CN103644556B - 一种带两个止回阀的热驱动循环灯杆散热led路灯 - Google Patents

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Abstract

本发明公开了一种带两个止回阀的热驱动循环灯杆散热LED路灯，LED路灯包括灯杆、第一连接支架、第二连接支架以及灯头，第一连接支架和第二连接支架的一端均与灯杆相连，其另一端均与灯头相连，其中，灯杆中设有冷凝段和蓄液段，灯杆和第一连接支架中设有回流管，灯头中设有蒸发段，第二连接支架中设有蒸汽管，回流管的一端与蓄液段连通，其另一端通过蒸发段与蒸汽管相连通，蒸汽管并通过冷凝段与蓄液段连通已形成热驱动循环回路，在冷凝段上设有第一止回阀，在回流管上设有第二止回阀。本发明将LED灯具产热的热量转移至灯杆进行散热，无需附加其它散热片，具有成本低，热驱动循环可靠性高等优点。

Description

一种带两个止回阀的热驱动循环灯杆散热LED路灯
技术领域
本发明涉及LED技术领域，尤其是一种带两个止回阀的热驱动循环灯杆散热LED路灯。
背景技术
LED(LightEmittingDiode，称发光二极管)，属于固态光源，具有非常好的节能环保优势，相同光效下耗能仅为白炽灯的10～20%，被誉为"21世纪的照明新光源"，近年来已经成为研究和开发热点。与传统光源相比，半导体光源有节能、高效、体积小、寿命长、响应速度快、驱动电压低、抗震动等优点。
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，所以说LED是‘冷’光源。但是，目前LED的发光效率仅能达到10%～20%,还有80%～90%的能量转变成了热量。若不加散热措施，则大功率LED的器芯温度会急速上升，当其结温上升超过最大允许温度时(一般是150℃)，大功率LED会因过热而损坏。因此在大功率LED灯具设计中，最主要的设计工作就是散热设计。目前制作的大功率白光LED的芯片尺寸大多在1mm×1mm以上，单个器件的耗散功率在1W以上，如果简单地把封装尺寸也按比例放大，芯片的热量不能散出去，会加速芯片和荧光粉的老化，还可能导致倒装焊的焊锡融化，使芯片失效。
另外，一般功率器件(如电源IC)的散热计算中，只要结温小于最大允许结温温度(一般是125℃)就可以了。但在大功率LED散热设计中，其结温要求比125℃低得多。其原因是结温对LED的出光率及寿命有较大影响：结温越高会使LED的出光率越低，寿命越短。
因此，LED的封装和使用中的散热问题成为影响其发展的瓶颈问题。如果能够解决LED实际应用中的散热和封装问题，使LED在交通照明、装饰照明和室内照明等方面得到推广应用，将大大缓解电力紧张问题，并减少CO2的排放量，有力的保护了环境。
对于路灯一般都有灯杆等金属支架，如能够利用金属支架作为LED灯具的散热体，可谓一举两得。利用灯杆进行散热，关键是要将LED灯具产生的热量传递到灯杆，光靠热传导显然是不现实的。必须有一个循环系统将热量快速转移，如果利用泵循环，既耗电，结构又复杂成本高。本发明提出采用热驱动循环的方式实现热量的高效转移。
发明内容
本发明的目的在于提供一种带两个止回阀的热驱动循环灯杆散热LED路灯，其通过热驱动循环回路进行散热，具有良好的散热性能，能长时间稳定可靠的运行。同时兼顾密封、效率、成本、工艺、造型等诸多因素。
为实现以上目的，本发明采取了的技术方案是：
一种带两个止回阀的热驱动循环灯杆散热LED路灯，所述LED路灯包括灯杆、第一连接支架、第二连接支架以及灯头，第一连接支架和第二连接支架的一端均与灯杆相连，其另一端均与灯头相连，其中，所述灯杆中设有冷凝段和蓄液段，所述灯杆和第一连接支架中设有回流管，所述灯头中设有蒸发段，所述第二连接支架中设有蒸汽管，所述回流管的一端与蓄液段连通，其另一端通过蒸发段与蒸汽管相连通，蒸汽管并通过冷凝段与蓄液段连通已形成热驱动循环回路，在所述冷凝段上设有用于防止蓄液段中的流体工质倒流入冷凝段的第一止回阀，在所述回流管上设有用于防止回流管中的流体工质倒流入蓄液段的第二止回阀。
所述流体工质为水、氟利昂、甲醇、乙醇、液氨，以及各种制冷剂中的任一种。
所述蒸发段、蒸汽管、冷凝段、蓄液段以及回流管形成一封闭空间，对所述封闭空间进行抽真空处理。
所述灯杆、第一连接支架、第二连接支架以及灯头为一体化结构。
所述冷凝段采用大比表面积的结构形式。
所述冷凝段中可以加装中空的翅片散热器，扩大散热面积。
本发明与现有技术相比，具有以下的优点：
1、采用热驱动循环模式，利用金属连接支架（第一连接支架和第二连接支架）作为LED灯具的散热体系，将LED灯具产热的热量转移至灯杆进行散热，无需附加其它散热片，具有成本低，热驱动循环可靠性高等优点。
2、该系统具有结构简单和良好的可靠性，而且灯杆一般都比较高，有充足的表面积，完全能满足LED灯具散热的需求。
3、该由于使用了止回阀，允许蒸发器位于冷凝器的上方，符合路灯的布置方式，灯具无需或减小外加散热片装置。
附图说明
图1本发明一种带两个止回阀的热驱动循环灯杆散热LED路灯的结构示意图。
其中：1、蒸发段；2、蒸汽管；3、冷凝段；4、蓄液段；5、回流管；6、止回阀；7、止回阀；8、连接支架；9、连接支架。
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所示，一种基于带两个止回阀的热驱动循环的大功率LED路灯的灯杆散热系统，由蒸发段1、蒸汽管2、冷凝段3、蓄液段4以及回流管5构成。蒸发段1、蒸汽管2、冷凝段3、蓄液段4以及回流管5依次连通并构成一个封闭空间，其中，蒸发段1设置于灯头上，蒸汽管2设置于连接支架9上，冷凝段3和蓄液段4均设置于灯杆上，回流管5的一部分设置于灯杆上，另一部分设置于连接支架8上，对该封闭空间抽真空，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。在回流管5和冷凝段3上分别设有止回阀7和止回阀6，由于使用了单向的止回阀，这就允许蒸发段1位于冷凝段3的上方，符合路灯的布置方式，灯具无需或减小外加散热片装置。
本散热系统的工作过程是：灯头工作时产生的热使得内部液态流体工质受热沸腾汽化成气态流体，导致蒸发段1内压力升高。由于蒸汽产生速率暂时超过冷凝速率，高压蒸汽沿着蒸汽管2到达灯杆冷凝段3，与此同时蒸发段1和冷凝段3内部压力升高将冷凝液通过止回阀6压入蓄液段4。当蒸发段1中的液体逐渐减少，蒸汽产生速率也逐渐减小。当冷凝段3内的冷凝速率暂时超过了蒸发段1的蒸汽产生速率时，会引起蒸发段1和冷凝段3内压力的降低，导致此时蓄液段4内相对较高压力的液体通过止回阀7经回流管5重新注入蒸发段1，开始新一轮的循环。该循环是周期重复性的，无需毛细力的帮助，并可反重力循环。
如果LED灯具功率很大，冷凝段3可采用多种大比表面积的结构形式或加装中空的太阳花翅片散热器来满足散热面对需求。这样，即使是很大功率的LED灯具，灯头的重量能够做的很轻，具有很强的抗风能力。
将安装灯头的安装件、连接支架8、连接支架9与灯杆等金属支架进行一体化设计，采用热驱动循环模式，利用金属支架作为LED灯具的散热体系，将LED灯具产热的热量转移至灯杆进行散热。无需附加其它散热片，具有成本低，热驱动循环可靠性高等优点。
以上所述仅为本发明的优选实施例而已，并不用于限制本发明，对于本领域的技术人员来说，本发明可以有各种更改和变化。凡在本发明的精神和原则之内，所作的任何修改、等同替换、改进等，均应包含在本发明的保护范围之内。

