CN102341649B - 带有至少一个散热器的照明装置 - Google Patents

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Abstract

本发明涉及一种照明装置(1)，其带有：至少一个散热器(4)；用于容纳至少一个光源(5)的基部(7)；以及至少一个与照明装置(1)相连接的用于产生冷却介质流，尤其是空气流的装置(13)。根据本发明，所述的冷却介质流大部分地平行于散热器(4)的优选至少近似扁平的基部(7)的平面流过。

Description

带有至少一个散热器的照明装置
技术领域
本发明涉及一种照明装置，其带有：至少一个散热器；用于容纳至少一个光源的优选至少近似扁平的基部；以及至少一个与照明装置相连接的用于产生冷却介质流，尤其是空气流的装置。
背景技术
尤其是当照明装置使用发光二极管(LEDs)来发光时，该照明装置经常需要冷却装置，通过冷却装置可以在工作时冷却光源，以便这些光源具有长的使用寿命并达到所希望的照明质量。另外冷却装置具有至少一个优选扁平的基部，LEDs直接地安装在所述基部上或者安装在一个适合的载体上。
在更高的功率中被动的散热器不再足够确保所希望的冷却效果，并且大多使用用于产生冷却介质流的装置，所述冷却介质流通过对流改善热功率的散发。为此，最简单和最普遍的形式是，使用电风扇，其安装在散热器的背离基部的一侧上，并且周围空气作为冷却流体近似垂直地吹到散热器上。此时，冷却空气流垂直于基部的平面被引导到散热器上并且在接触到散热器上时转向侧面。
由于冷却空气流的偏转获得更高的压力和低的流速，由此产生差的冷却效果。此外，如果空气流没有准确垂直地引导到散热器上，例如由于风扇的相对于散热器的略微的倾斜位置，那么由于空气的不均匀的流出能够导致散热器的不均匀的冷却，进而导致不希望的不均一的温度分布。
尤其重要的是，在所谓改型灯中达到最佳的冷却效果，所述改型灯具有作为光源的发光二极管以及传统的灯头，以便能够用于代替传统的白炽灯来使用。这种改型灯的外部尺寸应该尽可能精确地相当于传统的白炽灯，并且因此具有特别紧凑的结构并且尽可能在所有的安装位置上正常工作。这促使了热短路的发生，即直接吸入刚刚排出的经加热的冷却空气，尤其当灯在空间狭小的情况下，例如由于灯罩，工作时。
发明内容
因此本发明的目的是，提供一种照明装置，其带有：至少一个散热器，所述散热器具有用于容纳至少一个光源的基部；以及至少一个与照明装置相连接的用于产生冷却介质流，尤其是空气流的装置，所述照明装置具有紧凑的结构形式以及在光源冷却时具有高的效率。
在所述照明装置方面，这个目的通过根据本发明的照明装置得以实现，所述照明装置带有：至少一个散热器，所述散热器具有用于容纳至少一个光源的基部；以及至少一个与所述照明装置相连接的用于产生冷却介质流，尤其是空气流的装置，其中，冷却介质流在被产生时大部分地平行于所述散热器的优选地至少近似扁平的所述基部的平面流过。
尤其有利的实施方式从下文中获得。
通过冷却介质流大部分地平行于散热器的基部的平面流过，避免空气流的较大角度，尤其是大于90°的偏转。由此在相同的风扇功率的情况下，冷却效果相对于根据现有技术的实施形式明显提高。此外在这样的构造中可以更加简单地计算出气流的分布并因此更加简单地计算出冷却效果，并且这种构造相对于风扇的错误定位十分不敏感。在此，可将散热器的为了固定构件而设有的区域看作为基部。恰当的是，这个基部是至少近似扁平的，因为因此获得尤其简单的构造，在所述构造中例如可以使用预安装在载体板上的发光二极管。但是也可以考虑凸形成型的基部。在所述基部中，所述平面可以视为如下平面，在所述平面中，基部的高于所述平面的点的距离总和等于基部的低于所述平面的点的距离总和。
