CN202132827U - 带散热系统的免维护主动式集成块led路灯 - Google Patents

Abstract

本实用新型公开了散热效果好、基本无灰尘的带散热系统的免维护主动式集成块LED路灯，空心的灯柱下端设有气旋加速器、空气滤清器、气旋灰尘分流器和灰尘收集器，气旋灰尘分流器的进气口连接外部空气，空气通过气旋灰尘分流器的旋转通道后，大颗粒灰尘通过旋转的加速度沉淀到灰尘收集器，然后干净空气进入气旋灰尘分流器的中间通道通往空气滤清器、气旋加速器；灯柱上端的LED照明组件上设有散热器，散热器钻有通孔，散热器上面设有固定管和散热片，灯柱内由下端气旋加速器供应的风由灯柱上端内孔进入与之连接的固定管内后，通过设置在固定管另一端的通风管进入通孔，再由通孔的另一端进入一空气增大器的进风口，空气增大器的出风口对准所述散热片吹风。本实用新型散热效果好、基本无灰尘。

Description

带散热系统的免维护主动式集成块LED路灯

技术领域

本实用新型涉及路灯的散热技术，具体涉及带散热系统的免维护主动式集成块LED路灯。 

背景技术

现在路面上的路灯，越来越多采用LED灯，LED灯能耗低，亮度高，广泛应用于各个领域，但是LED路灯面临着两个重大难题：①散热难题：LED在25度是最佳工作温度，无衰减亮度高，25-80度是衰减5％左右，80-100度是10％，100-120度是20％，120-140度是40％，因此LED的散热非常重要。由于路灯连续工作时间长，必须带有散热系统，目前LED路灯的散热系统为了保证LED的工作温度，采用大功率风扇，浪费能源，结构复杂，重量太重；尤其是集成块LED灯，用风扇根本无法解决散热问题；②灰尘难题：目前大部分LED路灯简单的在进风口加一个过滤网，过滤效果差，而且需要经常更换过滤网，维护成本太高。 

实用新型内容

本实用新型为了克服以上现有技术存在的不足，提供了一种散热效果好、基本无灰尘的带散热系统的免维护主动式集成块LED路灯。 

本实用新型的目的通过以下的技术方案实现：带散热系统的免维护主动式集成块LED路灯，包括空心的灯柱，其特征在于：所述灯柱下端设有气旋加速器、空气滤清器、气旋灰尘分流器和灰尘收集器，气旋加速器、空气滤清器和气旋灰尘分流器从上到下依次排列，气旋灰尘分流器的进气口连接外部空气，空气通过气旋灰尘分流器的旋转通道之后，大颗粒灰尘通过旋转的加速度沉淀到灰尘收集器，然后干净空气进入气旋灰尘分流器 的中间通道通往空气滤清器、气旋加速器；灯柱上端设置有LED照明组件，该LED照明组件上端设置有散热器，散热器设置有通孔，散热器上面设置有固定管和散热片，灯柱上端与所述固定管固定连接，灯柱内由下端气旋加速器供应的风由灯柱上端内孔进入与之连接的固定管内后，通过设置在固定管另一端的通风管进入所述通孔，再由通孔的另一端进入一空气增大器的进风口，空气增大器的出风口对准所述散热片吹风。 

上述方案的散热原理如下：气旋加速器向上供风，风由散热器的固定管进入，由此在固定管内进行第一次散热，而后，从固定管另一端出来后的风通过通风管进入设置在散热器的通孔，由此进行第二次散热，通孔的出风口接入空气增大器的进风口，根据空气增大器的原理，空气增大器面向外界自然风的进风口将流入几倍甚至几十倍于与通孔的出风口相连的进风口的风量，而后，从两空气增大器的进风口进入的风，通过空气增大器的出风口面向散热片吹，由此进行第三次散热。而由于气旋加速器的风供应通路中增加了空气滤清器、气旋灰尘分流器，在风从灯柱下端吹向上端之前，空气滤清器、气旋灰尘分流器对空气进行了有效的过滤，以致吹向上端的风干净、湿度低，达到了很好的防尘效果。同时，本实用新型采用的气旋加速器为低功耗设备，而且通风效率高，而空气增大器基于空气动力学原理，甚至不需要电力供应。综上所述，本实用新型上述方案不仅功耗低，而且达到了灯柱上端免维护的主动散热效果。 

