CN106958802A - 基于液体流动散热的led路灯用散热装置 - Google Patents

基于液体流动散热的led路灯用散热装置 Download PDF

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Abstract

本发明公开了基于液体流动散热的LED路灯用散热装置，包括温度传感器Ⅰ、控制器、抽水泵以及依次连通的冷却箱、送液管、保温箱和回流管，所述回流管上远离保温箱的一端与冷却箱上远离送液管的一端连接，所述抽水泵位于回流管上靠近冷却箱的一端；所述保温箱中装有液体工质，所述抽水泵将液体工质从保温箱中经过送液管抽入冷却箱中，并再经过回流管将工质送回保温箱中；所述控制器分别与温度传感器Ⅰ和抽水泵的电机连接。控制器启动抽水泵，使抽水泵将保温箱中的低温工质送入冷却箱中，以降低LED芯片的温度，提高了LED路灯使用寿命，降低了LED路灯的维修次数和维修成本。

Description

基于液体流动散热的LED路灯用散热装置
技术领域
本发明涉及一种水冷装置，具体涉及基于液体流动散热的LED路灯用散热装置。
背景技术
路灯是城市照明的重要组成部分，传统的路灯常采用高压钠灯，高压钠灯整体上光效低的缺点造成了能源的巨大浪费，因此，开发新型高效、节能、寿命长、显色指数高、环保的路灯对城市照明节能具有十分重要的意义。
LED路灯即半导体照明灯，以具有发光二极管的LED芯片作为光源，因其是一种固态冷光源，具有环保无污染、耗电少、光效高、寿命长等特点。LED路灯与常规高压钠灯路灯不同的是，大功率LED路灯的光源采用低压直流供电、由GaN基功率型蓝光LED与黄色荧光粉合成的高效白光二极管，具有高效、安全、节能、环保、寿命长、响应速度快、显色指数高等独特优点，可广泛应用于城市道路照明。LED路灯的外罩可用PC管制作，耐高温答135度，耐低温达-45度。
发光二极管是基于半导体PN结形成的用微弱的电能就能发光的高效固态光源，在一定的正向偏置电压和注入电流下，注入P区的空穴和注入N区的电子在扩散至有源区后经辐射复合而发出光子，将电能直接转化为光能。
LED路灯具有环保无污染、耗电少、光效高、寿命长等特点，因此，LED路灯将成为节能改造的最佳选择。
传统的LED路灯的散热采用散热片，但是由于散热片为自然散热，散热效率低。当环境温度为40℃时，散热片所能将灯将至的温度也为40℃。同时由于散热片性能不稳定，效率低，导致LED路灯的使用寿命降低，增加了LED路灯的维修次数。
发明内容
本发明目的在于提供基于液体流动散热的LED路灯用散热装置，解决由于散热片为自然散热，散热效率低，导致LED路灯的使用寿命降低，增加了LED路灯的维修次数的问题。
本发明通过下述技术方案实现：
基于液体流动散热的LED路灯用散热装置，包括温度传感器Ⅰ、控制器、抽水泵以及依次连通的冷却箱、送液管、保温箱和回流管，所述回流管上远离保温箱的一端与冷却箱上远离送液管的一端连接，所述抽水泵位于回流管上靠近冷却箱的一端；
所述保温箱中装有液体工质，所述抽水泵将液体工质从保温箱中经过送液管抽入冷却箱中，并再经过回流管将工质送回保温箱中；
所述冷却箱位于LED路灯灯体下盖中，并位于LED路灯的LED芯片处，冷却箱通过热传导将LED芯片产生的热吸收；
