CN103697445A - 一种散热结构 - Google Patents

Abstract

一种散热结构，由散热器和光源模组载体构成；散热器包括传热筒、紧固环以及多个散热叶片，传热筒设有内螺纹，散热叶片的侧边下部与传热筒外周面固定连接且平行于传热筒的轴线，紧固环与散热叶片的侧边顶部固定连接，相邻的散热叶片的侧边彼此分离并留有空隙；光源模组载体包括主体、底板、凸部和肋板，主体设有外螺纹，主体顶部设有凸部和肋板，光源模组载体的主体通过外螺纹与传热筒的内螺纹螺纹连接。散热器与光源模组载板螺纹连接，提高了两者的传热效率，有利于将电源的热量传递至散热器进行散热；散热器的散热叶片之间留有空隙，有利于空气对流，提高空气对流效率，从而提高散热结构的散热效率。

Description

一种散热结构

技术领域

本发明涉及用于高棚灯的散热结构。

背景技术

高棚灯是室内照明的常用灯具，一般由电源盒、散热结构和光源依次连接而成，电源盒和光源均产生热量，温度的升高容易降低光源（如LED）的寿命以及效率，造成光衰，影响照明效果，因此散热效率尤为重要。电源盒和光源除了与空气接触进行散热外，更主要通过散热结构进行散热。

传统散热结构主要通过直径较小的导热柱以及连接于其外周面的多个散热叶片构成，顶部与电源盒连接，底部与光源连接，存在以下缺陷：1、底部与光源仅单面接触传热，因难以完全贴合，实际接触面积更小，进一步降低传热效率；2、由于散热结构顶部和底部分别连接电源盒和灯罩，热空气容易在散热叶片之间积聚，难以进行对流、排出热量；3、散热效率低，需增加散热器的高度和散热叶片的面积才能达到所需散热效果，导致重量增大，存在安全隐患，并增加生产成本。

发明内容

本发明要解决的技术问题是提供一种用于高棚灯的散热效率更高的散热结构。

为了解决上述技术问题，本发明提供了一种散热结构，由散热器和光源模组载体构成；所述散热器包括传热筒、紧固环以及多个散热叶片，所述传热筒设有内螺纹，所述散热叶片的侧边长度大于所述传热筒的高度，每个散热叶片的侧边下部与所述传热筒外周面固定连接且平行于所述传热筒的轴线，所述紧固环为环状且直径与所述传热筒一致，所述紧固环与所述散热叶片的侧边顶部固定连接，除与紧固环和传热筒连接的部分，相邻的所述散热叶片的侧边彼此分离并留有空隙；

所述光源模组载体包括主体、底板、凸部和肋板，所述主体为直径和高度与所述传热筒适配的圆柱形，其外周面设有与所述内螺纹配合的外螺纹，所述主体顶部设有以其轴心为中心凸起并延伸至主体顶部边缘的凸部，所述凸部上设有多个竖直的肋板，所述底板为圆盘状，其直径大于所述主体的直径，底板设于所述主体底部并与之同轴，沿所述底板边缘均匀分布多个上下贯通的空气对流孔，所述光源模组载体的主体通过外螺纹与传热筒的内螺纹螺纹连接。

