CN103429950B - 部分凹陷式灯具 - Google Patents

Abstract

一种灯具（12a）包括固定装置（28a）、光引擎（30）和热凸缘（32a）。固定装置被接收在支撑表面凹陷（16）中并且限定具有半径R的腔体。光引擎被设置在腔体内并且包括至少一个光源。热凸缘被设置在固定装置远端区周围并且包括空心的、大致圆锥形的平截头体形状，从固定装置径向地向外延伸并且延伸远离固定装置的远端区。热凸缘的最近端构造成当固定装置被接收在凹陷中时被设置在与支撑表面相隔距离D处，该距离D大于或等于0.4R。热能被以传导方式从光引擎经过固定装置传递至热凸缘，然后被以对流方式传递至周围空气以产生沿支撑表面流动的空气流，从而降低结点温度。

Description

部分凹陷式灯具

相关申请的交叉引用

本申请涉及与本申请同时提交的律师档案号为2011P06973US、美国专利申请序列号为13/076,141的共同待审申请“PARTIALLY RECESSED LUMINAIRE”，该专利申请的全部公开内容以参考的方式并入本文中。

技术领域

本公开涉及灯具，更具体地涉及用于降低光引擎（light engine）的结点温度的灯具和方法。

背景技术

灯具（例如下照灯等）可包括灯筒及设置在被该灯筒所限定腔体内的光引擎。该光引擎包括构造成产生光的光源。一种该类型的光源包括发光二极管（LED）。虽然LED与传统灯泡（例如，白炽灯泡）相比可产生较少的热能，但LED也依然会产生热能，应当对该热能加以管理以便控制结点温度。较高的结点温度通常对应于较低的光输出、较低的灯具效率和/或减小的期望寿命。遗憾地，当设计天花板固定装置时热能的管理尤其具有挑战性，因为室内的温度梯度会将最热的空气传送到最靠近天花板。此外，安装在天花板中尤其是最接近天花板固定装置的隔热件可减小和/或抑制自然对流。例如，隔热件可具有大约0.04 W/（m-K）的热导率，因此隔热件通常仅允许通过热传导从天花板固定装置向上排除热能，其以远低于天花板上方的热对流的速率而发生。

天花板固定装置的设计所面临的另一个挑战涉及到在整个房间内安装多个天花板固定装置。具体地，被其它天花板固定装置（例如，在房间中部的天花板固定装置）所包围的这些天花板固定装置最易受过热的影响，因为它们离墙壁最远（墙壁可有助于起散热器的作用）。此外，附近的天花板固定装置产生热能，该热能减小和/或最小化跨过天花板的任何横向温度梯度。因此，热能通常被限制为向上和向下传递。因为热空气上升，所以大部分热能必须经过绝缘的天花板行进。