所述温度传感器Ⅰ位于LED路灯的LED芯片处，所述控制器分别与温度传感器Ⅰ和抽水泵的电机连接，温度传感器Ⅰ将其感应到的温度信息发送给控制器，所述控制器接收来自于温度传感器Ⅰ的温度信息，并控制抽水泵的电机的输出功率。
LED芯片升温时，温度传感器Ⅰ将此温度信息发送给控制器，控制器启动抽水泵，使抽水泵将保温箱中的低温工质送入冷却箱中，并通过工质的循环将LED路灯产生的热量带走，以降低LED芯片的温度，当环境温度为40℃时，本发明也能能将灯将至低于40℃的温度，而不受环境温度限制，提高了LED路灯使用寿命，降低了LED路灯的维修次数和维修成本。
控制器采用单片机，其型号优选为AT89LP828；温度传感器Ⅰ的型号优选DA-01-TP1。工质采用水或者乙二醇。
进一步地，所述冷却箱包括顶部开口的冷却盒以及将冷却盒罩住的隔离罩，所述送液管上远离保温箱的一端穿过冷却盒的侧壁与冷却盒的内腔连通，所述回流管上远离保温箱的一端穿过冷却盒的侧壁与冷却盒的内腔连通；
所述冷却盒位于LED路灯灯体下盖中，并位于LED路灯的LED芯片处；在冷却盒中设置有导流组件，所述导流组件能使工质从送液管流入冷却盒后，在冷却盒中迂回流动到回流管中；
所述隔离罩采用保温材料，且在隔离罩的一对相对侧壁上均设置有让位缺口，隔离罩罩在冷却盒上时，送液管和回流管上靠近冷却箱的一端均分别位于对应的让位缺口中。
隔离罩设置成保温材料，以使冷却箱主要带走LED芯片处的温度，而不将其浪费在吸收其余地方热量，以提高冷却效率。
进一步地，所述导流组件主要由左板组和右板组组成；
所述左板组包括若干个彼此之间有间隔的左板，所述左板均垂直于冷却盒的盒底，且左板的一端均与冷却盒的一侧盒壁连接，左板的另一端与冷却盒的另一侧壁之间有间隙；
所述右板组包括若干个彼此之间有间隔的右板，所述右板均垂直于冷却盒的盒底，且右板的一端均与冷却盒的另一侧盒壁连接，右板的另一端与冷却盒上与左板连接的盒壁之间有间隙；
所述右板和左板依次交错设置，以使工质从送液管流入冷却盒后，在冷却盒中迂回流动到回流管中。
设置左板和右板来形成工质的迂回通道，增加散热的稳定性，对工质进行导流，提高其散热效率。
进一步地，所述冷却盒、右板组和左板组均采用金属材料，且冷却盒上靠近让位缺口的盒壁外侧涂覆有保温层。保温层的涂覆避免冷却盒中的低温工质吸收外界温度，浪费冷源。冷却盒、右板组和左板组的材料优选铝材。
进一步地，在冷却盒的周围设置有若干个气压杆；所述隔离罩将气压杆和冷却盒同时罩住；
所述气压杆的一端均匀LED路灯灯体下盖连接，气压杆的另一端均与隔离罩的内腔顶部连接；
所述气压杆的驱动电机均与控制器连接，所述控制器控制气压杆的驱动电机的输出功率，以使气压杆伸缩，进而使隔离罩罩住冷却盒或者远离冷却盒。
当高温突遇暴雨时，环境温度可能低于冷却箱中的温度。当外界温度低于冷却箱中工质温度时，可通过伸长气压杆，增大工质与空气接触面，以使工质降温，提高降温效率。
进一步地，在隔离罩上靠近LED路灯灯体下盖的一端设置有密封圈，隔离罩罩住冷却盒时，密封圈将隔离罩内腔和外界隔离。
进一步地，还包括依次连通的导出管、散热箱、倒回泵、倒回管，在回流管上设置有三通的电磁阀，所述导出管上远离散热箱的一端与电磁阀连通，所述抽水泵能将冷却箱中的工质用过电磁阀送入散热箱中；
