CN104776408B - 一种散热器及其灯泡 - Google Patents

Abstract

本发明提供了一种散热器及其灯泡，所述散热器包括多个风道，所述风道一端为进风口，另一端为出风口，且所述进风口相对出风口靠近热源。本发明所述散热器美观轻巧，实用方便，能够很好地解决灯泡和其它能被散热器部分包围或全包围的热源的散热问题。

Description

一种散热器及其灯泡

技术领域

本发明涉及散热器领域。

背景技术

LED灯具有高效、节能、环保、寿命长、响应速度快等特点，但目前LED灯仅依靠芯片封装器件和简单的铝合金或塑胶外壳散热难以维持低温工况，严重制约了LED灯的应用.

LED灯是否稳定，品质的好坏与灯体本身散热至为重要，如果忽视散热问题，LED灯发光产生的热量不仅会影响LED的发光效率，而且还会导致严重的光衰甚至灯具毁损的惨况。

其余的灯泡或者需要散热的电子器件热源、以及其它潜在的需要散热器的场合，均更多依赖于散热器的表面积来散热。

综上，现有技术中需要革新散热器技术，以提高散热效率。

发明内容

针对上述问题，本发明提供了一种散热器，所述散热器用于灯泡的散热，其特征在于：

所述散热器包括多个风道，所述每个风道的一端为进风口，另一端为出风口；

相对于出风口，所有风道的进风口更靠近灯泡的发光部位；且：

至少一部分风道，绕所述灯泡的轴线，呈弧形围绕所述灯泡的发光部位；

所述至少一部分风道的进风口截面的几何中心到所述灯泡的轴线的距离大于或等于其出风口截面的几何中心到所述灯泡的轴线的距离。

此外，本发明还提供了一种灯泡，其特征在于：采用上述散热器。

此外，本发明还提供了一种散热器，所述散热器用于热源的散热，其特征在于：

所述散热器包括多个风道，所述每个风道的一端为进风口，另一端为出风口；

相对于出风口，所有风道的进风口更靠近所述热源的中心位置，且：

至少一部分风道，绕某个经过所述热源的中心位置的轴线，呈弧形围绕所述热源的中心位置；

所述至少一部分风道的进风口截面的几何中心到所述轴线的距离大于所述出风口截面的几何中心到所述轴线的距离。

本发明能实现一种实用方便，且能够高效解决散热问题的散热解决方案。

附图说明

图1为本发明的一个实施例中的LED灯结构示意图；

图2为本发明的一个实施例中的装置结构剖视图；

图3为本发明的一个实施例中的散热器的剖视图；

图4为本发明的一个实施例中的散热器的俯视图。

具体实施方式

在一个实施例中，提供了一种用于灯泡的散热器，其中：

所述散热器包括多个风道，所述每个风道的一端为进风口，另一端为出风口；

相对于出风口，所有风道的进风口更靠近灯泡的发光部位；且：

至少一部分风道，绕所述灯泡的轴线，呈弧形围绕所述灯泡的发光部位；

所述至少一部分风道的进风口截面的几何中心到所述灯泡的轴线的距离大于或等于其出风口截面的几何中心到所述灯泡的轴线的距离。

结合附图1和2来参考，上述实施例针对的是普遍的灯光向下投射到地面的情形，将灯泡的发光部位设置在散热器进风口处以便产生热量时，热量随着附近的热空气的上升，从出风口将热量带出。其中，出风口与进风口靠近轴线的距离相同，或者出风口离轴线更近。出风口离轴线更近时，可以有效的促进热空气被带出，冷空气的进入，类似于烟囱口一般小于烟囱底部尺寸从而有利于抽风。进一步的，对于本发明而言，出风口横截面面积是否小于进风口横截面面积并不是必需满足的，因为在多个风道满足散热的基本要求下，出风口截面面积也可以等于进风口截面面积，只不过不如上述更优的方式。

假设灯泡的光线是向上投射，而灯头(例如，E27灯头)向下，那么可以考虑将上述实施例中的散热器的出风口和进风口的位置颠倒，即将上述实施例的散热器颠倒一下即可，使得出风口始终相对于进风口处于空间上的更上方。依然使得进风的位置距所述轴线的距离大于等于出风的位置，从而有利于热空气的上升和热量的带出，以及周围冷空气的进入。进一步的，如果此时应用场合允许，也可以适当上移散热器，使得出风口进一步处于空间上的更上方。

