專利名稱：一種多翼展翅式led路燈散熱燈殼的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域：
一種多翼展翅式LED路燈散熱燈殼
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明涉及一種燈殼，具體涉及一種多翼展翅式LED散熱燈殼。由于LED路燈以其高效長壽安全環(huán)保等優(yōu)異特點(diǎn)超越了傳統(tǒng)路燈光源，因此逐漸 為社會所廣泛認(rèn)同。但是LED光源有其特殊物理特點(diǎn)，因此在照明應(yīng)用方面，要求其燈殼設(shè) 計(jì)必須考慮各種非傳統(tǒng)的要素。LED燈殼散熱設(shè)計(jì)水平的高低，直接關(guān)系到LED光源能否揚(yáng) 其長避其短，既要充分發(fā)揮其半導(dǎo)體固態(tài)照明的優(yōu)越性，又能夠有效地回避其不耐高溫的 弱點(diǎn)。此外，燈殼的結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)對于LED光源所發(fā)出光線的充分利用、合理配光也至關(guān)重要。
背景技術(shù)：
目前普遍服役的路燈，其光源主要采用高壓鈉燈，有些還采用金鹵燈、高壓汞燈、 無極熒光燈、CFL等其它光源。這些光源器件使用時(shí)發(fā)熱量大溫度較高，特別是金鹵燈，可 謂是‘有一份熱發(fā)一份光’，是在高溫高熱條件下發(fā)光，其光源器件必須用耐高溫、抗紫外的 透明無機(jī)物如石英玻璃作為外殼包裹，只有在保證其工作溫度足夠高的條件下，其發(fā)光效 率才夠高、器件才夠耐用。傳統(tǒng)光源應(yīng)用于路燈，其外殼設(shè)計(jì)無須過多考慮對光源器件的散熱問題，特別是 無須刻意設(shè)法給光源器件‘降溫’，而是把主要注意力集中于其光學(xué)配置以及燈殼整體造 型，特別注重于外部造型美觀新穎等方面，這也就是目前路燈千百種造型萬變不離其宗的 核心原因。久而久之，大眾也自然而然地習(xí)慣于此類造型，習(xí)慣成自然地認(rèn)為路燈造型就 應(yīng)該形如此類。當(dāng)半導(dǎo)體固態(tài)照明新科技的LED照明光源出現(xiàn)時(shí)，許多工程師幾乎都自然 而習(xí)慣地將傳統(tǒng)路燈造型‘移植’到完全不是同一類型光源的LED路燈應(yīng)用中，就不足為怪 了。LED是英文‘發(fā)光二極管’單詞字頭縮寫，LED照明光源是半導(dǎo)體固態(tài)光源。目前 商品化LED的主要技術(shù)指標(biāo)水平，已經(jīng)超過此前的任何人造電光源包括高壓鈉燈，并且從 理論分析得知其指標(biāo)上升的空間至少還有50 %以上，而成本將會大幅下降，可見LED照明 產(chǎn)業(yè)之前景將會是無可限量的。LED路燈以其高效長壽安全環(huán)保的優(yōu)異特點(diǎn)，逐漸為社會所廣泛認(rèn)同。然而受傳統(tǒng) 路燈造型的影響，其燈殼結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)至今沒有突破性進(jìn)展，大都圍繞著現(xiàn)有路燈的造型小修 小改，致使LED光源的優(yōu)越性發(fā)揮不足，而其害怕高溫的弱點(diǎn)因散熱不良而受到嚴(yán)重威脅。 