CN104641176B - 改进的散热器 - Google Patents

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Abstract

一种用于从物体驱散热量的散热器组件，所述组件包括：（i）第一散热器部分，所述第一散热器部分包括热传导材料的第一主体，该热传导材料具有高的热传导性以及等于或低于900℃的熔点或降解点，所述第一主体具有第一末端、第二末端以及至少一个侧壁；（ii）第二散热器部分，所述第二散热器部分包括热传导材料的第二主体，该热传导材料具有高的热传导性，熔点等于或高于900℃，所述传导材料具有第一侧和第二侧；其中所述第二主体的第一侧适于与待散热的物体形成导热贴合，其中所述第二主体的第二侧适于与所述第一主体的第一末端形成导热贴合。热绝缘层位于散热器组件和散热器组件连接的物体之间，以防止在散热器组件和物体之间进行热传递。

Description

改进的散热器
技术领域
本发明涉及改进的散热器。其特别适用于，但不限于，防火或防火相关的包含热绝缘层的散热器和包含这种散热器的射灯。
背景技术
射灯或筒灯越来越广泛地作为光源用于家庭和商业环境中。其外观特别简洁且不显眼，因为几乎整个射灯配件都隐藏在天花板或其他合适面板或表面后面，同时发出赏心悦目的光。
当初次引入时，射灯设计为容纳固定在射灯内部的灯座上的灯泡或灯(lamp)。这种设置具有很多优点。例如，当发生故障时，可以很容易地更换灯。此外，为了满足客户的要求，在相同的射灯中还可以使用各种不同类型的灯，特别是能提供不同光温度或不同效率的灯。如果客户要求改变，或者更高效的灯面世时，可以安装更换新的灯来满足这些新的要求。
在引入LED(发光二极管)技术之前，这种设计理念运作良好。在LED之前，射灯外壳的制作比灯的制作要贵很多，因为传统的灯经常发生故障，需要很方便地更换灯。相反，只要产生的热量有效地散出，那么LED具有非常长的工作寿命。此外，LED光引擎，或固态照明元件不需要被包含在传统的灯内，而是可以直接安装在射灯筒或外壳内。因此，很多LED射灯将LED光引擎直接安装在射灯筒或外壳内，而不需要按照传统方式使用灯。
在这种新型的设置中，要解决的一个问题是如何去除安装在射灯外壳内的固态照明元件产生的热量。特别当射灯用于防火，其外壳上没有通风孔时，这更是一个问题。通常，散热器用于驱散光引擎产生的热量。用于这种应用的散热器通常由铝，经常是铝挤压材制成。当该散热器与所述射灯外壳接触或连接时，热量传导至整个外壳上而消散。当安装该射灯的表面为装饰表面，或者任何暴露于热量中会变色或随时间变坏的表面时，这种设置是特别不好的。在现有技术中，当打开灯时，射灯整个配件都变热，导致随着时间推迟表面的损坏。
因为这些射灯经常置于天花板或其他包含防火等级的表面，这些射灯配件也必须是防火的，以保持天花板的防火等级和防火完整性。防火等级指的是物品可耐受标准耐火试验的持续期间，通常表达为时间，例如60分钟防火等级。防火射灯通常具有当暴露在约900至1000℃的测试条件下时，30分钟、60分钟或90分钟的防火等级。
铝在约660℃下熔化，因此铝制散热器在例如as BS 476 Part 21的标准耐火试验中将不可避免地熔化。因此，本发明的目的是创造一种防火散热器，优选地，该散热器不会通过整个射灯外壳或壳体散热，且具体地当用于射灯应用时，不会通过安装在射灯外壳的前部凸缘散热。
发明内容
根据本发明的第一实施例，提供一种权利要求1所述的散热器。提供一种用于从物体散热的散热器组件，所述组件包括：(i)第一散热器部分，包括热传导材料的第一主体，该热传导材料具有高的热传导性，熔点或分解点等于或低于900℃，所述第一主体具有第一末端、第二末端和至少一个侧壁；
(ii)第二散热器部分，包括热传导材料的第二主体，该第二主体具有高的热传导性，熔点等于或高于900℃，所述传导材料具有第一侧和第二侧；其中所述第二主体的第一侧适于与待散热的物体形成导热贴合，其中所述第二主体的第二侧适于与所述第一主体的第一末端形成导热贴合。通过由高传导但高熔点的材料形成散热器组件的部分，具体地形成散热器可能暴露于火中的部分，从而能够创造一种防火散热器。以及，所述第二散热器部分包括热传导材料片，该热传导材料片大致延伸遍及所述第一散热器部分的整个第一末端。
使用较高熔点的材料片是引入防火性能的特别经济有效的方式。
优选地，该第一散热器主体包含散热片，且优选地，该第一散热器主体横截面大致为圆柱形，优选地，为圆形的圆柱形。如此，传统的鳍片铝挤压材可以用于该第一散热器主体。优选地，该第一散热器主体的横截面在第一末端和第二末端之间变化。
该第二散热器部分可以由材料专家选择的各种各样的材料制成。优选地，该第二散热器部分包括黄铜或铜，更优选地，该第二散热器部分包括黄铜或铜圆盘。
优选地，该热传导材料片延伸超过所述第一散热部分的第一末端的外圆周，在所述第一散热器部分的第一末端的周围形成凸缘或侧翼，用于使凸缘安装至另一个物体，例如射灯外壳部件。
