专利名称：具有离心式冷凝器的led路灯用热管散热装置的制作方法
技术领域：
本发明涉及一种热管散热器，特别是一种具有离心式冷凝器的LED路灯用热管散热装置。
背景技术：
由于LED灯具具有亮度高、环保、节能、方向性好、响应快等优点，被认为是传统光源的替代品，开始在许多领域得到广泛应用。然而，LED是光电器件，其工作过程中只有 15%-25%的电能转换成光能，其余的电能几乎都转换成热能，使LED结的温度升高。通常LED 结的温度被认为是LED的温度。较高的LED结的温度对LED灯具产生诸多不良影响1、影响LED灯具的寿命。LED灯具的寿命被定义为光通量衰减到初始光通量70%所用的时间。 光通量衰减的速度与LED结的温度有关，LED结的温度越高，光通量衰减的速度就越快，LED 灯的寿命就越短。反过来，LED结的温度越低，LED灯的寿命就越长；2、影响LED的光输出强度。LED结温高时，LED器件输出光强度将逐渐减少。3、影响LED光的颜色。LED结温高时，导致LED器件发光波长变长，颜色发生红移。4、影响LED发光效率。LED结温高时，LED 发光效率低。由上述可知LED灯具的散热效果不仅影响LED灯具的寿命，还影响LED灯具的效率及光学质量。可见，改善LED灯具的散热结构，是提供寿命长、高质量LED灯具必须解决的主要问题之一。尤其是那些在高空、露天等不便于维修的相对恶劣的特殊环境工作的LED灯具，对寿命有更高的要求，更需要配置散热效果更好的散热装置。热管散热器的特点是传热速度快，能迅速的将电子元器件等热源所产生的热量迅速传出，避免了热量在电子元器件等热源处集聚而影响整个电子系统的可靠性。由于热管散热器的这个特点，它数年前就开始被用作LED灯具的散热，但致今还没有被市场广泛应用。其原因，从表面上看是结构复杂，不易制造、价格高、性价比低，然而深层次的原因在于设计上没有解决好热管散热器与环境之间的热交换和电源的散热以及制造工艺等问题。目前市场上LED灯具的热管散热器大多是铝合金铸造、铝合金挤压及铝合金冲压翅片三种。前两者重量大、成本高、自洁性差、落尘影响散热。后者散热翅片与热管之间的热阻大，不能充分发挥热管的性能。目前市场上的LED灯具，电源单独自行散热，与LED灯具的散热系统分离，而电源的散热能力较弱，并按装在灯壳内，使电源本来很低的散热能力进一步减弱。电源温度高，其电容和磁性元件的寿命剧降也会影响LED灯具的寿命。据统计，目前LED路灯的寿命降低的主要原因，一半是LED结的温度高，另一半是电源的电容、磁性元件因温度高而失效所引起。因此为了提高LED灯具的寿命和光学质量， 就必须改进LED灯具的散热结构。
发明内容
本发明的目的是为了提供一种结构设计更为合理的具有离心式冷凝器的LED路灯用热管散热装置。从根本上解决现有热管散热器受结构限制不能充分发挥散热效果的问题，具有降低LED结及电源的温度，减缓其光衰速度，从而提高LED灯具的寿命、质量并降低成本的优点。本发明的技术方案是该具有离心式冷凝器的LED路灯用热管散热装置，包括基板，其技术要点是还包括离心式冷凝器；
所述离心式冷凝器包括垂直放置的圆管状主体、上、下端盖、以及均布在所述圆管状主体外壁上的呈放射状分布的散热翅片；
所述基板内部设置散热腔，所述散热腔通过进气管与所述离心式冷凝器上端连接，所述进气管沿切线方向连接至所述离心式冷凝器的圆管状主体的内壁，且所述进气管连接所述圆管状主体的这一端的中心线与水平面之间呈0 -15°角，所述离心式冷凝器下端利用回液管回连所述散热腔；
所述进气管、回液管、离心式冷凝器和散热腔密封连接，所述散热腔利用充液管抽真空并充填工质。所述散热腔可以是由设置在所述基板内部的纵向通道和横向通道纵横交错贯通而成。也可以是散热腔内设置若干隔片形成若干散热通道。为了使得散热效果更显著，所述基板的上、下表面设有导热绝缘层，所述导热绝缘层上设有印刷电路，所述基板的上表面的印刷电路上焊有恒流电源、控制系统的元器件，所述基板的下表面上的印刷电路上设有LED。另一种散热效果更好的设置是所述基板下表面开设若干条形槽，所述条形槽内插装绝缘电路条，所述绝缘电路条上均布LED，所述LED的正、负极连接在所述绝缘电路条上，其传热端直接连接在所述基板上。