CN102721020A - 充分利用散热空间的led灯具组合式立体散热结构及方法 - Google Patents

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Abstract

本发明涉及LED灯具制造技术领域，具体说是充分利用散热空间的LED灯具组合式立体散热结构，其特征在于所述的LED灯具组合式立体散热结构由外部散热体和内部散热体组合而成，所述的内部散热体底部连接LED显示板，外部散热体顶部连接灯具接口及电源盒，内部散热体顶部设有组合式不连续多层立体散热结构，所述的组合式不连续多层立体散热结构由若干个散热片构成，相邻的散热片之间设有空腔，本发明在中心热量最密集处采用组合式立体散热结构，增加散热总面积，使有效散热面积最大化，有效解决散热空间利用率低、内部空间结构不通透等弊端，其散热效果是传统LED灯具一倍以上，输出亮度是传统LED灯具的一倍以上。

Description

充分利用散热空间的LED灯具组合式立体散热结构及方法
[技术领域]
本发明涉及LED灯具制造技术领域，具体地说是一种LED灯具的充分利用散热空间组合式立体散热结构。
[背景技术]
随着LED灯具越来越普及，无论是大型的户外展示还是家庭灯饰都已离不开LED灯，而LED灯具往往由于散热问题影响到可靠性，亮度无法达到传统灯具要求，而无法直接替代传统灯具，比如50W的MR16卤素灯，可输出暖白色温2700K 610LM光通量，而同样MR16LED灯具往往只能达到传统卤素灯一半亮度；150W的传统PAR38卤素灯，可输出暖白色温2700K 2000LM光通量，LED PAR38灯具往往不超过1000LM光通量输出。
常规LED灯，由于加工工艺问题，散热体都是采用整体式结构，采用铝挤铝铸等工艺，由于整体式结构限制，灯具中心内部空间为实心结构体，中心内部空间没有被利用，而LED灯具中心内部空间为热量最密集空间，由于是整体式散热结构，无法做到立体XYZ三个方向通透，散热体之间相互阻挡，造成散热面和冷空气冷热交换效率低，散热空间利用不充分，散热效果不佳，从而无法直接取代传统灯具。如国内专利201030281472.1公开的一种LED灯散热器，其整体形状犹如一倒置的盆，由位于外围的楞状空隙起到散热作用，但其加工工艺为一体成型技术，会出现上述缺陷。
虽然国内专利CN202158507U也公开了一种分体结构的散热灯壳，其内部的散热部件由散热环及竖直固定在散热环上表面凹凸不平的散热筋，其散热筋结构形如三块表面凹凸不平的类长方形散热板以垂直轴为中心间隔120°组成，仅实现了纵向散热，横向仍旧密闭不透气。
[发明内容]
本发明的目的是解决现有技术中散热不均的问题，提供一种散热效率高、空间利用率高的新型组合式立体散热结构。
为实现上述目的，设计充分利用散热空间的LED灯具组合式立体散热结构，包括透镜、LED显示板、灯具接口及电源盒，其特征在于所述的LED灯具组合式立体散热结构由散热外杯和内部散热体组合而成，内部散热体外部罩设有散热外杯，所述的内部散热体底部连接LED显示板，散热外杯顶部连接灯具接口及电源盒，内部散热体顶部设有组合式不连续多层立体散热结构，所述的组合式不连续多层立体散热结构由若干个散热片构成，相邻的散热片之间设有空腔。
所述的散热外杯和内部散热体之间设有空腔，连接不连续，XYZ三个方向都具有极好的冷热对流通道，提高内层散热体散热能力，冷热交换能力强。
所述的内部散热体与灯具接口及电源盒之间设有空腔，便于内部散热器热量与冷空气充分交换，保护电源部分不会过热，延长电源寿命。
所述的散热外杯上开设有若干个透气孔或透气槽，便于内部散热器的热量和外部冷空气充分交换。
所述的LED灯具组合式立体散热结构由内部散热体和一个或多个散热外杯组成。
所述的内部散热体上开设有若干个LED显示面透气槽，便于内部散热器的热量上下充分交换。
所述的内部散热体圆形表面为散热面15，内部散热体圆形中心设有圆柱体散热面14，圆柱体散热面14外侧、沿内部散热体圆形中心方向设有若干层不连续立体散热片，每层散热片正、反两面设有散热面12、13，所述的散热外杯正、反两面设有散热面16。