附图说明

基于下面对根据本发明实施例的描述，所请求保护的主题的特征和优点将变得明显，这些描述应当结合附图来考虑，在附图中：

图1是根据本公开的系统的一个示例性实施例的方框图；

图2是根据本公开的灯具的一个实施例的剖视图；

图3是根据本公开的被接收在支撑表面凹陷内的图2的灯具的剖视图；

图4是根据本公开的灯具的另一个实施例的剖视图；

图5是根据本公开的灯具的又一个实施例的剖视图；

图6是根据本公开的灯具的再一个实施例的剖视图；

图7是根据本公开的改型灯具的另一个实施例的剖视图；

图8是根据本公开的灯具的另一个实施例的剖视图；

图9A和图9B是示出热电偶T1和T2的布置的剖视图；

图10示出了根据本公开的部分凹陷式灯具与平齐安装式灯具中的热电偶T1的温度比较；

图11示出了根据本公开的部分凹陷式灯具与平齐安装式灯具中的热电偶T2的温度比较；

图12示出了随热凸缘深度与腔体的比率而变化的最高温度和排热；

图13示出了随热凸缘深度与腔体的比率而变化的最大水平空气速度；

图14示出了随灯具凸缘半宽度r与归一化直径的比率而变化的最高温度和排热；

图15示出了随归一化灯具直径而变化的沿天花板流动的最大水平空气速度；并且

图16是根据本公开的一个示例性方法的方框流程图。

具体实施方式

通过概述，根据本公开的一个方面的特征是一种灯具，该灯具包括固定装置、联接到该固定装置的光引擎、构造成向外延伸超过灯具的安装表面的热凸缘。该热凸缘通过增加周围空气中的对流量而降低光引擎的结点温度，由此增加经过所述固定装置的体积空气流量以及速度。本文中使用的术语“结点温度”意图是指当以稳态功率运行时光引擎的最大温度。具体地，热能以传导的方式从光引擎经过固定装置被传递至热凸缘，在那里，热能从热凸缘以对流方式被传递至周围空气以产生沿支撑表面流动的空气流。增加的体积空气流量和速度将更大量的热能从固定装置传递到周围空气，由此降低光引擎的结点温度。另外，热凸缘的形状增大跨过灯具安装表面的空气速度，由此使经加热的空气暴露于安装表面的更大面积，从而减小把热能从空气传递至安装表面所需的温度差。降低光引擎的结点温度可增加光引擎的期望寿命和/或可允许光引擎在更高的亮度下运行同时还可维持可接受的使用寿命。

现在转向图1，概括地示出了说明根据本公开的照明系统10的一个实施例。照明系统10包括联接、安装、固定或者紧固到至少一个安装基板14a-n的至少一个部分凹陷式灯具12。为了简洁起见，部分凹陷式灯具12（也简单地称为“灯具”）将被描述成联接到天花板14a；然而，应当理解的是灯具12也可联接到任何安装基板14a-n，例如但不限于墙壁14b、地板14n、房顶等。

现在转向图2和图3，概括地示出了用于天花板14a的灯具12a的一个实施例的剖视图。灯具12a可构造成至少部分地被接收在形成于天花板14a内的凹陷16中，例如图3中概括性的示出。天花板14a可包括具有下表面20的外层18（例如但不限于石板、木板、吊顶等）、至少一个栓钉或支撑物22a-n、以及任选地绝缘件24（例如但不限于隔热件和/或隔音件）。本文中使用的外层18及其下表面意图是指天花板14a的暴露于由灯具12的照明区域的层和表面。任选地，凹陷16可包括基于建筑规范的电气盒26。例如，电气盒26可包括适用于UL®等的任何电气盒。可设置一根或多根电线（为了简洁起见未示出）以便向灯具12提供AC和/或DC电流。凹陷16和/或电气盒26可具有任意形状，例如但不限于大致正方形、大致矩形或者大致圆形的形状。

灯具12a包括固定装置28a、构造成联接到固定装置28a的光引擎30、以及构造成当灯具被完全接收在凹陷中时向外延伸超过天花板14a的下表面20的热凸缘32a，如图3中所示。固定装置28a可限定腔体34，具有基部36、至少一个侧壁38和开口端40。固定装置28a可由具有高热导率的材料制成，例如但不限于具有100 W/（m*K）或更大（例如200 W/（m*K）或更大）的热导率的材料。根据一个实施例，固定装置28a可包括金属或者金属合金（例如但不限于铝、铜、银、金等）、塑料（例如但不限于掺杂塑料）以及复合材料。固定装置28a的尺寸、形状和/或构造（例如，表面积）可取决于一些变量，包括但不限于光引擎30的最大额定功率、凹陷16和/或电气盒26的尺寸/形状等。

固定装置28a可包括用于将灯具12a固定到凹陷16和/或电气盒26的一个或多个安装装置42a-n。安装装置42a-n可包括一个或多个开口或通道42a、b，所述一个或多个开口或通道42a、b延伸穿过固定装置28a以便接收紧固件（例如但不限于螺钉、螺栓等，为了简洁期间未示出），该紧固件可与凹陷16和/或电气盒26的相应特征（为了简洁起见也未示出）接合。替代地（或者另外），安装装置42a-n可包括一个或多个偏置装置（例如但不限于偏置突片、弹簧等42c），该偏置装置构造成与凹陷16和/或电气盒26的侧壁的一部分接合。

