高、光学照明性能的改进、与传统灯壳适配和快速组装要求等。

在现有技术中，LED光源的散热通常采用以下几种方式：其一，将LED光源与金属散热部件(如金属散热基板、金属热沉)结合，利用金属散热部件的热传导与热辐射作用，通过外界较低温度空气热交换达到降低金属散热部件温度效果，确保LED光源的寿命。其二，在使用传统灯壳结构的LED户外照明灯具，LED光源采用风扇强制对流方式散热，利用风扇抽取灯壳外较低温度的空气与灯壳内较高温度的空气进行热交换，并经过灯壳外表面散热降低灯壳内空气温度，从而LED元件温度，确保LED光源的寿命。

上述LED光源的散热方式，其不足之处是：采用金属散热部件散热，必须使用相当重量的金属材料，增加灯具成本；利用灯壳内、外空气强制对流散热，极易因引入外部空气的不洁造成LED光源和电源供应器表面污染及热阻提高，特别是当空气带有湿气和有害化学物质，会造成造成荧光粉、硅胶材质劣化，不利于LED光源和电源供应器的长期使用。

在电源供应器应用方面，现有的封闭式户外照明灯具中，通常将电源供应器设置在灯具本体内、并且与LED光源模块分开布置，通过电源供应器外壳散热，经灯具本体内部空气自然对流或采用风扇强制对流的方式将热传至灯壳，与外界较低温度空气进行热交换，降低电源供应器工作产生的热量。

上述电源供应器的设置存在以下不足：电源供应器设置在灯具本体内，通过空气自然对流散热速度慢，不利于电源供应器散热，影响起工作寿命；采用风扇强制对流方式散热，则需额外增加一个风扇，增加成本和能耗。

发明内容

本发明的目的是克服现有技术的不足，提供一种具有LED光源模块的封闭式户外照明灯具。

本发明提供的具有LED光源模块的封闭式户外照明灯具，包括

由灯壳和透光灯罩组合成的密封中空壳体、以及设置在密封中空壳体内的反光罩和LED光源模块，在反光罩与透光灯罩之间、灯壳与反光罩之间构成相对独立的内、外腔室，所述反光罩上开设有安装孔和若干气孔，所述气孔构成连通所述内、外腔室的气流通道；以及

所述密封中空壳体内充填有惰性气体或干燥空气、并形成壳体内部压力高于壳体外界压力的状态，或所述密封中空壳体内部形成真空负压状态。

优先的，所述LED光源模块穿过所述反光罩的安装孔固定，且使具有LED发光元件的部分位于所述内腔室中、出风口位于所述外腔室中。

优先的，所述LED光源模块包括：

架体，大致呈筒状体，其上开设有过风口和出风口，其内部形成连通过风口和出风口的中空散热通道；

金属散热基板，呈圆弧形状安装在所述架体开设过风口的外壁处，该金属散热基板表面具有若干通孔；

若干LED发光元件，安装在所述金属散热基板上且分布在所述通孔间隔处；

风扇，固定安装在所述架体出风口处。

优先的，包括内置于所述LED光源模块的电源供应器，所述电源供应器设置在所述架体的散热通道内，且分别与所述LED发光元件、风扇电连接。

本发明技术方案具有以下有益效果：

灯具壳体密封并且内部充填压力惰性气体或干燥空气，或处于真空状态，可避免LED光源的荧光粉、硅胶接触湿气和外界空气中的有害化学物质，而造成材质劣化，藉此得以延长LED光源的寿命；

采用风扇强制对流，使空气在灯具壳体内、外腔室流动并穿梭于金属散热基板的网孔，形成强制内循环散热，产生良好的循环散热效果，可有效地降低LED光源模块的散热和电源供应器温度；

采用内部空气循环流动散热，能避免引入外部空气的不洁造成热阻提高，延长电源供应器和LED光源模块的寿命；

将电源供应器与LED光源模块组合，可减少风扇数量，提高节能效果同时也有利于充分利用灯具内部空间，减小灯具体积和重量，降低制造成本，并可因减小灯具体积降低风阻而降低灯杆的造价。

LED光源模块结构和光学处理的独特设计，有利于提高灯具的光照度及均匀度，能充分满足户外照明特别是道路照明的要求；

LED光源模块可简便地组装于传统的封闭式户外灯具的灯壳中，广泛适用于户外照明灯具。

附图说明

下面结合附图对本发明作进一步详细说明。

图1是本发明提供的采用内置电源供应器的LED光源模块的封闭式户外照明灯具的结构示意图。

图2是图1中的灯具本体结构示意图。

图3是本发明提供的内置电源供应器的LED光源模块的立体示意图。

图4是本发明提供的内置电源供应器的LED光源模块的构件分解图。

图5a是图4中架体的盖体的另一种结构示意图。

图5b是图5a中盖体前部分的另一种结构示意图。

图5c是图5a中盖体前部分的再一种结构示意图。

图6是本发明提供的内置电源供应器的LED光源模块中风扇另一种安装方式示意图。

图7是本发明提供的内置电源供应器的LED光源模块的LED光源组件的结构示意图。

图8是图7中的安装LED发光元件的LED支架的立体示意图。

图9是本发明提供的内置电源供应器的LED光源模块的另一种结构示意图。

具体实施方式

一种封闭式户外照明LED灯具，包括密封中空壳体、设置在壳体内的反光罩、LED光源模块和电源供应器。密封中空壳体内充填有惰性气体或干燥空气、并形成壳体内部压力高于壳体外界压力的状态，或密封中空壳体内部形成真空负压状态。