一种用于MR16LED灯具的组合式立体散热结构，包括透镜、LED显示板、灯具接口及电源盒，其特征在于所述的组合式立体散热结构由散热外杯和内部散热体组合而成，内部散热体中心设有圆柱体散热面14，圆柱体散热面14外圈等间距设有两层立体散热层，每层立体散热层由四块扇形立体散热片组成，扇形立体散热片之间设有空腔，内部散热体上开设有四个LED显示面透气槽，所述的四个LED显示面透气槽设置于外层扇形立体散热片外侧，散热外杯上开设有四个透气槽，散热外杯和内部散热体之间设有空腔，内部散热体与灯具接口及电源盒之间设有空腔。
所述的圆柱体散热面14和两层立体散热层共同构成组合式不连续多层立体散热结构。
一种用于LED灯具充分利用散热空间的散热方法，其特征在于具体方法包括：
a.增加散热面积，采用内外散热体相结合，外散热体采用一个或者多个散热外杯，在散热外杯上开槽或者开孔，使得散热外杯的内外两面都可以散热，也便于内部散热体和外部进行冷热交换；
b.充分利用灯具内部空间，将LED显示面前移，并压缩电源所占空间，将灯具内部空间做成组合式不连续多层立体散热结构；
c.使散热结构通透，提高内外散热体的散热效果，采用散热体组合式结构，各散热体之间都设有空腔，散热外杯开槽，内部散热体显示板方向开槽，形成XYZ三个方向立体热对流通道；
d.降低电源盒电源的环境温度，延长电源寿命，在内部散热体与灯具接口及电源盒之间设有空腔。
一种用于LED球泡灯充分利用发光球头空间的散热方法，其特征在于具体方法包括：将整个LED球泡灯球头发光体，分成若干个独立的发光体，独立的发光体之间设有空腔，整个球头的空间被打开，增加了空腔处散热面外，垂直方向的热对流通道也被打开。
一种用于LED球泡灯的组合式立体散热结构，包括灯罩、LED显示板、发光面散热体、内部散热体、散热外杯、灯具接口及电源盒，其特征在于组合式立体散热结构由发光面散热体、内部散热体、散热外杯组成，发光面散热体底部连接LED显示板，发光面散热体顶部连接内部散热体，内部散热体顶部罩设有散热外杯，所述的发光面散热体中部设有若干与发光面散热体表面倾斜的散热片，发光面散热体底部罩设有若干不连续灯罩，内部散热体上设有若干不连续多层立体散热片，散热外杯上开设有若干槽或孔。
所述的散热外杯设有杯体内侧散热面和杯体外侧散热面，所述的内部散热体设有多层立体散热片组成散热面，所述的发光面散热体设有不连续灯罩间的散热面和LED显示板后部散热面。
所述内部散热体上的多层散热片之间设有空腔，发光面散热体设有不连续灯罩间的散热面空腔，散热外杯和内部散热体之间设有空腔，灯具接口及电源盒与内部散热体之间设有空腔。
一种用于Par38LED灯的组合式立体散热结构，包括盖板、透镜、LED显示板、内部散热体、散热外杯、灯具接口及电源盒，其特征在于组合式立体散热结构包括盖板、内部散热体、散热外杯，内部散热体底部连接盖板，内部散热器顶部罩设有散热外杯，所述的内部散热体上设有若干不连续多层立体散热片，散热外杯设有若干散热外杯透气槽，内部散热体的多层立体散热片之间设有空腔，在内部散热片的垂直面与内部散热片交界处设有LED显示面透气槽，盖板上设有与LED显示面透气槽对应的盖板透气槽，散热外杯和内部散热体之间设有空腔，灯具接口及电源盒与内部散热体之间设有空腔。
所述的散热外杯设有杯体内侧散热面和杯体外侧散热面，内部散热体设有不连续多层立体散热片组成散热面。
本发明与传统灯具一体式散热结构相比，于中心热量最密集处采用组合式立体散热结构，利用三维结构增加散热总面积，使有效散热面积最大化，有效解决传统散热结构散热空间利用率低、内部空间结构不通透等弊端，其散热效果在同等散热体积同等使用寿命下，是传统LED灯具一倍以上，其输出亮度是传统LED灯具的一倍以上；多个空腔、开孔、开槽的设计，使XYZ三个方向上都具有极好的冷热对流通道，增加了散热结构中空气的流通量，使热交换更迅速，散热效果更快。
[附图说明]
图1为本发明分体结构示意图；
图2为本发明散热体结构示意图；
