專利名稱：一種多翼展翅式led路燈散熱燈殼的制作方法
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)異特點超越了傳統(tǒng)路燈光源，因此逐漸為社 會所廣泛認同。但是LED光源有其特殊物理特點，因此在照明應用方面，要求其燈殼設計 必須考慮各種非傳統(tǒng)的要素。LED燈殼散熱設計水平的高低，直接關(guān)系到LED光源能否揚 其長避其短，既要充分發(fā)揮其半導體固態(tài)照明的優(yōu)越性，又能夠有效地回避其不耐高溫的弱 點。此外，燈殼的結(jié)構(gòu)設計對于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)光源應用于路燈，其外殼設計無須過多考慮對光源器件的散熱問題，特別是無須刻 意設法給光源器件 <降溫'，而是把主要注意力集中于其光學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慣于此類造型，習慣成自然地認為路燈造型就應該形如此類。 當半導體固態(tài)照明新科技的LED照明光源出現(xiàn)時，許多工程師幾乎都自然而習慣地將傳統(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照明光源是半導體固態(tài)光源。目前商 品化LED的主要技術(shù)指標水平，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，逐漸為社會所廣泛認同。然而受傳統(tǒng)路燈 造型的影響，其燈殼結(jié)構(gòu)設計至今沒有突破性進展，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因散熱不良而受到嚴重威脅。有變 革者，或增加通風散熱通道，甚至配置強制風冷設備，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行熱交換，實現(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)密封腔設計，在緊貼LED光源板位置設 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，使得光源器件溫升梯 度極大地緩解，又充分利用液體流動性，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擴大了 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？能 夠經(jīng)受考驗的產(chǎn)品合格率是否達標？這些問題在長期市場化運作中都將接受嚴峻考驗。
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重要的方面，尋找到一個綜合性能較好、 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)設計合理、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、 隧道燈等應用場合的LED燈燈殼。
4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。
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，選用性價比最優(yōu)的鋁 合金，例如選擇標號為6063的鋁鎂合金，該材料微細結(jié)構(gòu)致密，具有良好的導熱性和機械強 度，又便于機械加工，同時還具備亮麗表面和低廉價格。 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)點還在于可以根據(jù)產(chǎn)品的不同散熱要求，任意剪裁實際使 用燈殼的長短， 一副模具就能適用于一個系列的不同功率要求的LED路燈應用。
本發(fā)明一種多翼展翅式LED散熱燈殼設計的核心思想，基于如下的基本要素
1
結(jié)構(gòu)簡潔，適應性強，制造、使用、維護均簡單方便；
2
有效散熱面積大，在戶外通風散熱效果更好；
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，價格低廉；
b) 用于擠壓工藝的鋁合金材料，微細結(jié)構(gòu)致密，導熱系數(shù)高，散熱性能好； C)一模造型，長短多用，便于系列化、標準化；
d) 便于實現(xiàn)規(guī)模化生產(chǎn)，可有效降低規(guī)模化生產(chǎn)風險；
e) 有利于報廢產(chǎn)品回收，實現(xiàn)資源循環(huán)再利用；
f) 有利于推進LED光源部件標準化進程，讓占成本最大的LED光源部件實現(xiàn)共 享、安裝結(jié)構(gòu)趨同，以有效降低LED路燈產(chǎn)品使用和維護的綜合成本。
2基于對散熱通道的模擬分析，優(yōu)化設計的外觀造型具有諸多優(yōu)點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，自然風冷散熱效果較好；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計，可以充分發(fā)揮設計師的想象空間，在遵從空氣動力學、 流體力學、熱學等原理的前提下，任何美妙造型的設計都不為過形如飛鳥，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) 造型設計可以將當時當?shù)氐娘L俗習慣、風土人情、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燈殼設計成大鵬展翅式， 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)光面設計自如，簡化路燈配光設計
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置，路燈光源到路面各處的距 離遠近不一，差距較大，導致路燈光斑覆蓋區(qū)域的路面垂直照度之強弱有5倍之 差，其表現(xiàn)就是所謂的 <斑馬紋'。為消除照度嚴重不一致的斑馬效應，必須對 路燈光源的光輸出波形進行調(diào)整，也就是所謂的'配光'。
b) 利用LED光源天生的'指向性'特點，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，從而可以實現(xiàn)從根本 上消除照度不均勻的斑馬效應。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中有類 似的描述和具體的分析，可以參考專利文獻《ZL200520035269.X面光源和路燈》、 《200510021528.8面光源和路燈》。 4為了進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,
可以進一步改善通風散熱自然冷卻的效果，同時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，婀娜多姿。凡此種種，都是在符合物理原 理，同時又節(jié)約環(huán)保的前提下，充分發(fā)揮設計師的想象力，達到造福人類社會，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l(wèi)是滑動螺栓安裝槽，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，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是實際開模生產(chǎn)并應用的一款雙翼展翅式LED路燈燈殼縱截面設計圖實例。具體實施方式

實施例一、AC220V/50Hz市電網(wǎng)直供電80W單頭LED路燈
本實施例'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 具整體達到IP68防護等級，結(jié)構(gòu)緊湊，只需將外接電源線連接至市電網(wǎng)就可實現(xiàn)照明。
實施例二、 AC220V/50Hz市電網(wǎng)直供電250W帶狀光斑LED路燈
本實施例'AC220V/50Hz市電網(wǎng)直供電250W帶狀光斑LED路燈'，原理同實施 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，照明效果較好。
實施例三、雙翼展翅式LED路燈散熱燈殼
按照如圖6所示的設計圖紙開出的擠壓模具，在280噸鋁型材擠壓設備上加工出鋁 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。該燈殼的實際重量僅為6700g,可有效解決150W功耗的LED 路燈散熱問題，當獨立架設在室外，周圍無風，環(huán)境溫度28'C時，點亮一個小時以后光 源溫度達到平衡，此時燈殼表面溫度約45'C,光源LED貼片表面溫度約66。C，滿足散 熱設計要求。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果。
權(quán)利要求
1、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 展上開有通風槽。
全文摘要
本發(fā)明公開了一種LED路燈燈殼。LED因其節(jié)能高效安全長壽等諸多優(yōu)點，在路燈應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。也有一些專門設計的金屬散熱燈殼，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，有些采取了熱管散熱技術(shù)措施，但推廣成本高，目前階段實用性差。本發(fā)明優(yōu)越之處在于多翼展翅造型結(jié)構(gòu)，在減少鋁合金等材料用量同時，明顯提高鋁合金燈殼有效散熱面積，利于改善散熱效果。由于尺寸長短任意，適應不同型號燈具，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)濟效益，有積極意義。
文檔編號F21V15/00GK101614373SQ200910108028
公開日2009年12月30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