参照图1和图2。密封中空壳体，由具有开口部110的灯壳11、以及封盖在灯壳开口部110的透光灯罩13构成。反光罩12，设置在壳体内部且位于灯壳开口部110上方，并且在灯壳11与反光罩12之间、反光罩12与透光灯罩13之间构成相对独立的外腔室14、内腔体15。反光罩12开设有光源安装孔121和若干气孔122。气孔122的布置以不妨碍反光罩12反光功能为原则，孔洞数量、面积及位置依排风量计算决定。所述气孔122构成外腔室14、内腔体15间的气流通道。这种灯体结构是公知的，在此不再作详细描述。

参照图1、图3、图4，LED光源模块包括架体2、LED光源组件3、风扇4、电源供应器7。下面结合附图对光源模块的结构进行详解。

架体2，是由盖体21和底座22组合而成的中空筒状体。盖体21采用金属材料或非金属材料制成，底座22采用绝缘耐热材料制成。在底座22上开设过风口23，盖体21上开设出风口25，在中空筒状体内形成连通过风口23和出风口25的散热通道20。优选的，底座22为一横截面呈半圆弧形的半筒体，半筒体的两端设有垂直端壁，底座22前部的弧形底壁具有面积与金属基板面积相当的安装部，该安装部开设若干过风口23，过风口23沿底座半筒体长度方向间隔设置、且由若干弧形条24分隔。盖体21呈与底座22相配合的横截面呈半圆弧形的半筒体且两端设有垂直端壁，盖体21后端部顶面开设出风口25。盖体21与底座22组合后构成一个两端封闭的中空筒状体，该筒状体后部形成可穿过反光罩12的光源安装孔121的安装部。该筒状体内部设形成一条连通过风口23与出风口25的散热通道20。

为了便于装配，盖体21可以设计为如图5a中所示结构，由独立的前、后部分211、212组成，出风口25开设于后部分212的顶面上。但不局限于此，盖体前部分211可以根据具体需要设计为如图5b中所示的平板状，或如图5c中所示的斜面状。

风扇4，装设在位于架体散热通道10内的容置槽41中、并且夹装在固定盖体21与底座22之间。但不局限于此，也可如图6中所示，通过连接件锁固在盖体的出风口25端口上。当然，风扇也可采用风泵替代。

电源供应器7，优先的是内置于LED光源模块架体的散热通道10内，可采用不同安装形式和位置，以不妨碍LED光源组件3散热为原则。但不局限于此，将电源供应器7与LED光源模块分开设置也是可以的。

参照图7，LED光源组件3包括金属散热基板31和安装在该基板31上且电气连接的若干LED发光元件32。金属散热基板31可采用如铝、铜等高导热金属制成的柔性薄片，在基板31上均布若干通孔311。金属散热基板31通过插扣或紧固元件固定在底座22前部的弧形底壁安装面上、并覆盖在过风口23上，同时利用上述底座的弧形条24进行定型定位，基板弯曲半径优选为10mm～100mm。LED发光元件32的安装可采用如图8所示的结构形式：采用多条的LED支架33，每条LED支架分别装置有若干颗热电分离型LED发光元件32，LED支架33采用焊接或胶合方式固定在在光源基板31上，并且将LED支架33上的LED发光元与基板31上的通孔311错开布置。LED支架33也可以贴片式或插件式焊接在金属散热基板31上。金属散热基板31的正面、反面、侧面肉厚部份均形成散热层，以确保快速排除LED发光元件32发出的热量。当然，LED发光元件32的安装不局限于图8所示的结构形式，还可将LED发光元件32直接模内射出成型在该金属基板31上。另外，还可在基板的背面覆设金属散热层或合金散热层，以增强散热效果。

进一步的，还可在架体散热通道10内安装散热器、热管或半导体制冷片来实现更好的散热效果。

进一步的，LED光源模块可包括灯头5、灯座6。灯头5装设在架体2的后端壁上，该灯头5设置有与所述电源供应器7电连接的电连接端子。灯座6具有可容置灯头5和架体2后端部的容置腔，且灯座6上对应开设与盖体出风口25相贯通的开口61。通过灯座6可与外部电源构成电连接。当然，LED光源模块也可不设置灯头、灯座，而是采用如图9的结构，直接从LED光源模块引出接线端子与外电源电连接。