所述散热器、散热片和固定管为一体化结构，相互间的导热效率更高。 

优选的方案是：所述空气增大器的出风口做成与散热器上端的散热片形成的形状对应的形状，以达到对每个散热片及其中间空隙的均匀吹风，提高散热效率。 

本实用新型还设置有回路热管，该回路热管设置有蒸发器、蒸汽段、冷凝器、回流段和补偿室，其中冷凝器作为上述散热器，LED照明组件设置在蒸发器的下端。该回路热管的基本的工作原理是：在蒸发器内部有一 组毛细结构(Wick Structure)，在蒸发器内壁或者毛细结构上有许多蒸汽槽道，毛细结构本身可以将液态往上吸，使得毛细结构充满工质液体，而当蒸发器被加热时，毛细结构也被加热，毛细结构中的液体便会蒸发成气体，并通过蒸汽槽道沿着蒸汽段到冷凝器，同时带走了热量；而在冷凝器中，气体被冷凝成了液体，释放出潜热；而毛细结构的毛细力再使液体沿着回流段回流到补偿室，并到达毛细结构。如此形成了一个工质的流动循环和热量传递过程。补偿室的作用主要是启动的时候容纳在蒸汽段和冷凝器的液体，并且在运行时防止液体来不及回流造成蒸发器干涸。而在蒸发器内部吸热后，通过其上端的散热片导出，这里散热片也由上述空气增大器进行吹风。本方案相对于没有加入回路热管的方案，散热效率更高，尤其是对LED照明组件的热传导更为迅速。 

所述回路热管冷凝器与蒸发器之间靠近回流段的一侧还设置有泵，泵通过管路连接在冷凝器与蒸发器之间，而在冷凝器与蒸发器之间靠近蒸汽段的一侧设置有相应的管路，而在冷凝器内设置有通孔连通上述两管路。以更快地实现冷凝器与蒸发器支架的热传导。而且，当泵出现故障时，可有上述蒸发器、蒸汽段、冷凝器、回流段和补偿室组成的热传递回路继续进行散热。 

作为一种优选方案，所述气旋加速器为转速可调的风扇。 

作为一种优选方案，所述空气滤清器为过滤微小尘土的纤维式过滤器。 

作为一种优选方案，所述灰尘收集器包括一个接灰尘的漏斗和一个收集灰尘的罐子。 

为了实现智能化控制气旋加速器对散热器的通风能力，本带散热系统的免维护主动式集成块LED路灯还包括： 

用于根据温度传感器传来的散热片温度调节气旋加速器的供风速度的控制器； 

所述温度传感器设置在散热片上，并与控制器信号连接。 

由于LED照明组件与散热片处于导热一体化状态，LED照明组件的温度直接与散热片的温度相关联，当散热片温度升到控制器所预设的温度阈值时，控制器就启动气旋加速器。由于LED照明组件中，PN结会比散热片高大概10度左右，所以，当温度传感器检测到散热片为45～50度时，控制器就启动气旋加速器比较合理。当散热片的温度太高时，控制器加大气旋加速器的转速，直到把散热片的温度控制到合理范围。 