假设灯泡以平行于地面，垂直于墙面的方式安装在墙壁上，此时灯泡轴线平行于地面，那么上述实施例适当改变即可，最佳的方式是：灯泡轴线以下的散热器部分，依然如图1和上述实施例所述，以风道的进风口截面的几何中心到所述灯泡的轴线的距离大于其出风口截面的几何中心到所述灯泡的轴线的距离为例——此时，相对于进风口，出风口位于空间的更上方；而灯泡轴线以上的散热器部分，则反其道而行之，风道的进风口截面的几何中心到所述灯泡的轴线的距离小于其出风口截面的几何中心到所述灯泡的轴线的距离——即，此时，相对于进风口，出风口依然位于空间的更上方。

进一步的，通过所述进风口截面的几何中心与出风口截面的几何中心的直线，与所述灯泡的轴线不平行。对于该实施例而言，意味着风道相对于灯泡轴线，有倾斜的特点。可选的，可以是规则的倾斜，也可以是不规则的。这样的话，风道外形可以视灯泡本身的形状来定，与灯泡本身形状配合，或者依据安装条件所适应性调整。

所述散热器可以单独使用，通过连接件部署灯具上并且在热源附近，也可以将其设计成灯具的一部分。

可选的，将散热器风道分别设计到灯体和灯托上，在使用时，通过将灯体与灯托接驳而成，使得所述风道均匀分布在圆台状灯体上。此处之所以为圆台状，其实际为进风口横截面面积大于出风口横截面面积的一种具体实施方式而已。在另外的实施方式中，也可以设计为不规则的、非圆台的形状的灯体，只要依然满足出风口横截面面积小于进风口横截面面积即可。

在这里圆台状可，也可以改为微喇状，可以根据灯具的美观需要来进行设计。如果出风口横截面面积与进风口横截面面积相同，灯体还可以是直筒状。进一步的，将风道均匀的分布在灯体上，既可以保证灯具的受力平衡，也可以高效的解决散热问题。

可选的，所述多个风道均由散热器自身独立形成。更优的，所述多个风道均由散热器和灯泡的灯托接驳而成。进一步的，可选的，所述多个风道中的一部分风道由散热器自身独立形成，其余风道由散热器和灯泡的灯托接驳而成。对于这3种方式，其分别说明了如何形成所述多个风道。

用于接驳的方式有很多，可以是简单的插接后对接形成，也可以是任何可能实现的螺纹连接方式，或者单纯的将灯体或灯托套在一起，用连接件进行组合。

优选的，所述灯体上有数条凸出的棱，在所述灯托上有同等数量的与之相应的凹进去的槽。可变换的，所述灯体上有数条凹进去的槽，在所述灯托上有同等数量的与之相应的凸出的棱。

所述灯体和灯托接驳后，在具体接驳的部分能够形成多个风道。在这种情况下，不仅将灯体和灯托组合起来，而且由于形成了用于空气流通的风道，因而有利于散热。

为了进一步提高散热器的散热速度，所述散热器采用含石墨烯的铝合金材料。同时这样的材料也能减轻灯具的重量。

下面结合附图进一步阐述本发明的散热器。

图1为本发明的一个实施例中的一种LED灯结构示意图。在图中，所示LED、灯有E27灯头、灯托、电路板、感应电路板、灯体、贴片灯带、反光罩和灯罩。通过灯体和灯托接驳而成了本发明的风道。所述灯体呈圆台状或筒状，在和灯托组合后，中间的中空部分可以用于放置电路板等功能部分。其中组装后的灯具剖视图如图2所示，通过这种多风道的设计，有利于LED灯的散热。

就图1所述实施例而言，其灯体显然具备外壁和内壁，其灯托上设计的每个呈梯形(上窄下宽)的部分，可以与灯体中的内壁结合形成风道。进一步的，灯托上的设计也可以考虑和外壁结合，只要能够形成风道即可。