参照图1并结合图4，封闭式户外照明灯具的装配方式是：将LED光源组件3、风扇4、灯头5装置在由盖体21、底座22组成的架体2上，再将架体2穿置在反光罩12的安装孔121中，并确保安装后架体2后端部的出风口25置于外腔室14、LED光源组件3部分位于反光罩12与透光灯罩13之间的内腔室15。再将灯座6套设在架体2后端部，并利用锁固件将灯座6、架体2、反光罩12固定在一起，然后从灯壳开口部110置入灯壳11，最后将透光灯罩13封盖在灯壳开口部110并构成密封结构。接着，将密封中空壳体内的空气抽出后充填压力惰性气体或干燥空气、并形成壳体内部压力高于壳体外界压力的状态，或抽出密封中空壳体内部空气形成真空负压状态。装配完成后，通过灯头5两电极端、灯座6接通市政电源，灯具就可正常工作。灯具工作时，LED发光元件32通过透光灯罩13无遮挡直接出光，达到百分百发光照度及均匀度效果。

封闭式户外照明灯具的散热原理如下：当风扇4在架体2的出风口25端口强制抽取散热通道20内的空气，此时外腔室14中的空气经反光罩12的气孔122进入到内腔室15，并充满整个内腔室15，冷却安装在架体2上的金属基板31，同时内腔室15的空气穿透金属基板31上的通孔311经过风口23进入架体2内的散热通道20，全面冷却散发金属基板31正面、侧面、背面上的热量，散热通道20内的热空气在负压作用下经出风口25排到，直接吹向灯壳11与外界较低温空气进行充分热交换，实现降温。如此循环流动，可将LED发光元件313产生的热量经金属基板31快速彻底散发排除，达全方位立体散热的优异效果。

以上所述，仅为本发明较佳实施例而已，故不能以此限定本发明实施的范围，即依本发明申请专利范围及说明书内容所作的等效变化与修饰，皆应仍属本发明专利涵盖的范围内。

Claims (8)

1.具有LED光源模块的封闭式户外照明灯具，包括由灯壳和透光灯罩组合成的密封中空壳体、以及设置在密封中空壳体内的反光罩和LED光源模块，在反光罩与透光灯罩之间、灯壳与反光罩之间构成相对独立的内、外腔室，所述反光罩上开设有安装孔和若干气孔，所述气孔构成连通所述内、外腔室的气流通道；其特征是：

所述密封中空壳体内充填有惰性气体或干燥空气、并形成壳体内部压力高于壳体外界压力的状态；

所述LED光源模块包括

架体，大致呈筒状体，其上开设有过风口和出风口，其内部形成连通过风口和出风口的中空散热通道；

金属散热基板，呈圆弧形状安装在所述架体开设过风口的外壁处，该金属散热基板表面具有若干通孔；

若干LED发光元件，安装在所述金属散热基板上且分布在所述通孔间隔处；

风扇，固定安装在所述架体出风口处。

2.根据权利要求1所述的具有LED光源模块的封闭式户外照明灯具，其特征是：所述LED光源模块穿过所述反光罩的安装孔固定，且使具有LED发光元件的部分位于所述内腔室中、出风口位于所述外腔室中。

3.根据权利要求1或2所述的具有LED光源模块的封闭式户外照明灯具，其特征是：还包括内置于所述LED光源模块的电源供应器，所述电源供应器设置在所述架体的散热通道内，且分别与所述LED发光元件、风扇电连接。

4.根据权利要求1或2所述的具有LED光源模块的封闭式户外照明灯 具，其特征是：所述架体是由盖体和底座组合而成中空筒状体，底座上开设过风口，盖体上开设出风口，在盖体与底座之间形成连通过风口和出风口的中空散热通道。

5.根据权利要求1或2所述的具有LED光源模块的封闭式户外照明灯具，其特征是：所述底座为一横截面呈半圆弧形的半 筒体，半筒体的两端设有垂直端壁，底座前部的弧形底壁形成金属散热基板安装部，该安装部开设若干过风口，过风口沿底座半 筒体长度方向间隔设置、且由若干弧形条分隔；所述盖体呈与底座相配合的横截面呈半圆形的半筒弧体且两端设有垂直端壁，盖体后端部顶面开设出风口。

6.根据权利要求1或2所述的具有LED光源模块的封闭式户外照明灯具，其特征是：所述金属散热基板为高导热金属制成的柔性薄片。

7.根据权利要求1或2所述的具有LED光源模块的封闭式户外照明灯具，其特征是：所述金属散热基板弯曲半径为10mm～100mm。

8.根据权利要求1或2所述的具有LED光源模块的封闭式户外照明灯具，其特征是：还具有多条的LED支架，每条LED支架分别装置有若干个LED发光元件，LED支架以贴片式或插件式焊接在所述金属散热基板上，并且使LED支架上的LED发光元与基板上的通孔错开布置。 

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