CN102606944B - 一种可更换led路灯模组 - Google Patents
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Abstract
本发明公开了一种可更换LED路灯模组，包括至少一模组部及一卡固片组，模组部包括LED模块、透镜、内散热器、外散热器及热管组，内、外散热器相互套置，热管组折弯位于内、外散热器之间，并支持固定住LED模块，透镜保护住LED模块可供LED模块透出光线，外散热器外圈设置有缺口，卡固片组通过两卡固片卡置于缺口处，实现对模组部的卡置固定，并藉此装配在路灯灯壳的开口上。本发明采用LED光源，更为节能及绿色环保，而其专用于适配目前市场上通用的路灯灯壳，使得传统路灯不必要较大改动，就可以完全替换掉传统内部光源组件，避免了诸多不便，能够有效节省产品及人力成本，并有利于促进LED照明的普及推广；本发明安装及拆卸灵活，可以实现方便的更换。
Description
技术领域
本发明涉及一种路灯，特别是涉及一种可更换LED路灯模组。
背景技术
路灯是人们日常生活工作中必不可少的道路照明设备，其广泛应用在各种街道、广场上，天黑时为附近区域提供光线照明，可见其应用范围广，使用频率高，因此相应也要求具备足够的光照强度及使用寿命。传统的路灯大多为白炽灯或是高压钠灯，因LED具有着高效节能，绿色环保，寿命长等优势，随着LED灯具的普及，采用LED代替传统的路灯光源已经成为趋势。然而，由于传动路灯的基数庞大，可以预见在短时间内是难以完全由LED路灯替换掉的。而且，LED路灯还存在适配性、散热性困难等问题：现有的大多传统路灯如果要替换为LED路灯，需要改动的结构部件较多，这样不但会增加替换难度，而且替换下来的路灯灯壳、线路都会被浪费掉，而LED因为其性能在工作时热量较高，替换传统路灯后如何有效散热问题就十分关键；此外，要将传统路灯替换为LED路灯，要求LED路灯整体结构完整，相应的成本也会较高。可见，上述诸多问题都会阻碍LED路灯普及，因此在普及LED路灯过程中，有必要作出针对性的技术改进。
发明内容
本发明要解决的技术问题是提供一种LED路灯模组，其能够用于替换现有的路灯内部组件，并能够适配于目前的路灯灯壳，具备足够的散热能力，还能够方便的更换。
本发明解决其技术问题所采用的技术方案是：
一种可更换LED路灯模组，其中包括至少一模组部及一卡固片组，所述模组部包括：
一LED模块，由复数个LED芯片封装于基板所构成；
一透镜，作为LED光源的二次光学，并保护该LED模块，所述透镜固定于所述支撑板或内散热器或外散热器上；
一内散热器，主要由相互同心且套设在一起的内、外筒组成，在内、外筒之间连接有复数个鳍片，相邻鳍片之间形成能够籍由所接收之热量产生烟囱效应的气流通道；
一外散热器，具有一通孔，在通孔外周沿轴向形成有复数个散热鳍片，该外散热器通过通孔套设于所述内散热器外，该复数个散热鳍片外周设有一圈切入散热鳍片内的缺口；
一热管组，由复数个呈U形弯折的热管所组成，其中该复数个热管的U形中段相互拼合成一平整面以支撑固定所述LED模块，该复数个热管的U形端套置于所述内散热器外，并与所述内散热器的外圆筒之外壁及所述外散热器的通孔之内壁贴合；其中所述热管组相加的总散热功率大于或等于所述LED 模块所要散发的功率。
所述卡固片组包括至少两片卡固片，该至少两片卡固片的内沿卡置于所述散热鳍片的缺口，并藉此夹持固定住至少一模组部，该至少两片卡固片的外沿作为与路灯灯壳锁装固定的固定部。
作为上述方案的进一步改进，所述热管组的平整面与所述内散热器之间设置有支撑板，该支撑板正面设置有安置热管U形中段的纹路，该支撑板背面与所述内散热器端部紧密贴合。
进一步，所述内散热器外筒的外壁沿轴向开设有复数个第一凹槽，所述热管组的U形端相匹配紧密贴装于该第一凹槽内，其中该第一凹槽呈圆弧状，所述第一热管组该第一凹槽相贴合的一侧相应为圆弧面。