有變革者，或增加通風(fēng)散熱通道，甚至配置強(qiáng)制風(fēng)冷設(shè)備，或采用熱管裝置，但總體來看，大 多顯得不甚協(xié)調(diào)，綜合效果欠佳。目前LED照明業(yè)界在解決散熱問題方面，想出了不少辦法，散熱效果亦有明顯改 善。例如，采用熱管技術(shù)方案，利用熱傳導(dǎo)介質(zhì)的相變能轉(zhuǎn)換與傳輸原理，將LED光源發(fā)出 的大量熱量從發(fā)光部位快速轉(zhuǎn)移至燈殼以外相對廣闊的空間進(jìn)行熱交換，實(shí)現(xiàn)對LED光源 器件有效降溫的目的。方案雖好，但目前使用成本偏高，何況一旦出現(xiàn)密封失效泄漏了相變 介質(zhì)，災(zāi)難性后果將不可避免。又如，液態(tài)內(nèi)膽結(jié)構(gòu)密封腔設(shè)計(jì)，在緊貼LED光源板位置設(shè) 置空腔并注入水基防凍液，既可充分利用水溶液具有最大比熱的特點(diǎn)，使得光源器件溫升
3梯度極大地緩解，又充分利用液體流動(dòng)性，將LED光源發(fā)出熱量經(jīng)由液體攜帶，迅速傳遍密 封腔所及的任何角落，充分有效而又低成本地?cái)U(kuò)大了 LED燈殼的有效散熱面積，明顯改善 散熱效果。然而美中不足在于，密封效果受制于材料和工藝，產(chǎn)成品能否經(jīng)受歲月考驗(yàn)？能 夠經(jīng)受考驗(yàn)的產(chǎn)品合格率是否達(dá)標(biāo)？這些問題在長期市場化運(yùn)作中都將接受嚴(yán)峻考驗(yàn)。如何兼顧到1散熱性能良好；2產(chǎn)品安全可靠；3使用維修方便；4造型 新穎美觀；5易于回收利用；6成本相對低廉這六個(gè)重要的方面，尋找到一個(gè)綜合性能 較好、又比較易于推廣的技術(shù)方案？這正是本發(fā)明所要解決的問題。

發(fā)明內(nèi)容本發(fā)明要解決的技術(shù)問題是提供一種結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)合理、制造工藝簡易、使用成本低 廉、綜合性能優(yōu)異的LED專用燈殼，特別是能夠廣泛適用于戶外的LED路燈、廣場燈、庭院 燈、隧道燈等應(yīng)用場合的LED燈燈殼。為解決上述問題，本發(fā)明采取的技術(shù)方案是一種多翼展翅式LED散熱燈殼。多翼 展翅結(jié)構(gòu)的實(shí)質(zhì)，在于通過增加金屬殼表面的褶皺，來有效增加金屬燈殼的表面散熱面積。 這一目標(biāo)可以通過擠壓鋁型材工藝很容易地實(shí)現(xiàn)。在LED光源板的安裝上，要使其盡可能 地靠近金屬外殼的薄壁處，有利于減少熱阻，提高散熱效率。本發(fā)明的多翼展翅式LED散熱燈殼，在制造燈殼材料的選擇上，選用性價(jià)比最優(yōu) 的鋁合金，例如選擇標(biāo)號為6063的鋁鎂合金，該材料微細(xì)結(jié)構(gòu)致密，具有良好的導(dǎo)熱性和 機(jī)械強(qiáng)度，又便于機(jī)械加工，同時(shí)還具備亮麗表面和低廉價(jià)格。一旦燈具失效，其鋁合金外 殼極易分離并便于回收，使得鋁合金資源得以循環(huán)利用。在燈殼制造上采用擠壓模制造工 藝，制造成本相對低廉，該工藝的突出優(yōu)點(diǎn)還在于可以根據(jù)產(chǎn)品的不同散熱要求，任意剪 裁實(shí)際使用燈殼的長短，一副模具就能適用于一個(gè)系列的不同功率要求的LED路燈應(yīng)用。