任选地，固定装置28a可包括一个或多个表面层44，该表面层44覆盖基部36和侧壁38中的至少一个的内表面的至少一部分。表面层44可包括光学涂层，光学涂层构造成将光引擎30发出的光反射和/或引导出开口端40。例如，该光学涂层可包括反射器和/或透镜，该反射器和/或透镜构造成将光引擎30发出的光引导和/或集中到灯具12a的开口端40之外。替代地（或者另外），表面层44可包括热层，该热层构造成增加从光引擎被传递至热凸缘32a的热能的量。例如，该热层也可具有高热导率k（例如但不限于1.0 W/（m*K）或更大的热导率k），以便将热能从光引擎30传递到固定装置28a中并传递至热凸缘32a，由此降低光引擎30的结点温度。固定装置28a还可任选地包括透镜和/或漫射器50，该透镜和/或漫射器50延伸跨过开口端40，构造成对从光引擎30发出的光进行漫射。

光引擎30可包括任何光源，包括但不限于气体放电光源（例如但不限于高强度气体放电灯、荧光灯、低压钠灯、金属卤化物灯、高压钠灯、高压汞蒸气灯、氖气灯、和/或脉冲氙灯）以及一个或多个固态光源（例如但不限于半导体发光二极管（LED）、有机发光二极管（OLED）、或者聚合物发光二极管（PLED），下文中统称为“LED 46”）。LED 46的数量、颜色和/或布置可取决于灯具12a的预定用途/性能。LED 46可联接到和/或安装到基板（例如但不限于镇流器、PCB等48）。PCB 48可包括其它电路（为了简洁起见未示出），包括但不限于电阻、电容等，其可以操作地联接到PCB 48，构造成驱动或控制（例如，功率）LED 46。根据一个实施例，PCB 48可直接地联接到固定装置28a。例如，PCB 48的第一表面49可接触或抵靠固定装置28a的表面51以便传导来自LED 46的热能。

任选地，光引擎30还包括设置在PCB 48和固定装置之间一个或多个热界面材料（例如，间隙垫，为了简洁起见未示出），用以减小PCB 48（和LED 46）与固定装置28a之间的接触热阻。热界面材料可包括外表面，该外表面分别直接地接触（例如，抵靠）PCB 48和固定装置28a的表面49、51。热界面材料可包括具有较高热导率k的材料，构造成减小PCB 48与固定装置28a之间的热阻。例如，热界面材料可具有为1.0 W/（m*K）或更大、1.3 W/（m*K）或更大、2.5 W/（m*K）或更大、5.0 W/（m*K）或更大、1.3-5.0 W/（m*K）、2.5-5.0 W/（m*K）、或者其内的任意值或范围的热导率k。热界面材料可包括可变形的（例如，可弹性变形的）材料，该材料构造成减小和/或消除在PCB 48和固定装置28a的外表面49、51之间的气穴从而减小接触热阻。热界面材料可具有高顺应性以便降低界面热阻。

当不被压缩时，界面材料可具有0.010"至0.250"的厚度。任选地，第一热界面材料的一个或多个外表面可包括胶粘剂层，该胶粘剂层构造成分别把热界面材料固定到PCB 48或固定装置28a。可选择促进热能传递的胶粘剂（例如，粘胶剂可具有1 W/（m*K）或更大的热导率k）。此外（或者替代地），可利用一个或多个紧固件（例如但不限于螺钉、铆钉、螺栓、夹具等）将PCB 48与固定装置28a联接（例如，固定）到一起。热界面材料也可以是非导电的（即，电绝缘体）并且可包括介电材料。

如上所述，灯具12a还包括联接到固定装置28a的热凸缘32a。该热凸缘32a可由具有高热导率的材料制成（例如但不限于具有100 W/（m*K）或更大，例如200 W/（m*K）或更大的热导率的材料），该材料构造成传递来自固定装置28a的热能由此降低构成光引擎30的LED 46的结点温度。根据一个实施例，固定装置28a可包括金属或者金属合金（例如但不限于铝、铜、银、金等）、塑料（例如但不限于掺杂的塑料）以及复合材料。热凸缘32a可以是与固定装置28a相同的材料或者与固定装置28a不同的材料。