在冬天大雪的北方，散热片上有积雪，LED点亮之后要过很久雪才能融化，此时控制器就不需要启动气旋加速器。 

因此，控制器可以智能的控制气旋加速器，节约能源，而且气旋加速器的最大功率也才30W，非常的节约电能。 

本实用新型相对于现有技术具有如下的优点： 

外部空气通过气旋灰尘分流器的旋转通道之后，大颗粒灰尘通过旋转的加速度沉淀到灰尘收集器，然后干净空气进入气旋灰尘分流器的中间通道通往空气滤清器、气旋加速器，中间通道位于旋转通道的中心轴位置；空气滤清器过滤掉微小尘土，气旋加速器抽上去的都是洁净空气，此两次去尘结构基本解决了灰尘难题。另外，排气口开在灯罩下面，热气能够排出，但是雨水灰尘不能进入灯罩内。 

集成块LED灯的热量通过回流焊锡传给散热器的U型热管，U型热管的热量传给散热片，气旋加速器抽上来的洁净空气吹扫散热片，热气通过排气口排到外部空间，确保了LED在最佳工作温度下工作，无衰减、亮度大、寿命长。此结构简单，体积小，重量轻，基本无需维护，只有气旋加速器为耗能元件，而气旋加速器功率很低，因此既很好的解决了散热问题又节约能源。 

附图说明

图1是实施例一的带散热系统的免维护主动式集成块LED路灯的整体结构示意图； 

图2是散热器的横向视图； 

图3是图2的俯视图； 

图4是图3的A-A剖视图； 

图5是散热器安装上照明组件后的整体示意图； 

图6是图5安装上通风管后的整体示意图； 

图7是图6安装上灯柱后的整体示意图； 

图8是图7的剖视图，其中散热器剖视； 

图9是图7加空气增大器后的剖视图，其中散热器剖视； 

图10是图2加空气增大器后的视图； 

图11是图10加灯柱后的视图； 

图12是实施例二的带散热系统的免维护主动式集成块LED路灯的整体结构示意图； 

图13是回路热管的结构示意图； 

图14是回路热管加通风管及散热片后的结构示意图； 

图15是灯柱上端整体组件的结构图，其中散热器剖视； 

图16是散热片的B-B剖视图； 

图17是散热片的C-C剖视图； 

图18是回路热管技术原理图； 

图19是图15所示灯柱上端整体组件在加入泵后的示意图； 

图20是图19所述散热片的剖视图1； 

图21是图19所述散热片的剖视图2。 

具体实施方式

下面结合附图和实施例对本实用新型作进一步说明。 

实施例一 

如图1所示的带散热系统的免维护主动式集成块LED路灯，包括空心的灯柱(1)，所述灯柱(1)下端设有气旋加速器(2)、空气滤清器(3)、气旋灰尘分流器(4)和灰尘收集器(5)，气旋加速器(2)、空气滤清器(3)和气旋灰尘分流器(4)从上到下依次排列，气旋灰尘分流器(4)的进气口(4.1)连接外部空气，空气通过气旋灰尘分流器(4)的旋转通道之后，大颗粒灰尘通过旋转的加速度沉淀到灰尘收集器(5)，然后干净空气进入气旋灰尘分流器(4)的中间通道通往空气滤清器(3)、气旋加速器(2)；灯柱(1)上端设置有LED照明组件(6)，该LED照明组件(6)上端设置有散热器(7)。 

如图2至11所示，散热器(7)钻有通孔(7.1)，散热器(7)上面设置有固定管(7.2)和散热片(7.3)，灯柱(1)上端与所述固定管(7.2)固定连接，灯柱(1)内由下端气旋加速器(2)供应的风由灯柱(1)上端内孔进入与之连接的固定管(7.2)内后，通过设置在固定管(7.2)另一端的通风管(8)进入所述通孔(7.1)，再由通孔(7.1)的另一端进入一空气增大器(9)的进风口(9.1)，空气增大器(9)的出风口(9.2)对准所述散热片(7.3)吹风。 

需要指出的是，空气增大器(9)的出风口(9.2)做成与散热器(7)上端的散热片(7.3)形成的形状对应的形状，以达到对每个散热片(7.3)及其中间空隙的均匀吹风，提高散热效率。 