当照明装置仅仅设置在散热器的基部上时，获得尤其简单的构造。
尤其有利的是，冷却介质流基本上从照明装置的一个侧面流向照明系统的相对的侧面。通过冷却介质流的该路径达到在来自于照明装置的冷却介质入口和冷却介质出口间的特别长的距离，并且因此避免重新吸入已加热的冷却介质(所谓的热短路)。这在使用周围空气作为冷却介质时是尤其有利的，因为与其他冷却介质相比，所述周围空气特别难以控制。在此，尤其是照明装置外部的边界可视为侧面，所述侧面垂直于光源的主发射方向或者垂直于照明装置的纵轴线设置。在改型灯中，所述侧面通常为设置在灯头和光源之间的侧壁。
通过将用于产生冷却介质流的装置设置在散热器的空腔内，实现尤其紧凑的构造。因此用于产生冷却介质流的装置位于散热器的外轮廓内，优选地甚至完全由散热器包围，并且因此非常好地得到保护以免受到环境影响。
适宜的是，散热器具有散热片和/或散热管脚。由此最大化由冷却介质流掠过的表面。此外，通过散热片和/或散热管脚的适当的造型能够优化冷却介质流的走向。
通过散热片和/或散热管脚至少近似平行于垂直于散热器的基部的平面设置，确保冷却介质流在希望的方向上流动，并且仍然提供散热片和/或散热管脚在散热器的基部上的非常好的热连接。
当散热片和/或散热管脚近似平行于散热器基部的平面设置时，同样以有利的方式引导冷却介质流的流动。
有利的是，散热器具有至少一个侧腹板。这个侧腹板尤其好地适用于保持散热器的其他部件。另外侧腹板也能够用于将散热器固定在其他构件上。
适宜的是，散热片和/或散热管脚至少部分的设置在侧腹板上。由此散热片也能够远离基部设置，这可以导致更好的散热，因为在那里，从旁边流过的空气的温度大多数情况下低于基部附近的温度。
适宜的是，散热器具有最少一个第二基部。这个基部可以用于容纳其他待冷却的部件，例如其他的光源。
在本发明适宜的改进形式中，第二基部与至少一个电路，优选的是用于驱动照明装置的至少一个光源的驱动电路，形成热有效连接。这样部件同样可以在工作时产生可观的废热，并且因此通过散热器有效地冷却。通过第二基部的使用，散热器用作为在光源和驱动电路之间的连接元件，这实现紧凑的且简单的构造。
在这里适宜的是，所述电路设置于至少第二基部上，因为这样实现尤其简单的构造。
另外优点是，用于产生冷却介质流的装置构成为可电驱动的风扇，尤其是轴向风扇或者径向风扇。这种类型的风扇简单并且有效。但是使用借助于振动膜片或者借助于加速离子作用的散热装置也是有利的。
有利的是，用于产生冷却介质流的装置设置在散热器的空腔内。由此实现紧凑的结构，并且用于产生冷却介质流的装置可靠地免受环境影响，尤其是杂质的侵入或者接触。
通过空腔至少部分地具有正方形的或者圆形的横截面，实现简单的造型，所述造型尤其良好地适合于容纳商业上通用的电风扇。
通过用于产生冷却介质流的装置设置在侧腹板的至少一个上，该装置可简单并可靠地连接在散热器上。
另外优点是，照明装置具有至少一个用于容纳在标准化的灯座内的标准化的灯头。因此所述照明装置例如能够代替如白炽灯或者荧光灯的其他光源安装在传统的照明器中。
当照明装置具有发光二极管作为光源和/或构成为所谓的改型灯时，本发明的效果以特别有利的方式起作用。改型灯能够代替传统的白炽灯使用并且在其外部尺寸上模仿传统的白炽灯。由此改型灯必须具有特别紧凑的结构以及尽可能在所有的安装位置上正常工作。改型灯通常具有传统的白炽灯外形(灯泡)，但是特别地也可以理解为所谓的烛形灯或者反射灯，也就是其中通过反射器实现定向的光线输出的灯。同样线形灯，即带有线性延展的灯，也包括在内。
