CN201875540U - 路灯灯头 - Google Patents

Abstract

本实用新型提供一种LED路灯灯头结构，包括LED光源模块和半封闭的凹槽结构。其中，LED光源模块直接贴设在凹槽结构的开口部位形成蒸汽腔；并通过在蒸汽腔内设置回流板和灌注工质，在蒸汽腔外设置散热鳍片，在蒸汽腔和回流板中穿插微热管的方式，提高灯头结构的散热效率，保证了LED路灯灯头的正常使用寿命。本实用新型提供的一种路灯灯头结构，在形成路灯灯头的同时形成了蒸汽腔结构，使得灯头结构更加简单，减少灯头的重量，生产成本降低；并且工质直接作用在LED光源模块的基板上，减少了灯头的散热路径。

Description

路灯灯头

技术领域

本实用新型涉及一种路灯灯头，尤其涉及一种LED光源模块与蒸汽腔相结合的路灯灯头结构。

背景技术

在现在照明领域，半导体灯采用发光二极管(LED)作为新光源被大量使用，相比传统普通白炽灯，发光二极管不仅耗电低、寿命长，而且具有节能、免维护、环保等优点。然而，LED芯片在发光时会产生大量的热量，这个热量必须及时散发出去以保证芯片温度在许可的温度范围内，否则将导致发光效率的降低甚至烧损芯片。

为了解决这个问题，人们设计了多种散热的方式，主流的LED路灯的散热设计多数采用散热器外露式方式，即散热器直接暴露在空气中。该设计思路考虑了散热器与空气的热交换，通过把散热器直接暴露在空气中，采用自然对流的方式，把LED产生的热量散发到周围环境中，路灯整体采用铝合金材质，表面采用氧化发黑处理，可改善辐射散热的效果。如专利申请号CN200910000940.X，公开了一种应用于发光二极管的散热装置，参见附图1A，其包含有一散热结构，散热结构包含有一平坦基部与复数个设于平坦基部周缘的鳍片，平坦基部表面上设有至少一发光二极管模块；以及一设置于发光二极管模块上的基板，其是将发光二极管模块夹持于散热结构与基板件。当发光二极管模块运作时，发光二极管模块透过设于平坦基部表面上的部分直接将产生的热由平坦基部与鳍片散逸出。这种将鳍片设置在散热器平坦基部周缘的设计 更有利于利用空气对流原理加快散热器囤积热量散发到周围环境中，解决了鳍片件灰尘的堆积问题。但这种路灯设计存在以下不足：1)平坦基部由实体金属材料制成，导致散热器重量大；2)局限于金属材料本身热传导性能，散热器均温性能差，存在光源点局部高温现象；3)散热路径长，散热效率低；4)灯头结构复杂，制造过程冗余，难以实现路灯灯头的柔性生产。

基于上述问题，有人设计了散热装置，通过工作液体对流将热量带走，从而达到散热的效果，如CN200910181586.5公开了一种采用增强型蒸发段的回路热管散热装置的LED灯，参见附图1B，其包括热管、散热片01、工作液体02，其特征在于，所述热管为设有增强型蒸发段03、回流段04、蒸汽段05、补偿室06、冷凝段07的密封型回路管，增强型蒸发段03设置在LED灯的热源背面，回路管内抽成适当真空，设有毛细结构08，并充有适量的工作液体02，散热片01设置在冷凝段上。这种路灯结构解决了散热器上存在的光源点局部高温现象，重量也相对较轻；但其由LED器件基板50到外部环境的散热经过了接触热阻层40，散热器壁面热阻层30，蒸汽腔热阻20，鳍片热阻10。散热途径相对较长(参见附图2A-2B)。另外，热管的多段设置使得整个散热器的体积相对较大，结构复杂，制造成本高、可靠性差，制造起来较为不便。

因此，极为有必要提供一种散热路径短、灯头结构简单、可靠性好、适合于柔性生产的LED路灯灯头。

实用新型内容

实用新型的目的是为了克服现有的相关产品的所有不足，提供一种全新的LED路灯灯头结构，该路灯灯头结构简单，充分利用了各种散热手段，极大提高散热效率，大大延长了LED路灯的使用寿命。

