CN103946632B - 用于led照明装置的散热器件 - Google Patents

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Abstract

本发明涉及一种用于LED照明装置的散热器件，其具有简单的结构和卓越的散热效率。为此，所述散热器件包括：支撑单元，该支撑单元连接至所述LED照明装置；和散热单元，该散热单元连接至所述支撑单元。所述散热单元包括：散热管，该散热管中设置有用于传递在所述LED照明装置中产生的热的介质和包含具有红外发射特性的粉末的工作流体；和散热构件，该散热构件设置在所述散热管的外周表面上。所述散热管包括管体部和弯曲部，其中，所述管体部的至少一个端部向上弯曲。所述散热构件设置在所述弯曲部上。

Description

用于LED照明装置的散热器件
技术领域
本发明涉及一种用于发光二极管(LED)照明装置的散热器件，并且更具体地说，涉及一种可以有效地辐射在LED照明装置中产生的热的LED照明装置。
背景技术
利用发光二极管(LED)来照明作为环境友好型技术近来备受瞩目。世界范围内，白光LED照明市场自2006年以来每年增长50％。随着LED技术的发展，在将来用LED替换荧光灯等其它灯具的前景已经逐渐成为现实。
一般来说，LED照明装置的近期趋势是朝着用1W类别或更高的高功率LED封装代替设置许多低功率LED来缩减LED的数量。
对于将高功率LED用于照明装置的情况来说，热辐射成为问题。当高功率LED应用于照明装置时，在LED本身中因高功率而产生大量热。如果LED中产生的热未被适当地辐射，即，如果LED未被平稳地冷却，则正向电压降低，由此，不仅劣化发光效率，而且缩短LED的寿命。特别是，更亮的照明被优选用于街灯、诱鱼灯等外部照明。因此，这种趋势已增加。
为解决这种热辐射问题，已经提出了采用金属基基板的多种LED照明装置。然而，即使是金属基基板也难于完全辐射热。作为用于高功率LED的基板，其中将银膏印刷在具有高导热性的氮化铝(AIN)板上的陶瓷基板已经分布广泛，但其具有增加生产成本的缺点。
同时，已经公开了由本申请人发明的、并且题名为“Apparatus for cooling LEDillumination device and LED illumination device using the same”的韩国专利No.10-1031650。
而且，近期已经尝试通过改进LED封装的基板结构来增强辐射热的效率。而且，已经尝试通过改进LED芯片的机械结构来增强辐射热的效率。然而，这些尝试具有高成本的缺点。
发明内容
技术课题
本发明的一个方面是，提供一种具有简单的结构和高辐射热效率的用于发光二极管(LED)照明装置的散热器件。
解决课题的手段
根据本发明的一方面，一种用于LED照明装置的散热器件，该散热器件包括：支撑单元，该支撑单元连接至所述LED照明装置；和散热单元，该散热单元连接至所述支撑单元，其中，所述散热单元包括：散热管，该散热管中设置有用于传递在所述LED照明装置中产生的热的介质和包含具有红外发射特性的粉末的工作流体；和散热构件，该散热构件设置在所述散热管的外周表面上，所述散热管包括管体部和弯曲部，其中，所述管体部的至少一个端部向上弯曲，并且所述散热构件设置在所述弯曲部上，并且所述支撑单元包括形成有与所述散热管的外形相对应的管接纳部的基部构件，和连接所述基部构件与所述散热管的连接构件。
所述管体部和所述弯曲部可以延伸以共同形成“U”状，并且管帽设置在所述弯曲部的端部处，而且所述管帽密封住所述弯曲部的端部以防止工作流体泄漏。
所述散热构件可以包括被所述散热管穿透并且与所述散热管紧密接触的散热毂；第一散热片，该第一散热片从所述散热毂的外周表面上的第一区域沿径向突出；以及第二散热片，该第二散热片与所述第一散热片相反，并且从所述散热毂的外周表面上的第二区域沿径向突出，所述第二散热片包括：从所述散热毂延伸的片主体，以及从所述片主体分支出的多个分支片。
所述第一散热片和所述第二散热片中的至少一部分可以具有与安装成包围所述散热单元的散热壳的内部空间形状相对应的切割的形状。
所述基部构件可以包括要与所述LED照明装置直接接触的底板，并且所述底板可以内部形成有与外部连通的散热空间。