所述倒回管上远离散热箱的一端与保温箱连接；
所述散热箱设置在LED路灯灯体上盖的外侧，且散热箱采用金属材料，优选铝材；
在冷却箱中设置有温度传感器Ⅱ，所述温度传感器Ⅱ、电磁阀以及倒回泵均与控制器连接。
温度传感器Ⅱ将其感应到的温度信息发送给控制器，控制器控制电磁阀的通路状态。当冷却箱中温度较高时，冷却箱通过电磁阀和散热箱连通，冷却箱不和回流管连通，抽水泵将冷却箱中的高温工质送入散热箱中进行散热冷却。
进一步地，在散热箱中设置有温度传感器Ⅲ，所述温度传感器Ⅲ与控制器连接。当散热箱中的工质温度降低后，将其送入保温箱进行保温，避免其吸热升温。
上述中的各个温度传感器和控制器均为现有技术，都可以在市场上购买到。本发明中，控制器的控制过程以及涉及到的控制程序，均为现有技术，可在市场上购买或者直接查询到
本发明与现有技术相比，具有如下的优点和有益效果：
1、本发明基于液体流动散热的LED路灯用散热装置，LED芯片升温时，温度传感器Ⅰ将此温度信息发送给控制器，控制器启动抽水泵，使抽水泵将保温箱中的低温工质送入冷却箱中，并通过工质的循环将LED路灯产生的热量带走，以降低LED芯片的温度，当环境温度为40℃时，本发明也能能将灯将至低于40℃的温度，而不受环境温度限制，提高了LED路灯使用寿命，降低了LED路灯的维修次数和维修成本；
2、本发明基于液体流动散热的LED路灯用散热装置，隔离罩设置成保温材料，以使冷却箱主要带走LED芯片处的温度，而不将其浪费在吸收其余地方热量，以提高冷却效率；
3、本发明基于液体流动散热的LED路灯用散热装置，当高温突遇暴雨时，环境温度可能低于冷却箱中的温度。当外界温度低于冷却箱中工质温度时，可通过伸长气压杆，增大工质与空气接触面，以使工质降温，提高降温效率。
附图说明
此处所说明的附图用来提供对本发明实施例的进一步理解，构成本申请的一部分，并不构成对本发明实施例的限定。在附图中：
图1为本发明的结构示意图；
图2为管道连接的位置示意图；
图3为保温箱的拆分图；
图4为冷却盒的俯视图；
图5为保温盒在LED路灯灯体下盖中的位置示意图。
附图中标记及对应的零部件名称：
1-冷却箱，2-送液管，3-保温箱，4-回流管，5-抽水泵，6-隔离罩，7-冷却盒，8-左板，9-右板，10-让位缺口，11-气压杆，12-导出管，13-散热箱，14-倒回管，15-电磁阀，16-倒回泵，17-LED路灯灯体下盖，19-LED路灯灯体上盖。
具体实施方式
为使本发明的目的、技术方案和优点更加清楚明白，下面结合实施例和附图，对本发明作进一步的详细说明，本发明的示意性实施方式及其说明仅用于解释本发明，并不作为对本发明的限定。
实施例1
如图1-图5所示，本发明基于液体流动散热的LED路灯用散热装置，包括温度传感器Ⅰ、控制器、抽水泵5以及依次连通的冷却箱1、送液管2、保温箱3和回流管4，所述回流管4上远离保温箱3的一端与冷却箱1上远离送液管2的一端连接，所述抽水泵5位于回流管4上靠近冷却箱1的一端；
所述保温箱3中装有液体工质，所述抽水泵5将液体工质从保温箱3中经过送液管2抽入冷却箱1中，并再经过回流管4将工质送回保温箱3中；
所述冷却箱1位于LED路灯灯体下盖中，并位于LED路灯的LED芯片处，冷却箱1通过热传导将LED芯片产生的热吸收；
