CN101871608A - 具有联合散热型平板散热器的大功率led隧道灯 - Google Patents

具有联合散热型平板散热器的大功率led隧道灯 Download PDF

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Abstract

一种发光二极管技术领域的具有联合散热型平板散热器的大功率LED隧道灯，包括：LED阵列、基板、联合散热型散热器和灯罩，其中：LED阵列固定设置于基板的正面，灯罩与基板及LED阵列相对设置，联合散热型散热器位于基板背面并依次与基板和灯罩固定连接。本发明可以使散热器整体散热能力增强一倍以上，并且降低了金属用材量；同时结构简单紧凑、制造加工方便的新型大功率LED隧道灯。可用于路旁墙壁、桥下和隧道照明。

Description

具有联合散热型平板散热器的大功率LED隧道灯
技术领域
本发明涉及的是一种发光二极管技术领域的装置，具体是一种具有联合散热型平板散热器的大功率LED隧道灯。
背景技术
隧道灯是城市照明的重要组成部分，传统的隧道灯常采用高压钠灯，高压钠灯整体上光效低的缺点造成了能源的巨大浪费，因此，开发新型高效、节能、寿命长、显色指数高、环保的路灯对城市照明节能具有十分重要的意义。LED隧道灯即半导体照明灯，因其是一种固态冷光源，因其具有环保无污染、耗电少、光效高、寿命长等特点所以逐渐受到人们的青睐。LED隧道灯与常规高压钠灯隧道灯不同的是，大功率LED隧道灯的光源采用低压直流供电、由GaN基功率型蓝光LED与黄色荧光粉合成的高效白光二极管，具有高效、安全、节能、环保、寿命长、响应速度快、显色指数高等独特优点，可广泛应用于桥下通道和隧道的照明。现有高压钠灯隧道灯，由于技术较成熟，散热控制的很好。即使工作5000个小时后，光衰仍然较小，发光效率还可以达到70％以上。以目前的技术，相同条件下大功率LED隧道灯，由于散热问题不易解决，光衰较大，发光效率会下降到30％，如果想用加大电压电流的方法提高光效，很容易造成LED芯片损毁的现象。所以要推广大功率LED隧道灯首先要解决好散热这一瓶颈问题。
经过对现有技术的检索发现，中国专利申请号200820222204.X，发明名称为：一种LED隧道灯，该技术采用采用铜基板；在铝框中固定按蜂窝状排列得薄合金铝管组，构成LED铜基板的散热装置。该专利设计的是一种异形对流换热器，从空气对流换热的角度来看确实增大了换热面积增强了换热性能。但因蜂窝状排列的铝管组，流道较小，流阻较大，且在隧道中使用流道很容易被空气中各类颗粒状杂质堵塞，导致散热器不能够正常工作。
进一步检索发现，中国专利申请号200910038082.8，发明名称为：LED路灯散热方法及LED路灯。该专利包括带有散热片的灯具外壳，灯具外壳内设有PCB板，PCB板外表面设有辐射散热降温涂料层，PCB板一面贴在灯具外壳内面，另一面设有若干个LED。该专利很好的使用了辐射散热的方式，但其仅将热量辐射在其本身的灯具外壳上，最终还是要靠灯具外壳与周围空气对流换热。而且使用特殊涂料涂层其表面特性很快会被空气中汽车尾气排放的各类颗粒、二氧化硫和氧化氮污染失效。
总结现有的LED灯散热专利，一部分使用热管进行散热，另一部分使用铝块翅片散热器。对于铝块翅片散热器，其装置的安全稳定性是较高的，避免了热管失效的可能性。但现有的各种铝块翅片式散热器，都局限于利用空气对流散热的方式来解决散热问题，提高散热能力的唯一途径就是增加散热器体积和散热面面积。由于隧道内空气自然对流散热能力很差，散热器体积和散热片面积更加庞大，极大的增加了灯具成本。
发明内容
本发明针对现有技术存在的上述不足，提供一种具有联合散热型平板散热器的大功率LED隧道灯，将若干LED基板分散分布于较大的散热板上，使散热板温度分布基本均匀；将散热板架空放置，其上方隧道壁表面设置一个进行过黑化处理从而带有高吸收率的吸热板，吸热板可以将吸收的热量通过导热传递给温度较低的壁面。
本发明是通过以下技术方案实现的，本发明包括：LED阵列、基板、联合散热型散热器和灯罩，其中：LED阵列固定设置于基板的正面，灯罩与基板及LED阵列相对设置，联合散热型散热器位于基板背面并依次与基板和灯罩固定连接。