作为优选方式，多个所述散热叶片设有从其顶部延伸至底部、平行于传热筒轴线的第二螺孔，所述第二螺孔的顶端和底端分别设有内螺纹。

作为优选方式，所述传热筒外周面每隔45°圆心角上的散热叶片设有所述第二螺孔，第二螺孔至传热筒轴线的距离与相邻的第二螺孔之间的间距一致。

作为优选方式，所述散热叶片的形状为矩形片状，所述散热叶片底部与传热筒底部平齐。

作为优选方式，所述散热叶片垂直于所述传热筒外周面。

作为优选方式，所述底板边缘还均匀分布多个带有内螺纹的螺纹孔。

作为优选方式，沿所述主体外周面与底板交界处设有凹槽，凹槽的直径小于外螺纹的直径。

作为优选方式，所述凸部为母线是向主体凹陷的内凹弧线型的近似圆台状或圆锥状。

作为优选方式，所述肋板以主体的轴心为中心径向均匀分布。

作为优选方式，所述凸部上设有多个竖直的安装柱，启动时可向凸部送风的散热风扇固定于所述安装柱上。

本发明通过提高传热效率和空气对流效率，提高散热结构的散热效率，具体如下：

1、光源模组载体与光源连接并吸收光源产生的热量，为提高传热效率，与现有技术的单面接触传热不同，光源模组载体的主体设有外螺纹，散热器的传热筒设有内螺纹，两者螺纹连接，在相同连接长度下螺纹表面的接触面积约为平面接触的两倍，传热效率提高一倍；沿所述主体外周面与底板交界处设有凹槽，凹槽的直径小于外螺纹，保证主体与传热筒螺纹连接时主体能完全连接于传热筒中，使底板与散热叶片紧贴，保证热量可通过底板传递至散热叶片，保证热传递效率。

2、散热结构由散热器和光源模组载体构成，与现有技术不同，散热器的传热筒的直径增大且内部轴向中空，相邻的与传热筒连接的散热叶片侧边之间留有空隙，使散热器具有多向流通空气的功能，其优点如下：

与现有技术相比，传热筒的直径至少增加一倍，没有增加重量的同时，可连接更多散热叶片；相邻的与传热筒连接的散热叶片侧边之间留有空隙，该空隙有助于空气横向和纵向流通，及时排走散热叶片之间的热量，避免热量在散热叶片之间积聚，提高热量与空气交换效率，减轻散热器重量，提高安全系数，降低成本。

所述主体顶部设有以其轴心为中心的凸部，所述凸部为母线是内凹弧线型的近似圆台状。所述凸部上设有多个竖直的肋板，所述肋板以主体的轴心为中心均匀分布，所述凸部上还安装可向凸部送风的散热风扇，凸部和肋板一方面起到增加主体顶部散热面积的作用，另一方面起到引导风向的作用，凸部和肋板底部边缘处于传热筒顶部，相邻散热叶片的侧边之间存在间隙，散热风扇启动并向凸部送风时可将散热器中的空气吹向凸部和肋板，凸部和肋板可将风从中心引导至边缘处的散热叶片之间，将散热叶片之间的热量带走，避免热量在散热叶片之间积聚，并利用散热叶片进行散热。所述凸部的母线是内凹弧线型，能减少引导引导风向时风力的损失，符合空气动力学原理，保证风力强度，从而保证散热效率;肋板为直板型，方向与散热叶片相同，即均以传热筒的轴线为圆心径向分布，可直接将风引导至散热叶片，进一步避免干扰和损失。

在高纬度等寒冷地区，对散热风扇的需求不高时，可以不设置散热风扇，此时散热结构的对流散热过程如下：光源将热量传递至光源模组载体，光源模组载体通过底板以及主体将热量传递至散热器的传热筒和散热叶片，使传热筒和散热叶片周围的空气温度升高，由于空气加热后体积变大，密度降低，热空气顺着散热叶片之间上升，并与散热叶片热交换进行散热；热空气上升至散热器顶部的电源盒时通过盒体顶壁上的透气孔排出；由于相邻散热叶片的侧边之间存在间隙，当外部有风经过过时可将热空气横向带出散热器，减少热量在散热叶片之间的积聚。

