CN103052845B - Led照明装置以及包括该led照明装置的路灯装置 - Google Patents

Led照明装置以及包括该led照明装置的路灯装置 Download PDF

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Abstract

本发明揭示了一种LED照明装置以及包括该LED照明装置的路灯装置。LED照明装置包括：LED模块；与LED模块联接并配置成吸收热量的热基座；以及具有细管状并被注入工作流体的热管回路，热管回路包括与热基座联接并配置成吸收热量的吸热部，以及配置成散出吸热部吸收的热量的散热部，其中热管回路的每一个线圈都具有细而长的形状，细而长的线圈的一侧与热基座联接，另一侧从热基座的边缘向外部伸出。尽管散热区宽广，且散热性能高，LED照明装置也可以做得较薄，因此安装很少有局限性，并易于存储和运输。此外，由于利用空气流动可以实现良好的空气流通效果，LED照明装置的散热性能能够达到最大。

Description

LED照明装置以及包括该LED照明装置的路灯装置
技术领域
本发明涉及一种LED照明装置以及包括该LED照明装置的路灯装置。
背景技术
由于LED产生热量，利用LED的LED照明装置产生大量的热量。通常，当电子装置过热的时侯，电子装置可能发生故障或者被损坏，因此，为了防止过度加热，LED照明装置需要安装一个散热结构。
先前已公开一种用于LED照明装置的散热装置的范例，其是一种包括散热翅片的散热装置。
然而，由于LED模块尺寸很小，当吸热区的尺寸需要很小的时候，保持散热装置中散热翅片结构的表面积足够大是困难的。此外，即使散热翅片的表面积增大了，在吸热部和散热部之间存在相当距离，降低了热传输的速度，使得散热效率无法改善。
此外，为了使散热翅片获得足够大的面积，散热装置的散热翅片结构需要有足够大的体积，这使得LED照明装置很厚，也使得其存储、运输和安装都十分困难。
而且，散热翅片易受污染，因此当安装在户外时，由于受污染，散热性能经常恶化。
发明内容
技术问题
本发明提供一种具有良好热传输性能和散热效率的散热装置，以及包括该散热装置的LED照明装置。
此外，本发明提供一种LED照明装置，其能够被安装于各种不同场合，也易于存储和运输。
而且，本发明提供一种LED照明装置，其能够在户外持续地保持散热性能。技术方案
本发明的一个方面提供了一种LED照明装置包括：LED模块；与所述LED模块联接并配置成吸收热量的热基座；以及具有细管状，并被注入工作流体的热管回路，所述热管回路包括与所述热基座联接并配置成吸收热量的吸热部，和配置成散出所述吸热部吸收的热量的散热部。所述热管回路的每一个线圈都具有细而长的形状，所述细而长的线圈的一侧与所述热基座联接，另一侧从所述热基座的边缘向外部伸出。
所述细而长的线圈的宽度与长度的比例在1∶5到1∶200之间。
所述热管回路沿着所述热基座的边缘径向设置。
所述热基座形成为板形，并且所述LED模块与所述热基座的一个表面联接，所述细而长的线圈整齐地设置在所述热基座的另一个表面，因此构成的所述LED照明装置具有很薄的结构。
所述细而长的线圈的一侧与所述热基座另一表面上的所述LED模块10的相对区域重叠。
所述LED照明装置还包括配置成覆盖所述热管回路的覆盖部件，所述覆盖部件分别在所述热管回路的两侧上形成有通风孔。
所述热管回路两侧上的通风孔彼此对应地设置在所述覆盖部件上。
本发明的另一方面提供了一种路灯装置包括：所述的LED照明装置；以及配置成支撑所述LED照明装置的支撑体，所述LED模块设置成面向地面，并且由所述LED照明装置的正面与背面之间的温度差产生的上升气流通过所述通风孔流经所述热管回路。
所述的覆盖部件包括：设置在所述LED照明装置背面以覆盖所述热管回路不受阳光照射的背面覆盖片；以及设置在所述LED照明装置正面以覆盖所述热管回路的正面覆盖片。
附图说明
图1是根据本发明实施例的LED照明装置的分解立体图。
图2是根据本发明实施例的LED照明装置的立体图。
图3是根据本发明实施例的LED照明装置的仰视图。
图4和图5示出根据本发明实施例的LED照明装置中散热装置的结构。
图6是根据本发明实施例的包括该LED照明装置的路灯装置的立体图。
图7示出根据本发明实施例的包括该LED照明装置的路灯装置的散热机理。
具体实施方式
下文，将参照附图描述本发明的实施例。
图1是根据本发明实施例的LED照明装置的分解立体图，图2是根据本发明实施例的LED照明装置的立体图，图3是根据本发明实施例的LED照明装置的仰视图。