所述连接构件可以包括：形成有与所述散热管的外周表面相对应的凹入部的连接板，以及从所述连接板突出并向外辐射热的第一辅助散热片。
所述散热单元还可以包括第二辅助散热片，该第二辅助散热片至少环绕所述散热管的外周表面上的局部区域，并且向外辐射来自所述散热管的热。
根据本发明的另一实施方式，所述散热管可以内部设置有形成返回通道的通道形成肋，通过该返回通道，所述工作流体中的、在所述弯曲部中液化的工作流体移动至所述管体部。
发明效果
对于本发明的用于LED照明装置的散热器件进行说明的话如下。
首先，该散热管被设置成，具有管体部和弯曲部，该弯曲部的相对端部向上弯曲，以使热可以容易地从散热管传递至散热构件。由此，具有以简单结构增强热传递效率的优点。
第二，第一散热片和第二散热片设置在散热构件中，并且第二散热片包括从散热毂延伸的片主体，和从片主体分支出的多个分支片。第一散热片和第二散热片中的至少一部分具有与安装成包围散热单元的散热壳的内部空间形状相对应的切割的形状。由此，具有使辐射热效果最大化并且同时实现紧凑结构的优点。
第三，与散热管的外形相对应的管接纳部形成在底板上，并且该底板内部形成有与外部连通的散热空间。由此，具有使在LED照明装置中产生的热可以尽可能多地朝外部辐射的优点。
第四，连接板形成有与散热管的外周表面相对应的凹入部，并且设置用于从散热管朝外部辐射热的第一辅助散热片，该第一辅助散热片同时在连接板上突出。由此，具有使在LED照明装置中产生的热可以尽可能多地朝外部辐射的优点。
附图说明
图1是示出根据本发明一实施方式的、用于LED照明装置的散热器件被连接至该LED照明装置的立体图；
图2是示出根据本发明一实施方式的、用于LED照明装置的散热器件的立体图；
图3是示出根据本发明第一示例性实施方式的、设置在用于LED照明装置的散热器件中的第一散热单元的立体图；
图4是示出根据本发明第二示例性实施方式的、设置在用于LED照明装置的散热器件中的第一散热单元的立体图；以及
图5是示出根据本发明第三示例性实施方式的、设置在用于LED照明装置的散热器件中的第一散热单元的散热管的截面图。
<标号说明>
1：散热壳 10：LED照明装置
100：支撑单元 110：基部构件
111：底板 113：侧壁
120：连接构件 121：连接板
123：第一辅助散热片 200：第一散热单元
210：散热管 211：通道形成肋
213：弯曲部 215：管体部
220：散热构件 221：散热毂
223：第一散热片 225：第二散热片
240：第二辅助散热片 250：管帽
300：第二散热单元
具体实施方式
下面，参照附图，对根据本发明的用于发光二极管(LED)照明装置的散热器件的实施方式进行描述。
参照图1至图3，对根据本发明的用于LED照明装置的散热器件的示例性实施方式进行以下描述。
在该示例性实施例中，用于LED照明装置的散热器件包括：连接至LED照明装置10的支撑单元100，和连接至支撑单元100的散热单元。
LED照明装置10包括：1W级别或更高的高功率LED模块13、上面安装有LED模块13的模块板11，以及用于连接模块板11与支撑单元100的紧固螺钉15。
散热单元包括紧固至支撑单元100的第一散热单元200和第二散热单元300。第一散热单元200和第二散热单元300具有大致相同结构，并由此，仅对第一散热单元200进行描述。
第一散热单元200包括：散热管210和散热构件220，该散热管210中设置有用于传递在LED照明装置10中产生的热的介质以及包含有具有红外发射特性的粉末的工作流体，该散热构件220设置在散热管210的外周表面上。
该介质可以包括：甲醇(methyl alcohol)、氨、甲基氯仿(methyl chloroform)等。这里，该介质可以包括任何液体，只要其沸点低于室温下水的沸点即可。
而且，该粉末可以包括硅酸盐矿物。这里，该粉末可以包括任何矿物，只要其在加热时发射红外光即可。
散热管210包括：管体部215和弯曲部213，其中管体部215的至少一个端部向上弯曲。
具体来说，管体部215和弯曲部213延伸以共同形成“U”状。这里，该散热构件220形成一对并且分别安装在弯曲部213上。
