CN109027841B - 一种分布式集中散热路灯 - Google Patents

Abstract

本专利公开了一种分布式集中散热路灯，所述路灯包括：灯杆，所述灯杆竖直向上延伸，在所述灯杆顶部设置有多个安装圈，所述安装圈围绕所述灯杆呈圆周布置，每个安装圈中设置一个LED灯；LED灯，所述LED灯包括灯盖、LED芯片以及控制电路；所述灯盖封闭设置，并与安装圈固定连接；分布式散热系统，所述分布式散热系统包括LED灯散热热机构、连接管路和集中散热单元。本专利通过分布式的设置LED散热单元，并将各个LED单元中的冷却液集中起来一起散热，提高了LED散热的效率，并且能够有效保持灯罩内部的密封，并且无需额外的泵或者相应的增压装置，而是利用液体自身加热的运动实现散热。

Description

一种分布式集中散热路灯

技术领域

本发明涉及照明设备领域，特别地，是涉及一种分布式集中散热路灯。

背景技术

随着目前的公路越造越宽，对于路灯的亮度要求也越来越高，而考虑到节能问题，目前正在逐渐推广LED路灯；而在推广过程中遇到的一个问题是，对于高亮度的LED路灯，其发热量巨大，而LED晶片对于温度的敏感性较强，在高温状态下，LED的性能将很快衰减，因此，对于较小体积的一个LED灯，通常要配置一个巨大的散热器；因此，散热问题是制约LED照明装置推广的一个主要问题。

而目前对于LED照明灯散热结构的设计，主要通过改进散热鳍片的形状、分布，来提高散热效果，但无论如何改变，由于目前的散热鳍片都是固定的，因此，仅仅只能依靠自然散热的方式对外散发热量，其散热效果是极其有限的；而对于一些要求较高的结构，则又配置了电机风扇结构，进行强制对流散热，则除了电机本身的成本，还需要考虑电机配套防水结构的成本，导致散热体的成本大幅提高，同样不利于普及应用。

中国专利CN201410280020.9公开了一种LED路灯，其采用在LED灯的背面设置海绵体通过海绵体沾水然后冷却路灯。但是海绵体自身携带的水量是十分有限的，很快就会被蒸发完毕，此时海绵贴合在LED路灯的背面不仅仅不能起到降温的作用，甚至会起到保温的作用，完全不利于散热。

发明内容

本专利是基于现有技术的上述需求而提出的，本专利要解决的技术问题是提供一种LED路灯，提高路灯的散热效果，并能够长期稳定地保持上述散热效果。

为了解决上述问题，本专利提供的技术方案包括：

一种分布式集中散热路灯，所述路灯包括：灯杆，所述灯杆竖直向上延伸，在所述灯杆顶部设置有多个安装圈，所述安装圈围绕所述灯杆呈圆周布置，每个安装圈中设置一个LED灯；LED灯，所述LED灯包括灯盖、LED芯片以及控制电路；所述灯盖封闭设置，并与安装圈固定连接；分布式散热系统，所述分布式散热系统包括LED灯散热热机构、连接管路和集中散热单元。所述LED灯散热机构形成在每个所述LED灯内，位于所述LED芯片基板的背侧，是一个中空的容器，一部分利用所述基板的背侧作为底面，所述LED灯散热机构中设置有冷却液；在所述LED灯散热机构的容器壁上设置有三个管道接口，第一管道接口连接散热管路，通过散热管路与集中散热单元相连；第二管道接口连接冷却液回路，所述冷却液回路将所述集中散热单元与所述LED灯散热机构相连从而向所述LED灯散热机构快速补充冷却后的冷却液，在所述冷却液回路中设置有单向阀，所述单向阀只允许液体自上而下流动；所述第三管道接口与排液管道相连，所述排液管道从所述LED灯散热机构向上延伸；所述连接管路由所述散热管路和所述冷却液回路构成，所述散热管路从所述LED灯散热机构向上延伸，下端连接在所述LED灯散热机构上，上端连接在所述集中散热单元上，所述集中散热单元包括散热片，诉述散热片由金属制成，设置在所述灯杆的最顶端。

优选地，所述路灯还包括：反射盘，所述设置在所述集中散热单元的上部，所述反射盘的上表面设置有反射涂层，所述反射盘的下表面设置有保温层，所述反射盘整体呈半圆形从所述散热片的顶端向上延伸预定的距离并从上部笼罩所述散热片。

本专利通过分布式的设置LED散热单元，并将各个LED单元中的冷却液集中起来一起散热，提高了LED散热的效率，并且能够有效保持灯罩内部的密封，并且无需额外的泵或者相应的增压装置，而是利用液体自身加热的运动实现散热。