根据本发明实施例的LED照明装置50包括LED模块10，热基座20以及热管回路30。特别地，在本实施例的LED照明装置中，由于热管回路30中的线圈具有细而长的形状，该细而长的线圈从热基座20伸出，LED照明装置50能够较薄，并具有良好的通风效果。
LED模块10包括利用电能可以发光以产生照明所需光线的LED12。
如图1和图3所示，本实施例的LED模块10由LED12以及装配LED12的基片构成。
热基座20是吸收LED模块10产生的热量并传输该热量至热管回路30的一个部分，同时也起到支撑LED模块10和热管回路30的作用。这里，为了快速的热传输，本实施例的热基座20由具有高热导率的材料制成。具体地，本实施例的热基座20由金属制成，例如，铜，铝等，它们具有高的热导率。
图4和图5示出根据本发明实施例的LED照明装置中散热装置的结构。
如图4和图5所示，本实施例的LED照明装置50通过与热基座20和热管回路30相联接的方式而构成。这里，为了使LED照明装置50较薄，热基座20可以是板形。
热管回路30是与热基座20联接并散出通过热基座20传输的热量的一个部分，其由细管类型的热管构成，并包括吸热部32和散热部34，在细管类型的热管中注入工作流体以快速的散出大量的热量。
特别地，在本实施例的热管回路30中，构成热管回路30的每一个线圈都具有细而长的形状，这有利于形成较薄的LED照明装置。此外，细而长的线圈的散热区34具有从热基座20的边缘伸至外部的结构，因此确保了高的通风效果，并使得散热性能最大化。
首先，根据本实施例的热管回路30的热传输原理如下所述。
在本实施例的热管回路30中注入带有气泡的工作流体。此外，如图4所示，吸热区32通过与传输热量的热基座20热联接的方式吸收热量，与吸热区32相连的散热区34，其与热基座20分离以散出从吸热区32传输来的热量至外部。
换句话说，本实施例中的热管回路30由利用流体力学的震荡细管类型的热管构成。该震荡细管类型的热管具有的结构是，在细管中注入有预定比例的工作流体和气泡，然后从外部将细管的内部密封。相应地，震荡细管类型的热管通过气泡和工作流体的体积膨胀与收缩，以潜热的方式将热量大量的传输，形成热传输循环。此外，即使在狭窄的空间，细管状的热管具有大的表面积，因此具有高的散热性能。
在具体的热传输机理中，由于吸收了尽可能多的热量，在吸热区32中产生了泡核沸腾，位于吸热区32中的气泡发生体积膨胀。这里，由于细管保持固定的内部体积，位于散热区34中的气泡收缩的体积与位于吸热区32中的气泡膨胀的体积一样多。相应地，细管中的压力均衡状态开始被破坏，导致在细管中产生流动，其伴随着工作流体和气泡的震荡，因此随着潜热通过气泡体积变化引起的温度上升与下降而被传输，散热得以实现。
这里，热管回路30可以包括由金属制成的细管，例如铜、铝、或铁，它们具有高的热导率。相应地，热量可以被快速地传导，注入热管回路30中的气泡的体积可以产生快速的变化。
这里，对于热管回路30的连通结构，开环和闭环都是可能的。此外，如果热管回路30有多个，全部或者部分热管回路30可以与邻近的热管回路30连通。相应地，根据设计要求，该多个热管回路30可以是完全开环或者完全闭环的形状。
在本实施例中，热管回路30具有完全连通的闭环结构，并形成螺旋结构，其中吸热区32和散热区34重复形成以便于生产。
特别地，在本实施例中，构成热管回路30的每一个线圈都具有细而长的形状，因此热管回路30可以较薄。这是说，构成热管回路30的每一个单元回路的横截面具有细而长的形状，这意味着长度比宽度大。
根据大量的重复测试，发现形成细管类型热管的细而长的线圈的宽度与长度的比例在1∶5与1∶200之间是优选的。在热管回路30的线圈的宽度比例大于上述比例的情况下，制造后，在热管回路30的线圈中间经常会发生扭转和缠绕，使得线圈难于处理。相对比，在热管回路30的线圈的长度比例大于上述比例的情况下，较难制造。
如图5所示，在本实施例中，LED模块10与板形热基座20的一个表面联接，细而长的线圈对齐并排列在热基座20的另一表面，从而构成具有薄结构的LED照明装置50。薄结构的LED照明装置50占据很小的空间并且很轻，因此容易用于安装条件有限的吊灯或者路灯上，同时可以方便运输和存储。然而，细而长的线圈的排列并不局限于本实施例中的描述，如有必要，细而长的线圈也可以相对于热基座20以一定的角度排列。例如，可以排列细而长的线圈在灯罩中形成具有字母“V”的形状，在这种方式下，面向光线照射面的直径变大，或者也可以排成具有倒字母“V”的形状，在这种方式下，面向光线照射面的直径变小。