具体来说，散热构件220被装配到弯曲部213的外表面上，并接着通过使弯曲部213膨胀而牢固地按压并接合至弯曲部213。例如，散热构件220被装配到弯曲部213的外表面上，并接着通过向散热管210内部供应流体而使散热管210膨胀。
接着，弯曲部213随着被膨胀而变得与该散热构件220紧密相接触并按压且接合至该散热构件220。这里，散热管210可以由不锈钢制成，而散热构件220可以由铝制成。
当然，本发明不限于前述实施方式。另选的是，散热构件220和弯曲部213可以通过粘合剂或单独的连接装置连接。
在LED照明装置10发热之前，工作流体首先存在于管体部215中。接着，当LED照明装置10发热时，粉末基于来自LED照明装置10的热辐射红外光，并由此介质开始气化。
接着，气化介质向弯曲部213传递热，同时向弯曲部213移动，而且同时，该粉末和介质向弯曲部传递辐射热。
因为散热管210内部气化的介质趋于向上移动，所以其向弯曲部213移动。结果，散热管210具有“U”状，热更有效地从管体部215传递至弯曲部213。
具体来说，散热管210具有0.001～0.0001mmhg的内部压力，红外光发射和散热管210内部的介质相当快速的前进。散热管210内部保持真空，以使热很大程度上可以通过辐射热而来传递。为此，管帽250(参见图5)被设置成密封住弯曲部213的端部，而防止工作流体泄漏。
接下来，向弯曲部213传递的热被传导至连接至弯曲部213的散热构件220，并由此，散热构件220通过外部冷空气来辐射热。
散热构件220包括被散热管210穿透并且与散热管紧密接触的散热毂221；第一散热片223，该第一散热片从散热毂221的外周表面上的第一区域沿径向突出；以及第二散热片225，该第二散热片与第一散热片223相反，并且从散热毂221的外周表面上的第二区域沿径向突出。
第二散热片225包括从散热毂221延伸的片主体225c，和从片主体225c分支出的多个分支片225a和225b。多个分支片225a和225b扩大与外部空气接触的表面积，并由此在辐射热时有效。
这里，第一散热片223和第二散热片225中的至少一部分具有与安装成包围散热单元的散热壳1的内部空间形状相对应的切割的形状。第一散热片223和第二散热片225根据散热壳1的形状，在从散热毂221起突出的高度上不同。
结果，第一散热片223和第二散热片225被成形为不仅对应于散热壳1的内部空间形状，而且最大化用于与外部空气交换热的面积。
同时，支撑单元100包括：基部构件110，和用于连接基部构件110与散热管210的连接构件120。
基部构件110包括要与LED照明装置10直接接触的底板111，和从底板111突出并与底板111间隔开的侧壁113。
底板111上形成有管接纳部111a，以对应于散热管210的外形。如果散热管210被插入并安装在管接纳部111a中，则从底板111向散热管210传递热的热交换面积增加，由此有效地将热从底板111传递至散热管210。
而且，底板111内部形成有与外部连通的散热空间111c。结果，底板111的内部空间被支撑肋111b支撑并且与外部连通。
从而，直接与LED照明装置10接触的底板本身通过与外部空气的热交换而朝外部辐射在LED照明装置10中产生的热。
侧壁113从底板111突出，并且也用作一种散热片。
连接构件120包括：形成有与散热管210的外周表面相对应的凹入部121a的连接板121；第一辅助散热片123，该第一辅助散热片123从连接板121突出并且朝外部辐射来自散热管210的热；以及用于紧固连接板121与基部构件110的紧固单元125。
凹入部121a和管接纳部111a被设置成彼此相对，由此，完全包围散热管210的管体部215的外周表面。
结果，凹入部121a扩大了用于与散热管210交换热的面积，并且从散热管210传递的热通过第一辅助散热片123朝外部辐射。
实施例
参照图4，根据第二示例性实施方式，对设置在LED照明装置的散热器件中的第一散热单元进行描述。
在该示例性实施例中，第一散热单元的主要部分类似于第一示例性实施方式的主要部分，并由此在需要时避开其重复描述。与第一示例性实施方式的第一散热单元形成对比，该示例性实施方式中的第一散热单元包括第二辅助散热片240，该第二辅助散热片240至少环绕在散热管210的外周表面上的局部区域，以便朝外部外辐射来自散热管210的热。