为了达到上述实用新型目的，本实用新型所采用的技术方案是：

本实用新型提供了一种路灯灯头，包括：具有半封闭的凹槽结构、安装在所述凹槽结构上的LED光源模块、散热鳍片和工质，散热鳍片设置在凹槽结构的四周，所述LED光源模块与凹槽结构结合在一起形成一个封闭腔，在所述封闭腔内部填充工质，形成蒸汽腔。

优选地，上述凹槽结构是一体成型的金属块。

优选地，上述凹槽结构是由中通空腔的金属块以及置于所述中通空腔底部的冷凝板组成；所述LED光源模块贴设在中通空腔的另一端开口位置以形成一封闭腔，并在封闭腔内填充有工质。

优选地，上述封闭腔位于凹槽结构的中央位置，所述散热鳍片分布于凹槽结构的外部周缘。

优选地，上述封闭腔的侧壁开设有灌注孔，通过灌注孔向封闭腔注入工质，工质常温下为液态物质。

优选地，上述金属块中通空腔的内边周缘设置有阶梯状安装槽，所述金属冷凝板安装在安装槽的顶部，所述LED光源模块安装在安装槽的底部。

优选地，上述封闭腔内部具有回流板。

优选地，上述封闭腔内表面和回流板表面具有多孔吸液芯结构。

优选地，在上述散热鳍片上设置有至少一个安装孔。

优选地，在贴设好的LED光源模块上安装有光学透镜。

优选地，上述封闭腔和所述散热鳍片之间镶嵌有微热管。

优选地，上述LED光源模块的基板与所述封闭腔内的工质直接接触。

优选地，在上述封闭腔侧壁还开有多个安装孔。

与现有技术相比，本实用新型有以下优点：

1.采用光源模块直接贴在凹槽开口部充当蒸汽腔的一个封闭面的方式，省略了蒸汽腔灯头壁面的用材，在降低灯头重量的同时节约了灯头的制造成本。

2.采用光源模块直接贴在凹槽开口部充当蒸汽腔的一个封闭面的方式，让光源模块基板与蒸汽腔内工质直接接触，实现光源模块基板与工质间的直接传导散热，缩短了散热途径，极大改善了灯头的散热效果，是一种跨越式的创造。

3.灯头中采用蒸汽腔和散热鳍片间增加微热管的方式，利用金属基板等方案，解决了现有技术中存在的散热不均、容易氧化等缺陷。

4.灯头中各种安装孔和固定孔的适当设置，与路灯框架结构巧妙结合，不仅牢固固定，还消除了灯罩等冗余结构，具有结构简单、制造成本低、可靠性好、适于柔性生产的优势。

附图说明

图1A为现有技术1装置结构示意图；

图1B为现有技术2装置结构示意图；

图2A-2B为现有技术2散热结构及路径示意图；

图3为本实施例一的结构示意图；

图4为本实施例一的结构剖视图；

图5为本实施例二的纵向剖视图；

图6为本实施例二的结构示意图；

图7A-7B为本实用新型的灯头散热结构及路径示意图。

附图标记：01-散热片；02-工作液体；03-增强型蒸发段；04-回流段；05-蒸汽段；06-补偿室；07-冷凝段；08-毛细结构；10-鳍片热阻；20-蒸汽腔热阻； 30-壁面热阻层；40-接触热阻层；50-光源模块基板/器件基板；3-路灯灯头；31-第一LED光源模块；32-第一蒸汽腔；33-第一散热鳍片；34-第一次鳍片；35-工质回流板；36-第一工质；37-第一安装孔；4-路灯灯头结构；41-第二LED光源模块；42-中通空腔；43-第二散热鳍片；44-第二次鳍片；45-蒸汽腔顶盖；46-第二工质；47-第二安装孔；48-微热管。