所述温度传感器Ⅰ位于LED路灯的LED芯片处，所述控制器分别与温度传感器Ⅰ和抽水泵5的电机连接，温度传感器Ⅰ将其感应到的温度信息发送给控制器，所述控制器接收来自于温度传感器Ⅰ的温度信息，并控制抽水泵5的电机的输出功率。
LED芯片升温时，温度传感器Ⅰ将此温度信息发送给控制器，控制器启动抽水泵5，使抽水泵5将保温箱3中的低温工质送入冷却箱1中，并通过工质的循环将LED路灯产生的热量带走，以降低LED芯片的温度，当环境温度为40℃时，本发明也能能将灯将至低于40℃的温度，而不受环境温度限制，提高了LED路灯使用寿命，降低了LED路灯的维修次数和维修成本。
控制器采用单片机，其型号优选为AT89LP828；温度传感器Ⅰ的型号优选DA-01-TP1。工质采用水或者乙二醇。
实施例2
本发明是在实施例1的基础上，对本发明作出进一步说明。
如图1-图5所示，本发明基于液体流动散热的LED路灯用散热装置，所述冷却箱1包括顶部开口的冷却盒7以及将冷却盒7罩住的隔离罩6，所述送液管2上远离保温箱3的一端穿过冷却盒7的侧壁与冷却盒7的内腔连通，所述回流管4上远离保温箱3的一端穿过冷却盒7的侧壁与冷却盒7的内腔连通；
所述冷却盒7位于LED路灯灯体下盖中，并位于LED路灯的LED芯片处；在冷却盒7中设置有导流组件，所述导流组件能使工质从送液管2流入冷却盒7后，在冷却盒7中迂回流动到回流管4中；
所述隔离罩6采用保温材料，且在隔离罩6的一对相对侧壁上均设置有让位缺口10，隔离罩6罩在冷却盒7上时，送液管2和回流管4上靠近冷却箱1的一端均分别位于对应的让位缺口10中。
隔离罩6设置成保温材料，以使冷却箱1主要带走LED芯片处的温度，而不将其浪费在吸收其余地方热量，以提高冷却效率。
实施例3
本发明是在实施例2的基础上，对本发明作出进一步说明。
如图1-图5所示，本发明基于液体流动散热的LED路灯用散热装置，所述导流组件主要由左板组和右板组组成；
所述左板组包括若干个彼此之间有间隔的左板8，所述左板8均垂直于冷却盒7的盒底，且左板8的一端均与冷却盒7的一侧盒壁连接，左板8的另一端与冷却盒7的另一侧壁之间有间隙；
所述右板组包括若干个彼此之间有间隔的右板9，所述右板9均垂直于冷却盒7的盒底，且右板9的一端均与冷却盒7的另一侧盒壁连接，右板9的另一端与冷却盒7上与左板8连接的盒壁之间有间隙；
所述右板9和左板8依次交错设置，以使工质从送液管2流入冷却盒7后，在冷却盒7中迂回流动到回流管4中。
设置左板8和右板9来形成工质的迂回通道，增加散热的稳定性，对工质进行导流，提高其散热效率。
实施例4
本发明是在实施例2的基础上，对本发明作出进一步说明。
如图1-图5所示，本发明基于液体流动散热的LED路灯用散热装置，所述冷却盒7、右板组和左板组均采用金属材料，且冷却盒7上靠近让位缺口10的盒壁外侧涂覆有保温层。保温层的涂覆避免冷却盒7中的低温工质吸收外界温度，浪费冷源。冷却盒7、右板组和左板组的材料优选铝材。
进一步地，在冷却盒7的周围设置有若干个气压杆11；所述隔离罩6将气压杆11和冷却盒7同时罩住；
所述气压杆11的一端均匀LED路灯灯体下盖连接，气压杆11的另一端均与隔离罩6的内腔顶部连接；
所述气压杆11的驱动电机均与控制器连接，所述控制器控制气压杆11的驱动电机的输出功率，以使气压杆11伸缩，进而使隔离罩6罩住冷却盒7或者远离冷却盒7。