第二辅助散热片240有褶皱并环绕散热管210的外周表面。第二辅助散热片240可以采用圆或螺旋形式环绕散热管的外周表面。
因为第二辅助散热片240有褶皱以增加接触外部空气的面积，所以热有效地从散热管210朝外部辐射。
当然，本发明不限于前述示例性实施方式。另选的是，该外周表面本身可以在散热管的部分区域有褶皱。
参照图5，根据第三示例性实施方式，对设置在用于LED照明装置的散热器件中的第一散热单元进行描述。图5是根据该示例性实施方式的散热管的截面图。
在该示例性实施方式中，设置在第一散热单元中的散热管的大部分与前述示例性实施方式的大部分相似，并由此在需要时避开其重复描述。与前述示例性实施方式形成对比，在该示例性实施方式中，第一散热单元的散热管内部形成有通道形成肋211，该通道形成肋211突出以形成返回通道，以使工作流体中的通过弯曲部213中的热交换而液化的工作流体可以移动至管体部215。
具体来说，将多个通道形成肋211按规则间隔安装在管体部215和弯曲部213的局部内周表面上。通道形成肋211之间的间隔形成用于将工作流体从弯曲部213返回至管体部的初始位置S的返回通道。
而且，在该示例性实施方式中，第一散热单元设置有管帽250，如根据第一示例性实施方式的与散热单元一起描述的。
尽管对本发明的几个示例性实施方式进行了示出和描述，但本领域技术人员应当清楚，在不脱离本发明的原理和精神的情况下，可以在这些实施方式中进行改变，本发明的范围在所附权利要求书及其等同物中限定。
工业实用性
本发明涉及一种用于高功率LED照明装置的散热器件，其可以在工业上广泛使用，因为其可以被用于诱鱼灯等，以及用作普通道路、公共办公场所、学校等的街灯。

Claims (7)

1.一种用于发光二极管LED照明装置的散热器件，该散热器件包括：
支撑单元，该支撑单元连接至所述LED照明装置；以及
散热单元，该散热单元连接至所述支撑单元，
其中，所述散热单元包括：散热管，该散热管中设置有用于传递在所述LED照明装置中产生的热的介质和包含具有红外发射特性的粉末的工作流体；和散热构件，该散热构件设置在所述散热管的外周表面上，
所述散热管包括管体部和弯曲部，其中，所述管体部的至少一个端部向上弯曲，并且所述散热构件设置在所述弯曲部上，并且
所述支撑单元包括：形成有与所述散热管的外形相对应的管接纳部的基部构件；以及连接所述基部构件与所述散热管的连接构件，
其中，所述散热构件包括：被所述散热管穿透并且与所述散热管紧密接触的散热毂；第一散热片，该第一散热片从所述散热毂的外周表面上的第一区域沿径向突出；以及第二散热片，该第二散热片与所述第一散热片相反，并且从所述散热毂的外周表面上的第二区域沿径向突出，
所述第二散热片包括：从所述散热毂延伸的片主体；以及从所述片主体分支出的多个分支片。
2.根据权利要求1所述的散热器件，其中，所述管体部和所述弯曲部延伸以共同形成“U”状，并且管帽设置在所述弯曲部的端部处，而且所述管帽密封住所述弯曲部的端部以防止所述工作流体泄漏。
3.根据权利要求1所述的散热器件，其中，所述第一散热片和所述第二散热片中的至少一部分具有与安装成包围所述散热单元的散热壳的内部空间形状相对应的切割的形状。
4.根据权利要求1所述的散热器件，其中，所述基部构件包括要与所述LED照明装置直接接触的底板，并且
所述底板内部形成有与外部连通的散热空间。
5.根据权利要求1所述的散热器件，其中，所述连接构件包括：形成有与所述散热管的外周表面相对应的凹入部的连接板；以及从所述连接板突出并向外辐射热的第一辅助散热片。
6.根据权利要求1所述的散热器件，其中，所述散热单元还包括第二辅助散热片，该第二辅助散热片至少环绕所述散热管的外周表面上的局部区域，并且向外辐射来自所述散热管的热。
7.根据权利要求1所述的散热器件，其中，所述散热管内部设置有形成返回通道的通道形成肋，通过该返回通道，所述工作流体中的、在所述弯曲部中液化的工作流体移动至所述管体部。
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