进一步，所述外散热器通孔的壁面沿轴向开设有复数个第二凹槽，所述热管组的U形端相匹配紧密贴装于该第二凹槽内，其中该第二凹槽呈圆弧状，所述热管组与该第二凹槽相贴合的一侧相应为圆弧面。
作为上述方案的改进，所述内散热器上距离复数个第一凹槽最近位置处均设置有鳍片。
作为上述方案的改进，所述外散热器上距离复数个第二凹槽最近位置处均设置有散热鳍片。
作为上述方案的改进，所述外散热器的散热鳍片外侧依次由连接鳍片连接形成复数个能够籍由所接收之热量而产生烟囱效应的外气流通道。
作为上述方案的改进，透镜固定于所述支撑板或内散热器或外散热器上。
进一步，卡固片的外沿设置有安装孔﹐可用于配合灯壳下部的安装孔，使用螺丝锁上。
本发明的有益效果：本发明的LED路灯模组，采用LED光源，更为节能及绿色环保，而其专用于适配目前市场上通用的路灯灯壳，使得传统路灯不必要较大改动，就可以完全替换掉传统内部光源组件，避免了诸多不便，能够有效节省产品及人力成本，并有利于促进LED照明的普及推广；本发明卡固片组的与灯壳进行固定，安装及拆卸灵活，可以实现方便的更换；此外，相比传统路灯采用灯壳来散热，本发明LED路灯模组自设的内、外散热器及所配合的热管组，能够实现更好的散热，保证了LED模组的工作稳定性及使用寿命，而因为模组在使用时位于灯壳下方，还能够避免灰尘的积累，使得其散热能力不容易受到影响。
附图说明
为了更清楚地说明本发明实施例中的技术方案，下面将对实施例描述中所需要使用的附图作简单说明。显然，所描述的附图只是本发明的一部分实施例，而不是全部实施例，本领域的技术人员在不付出创造性劳动的前提下，还可以根据这些附图获得的其他设计方案和附图。
图1是本发明的立体结构示意图；
图2是本发明中模组部的拆分结构示意图；
图3是本发明中热管组的结构示意图；
图4是本发明中热管的剖面结构示意图；
图5是本发明中热管平整面处的剖面结构示意图；
图6是本发明中内散热器的结构示意图；
图7是本发明中外散热器的结构示意图；
图8是本发明中外散热器另一种实施例的结构示意图；
图9是本发明中热管组、内散热器、外散热器组装状态示意图；
图10 是热传导路径示意图；
图11是本发明中卡固片组的结构示意图；
图12是本发明中卡固片组另一种实施例的结构示意图；
图13是本发明与灯壳配合的拆分结构示意图；
图14是本发明与灯壳装配在一起的结构示意图。
具体实施方式
以下将结合实施例和附图对本发明的构思、具体结构及产生的技术效果进行清楚、完整地描述，以充分地理解本发明的目的、特征和效果。显然，所描述的实施例只是本发明的一部分实施例，而不是全部实施例，基于本发明的实施例，本领域的技术人员在不付出创造性劳动的前提下所获得的其他实施例，均属于本发明保护的范围。
参照图1，本发明所提供的一种可替换LED路灯模组，主要由模组部及卡固片组两大部分组成。
其中如图2所示，模组部主要包括LED模块1、内散热器2、热管组3、外散热器4及透镜7。LED模块1可由若干排布在一起的LED，集装于一基板而形成，其功率可根据所要替换的路灯的亮度需要进行调整。基板用于固定安装，并可将LED工作中产生的热量传导出去，此外还可以作为LED模块1的接电结构来使用。透镜7作为LED光源的二次光学，用于保护住LED模块1。
热管组3作为热传导元器件，目的是为了将由LED模块1经传递过来的热量快速、有效的传导出去，可参考图3，该热管组3有复数个热管31组成，且如图4所示，热管31系为具有内部毛细烧结结构的元件，其配合工作液，实现快速导热；每一热管31均呈U形弯折成为三部分，即中间部分为U形中段和沿U形中段两侧分布的U形端，若干热管31的U形端相互拼合或焊接固定在一起形成一平整面30，该平整面30支撑固定住LED模块1，被压制出平整面30后，热管平整面30的截面结构可参考图5。相互拼合或焊接在一起的若干热管31，其U形端共同位于平整面30的一侧，并相对于平整面30沿周向分布，在整体形状上组成一如同圆形围栏的环状栏结构，该环状栏套之间留下刚好能够套置内散热器2的空间，以将内散热器2套置于内；此外，热管31的U形端组成的环状栏结构，其外周则设于由外散热器4所具备的凹槽401套装定位住。其中，热管31的U形端内侧与内散热器2的外壁凹槽221贴合，外侧则与外散热器4的通孔40内壁贴合。如此一来，平整面30从LED模块1接受的热量，根据热管的导热特性，呈一维的线性发散到U形端所共同围成的环状栏，并传递到内散热器2及外散热器4，由内散热器2与外散热器4共同发散出去。