本發(fā)明一種多翼展翅式LED散熱燈殼設(shè)計(jì)的核心思想，基于如下的基本要素1結(jié)構(gòu)簡潔，適應(yīng)性強(qiáng)，制造、使用、維護(hù)均簡單方便；2有效散熱面積大，在戶外通風(fēng)散熱效果更好；3造型新穎美觀，特征鮮明，不落俗套；4成本不高，價(jià)格平易近人，易于市場推廣；5部件回收再利用率高，環(huán)保節(jié)能。本發(fā)明的特點(diǎn)在于1采用鋁合金擠壓模制造，材料性能好，制造工藝成熟a)鋁合金材料來源廣，存量充沛，價(jià)格低廉；b)用于擠壓工藝的鋁合金材料，微細(xì)結(jié)構(gòu)致密，導(dǎo)熱系數(shù)高，散熱性能好；c) 一模造型，長短多用，便于系列化、標(biāo)準(zhǔn)化；d)便于實(shí)現(xiàn)規(guī)?；a(chǎn)，可有效降低規(guī)?；a(chǎn)風(fēng)險(xiǎn)；e)有利于報(bào)廢產(chǎn)品回收，實(shí)現(xiàn)資源循環(huán)再利用；f)有利于推進(jìn)LED光源部件標(biāo)準(zhǔn)化進(jìn)程，讓占成本最大的LED光源部件實(shí)現(xiàn)共享、 安裝結(jié)構(gòu)趨同，以有效降低LED路燈產(chǎn)品使用和維護(hù)的綜合成本。2基于對散熱通道的模擬分析，優(yōu)化設(shè)計(jì)的外觀造型具有諸多優(yōu)點(diǎn)a)造型美觀。從縱向截面看，由中心向外伸展的多層翼展，如同特殊的航天器，又像展翅翱翔的神鳥，讓人聯(lián)想到千手觀音。多層的翼展擴(kuò)大了燈殼的有效散熱面積，翼展表 面及其相互之間的空間提供受熱空氣對流的通道，相對寬敞的間距令受熱空氣順暢流動(dòng)， 自然風(fēng)冷散熱效果較好；多層結(jié)構(gòu)增大的散熱面積，不僅提高了空氣對流散熱的效果，也有 效地改善了燈殼表面熱輻射散熱的效果。b)燈殼縱截面的造型設(shè)計(jì)，可以充分發(fā)揮設(shè)計(jì)師的想象空間，在遵從空氣動(dòng)力學(xué)、 流體力學(xué)、熱學(xué)等原理的前提下，任何美妙造型的設(shè)計(jì)都不為過形如飛鳥，形如航空器，形 如千手觀音，甚至于奇形怪狀，都可能成為大受歡迎的造型；c)造型設(shè)計(jì)可以將當(dāng)時(shí)當(dāng)?shù)氐娘L(fēng)俗習(xí)慣、風(fēng)土人情、民間傳說、神話故事等因素融 合其中，例如深圳的別名是‘鵬城’，因此將LED燈殼設(shè)計(jì)成大鵬展翅式，既凸顯深圳特色， 又符合物理原理，可謂一舉多得，妙不可言。3發(fā)光面設(shè)計(jì)自如，簡化路燈配光設(shè)計(jì)a)路燈照明是要照亮道路以及鄰近區(qū)域。衡量路燈照明質(zhì)量優(yōu)劣的指標(biāo)之一，是 道路光斑照度的均勻一致性。由于路燈燈桿是間隔設(shè)置，路燈光源到路面各處的距離遠(yuǎn)近 不一，差距較大，導(dǎo)致路燈光斑覆蓋區(qū)域的路面垂直照度之強(qiáng)弱有5倍之差，其表現(xiàn)就是所 謂的‘斑馬紋’。為消除照度嚴(yán)重不一致的斑馬效應(yīng)，必須對路燈光源的光輸出波形進(jìn)行調(diào) 整，也就是所謂的‘配光’。