图3为本发明散热体侧剖视图；
图4为传统MR16LED灯具分体结构示意图；
图5为传统MR16LED灯具散热面结构示意图；
图6为传统MR16LED灯具侧剖视图；
图7为本发明组合式LED球泡灯的分体结构示意图；
图8为本发明组合式LED球泡灯的组合体结构示意图；
图9为本发明组合式LED球泡灯的散热面特征结构示意图；
图10为本发明组合式LED球泡灯的散热体特征结构示意图；
图11为本发明组合式LED球泡灯的散热体剖视图；
图12为本发明组合式par38LED灯具的分体结构示意图；
图13为本发明组合式par38LED灯具的组合体结构示意图；
图14为本发明组合式par38LED灯具的散热面特征结构示意图；
图15为本发明组合式par38LED灯具的散热体特征结构示意图；
图16为本发明组合式par38LED灯具的组合体结构剖视图；
如图所示，图中：1.散热杯  2.内部散热体  3.透镜  4.LED显示板  5. 灯具接口及电源盒  6.散热杯透气槽  7.盖板  8.LED显示面透气槽  9.各散热片间空腔  10.内部散热体与电源盒间空腔  11.内部散热体与散热杯间空腔12-16.散热片的散热面  17.传统MR16LED灯具散热杯  18.传统MR16LED灯具透镜  19.传统MR16LED灯具LED显示板  20.传统MR16LED灯具灯具接口及电源盒  21-25.传统MR16LED灯具散热杯的散热面  26.传统MR16LED灯具中心内部封闭空间  27.外侧散热面  28.内侧散热面  29.不连续多层立体散热片  30.外形散热体透气槽  31.盖板透气槽  32.灯具接口及电源盒与内部散热体之间的空腔  33.发光面散热体  34.灯罩  35.不连续灯罩间的散热面36.LED显示板后散热面  37.散热外杯透气槽  38.不连续灯罩间的散热面空腔。
[具体实施方式]
下面结合附图对本发明作进一步阐述，其形状及构造对本领域技术人员来说是可以实现的。
传统MR16LED灯具是由外部散热器或者内部散热器选其一（本例中选用散热杯17）、透镜18、LED显示板19、灯具接口及电源盒20依图4所示方式连接安装，其散热部位如图5所示由扇形散热片等间隔环绕散热杯17，所构成的散热面积为：（散热面21+散热面22+散热面23+散热面24+散热面25）*18=6500平方毫米，传统散热器内部如图6所示为实心或者放置电源的腔体，不能使用，导致传统散热器散热不均。
为了充分解决传统LED灯具散热问题，本发明设计了特有的散热结构，即组合式立体散热结构。
其散热结构的具体构造如图2所示，由内部散热体2和一个或多个散热杯1组成，散热杯1的整体外部形状如同一倒置的盆，于散热杯1顶部的圆形水平面中央挖去一个圆形通孔，该圆形通孔的直径与内部散热体2中心位置的圆柱形空心散热片内径保持一致，在该圆形通孔的左右对称位置挖去两个直径相等的圆形通孔，这两个圆形通孔的直径与内部散热体2内部对应位置上的两个对称圆柱形空心散热片内径一致，在散热杯顶部的圆形水平面的四等分线上挖出四块垂直投影面为圆角矩形的透气槽6。
内部散热体2内部构造以不连续多层立体散热片为主体，在圆盘形基座的中心位置设置一圆柱形空心散热片14，在此圆柱形空心散热片14左右对称位置分别安装两个内外径相等的圆柱形空心散热片，以位于中心的圆柱形空心散热片14圆心为基准，于圆盘基座的四等分线上由内至外排布两层不连续圆弧形散热片12、13，内层圆弧形散热片与外层圆弧形散热片之间留有空腔，且内层圆弧形散热片的两端、外层圆弧形散热片的两端与中心圆柱形空心散热片14圆心连线即构成扇形形状，在四个外层圆弧形散热片向外邻接处挖去四个垂直投影面为圆角矩形的LED显示板透气槽8，便于内部散热器的热量和外部冷空气充分交换。
所述内部散热体散热片的数量、形状及各散热片之间的间距，可以根据具体灯具空间大小确定；所述散热杯的数量及尺寸，可根据灯具具体外型要求，由一件或者两件以上散热体组成。本实施例所能达到的散热面积：散热面12*8+散热面13*8+散热面14+散热面15+散热面16*8=15000平方毫米，由于是立体散热结构，所以具备一个散热体双面散热效果，计算散热面积正反双面。