就该实施例而言，所述灯泡的一端为灯罩，另一端为灯头，沿灯罩至灯头的方向，贯穿所述灯泡的轴线的依次是灯罩、灯体，灯托，和灯头；

所述灯体内部包括至少2个LED灯珠，以及一反光罩；

所述反光罩至少用于将所述至少2个LED灯珠发出的光的一部分反射到所述灯罩并经由所述灯罩投射出去；

对于上述实施例，其LED灯珠发出的光并不直接照射到灯罩并进一步照射到使用环境，而是至少让LED灯珠发出的光的一部分照射到灯体内部的反光罩，然后反光罩将这部分光反射到灯罩并经由灯罩投射出去。当然，这就意味着被反射到灯罩的光既可能只是LED灯珠所发出的光的一部分，也可能是全部。虽然理论上，如果进行优化的设计使得LED灯珠和反光罩以及灯罩达到一个完美的匹配，那么是可以实现LED灯珠所发出的光的全部都经由反射罩反射到灯罩并被100％的投射出去。然而现实中，由于光在传播的过程中会有衰减，以及LED灯珠和反光罩以及灯罩很难达到完美的匹配，所以导致LED灯珠所发出的光不可能被100％的经由反光罩和灯罩而投射出去。

参见图1，本实施例与现有技术中的通常做法不同的是：本实施例并非使得LED灯珠所发出的光直接照射出去或者直接经灯罩而照射出去，反而是创新性的在灯体内设置反光罩以便至少将LED灯珠所发出的一部分光反射到灯罩并经由灯罩投射出去。

如果所有LED灯珠的光投射到反光罩后反射到远离灯罩的几何中心处，即灯罩的几何中心之外的区域，那么通过这样的方案，本实施例一定程度的解决了LED眩光的问题。如果反射到灯罩的几何中心之外的区域，那么越是分散(或扩散)、均匀，则越有利于解决眩光问题。

本发明基于上述实施例，也可以解决聚光的问题。同样可以利用反光罩来潜在的实现聚光，只要使得所有LED灯珠的光投射到反光罩后，大部分被反射到灯罩的几何中心处即可。这取决于LED灯珠与反光罩的位置关系，光路，甚至可以通过在反光罩和LED灯珠、以及灯罩附近增设聚光用的透镜来增强聚光的功能。

优选的，

所述灯体内部为中空结构；

在灯体靠近灯罩的一侧，一灯带安装于所述灯体的内壁；

所述至少2个LED灯珠，则安装于所述灯带。

对于该实施例而言，其明确限定了LED灯珠的安装方式。

更优选的，

所述反光罩为轴对称的空心曲面几何体，所述曲面几何体的剖面轮廓曲线为双曲线或圆弧或椭圆弧，且所述曲面几何体包括位于靠近灯罩和靠近灯托的总计两个开口，所述两个开口的截面均为垂直于所述灯泡的轴线的圆形截面，且靠近灯罩的所述开口圆形截面的面积小于靠近灯托的所述开口圆形截面的面积，其中：所述反光罩的轴线与所述灯泡的轴线重合。

显然，对于该实施例，其意在提供一种具体的反光罩的结构及其安装方式。

更优选的，所述灯体外部为本发明所述的散热器结构，以利于灯泡工作时的散热。优选的，散热器结构可以呈围绕光源的全包围结构，也可以在光源功率较小时呈围绕光源的半包围结构，甚至可以是多个不同的半包围结构(比如通过共同的底面连接)。容易理解的，类似尺寸、每个风道尺寸接近的情况下，全包围结构比半包围结构的散热效果更好。虽然本发明中光源为前述灯带，然而本发明的散热器结构显然可以用于现有技术中的其它灯泡。

更优选的，所述散热器结构包括多个风道，所述多个风道均包括进风口和出风口，所述进风口位于靠近所述灯罩处，所述出风口位于靠近所述灯托处。容易理解的，该实施例提供了一种具有多风道的、新颖的、用于灯泡的散热器结构。针对所述散热器结构，结合图1和图2来看，在出风口附近，所述散热器结构可以与灯托进行装配，并与灯托产生连接关系。