热凸缘32a可包括空心的、大致圆锥形的平截头体形状，具有大致圆形的剖面，其从最远端57朝向固定装置28a径向地向外大致线性地成锥形。换句话说，从热凸缘32a的最远端57到最近端59，圆锥形热凸缘32a的半宽度r（即，凸缘半宽度r）增大。本文中使用的术语“大致圆锥形的平截头体”意图表示锥体的顶部和基部可以但不一定必须相互平行。

热凸缘32a的最远端57也向下延伸超过天花板14a的下表面20达深度D。热凸缘32a的深度D可被选择成使得热凸缘32a的表面积大到足以通过热对流将足够的热能从热凸缘32传递到周围空气以形成跨过热凸缘32a的锥形外表面60的空气流（如箭头C所表示）。热凸缘32a的形状还产生向上流经热凸缘32a且大致平行于天花板14a的下表面20径向向外流动的空气流C。因为经加热的空气流C大致沿天花板14a的下表面20流动，所以天花板14a的更大的面积暴露于经加热的空气流C，由此减小将热能从经加热的空气流C传递至天花板14a所需的温度差。最终结果是更多的热能从光引擎30被传递至空气，并最终被传递至天花板14a，由此降低光引擎30的结点温度。

根据一个实施例，热凸缘32a具有等于或大于固定装置28a半径R的0.4倍的深度D（即，等于或大于固定装置28a的直径的0.2倍）。例如，深度D可以等于或大于固定装置28a的半径R的0.6倍（即，等于或大于固定装置28a的直径的0.3倍）；等于或大于固定装置28a的半径R的0.8倍（即，等于或大于固定装置28a的直径的0.4倍）；和/或等于或大于固定装置28a的半径R的1.2倍（即，等于或大于固定装置28a的直径的0.6倍）。替代地，可将热凸缘32a的深度D选择为大于或等于0.4R并且小于或等于2R；大于或等于0.4R并且小于或等于1.4R；大于或等于0.8R并且小于或等于1.6R；大于或等于0.8R并且小于或等于1.4R、和/或之间的任意值。应当理解的是，根据本公开的所有灯具的特征是具有距离D与半径R之间的上述关系的热凸缘。

圆锥形热凸缘32a具有等于或大于固定装置28a的半径R的0.4倍的最大凸缘半宽度r。本文中使用的术语“最大凸缘半宽度r”意图是指热凸缘32a的最大径向距离。例如，最大凸缘半宽度r可对应于在构造成与天花板14a相邻的热凸缘32a的最近端59处的热凸缘32a的径向距离，如概括地示出。圆锥形热凸缘32a也可具有等于或大于固定装置28a的半径R的最大凸缘半宽度r。应当理解的是，根据本公开的所有灯具的特征是具有最大凸缘半宽度r与半径R之间的上述关系的热凸缘。

现在转向图4，灯具12b可包括固定装置28b、光引擎30以及联接到（例如利用粘胶剂、摩擦连接（friction connection）、和/或一个或多个紧固件（为清楚起见未示出））固定装置28b的热凸缘32。热凸缘32b包括与固定装置28b相同的材料或者与固定装置28b不同的材料。任选地，灯具12b可包括设置在固定装置28b和热凸缘32b之间的一个或多个热界面材料56（例如，间隙垫），用以进一步降低将热能从固定装置28b（并且最终从LED 46和PCB 48，为清楚起见图4中未示出）传递至热凸缘32b的速率。例如，热界面材料56可包括外表面，该外表面至少部分地接触（例如，抵靠）热凸缘32b和/或固定装置28b的表面的至少一部分。根据一个实施例，热界面材料56可分别设置在（以及任选地抵靠）热凸缘32b的凸缘52、54中的一个或多个与固定装置28b之间。

热界面材料56可包括具有合理高的热导率k的材料，其构造成减小热凸缘32b与固定装置28b之间的热阻。例如，热界面材料56可具有1.0 W/（m*K）或更大、1.3 W/（m*K）或更大、2.5 W/（m*K）或更大、5.0 W/（m*K）或更大、1.3-5.0 W/（m*K）、2.5-5.0 W/（m*K）、或者其内的任意值或范围的热导率k。热界面材料56可包括可变形的（例如，可弹性变形的）材料，其构造成减小和/或消除热凸缘32b的表面和固定装置28b之间的气穴从而降低接触热阻。热界面材料56可具有高顺应性以便降低界面热阻。

