專利名稱：具有離心式冷凝器的led路燈用熱管散熱裝置的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明涉及一種熱管散熱器，特別是一種具有離心式冷凝器的LED路燈用熱管散熱裝置。
背景技術(shù)：
由于LED燈具具有亮度高、環(huán)保、節(jié)能、方向性好、響應(yīng)快等優(yōu)點(diǎn)，被認(rèn)為是傳統(tǒng)光源的替代品，開始在許多領(lǐng)域得到廣泛應(yīng)用。然而，LED是光電器件，其工作過程中只有 15%-25%的電能轉(zhuǎn)換成光能，其余的電能幾乎都轉(zhuǎn)換成熱能，使LED結(jié)的溫度升高。通常LED 結(jié)的溫度被認(rèn)為是LED的溫度。較高的LED結(jié)的溫度對(duì)LED燈具產(chǎn)生諸多不良影響1、影響LED燈具的壽命。LED燈具的壽命被定義為光通量衰減到初始光通量70%所用的時(shí)間。 光通量衰減的速度與LED結(jié)的溫度有關(guān)，LED結(jié)的溫度越高，光通量衰減的速度就越快，LED 燈的壽命就越短。反過來，LED結(jié)的溫度越低，LED燈的壽命就越長(zhǎng)；2、影響LED的光輸出強(qiáng)度。LED結(jié)溫高時(shí)，LED器件輸出光強(qiáng)度將逐漸減少。3、影響LED光的顏色。LED結(jié)溫高時(shí)，導(dǎo)致LED器件發(fā)光波長(zhǎng)變長(zhǎng)，顏色發(fā)生紅移。4、影響LED發(fā)光效率。LED結(jié)溫高時(shí)，LED 發(fā)光效率低。由上述可知LED燈具的散熱效果不僅影響LED燈具的壽命，還影響LED燈具的效率及光學(xué)質(zhì)量。可見，改善LED燈具的散熱結(jié)構(gòu)，是提供壽命長(zhǎng)、高質(zhì)量LED燈具必須解決的主要問題之一。尤其是那些在高空、露天等不便于維修的相對(duì)惡劣的特殊環(huán)境工作的LED燈具，對(duì)壽命有更高的要求，更需要配置散熱效果更好的散熱裝置。熱管散熱器的特點(diǎn)是傳熱速度快，能迅速的將電子元器件等熱源所產(chǎn)生的熱量迅速傳出，避免了熱量在電子元器件等熱源處集聚而影響整個(gè)電子系統(tǒng)的可靠性。由于熱管散熱器的這個(gè)特點(diǎn)，它數(shù)年前就開始被用作LED燈具的散熱，但致今還沒有被市場(chǎng)廣泛應(yīng)用。其原因，從表面上看是結(jié)構(gòu)復(fù)雜，不易制造、價(jià)格高、性價(jià)比低，然而深層次的原因在于設(shè)計(jì)上沒有解決好熱管散熱器與環(huán)境之間的熱交換和電源的散熱以及制造工藝等問題。目前市場(chǎng)上LED燈具的熱管散熱器大多是鋁合金鑄造、鋁合金擠壓及鋁合金沖壓翅片三種。前兩者重量大、成本高、自潔性差、落塵影響散熱。后者散熱翅片與熱管之間的熱阻大，不能充分發(fā)揮熱管的性能。目前市場(chǎng)上的LED燈具，電源單獨(dú)自行散熱，與LED燈具的散熱系統(tǒng)分離，而電源的散熱能力較弱，并按裝在燈殼內(nèi)，使電源本來很低的散熱能力進(jìn)一步減弱。電源溫度高，其電容和磁性元件的壽命劇降也會(huì)影響LED燈具的壽命。據(jù)統(tǒng)計(jì)，目前LED路燈的壽命降低的主要原因，一半是LED結(jié)的溫度高，另一半是電源的電容、磁性元件因溫度高而失效所引起。因此為了提高LED燈具的壽命和光學(xué)質(zhì)量， 就必須改進(jìn)LED燈具的散熱結(jié)構(gòu)。