附图说明
接下来根据实施例更进一步阐明本发明。附图示出：
图1示出根据本发明的照明装置的第一实施例；
图2示出根据图1所示的照明装置的局部立体视图；
图3示出根据图1的安装在典型的照明器中的照明装置；
图4示出根据图1的照明装置的三种实施方式的剖视图；
图5示出根据本发明的安装在典型的照明器中的照明装置的另一实施形式；
图6示出根据本发明的安装在典型的照明器中的照明装置的另一实施形式。
具体实施方式
图1示出作为根据本发明的照明装置1的第一实施例的所谓的LED改型灯1的侧剖视图，其。灯1具有传统的螺旋灯头2(所谓的爱迪生螺纹)，驱动电路3，散热器4，作为光源5的发光二极管(LED)5，以及使LED5免受周围环境影响的泡壳6。改型灯1的外轮廓模仿传统的白炽灯。LED5置于第一散热器4的扁平的基部7上并在上半部空间内发光。在第一基部7的背离LED5的一侧8上，散热器4具有两个侧腹板9，在所述侧腹板中，在这里只有正面的侧腹板是可见的。另外侧腹板9的背离第一基部7的端部10上，与第一基不平行地设置有第二基部11，所述第二基部载有驱动电路3并且因此用于所述驱动电路的冷却。
散热片12设置在侧腹板9的侧面，所述散热片平行于第一基部7的平面延伸。在侧腹板9之间设置有在这里不可见的固定在侧腹板9上的电风扇13。风扇13构成为轴向风扇13并产生平行于基部7的平面的空气流，其中空气从左侧流入灯1中并且再在右侧上流出。
灯1的下部14在图2中以立体图再现。在上部的基部7上安装有发光二极管5。可看出在两个侧腹板9以及设置在散热器4的空腔15中的轴向风扇13。散热片12同时也用作防止风扇13的接触以及杂质的进入。出于安全原因，驱动电路3设置在由电绝缘材料制成的封闭的壳体16中。
图3示出所述这种灯1在吊顶灯17中的设置，所述吊顶灯主要由灯座18以及灯罩19组成。通过箭头A和B来象征性的表示所吸入的冷空气(A)以及所排出的热空气(B)。可以明显的看出，通过进气口20和排气口21设置在灯1彼此相对侧上，可靠地防止了直接吸入所排出的热空气。
图4示出空腔15的三种不同的构造，在所述空腔中，轴向风扇13设置在两个侧腹板9之间。空腔15通过在风扇13之前和之后的自由的空气隙用于改善所述风扇的效率以及减少噪声形成。在图4的上方，空腔15在与第一基部7的平面平行的平面上具有圆形的横截面。由此散热片12在其整个圆周上宽度相等，这样可以确保良好的散热。在图4的中间，空腔15的横截面是正方形的，这样可以使风扇13的安装变得容易并且由于很大的安装空间也允许使用不同厚度d的风扇13。图4的下方示出正方形横截面的另一实施方式，在所述横截面中散热片12的宽度朝位于最外侧的并且因此是最冷的位置减少，这确保在用于散热片12的较少的材料投入的情况下的良好的散热。在本实施例中，垂直于基部7的平面，空腔15具有矩形的横截面，因此风扇13可以容易地插入所述横截面中并且通过简单的造型简化了散热器4的制造。但是也可设想其他的横截面形状。
图5示出根据本发明的照明装置1的另一实施例，同样安装在吊顶灯17中。在这个实施形式中，散热片12稍微倾斜地安装，其中第一基部7的距离朝外减少。虽然在这个实施形式中空气流相比较于之前的实施例不再是完全直的，然而还是以小于90°偏转，也就是小于根据现有技术的照明装置的情况。在该构造中，冷却空气的吸入或排出方向是有利的，所述吸入或排出方向远离灯1的灯头2的方向定向，并且由此尤其是在使用开口的灯罩19时带来更加有效的冷却。