当高温突遇暴雨时，环境温度可能低于冷却箱1中的温度。当外界温度低于冷却箱1中工质温度时，可通过伸长气压杆11，增大工质与空气接触面，以使工质降温，提高降温效率。
进一步地，在隔离罩6上靠近LED路灯灯体下盖的一端设置有密封圈，隔离罩6罩住冷却盒7时，密封圈将隔离罩6内腔和外界隔离。
实施例5
本发明是在实施例1的基础上，对本发明作出进一步说明。
如图1-图5所示，本发明基于液体流动散热的LED路灯用散热装置，还包括依次连通的导出管12、散热箱13、倒回泵16、倒回管14，在回流管4上设置有三通的电磁阀15，所述导出管12上远离散热箱13的一端与电磁阀15连通，所述抽水泵5能将冷却箱1中的工质用过电磁阀15送入散热箱13中；
所述倒回管14上远离散热箱13的一端与保温箱3连接；
所述散热箱13设置在LED路灯灯体上盖的外侧，且散热箱13采用金属材料，优选铝材；
在冷却箱1中设置有温度传感器Ⅱ，所述温度传感器Ⅱ、电磁阀15以及倒回泵16均与控制器连接。
温度传感器Ⅱ将其感应到的温度信息发送给控制器，控制器控制电磁阀15的通路状态。当冷却箱1中温度较高时，冷却箱1通过电磁阀15和散热箱13连通，冷却箱1不和回流管4连通，抽水泵5将冷却箱1中的高温工质送入散热箱13中进行散热冷却。
进一步地，在散热箱13中设置有温度传感器Ⅲ，所述温度传感器Ⅲ与控制器连接。当散热箱13中的工质温度降低后，倒回泵16将其送入保温箱3进行保温，避免其吸热升温。
以上所述的具体实施方式，对本发明的目的、技术方案和有益效果进行了进一步详细说明，所应理解的是，以上所述仅为本发明的具体实施方式而已，并不用于限定本发明的保护范围，凡在本发明的精神和原则之内，所做的任何修改、等同替换、改进等，均应包含在本发明的保护范围之内。

Claims (9)

1.基于液体流动散热的LED路灯用散热装置，其特征在于：包括温度传感器Ⅰ、控制器、抽水泵(5)以及依次连通的冷却箱(1)、送液管(2)、保温箱(3)和回流管(4)，所述回流管(4)上远离保温箱(3)的一端与冷却箱(1)上远离送液管(2)的一端连接，所述抽水泵(5)位于回流管(4)上靠近冷却箱(1)的一端；
所述保温箱(3)中装有液体工质，所述抽水泵(5)将液体工质从保温箱(3)中经过送液管(2)抽入冷却箱(1)中，并再经过回流管(4)将工质送回保温箱(3)中；
所述冷却箱(1)位于LED路灯灯体下盖中，并位于LED路灯的LED芯片处，冷却箱(1)通过热传导将LED芯片产生的热吸收；
所述温度传感器Ⅰ位于LED路灯的LED芯片处，所述控制器分别与温度传感器Ⅰ和抽水泵(5)的电机连接，温度传感器Ⅰ将其感应到的温度信息发送给控制器，所述控制器接收来自于温度传感器Ⅰ的温度信息，并控制抽水泵(5)的电机的输出功率。
2.根据权利要求1所述的基于液体流动散热的LED路灯用散热装置，其特征在于：所述冷却箱(1)包括顶部开口的冷却盒(7)以及将冷却盒(7)罩住的隔离罩(6)，所述送液管(2)上远离保温箱(3)的一端穿过冷却盒(7)的侧壁与冷却盒(7)的内腔连通，所述回流管(4)上远离保温箱(3)的一端穿过冷却盒(7)的侧壁与冷却盒(7)的内腔连通；