發(fā)明內(nèi)容
本發(fā)明的目的是為了提供一種結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)更為合理的具有離心式冷凝器的LED路燈用熱管散熱裝置。從根本上解決現(xiàn)有熱管散熱器受結(jié)構(gòu)限制不能充分發(fā)揮散熱效果的問題，具有降低LED結(jié)及電源的溫度，減緩其光衰速度，從而提高LED燈具的壽命、質(zhì)量并降低成本的優(yōu)點(diǎn)。本發(fā)明的技術(shù)方案是該具有離心式冷凝器的LED路燈用熱管散熱裝置，包括基板，其技術(shù)要點(diǎn)是還包括離心式冷凝器；
所述離心式冷凝器包括垂直放置的圓管狀主體、上、下端蓋、以及均布在所述圓管狀主體外壁上的呈放射狀分布的散熱翅片；
所述基板內(nèi)部設(shè)置散熱腔，所述散熱腔通過進(jìn)氣管與所述離心式冷凝器上端連接，所述進(jìn)氣管沿切線方向連接至所述離心式冷凝器的圓管狀主體的內(nèi)壁，且所述進(jìn)氣管連接所述圓管狀主體的這一端的中心線與水平面之間呈0 -15°角，所述離心式冷凝器下端利用回液管回連所述散熱腔；
所述進(jìn)氣管、回液管、離心式冷凝器和散熱腔密封連接，所述散熱腔利用充液管抽真空并充填工質(zhì)。所述散熱腔可以是由設(shè)置在所述基板內(nèi)部的縱向通道和橫向通道縱橫交錯(cuò)貫通而成。也可以是散熱腔內(nèi)設(shè)置若干隔片形成若干散熱通道。為了使得散熱效果更顯著，所述基板的上、下表面設(shè)有導(dǎo)熱絕緣層，所述導(dǎo)熱絕緣層上設(shè)有印刷電路，所述基板的上表面的印刷電路上焊有恒流電源、控制系統(tǒng)的元器件，所述基板的下表面上的印刷電路上設(shè)有LED。另一種散熱效果更好的設(shè)置是所述基板下表面開設(shè)若干條形槽，所述條形槽內(nèi)插裝絕緣電路條，所述絕緣電路條上均布LED，所述LED的正、負(fù)極連接在所述絕緣電路條上，其傳熱端直接連接在所述基板上。根據(jù)離心式冷凝器的工作原理，將所述離心式冷凝器固定在承載其重量的LED路燈的燈柱頂部，高于基板所處位置。所述離心式冷凝器的散熱翅片與圓管狀主體為一次成型。所述回液管、進(jìn)氣管分別利用多通連接管與所述基板的散熱腔相連接。所述回液管、進(jìn)氣管分別為具有管外擴(kuò)展散熱肋片的鋁管或鋼管，并分別作為支撐所述基板的路燈支臂。本發(fā)明的優(yōu)點(diǎn)及積極的技術(shù)效果是本發(fā)明所述的LED路燈接通電源后，布置在基板上、下平面上的恒流電源、LED芯片工作，所發(fā)出的熱量就會(huì)加熱基板散熱腔內(nèi)的工質(zhì)， 工質(zhì)吸熱、沸騰、蒸發(fā)為具有一定壓力和攜帶熱量的工質(zhì)蒸汽。工質(zhì)蒸汽通過連接管、進(jìn)氣管以切線并向下方向進(jìn)入離心式冷凝器后，在離心力的作用下，緊貼離心式冷凝器的內(nèi)壁， 向下做螺旋運(yùn)動(dòng)。