当设置散热风扇并启动时，散热风扇向凸部送风，所产生的风经过凸部以及肋板的引导从主体顶部边缘向水平向外侧流动，并在底板上方产生负压，由于底板边缘设有通向光源以及灯罩之间的空气对流孔，产生的负压可通过空气对流孔将光源以及灯罩之间的空气吸进底板上方并排走，避免光源持续加热其周围的空气而无法排出，影响其寿命和效率；散热风扇相对凸部另一侧产生负压，该负压抽吸位于相邻散热叶片之间且在散热风扇与电源盒之间的空气，也就是说，由于相邻散热叶片的侧边间隙的存在，散热风扇以上，散热叶片之间的空气因散热风扇产生的负压向中心流动，散热风扇以下，散热叶片之间的空气因散热风扇产生的风向外侧排出，使散热叶片之间形成对流，加快与空气热交换的效率，提高降低散热叶片温度的效率；所述负压还可从盒体底部边缘以及盒体的透气孔抽吸空气，使空气顺着盒体底部边缘和透气孔进入散热器内，进一步降低电源盒的温度。

3、本发明散热效率高，结构合理，与现有技术相比体积、重量大大降低，提高安装稳定性和安全系数，成本也大大降低。

附图说明

下面结合附图和具体实施方式，对本发明作进一步地详细说明：

图1为高棚灯的立体部件分解图。

图2为高棚灯的部件分解剖视图。

图3为高棚灯的立体图。

图4为高棚灯的主视图。

图5为高棚灯的主视剖视图。

图6为电源盒的立体图。

图7为电源盒的仰视图。

图8为散热器的立体图。

图9为散热器的俯视图。

图10为散热器的剖视图。

图11为光源模组载体（带散热风扇）的立体图。

图12为光源模组载体（带散热风扇）的主视图。

图13为光源模组载体（不带散热风扇）的立体图。

图14为光源模组载体（不带散热风扇）的立体图。

具体实施方式

如图1～图5所示，高棚灯包括依次连接的电源盒10、由散热器20和光源模组载体30组成的散热结构和光源401及其灯罩403，所述光源401优选为LED。

如图6和图7所示为电源盒10的立体图和仰视图，电源盒10包括由顶壁和侧壁构成的盒体101，所述侧壁沿顶壁边缘一体成型，盒体101内部是空的、底部敞开。所述盒体101底部相对两侧边缘分别设有3个间距相等的第一螺孔109，每侧边缘上相邻的第一螺孔109与所述盒体101底部中央形成的夹角为45°，这6个第一螺孔109以所述盒体101的底部中央为中心对称分布，最外侧的4个第一螺孔109间距相等。所述盒体101顶部中央设有吊环102，该吊环102用于安装固定高棚灯。

与现有技术不同，由于所述电源盒10底部敞开，省去底板，节省材料，有利于降低成本，减轻重量。为固定驱动电源108，形状近似U型的电源固定支架105的两端螺丝连接（或焊接等其他公知连接方式）于驱动电源108两侧的盒体101顶壁内侧、中部将驱动电源108压紧于所述盒体101顶壁内侧，使驱动电源108固定于所述盒体101顶壁内侧，所述固定支架105的数量至少为2个。驱动电源108通过热传递将热量传至盒体101，并通过盒体101与空气的热交换进行散热。优选地，盒体101顶壁设有多个透气孔110，由于电源盒10顶部开有透气孔110且底部敞开，驱动电源108产生的热量可对流排出盒体101外，避免热量积聚于盒体101内，进一步降低盒体101内部空气的温度，从而使驱动电源108以及盒体101内侧也能与内部空气进行热交换，散热面积增加一倍，提高散热效率。

所述盒体101底部相对两侧分别设有一个通风板106，该通风板106开有多个通孔，其边缘通过螺丝与盒体101底部边缘连接，通风板106覆盖盒体101底部不到一半的面积，通风板106能避免手指接触电源盒10底部时直接伸入盒体101内部而对人身安全造成隐患（如烫伤或触电），保证使用安全，同时其通孔可保证空气流通，并提升外观美感。