所述的LED阵列是指：总功率大于100W的若干以矩阵方式排列的LED灯具。
所述的基板是指：若干块独立的矩形基板相互并联。
所述的联合散热型散热器包括：若干块表面经黑化处理过或涂有白瓷漆的散热板、螺栓套管组件和吸热板，其中：螺栓套管组件的两端分别与散热板和吸热板相连接，散热板与基板背面固定连接且与基板背面为面接触，吸热板固定设置于墙体表面且与墙体表面为面接触。
所述的吸热板由铝板制成，铝板表面经黑化处理过或涂有白瓷漆，可增大吸收率。
所述的散热板由铝板制成，铝板表面经黑化处理过或涂有白瓷漆，可增大辐射率。
所述的散热板的辐射率为0.8-0.9。
所述的灯罩为透光材料制成，该灯罩的外形为二次调光曲面以集中LED发出的光线。
所述的螺栓套管组件包括六组套管及其对应的螺栓，该套管和螺栓分别固定设置于散热板和散热器的顶角或周边。
与现有技术相比，本发明具有以下的有益效果：
1.结构简单，用材节约，加工简便，仅用两块表面处理过的金属板构成散热器。散热板面积和形状可调。
2.实现空气和壁面多冷源联合散热。散热板即与周围空气进行对流传热，又将热量辐射给上面的吸热板和周围环境。吸热板通过导热将热量传给墙壁。由于墙壁的温度比空气更低，散热板的辐射散热量也大为提高。同时，螺栓套管组件也能将部分热量传递给墙壁。
3.针对工程用隧道灯对灯具整体尺寸无特别要求的特点，将每个LED灯基板(功率1W-2W)均匀安装在散热板上，一片薄散热板整体即接近等温状态。不必再使用体积庞大的导热块和厚重的肋片来维持散热器内部温度均匀。
附图说明
图1为本发明主视图。
图2为本发明底视图。
图3为本发明A-A截面剖视图。
图4为本发明B-B截面剖视图。
具体实施方式
下面对本发明的实施例作详细说明，本实施例在以本发明技术方案为前提下进行实施，给出了详细的实施方式和具体的操作过程，但本发明的保护范围不限于下述的实施例。
如图1所示，本实施例包括：LED阵列1、基板2、联合散热型散热器3和灯罩4，其中：LED阵列1固定设置于基板2的正面，灯罩4与基板2及LED阵列1相对设置，联合散热型散热器3位于基板2背面并依次与基板2和灯罩4固定连接。
所述LED阵列1是总功率为200W的若干以矩阵方式排列的LED灯具。
所述的基板2是一个个分散的独立长条形的小基板，一侧安装LED1，另一侧直接通过导热胶安装在联合散热型散热器3的散热板表面，并最终由透明灯罩框9将其两端压紧在散热板表面。
所述的联合散热型散热器3的散热板6和吸热板7为两面都进行过黑化处理或者涂有白瓷漆的薄铝板，形状为60cm×35cm的长方形板。一侧安装LED阵列1，并安装钢化玻璃灯罩4。散热板6和进行过黑化处理或者涂有白瓷漆的吸热板7通过螺栓5和螺栓套管组件8连接而成。散热板和吸热板间距离10cm，散热板和玻璃灯罩间距离5cm。
所述的散热板6和吸热板7的黑化处理是一种常见的金属表面化学处理技术。经过黑化处理的金属表面可视为一种高黑度的灰体辐射体，其辐射率可达到0.9以上。表面或者涂有白瓷漆也有同样效果。这两种表面耐污染，辐射特性非常稳定。
所述的吸热板7以水泥为粘合剂安装在隧道顶壁上。所述螺栓套管组件8是用来固定散热板和吸热板之间位置的，内径1cm×外径1.5cm×长10cm。
所述的灯罩4为透光率好的平板钢化玻璃制成，其四周正好可以卡在透明灯罩框9所形成的灯罩安装槽上，可以很方便的将灯罩安装在灯具上。
所述的透明灯罩框9是用来固定钢化玻璃灯罩位置的，长60cm×宽35cm×高3cm。内部镂空两个长方形灯罩安装槽，用来安装灯罩4。框的四周有螺栓孔，框的左右两端及中间的肋板背面有用来卡住基板2两端的凹槽。
安装时，用螺栓5依次穿过透明灯罩框9、基板2、散热板6、螺栓套管组件8和吸热板7并与墙壁连接。钢化玻璃灯罩4内嵌于透明灯罩框9所围的密封空间，并由螺栓的端部卡死。
本装置通过采用辐射散热板强化辐射散热，借助隧道壁面低温导热来强化散热，同时在灯具的上下两面都可以进行对流换热，整个散热器使用了对流、导热和辐射3种基本散热方式联合散热。使得本装置的散热效率比同样用铝量的传统铝块翅片式LED灯至少高2倍，在散热量相同的情况下，其重量可比传统铝块式隧道灯减少2/3，除了节约铝金属用量，降低整体重量之外，其散热稳定性和装置安全性都有很大提高。

