JP5070272B2 - High power LED street light heat sink device - Google Patents
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Description
本発明は、ヒートシンク装置に関し、特に、空気のヒートシンク装置における流通率を向上することができ、ヒートシンク及び空気の接触の機会を増加し、ヒートシンク効果を向上するハイパワーLED街灯のヒートシンク装置に関する。 The present invention relates to a heat sink device, and more particularly, to a heat sink device of a high power LED street lamp that can improve a circulation rate of an air heat sink device, increase an opportunity of contact between the heat sink and the air, and improve a heat sink effect.
発光ダイオード(light emitting diode, LED)は、高光度、省電、使用寿命が長い等の利点を有するので、各電子装置中に広範囲に使用され、近年より徐々に従来式の電球に取って代わり、その他の照明灯具、例えば、街灯に応用を広げている。 Light emitting diodes (LEDs) have the advantages of high luminous intensity, power saving, long service life, etc., so they are used extensively in each electronic device and have gradually replaced traditional light bulbs in recent years. , And other lighting fixtures, such as street lamps.
発光ダイオードは、省エネルギーの利点を有するが、現在街灯照明に応用する時、依然として多くの改善を考慮する点があり、特に、発光ダイオードのハイパワー動作後のヒートシンクの問題であり、以下の通りである:
1.発光ダイオードが構成する灯源部材は、点灯後、発光ダイオード中心は、瞬間的に極めて高い温度を発生し、短時間内に該高温及び熱量を迅速に導出することができなければ、焼損の恐れがある。
2.周知の方法は、灯具外部に金属製の灯殻を設置し、灯殻及び外部の空気が接触することにより、灯源部材の熱量を発散するが、灯源部材がある空間は、依然として密閉されており、熱量は、灯殻内部に堆積され、灯源部材は、灯殻と直接接触しないので、熱量が伝導し難く、ヒートシンク効率が良好でない。
3.周知のより好適な方法は、灯源部材上にフィン式のヒートシンクを増設し、発光ダイオードの熱量を外部に伝達するが、該ヒートシンクは、大量の金属フィンを横向き配列方式で成型するので、外部空気が2つの方向を経由してフィンの間に進入し、流動することしかできず、その他の方向の空気は、横向きに設置されたフィンの遮断を受け、ヒートシンク及び空気の熱交換の効率が良好でなくなり、ヒートシンク効果が制限される。
4.前記フィン式ヒートシンクが外部に設置される時のヒートシンクの効果は比較的良好であるが、灯具の表面の美観に影響を及ぼすので、このように実施されることは少なく、ヒートシンクは、完全に効果を発揮することができない。
5.コストを考慮し、前記灯殻及びヒートシンクは、ほとんどがアルミ又はその他の合金で製成されるが、アルミの熱伝導効果は、銅に遠く及ばない。
Light emitting diodes have energy saving advantages, but there are still many improvements to consider when currently applied to street lighting, especially the heat sink problem after high power operation of light emitting diodes, as follows: is there:
1. The light source member that the light emitting diode constitutes, after lighting, the center of the light emitting diode instantaneously generates a very high temperature, and if the high temperature and the amount of heat cannot be quickly derived within a short time, there is a risk of burning. There is.
2. A known method is to install a metal lamp shell outside the lamp and dissipate heat from the lamp source member by contacting the lamp shell and the outside air, but the space with the lamp source member is still sealed. The amount of heat is accumulated in the lamp shell, and the lamp source member does not directly contact the lamp shell, so that the amount of heat is difficult to conduct and the heat sink efficiency is not good.
3. A known and more preferable method is to add a fin-type heat sink on the light source member and transmit the heat amount of the light-emitting diode to the outside. Air can only enter and flow between the fins via two directions, and the air in the other directions is blocked by the fins installed sideways, and the heat exchange efficiency of the heat sink and air is reduced. It is not good and the heat sink effect is limited.
4). The effect of the heat sink when the fin type heat sink is installed outside is relatively good, but it affects the aesthetics of the surface of the lamp, so it is rarely implemented in this way, and the heat sink is completely effective Can not demonstrate.