两个接线端子台107螺丝连接于盒体101顶壁内侧且位于所述驱动电源108两侧，所述驱动电源108分别与所述两个接线端子台107连接，其中一个接线端子台107与驱动电源108的输入端连接，所述盒体101顶壁设有可供输入电源线（图中未示出）插入的固定卡线接头103，输入电源线可与该接线端子台107连接，为驱动电源108供电；另一个接线端子台107与驱动电源108的输出端连接，散热风扇307和光源401与该接线端子台107连接即可获得供电。

如图8～图10所示为散热器20的立体图、俯视图和剖视图，散热器20优选由传热筒203、紧固环202以及多个散热叶片201一体成型而成，一体成型的结构保证各个部件完全相连，保证传热效率。散热器20的直径（即传热筒203的直径以及两个散热叶片201宽度之和）至少大于所述盒体101的宽度。所述传热筒203为圆筒状，内侧设有内螺纹204，与现有技术相比，其形状为圆筒状而非实心圆柱且其直径增加至少一倍，没有增加重量的同时，可连接更多散热叶片201。所述散热叶片201的形状优选为矩形片状，其侧边长度大于所述传热筒203的高度，每个散热叶片201的侧边下部与所述传热筒203外周面固定连接且平行于所述传热筒203的轴线（即沿传热筒203外周面的母线布置），所述散热叶片201底部与传热筒203底部平齐。所述散热叶片201垂直于所述传热筒203外周面，（即散热叶片201垂直于与传热筒203外周面连接点的切线），使散热叶片201以传热筒203的轴心为圆心径向均匀径向分布于传热筒203外周面。所述紧固环202为环状且直径与所述传热筒203一致，所述紧固环202与所述散热叶片201的侧边顶部固定连接。除与紧固环202和传热筒203连接的部分，相邻的所述散热叶片201的侧边彼此分离并留有空隙。这样，散热叶片201的顶部和下部均得以固定，保证散热器的结构强度；散热叶片201的侧边没有完全与传热筒203连接，使相邻的所述散热叶片201侧边之间留有空隙，该空隙有助于空气流通，及时排走散热叶片201之间的热量，避免热量在散热叶片201之间积聚，提高散热效率，减轻散热器重量，提高安全系数，降低成本。

本实施例中，所述散热叶片201的数量优选为56个且均匀分布于传热筒203外周面，传热筒203外周面每隔45°圆心角上的散热叶片201设有从其顶部延伸至底部、平行于传热筒轴线的第二螺孔205（即共有8个第二螺孔205），第二螺孔205至传热筒203轴线的距离与相邻的第二螺孔205之间的间距一致（使所述第二螺孔205以传热筒203的轴线为中心呈正方形布置），且所述第二螺孔205之间的间距还与盒体101底部同一侧边缘上第一螺孔109之间的间距一致，任意相对两侧的第二螺孔205与所述第一螺孔109一一对应，提高安装的便利性。如图8～图9所示，所述第二螺孔205截面形状为C型，其顶端以及底端设有内螺纹，参见图1～图5，所述盒体101的第一螺孔109与散热器20的第二螺孔205的顶端螺丝连接。

参见图13和图14为光源模组载体30的立体图和主视图，所述光源模组载体30主要由主体308、底板305、凸部303和肋板302一体成型而成。所述主体308为直径和高度与所述传热筒203适配的圆柱形，其外周面设有与所述内螺纹204配合的外螺纹304。所述底板305为圆盘状，其直径大于所述主体308的直径，底板305设于所述主体308底部并与之同轴，沿所述底板305边缘均匀分布12个上下贯通的空气对流孔306和4个设有内螺纹的螺纹孔310，所述螺纹孔310之间的圆心角为90°（以底板305轴心为圆心），相邻螺纹孔310之间设有3个空气对流孔306。所述光源模组载体30的主体308通过外螺纹304与传热筒203的内螺纹204螺纹连接。如图5所示，所述光源401螺丝连接于光源模组载体30底部，光源401通过电线与连接于所述驱动电源108的输出端的接线端子台107连接，电线可穿过散热叶片201之间（图中未示出）。PC罩（PC为聚碳酸酯）402罩住所述光源401，其边缘开有与所述螺纹孔310对应的通孔，其通孔与所述螺纹孔310螺丝连接。灯罩403中心开孔且可容PC罩402通过，孔的边缘与更接近传热筒203轴线的4个第二螺孔205底端螺丝连接。

