CN103423721A - 散热装置和具有该散热装置的照明装置 - Google Patents

Abstract

本发明涉及一种用于照明装置的散热装置（100），包括：基体（1），该基体（1）包括在纵向上设置的第一区段（A）和第二区段（B）；以及散热结构（2），其中，该散热结构（2）包括在第一区段（A）的周向表面上分布的多个第一散热片（21）和在第二区段（B）的周向表面上分布的多个第二散热片（22），第一散热片（21）的周向角位与第二散热片（22）的周向角位不同。此外，本发明还涉及一种具有上述类型的散热装置的照明装置。

Description

散热装置和具有该散热装置的照明装置

技术领域

本发明涉及一种用于照明装置的散热装置。此外，本发明还涉及一种具有上述类型的散热装置的照明装置。 

背景技术

诸如像MR16、PAR16、PAR20、Classic A以及Classic B等类型的LED替代灯越来越多地替代传统的照明装置，例如白炽灯和荧光灯。这是因为这种类型的替代灯更加节能、尺寸更小并且具有更长的寿命。随着技术的发展，LED封装本身能够实现较高的效率，例如能够获得140lm/W的冷白光和90lm/W的暖白光，并且其寿命达到五万小时。但是当LED与LED驱动器、热管理设备以及光学元件一同集成到替代灯中时，替代灯的效率和寿命高度取决于如何设计驱动器、散热装置和光学元件。在LED中所消耗的电能转化成热能而不是光。根据美国能源部的统计，用于驱动LED的能量的75%到85%被转化成了热量，并且这些热量必须从LED芯片排导到在其下方的印刷电路板以及散热装置上。如果这些热量不能及时的排导出去，那么在短期内会降低LED的光输出性能并产生色移，长期还会缩短LED的寿命。而散热装置性能的好坏则直接对LED照明设备产生影响。一个良好设计的散热装置应该能够提供良好的局部空气流动条件、在表面之间的良好的辐射、较低的材料成本以及加工制造更加简单容易。 

多数散热装置通过在物理尺寸的限制范围内增加散热片的数量来加大散热面积的方式来改善散热性能。大量的片状散热片设置在该散热器的 基体的外部，从而获得与对流空气的尽可能大的接触面积。然而这种类型的散热装置存在一个明显的缺陷，即其体积相对较大，并且降低了空气在散热片之间的对流能力。为此，在现有技术中提出，在散热片上开孔或者设计具有各种特殊形状的散热片，但是这又在一定程度上降低了散热片与对流空气的接触面积，降低了散热装置的散热性能。同时，上述类型的散热片的结构复杂，不容易进行加工制造，增大了散热装置的制造复杂度和成本。 

此外，单纯片状的散热装置在制造上更加简单容易，成本低廉，但是其具有一个致命的缺陷，即当空气流流过片状的散热片的表面时，在散热片的表面上形成一种热边界层或者温度边界层，其显著地增大了散热装置的热阻，降低了散热装置的散热性能。 

发明内容

为解决上述技术问题，本发明提出了一种散热装置，其结构简单，制造容易，并且成本低廉，同时其能够有效地避免在散热装置的散热片的表面上形成热边界层或者温度界面层，具有较低的热阻和极为良好的散热性能。此外，本发明还提出了一种具有上述类型的散热装置的照明装置。根据本发明的照明装置的外观简洁，成本低廉，并且具有良好的散热性能。 

本发明的第一个目的通过一种用于照明装置的散热装置由此实现，该散热装置包括基体，该基体包括在纵向上设置的第一区段和第二区段；以及散热结构，其中，该散热结构包括在第一区段的周向表面上分布的多个第一散热片和在第二区段的周向表面上分布的多个第二散热片，第一散热片的周向角位与第二散热片的周向角位不同。当对流空气流过片状的散热片的表面时，会在散热片的表面上产生形成热边界层或温度边界层的趋势，这会降低对流效果，降低热交换能力，增大散热装置的热阻。而在本发明的设计方案中，由于第一散热片和第二散热片的周向角位不同，也就是说，第一散热片和第二散热片之间彼此错开的布置，因此对流空气在流 过第一散热片和第二散热片的表面时发生偏转，从而消除了在散热片的表面上形成热边界层或温度边界层的可能性，从而提高了散热装置的散热性能。 