具体实施方式

为了便于本领域普通技术人员理解和实施本实用新型，下面结合附图及具体实施方式对本实用新型作进一步的详细描述。

本实用新型提供了经过特殊工艺制造的路灯灯头，以及具有蒸汽腔的路灯灯头。以下用实施例来对本实用新型提供的路灯灯头结构进行说明。

实施例一

附图3、附图4给出了本实施例提供的一种具有路灯灯头结构，现结合附图对本实用新型具体实施例一进行详细说明。

参见附图3和附图4，一种具有蒸汽腔的路灯灯头3，包括：第一LED光源模块31，LED光源模块31的底板上具有强化沸腾的多孔结构；一半封闭凹槽结构(未标示)与第一LED光源模块31结合在一起形成的第一蒸汽腔32，工质回流板35，第一蒸汽腔32的内壁和工质回流板35的表面具有多孔吸液芯结构；蒸汽腔的四周侧壁上设置有第一散热鳍片33，第一散热鳍片33上还设置有第一次鳍片34。

附图4所示为本实施例提供的一种具有蒸汽腔的路灯灯头的剖视图。所示第一蒸汽腔32内部包括：与蒸汽腔侧壁和底部成一体的工质回流隔板35和填 充在蒸汽腔内部并与第一LED光源模块31的底板直接接触的第一工质36，在其他优选实施方式中，工质回流隔板35与蒸汽腔不是一体的，而是通过一些粘结工艺粘结在蒸汽腔内部，不限于本实施例。所示蒸汽腔侧壁还开有第一安装孔37，用来实现灯头和灯杆的固定。

其中，第一LED光源模块31直接安装第一蒸汽腔32底部并与工质回流隔板35连接在一起充当蒸汽腔的一个密封面。从附图4可以看出，由于LED光源模块基板与蒸汽腔内第一工质36直接接触，所以当第一LED光源模块31正常工作时，LED光源模块产生的热量将直接通过光源模块基板加热第一蒸汽腔32内第一工质36，使其蒸发为蒸汽。当蒸发的第一工质36接触蒸汽腔顶部时，凝结为液滴并通过工质回流隔板35回流到第一蒸汽腔32底部。这样，通过第一工质36的不断蒸发和冷凝使得整个蒸汽腔近似为一个均温体，可极大提高路灯灯头3的散热效率。

本实施例提供的一种具有蒸汽腔的路灯，灯头主体采用中空的蒸汽腔设计，并在蒸汽腔内灌注低沸点液体，有效避免了路灯金属散热模块重量大的缺陷；同时整个灯头将LED光源模块和承载LED光源模块的路灯散热模块糅合在一起，使LED光源模块成为真空腔的一个封闭面，节约了灯头用料，在降低制造成本的同时，更缩短了LED光源的散热途径，提高了路灯的散热效率，效果凸出。另外，本实施例提供的一种具有蒸汽腔的路灯，采用在散热鳍片上的打孔设计，可通过固定孔直接将灯头固定在灯杆上，消除了灯罩等冗余结构，具有结构简单、适于柔性生产的优势。

实施例二

实施例二给出了另外一种路灯灯头结构。

附图5给出了本实施例的一种路灯灯头结构的纵向剖视图，结合附图6给出的本实施例的一种路灯灯头结构的横向剖视图，对本实施例说明如下。

如附图5所示，一种路灯灯头结构4，包括：中通空腔42；与第中通空腔42连接在一起，充当底盖的第二LED光源模块41；与回流隔板连载一起的顶盖45，盖在中通空腔顶部，形成一封闭腔(未标示)；封闭腔内部灌注有第二工质46，所示第二工质46与第二LED光源模块41直接接触；封闭腔的四周设有第二散热鳍片43，在第二散热鳍片43上设置有第二次鳍片44和灯头第二安装孔47；八根微热管48镶嵌在封闭腔和第二散热鳍片43中(参见附图6)。

其中，中通空腔42内壁、第二LED光源模块的背面、回流隔板的表面具有多孔结构；优选实施方式中，回流隔板与蒸汽腔顶盖45是一体成型的，在其他实施例中，顶盖和回流隔板也可以是两个分离的部件焊接在一起，不限于本实施例。