由于光源401发热量大，是主要的热量来源，除了与空气热交换外，更主要通过散热结构进行散热，即将热量传递给光源模组载体30和散热器20进行散热，因此光源模组载体30和散热器20的热传递效率尤为重要，而光源模组载体30与散热器20的接触面积决定其热传递效率。一方面，光源模组载体30的主体308与散热器20的传热筒203螺纹连接，相同连接长度下螺纹表面的接触面积约为平面接触的两倍，传热效率提高一倍；另一方面，如图5所示，所述光源模组载体30的底板305顶部与所述散热叶片201的底部相接，使光源401产生的热量通过底板305传递至散热叶片201，如图12所示，沿所述主体308外周面与底板305交界处设有凹槽309，凹槽309的直径小于外螺纹304的直径，主体308能完全连接在传热筒203中而不受阻碍，使底板305与散热叶片201完全接触，保证传热效率。

散热结构的对流散热过程如下：光源401将热量传递至光源模组载体30，光源模组载体30通过底板305和主体308分别将热量传递至散热器20的散热叶片201和传热筒203，同时通过主体308顶部的凸部303和肋板302与空气热交换，传热筒203和散热叶片201周围的空气温度升高，由于空气加热后体积变大，密度降低，热空气顺着散热叶片201之间上升，并与散热叶片201热交换进行散热；优选地，盒体101设有透气孔110，热空气上升至散热器20顶部的电源盒10时通过盒体101顶壁上的透气孔110排出；由于相邻散热叶片201的侧边之间存在间隙，当外部有风经过过时可将热空气横向带出散热器20，减少热量在散热叶片201之间的积聚。所述主体308顶部设有以其轴心为中心凸起并延伸至主体308顶部边缘的凸部303，所述凸部303为母线是向主体308凹陷的内凹弧线型的近似圆台状或圆锥状。所述凸部303上设有多个竖直的肋板302，所述肋板302以主体308的轴心为中心径向均匀分布。

参见图11和图12，所述凸部303上设有3个竖直的安装柱301，所述安装柱301以所述主体308的轴心为中心均匀分布，散热风扇307固定于所述安装柱301上，散热风扇307通过电线与连接于所述驱动电源108的输出端的接线端子台107连接（电线图中未示出），散热风扇307启动时可向凸部303送风。

凸部303和肋板302一方面起到增加主体308顶部散热面积的作用，另一方面起到引导风向的作用，如图5、图11和图12所示，凸部303和肋板302底部边缘处于传热筒203顶部，所述凸部303的母线是内凹弧线型，符合空气动力学原理，能减少引导引导风向时风力的损失，保证风力强度，从而保证散热效率。肋板302为直板型，方向与散热叶片201相同，即均以传热筒203的轴线为圆心径向分布，可直接将风引导至散热叶片201，进一步避免干扰和损失。