根据本发明提出，第一区段和第二区段在基体的纵向上顺序地布置，由此，分别设置在第一区段和第二区段上的第一散热片和第二散热片也在基体的纵向上顺序地布置，并且第一散热片和第二散热片可以部分重叠或者不重叠地布置。 

优选的是，第一散热片在纵向上在整个第一区段上延伸，并且第二散热片在纵向上在整个第二区段上延伸。由此，第一散热片和第二散热片彼此不重叠地布置，对流空气在流过第一区段或第二区段中的散热片之后通过第二区段或者第一区段中的散热片改变其流动方向，从而有效地降低了在散热片上形成热边界层或温度边界层的风险。 

优选的是，相邻的两个第一散热片限定出第一对流区域，并且相邻的两个第二散热片限定出第二对流区域，其中，来自第一对流区域或第二对流区域的空气可由第二散热片或第一散热片分流。相邻的散热片形成对流空气流动的区域，流过该区域的对流空气会被限定出另外的对流区域的散热片改变流动方向，由此有效地降低了在散热片上形成热边界层或温度边界层的风险。 

有利的是，散热结构还包括连接结构，使得在第一对流区域和第二对流区域之间限定出流通通道。该连接结构部分地连接第一散热片和第二散热片在纵向上的自由末端。该连接结构对第一散热片和第二散热片起到连接、支撑的作用，并且在一定程度上改善了散热装置的整体美观性。 

进一步有利的是，连接结构包括多个连接片，其中，每个第一散热片和相邻的两个第二散热片通过连接片连接。这些连接片对对流空气起到一定的扰动，从而进一步降低了在散热片上形成热边界层或温度边界层的风 险。此外，这些连接片进一步增大了散热装置与对流空气的接触面积，在一定程度上提高了散热装置的散热性能。 

优选的是，连接片连接至第一散热片和第二散热片的自由末端的远离于基体的一侧。由此，在第一散热片和第二散热片彼此连接的区域中形成了一个通道，该通道由第一散热片、第二散热片、连接片和基体共同限定。 

根据本发明提出，第一散热片、第二散热片和连接结构与基体一体制成。这在很大程度上降低了根据本发明的散热装置的制造难度，降低了生产成本。 

根据本发明的一个优选的设计方案提出，散热装置由金属材料制成，并且通过拉模铸造工艺制成。优选的是采用具有高的导热性能的金属材料来制造散热装置，例如铝。 

根据本发明的另一优选的设计方案提出，散热装置由导热塑料制成，并通过喷射注塑工艺制成。导热塑料除了具有良好的导热性能之外，其整体的质量较轻，并且可以根据设计的需要塑造出各种造型。 

本发明的另一目的通过一种照明装置实现，该照明装置包括上述类型的散热装置。根据本发明的照明装置具有优美的外观，并且具有良好的散热性能。 

优选的是，根据本发明的照明装置还包括分别容纳在散热装置中的LED光引擎和用于驱动该LED光引擎的驱动器。LED光引擎因其具有较高的发光效率、较低的功耗、较长的寿命等优点被广泛地应用在照明装置中。 

附图说明

附图构成本说明书的一部分，用于帮助进一步理解本发明。这些附图图解了本发明的实施例，并与说明书一起用来说明本发明的原理。在附图中相同的部件用相同的标号表示。图中示出： 

图1是根据本发明的第一实施例的散热装置的示意图； 

图2是根据本发明的第二实施例的散热装置的示意图； 

图3是图2中示出的散热装置的俯视图； 

图4是对流空气在根据本发明的散热装置上的流动走向图。 

具体实施方式

在下面详细描述中，参考形成本说明书的一部分的附图，其中，以例证的方式示出了可以实施本发明的具体实施例。关于图，诸如“顶”、“底”、“前”、“后”、“纵向”、“周向”等方向性术语参考所描述的附图的方向使用。由于本发明实施例的组件可以在许多不同方向上放置，所以方向术语仅用于说明，而没有任何限制的意思。应该理解的是，可以使用其它实施例，并且在不背离本发明的范围的前提下可以进行结构或逻辑改变。所以，下面详细描述不应被理解为限制性的意思，并且本发明由所附的权利要求限定。 