当不被压缩时，热界面材料56可具有0.010"至0.250"的厚度。任选地，热界面材料56的一个或多个外表面可包括胶粘剂层（为清楚起见未示出），该胶粘剂层构造成将热界面材料56固定到固定装置28b或热凸缘32b。另外（或者替代地），可利用一个或多个紧固件（为清楚起见未示出，例如但不限于螺钉、铆钉、螺栓、夹具等）将固定装置28b与热凸缘32b固定在一起。界面材料56也可以是非导电的（即，电绝缘体），并且可包括介电材料。

当被固定在一起时，热凸缘32b与固定装置28b可任选地限定透镜腔58，该透镜腔58构造成接收透镜/漫射器50的外周的至少一部分，使得透镜/漫射器50被夹在固定装置28b和热凸缘32b之间。当然，可用多种不同方式将透镜/漫射器50固定在固定装置28b和热凸缘32b之间，和/或固定到固定装置28b和/或固定到热凸缘32b。例如，虽然不是全面的清单，但透镜/漫射器50可以是与表面层44成为一体的部件和/或可利用紧固件、胶粘剂、焊接（例如但不限于超声波焊接）等（为了简洁起见未示出）固定到固定装置28b和/或热凸缘32b。

现在转向图5，概括地示出了灯具12c的另一个实施例的剖视图。灯具12c包括固定装置28c、光引擎30以及热凸缘32c，热凸缘32c具有空心的、大致圆锥形的平截头体形状，具有大致圆形的剖面，其从最远端57朝向固定装置28c径向地向外弯曲或张开。弯曲的热凸缘32c可增大暴露到周围空气的热凸缘32c表面60的面积，由此增强所产生的空气流。结果，与平直的热凸缘32a（例如，如图2和图3中所示）相比，可从弯曲的热凸缘32c传递更多的热能并且可进一步降低光引擎30的结点温度。

现在转向图6，概括地示出了灯具12d的又一个实施例的端部透视图。灯具12d包括固定装置28d、光引擎30（由于该视图而未示出）以及热凸缘32d，热凸缘32d具有从热凸缘32d大致向外延伸的一个或更多（例如，多个）翅片61a-n。例如，翅片61a-n可沿灯具12d的纵向轴线延伸；然而，翅片61a-n可沿对角线和/或垂直于灯具12d的纵向轴线延伸。翅片61a-n可进一步增大暴露到周围空气的热凸缘32d的表面60的表面积，由此与平直热凸缘32a相比，从热凸缘32d传递更多的热能并且进一步降低光引擎30的结点温度。热凸缘32d可具有大致平直的剖面（例如，如图2中概括地示出）和/或弯曲的剖面（例如，如图5中概括地示出）。翅片61a-n可以以恒定距离从热凸缘32d大致向外延伸和/或可具有锥形形状。翅片61a-n可以沿热凸缘32d均匀地和/或不均匀地间隔开。另外，翅片61a-n可具有大致销状或者大致圆柱形的形状。

图7中概括地示出了根据本公开的灯具12e的又一个实施例。具体地，灯具12e可构造成被改型到现有的灯插座70。灯插座70可包括螺口型插座，其具有构造成接收灯具12e的相应螺纹部74的螺纹插座72。例如，灯插座70可包括但不限于E12、E11、E17、E14、E26、E27、E39或/和E40。灯具12e还可包括固定装置28e、光引擎30和热凸缘32e。热凸缘32e可包括根据本公开的任何热凸缘。