参照图6，上述的内散热器2主要由相互同心且套设在一起的内筒21及外筒22组成，内筒21及外筒22可以是圆筒或者多边形筒，在内筒21和外筒22之间连接若干鳍片24，使得空间相互隔离形成若干气流通道23，这些气流通道23能够在接受热量的情况下产生烟囱效应，加快空气的流动。
前述的热管组3在与内散热器2装配后，热管组3所形成的平整面30刚好位于内散热器2一端，并保证平整面30及所安置的LED模块1尽量不阻挡住内散热器2的气流通道23。如此内散热器2籍由内筒21、外筒22、气流通道23及鳍片24共同形成优良的散热路径，在LED模块1工作产生热量时，由热管组3传递的平整面30及U形端，传递到外筒22外壁及鳍片24端部，并由外筒22及鳍片24扩散到内散热器2的整体，通过在通道21产生的烟囱效应将热量迅速散出。此外，可尽量保证热管31所形成的环状栏之间距平均，同时保证内散热器2的通道21也呈平均分布，如此实现热量的合理分布及发散。
在模组部的最终装配结构中，透镜7需要完全在外保护住LED模块1，并保证LED模块1光线经透镜7射出，如此可在满足照明的同时，达到LED模块1的防水防尘等防护效果，透镜7可以选择为锁装固定于基板、支撑板5或内散热器2或外散热器4上。
而路灯灯具结构的各种配件，如电源模块，可以设置于筒状内散热器2的中部孔内，实现隐藏安装，而导线连接则由孔端引出，接在LED模块1的引脚上。
参照图7，上述外散热器4，具有一通孔40，在通孔40外周沿轴向设有散热结构，外散热器4通过通孔40套设于上述内散热器2之外，使得热管组3的U形端位于通孔40与内散热器2的外筒22之间。如此，热管3的U形端所传递的热量，除了通过外筒22的外壁传递给内散热器2外，还会通过通孔40的内壁传递给外散热器4，并由外散热器4散出。为达到足够的散热效果，本发明的外散热器4在通孔40外周沿轴向形成复数个辐射状的散热鳍片41，由这些散热鳍片41与空气接触而散热；散热鳍片41可以是单翼型结构，也可以是“Y”或”T”字型，其表面积越大，则与外界空气接触越多，因此会具备越好的散热能力。此外在如图8所示一种可选方案中，该若干散热鳍片41外围通过连接鳍片42依次连接，如此在相邻散热鳍片41之间即形成一轴向连通的外气流通道43，这些外气流通道43同样可通过所传递的热量产生烟囱效应，进而达到更好的散热效果。
如图9所示，外散热器4在与内散热器2及热管组3装配后，形成了另一条散热路径，可表述为：LED模块1工作产生的热量，由热管组3传递到平整面30及U形端，通过U形端传递到外散热器4的通孔40内壁，并由通孔40扩散到整个外散热器4，之后由外散热器4的散热鳍片41或是外气流通道43迅速散出。
由于热管组3所采用的热管，基本结构为圆形，对这类超热导组件进行过多的变形加工，不利于发挥其本身的良好热传导效率，因此在一种优选实施方案中，内散热器2的外圆筒22之外壁沿轴向开设有复数个第一凹槽221，该第一凹槽221用于配合热管组3中每一热管31的U形端，使得U形端能够分别相匹配紧密贴装于对应的第一凹槽221内，其中可以将第一凹槽221设计呈圆弧状，而热管组3的U形端与第一凹槽221相贴合的一侧相应为圆弧面，即本身的形状，如此一来，不必对热管31的U形端进行压制处理，就可以使其完美贴合于散热器2的外圆筒22之外壁，达到紧密配合的目的，并且该方案也有利于提供给热管组3的U形端与外圆筒22外壁尽量多的接触面积，让热传导效率更好。同时在优选方案中，内散热器2上第一凹槽221最近位置处均设置鳍片24，使得贴合在第一凹槽221处的热管31能够距离鳍片24最短，使得热量以最短距离传递，进一步优化散热效率。当然，并不必要每一鳍片24均设置于第一凹槽221的最近位置。