所述冷却盒(7)位于LED路灯灯体下盖中，并位于LED路灯的LED芯片处；在冷却盒(7)中设置有导流组件，所述导流组件能使工质从送液管(2)流入冷却盒(7)后，在冷却盒(7)中迂回流动到回流管(4)中；
在隔离罩(6)的一对相对侧壁上均设置有让位缺口(10)，隔离罩(6)罩在冷却盒(7)上时，送液管(2)和回流管(4)上靠近冷却箱(1)的一端均分别位于对应的让位缺口(10)中。
3.根据权利要求2所述的基于液体流动散热的LED路灯用散热装置，其特征在于：所述导流组件主要由左板组和右板组组成；
所述左板组包括若干个彼此之间有间隔的左板(8)，所述左板(8)均垂直于冷却盒(7)的盒底，且左板(8)的一端均与冷却盒(7)的一侧盒壁连接，左板(8)的另一端与冷却盒(7)的另一侧壁之间有间隙；
所述右板组包括若干个彼此之间有间隔的右板(9)，所述右板(9)均垂直于冷却盒(7)的盒底，且右板(9)的一端均与冷却盒(7)的另一侧盒壁连接，右板(9)的另一端与冷却盒(7)上与左板(8)连接的盒壁之间有间隙；
所述右板(9)和左板(8)依次交错设置，以使工质从送液管(2)流入冷却盒(7)后，在冷却盒(7)中迂回流动到回流管(4)中。
4.根据权利要求2所述的基于液体流动散热的LED路灯用散热装置，其特征在于：所述冷却盒(7)、右板组和左板组均采用金属材料，且冷却盒(7)上靠近让位缺口(10)的盒壁外侧涂覆有保温层。
5.根据权利要求2所述的基于液体流动散热的LED路灯用散热装置，其特征在于：在冷却盒(7)的周围设置有若干个气压杆(11)；所述隔离罩(6)将气压杆(11)和冷却盒(7)同时罩住；
所述气压杆(11)的一端均匀LED路灯灯体下盖连接，气压杆(11)的另一端均与隔离罩(6)的内腔顶部连接；
所述气压杆(11)的驱动电机均与控制器连接，所述控制器控制气压杆(11)的驱动电机的输出功率，以使气压杆(11)伸缩，进而使隔离罩(6)罩住冷却盒(7)或者远离冷却盒(7)。
6.根据权利要求5所述的基于液体流动散热的LED路灯用散热装置，其特征在于：在隔离罩(6)上靠近LED路灯灯体下盖的一端设置有密封圈，隔离罩(6)罩住冷却盒(7)时，密封圈将隔离罩(6)内腔和外界隔离。
7.根据权利要求2所述的基于液体流动散热的LED路灯用散热装置，其特征在于：所述隔离罩(6)采用保温材料。
8.根据权利要求1所述的基于液体流动散热的LED路灯用散热装置，其特征在于：还包括依次连通的导出管(12)、散热箱(13)、倒回泵(16)、倒回管(14)，在回流管(4)上设置有三通的电磁阀(15)，所述导出管(12)上远离散热箱(13)的一端与电磁阀(15)连通，所述抽水泵(5)能将冷却箱(1)中的工质用过电磁阀(15)送入散热箱(13)中；
所述倒回管(14)上远离散热箱(13)的一端与保温箱(3)连接；
所述散热箱(13)设置在LED路灯灯体上盖的外侧，且散热箱(13)采用金属材料；
在冷却箱(1)中设置有温度传感器Ⅱ，所述温度传感器Ⅱ、电磁阀(15)以及倒回泵(16)均与控制器连接。
9.根据权利要求8所述的基于液体流动散热的LED路灯用散热装置，其特征在于：在散热箱(13)中设置有温度传感器Ⅲ，所述温度传感器Ⅲ与控制器连接。
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