现在转向图8，概括地示出了根据本公开的灯具12f的又一个实施例的剖视图。灯具12f包括固定装置28f、一个或多个光引擎30f和热凸缘32。热凸缘32f可包括根据本公开的任何热凸缘。并非将光引擎30f设置在固定装置28f的基部36处，可将一个或多个光引擎30f联接到固定装置28f的侧壁38和/或热凸缘32f。例如，光引擎30f可设置成邻近于固定装置28f的远端53和/或热凸缘32f的近端55。光引擎30可构造成直接将光发射到灯具12f的开口端40之外和/或将光发射到腔体34中，光在腔体34中被反射到开口端40之外。将光引擎30置于侧壁38和/或热凸缘32f上可增加从光引擎30传递至热凸缘32f并最终传递至周围空气的热能的量，由此降低光引擎30的结点温度。虽然未示出，但灯具12f还可包括联接到固定装置12f的基部36的一个或多个光引擎。

对根据图3的灯具12a以及平齐安装式灯具进行了实验。具体地，如图9A中概括地示出，将第一和第二热电偶T1、T2置于根据图3的灯具12a的光引擎30（其被加热器代替）和最近端57上。类似地，如图9B中概括地示出，将第一和第二热电偶T1、T2置于平齐安装式灯具84的光引擎80（其被加热器代替）和最近端82上。图9A和图9B的灯具12a，84中的光引擎30、80产生23瓦的热能。虽然未示出，但灯具12a、84也被绝缘件24包围以模拟在天花板14a中的典型安装。然后记录每个灯具12a、84的热电偶T1和T2随时间而变化的温度，如图10和图11中概括地示出。

具体地，图10分别概括地示出了每个灯具12、84中的第一热电偶T1的温度85、87。如图中可见，在大约3-5小时后图9B的平齐安装式灯具84具有大约140摄氏度的稳态温度87（假设当热电偶T1的温度停止升高时为稳态）。与之相比，图9A的灯具12a具有大约115摄氏度的稳态温度85（降低大约25摄氏度）。

现在转向图11，分别概括地示出了每个灯具12a、84中的第二热电偶T2的温度88、89。如图中可见，灯具12a、84之间的T2处的温度88、89的差异在灯具12a，84的底部57、82比在光引擎30、80处甚至更大。虽然此结果一开始似乎违反直觉，但原因在于与平齐安装式灯具84相比有多得多的热能被从部分凹陷式灯具12a的底部（由于对流）移除。部分凹陷式灯具12a的热能的额外流动导致部分凹陷式灯具12a中的顶部到底部的额外的温度差。结果，与平齐安装式灯具84的底部82相比，部分凹陷式灯具12a的底部57的运行温度低大约40度。

现在转向图12和图13，对具有带不同深度D的张开的热凸缘（例如，如图5中概括地示出的热凸缘）的多种灯具进行了模拟。具体地，图12概括地示出了随热凸缘的归一化深度D而变化的光引擎的最高温度90。另外，还记录了随热凸缘的归一化深度D而变化的热凸缘的最近端的最高温度92（即，从热凸缘排放到空气中的热能的量）。图13概括地示出了随热凸缘归一化深度D而变化的沿天花板的最大水平空气速度94。如图中可见，在热凸缘归一化深度D超过大约0.2（即，0.4R）的比率之后，最大水平空气速度94（图13）显著增加。图12的增加的热能排放92和相应的较低温度90是由于图13的较高空气速度94和热凸缘的较大暴露表面积的联合效应所致。

如图14和图15中所示，还对具有带不同凸缘半宽度r的张开的热凸缘（例如，如图5中概括地示出的热凸缘）的多种灯具进行了模拟。具体地，图14概括地示出了随凸缘半宽度r与灯具直径的比率（用灯具直径进行归一化）而变化的光引擎的最高温度104。注意，灯具直径等于2R。另外，也记录了随归一化灯具直径而变化的热凸缘的最近端的最高温度106（即，从热凸缘排放到空气的热能的量）。图15概括地示出了随归一化灯具直径而变化的沿天花板的最大水平空气速度108。

图16是根据本公开的一种降低灯具结点温度的方法160的方框流程图。该灯具包括限定腔体的固定装置、光引擎和热凸缘。将固定装置插入162支撑表面的凹陷中使得热凸缘大致径向地向外延伸超过固定装置并且将热凸缘的最远端设置在与支撑表面相隔距离D处，距离D大于或等于0.4R。将热能从光引擎经过固定装置传导164至热凸缘。将热能从热凸缘以对流方式传递166至热凸缘周围的空气以产生大致沿支撑表面流动的空气流。