同样的，外散热器4的通孔40之内壁面优选沿轴向开设有复数个第二凹槽401，该第二凹槽401用于配合热管组3 中每一热管31的U形端，使得U形端能够分别相匹配紧密贴装于该第二凹槽401内，其中可以使得该第二凹槽401呈圆弧状，而热管组3 中每一热管31的U形端与之相贴合的一侧相应为圆弧面，即本身的形状，如此一来，不必对热管31的U形端进行压制处理，就可以使其完美贴合于外散热器4的通孔40之内壁，达到紧密配合的目的，同样的，该方案也有利于提供给热管组3的U形端与外散热器4的通孔40内壁尽量多的接触面积，让热传导效率更好。同时在优选方案中，外散热器4上距离第二凹槽401最近位置处均设置有散热鳍片41，使得贴合在第二凹槽401处的热管31能够距离散热鳍片41最短，使得热量以最短距离传递，进一步优化散热效率。当然，并不必要每一散热鳍片41均设置于第二凹槽401的最近位置。
此外为了固定好热管组3，在本发明的优选实施方案中，特增设一支撑板5，用于安置固定住热管组3的平整面30，在整体配合结构中，该支撑板5可位于热管组3与内散热器2端部之间，可通过焊接或非焊接的方式达到与热管组3的平整面30或内散热器2端部的固定连接，此外为了更好的适配热管组3，支撑板5正面设置有安置热管31的U形中段的若干纹路51，同时支撑板5背面与内散热器2端部紧密贴合在一起。
可见，本发明所提供的模组部，通过内散热器2和外散热器4的配合，同时接收自热管组3传递的由LED模块1产生的热量，并同时进行散热，如图10所示，其等效散热路径可表示为：LED模块1产生的热量，传递给热管组3，由热管组3的U形中段有小部分热量经由支撑板5传递到内散热器2端部，热管组3的U形端则将大部分热量分别传递给内散热器2及外散热器4，最终由内散热器2与外散热器4与空气热交换实现散热；可见，内散热器2与外散热器4相当于并联的散热部件，能够有效提高散热效率。当然，需要注意的是，热管组3的总散热功率，必须大于或等于LED模块1需要散发的功率，如此才不会造成LED模块1热量的积累，使得热量能够及时传递出去。
本发明的模组部，需要配合于路灯灯壳进行使用，传统的路灯灯壳，具有多种外形及尺寸，然而其基本结构中，均具备一开口，用于内部光源射出光线，本发明即采用该开口结构与卡固片组的配合，来装配模组部。
如图1、图2中所示，为适配于卡固片组，外散热器4的复数个散热鳍片41外周设置一圈切入散热鳍片41内的缺口44；相应的，如图1、图13所示，卡固片组主要由至少两片卡固片6组成，该至少两片卡固片6共同围成一较为完整的外圈包覆结构，其中，每一卡固片5的内沿61相配合卡置散热鳍片41的缺口44，如此至少两片卡固片5就共同组成一卡置外圈，并通过相对应的缺口44将外散热器4卡置固定，而相对于外散热器4，模组部的其他结构，如LED模块1、内散热器2、热管组3等部件，均被外散热器4支撑固定于内，因此卡固片6通过卡置固定住外散热器4，也就支撑固定住了整个模组部，相对应的，就可以用卡固片6的外沿62作为与路灯灯壳锁装固定的固定部，实现理想的锁装固定；如图所示，在较为常见的实施例中，卡固片6的外沿62设置有安装孔63，安装孔63可作为螺栓固定孔，用于配合在路灯灯壳开口的边沿处，通过螺栓实现较理想的锁装固定。此外需注意的是，在外散热器4具备外气流通道43的实施例中，卡固片5的内沿61卡入外散热器4的缺口后，需要留出一定开口，以防阻挡住外气流通道43。
可见，通过卡固片组，将模组部锁装固定在路灯灯壳上，使得模组部作为一个独立整体，无论是安装还是拆卸，都不需要对其内部进行再变动，操作十分方便快捷。