这里，如图4所示，细而长的线圈的一侧通过与热基座20联接使其起到吸热区32的作用，其与热基座20另一表面上的LED模块10的相对区域重叠，缩短了至散热区34的热传输路径，进一步改善了散热性能。
此外，在本实施例的热管回路30中，为了提供确保散热性能所需的良好的通风效果，热管回路30的散热区34具有从热基座20伸出的形状。为此，起到热管回路30中吸热区32作用的细而长的线圈的这一侧与热基座20联接，起到热管回路30中散热区34作用的细而长的线圈的另一侧形成为从热基座20边缘向外部伸出。相应地，在热管的散热区34中可以获得良好、持续的空气流通。
由于LED模块10产生的热量，LED模块10周围会产生温差，因此由该温差引起的空气流在支撑LED模块10的热基座20边缘的周围持续产生。同时，为了从热管回路30快速地散出热量，新鲜的空气持续通过散热区34是非常重要的。
因此，本实施例中，作为热管回路30中散热区34的细而长的线圈的另一侧，它伸出热基座20的边缘，这里持续产生空气的流动，因此获得了散热区34良好的空气流通，为散热性能做准备。
特别地，当本实施例的LED照明装置用于路灯装置时，空气流通效果能够达到最大。
图6是根据本发明实施例的包括该LED照明装置的路灯装置的立体图，图7示出根据本发明实施例的包括该LED照明装置的路灯装置的散热机理。
如图6所示，在本实施例的LED照明装置50被用作路灯装置时，LED照明装置50由支撑体60所支撑，例如柱杆，以便LED模块10是面向地面设置的。
在这种情况下，如图7所示，LED照明装置50辐射出光线的部位是LED照明装置的正面，由于LED模块10产生的热量，邻近该正面的空气温度升高。相应地，在LED照明装置50的正面和背面之间的空气产生了温差，由于LED照明装置50的正面相对较热，但却设置在下面，该正面区域的空气开始上升形成上升气流。然后，向上流动的空气不可避免地通过细而长的线圈伸出热基座20边缘的另一侧，即热管回路30的散热区34。因此，在用作路灯装置的LED照明装置50的散热区34中总是形成空气流动，提供高的空气流通效果，因此使得散热性能最大化。
这里，热管回路30可以沿着热基座20的边缘径向排列。如图4所示，在径向排列的热管回路30中，散热区34比吸热区32占据了相对大的空间，因此通过改善散热区34的空气流通效果，可以进一步增强散热性能。
本实施例的LED照明装置50可以另外地包括覆盖部件，用于覆盖热管回路30以从外部保护热管回路30。这里，为了不限制空气的流通效果，覆盖单元可以形成穿透的通风孔46。
如图7所示，本实施例的覆盖单元由正面覆盖片40和背面覆盖片45构成，其中正面覆盖片40设置在LED照明装置的正面以覆盖热管回路30，并支撑透明窗43，背面覆盖片45设置在LED照明装置50的背面以覆盖热管回路30。另外，分别设置在热管回路30两面的正面覆盖片40和背面覆盖片45，其上都形成有通风孔46。这里，热管回路30两面的通风孔46可以设置成彼此对应的方式以促进空气的流动。
此外，本实施例中的通风孔46也能起到清洗孔的作用。为了连续不断地保持热管回路30的散热性能，需要定期清洗被尘土以及其他类似物污染的热管回路30。在本实施例中，由于可以藉由通风孔46接近热管回路30，通过向通风孔46中注入清洗液，例如水，热管回路30便于清洗，而无需去除覆盖部件。特别地，在本实施例的LED照明装置50用于路灯装置时，由于下雨时雨水可以通过通风孔46流入，热管回路30可以自然而然地被清洗。
而且，覆盖部件的背面也能起到遮阳的作用，它覆盖热管回路30不受阳光照射。如图6所示，当太阳照耀时，本实施例中的背面覆盖片45在热管回路30上形成阴影。相应地，通过使直接暴露在阳光下的热管回路的面积最小化，也可以防止因热管回路30内工作流体的非必要加热或热管回路30的过度氧化作用而引起的散热性能的恶化。
尽管本发明已参考某些实施例进行了描述，但这些实施例仅为说明性的但不应限制本发明。应当知道所属技术领域的技术人员在不脱离本发明的范围和实质的情况下，可改变或修改实施例。
也应知道，除此处所述的那些之外，在本发明范围内可有许多实施例，本发明的范围应由所附的权利要求书来定义。
产业实用性
根据本发明，尽管散热区宽广，且散热性能高，LED照明装置也可以做得较薄，因此安装很少有局限性，并易于存储和运输。
此外，由于利用空气流动可以实现良好的空气流通效果，LED照明装置的散热性能能够达到最大。
而且，能够防止LED照明装置的散热性能因外部环境因素而恶化，例如阳光和灰尘。

