专利名称：一种具有高效导热、散热和防尘结构的大功率led灯具的制作方法
技术领域：
本实用新型属于LED灯具技术领域，具体涉及LED灯具及其管芯导热、散热和防 尘、防雨水控制技术。
背景技术：
LED灯具以其寿命长、效率高、定向发光且显色性和可控性好等诸多优点正逐步取 代传统光源而势将成為明日照明的主流。但在高照度、大功率LED灯具中存在着LED管芯 发热量大而不易散发的问题，且LED管芯的半导体特性决定其对温度敏感，随温度上升其 寿命和发光效率均会大幅下降。为解决LED管芯发热引起的随温升导致寿命和发光效率 下降问题，现有技术在较大功率LED灯具设计上大都采用“热管”技术，即在LED管芯组背 后敷设内储热媒的金属管将热量从LED管芯导至片、翅状等形状的散热体上，再用“强制散 热”方法，即以风机、喷流等形成的强制风冷气流予以吹散。但现有技术存在着以下不足1、 “热管”技术存在着由于管路敷设密度限制而难以对面积较大的块面(如以目前常用的中功 率颗粒组装100W以上灯具时，LED管芯组面积即有100c m2左右)LED管芯阵列实现均勻的 高效导热。2、“强制散热”不论采用风机、喷流装置或是其他电驱动部件，都会增加电能消 耗、产生运行噪音，尤其会因风机、喷流装置等机电部件的寿命和故障而影响LED灯具散热 的效果，进而降低灯具运行的可靠性，减小其发光效率、缩短其使用寿命。
实用新型内容为克服现有LED路灯散热技术的不足，本实用新型旨在公开一种以“导热腔”、“抽 风式自然对流风道”、“对流风道出口防尘盖”及其开关控制技术组成的新型具有高效导热、 散热和防尘结构的大功率LED灯具。具体的技术解决方案如下一种具有高效导热、散热和防尘结构的大功率LED灯具包括灯具壳体9、LED管阵 列安装基板3、LED发光管2、灯具电源8和散热机构；LED发光管2安装在LED管阵列安装 基板3上；灯具壳体9底部设有窗口，所述窗口处设有窗口玻璃10，LED管阵列安装基板3 与窗口玻璃10对应，灯具壳体9与窗口玻璃10构成密封并留有进出风口的灯具腔体12。所述散热机构包括导热腔1和散热片4 ；所述导热腔1为一金属密封多面盒体，导 热腔1内装有制冷剂(通称热媒)；散热片4与导热腔1作面接触导热连接，与窗口玻璃10 对应的LED管阵列安装基板3设于导热腔1的导热平面上；所述灯具壳体9底部后方连通着一根以上抽风管15，抽风管15的另一端口为进风 口 ；灯具壳体9顶部设有出风口 14，所述出风口 14、灯具壳体9与窗口玻璃10构成的灯具 腔体12和抽风管15形成抽风式的自然对流散热风道；所述出风口 14上方设有活动的防尘盖5，所述防尘盖5通过转轴装设于灯具壳体 9上，所述防尘盖5转轴前的部分在重力作用下可覆盖出风口 14，防尘盖5转轴后部内侧连 接驱动机构，用以实现防尘盖5的开启和关合控制；防尘盖5的后部设有配重块11。[0009]所述导热腔1为一金属密封多面扁盒体，导热腔1的外侧平面均为导热平面，片状 或翅状的散热片以面接触连接装设于导热腔1的一个以上的导热平面上。所述防尘盖5的开启驱动机构为吸放式驱动机构，包括电磁线圈6和铁芯，铁芯的 上端与防尘盖的转轴后部连接，电磁线圈6套设在铁芯上。所述防尘盖5的开启驱动机构为热致变控制机构，包括热致变元件18和使其升温 的热源19 ；防尘盖5转轴后部设有连接部件；所述热致变元件18的上部与防尘盖的转轴后 部的连接部件连接。