b)利用LED光源天生的‘指向性’特點(diǎn)，將若干組LED光源優(yōu)化組合，拼成路燈光 源總體的掃帚型光波，其在道路上的光斑為帶狀光斑，從而可以實(shí)現(xiàn)從根本上消除照度不 均勻的斑馬效應(yīng)。采用本技術(shù)方案，配光將相對簡單，如圖5所示垂直向下照射的LED光 源板安裝在5的位置，位置4和位置6的安裝平面法線與位置5的法線有一夾角，這樣安裝 在位置4和位置6的LED光源板分別沿所在位置的法線方向照射，自然形成帶狀光斑。此 例僅列舉了三片光源板，根據(jù)實(shí)際需要，還可依次順排多片，其原理及其效果在本發(fā)明人 過去的專利文獻(xiàn)中有類似的描述和具體的分析，可以參考專利文獻(xiàn)《ZL200520035269. X面 光源和路燈》、((200510021528. 8面光源和路燈》。4為了進(jìn)一步改善燈殼的散熱效果，在翼展上切割開出槽口，便于上下層翼展之間 通風(fēng)，可以進(jìn)一步改善通風(fēng)散熱自然冷卻的效果，同時(shí)還可以減輕燈殼重量，節(jié)約材料。5對在翼展上開出的通風(fēng)槽口加以修飾，可以極大地美化燈殼的總體造型。例如， 將割裂的翼展部分修飾成樹葉形，便會產(chǎn)生出如同棕櫚樹葉的效果；又如，將割裂的翼展部 分修飾成羽毛形，就令人想起孔雀開屏，嫻娜多姿。凡此種種，都是在符合物理原理，同時(shí)又 節(jié)約環(huán)保的前提下，充分發(fā)揮設(shè)計(jì)師的想象力，達(dá)到造福人類社會，美化環(huán)境生活的至高境 界。

圖1是兩層散熱器板的‘雙翼展翅式LED路燈燈殼’示意圖。圖2是單層散熱器板的‘大鵬展翅式LED路燈燈殼’示意圖。圖3是三層散熱器板的‘翼展上開有通風(fēng)槽口的三翼展翅式LED燈殼’示意圖。圖4是多翼展翅式LED路燈燈殼部件安裝示意圖，圖中1是滑動(dòng)螺栓安裝槽，2是 LED光源板安裝插槽，3是鋼化玻璃安裝插槽。圖5是三單元LED光源板安裝示意圖，圖中位置5安裝照射正下方的LED光源板，
5位置4安裝向右下方照射的LED光源板，位置6安裝向左下方照射的LED光源板。圖6是實(shí)際開模生產(chǎn)并應(yīng)用的一款雙翼展翅式LED路燈燈殼縱截面設(shè)計(jì)圖實(shí)例。
具體實(shí)施方式實(shí)施例一、AC220V/50HZ市電網(wǎng)直供電80W單頭LED路燈本實(shí)施例‘AC220V/50HZ市電網(wǎng)直供電80W單頭LED路燈，，其光源電路部分由80 顆額定功耗1W、照射角90度的Power LED (功率型LED)構(gòu)成，整體光源電路安裝在鋁合金 過渡基板上，該過渡基板寬度和厚度與雙翼展翅式鋁合金燈殼匹配，安裝方法如圖4所示 載有LED光源電路的鋁合金過渡基板從插槽2中插入，并加裝螺栓緊固定位；整體LED路燈 燈具采用3mm厚度的超白鋼化玻璃作為透光面板，插入插槽3，整體就位后再用玻璃膠沿周 邊密封；驅(qū)動(dòng)電源為內(nèi)置式，直接安裝在靠近堵頭的位置；堵頭采用2mm厚的鋁合金板鍛壓 而成，其上有孔，用于安裝提供電源線纜通道的密封防水插座；鋁合金堵頭與燈殼之間配以 防水硅膠墊圈，用螺釘緊固后再密封。本路燈燈具整體達(dá)到IP68防護(hù)等級，結(jié)構(gòu)緊湊，只需 將外接電源線連接至市電網(wǎng)就可實(shí)現(xiàn)照明。實(shí)施例二、AC220V/50HZ市電網(wǎng)直供電250W帶狀光斑LED路燈本實(shí)施例‘AC220V/50HZ市電網(wǎng)直供電250W帶狀光斑LED路燈，，原理同實(shí)施例一。 