Claims (6)

1.一种带两个止回阀的热驱动循环灯杆散热LED路灯，其特征在于，所述LED路灯包括灯杆、第一连接支架(8)、第二连接支架(9)以及灯头，第一连接支架和第二连接支架的一端均与灯杆相连，其另一端均与灯头相连，其中，所述灯杆中设有冷凝段(3)和蓄液段(4)，所述灯杆和第一连接支架(8)中设有回流管(5)，所述灯头中设有蒸发段(1)，所述第二连接支架(9)中设有蒸汽管(2)，所述回流管(5)的一端与蓄液段(4)连通，其另一端通过蒸发段(1)与蒸汽管(2)相连通，蒸汽管(2)并通过冷凝段(3)与蓄液段(4)连通以形成热驱动循环回路，在所述冷凝段(3)上设有用于防止蓄液段(4)中的流体工质倒流入冷凝段(3)的第一止回阀(6)，在所述回流管(5)上设有用于防止回流管(5)中的流体工质倒流入蓄液段(4)的第二止回阀(7)，使蒸发段(1)位于冷凝段(3)的上方，符合路灯的布置方式。
2.根据权利要求1所述的带两个止回阀的热驱动循环灯杆散热LED路灯，其特征在于，所述流体工质为水、甲醇、乙醇、液氨中的任一种。
3.根据权利要求1所述的带两个止回阀的热驱动循环灯杆散热LED路灯，其特征在于，所述蒸发段(1)、蒸汽管(2)、冷凝段(3)、蓄液段(4)以及回流管(5)形成一封闭空间，对所述封闭空间进行抽真空处理。
4.根据权利要求1所述的带两个止回阀的热驱动循环灯杆散热LED路灯，其特征在于，所述灯杆、第一连接支架(8)、第二连接支架(9)以及灯头为一体化结构。
5.根据权利要求1-4任一项所述的带两个止回阀的热驱动循环灯杆散热LED路灯，其特征在于，所述冷凝段(3)采用大比表面积的结构形式。
6.根据权利要求1-4任一项所述的带两个止回阀的热驱动循环灯杆散热LED路灯，其特征在于，所述冷凝段(3)中加装中空的翅片散热器。
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