图1示出了根据本发明的散热装置100的第一实施例的示意图。从图中可见，根据本发明的散热装置100包括基体1，该基体1包括在纵向上设置的第一区段A和第二区段B；以及散热结构2，其中，该散热结构2包括在第一区段A中的周向表面上分布的多个第一散热片21和在第二区段B中的周向表面上分布的多个第二散热片22，第一散热片21的周向角位与第二散热片22的周向角位不同。从图中可见，第一散热片21和第二散热片22都在基体1的纵向上延伸，只是其彼此之间并不连接，而是彼 此错开，即相当于承载第一散热片21的第一区段A相对于承载于第二散热片22的第二区段B旋转了一个预定的角度，从而使第一散热片21和第二散热片22彼此岔开。在图1示出的散热装置100的第一实施例中，第一散热片21在纵向上在整个第一区段A上延伸，并且第二散热片22在纵向上在整个第二区段B上延伸，并且第一散热片21和第二散热片22在周向上看并不重叠，但是在其他的实施例中，第一散热片21可以延伸超过第一区段A并部分地进入到第二区段B中，第二散热片22也可以延伸超过第二区段B并部分地进入到第一区段A中，从而使第一散热片21和第二散热片22部分地重叠。 

此外，从图1中进一步可见，相邻的两个第一散热片21限定出第一对流区域C，并且相邻的两个第二散热片22限定出第二对流区域D，其中，来自第一对流区域C或第二对流区域D的空气可由第二散热片22或第一散热片21分流。相邻的散热片形成对流空气流动的区域，流过该区域的对流空气会被限定出另外的对流区域的散热片改变流动方向，由此有效地降低了在散热片上形成热边界层或温度边界层的风险。 

图2示出了根据本发明的散热装置100的第二实施例的示意图。从图中可见，根据本发明的第二实施例的散热装置100与第一实施例中的散热装置100的唯一区别在于，散热结构2还包括连接结构，使得在第一对流区域C和第二对流区域D之间限定出流通通道。该连接结构部分地连接第一散热片21和第二散热片22在纵向上的自由末端。从图中可见，连接结构包括多个连接片23，其中，每个第一散热片21分别通过两个连接片23和相邻的两个第二散热片22连接，并且连接片23连接至第一散热片21和第二散热片22的自由末端的远离于基体1的一侧。 

在图3中示出了图2中示出的散热装置100的俯视图，从图中可见，在第一散热片21和第二散热片22彼此连接的区域中形成了一个在第一对 流区域C和第二对流区域D之间的流通通道，该流通通道由第一散热片21、第二散热片22、连接片23和基体1共同限定。 

在本发明的一个优选的设计方案中，第一散热片21、第二散热片22和连接片23与基体1一体制成。在本发明的一个优选的实施例中，散热装置100可由金属材料通过拉模铸造工艺制成。在本发明的另一个优选的实施例中，散热装置100也可以由导热塑料通过喷射注塑工艺制成。 

图4示出了对流空气在根据本发明的散热装置100上的流动走向图。从图中可见，来自外界的对流空气从散热装置100的底部，也就是散热装置100的第二区段B向第一区段A流动。对流空气在由相邻的两个第二散热片22限定的第二对流区域D中流过第二散热片22的表面，在流出第二对流区域D后，第一散热片21和连接片23对对流空气进行了干扰，从而改变了对流空气的流动方向。改变了流动方向的对流空气随后进入到由相邻的两个第一散热片21限定的第一对流区域C。由于对流空气的流动方向发生了改变，这降低了在片状的散热片表面上形成热边界层或温度边界层的风险，从而提高了散热装置100的散热性能。 