本实用新型的有益技术效果体现在以下方面首先，本实用新型以内装制冷剂(通称热媒，如氟利昂、异丁烷或甲烷等类)的密 封多面体构成的导热腔ι实现LED管芯热量的导出，以导热腔1取代现有技术中的在LED管 阵列安装板背后敷设内储制冷剂(通称热媒)的金属管(下称“热管”)技术。为实现LED 管芯热量的导出，将LED管阵列安装基板3的背面与导热腔1的导热平面以小热阻面接触 导热连接(也可直接将LED管阵列直接安装在经过绝缘处理后的“导热腔” 1的导热平面 上)；通过导热腔1内制冷剂的气、液化和循环流动实现“热管”技术因管路敷设密度限制而 无法实现的高效面接触导热。使导热腔1比现有“热管”技术更高效、均勻地将LED管芯工 作中产生的热量导出至处于散热风道中的散热片、翅等散热器件处。灯具中LDE发光管2的颗粒数视灯具设计功率与所采用LED管的单颗功率确定。其次，本实用新型改进现有技术中LED灯具的散热设计和结构省去其强制风冷 散热所需的风机、高速气流散热所需的喷流装置等机电元、部件，以灯具腔体12、及其顶部 的出风口 14和下部的一根以上的抽风管5形成的抽风式的自然对流风道(该专设抽风部 件亦可由具抽风功能并达到所需抽风量的其他灯具应用现场的中空管材代替)，通过抽风 管5下端抽入常温空气，上方的出风口 14排出热气流，形成自然对流而产生较强的风冷气 流，籍以排散处于散热通道中散热片、翅等散热器材中的热量。不仅消除了现有技术各种机 电驱动部件的运行噪音、减少电能消耗，还消除了因上述机电元部件的故障和寿命引起的 散热系统运行故障，有效地提高了 LED灯具散热系统乃至整个灯具运行的可靠性。最后，本实用新型为防止灰尘杂物自散热通道上方的热气流出风口 4落入灯腔和 散热风道内部，在出风口 4上方设置有防尘盖5。该防尘盖5具有容热气流通畅排出的同时 遮挡自上方落下的雨水与灰尘杂物的功能。并于路灯停止工作时关闭风道上部的热气流出 口，实现灯具腔体与散热风道在LED灯具不工作时处于上端封闭状态，籍以杜绝其他方向 飘尘杂物的落入，以此减少乃至省却灯腔内部的清理维护工作。另外，本案还视不同环境和要求对防尘盖的开启与关合控制分别采用电磁、电动 和热致变控制机构。本案采用技术成熟，实施经费投入少，备件方便；运行性能稳定、可靠性高。采用本实用新型导、散热及防尘、防雨结构的LED灯具可适应室外环温高、空气中 飘尘和气溶胶含量大地区城市的路灯和广场灯等应用要求。
图1为本实用新型结构示意图，图2为LED管阵列安装基板和导热、散热机构处的放大图，
4[0022]图3为LED发光管阵列直接安装在导热腔导热平面示意图图4为LED管阵列安装基板和散热片与导热腔两侧导热平面连接示意图，图5为本实用新型的另一结构示意图。
具体实施方式
以下结合附图，通过实施例对本实用新型作进一步地说明。实施例1 参见图1，一种具有高效导热、散热和防尘结构的大功率LED灯具包括灯具壳体9、 LED管阵列安装基板3、LED发光管2、灯具电源8、散热机构、室外灯具安装立杆16和灯具 安装横杆17。LED管阵列安装基板3上均布安装着LED发光管2，LDE发光管2的颗粒数视 灯具设计功率与所采用LED管的单颗功率确定。灯具壳体9底部开设有窗口，窗口处安装 有窗口玻璃10，均布于LED管阵列安装基板上的LED发光管2与窗口玻璃10对应。