虽然图16的方框流程图可被图示并描述为包括特定的步骤序列。然而，应该理解的是该步骤序列仅仅提供了如何实施本文所述的一般功能的示例。不必按所给出的顺序执行这些步骤，除非另有说明。

因此，根据本公开的灯具可降低结点温度。该灯具尤其可用于天花板上方的竖直对流和/或室内的横向对流被阻止的应用中。该灯具也可尤其用于室内具有不流动或几乎不流动的空气地面的应用中。因此，该灯具可以以相同功率（即，亮度）在低于平齐安装式灯具的温度下运行（因此增加光引擎的期望寿命），或者以相同温度在高于平齐安装式灯具的功率下运行而同时也维持可接受的使用寿命。灯具可包括固定装置、联接到该固定装置的至少一个光引擎以及联接到该固定装置的热凸缘。该热凸缘构造成延伸到支撑表面之下距离D处，其中，D大于或等于固定装置的半径的0.4倍。

本公开认识到，在普通安装中位于灯具上方的绝缘件减小来自灯具的热能传递且可产生瓶颈。本公开的部分凹陷式灯具通过增大用于传递来自灯具的热能的天花板表面积，而减小和/或排除该瓶颈。具体地，热凸缘通过增加周围空气中的对流量而降低光引擎的结点温度，由此增加跨过固定装置的体积空气流量及空气速度。具体地，以传导的方式将热能从光引擎经过固定装置传递至热凸缘，在那里，将热能从热凸缘以对流方式传递至周围空气以产生沿支撑表面流动的空气流。热凸缘的形状引导加热的空气从灯具向外且通常沿支撑表面的表面运动。然后，使加热的空气接触更大面积的支撑表面（即，热流面积）。因为由于热凸缘所形成增加的空气流而使经过支撑表面的热流的横截面积大得多，所以将热能传递到支撑表面中所需的温度差则小得多。增加的体积空气流量和流速将更大量的热能从固定装置传递至周围空气，由此降低光引擎的结点温度。

根据一个方面，本公开的特征是一种包括固定装置、光引擎和热凸缘的灯具。固定装置构造成大致被接收在支撑表面的凹陷中，并且限定具有半径R的腔体。光引擎构造成被设置在腔体内，并且包括至少一个光源。热凸缘被设置在固定装置远端区周围。热凸缘具有大致圆锥形的剖面，大致径向地向外延伸超过固定装置并且延伸远离固定装置的远端区。热凸缘的最远端构造成当固定装置被接收在凹陷中时被设置在与支撑表面相隔距离D处。距离D大于或等于0.4R。

根据另一方面，本公开的特征是一种包括固定装置和热凸缘的灯具。固定装置构造成大致被接收在支撑表面的凹陷内，并且限定具有半径R的腔体。该腔体构造成接收至少一个光引擎。热凸缘具有大致圆锥形的剖面，大致径向地向外延伸超过固定装置。热凸缘的最远端构造成当固定装置被接收在凹陷中时被设置在与支撑表面相隔距离D处。距离D大于或等于0.4R。

根据又一方面，本公开的特征是一种降低灯具的结点温度的方法，该灯具具有限定腔体的固定装置、光引擎和热凸缘。该方法包括将固定装置插入支撑表面的凹陷中使得热凸缘大致径向地向外延伸超过固定装置并且将热凸缘的最远端设置在与支撑表面相隔距离D处，距离D大于或等于0.4R；将热能从光引擎经过固定装置传导至热凸缘；以及将热能从热凸缘以对流方式传递至热凸缘周围的空气，以产生大致沿支撑表面流动的空气流。

本文中的术语“第一”、“第二”、“第三”等不表示任何顺序、数量或重要性，而是用于将一个元件与另一个元件加以区别，并且本文中的术语“一”和“一个”不表示对数量的限制，相反表示存在至少一个所指的物品。