5. Considering the cost, the lamp shell and the heat sink are mostly made of aluminum or other alloys, but the heat conduction effect of aluminum is far from copper.
本発明の主要な目的は、ヒートシンク装置内の空気流通率を向上し、短時間内で最適なヒートシンク効果を達成するハイパワーLED街灯のヒートシンク装置を提供することにある。 A main object of the present invention is to provide a heat sink device for a high power LED street lamp that improves the air flow rate in the heat sink device and achieves an optimum heat sink effect within a short time.
上記の目的に基づき、本発明が提供するハイパワーLED街灯のヒートシンクは、基台を有し、基台上面にヒートシンク柱体を設け、ヒートシンク柱体の間に風路を形成する。そのうち、前記ヒートシンク柱体の横断面は、菱形又は三角形、5辺形等の多辺形に成型され、ヒートシンク柱体の直立稜線は、基台上縁辺線と相対し、該直立稜線の両側に隣接する表面は、基台上縁辺線に相対して斜面を形成する。 Based on the above object, the heat sink of the high power LED street lamp provided by the present invention has a base, a heat sink pillar is provided on the top surface of the base, and an air path is formed between the heat sink pillars. Among them, the cross section of the heat sink column body is molded into a polygon such as a rhombus, a triangle, a pentagon, etc. Adjacent surfaces form slopes relative to the base top edge line.
前記基台底側は、ヒートシンク柱体内部に延伸する挿入溝を開設し、且つ該ヒートシンク装置は、更に1つ以上の導熱管、及び導熱管と組み合わさる導熱体を含み、導熱管は、直立状U型管体を呈し、その二端は、それぞれ挿入溝に接続され、導熱体は、導熱管底端に固定設置され、複数の導熱管を接続し、且つ該導熱体は、発熱物体(例えば、発光ダイオードの灯体)上に定位される。 The base bottom side has an insertion groove extending inside the heat sink column, and the heat sink device further includes one or more heat transfer tubes and a heat transfer member combined with the heat transfer tubes, the heat transfer tubes being upright. The two ends are connected to the insertion grooves, the heat conductor is fixedly installed at the bottom end of the heat conductor, the plurality of heat conductors are connected, and the heat conductor is a heating object ( For example, it is localized on a light emitting diode lamp.
この設計に基づき、発光ダイオードの動作時、その熱量は、導熱体に伝導され、導熱体は、熱量を均一に各導熱管に伝導され、導熱管により基台のヒートシンク柱体に迅速に伝導し、発散を行い、発光ダイオード全体の温度を迅速に低減し、発光ダイオードの使用寿命を向上する。
同時に、本発明のヒートシンク柱体の横断面は、菱形状を呈するので、外部空気は、任意の2つのヒートシンク柱体の隣接する斜面に導引され、風路中に容易に流れ込み、同時に、ヒートシンク柱体が直立柱状であるので、風路に入った空気が各ヒートシンク柱体周囲を回って流動することができ、ヒートシンク柱体は、360度の風を受け、ヒートシンク柱体及び空気の熱交換効率を向上し、迅速なヒートシンク効果を達成することができる。
Based on this design, when the light emitting diode is in operation, the amount of heat is conducted to the heat conductor, and the heat conductor is conducted uniformly to each heat conduction tube, and is quickly conducted to the heat sink column of the base by the heat conduction tube. Diversify, quickly reduce the temperature of the whole light emitting diode, improve the service life of the light emitting diode.
At the same time, since the cross section of the heat sink column of the present invention has a rhombus shape, external air is drawn to the adjacent slope of any two heat sink columns and easily flows into the air path, Since the column is an upright column, the air that has entered the air passage can flow around each heat sink column, and the heat sink column receives 360-degree wind and heat exchange between the heat sink column and the air Efficiency can be improved and a quick heat sink effect can be achieved.