散热机构包括导热腔1和散热片4 ；导热腔1内装有制冷剂(通称热媒，如氟利昂、 异丁烷或甲烷等类)。导热腔1为一金属密封多面扁盒体，导热腔1的密封盒体的外侧平面 均为导热平面，与窗口玻璃10对应的LED管阵列安装基板3与导热腔1的下导热平面作面 接触连接；片状或翅状的散热片与导热腔1的上导热平面也作面接触连接。参见图2。LED发光管2阵列也可直接安装在导热腔1经过绝缘处理的导热平面作面上；散 热片与导热腔1的另外导热平面作面接触连接。参见图3。导热腔1导热平面的面积和形状系根据LED管阵列与散热片的大小和安装需要确 定。参见图3，散热片安装在导热腔1顶部，散热机构整体呈圆柱状；参见图4，散热片安装 在导热腔1上部两外侧面，散热机构整体横截面呈U形。图1中灯具壳体9底部连通着一根或两根抽风管15，抽风管15的另一端为进风 口 ；灯具壳体9顶部开设有出风口 14，出风口 14的下方对应着散热片4。灯具壳体上的出 风口 14、灯具壳体9与窗口玻璃10构成的灯具腔体12和抽风管15形成抽风式的自然对流 散热风道。出风口 14外侧设有活动的防尘盖5，防尘盖5通过转轴呈杠杆式安装于灯具壳 体9上，防尘盖5 —侧端部安装有配重块11，转轴与配重块11之间的防尘盖5内侧设有驱 动机构。防尘盖的驱动机构为吸放式电磁驱动机构，包括电磁线圈6和铁芯7，铁芯7的上 端与防尘盖的转轴后部连接，电磁线圈6套设在铁芯7上。抽风管15通过其下端的进风口 13抽进常温空气，常温空气流经散热风道上部由 灯具壳体9和窗口玻璃10构成的灯具腔体12，带走灯具腔体12中散热片4的热量后成为 上升热气流，再由风道上部排风口 14排出。防尘盖5在灯具不工作时，在重力作用下处于盖合状态，从而封闭散热风道，阻止 各方向漂浮物的落入；当灯具工作需散热时，由控制机构控制其开启，让上升热气流排出的 同时，还具有遮挡自排风口 14上方落下的雨水与灰尘杂物的功能。防尘盖5上的配重块11 籍以减小重心在转轴前部的防尘盖开启时所需的力矩。LDE发光管2点亮时发出的热量经 管芯安装基板3传导至导热腔1，经导热腔1传送至散热片4后以自然对流的风冷散发。防尘盖5的吸放式驱动机构，当其线圈不馈电时，防尘盖在重力作用下处于关闭 状态；灯具工作时则同时向该吸放机构的线圈馈电，以电磁力将电磁线圈6中的铁芯7吸向下方，因铁芯7与防尘盖转轴后部连接，即与灯具工作同步地以杠杆操作原理实现防尘盖5 前端的开启即开放热气流出口的操作。实施例2 参见图5，防尘盖5的驱动机构为热致变控制机构，包括热致变元件18和致其升温 的热源19。防尘盖5转轴后部设有连接部件，热致变元件18上部与其连接。当热致变元件 18感温部受热产生形变和跳变，进而如图5所示驱动杠杆机构实现防尘盖5的开启。在对防尘盖的开启与关合时间上不要求与灯具点亮同步的情况下，可采用实施 例2，以更节能、可靠的由相关元件的温升来控制的热致变驱动机构控制防尘盖的开启与关 合。即在防尘盖的控制部位装设由热致变元件(如热继电器或热致变形金属片)驱动的控 制机构，灯具馈电后热致变元件在短时间内产生温升跳变和失电后降温反跳，直接或经杠 杆放大机构驱动防尘盖完成的大范围开启关合动作。引起热致变元件感温部温升的热源19 可以是专设的电热元件，即在热致变元件的感温部装设可自行热平衡的正温度系数热敏电 阻如PTC电阻；也可以是LED灯具或其供电电源的某发热元、部件发出的热量。其它结构同实施例1。