如圖5所示，三塊80W的LED光源板分別安裝在4、5、6的位置。需要說明的是照射正下方 的LED光源板，安裝位置是5，其照射角度是60度，其余兩塊LED光源板雖然也是80W功耗， 但照射角度是40度。該路燈基本無斑馬效應(yīng)，照明效果較好。實(shí)施例三、雙翼展翅式LED路燈散熱燈殼按照如圖6所示的設(shè)計(jì)圖紙開出的擠壓模具，在280噸鋁型材擠壓設(shè)備上加工出 鋁型材。切割成長度為500mm的LED路燈燈殼，其外形如同圖1所示的雙翼展翅式擠壓鋁 合金LED路燈燈殼。該燈殼的實(shí)際重量僅為6700g，可有效解決150W功耗的LED路燈散熱 問題，當(dāng)獨(dú)立架設(shè)在室外，周圍無風(fēng)，環(huán)境溫度28°C時(shí)，點(diǎn)亮一個(gè)小時(shí)以后光源溫度達(dá)到平 衡，此時(shí)燈殼表面溫度約45°C，光源LED貼片表面溫度約66°C，滿足散熱設(shè)計(jì)要求。燈殼的 安裝簡易，在圓柱狀金屬燈桿上安裝，金屬燈桿還會吸收大量熱量，能夠獲得更好的散熱效
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權(quán)利要求一種多翼展翅式LED路燈散熱燈殼，其特征是鋁合金燈殼散熱部分呈層狀分布結(jié)構(gòu)。
2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的一種多翼展翅式LED路燈散熱燈殼，其特征是鋁合金燈殼 的散熱翼展部分呈N層層狀分布結(jié)構(gòu)，N的取值范圍是1 9的整數(shù)值。
3.根據(jù)權(quán)利要求1所述的一種多翼展翅式LED路燈散熱燈殼，其特征是各層散熱翼 展之間的上下間距不小于5mm。
4.根據(jù)權(quán)利要求1所述的一種多翼展翅式LED路燈散熱燈殼，其特征是各層散熱翼 展的上表面為光滑曲面，其下表面分布有散熱鰭片。
5.根據(jù)權(quán)利要求1所述的一種多翼展翅式LED路燈散熱燈殼，其特征是散熱翼展上 開有通風(fēng)槽。
專利摘要本實(shí)用新型公開了一種LED路燈燈殼。LED因其節(jié)能高效安全長壽等諸多優(yōu)點(diǎn)，在路燈應(yīng)用方面有逐漸普及的趨勢。目前常見LED路燈所用燈殼，多采用與傳統(tǒng)路燈兼容的結(jié)構(gòu)與造型。也有一些專門設(shè)計(jì)的金屬散熱燈殼，其造型沒有擺脫傳統(tǒng)路燈影響。這些燈殼普遍存在體積大、重量重、散熱效果不佳的缺點(diǎn)，有些采取了熱管散熱技術(shù)措施，但推廣成本高，目前階段實(shí)用性差。本實(shí)用新型優(yōu)越之處在于多翼展翅造型結(jié)構(gòu)，通過增加外殼褶皺來提高鋁合金燈殼有效散熱面積，LED光源板緊貼鋁合金燈殼薄壁安裝，利于改善散熱效果。由于尺寸長短任意，適應(yīng)不同型號燈具，造型新穎，重量減輕，安裝簡易，使用方便，綜合成本低廉。對推廣LED路燈，提高社會經(jīng)濟(jì)效益，有積極意義。
文檔編號F21Y101/02GK201666543SQ200920132819
公開日2010年12月8日 申請日期2009年6月12日 優(yōu)先權(quán)日2009年6月12日
發(fā)明者呂大明 申請人:呂大明