散热风扇307启动时散热结构的对流散热过程如下：散热风扇307向凸部303送风，所产生的风经过凸部303以及肋板302的引导从主体308顶部边缘向水平向外侧流动，并在底板305上方产生负压，由于底板305边缘设有通向光源401以及灯罩403之间的空气对流孔306，产生的负压可通过空气对流孔306将光源401以及灯罩403之间的空气吸进底板305上方并排走，避免光源401持续加热其周围的空气而无法排出，影响其寿命和效率；散热风扇307相对凸部303另一侧产生负压，该负压抽吸位于相邻散热叶片201之间且在散热风扇307与电源盒10之间的空气，也就是说，散热风扇307以上，散热叶片201之间的空气因散热风扇307产生的负压向中心流动，散热风扇307以下，散热叶片201之间的空气因散热风扇307产生的风向外侧排出，使散热叶片201之间形成对流，加快与空气热交换的效率，提高降低散热叶片201温度的效率。优选地，盒体101设有透气孔110，散热风扇307启动时，形成的负压从盒体101透气孔110抽吸空气，使空气顺着盒体101底部边缘和透气孔110进入散热器20内，进一步降低电源盒10的温度。

Claims (10)

1.一种散热结构，其特征在于，由散热器（20）和光源模组载体（30）构成；所述散热器（20）包括传热筒（203）、紧固环（202）以及多个散热叶片（201），所述传热筒（203）设有内螺纹（204），所述散热叶片（201）的侧边长度大于所述传热筒（203）的高度，每个散热叶片（201）的侧边下部与所述传热筒（203）外周面固定连接且平行于所述传热筒（203）的轴线，所述紧固环（202）为环状且直径与所述传热筒（203）一致，所述紧固环（202）与所述散热叶片（201）的侧边顶部固定连接，除与紧固环（202）和传热筒（203）连接的部分，相邻的所述散热叶片（201）的侧边彼此分离并留有空隙；

所述光源模组载体（30）包括主体（308）、底板（305）、凸部（303）和肋板（302），所述主体（308）为直径和高度与所述传热筒（203）适配的圆柱形，其外周面设有与所述内螺纹（204）配合的外螺纹（304），所述主体（308）顶部设有以其轴心为中心凸起并延伸至主体（308）顶部边缘的凸部（303），所述凸部（303）上设有多个竖直的肋板（302），所述底板（305）为圆盘状，其直径大于所述主体（308）的直径，底板（305）设于所述主体（308）底部并与之同轴，沿所述底板（305）边缘均匀分布多个上下贯通的空气对流孔（306），所述光源模组载体（30）的主体（308）通过外螺纹（304）与传热筒（203）的内螺纹（204）螺纹连接。

2.根据权利要求1所述的一种散热结构，其特征在于，多个所述散热叶片（201）设有从其顶部延伸至底部、平行于传热筒（203）轴线的第二螺孔（205），所述第二螺孔（205）的顶端和底端分别设有内螺纹。

3.根据权利要求2所述的一种散热结构，其特征在于，所述传热筒（203）外周面每隔45°圆心角上的散热叶片201设有所述第二螺孔（205），第二螺孔（205）至传热筒（203）轴线的距离与相邻的第二螺孔（205）之间的间距一致。

4.根据权利要求1所述的一种散热结构，其特征在于，所述散热叶片（201）的形状为矩形片状，所述散热叶片（201）底部与传热筒（203）底部平齐。

5.根据权利要求1所述的一种散热结构，其特征在于，所述散热叶片（201）垂直于所述传热筒（203）外周面。

6.根据权利要求1所述的一种散热结构，其特征在于，所述底板（305）边缘还均匀分布多个带有内螺纹的螺纹孔（310）。

7.根据权利要求1所述的一种散热结构，其特征在于，沿所述主体（308）外周面与底板（305）交界处设有凹槽（309），凹槽（309）的直径小于外螺纹（304）的直径。

8.根据权利要求1所述的一种散热结构，其特征在于，所述凸部（303）为母线是向主体（308）凹陷的内凹弧线型的近似圆台状或圆锥状。

9.根据权利要求1所述的一种散热结构，其特征在于，所述肋板（302）以主体（308）的轴心为中心径向均匀分布。

10.根据权利要求1～9任意一项所述的一种散热结构，其特征在于，所述凸部（303）上设有多个竖直的安装柱（301），启动时可向凸部（303）送风的散热风扇（307）固定于所述安装柱（301）上。

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