权利要求一种具有高效导热、散热和防尘结构的大功率LED灯具，包括灯具壳体(9)、LED管阵列安装基板(3)、LED发光管(2)、灯具电源(8)和散热机构；LED发光管(2)安装在LED管阵列安装基板(3)上；灯具壳体(9)底部设有窗口，所述窗口处设有窗口玻璃(10)，LED管阵列安装基板(3)与窗口玻璃(10)对应，灯具壳体(9)与窗口玻璃(10)构成密封并留有进出风口的灯具腔体(12)，其特征在于所述散热机构包括导热腔(1)和散热片(4)；所述导热腔(1)为一金属密封多面盒体，导热腔(1)内装有制冷剂；散热片(4)与导热腔(1)作面接触导热连接，与窗口玻璃(10)对应的LED管阵列安装基板(3)设于导热腔(1)的导热平面上；所述灯具壳体(9)底部后方连通着一根以上抽风管(15)，抽风管(15)的另一端口为进风口；灯具壳体(9)顶部设有出风口(14)，所述出风口(14)、灯具壳体(9)与窗口玻璃(10)构成的灯具腔体(12)和抽风管(15)形成抽风式的自然对流散热风道；所述出风口(14)上方设有活动的防尘盖(5)，所述防尘盖(5)通过转轴装设于灯具壳体(9)上，所述防尘盖(5)转轴前的部分在重力作用下可覆盖出风口(14)，防尘盖(5)转轴后部内侧连接驱动机构，用以实现防尘盖(5)的开启和关合控制；防尘盖(5)的后部设有配重块(11)。
2.根据权利要求1所述的一种具有高效导热、散热和防尘结构的大功率LED灯具，其特 征在于所述导热腔(1)为一金属密封多面扁盒体，导热腔(1)的外侧平面均为导热平面， 片状或翅状的散热片以面接触连接装设于导热腔(1)的一个以上的导热平面上。
3.根据权利要求1所述的一种具有高效导热、散热和防尘结构的大功率LED灯具，其特 征在于所述防尘盖(5)的开启驱动机构为吸放式驱动机构，包括电磁线圈(6)和铁芯，铁 芯的上端与防尘盖的转轴后部连接，电磁线圈(6)套设在铁芯上。
4.根据权利要求1所述的一种具有高效导热、散热和防尘结构的大功率LED灯具，其特 征在于所述防尘盖(5)的开启驱动机构为热致变控制机构，包括热致变元件(18)和使其 升温的热源(19)；防尘盖(5)转轴后部设有连接部件；所述热致变元件(18)的上部与防尘 盖的转轴后部的连接部件连接。
专利摘要本实用新型公布一种具有高效、高可靠导热、散热和防尘结构的大功率LED灯具。包括灯具壳体、LED发光管阵列及其安装基板和散热机构；散热机构包括导热腔和散热片；导热腔内装有制冷剂，导热腔与管芯安装基板、散热片均以小热阻连接；灯具壳体底部连通着一根以上的抽风管，顶部设有出风口，灯具腔体、出风口和抽风管形成抽风式的自然对流散热风道；出风口上方设有活动的防尘盖，防尘盖设有开关驱动机构。本实用新型以抽风式的自然对流取代现有技术以机电元、部件实现灯腔气流的强制流动，实现更高效、环保和高可靠的管芯热量导出和排散。防尘盖的设置实现热气流排出同时遮挡上方落尘，并于路灯停点时关闭出风口，杜绝飘尘杂物落入。
文档编号F21V31/00GK201724108SQ201020283730
公开日2011年1月26日 申请日期2010年7月30日 优先权日2010年7月30日
发明者杨德来 申请人:杨德来