在图6中示出另一实施例，其中散热片12不平行于第一基部7定向，而是近似垂直于第一基部。因此可以省去侧腹板9。通过散热片12近似平行于希望的气流方向设置，可实现良好的空气引导，并且因此实现良好的冷却。
显然也可设想其他的根据本发明的照明装置1。因此，通过也例如可设想带有垂直于和平行于基部7设置的散热片12的混合形式或者散热管脚的使用，散热片12的设置例如可以不同于所示的实施例。也可以改变侧腹板9的设置以及风扇13的固定。代替轴向风扇13，对于本领域技术人员而言已知的是，用于产生冷却介质流的其他装置，尤其是径向风扇，基于振动膜片或加速离子的系统。也可设想能够省去第二基部11的实施形式，因为例如驱动电路3置于载有LED5的基部7上。也可设想散热器4的热分隔，以至于禁止或者降低从与驱动电路3形成有效连接的部分到与光源5形成有效连接的部分的热传递。因此两种部件的不同程度的冷却是可能的。

Claims (17)

1.一种照明装置(1)，带有：至少一个散热器(4)，所述散热器具有用于容纳至少一个光源(5)的基部(7)；以及至少一个与所述照明装置(1)相连接的用于产生冷却介质流的装置(13)，其特征在于，所述冷却介质流在被产生时大部分地平行于所述散热器(4)的所述基部(7)的平面流过。
2.根据权利要求1所述的照明装置(1)，其特征在于，所述冷却介质流基本上从所述照明装置的一个侧面流向所述照明装置的相对的侧面。
3.根据权利要求1或2所述的照明装置(1)，其特征在于，所述用于产生所述冷却介质流的装置(13)设置于所述散热器(4)的空腔(15)内。
4.根据权利要求1或2所述的照明装置(1)，其特征在于，所述散热器(4)具有散热片(12)和/或散热管脚。
5.根据权利要求4所述的照明装置(1)，其特征在于，所述散热片(12)和/或散热管脚至少近似平行于垂直于所述散热器(4)的所述基部(7)的平面设置。
6.根据权利要求4所述的照明装置(1)，其特征在于，所述散热片(12)和/或散热管脚近似平行于所述散热器(4)的所述基部(7)的所述平面设置。
7.根据权利要求4所述的照明装置(1)，其特征在于，所述散热器(4)具有至少一个侧腹板(9)。
8.根据权利要求7所述的照明装置(1)，其特征在于，所述散热片(12)和/或散热管脚至少部分地设置于所述侧腹板(9)上。
9.根据权利要求1或2所述的照明装置(1)，其特征在于，所述散热器(4)具有至少一个第二基部(11)。
10.根据权利要求9所述的照明装置(1)，其特征在于，所述第二基部(11)与至少一个电路(3)形成热有效连接。
11.根据权利要求10所述的照明装置(1)，其特征在于，所述电路(3)设置在所述至少一个第二基部(11)上。
12.根据权利要求3所述的照明装置(1)，其特征在于，所述空腔(15)至少部分地具有正方形的或者圆形的横截面。
13.根据权利要求7所述的照明装置(1)，其特征在于，所述用于产生所述冷却介质流的装置(13)设置在所述侧腹板(9)的至少一个上。
14.根据权利要求1或2所述的照明装置(1)，其特征在于，所述照明装置具有至少一个用于容纳在标准化的灯座内的标准化的灯头。
15.根据权利要求1或2所述的照明装置(1)，其特征在于，所述冷却介质流是空气流。
16.根据权利要求1或2所述的照明装置(1)，其特征在于，所述基部是至少近似扁平的基部。
17.根据权利要求10所述的照明装置(1)，其特征在于，所述第二基部(11)与用于驱动所述照明装置(1)上的至少一个光源(5)的驱动电路(3)形成热有效连接。
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