更优选的，

所述灯带为一首尾相连的上下底面均不封口的空心圆台状灯带，所述空心圆台状灯带的中心线与所述灯泡的轴线重合；

所述圆台状灯带倒扣于所述灯体的内壁；可选的，所述空心圆台的母线与轴线的夹角为30°；此角度设计提供了一种具体的灯带和其安装时所匹配的灯体内部的设计

所述至少2个LED灯珠位于一灯珠圆形截面上，所述灯珠圆形截面为平行于所述圆台状灯带的上底面的一个截面，且所述灯珠圆形截面为所述圆台状灯带的上下底面之间的一个圆形截面；

沿灯罩至灯头的方向，对于所述灯体而言，贯穿所述灯泡的轴线的依此有所述反光罩的靠近灯罩的开口圆形截面、所述圆台状灯带的下底面、所述灯珠圆形截面、所述反光罩的靠近灯托的开口圆形截面，以及所述空心圆台状灯带的上底面；

可选的，沿灯罩至灯头的方向，对于所述灯体而言，贯穿所述灯泡的轴线的依此有所述反光罩的靠近灯罩的开口圆形截面、所述圆台状灯带的下底面、所述灯珠圆形截面，以及与所述反光罩的靠近灯托的开口圆形截面重合的所述空心圆台状灯带的上底面。

对于上述实施例而言，其意在提供一种具体的灯带、反光罩的结构特点，涉及其与灯罩的安装位置。从该实施例来看，安装的原则涉及此实施例多个创新性元件的中心线、轴线是否重合以及互相之间的位置关系。就上述实施例的截面、底面的相关内容而言，反光罩的开口圆形截面的前后位置关系，参考图1来看，就更加容易理解，各元件装配后，该实施例表明反光罩的靠近灯托的开口是与圆台状灯带的壁接触还是与灯带的上底面重合，都是可行的方案。只不过，与灯带的壁接触的设计能够在反光罩满足其功能前提下，进一步节省材料。至于圆台的上底面，根据几何知识，其上底面比下底面的尺寸要小。结合图1，也就是说，该实施例中，灯光会照射到反光罩的外壁后反射到远离灯罩几何中心的其余区域，此实施例为解决眩光问题的一个实施例。

可选的，所述进风口截面的面积大于所述出风口截面的面积；对于该实施例而言，其有利于空气对流。此处利用了类似于烟囱效应的原理，现实中烟囱的口一般也比底部要小，有利于抽风。

可选的，通过所述进风口截面的几何中心与出风口截面的几何中心的直线，与所述灯泡的轴线平行；可变换的，通过所述进风口截面的几何中心与出风口截面的几何中心的直线，与所述灯泡的轴线不平行，且所述进风口截面的几何中心到所述灯泡的轴线的距离大于所述出风口截面的几何中心到所述灯泡的轴线的距离。就此处而言，给出了一种平行的(前者)或倾斜式风道的(后者)设计，相比而言，倾斜更有利于风道中空气的流动，即有利于热空气的上升和冷空气的不断补充。

更优的，在另一个实施例中：

参见图1，灯体包括外壁和内壁，而所述多个风道均包括密封的内壁，当所述灯托完全连接所述灯体后，所述密封的内壁由灯体和灯托相互接驳而形成。

与前一个实施例相比，该实施例显然提供了另一种解决思路，即风道由散热器所在灯体和灯托相互接驳来形成。就图1所述实施例而言，其灯体显然具备外壁和内壁，其灯托上设计的每个呈梯形(上窄下宽)的部分，可以与灯体中的内壁结合形成风道。进一步的，灯托上的设计也可以考虑和外壁结合，只要能够形成风道即可。

优选的，所述灯体上有数条凸出的棱，在所述灯托上有同等数量的与之相应的凹进去的槽。可变换的，所述灯体上有数条凹进去的槽，在所述灯托上有同等数量的与之相应的凸出的棱。

更优的，在另一个实施例中：

所述多个风道均包括密封的内壁，其中部分风道的所述密封的内壁由灯体自身独立形成，当所述灯托完全连接所述灯体后，其余的风道的所述密封的内壁则由灯体和灯托相互接驳而形成。