而对于不同形状尺寸的路灯来说，其灯壳的开口变化之处不会太大，因此只需要设计出相应类型的卡固片组，就能够用同一种尺寸的模组部来实现安装替换，使得模组部能够统一型号，便于大批量生产。当然，对于亮度要求较高，较大尺寸的路灯，由于其灯壳的开口尺寸也较大，可以容纳多个模组部，本发明就可以如图12所示，相应设计能支撑固定多个模组部的卡固片组，以将多个模组部卡装固定在灯壳的开口上，达到需要的照明效果。
本发明通过卡固片组卡装模组部后，装配于灯壳上的形态，可参考图13及图14，由图中可以看出，在灯壳常备的开口处，只需要配合形状合适的卡固片组，就能够将模组部卡装固定上，拆装都十分方便。
显而易见，本发明的采用LED光源，实现节能及绿色环保的同时，能够保证其适配目前市场上通用的路灯灯壳，使得传统路灯不必要较大改动，就可以完全替换掉传统内部光源组件，避免了诸多不便，所以能够有效节省产品及人力成本，并有利于促进LED照明的普及推广。同时其结构便于拆装及体会，十分灵活方便；此外，采用转配的内、外散热器来进行散热，除了达到针对LED的理想散热效果外，还因为其位于灯壳下方，能够避免灰尘的积累，使得其散热能力不容易受到影响，保证长期有效的工作。
当然，本发明创造并不局限于上述实施方式，熟悉本领域的技术人员在不违背本发明精神的前提下还可作出等同变形或替换，这些等同的变型或替换均包含在本申请权利要求所限定的范围内。
Claims (7)
1.一种可更换LED路灯模组，其中包括至少一模组部及一卡固片组，所述模组部包括：
一LED模块，由复数个LED芯片封装于基板所构成；
一透镜，作为LED光源的二次光学，并保护该LED模块，所述透镜固定于所述支撑板或内散热器或外散热器上；
一内散热器，主要由相互同心且套设在一起的内、外筒组成，在内、外筒之间连接有复数个鳍片，相邻鳍片之间形成能够籍由所接收之热量产生烟囱效应的气流通道；
一外散热器，具有一通孔，在通孔外周沿轴向形成有复数个散热鳍片，该外散热器通过通孔套设于所述内散热器外，该复数个散热鳍片外周设有一圈切入散热鳍片内的缺口；
一热管组，由复数个呈U形弯折的热管所组成，其中该复数个热管的U形中段相互拼合成一平整面以支撑固定所述LED模块，该复数个热管的U形端套置于所述内散热器外，并与所述内散热器的外圆筒之外壁及所述外散热器的通孔之内壁贴合；
所述卡固片组包括至少两片卡固片，该至少两片卡固片的内沿卡置于所述散热鳍片的缺口，并藉此夹持固定住至少一模组部，该至少两片卡固片的外沿作为与路灯灯壳锁装固定的固定部，其中所述卡固片的外沿设置有安装孔；
其中所述热管组的总散热功率大于或等于所述LED模块所要散发的功率。
2.根据权利要求1所述的一种可更换LED路灯模组，其中所述热管组的平整面与所述内散热器之间设置有支撑板，该支撑板正面设置有安置热管U形中段的纹路，该支撑板背面与所述内散热器端部紧密贴合。
3.根据权利要求1所述的一种可更换LED路灯模组，其中所述内散热器外筒的外壁沿轴向开设有复数个第一凹槽，所述热管组的U形端相匹配紧密贴装于该第一凹槽内，其中该第一凹槽呈圆弧状，所述第一热管组该第一凹槽相贴合的一侧相应为圆弧面。
4.根据权利要求1所述的一种可更换LED路灯模组，其中所述外散热器通孔的壁面沿轴向开设有复数个第二凹槽，所述热管组的U形端相匹配紧密贴装于该第二凹槽内，其中该第二凹槽呈圆弧状，所述热管组与该第二凹槽相贴合的一侧相应为圆弧面。
5.根据权利要求3所述的一种可更换LED路灯模组，其中所述内散热器上距离复数个第一凹槽最近位置处均设置有鳍片。
6.根据权利要求4所述的一种可更换LED路灯模组，其中所述外散热器上距离复数个第二凹槽最近位置处均设置有散热鳍片。
7.根据权利要求1所述的一种可更换LED路灯模组，其中所述外散热器的散热鳍片外侧依次由连接鳍片连接形成复数个能够籍由所接收之热量而产生烟囱效应的外气流通道。
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