本实施例提供的一种路灯灯头结构与实施例一的区别在于，采用中通空腔与顶盖组合的方式获得一个半封闭凹槽结构，这种顶盖与中通空腔的分离设置更有利于工业上的生产制造。

本实施例与实施例一的区别还在于，封闭腔内部和散热鳍片间镶嵌有热管装置。通过在封闭腔和散热鳍片间增加热管装置，进一步降低热源与散热鳍片远端的温差，更好地将热源温度散发到环境中去。

附图7A和7B所示为本实用新型提供的一种具有蒸汽腔的路灯灯头的散热结构及其散热路径。参见附图7A、7B，本实用新型提供的一种具有蒸汽腔的路灯灯头其从光源模块基板50到外部环境的中间路径仅有蒸汽腔热阻20和鳍片热阻10。与传统具有蒸汽腔的灯头相比，省略了附图2所示的接触热阻 40及散热器壁面热阻30，简化了灯头散热路径；接触材料以硅胶为例，热阻约为3K/W，壁面材料以铝质材料为例，热阻约为0.5K/W。因此，本实用新型提供的一种具有蒸汽腔的路灯灯头结构与传统蒸汽腔灯头相比，热阻至少降低了3.5K/W，极大地提高了路灯灯头的整体散热效率。

综上所述，本实用新型提供的一种路灯灯头，在形成路灯灯头的同时形成了蒸汽腔结构，使得灯头结构更加简单，减少灯头的重量，生产成本降低；并采用LED光源模块直接充当蒸汽腔一个封闭面的独特设计，使LED路灯灯头结构变得更加简单，且缩短了路灯灯头的散热途径，提高了路灯的散热效率。

以上所述，仅是用以说明本实用新型的具体实施案例而已，并非用以限定本实用新型的可实施范围，举凡本领域熟练技术人员在未脱离本实用新型所指示的精神与原理下所完成的一切等效改变或修饰，仍应由本实用新型权利要求的范围所覆盖。

Claims (13)

1.一种路灯灯头，其特征在于：具有半封闭的凹槽结构、安装在所述凹槽结构上的LED光源模块、散热鳍片和工质，散热鳍片设置在凹槽结构的四周，所述LED光源模块与凹槽结构结合在一起形成一个封闭腔，在所述封闭腔内部填充工质，形成蒸汽腔。

2.如权利要求1所述的路灯灯头，其特征在于：所述凹槽结构是一体成型的金属块。

3.如权利要求1所述的路灯灯头，其特征在于：所述凹槽结构是由中通空腔的金属块以及置于所述中通空腔底部的冷凝板组成；所述LED光源模块贴设在中通空腔的另一端开口位置以形成一封闭腔，并在封闭腔内填充有工质。

4.如权利要求1所述的路灯灯头，其特征在于：所述封闭腔位于凹槽结构的中央位置，所述散热鳍片分布于凹槽结构的外部周缘。

5.如权利要求1所述的路灯灯头，其特征在于：所述封闭腔的侧壁开设有灌注孔，通过灌注孔向封闭腔注入工质，工质常温下为液态物质。

6.如权利要求3所述的路灯灯头，其特征在于：所述金属块中通空腔的内边周缘设置有阶梯状安装槽，所述金属冷凝板安装在安装槽的顶部，所述LED光源模块安装在安装槽的底部。

7.如权利要求1所述的路灯灯头，其特征在于：所述封闭腔内部具有回流板。

8.如权利要求1所述的路灯灯头，其特征在于：所述封闭腔内表面和回流板表面具有多孔吸液芯结构。

9.如权利要求1所述的路灯灯头，其特征在于：在散热鳍片上设置有至少一个安装孔。

10.如权利要求1所述的路灯灯头，其特征在于：在贴设好的LED光源模块上安装有光学透镜。

11.如权利要求1所述的路灯灯头，其特征在于，所述封闭腔和所述散热鳍片之间镶嵌有微热管。

12.如权利要求1所述的路灯灯头，其特征在于：所述LED光源模块的基板与所述封闭腔内的工质直接接触。

13.如权利要求1所述的路灯灯头，其特征在于：在所述封闭腔侧壁还开有多个安装孔。

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