虽然本文中已描述了本公开的原理，但本领域技术人员应理解的是该描述仅通过举例而进行，并不是作为对本发明范围的限制。参照本文中公开的具体实施例所描述的特征和方面可与本文中描述的各种其它实施例相互组合和/或应用于这些其它实施例。本文中包括上述特征和方面与上述其它实施例的上述组合和/或应用。除了本文中图示和描述的示例性实施例外，其它实施例也包括在本发明的范围内。本领域普通技术人员所作的修改和替换被认为在本发明的范围内，本发明的范围仅由所附权利要求限定。

Claims (20)

1.一种灯具，包括：

构造成大致被接收在支撑表面的凹陷中的固定装置，所述固定装置限定具有半径R的腔体；

构造成设置在所述腔体内的光引擎，所述光引擎包括至少一个光源；以及

设置在所述固定装置的远端区周围的热凸缘，所述热凸缘具有空心的、大致圆锥形的平截头体形状，大致径向地向外延伸超过所述固定装置并且延伸远离所述固定装置的远端区，其中，所述热凸缘的最远端构造成当所述固定装置被接收在所述凹陷中时被设置在与所述支撑表面相隔距离D处，所述距离D大于或等于0.4R。

2.如权利要求1所述的灯具，其中，所述热凸缘的大致圆锥形的剖面从所述热凸缘的近端区向所述热凸缘的最远端径向地向外大致线性地成锥形。

3.如权利要求1所述的灯具，其中，所述热凸缘具有弯曲的、大致圆锥形的剖面。

4.如权利要求3所述的灯具，其中，所述弯曲的、大致圆锥形的剖面是凹状的。

5.如权利要求3所述的灯具，其中，所述弯曲的、大致圆锥形的剖面是凸状的。

6.如权利要求1所述的灯具，其中，所述热凸缘还包括从所述热凸缘大致向外延伸的至少一个翅片。

7.如权利要求1所述的灯具，其中，所述固定装置与所述热凸缘是单块部件。

8.如权利要求1所述的灯具，其中，所述热凸缘可拆除地固定到所述固定装置。

9.如权利要求8所述的灯具，其中，所述热凸缘和所述固定装置包括相同的材料。

10.如权利要求8所述的灯具，其中，所述热凸缘和所述固定装置包括不同的材料。

11.如权利要求8所述的灯具，还包括在所述热凸缘与所述固定装置之间的热界面材料，所述热界面材料包括具有至少为1.0 W/（m*K）的热导率k的可变形材料。

12.如权利要求1所述的灯具，其中，所述距离D大于或等于0.6R。

13.如权利要求1所述的灯具，其中，所述距离D大于或等于0.8R。

14.如权利要求1所述的灯具，其中，所述距离D小于或等于2R。

15.如权利要求1所述的灯具，其中，所述光引擎包括至少一个发光二极管。

16.如权利要求1所述的灯具，其中，所述光引擎联接到所述腔体的基部区。

17.如权利要求1所述的灯具，其中，所述光引擎设置成邻近于所述固定装置的远端区，邻近于所述热凸缘。

18.如权利要求1所述的灯具，还包括联接到所述固定装置的螺纹连接器，所述螺纹连接器构造成被接收在螺纹灯插座中。

19.一种灯具，包括：

固定装置，所述固定装置构造成大致被接收在支撑表面的凹陷中，所述固定装置限定具有半径R的腔体，其中，所述腔体构造成接收至少一个光引擎；以及

热凸缘，所述热凸缘具有空心的、大致圆锥形的平截头体形状，大致径向地向外延伸超过所述固定装置，其中，所述热凸缘的最远端构造成当所述固定装置被接收在所述凹陷中时被设置在与所述支撑表面相隔距离D处，所述距离D大于或等于0.4R。

20.一种降低灯具的结点温度的方法，所述灯具包括限定出具有半径R的腔体的固定装置、光引擎和热凸缘，其中，所述方法包括：

将所述固定装置插入支撑表面的凹陷中，使得所述热凸缘大致径向地向外延伸超过所述固定装置，并且所述热凸缘的最远端被设置在与所述支撑表面相隔距离D处，所述距离D大于或等于0.4R；

将热能从所述光引擎经过所述固定装置传导至所述热凸缘；以及

将热能从所述热凸缘以对流方式传递至所述热凸缘周围的空气，以产生大致沿所述支撑表面流动的空气流。