将散热外杯1、内部散热体2、透镜3、LED显示板4、灯具接口及电源盒5 依图1所示方式连接，具体的说，将散热杯1套在内部散热体2的上方，散热外杯1顶部连接灯具接口及电源盒5，内部散热体2底部连接LED显示板4，LED显示板4底部安装透镜3，即得到如图3所示的LED灯具。
如图3所示，内部散热体2和上方灯具插口电源盒5留有空腔，便于内部散热器热量与冷空气充分交换，既增加散热结构的通透度，又以保护电源部分不会过热，延长电源寿命。
本发明还包括一种用于LED球泡灯充分利用发光球头空间的散热方法及其装置，如图7所示。
这种LED球泡灯的具体方法如下所述：将整个LED球泡灯球头发光体，分成若干个独立的发光体，独立的发光体之间设有空腔，整个球头的空间被打开，增加了空腔处散热面外，垂直方向的热对流通道也被打开。
本发明中LED球泡灯的结构包括灯罩、LED显示板、发光面散热体、内部散热体、散热外杯、灯具接口及电源盒，组合式立体散热结构由发光面散热体、内部散热体、散热外杯组成，发光面散热体底部连接LED显示板，发光面散热体顶部连接内部散热体，内部散热体顶部罩设有散热外杯，发光面散热体中部设有若干与发光面散热体表面倾斜的散热片，发光面散热体底部罩设有若干不连续灯罩，内部散热体上设有若干不连续多层立体散热片，散热外杯上开设有若干槽或孔。散热外杯设有杯体内侧散热面和杯体外侧散热面，内部散热体设有多层立体散热片组成散热面，发光面散热体设有不连续灯罩间的散热面和LED显示板后部散热面。内部散热体上的多层散热片之间设有空腔，发光面散热体设有不连续灯罩间的散热面空腔，散热外杯和内部散热体之间设有空腔，灯具接口及电源盒与内部散热体之间设有空腔。
本发明还包括一种用于Par38LED灯的组合式立体散热结构，包括盖板、透镜、LED显示板、内部散热体、散热外杯、灯具接口及电源盒，组合式立体散热结构包括盖板、内部散热体、散热外杯，内部散热体底部连接盖板，内部散热器顶部罩设有散热外杯，内部散热体上设有若干不连续多层立体散热片，散热外杯设有若干散热外杯透气槽，内部散热体的多层立体散热片之间设有空腔，在内部散热片的垂直面与内部散热片交界处设有LED显示面透气槽，盖板上设有与LED显示面透气槽对应的盖板透气槽，散热外杯和内部散热体之间设有空腔，灯具接口及电源盒与内部散热体之间设有空腔。散热外杯设有杯体内侧散热面和杯体外侧散热面，内部散热体设有不连续多层立体散热片组成散热面。

Claims (16)

1.充分利用散热空间的LED灯具组合式立体散热结构，包括透镜、LED显示板、灯具接口及电源盒，其特征在于所述的LED灯具组合式立体散热结构由散热外杯和内部散热体组合而成，内部散热体外部罩设有散热外杯，所述的内部散热体底部连接LED显示板，散热外杯顶部连接灯具接口及电源盒，内部散热体顶部设有组合式不连续多层立体散热结构，所述的组合式不连续多层立体散热结构由若干个散热片构成，相邻的散热片之间设有空腔。
2.如权利要求1所述的充分利用散热空间的LED灯具组合式立体散热结构，其特征在于所述的散热外杯和内部散热体之间设有空腔。
3.如权利要求1所述的充分利用散热空间的LED灯具组合式立体散热结构，其特征在于所述的内部散热体与灯具接口及电源盒之间设有空腔。
4.如权利要求1所述的充分利用散热空间的LED灯具组合式立体散热结构，其特征在于所述的散热外杯上开设有若干个透气孔或透气槽。
5.如权利要求1所述的充分利用散热空间的LED灯具组合式立体散热结构，其特征在于所述的LED灯具组合式立体散热结构由内部散热体和一个或多个散热外杯组成。
6.如权利要求1所述的充分利用散热空间的LED灯具组合式立体散热结构，其特征在于所述的内部散热体上开设有若干个LED显示面透气槽。
7.如权利要求1所述的充分利用散热空间的LED灯具组合式立体散热结构，其特征在于所述的内部散热体圆形表面为散热面15，内部散热体圆形中心设有圆柱体散热面14，圆柱体散热面14外侧、沿内部散热体圆形中心方向设有若干层不连续立体散热片，每层散热片正、反两面设有散热面12、13，所述的散热外杯正、反两面设有散热面16。