此外，为了便于观察，在附图中并未示出应用有根据本发明的散热装置100的照明装置。根据本发明的照明装置包括设置在散热装置100中的LED光引擎和用于驱动该LED光引擎的驱动器。当然，根据本发明的照明装置也可以采用其他类型的光源以及相应的电器部件。 

应该理解的是，如果没有其它特别注明，这里描述的不同的示例性实施例的特征可以彼此结合。 

尽管在此示出并描述了具体实施例，但是本领域普通技术人员应该理解的是，在不背离本发明的范围的前提下，各种可选和/或等同的实施方式可以代替所描述和示出的具体实施例。本申请旨在覆盖本文中所讨论的具 体实施例的任何修改或变形。所以，本发明旨在仅由权利要求及其等同物限定。 

参考标号 

1     基体 

2     散热结构 

21    第一散热片 

22    第二散热片 

23    连接片 

A     第一区段 

B     第二区段 

C     第一对流区域 

D     第二对流区域 

100   散热装置。 

Claims (15)

1.一种用于照明装置的散热装置（100），包括：基体（1），所述基体（1）包括在纵向上设置的第一区段（A）和第二区段（B）；以及所述散热结构（2），其特征在于，所述散热结构（2）包括在所述第一区段（A）的周向表面上分布的多个第一散热片（21）和在所述第二区段（B）的周向表面上分布的多个第二散热片（22），所述第一散热片（21）的周向角位与所述第二散热片（22）的周向角位不同。

2.根据权利要求1所述的散热装置（100），其特征在于，所述第一区段（A）和所述第二区段（B）在所述基体（1）的纵向上顺序地布置。

3.根据权利要求2所述的散热装置（100），其特征在于，所述第一散热片（21）在所述纵向上在整个所述第一区段（A）上延伸，并且所述第二散热片（22）在所述纵向上在整个所述第二区段（B）上延伸。

4.根据权利要求1至3中任一项所述的散热装置（100），其特征在于，相邻的两个所述第一散热片（21）限定出第一对流区域（C），并且相邻的两个所述第二散热片（22）限定出第二对流区域（D），其中，来自所述第一对流区域（C）或所述第二对流区域（D）的空气可由所述第二散热片（22）或所述第一散热片（21）分流。

5.根据权利要求4所述的散热装置（100），其特征在于，所述散热结构（2）还包括连接结构，使得在所述第一对流区域（C）和所述第二对流区域（D）之间限定出流通通道。

6.根据权利要求5所述的散热装置（100），其特征在于，所述连接结构部分地连接所述第一散热片（21）和所述第二散热片（22）在所述纵向上的自由末端。

7.根据权利要求6所述的散热装置（100），其特征在于，所述连接结构包括多个连接片（23），其中，每个所述第一散热片（21）和相邻的两个所述第二散热片（22）通过所述连接片（23）连接。

8.根据权利要求7所述的散热装置（100），其特征在于，所述连接片（23）连接至所述第一散热片（21）和所述第二散热片（22）的自由末端的远离于所述基体（1）的一侧。

9.根据权利要求5所述的散热装置（100），其特征在于，所述第一散热片（21）、所述第二散热片（22）和所述连接结构与所述基体（1）一体制成。

10.根据权利要求1至3中任一项所述的散热装置（100），其特征在于，所述散热装置（100）由金属材料制成。

11.根据权利要求10所述的散热装置（100），其特征在于，所述散热装置（100）通过拉模铸造工艺制成。

12.根据权利要求1至3中任一项所述的散热装置（100），其特征在于，所述散热装置（100）由导热塑料制成。

13.根据权利要求12所述的散热装置（100），其特征在于，所述散热装置（100）通过喷射注塑工艺制成。

14.一种照明装置，其特征在于，所述照明装置包括根据权利要求1至13中任一项所述的散热装置（100）。

15.根据权利要求14所述的照明装置，其特征在于，所述照明装置还包括分别容纳在所述散热装置（100）中的LED光引擎和用于驱动所述LED光引擎的驱动器。

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