工質(zhì)蒸汽在下降過程中，通過離心式冷凝器內(nèi)壁將熱量傳遞給冷凝器的散熱翅片，散熱翅片上的熱量通過對(duì)流傳熱，將熱量散發(fā)到環(huán)境之中。失去熱量的工質(zhì)蒸汽，冷凝為工質(zhì)液體。工質(zhì)液體在離心力的作用下，向下做螺旋運(yùn)動(dòng)經(jīng)過回液管回到基板的散熱腔內(nèi)，繼續(xù)參加吸熱蒸發(fā)，放熱冷凝的循環(huán)運(yùn)動(dòng)。如此循環(huán)往復(fù)，完成了對(duì)LED路燈恒流電源、LED芯片的散熱工作。綜上，本發(fā)明具有如下特點(diǎn)
1、工質(zhì)蒸汽在離心力的作用下，與離心式冷凝器內(nèi)壁緊貼，兩者之間熱交換強(qiáng)度高。2、由于工質(zhì)蒸汽在離心式冷凝器內(nèi)做螺旋運(yùn)動(dòng)，路徑較長(zhǎng)，即工質(zhì)蒸汽與冷凝器內(nèi)腔接觸時(shí)間長(zhǎng)，彼此之間熱交換較充分。
3、工質(zhì)蒸汽與冷凝后的工質(zhì)液體同向下降，克服了一般重力式熱管向上運(yùn)動(dòng)的工質(zhì)蒸汽對(duì)向下運(yùn)動(dòng)的工質(zhì)液體膜的剪切作用，工質(zhì)液體下降速度較快，減少了對(duì)工質(zhì)液體膜與冷凝器內(nèi)壁熱交換影響。4、離心式冷凝器的散熱面積可以通過調(diào)整冷凝器長(zhǎng)度確定，而不受燈殼尺寸的約束。6、進(jìn)氣管、回液管是具有管外擴(kuò)展散熱肋片的鋁、鋼燈管可代替燈桿。7、總散熱面積為離心式冷凝器的散熱面積與進(jìn)氣管散熱面積之和。


下面將結(jié)合附圖對(duì)本發(fā)明作進(jìn)一步說明 圖1為本發(fā)明的結(jié)構(gòu)示意簡(jiǎn)圖2為圖1的G部放大圖； 圖3為圖2的A-A剖面圖； 圖4為圖1的H部放大圖； 圖5為圖4的B向視圖； 圖6為基板的橫斷面圖； 圖7為基板的俯視圖； 圖8為基板的另一種形式的結(jié)構(gòu)示意圖； 圖9為基板上設(shè)置LED的結(jié)構(gòu)示意圖。圖中序號(hào)說明1燈柱、2回液管、3基板、4進(jìn)氣管、5離心式冷凝器、6上端蓋、7下端蓋、8多通連接管、9圓管狀主體、10散熱翅片、11縱向通道、12橫向通道、13充液管、14隔片、15絕緣電路條、16LED。下面將通過實(shí)例對(duì)本發(fā)明作詳細(xì)描述，但下述的實(shí)例僅僅是本發(fā)明其中的例子而已，并不代表本發(fā)明所限定的權(quán)利保護(hù)范圍。
具體實(shí)施例方式根據(jù)圖1-9對(duì)本發(fā)明作詳細(xì)描述。該LED路燈用熱管散熱裝置，主要由基板3、離心式冷凝器5、進(jìn)氣管4、回液管2等組成，如圖1所示，其中