Claims (8)

1.一种具有联合散热型平板散热器的大功率LED隧道灯，包括：LED阵列、基板、联合散热型散热器和灯罩，其中：LED阵列固定设置于基板的正面，灯罩与基板及LED阵列相对设置，联合散热型散热器位于基板背面并依次与基板和灯罩固定连接，其特征在于：
所述的联合散热型散热器包括：若干块表面经黑化处理过或涂有白瓷漆的散热板、螺栓套管组件和吸热板，其中：螺栓套管组件的两端分别与散热板和吸热板相连接，散热板与基板背面固定连接且与基板背面为面接触，吸热板固定设置于墙体表面且与墙体表面为面接触。
2.根据权利要求1所述的具有联合散热型平板散热器的大功率LED隧道灯，其特征是，所述的LED阵列是指：总功率大于100W的若干以矩阵方式排列的LED灯具。
3.根据权利要求1所述的具有联合散热型平板散热器的大功率LED隧道灯，其特征是，所述的基板是指：若干块独立的矩形基板相互并联。
4.根据权利要求1所述的具有联合散热型平板散热器的大功率LED隧道灯，其特征是，所述的吸热板由铝板制成，铝板表面经黑化处理过或涂有白瓷漆。
5.根据权利要求1所述的具有联合散热型平板散热器的大功率LED隧道灯，其特征是，所述的散热板由铝板制成，铝板表面经黑化处理过或涂有白瓷漆。
6.根据权利要求1或5所述的具有联合散热型平板散热器的大功率LED隧道灯，其特征是，所述的散热板的辐射率为0.8-0.9。
7.根据权利要求1所述的具有联合散热型平板散热器的大功率LED隧道灯，其特征是，所述的灯罩为透光材料制成，该灯罩的外形为二次调光曲面以集中LED发出的光线。
8.根据权利要求1所述的具有联合散热型平板散热器的大功率LED隧道灯，其特征是，所述的螺栓套管组件包括四组套管及其对应的螺栓，该套管和螺栓分别固定设置于散热板和散热器的顶角或周边。
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