根据离心式冷凝器的工作原理，将所述离心式冷凝器固定在承载其重量的LED路灯的灯柱顶部，高于基板所处位置。所述离心式冷凝器的散热翅片与圆管状主体为一次成型。所述回液管、进气管分别利用多通连接管与所述基板的散热腔相连接。所述回液管、进气管分别为具有管外扩展散热肋片的铝管或钢管，并分别作为支撑所述基板的路灯支臂。本发明的优点及积极的技术效果是本发明所述的LED路灯接通电源后，布置在基板上、下平面上的恒流电源、LED芯片工作，所发出的热量就会加热基板散热腔内的工质， 工质吸热、沸腾、蒸发为具有一定压力和携带热量的工质蒸汽。工质蒸汽通过连接管、进气管以切线并向下方向进入离心式冷凝器后，在离心力的作用下，紧贴离心式冷凝器的内壁， 向下做螺旋运动。工质蒸汽在下降过程中，通过离心式冷凝器内壁将热量传递给冷凝器的散热翅片，散热翅片上的热量通过对流传热，将热量散发到环境之中。失去热量的工质蒸汽，冷凝为工质液体。工质液体在离心力的作用下，向下做螺旋运动经过回液管回到基板的散热腔内，继续参加吸热蒸发，放热冷凝的循环运动。如此循环往复，完成了对LED路灯恒流电源、LED芯片的散热工作。综上，本发明具有如下特点
1、工质蒸汽在离心力的作用下，与离心式冷凝器内壁紧贴，两者之间热交换强度高。2、由于工质蒸汽在离心式冷凝器内做螺旋运动，路径较长，即工质蒸汽与冷凝器内腔接触时间长，彼此之间热交换较充分。
3、工质蒸汽与冷凝后的工质液体同向下降，克服了一般重力式热管向上运动的工质蒸汽对向下运动的工质液体膜的剪切作用，工质液体下降速度较快，减少了对工质液体膜与冷凝器内壁热交换影响。4、离心式冷凝器的散热面积可以通过调整冷凝器长度确定，而不受灯壳尺寸的约束。6、进气管、回液管是具有管外扩展散热肋片的铝、钢灯管可代替灯杆。7、总散热面积为离心式冷凝器的散热面积与进气管散热面积之和。
下面将结合附图对本发明作进一步说明 图1为本发明的结构示意简图2为图1的G部放大图； 图3为图2的A-A剖面图； 图4为图1的H部放大图； 图5为图4的B向视图； 图6为基板的横断面图； 图7为基板的俯视图； 图8为基板的另一种形式的结构示意图； 图9为基板上设置LED的结构示意图。图中序号说明1灯柱、2回液管、3基板、4进气管、5离心式冷凝器、6上端盖、7下端盖、8多通连接管、9圆管状主体、10散热翅片、11纵向通道、12横向通道、13充液管、14隔片、15绝缘电路条、16LED。下面将通过实例对本发明作详细描述，但下述的实例仅仅是本发明其中的例子而已，并不代表本发明所限定的权利保护范围。
具体实施例方式根据图1-9对本发明作详细描述。该LED路灯用热管散热装置，主要由基板3、离心式冷凝器5、进气管4、回液管2等组成，如图1所示，其中
离心式冷凝器5包括圆管状主体9、上、下端盖6、7、以及均布在圆管状主体9外壁上的呈放射状分布的散热翅片10。离心式冷凝器5为挤压成形的铝型材，横断面圆形，圆管状主体9的外壁有均勻布置的放射状散热翅片10，放射状散热翅片10与圆管状主体9 一次成型。冷凝器的圆管状主体9上、下两端分别与上端盖6、下端盖7密封连接。根据离心式冷凝器的工作原理，将离心式冷凝器5垂直放置在承载其重量的LED路灯的灯柱1顶部，高于基板3所处位置。如图2、3所示。基板3内部设置散热腔。具体是基板3为板式结构，板内设有若干个纵向通道11 和若干个横向通道12，并相互连通成为纵横交错的内腔，即散热腔，如图6所示。也可以是散热腔内设置若干隔片14形成若干散热通道11，如图8所示。散热腔通过进气管4与离心式冷凝器5上端连接，进气管4沿切线方向连接至离心式冷凝器的圆管状主体9的内壁，且进气管4连接圆管状主体9的这一端的中心线与水平面之间呈0 -15°角，使工质蒸汽沿切线方向倾斜向下进入圆管状主体9内壁，离心式冷凝器5下端利用回液管2回连散热腔。进气管4、回液管2、离心式冷凝器5和散热腔密封连接，散热腔利用充液管13抽真空并充填工质。回液管2、进气管4可分别利用多通连接管8与基板3的散热腔相连接。 如图4、5所示。同时，回液管2、进气管4可分别为具有管外扩展散热肋片的铝管或钢管，可分别作为支撑基板3的路灯支臂。基板3上的LED等的布置主要有几下两种其一、基板3的上、下表面设有导热绝缘层，导热绝缘层上有印刷电路。