8.一种用于MR16LED灯具的组合式立体散热结构，包括透镜、LED显示板、灯具接口及电源盒，其特征在于所述的组合式立体散热结构由散热外杯和内部散热体组合而成，内部散热体中心设有圆柱体散热面14，圆柱体散热面14外圈等间距设有两层立体散热层，每层立体散热层由四块扇形立体散热片组成，扇形立体散热片之间设有空腔，内部散热体上开设有四个LED显示面透气槽，所述的四个LED显示面透气槽设置于外层扇形立体散热片外侧，散热外杯上开设有四个透气槽，散热外杯和内部散热体之间设有空腔，内部散热体与灯具接口及电源盒之间设有空腔。
9.如权利要求8所述的一种用于MR16LED灯具的组合式立体散热结构，其特征在于所述的圆柱体散热面14和两层立体散热层共同构成组合式不连续多层立体散热结构。
10.用于LED灯具充分利用散热空间的散热方法，其特征在于具体方法包括：
a.增加散热面积，采用内外散热体相结合，外散热体采用一个或者多个散热外杯，在散热外杯上开槽或者开孔，使得散热外杯的内外两面都可以散热，也便于内部散热体和外部进行冷热交换；
b.充分利用灯具内部空间，将LED显示面前移，并压缩电源所占空间，将灯具内部空间做成组合式不连续多层立体散热结构；
c.使散热结构通透，提高内外散热体的散热效果，采用散热体组合式结构，各散热体之间都设有空腔，散热外杯开槽，内部散热体显示板方向开槽，形成XYZ三个方向立体热对流通道；
d.降低电源盒电源的环境温度，延长电源寿命，在内部散热体与灯具接口及电源盒之间设有空腔。
11.一种用于LED球泡灯充分利用发光球头空间的散热方法，其特征在于具体方法包括：
将整个LED球泡灯球头发光体，分成若干个独立的发光体，独立的发光体之间设有空腔，整个球头的空间被打开，增加了空腔处散热面外，垂直方向的热对流通道也被打开。
12.一种用于LED球泡灯的组合式立体散热结构，包括灯罩、LED显示板、发光面散热体、内部散热体、散热外杯、灯具接口及电源盒，其特征在于组合式立体散热结构由发光面散热体、内部散热体、散热外杯组成，发光面散热体底部连接LED显示板，发光面散热体顶部连接内部散热体，内部散热体顶部罩设有散热外杯，所述的发光面散热体中部设有若干与发光面散热体表面倾斜的散热片，发光面散热体底部罩设有若干不连续灯罩，内部散热体上设有若干不连续多层立体散热片，散热外杯上开设有若干槽或孔。
13.如权利要求12所述的一种用于LED球泡灯的组合式立体散热结构，其特征在于所述的散热外杯设有杯体内侧散热面和杯体外侧散热面，所述的内部散热体设有多层立体散热片组成散热面，所述的发光面散热体设有不连续灯罩间的散热面和LED显示板后部散热面。
14.如权利要求12所述的一种用于LED球泡灯的组合式立体散热结构，其特征在于所述内部散热体上的多层散热片之间设有空腔，发光面散热体设有不连续灯罩间的散热面空腔，散热外杯和内部散热体之间设有空腔，灯具接口及电源盒与内部散热体之间设有空腔。
15.一种用于Par38LED灯的组合式立体散热结构，包括盖板、透镜、LED显示板、内部散热体、散热外杯、灯具接口及电源盒，其特征在于组合式立体散热结构包括盖板、内部散热体、散热外杯，内部散热体底部连接盖板，内部散热器顶部罩设有散热外杯，所述的内部散热体上设有若干不连续多层立体散热片，散热外杯设有若干散热外杯透气槽，内部散热体的多层立体散热片之间设有空腔，在内部散热片的垂直面与内部散热片交界处设有LED显示面透气槽，盖板上设有与LED显示面透气槽对应的盖板透气槽，散热外杯和内部散热体之间设有空腔，灯具接口及电源盒与内部散热体之间设有空腔。
16.如权利要求15所述的一种用于Par38LED灯的组合式立体散热结构，其特征在于所述的散热外杯设有杯体内侧散热面和杯体外侧散热面，内部散热体设有不连续多层立体散热片组成散热面。
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