上述方案的散热原理如下：气旋加速器(2)向上供应风，风由散热器(7)的固定管(7.2)进入，由此在固定管(7.2)内进行第一次散热，而后，从固定管(7.2)另一端出来后的风通过通风管(8)进入设置在散热器(7)的通孔(7.1)，由此进行第二次散热，通孔(7.1)的出风口接入空气增大器(9)的进风口(9.1)，根据空气增大器的原理，空气增大器(9)面向外界自然风的进风口(9.3)将流入几倍甚至几十倍于与通孔(7.1) 的出风口相连的进风口(9.1)的风量，而后，从两空气增大器(9)的进风口(9.1)进入的风，通过空气增大器(9)的出风口(9.2)面向散热片(7.3)吹，由此进行第三次散热。而由于气旋加速器(2)的风供应通路中增加了空气滤清器(3)、气旋灰尘分流器(4)，在风从灯柱(1)下端吹向上端之前，空气滤清器(3)、气旋灰尘分流器(4)对空气进行了有效的过滤，以致吹向上端的风干净、湿度低，达到了很好的防尘效果。同时，本实用新型采用的气旋加速器(2)为低功耗设备，而且通风效率高，而空气增大器(9)基于空气动力学原理，甚至不需要电力供应。 

本实施例中，气旋加速器(2)选用转速可调的风扇。 

本实施例中，空气滤清器(3)选用过滤微小尘土的纤维式过滤器。 

本实施例中，灰尘收集器(5)包括一个接灰尘的漏斗(图中均未示出)和一个收集灰尘的罐子(图中均未示出)。 

散热片(7.3)上设有温度传感器(图中均未示出)，温度传感器连接控制器(图中均未示出)，控制器连接气旋加速器(2)，当温度到一定的时候就控制器就启动气旋加速器(2)。由于LED灯的PN结会比散热片(7.3)高大概25度左右，那么当温度传感器检测到散热片(7.3)为40-45度就启动气旋加速器(2)比较合理。当散热片(7.3)的温度太高时，控制器加大气旋加速器(2)的转速，直到把温度控制稳定。在冬天大雪的北方，散热片(7.3)上有积雪，LED点亮之后要过很久雪才能融化，此时控制器不启动气旋加速器(2)。因此，控制器可以智能的控制气旋加速器(2)，节约能源，而且气旋加速器(2)的最大功率也才30W，非常的节约电能。 

实施例二 

本实施例中的带散热系统的免维护主动式集成块LED路灯主要是在实施例一的基础上增加回路热管技术，所组成的LED路灯如图12所示。 

如图13至.17所示，该回路热管设置有蒸发器(10)、蒸汽段(11)、冷凝器(12)、回流段(13)和补偿室(14)，其中冷凝器(12)作为上述散热器(7)，LED照明组件(6)设置在蒸发器(10)的下端。冷凝器(12)钻有两通孔(7.4)、(7.5)，回流段(13)包括两管路(13.1)、(13.2)，蒸汽段(11)包括两管路(1，1.1)、(11.2)，其连接方式如图17所示。 

回路热管(Loop Heat Pipe，LHP)是由俄罗斯科学家Yu.F.Maidanik教授所实用新型的一种传热装置。它利用蒸发器内的毛细芯产生的毛细力驱动回路运行，利用工质的蒸发和冷凝来传递热量，因此能够在小温差、长距离的情况下传递大量的热量，是一种高效的两相传热装置。 