離心式冷凝器5包括圓管狀主體9、上、下端蓋6、7、以及均布在圓管狀主體9外壁上的呈放射狀分布的散熱翅片10。離心式冷凝器5為擠壓成形的鋁型材，橫斷面圓形，圓管狀主體9的外壁有均勻布置的放射狀散熱翅片10，放射狀散熱翅片10與圓管狀主體9 一次成型。冷凝器的圓管狀主體9上、下兩端分別與上端蓋6、下端蓋7密封連接。根據(jù)離心式冷凝器的工作原理，將離心式冷凝器5垂直放置在承載其重量的LED路燈的燈柱1頂部，高于基板3所處位置。如圖2、3所示。基板3內(nèi)部設(shè)置散熱腔。具體是基板3為板式結(jié)構(gòu)，板內(nèi)設(shè)有若干個(gè)縱向通道11 和若干個(gè)橫向通道12，并相互連通成為縱橫交錯(cuò)的內(nèi)腔，即散熱腔，如圖6所示。也可以是散熱腔內(nèi)設(shè)置若干隔片14形成若干散熱通道11，如圖8所示。散熱腔通過進(jìn)氣管4與離心式冷凝器5上端連接，進(jìn)氣管4沿切線方向連接至離心式冷凝器的圓管狀主體9的內(nèi)壁，且進(jìn)氣管4連接圓管狀主體9的這一端的中心線與水平面之間呈0 -15°角，使工質(zhì)蒸汽沿切線方向傾斜向下進(jìn)入圓管狀主體9內(nèi)壁，離心式冷凝器5下端利用回液管2回連散熱腔。進(jìn)氣管4、回液管2、離心式冷凝器5和散熱腔密封連接，散熱腔利用充液管13抽真空并充填工質(zhì)?；匾汗?、進(jìn)氣管4可分別利用多通連接管8與基板3的散熱腔相連接。 如圖4、5所示。同時(shí)，回液管2、進(jìn)氣管4可分別為具有管外擴(kuò)展散熱肋片的鋁管或鋼管，可分別作為支撐基板3的路燈支臂?；?上的LED等的布置主要有幾下兩種其一、基板3的上、下表面設(shè)有導(dǎo)熱絕緣層，導(dǎo)熱絕緣層上有印刷電路?；宓纳媳砻娴挠∷㈦娐飞虾赣泻懔麟娫?、控制系統(tǒng)的元器件?；?的下表面上的印刷電路貼有LED芯片。這樣增加了 LED芯片、橫流電源的元器件、控制系統(tǒng)的元器件與基板3之間的熱傳導(dǎo)，加速LED芯片、恒流電源的元器件、控制系統(tǒng)的元器件所產(chǎn)生的熱量與基板散熱腔(內(nèi)腔)內(nèi)工質(zhì)之間的熱交換。其二、基板3下表面開設(shè)若干條形槽，條形槽內(nèi)插裝絕緣電路條15，絕緣電路條15 上均布LED16，LED16的正、負(fù)極連接在絕緣電路條15上，其傳熱端直接連接在基板3上。 基板3外表面鍍一層鎳層。如圖9所示。此種熱電分離的結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)更利于本發(fā)明的散熱。本發(fā)明的總散熱面積為離心式冷凝器5的散熱面積與進(jìn)氣管4散熱面積之和。而離心式冷凝器5散熱面積可以通過調(diào)整冷凝器的長(zhǎng)度來滿足，而不受燈殼尺寸的約束，進(jìn)而其散熱面積可根據(jù)需要設(shè)定。綜上，本發(fā)明具有散熱速度快、散熱能力大、成本低散熱面積不受燈殼尺寸約束等特點(diǎn)。
權(quán)利要求
1.一種具有離心式冷凝器的LED路燈用熱管散熱裝置，包括基板，其特征在于還包括離心式冷凝器；所述離心式冷凝器包括垂直放置的圓管狀主體、上、下端蓋、以及均布在所述圓管狀主體外壁上的呈放射狀分布的散熱翅片；所述基板內(nèi)部設(shè)置散熱腔，所述散熱腔通過進(jìn)氣管與所述離心式冷凝器上端連接，所述進(jìn)氣管沿切線方向連接至所述離心式冷凝器的圓管狀主體的內(nèi)壁，且所述進(jìn)氣管連接所述圓管狀主體的這一端的中心線與水平面之間呈0 -15°角，所述離心式冷凝器下端利用回液管回連所述散熱腔；所述進(jìn)氣管、回液管、離心式冷凝器和散熱腔密封連接，所述散熱腔利用充液管抽真空并充填工質(zhì)。