附图说明

图1是本专利具体实施方式中的路灯的整体结构图

图2是本专利具体实施方式中的路灯的灯具结构图

图3是本专利具体实施方式中的路灯的冷却系统结构图。

具体实施方式

下面结合附图对本专利的具体实施方式进行详细说明，需要指出的是本具体实施方式仅仅是对本专利优选技术方案的举例，并不能理解为对本专利保护范围的限制。

本具体实施方式涉及一种路灯或者是一种广场灯，其结构如图1所示，所述路灯包括灯杆1，所述灯杆形成为柱状，从下向上延伸，所述灯杆的高度通常在20-50米之间，以将灯竖立在足够高的高度从而便于照亮更大的面积。

在所述灯杆的顶部外周设置有一圈LED灯，所述LED灯整体围成圆柱体的形状来设置，围成一圈的LED灯包括多个灯具，每个LED灯具2的结构如图2所示，其包括上盖21，下盖22，LED芯片23，散热机构24以及电路单元。

上述上盖与灯杆1固定连接，除了开口外，所述上盖与所述灯杆1的连接结构固定密封这样避免所述LED灯具内进水或者沙尘等杂物。所述上盖与灯杆1的连接方式如图1所示，所述灯杆顶端的周围设置有多个LED灯具安装圈11，所述LED灯具安装圈整体在所述灯杆的周围呈一个圆环状排列，沿着圆环的直径方向设置有连接管12。连接管是中空的管状体一端与灯杆的杆体相连，另一端与所述安装圈11相连，所述连接管的开孔与LED灯上的开孔相连通，并通过密封圈形成密封，这样就形成了密封的管路，以便于布置电线和散热系统的管路结构。

所述灯杆的顶端周围形成有环形槽13，所述环形槽的开口向上，外侧槽壁与所述连接管相连，所述连接管与所述槽壁连通，这样可以将电线、散热系统的管路结构等通过所述连接管以及环形槽引到所述杆体周围。通过所述环形槽能够便于固定和设置管路和线路，避免在高空因为风力或者其它因素的影响导致线路或者管路损坏。

所述LED灯罩的上盖和下盖形成为球形，一个所述安装圈就是一个工作位，将球形的灯体放置在所述圆环中即实现定位，然后通过设置在圆环上的多个安装螺孔、安装螺丝与设置在灯罩上的多个螺纹孔固定即可实现将所述灯罩固定在所述安装圈上。

所述上盖可以为金属材质，所述下盖为透明材料制成，这样LED灯发出的光可以通过下盖散射出来，从而完成照明。

当多个LED灯聚集在灯杆周围时，所述灯杆附近会大量发热，而且在本实施例中的路灯形式下，单个LED灯的功率已经高达数百瓦，因此单个LED的发热量也会很大，采用传统的散热片的方式一方面由于路灯需要防水，不便于将散热片外露，另一方面由于传统的散热片散热不均匀而且在本具体实施方式的这种路灯下体积较大，不便于安装和散热。

因此，在本具体实施方式中，如何对路灯进行散热成为一个有待解决的重要技术问题。

为了解决上述问题，本具体实施方式提供一种分布式的散热系统。该散热系统包括LED灯散热机构24，连接管路，集中散热单元31三部分。

如图所示，所述LED灯散热机构24形成在所述LED灯内，位于所述LED芯片基板的背侧，所述LED灯散热机构是一个中空的容器，其一部分利用所述基板的背侧作为底面，在所述底面上采用与所述基板同样的材质形成容器，所述LED灯散热机构中设置有冷却液，所述冷却液可以是水或者是水与其它液体的混合物，例如酒精或者异丙醇与水的混合物等。采用液体冷却的方式来与所述LED灯的芯片进行热交换，能够保证换热均匀并且具有较高的散热效率。

在所述LED灯散热机构的侧部设置有三个管道接口，第一管道接口连接散热管路32，通过散热管路32与集中散热单元31相连。第二管道接口连接冷却液回路33，所述冷却液回路将所述集中散热单元与所述LED灯散热机构相连从而向所述LED灯散热机构快速补充冷却后的冷却液，为此在所述冷却液回路中设置有单向阀34，所述单向阀只允许液体自上而下流动。通过散热管路和冷却液回路的设计能够加大液体热交换的速度，从而为分布式的散热设计提供可靠的支撑。所述LED灯散热机构上还设置有第三管道接口，所述第三管道接口与排液管道相连35，所述排液管道从所述LED灯散热机构向上延伸，所述排液管道上设置有排液阀门36，通过排液管道能够在安装时将散热回路中的气体排出，当所述排液阀打开时，所述LED灯散热机构内的气体就会从所述排液管路中排出，从而保持所述LED灯散热机构内具有足够多的冷却液，而不至于因为过多的气体而影响散热效果。

所述冷却液管路从所述LED灯散热机构向上延伸，下端连接在所述LED灯散热机构上，上端连接在所述集中散热单元上，每一个LED灯均设置一个LED散热机构，每一个LED散热机构均设置一路LED散热管路，由于散热液在加热后会产生密度的变化，即，会变得密度较小，因此，在散热液会在被加热到一定的温度后上浮，并直接汇聚到所述集中散热单元中。而与所述散热管路对应的冷却液回路则在此时补偿所述冷却片加热后的液体流失，持续向所述冷却片中注入新的冷却液。