本発明は下記の特徴を有する。
(1)基台を設け、基台上面にヒートシンク柱体を設け、ヒートシンク柱体の間に空気が流れ込む風路を形成し、前記ヒートシンク柱体の横断面は、多辺形の態様に成型され、ヒートシンク柱体の直立稜線は、基台上縁辺線と相対し、該直立稜線の両側に隣接する表面は、基台上縁辺線に相対して、前記ヒートシンク柱体の側面が斜面を形成し、前記ヒートシンク柱体の横断面は、菱形であることを特徴とするハイパワーLED街灯のヒートシンク装置。
(2)前記基台と、前記にヒートシンク柱体とが一体的に構成されており、前記基台底側にヒートシンク柱体内部まで延伸する挿入溝を開設する(1)記載のハイパワーLED街灯のヒートシンク装置。
(3)前記ヒートシンク装置は、さらに1つ以上の導熱管を含み、該導熱管は、直立状を呈するU型管体であり、前記U型管体の両端が挿入溝に挿入されていることを特徴とする、(2)記載のハイパワーLED街灯のヒートシンク装置。
(4)前記導熱管に液体水を内蔵し、導熱管内壁に毛細構造を付着する(3)記載のハイパワーLED街灯のヒートシンク装置。
(5)前記ヒートシンク装置は、更に導熱体を含み、該導熱体は、導熱管底端に設置され、複数の隣接する導熱管に接続する(3)記載のハイパワーLED街灯のヒートシンク装置。
The present invention has the following features.
(1) A base is provided, a heat sink column is provided on the upper surface of the base, an air passage through which air flows is formed between the heat sink columns, and a cross section of the heat sink column is molded into a polygonal form. The upright ridge line of the heat sink column body is opposed to the upper edge line of the base, and the surfaces adjacent to both sides of the upright ridge line are opposed to the upper edge line of the base, and the side surface of the heat sink column body forms a slope. The heat sink device of the high power LED street lamp is characterized in that a cross section of the heat sink pillar is a rhombus .
(2) The high power LED streetlight according to (1) , wherein the base and the heat sink column are integrally formed, and an insertion groove extending to the inside of the heat sink column is opened on the base bottom side. Heat sink device.
(3) The heat sink device further includes one or more heat transfer tubes, and the heat transfer tubes are U-shaped tubes having an upright shape, and both ends of the U-shaped tubes are inserted into insertion grooves. (2) The heat sink device for a high power LED streetlight according to (2) .
(4) The heat sink device for a high power LED streetlight according to ( 3 ), wherein liquid heat is incorporated in the heat conducting tube, and a capillary structure is attached to the inner wall of the heat conducting tube.
(5) The heat sink device further includes a heat conducting body, and the heat conducting body is installed at a bottom end of the heat conducting tube and connected to a plurality of adjacent heat conducting tubes ( 3) .
上記のように、本発明は、以下の効果を有する:
1.本発明のヒートシンク柱体の横断面が菱形を呈するので、外部空気は、任意の2つのヒートシンク柱体の隣接する斜面に導引され、風路中に容易に流れ込み、同時に、ヒートシンク柱体が直立柱状であるので、風路に入った空気が各ヒートシンク柱体周囲を回って流動することができ、ヒートシンク柱体は、360度の風を受け、ヒートシンク柱体及び空気の熱交換効率を向上し、迅速なヒートシンク効果を達成することができる。
2.発光ダイオード中心の熱量は、その底端の接触を介し、導熱部の導熱体に直接伝導されるが導熱媒介を介して導熱体に伝導され、更に導熱体が熱量を均一に導熱管に伝導し、導熱管を経由し、迅速に導熱し、発光ダイオード中心の熱量を迅速に基台のヒートシンク柱体に伝導し、ヒートシンクを行い、発光ダイオードの温度を低減し、発光ダイオードの使用寿命を向上する。
3.本発明は、ヒートシンク管、ヒートシンク体、基板を銅材で製成するので、製造コストを低減でき、好適なヒートシンク効率を発揮することができる。
As described above, the present invention has the following effects:
1. Since the cross section of the heat sink column of the present invention has a rhombus, external air is drawn to the adjacent slope of any two heat sink columns and easily flows into the air path, while the heat sink columns are upright. Since it is columnar, the air that has entered the air passage can flow around each heat sink column, and the heat sink column receives 360 degrees of wind, improving the heat exchange efficiency of the heat sink column and air. A rapid heat sink effect can be achieved.