与前两个实施例相比，该实施例显然综合了前两个实施例，提供了另一种基本形式的风道形成方案，即：部分由灯体形成，部分则由灯体与灯托接驳形成。

图3、4则从剖视和俯视的视角表示了一个实施例中的散热器的示意图，其外壁和内壁均由散热器自身构成。图1中则是密封内壁由灯体和灯托接驳形成。

更优选的，灯罩可以采用光扩散剂，也称光扩散粉。从而，更加有利于解决眩光问题。

更优选的，某些风道中的每一个风道，可以在安装条件允许的情况下，设计为L型风道，其中L型的短边处的口为进风口，长边处的口为出风口。这样，当L型风道的出风口总是相对于进风口处于空间上的更上方时，进风口能够更加有利于冷空气的进入，从而更有利于热空气的排出。

在另一个实施例中，本发明披露一种散热器，所述散热器用于热源的散热，其中：

所述散热器包括多个风道，所述每个风道的一端为进风口，另一端为出风口；

相对于出风口，所有风道的进风口更靠近所述热源的中心位置，且：

至少一部分风道，绕某个经过所述热源的中心位置的轴线，呈弧形围绕所述热源的中心位置；

所述至少一部分风道的进风口截面的几何中心到所述轴线的距离大于所述出风口截面的几何中心到所述轴线的距离。

很明显的，本发明的散热器并不局限于灯泡，其可以用于其它需要散热的电子器件产品或其它产品，该散热器既可以是全包围的形状，也可以是部分包围的弧形状，甚至可以是多个不同的部分包围的弧形状，只安装于需要散热的部位即可。此外，本发明的灯泡不仅可以解决眩光问题，甚至可以解决聚光问题。

本说明书中每个实施例，重点说明的都是与其他实施例的不同之处，各个实施例之间相同相似的部分互相可以参见，也可以对各个实施例组合。

以上对本发明进行了详细介绍，本文中应用了具体个例对本发明的原理及实施方式进行了阐述，以上实施例的说明只是用于帮助理解本发明的方法及其核心思想；同时，对于本领域技术人员，依据本发明的思想，在具体实施方式及应用范围上均会有改变之处，综上所述，本说明书内容不应理解为对本发明的限制。

Claims (5)

1.一种灯泡，其特征在于：所述灯泡的一端为灯罩，另一端为灯头，沿灯罩至灯头的方向，贯穿所述灯泡的轴线的依次是灯罩、散热器充当的灯体，灯托，和灯头；

所述灯体为中空的散热器结构，散热器的所有风道，均绕所述灯泡的轴线，呈圆弧形围绕所述灯泡的发光部位；

所述灯体的中空结构内部包括灯泡的发光部位，所述发光部位至少包括2个LED灯珠，以及一反光罩；所述反光罩至少用于将所述至少2个LED灯珠发出的光的一部分反射到所述灯罩并经由所述灯罩投射出去；

所述灯托和所述灯体散热器上分别设置散热器风道结构，所述风道结构包括：

所述散热器上有数条凸出的棱，在所述灯托上有同等数量的与之相应的凹进去的槽；

或者，所述散热器上有数条凹进去的槽，在所述灯托上有同等数量的与之相应的凸出的棱；

通过所述灯体与所述灯托的接驳，所述槽和所述棱形成用于空气流通的风道；

所述风道的进风口截面的几何中心到所述灯泡的轴线的距离大于或等于其出风口截面的几何中心到所述灯泡的轴线的距离；所述风道内空气 的流向为背向灯泡轴线的弧形，空气在所述风道内流动相对于灯的轴线是倾斜的，空气流动通道距离灯泡轴心更近，从而更容易带走热量；并且弧形的空气流动通道的热接触面积更大，空气受热快会快速上升，从而拉动下部进风口的冷空气补充。

2.根据权利要求1所述的灯泡，其特征在于：所述进风口的横截面面积大于所述出风口横截面面积。

3.根据权利要求1所述的灯泡，其特征在于：至少多个风道中的一部分由散热器自身独立形成。

4.根据权利要求1所述的灯泡，其特征在于：所有风道均匀分布在散热器上。

5.根据权利要求1所述的灯泡，其特征在于，所述散热器采用含石墨烯的铝合金材料。