由于LED灯需要暴露在室外，因此LED灯需要基本上密封。如果在每一个LED灯上设置散热结构，如果向上散热则在实际使用中会面临着损坏的风险，而如果将散热结构设置在下部，则暴露的散热面积小使用效果不佳。在本具体实施方式中，通过采用冷却液冷却的方式，相对于采用传统散热片来说，冷却液可以导出，从而能够灵活利用空间，同时由于冷却液冷却又有较好的冷却效果，因此在灵活利用空间的同时保证了有效和均匀的冷却。

此外，如上所述，为了进一步地提高冷却液的流动性，在本具体实施方式中还设置了冷却液回路，所述冷却液回路是一段自上而下的管路，一端与所述散热单元相连一端与所述冷却片相连，所述冷却液回路中设置有单向阀，所述单向阀仅仅允许液体自上而下流动，这样便于促进冷却片和散热单元之间的液体流动。

如图3所示，在本具体实施方式中，所有的LED灯上的冷却片通过各自的连接管路与集中散热单元31连接，在本具体实施方式中，所述连接管路穿过LED灯的外壳，并于外壳密封设置。这样将冷却液外引到LED灯的外部，同时又保证了LED灯较好的密封性，有利于稳定工作。

所述散热单元包括散热片，诉述散热片由金属制成以便于导热，但是在本具体实施方式中，与现有技术不同之处在于，所述散热片的顶端还设置有反射盘38，所述反射盘38的上表面设置有反射涂层39，所述反射盘的下表面设置有保温层37，所述反射盘整体呈半圆形从所述散热片的顶端向上延伸预定的距离并从上部笼罩所述散热片。由于路灯通常处于户外而不可避免地被阳光照射，因此极容易导致冷却液在被照射后产生高温，通过上述设置避免阳光过渡照射散热片造成冷却液被加热，同时由于散热片所处的高度较高，在该位置有一定的空气对流，因此可以保持散片周围具有合理的环境温度。

以上仅仅是本专利优选的实施方式而已，凡是在本专利的保护范围内对本专利进行的修改替换和删除都应当纳入到本专利的保护范围内。

Claims (1)

1.一种分布式集中散热路灯，其特征在于，所述路灯包括：

灯杆，所述灯杆竖直向上延伸，在所述灯杆顶部设置有多个安装圈，所述安装圈围绕所述灯杆的周围呈一个圆环布置，每个安装圈中设置一个LED灯；LED灯，所述LED灯包括灯盖、LED芯片以及控制电路；所述灯盖封闭设置，并与安装圈固定连接；其中所述灯盖包括上盖和下盖，上盖和下盖形成为球形；

其中，沿着所属圆环的直径方向设置有连接管，连接管是中空的管状体一端与灯杆的杆体相连，另一端与所述安装圈相连，所述连接管的开孔与LED灯上的开孔相连通，并通过密封圈形成密封；所述灯杆的顶端周围形成有环形槽，所述环形槽的开口向上外侧槽壁与所述连接管相连，所述连接管与所述槽壁连通，这样可将电线、散热系统的管路结构通过所述连接管以及环形槽引到所述杆体周围；

分布式散热系统，所述分布式散热系统包括LED灯散热机构、连接管路和集中散热单元；每一个LED灯均设置一个LED散热机构，每一个LED散热机构均设置一路LED散热管路；

所述LED灯散热机构形成在每个所述LED灯内，位于所述LED芯片基板的背侧，是一个中空的容器，一部分利用所述基板的背侧作为底面，所述LED灯散热机构中设置有冷却液；在所述LED灯散热机构的容器壁上设置有三个管道接口，第一管道接口连接散热管路，通过散热管路与集中散热单元相连；第二管道接口连接冷却液回路，所述冷却液回路将所述集中散热单元与所述LED灯散热机构相连从而向所述LED灯散热机构快速补充冷却后的冷却液，在所述冷却液回路中设置有单向阀，所述单向阀只允许液体自上而下流动；第三管道接口与排液管道相连，所述排液管道从所述LED灯散热机构向上延伸；所述排液管道上设置有排液阀门，通过排液管道能够在安装时将散热回路中的气体排出，当所述排液阀门打开时，所述LED灯散热机构内的气体就会从所述排液管道中排出；其中，所述第三管道接口设置在与所述底面相对的容器壁上；所述第一管道接口和第二管道接口均设置在连接所述底面和与底面相对的容器壁的一容器壁上；

所述连接管路由所述散热管路和所述冷却液回路构成，所述散热管路从所述LED灯散热机构向上延伸，下端连接在所述LED灯散热机构上，上端连接在所述集中散热单元上，

所述集中散热单元包括散热片，诉述散热片由金属制成，设置在所述灯杆的最顶端；

所述路灯还包括：

反射盘，所述反射盘设置在所述集中散热单元的上部，所述反射盘的上表面设置有反射涂层，所述反射盘的下表面设置有保温层，所述反射盘整体呈半圆形从所述散热片的顶端向上延伸预定的距离并从上部笼罩所述散热片。

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