2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的具有離心式冷凝器的LED路燈用熱管散熱裝置，其特征在于 所述散熱腔由設(shè)置在所述基板內(nèi)部的縱向通道和橫向通道縱橫交錯(cuò)貫通而成。
3.根據(jù)權(quán)利要求1所述的具有離心式冷凝器的LED路燈用熱管散熱裝置，其特征在于 所述散熱腔內(nèi)設(shè)置若干隔片形成若干散熱通道。
4.根據(jù)權(quán)利要求1所述的具有離心式冷凝器的LED路燈用熱管散熱裝置，其特征在于 所述基板的上、下表面設(shè)有導(dǎo)熱絕緣層，所述導(dǎo)熱絕緣層上設(shè)有印刷電路，所述基板的上表面的印刷電路上焊有恒流電源、控制系統(tǒng)的元器件，所述基板的下表面上的印刷電路上設(shè)有 LED。
5.根據(jù)權(quán)利要求1所述的具有離心式冷凝器的LED路燈用熱管散熱裝置，其特征在于 所述基板下表面開設(shè)若干條形槽，所述條形槽內(nèi)插裝絕緣電路條，所述絕緣電路條上均布 LED，所述LED的正、負(fù)極連接在所述絕緣電路條上，其傳熱端直接連接在所述基板上。
6.根據(jù)權(quán)利要求1所述的具有離心式冷凝器的LED路燈用熱管散熱裝置，其特征在于所述離心式冷凝器固定在承載其重量的LED路燈的燈柱頂部。
7.根據(jù)權(quán)利要求1或6所述的具有離心式冷凝器的LED路燈用熱管散熱裝置，其特征在于所述離心式冷凝器的散熱翅片與圓管狀主體為一次成型。
8.根據(jù)權(quán)利要求1所述的具有離心式冷凝器的LED路燈用熱管散熱裝置，其特征在于 所述回液管、進(jìn)氣管分別利用多通連接管與所述基板的散熱腔相連接。
9.根據(jù)權(quán)利要求1或8所述的具有離心式冷凝器的LED路燈用熱管散熱裝置，其特征在于所述回液管、進(jìn)氣管分別為具有管外擴(kuò)展散熱肋片的鋁管或鋼管，并分別作為支撐所述基板的路燈支臂。
全文摘要
一種具有離心式冷凝器的LED路燈用熱管散熱裝置，從根本上解決現(xiàn)有熱管散熱器受結(jié)構(gòu)限制不能充分發(fā)揮散熱效果的問題。其技術(shù)要點(diǎn)是包括離心式冷凝器；離心式冷凝器包括圓管狀主體、上、下端蓋、以及均布在圓管狀主體外壁上的散熱翅片；基板內(nèi)部設(shè)置散熱腔，散熱腔通過進(jìn)氣管與離心式冷凝器上端連接，進(jìn)氣管沿切線方向連接至離心式冷凝器的圓管狀主體的內(nèi)壁，且進(jìn)氣管連接圓管狀主體的這一端的中心線與水平面之間呈0～-15°角，離心式冷凝器下端利用回液管回連散熱腔；進(jìn)氣管、回液管、離心式冷凝器和散熱腔密封連接，散熱腔利用充液管抽真空并充填工質(zhì)。本發(fā)明具有散熱速度快、散熱能力大、散熱面積不受燈殼尺寸約束、成本低等特點(diǎn)。
文檔編號(hào)F21W131/103GK102287791SQ201110221570
公開日2011年12月21日 申請(qǐng)日期2011年8月4日 優(yōu)先權(quán)日2011年8月4日
發(fā)明者丁一涵, 戴金福, 王翠萍 申請(qǐng)人:沈陽(yáng)立晶光電有限公司