上述回路热管的基本工作原理如图18所示，在蒸发器(10)内部有一组毛细结构(10.1)(Wick Structure)，在蒸发器(10)内壁或者毛细结构上有许多蒸汽槽道，毛细结构(10.1)本身可以将液态往上吸，使得毛细结构(10.1)充满工质液体，而当蒸发器(10)被加热时，毛细结构(10.1)也被加热，毛细结构(10.1)中的液体便会蒸发成气体，并通过蒸汽槽道沿着蒸汽段(11)到冷凝器(12)，同时带走了热量；而在冷凝器(12)中，气体被冷凝成了液体，释放出潜热；而毛细结构(10.1)的毛细力再使液体沿着回流段(13)回流到补偿室(14)，并到达毛细结构(10.1)。如此形成了一个工质的流动循环和热量传递过程。补偿室(14)的作用主要是启动的时候容纳在蒸汽段(11)和冷凝器(12)的液体，并且在运行时防止液体来不及回流造成蒸发器(10)干涸。而在蒸发器(10)内部吸热后，通过其上端的散热片(7.3)导出，这里散热片(7.3)也由上述空气增大器进行吹风。 

如图19所示，所述回路热管冷凝器(12)与蒸发器(10)之间靠近回流段(13)的一侧还设置有泵(16)，泵(16)通过管路(17)连接在冷凝器(12)与蒸发器(10)之间，而在冷凝器(12)与蒸发器(10)之 间靠近蒸汽段(11)的一侧设置有相应的管路(18)，其中，管路(17)包括两条细管(17.1)、(17.2)，管路(18)也包括两条细管(18.1)、(18.2)，而冷凝器(12)内设置两通孔(7.6)、(7.7)。具体连接方式如图21所示。 

所述泵(16)优选可调速的型号。 

上述具体实施方式为本实用新型的优选实施例，并不能对本实用新型进行限定，其他的任何未背离本实用新型的技术方案而所做的改变或其它等效的置换方式，都包含在本实用新型的保护范围之内。 

Claims (6)

1.带散热系统的免维护主动式集成块LED路灯，包括空心的灯柱，其特征在于：所述灯柱下端设有气旋加速器、空气滤清器、气旋灰尘分流器和灰尘收集器，气旋加速器、空气滤清器和气旋灰尘分流器从上到下依次排列，气旋灰尘分流器的进气口连接外部空气，空气通过气旋灰尘分流器的旋转通道之后，大颗粒灰尘通过旋转的加速度沉淀到灰尘收集器，然后干净空气进入气旋灰尘分流器的中间通道通往空气滤清器、气旋加速器；灯柱上端设置有LED照明组件和回路热管，该回路热管设置有蒸发器、蒸汽段、冷凝器、回流段和补偿室，LED照明组件设置在蒸发器的下端，冷凝器设置有通孔，冷凝器上面设置有固定管和散热片，灯柱上端与所述固定管固定连接，灯柱内由下端气旋加速器供应的风由灯柱上端内孔进入与之连接的固定管内后，通过设置在固定管另一端的通风管进入所述通孔，再由通孔的另一端进入一空气增大器的进风口，空气增大器的出风口对准所述散热片吹风。

2.根据权利要求1所述的带散热系统的免维护主动式集成块LED路灯，其特征在于：所述冷凝器、散热片和固定管为一体化结构。

3.根据权利要求1所述的带散热系统的免维护主动式集成块LED路灯，其特征在于：所述空气增大器的出风口做成与冷凝器上端的散热片形成的形状对应的形状。

4.根据权利要求3所述的带散热系统的免维护主动式集成块LED路灯，其特征在于：所述回路热管冷凝器与蒸发器之间靠近回流段的一侧还设置有泵，泵通过管路连接在冷凝器与蒸发器之间，而在冷凝器与蒸发器之间靠近蒸汽段的一侧设置有相应的管路，而在冷凝器内设置有通孔连通上述两管路。

5.根据权利要求1所述的带散热系统的免维护主动式集成块LED路灯，特征在于：所述空气滤清器为过滤微小尘土的纤维式过滤器。

6.根据权利要求1至5任一项所述的带散热系统的免维护主动式集成块LED路灯，特征在于，还包括： 

用于根据温度传感器传来的散热片温度调节气旋加速器的供风速度的控制器；

所述温度传感器设置在散热片上，并与控制器信号连接。 

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