2. The amount of heat at the center of the light-emitting diode is directly conducted to the heat conducting body of the heat conducting section through contact at the bottom end, but is conducted to the heat conducting body through the heat conducting medium, and the heat conducting body conducts the amount of heat uniformly to the heat conducting tube. Quickly conduct heat through the heat conducting tube, quickly conduct the heat amount at the center of the light emitting diode to the heat sink pillar of the base, heat sink, reduce the temperature of the light emitting diode, improve the service life of the light emitting diode .
3. In the present invention, since the heat sink tube, the heat sink body, and the substrate are made of a copper material, the manufacturing cost can be reduced, and a suitable heat sink efficiency can be exhibited.
本発明の目的、効果及び構造特徴を分かり易くする為、図面に併せて本発明の実施例を以下に詳細に説明する。 In order to make the objects, effects, and structural features of the present invention easier to understand, embodiments of the present invention will be described in detail below in conjunction with the drawings.
図1及び図2を参照する。 Please refer to FIG. 1 and FIG.
本発明が記載するハイパワーLED街灯のヒートシンク1は、基台10及び複数組の導熱部11を含み、そのうち、
基台10は、高導熱性材質(例えば、アルミ、銅又はその合金)から製成され、基台10底側に収容空間100を設け、基台10上面は、大量のヒートシンク柱体101を設け、隣接するヒートシンク柱体101間に風路103を形成する。その特徴は、前記ヒートシンク柱体101が直立柱状を呈するよう設置され、ヒートシンク柱面101の横断面は、菱形(三角形、五辺形等の多辺形)に成型され、該ヒートシンク柱体101の直立稜線1010は、基台10上縁辺線と相対し、且つ該直立稜線1010両側に隣接する表面は、基台10上縁辺線に相対して、斜面1011を形成する。収容空間100の底面は、ヒートシンク柱体101内部まで延伸形成する挿入溝102を開設する。
The heat sink 1 of the high power LED street light described in the present invention includes a
The
導熱部11は、複数の導熱管110、及び導熱管110と組み合わさる導熱体111を含む。
The
導熱管110は、高導熱性材質(例えば、銅又はその合金)から製成され直立状を呈するU型管体であり、該導熱管110は、基台10の収容空間100内に置かれ、その両端部分は、それぞれ挿入溝102中に接続される。そのうち、導熱管110内に少量の液体水を内蔵し、導熱管110内壁上に一層の毛細構造を付着し、熱管(heat pipe)の導熱原理により、U型の導熱管110底端が吸収した熱量を端部まで迅速に伝導し、迅速なヒートシンク効果を獲得する。
The
前記導熱管110は、取り付けの要求に基づき、長い直線管体に設置することもでき、依然として同一の効果を獲得することができる。
The
導熱体111は、高導熱性材質(例えば、銅又はその合金)から製成され、延伸する細長形状体を呈し、該導熱体111は、導熱管110底端に固定設置され、複数の導熱管110に接続することに用いることができ、同時に、該導熱体111は、発熱物体(例えば、LEDランプ体)上に定位し、発熱物体の熱量を迅速且つ均等に各導熱管110に伝導し、ヒートシンク作用を行なうことができる。
The
図3及び図4を参照し、併せて図1及び図2を参考とする。 Please refer to FIG. 3 and FIG. 4 and refer to FIG. 1 and FIG.