Claims (8)

1.一种LED照明装置包括：
LED模块；
与所述LED模块联接并配置成吸收热量的热基座；以及
具有细管状，并被注入工作流体的热管回路，所述热管回路包括与所述热基座联接并配置成吸收热量的吸热部，和配置成散出所述吸热部吸收的热量的散热部，
其中所述热管回路的每一个线圈都具有细而长的形状，所述细而长的线圈的一侧与所述热基座联接，另一侧从所述热基座的边缘向外部伸出，
其中所述热基座形成为板形，并且
其中所述LED模块与所述热基座的一个表面联接，所述细而长的线圈设置在所述热基座的另一个表面上，使得所述细而长的线圈的长度方向平行于所述热基座的所述另一个表面，因此构成的所述LED照明装置具有很薄的结构。
2.权利要求1所述的LED照明装置，其中所述细而长的线圈的宽度与长度的比例在1：5到1：200之间。
3.权利要求1所述的LED照明装置，其中所述热管回路沿着所述热基座的边缘径向设置。
4.权利要求1所述的LED照明装置，其中所述细而长的线圈的一侧与所述热基座另一表面上的所述LED模块10的相对区域重叠。
5.权利要求1至4任一所述的LED照明装置，还包括配置成覆盖所述热管回路的覆盖部件，所述覆盖部件分别在所述热管回路的两侧上形成有通风孔。
6.权利要求5所述的LED照明装置，其中所述热管回路两侧上的通风孔彼此对应地设置在所述覆盖部件上。
7.一种路灯装置包括：
根据权利要求5所述的LED照明装置；以及
配置成支撑所述LED照明装置的支撑体，
其中所述LED模块设置成面向地面，并且
其中由所述LED照明装置的正面与背面之间的温度差产生的上升气流通过所述通风孔流经所述热管回路。
8.权利要求7所述的路灯装置，其中所述的覆盖部件包括：
设置在所述LED照明装置背面以覆盖所述热管回路不受阳光照射的背面覆盖片；以及
设置在所述LED照明装置正面以覆盖所述热管回路的正面覆盖片。
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