CN102606996A - Led路灯热驱动自然循环灯杆散热系统 - Google Patents

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Abstract

本发明公开了LED路灯热驱动自然循环灯杆散热系统，包括有LED路灯灯体，竖直设置的灯杆，与灯杆上下两端分别连通的回流管和蒸汽管，回流管和蒸汽管另一端分别与LED路灯灯体连通；LED路灯灯体内设有隔板，隔板下方为蒸发室，蒸发室内灌注有液态流体工质，蒸发室底部设有LED芯片基板，LED芯片基板底端设有LED芯片，回流管与蒸发室底部连通；蒸汽管连接在LED路灯灯体上端，在隔板上方的LED路灯灯体内还连接有排液管，排液管另一端与灯杆下端连通。本发明结构合理紧凑，导热效率高，散热速度快，能有效降低LED模组温度，解决大功率LED散热问题，降低LED的光衰速度，延长LED灯具的使用寿命。

Description

LED路灯热驱动自然循环灯杆散热系统
技术领域
本发明涉及一种照明设备散热系统领域，特别是大功率的LED路灯的热驱动自然循环灯杆散热系统。 
背景技术
在日益重视节能减排当今社会，LED灯具以其高效低耗、节能环保、寿命长的优点，正越来越多的用在照明中。但是通常的大功率LED灯具的光电转换效率大概在15％-20％之间，约80％左右的电能转化为热能。LED发光机理是靠电子在能带间跃迁产生光，其光谱中不包含红外部分，所以其热量不能靠辐射散出。若没有良好的散热系统，长时间工作将导致LED芯片的结温过高使光衰速度加快，使用寿命减短。LED路灯功率大，工作时间长，工作环境差，对散热的要求更高。目前的散热方案多为加大散热翅片增大散热面积，但是这种方案结构复杂，成本较高，只依靠灯壳向空间散热，散热面还是难以达到要求，而且平铺的散热翅片在长时间工作容易积灰，影响散热效果。 
发明内容
本发明的目的在于提供一种能满足大功率LED路灯散热要求的热驱动自然循环的灯杆散热系统，解决现有技术大功率LED路灯散热效果较差或散热面不足等问题。 
为实现以上目的，本发明采取了以下的技术方案：LED路灯热驱动自然循环灯杆散热系统，包括有LED路灯灯体，竖直设置的灯杆，与灯杆上下两端分别连通的回流管和蒸汽管，回流管和蒸汽管另一端分别与LED路灯灯体连通；LED路灯灯体内设有隔板，隔板下方为蒸发室，蒸发室内灌注有液态流体工质，蒸发室底部设有LED芯片基板，LED芯片基板底端设有LED芯片，回流管与蒸发室底部连通；蒸汽管连接在LED路灯灯体上端，在隔板上方的LED路灯灯体内还连接有排液管，排液管另一端与灯杆下端连通。LED路灯灯体、LED芯片基板和LED芯片形成大功率LED发光模组(发光模组可为集成封装形式，也可为点阵式结构形式)；LED发光模组底板与蒸发室底部密封连接，蒸发室、回流管、蒸汽 管、排液管和灯杆形成一个密封回路。 
密封回路经抽真空后充入流体工质，但不能全部充满液体，流体工质在回路内处于汽液两相状态，液位以刚好浸没蒸发室底部为宜。当路灯工作时，LED产生的热量使得蒸发室内的液态工质沸腾形成蒸汽，蒸汽由于密度差自然上升至回路其它部分，在管道内壁冷凝，热量通过管道和灯杆外表面与空气对流换热而散发到空气当中，而冷凝液态工质又通过回路底部的连通器流回蒸发器，如此形成了一个工质的流动循环和热量传递过程。该循环不需要电动泵驱动，其流动动力来自LED发出的热量。为防止在蒸汽管冷凝的高温液体工质回流，在蒸发室设有隔板和排液管将高温液体导至灯杆散热。灯杆上留有注液口，方便进行抽真空和注液操作。这样，LED产生的热量被该热驱动自然循环高效传送至连接管道和灯杆，而管道和灯杆具有很大的表面积，足以使得LED发光模组维持在较低的温度下工作。 
本发明与现有技术相比，具有如下优点：本发明结构合理紧凑，导热效率高，散热速度快，能有效降低LED模组温度，解决大功率LED散热问题，降低LED的光衰速度，延长LED灯具的使用寿命。 