基板的上表面的印刷电路上焊有恒流电源、控制系统的元器件。基板3的下表面上的印刷电路贴有LED芯片。这样增加了 LED芯片、横流电源的元器件、控制系统的元器件与基板3之间的热传导，加速LED芯片、恒流电源的元器件、控制系统的元器件所产生的热量与基板散热腔(内腔)内工质之间的热交换。其二、基板3下表面开设若干条形槽，条形槽内插装绝缘电路条15，绝缘电路条15 上均布LED16，LED16的正、负极连接在绝缘电路条15上，其传热端直接连接在基板3上。 基板3外表面镀一层镍层。如图9所示。此种热电分离的结构设计更利于本发明的散热。本发明的总散热面积为离心式冷凝器5的散热面积与进气管4散热面积之和。而离心式冷凝器5散热面积可以通过调整冷凝器的长度来满足，而不受灯壳尺寸的约束，进而其散热面积可根据需要设定。综上，本发明具有散热速度快、散热能力大、成本低散热面积不受灯壳尺寸约束等特点。
权利要求
1.一种具有离心式冷凝器的LED路灯用热管散热装置，包括基板，其特征在于还包括离心式冷凝器；所述离心式冷凝器包括垂直放置的圆管状主体、上、下端盖、以及均布在所述圆管状主体外壁上的呈放射状分布的散热翅片；所述基板内部设置散热腔，所述散热腔通过进气管与所述离心式冷凝器上端连接，所述进气管沿切线方向连接至所述离心式冷凝器的圆管状主体的内壁，且所述进气管连接所述圆管状主体的这一端的中心线与水平面之间呈0 -15°角，所述离心式冷凝器下端利用回液管回连所述散热腔；所述进气管、回液管、离心式冷凝器和散热腔密封连接，所述散热腔利用充液管抽真空并充填工质。
2.根据权利要求1所述的具有离心式冷凝器的LED路灯用热管散热装置，其特征在于 所述散热腔由设置在所述基板内部的纵向通道和横向通道纵横交错贯通而成。
3.根据权利要求1所述的具有离心式冷凝器的LED路灯用热管散热装置，其特征在于 所述散热腔内设置若干隔片形成若干散热通道。
4.根据权利要求1所述的具有离心式冷凝器的LED路灯用热管散热装置，其特征在于 所述基板的上、下表面设有导热绝缘层，所述导热绝缘层上设有印刷电路，所述基板的上表面的印刷电路上焊有恒流电源、控制系统的元器件，所述基板的下表面上的印刷电路上设有 LED。
5.根据权利要求1所述的具有离心式冷凝器的LED路灯用热管散热装置，其特征在于 所述基板下表面开设若干条形槽，所述条形槽内插装绝缘电路条，所述绝缘电路条上均布 LED，所述LED的正、负极连接在所述绝缘电路条上，其传热端直接连接在所述基板上。
6.根据权利要求1所述的具有离心式冷凝器的LED路灯用热管散热装置，其特征在于所述离心式冷凝器固定在承载其重量的LED路灯的灯柱顶部。
7.根据权利要求1或6所述的具有离心式冷凝器的LED路灯用热管散热装置，其特征在于所述离心式冷凝器的散热翅片与圆管状主体为一次成型。
8.根据权利要求1所述的具有离心式冷凝器的LED路灯用热管散热装置，其特征在于 所述回液管、进气管分别利用多通连接管与所述基板的散热腔相连接。
9.根据权利要求1或8所述的具有离心式冷凝器的LED路灯用热管散热装置，其特征在于所述回液管、进气管分别为具有管外扩展散热肋片的铝管或钢管，并分别作为支撑所述基板的路灯支臂。
全文摘要
一种具有离心式冷凝器的LED路灯用热管散热装置，从根本上解决现有热管散热器受结构限制不能充分发挥散热效果的问题。其技术要点是包括离心式冷凝器；离心式冷凝器包括圆管状主体、上、下端盖、以及均布在圆管状主体外壁上的散热翅片；基板内部设置散热腔，散热腔通过进气管与离心式冷凝器上端连接，进气管沿切线方向连接至离心式冷凝器的圆管状主体的内壁，且进气管连接圆管状主体的这一端的中心线与水平面之间呈0～-15°角，离心式冷凝器下端利用回液管回连散热腔；进气管、回液管、离心式冷凝器和散热腔密封连接，散热腔利用充液管抽真空并充填工质。本发明具有散热速度快、散热能力大、散热面积不受灯壳尺寸约束、成本低等特点。
文档编号F21W131/103GK102287791SQ201110221570
公开日2011年12月21日 申请日期2011年8月4日 优先权日2011年8月4日
发明者丁一涵, 戴金福, 王翠萍 申请人:沈阳立晶光电有限公司