図に示すように、本発明のハイパワーLED街灯のヒートシンク1は、ハイパワーLED街灯2の構造中に応用され、前記ハイパワーLED街灯2は、主に、灯殻20、グローブ22、及び複数の灯源部材21を含み、前記灯殻20上に通気孔200を開設し、灯殻20及びグローブ22は、灯源部材21及びヒートシンク装置1を収容可能な空間を構成することができる。灯源部材21は、ハイパワー発光ダイオード210を、螺子接合又は粘着固定方式により、高導熱性材質(例えば、銅又はその合金)で製成される長型基板211上に定位し、発光ダイオード210底端2100は、該基板211背面側に貫通設置され、灯体の態様を形成する。該灯源部材21は、グローブ22内側に沈設して設置され、発光ダイオード210が提供する光源をグローブ22を介して下向きに投射させ、照明の効果を形成する。
As shown in the figure, the heat sink 1 of the high power LED street light of the present invention is applied in the structure of the high power
実施時、溶接方式を利用し、同一直線を呈して配列した導熱管110を所定間隔で該導熱体111上に設置し、導熱部11を構成し、導熱ペースト又は導熱シリコンゲル等の導熱媒介112を利用し、導熱体を灯源部材21の基板211背面側と接合する。ヒートシンク装置1の基台10を灯殻20内側に固定し、導熱管110の端部を基台10の挿入溝102に接続し、本発明の好適実施例中、該導熱管110端部及び挿入溝12の間は、導熱ペースト又は導熱シリコンゲル等の導熱媒介113を塗布し、導熱管110及び基台10間の導熱効率を向上する。グローブ22及び灯殻20を更に結合し、ハイパワーLED街灯2を構成する。
At the time of implementation, using a welding method, the
LED街灯2が点灯される時、発光ダイオード210の発光が発生する熱量は、間接的に導熱媒介112を介して導熱体111上に伝導され、発光ダイオード210底端2100に触れ、導熱体111上に直接伝導し、導熱体111を経由して各導熱管110に均等に伝導され、導熱管110の迅速な導熱作用により、発光ダイオード210の熱量を迅速に基台10のヒートシンク柱体101に伝導する。
When the
前記構造設計によって、ヒートシンク柱体101の横断面は、菱形を呈して設置され、灯殻20の通気孔200を経由してLED街灯2の空気を進入させ、任意の2つのヒートシンク柱体101の相互に隣接する斜面1011の導引によって風路103中に流れ込み易くすることができる。また、ヒートシンク柱体101は、直立柱状であるので、風路103の空気を引き込み、各ヒートシンク柱体101周囲を囲うように流動させることができ、ヒートシンク柱体101に360度の風を受けさせ、ヒートシンク柱体101及び空気の熱交換効率を向上させ、より迅速なヒートシンク効果を達成することができる。
Due to the structural design, the cross section of the
また、導熱部11の定位効果を強化する為、ヒートシンク装置1の基台10の収容空間100内には、複数の接続柱104を成型することができ、接続柱104末端は、固定孔1040を開設し、導熱体111上の所定位置にも対応した固定孔1110を開設する。更に、導熱体111上に金属製の定位体114を設け、且つ該定位体114及び該導熱体111が直交状を呈し、定位体114上の所定位置にも固定孔1140を開設する。
Further, in order to enhance the localization effect of the
実施時、固定部材115、例えば、螺子又は釘を利用し、導熱体111及び定位体114の固定孔1110,1140を貫通設置し、更に、接続柱104の固定孔1040に接合し、基台10及び導熱部11を接続することにより、導熱管110が挿入溝102から脱落することを防止することができ、定位安定の効果を達成する。
At the time of implementation, the fixing
なお、本発明では好ましい実施例を前述の通り開示したが、これらは決して本発明に限定するものではなく、当該技術を熟知する者なら誰でも、本発明の精神と領域を脱しない均等の範囲内で各種の変動や潤色を加えることができることは勿論である。 In the present invention, the preferred embodiments have been disclosed as described above, but these are not intended to limit the present invention in any way, and anyone who is familiar with the technology can make an equivalent scope without departing from the spirit and scope of the present invention. Of course, various fluctuations and hydration colors can be added.
1 ヒートシンク装置
10 基台
100 収容空間
101 ヒートシンク柱体
1010
1011 斜面
102 挿入溝
103 風路
104 接続柱
1040 固定孔
11 導熱部
110 導熱管
111 導熱体
1110 固定孔
112 導熱媒介
113 導熱媒介
114 定位体
1140 固定孔
115 固定部材
2 LED街灯
20 灯殻
200 通気孔
21 灯源部材
210 発光ダイオード
2100 底端
211 基板
22 グローブ
1
1011
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