具体的优点是： 
将散热面转移到灯杆上，有效的利用灯杆的金属材料的散热功能，极大的拓展了大功率LED灯的散热面积，大大降低了灯具成本。同时，大大减轻了LED灯体的体积和重量，提高了安全性。 
热驱动循环散热系统采用相变传热技术达到了显著的传热强化效果，有效地降低了传热温差，大幅度提高了传热系数。 
附图说明
图1是本发明的结构原理示意图 
图2是本发明灯体部分的结构原理剖视图 
附图标记说明：1-LED路灯灯体，2-蒸汽管，3-灯杆，4-排液管，5-回流管，6-液态流体工质，7-LED芯片基板，8-LED芯片，9-蒸发室，10-隔板。 
具体实施方式
下面结合附图和具体实施方式对本发明的内容做进一步详细说明。 
实施例： 
如图1，图2所示，一种基于热驱动自然循环的大功率LED路灯灯杆散热系统，由LED路灯灯体1，竖直设置的灯杆3，与灯杆3上下两端分别连通的回流管5和蒸汽管2，回流管5和蒸汽管2另一端分别与LED路灯灯体1连通，LED路灯灯体1内设有隔板10，隔板10下方为蒸发室9，蒸发室9内灌注有液态流体工质6，LED路灯灯体1包括由LED芯片基板7和LED芯片8组成的大功率LED光源，LED芯片基板7设置在蒸发室9底部，LED芯片8设置在LED芯片基板7底端，回流管5与蒸发室9底部连通；蒸汽管2连接在LED路灯灯体1上端，在隔板10上方的LED路灯灯体1内还连接有排液管4，排液管4另一端与灯杆3下端连通。系统内部抽真空，并充入适量流体工质。流体工质可为水、甲醇、乙醇、各类制冷剂等等。LED路灯灯体1与灯杆3通过蒸汽管2、排液管4及回流管5焊接连接。 
本散热系统的工作过程是：LED芯片8工作时产生的热传递给LED芯片基板7，同时蒸发室9内部液态流体工质6受热蒸发汽化成气态流体，气体沿着蒸汽管2到达灯杆3，在灯杆3的管道内壁散热凝结成液体，因为重力作用流到灯杆3下部的液池中与液态流体工质6混合，液池中的液态流体工质6根据虹吸原理的作用源源不断的通过回流管5注入到蒸发室9中。如此，LED芯片8工作时产生的热量将随着液态流体工质6的循环在灯杆3完全散发到空气中。为防止在蒸汽管2散热凝结的高温液态流体工质6回流到蒸发室9中，在蒸发室9设有隔板10和排液管4将高温液态流体工质6导至灯杆3散热。 
灯杆3装流体工质的部分可为整个灯杆，也可为只有靠近顶部的一截灯杆盛装流体工质，是根据灯具的功率大小而定。为减少灯杆3内部的充液量，也可以作为环状体，而使得灯杆3内部为空心减轻重量。对于较大功率的LED路灯，需要加大散热面积，可适当增加并联管道或增大这些管道面积，或者在灯杆3的顶部加装球形或其它任意形状的空心散热器，以增大散热面，只要所加的空心散热器与原先回路系统保持密封连接即可。这样，即使是很大功率的LED路灯，灯头的重量能够做的很轻，这样的灯具具有很强的抗风能力。 
上列详细说明是针对本发明可行实施例的具体说明，该实施例并非用以限制本发明的专利范围，凡未脱离本发明所为的等效实施或变更，均应包含于本案的专利范围中。 

Claims (1)

1.LED路灯热驱动自然循环灯杆散热系统，其特征在于：包括有LED路灯灯体(1)，竖直设置的灯杆(3)，与灯杆(3)上下两端分别连通的回流管(5)和蒸汽管(2)，回流管(5)和蒸汽管(2)另一端分别与LED路灯灯体(1)连通；LED路灯灯体(1)内设有隔板(10)，隔板(10)下方为蒸发室(9)，蒸发室(9)内灌注有液态流体工质(6)，蒸发室(9)底部设有LED芯片基板(7)，LED芯片基板(7)底端设有LED芯片(8)，所述回流管(5)与蒸发室(9)连通；所述蒸汽管(2)连接在LED路灯灯体(1)上端，在所述隔板(10)上方的LED路灯灯体(1)内还连接有排液管(4)，排液管(4)另一端与所述灯杆(3)下端连通。
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