优选地，所述散热器组件还包括第三散热器部分，该第三散热器部分包括热绝缘材料的环形圈，该热绝缘材料的环形圈用于安装于或与该第二散热器部分的凸缘配合。该热绝缘层防止热量从该散热器传递至安装散热器的物体上。
根据本发明的第二实施例，提供一种适于安装至表面，如天花板的孔内的射灯组件，该射灯组件包括：(i)安装环，包括具有前端和后端以及至少一个侧壁的管状主体，该管状主体的前端包括第一、向外延伸的凸缘，用于与孔周围的表面配合，该管状主体的后端包括第二、向内延伸的凸缘；
(ii)根据本发明第一实施例的散热器组件；
(iii)LED照明元件以热接触地方式安装在该散热器的热传导材料的第二主体的第一侧；其中该散热器的热传导材料的第二主体连接至该管状主体后端的第二向内延伸的凸缘，该射灯组件还包括位于向内延伸的凸缘和该散热器组件之间的热绝缘材料层，因此基本上防止热量从LED照明元件或散热器组件传导至射灯组件的安装环。这种设置第一次提供了在防火射灯中设置防火散热器，其中没有明显量的热量从LED光引擎传导至射灯的安装环或外壳。
优选地，该热绝缘材料层采用圆环的形式。该热绝缘材料可以包括材料专家选择的各种各样的材料，包括耐高温硅橡胶或膨胀性材料。
附图说明
接下来参考附图，仅通过举例的方式，描述本发明的具体实施例：
图1展示了安装至射灯的本发明的散热器组件的展开图；
图2展示了没有LED驱动组件的、图1中组装的射灯的部分剖视图。
具体实施方式
现在将通过举例的方式描述本发明的各实施例。这些都不是本发明付诸实践的唯一途径，但是是申请人目前已知的最好的方式。
参考图1和2，展示了包括防火散热器和热绝缘层的防火射灯。图1展示了挡板01，其前面被保持在天花板内的孔(未示出)的房间侧。该挡板可以由任何合适的装饰材料制成，例如铝、不锈钢或镀铬材料。该挡板通过螺丝或其他固定装置连接至位于安装环10前面的第一凸缘31，以下将详细描述。该安装环由熔点等于或大于约900℃、优选等于或大于1000℃的材料制成。低碳钢是一种特别合适的材料，因为其既可以抵抗典型的防火等级试验，如BS 476 Part 21的温度，又可以压缩至如图1所示的理想形状。该形状提供前端、后端和管状侧壁，且包括位于安装环或套管10前端的第一向外的凸缘31，以及位于安装环10后端的第二向内的凸缘32。
该安装环10为挡板01和散热器组件09、24和14提供方便的固定点，如下所述。
该散热器组件包括第一部分14，该第一部分由大致圆柱形挤压材的铝鳍片制成，通常为射灯中的典型类型。该第一散热器主体14的横截面在朝向与该安装环10的后端配合的末端减小，以使该第一散热器主体穿过该安装环后端的孔，而不会造成与该安装环后端的热传导接触。
该散热器组件的第二部分包括圆盘9，例如由黄铜制成。任何具有高传导性以及在等于或高于约900℃融化或降解的材料都适合用于制作该散热器组件的第二部分。高的热传导性指的是材料的k值等于或高于70(W/m.K)，优选高于90(W/m.K)。
该散热器组件的第二部分在遇到火的情况下保护第一部分，从而使火不能渗入穿过该第二部分。
在该实施例中，该散热器组件的第二部分09连接至该安装环10内的凸缘32。本发明的重要特征是热绝缘层24，位于黄铜圆盘09和凸缘32之间。这防止在光引擎/散热器组件和安装环10之间任何明显的热传导。该热绝缘层包括k值等于或小于5，优选小于1，更优选小于0.5W/m.K的材料。
安装在作为主散热器的金属芯PCB上的LED光引擎或光引擎07安装至该黄铜圆盘的第一侧。LED光引擎产生的热量通过PCB、黄铜圆盘09传导吸出至散热器部分14，并通过对流驱散掉。根据需要，各种透镜和扩散器02、03、04位于该挡板01和光引擎07之间。
各种各样的合适的材料适用于热绝缘层，或者热绝缘材料层包括耐高温硅橡胶、膨胀化合物或玻璃纤维织物。材料专家将决定本申请中使用的最佳材料。
该射灯组件由LED高效驱动器21及其相关安装部件16、17、18、19、20以及将该射灯连接至干线供应的电力的连接插座23组成。

Claims (11)

1.一种用于从物体驱散热量的散热器组件，所述组件包括：
(i)第一散热器部分，所述第一散热器部分包括热传导材料的第一主体，该热传导材料具有高的热传导性以及等于或低于900℃的熔点或降解点，所述第一主体具有第一末端、第二末端以及至少一个侧壁；
(ii)第二散热器部分，所述第二散热器部分包括热传导材料的第二主体，该第二主体具有高的热传导性以及等于或高于900℃的熔点，所述传导材料具有第一侧和第二侧；其中所述第二主体的第一侧适于与待散热的物体形成导热贴合，其中所述第二主体的第二侧适于与所述第一主体的第一末端形成导热贴合；以及
所述第二散热器部分包括热传导材料片，该热传导材料片大致延伸遍及所述第一散热器部分的整个第一末端，
其中，所述热传导材料片延伸超过所述第一散热部分的第一末端的外圆周，在所述第一散热器部分的第一末端的周围形成凸缘或侧翼，所述散热器组件还包括第三散热器部分，该第三散热器部分包括热绝缘材料的环形圈，该热绝缘材料的环形圈用于坐落于或与所述第二散热器部分的凸缘配合。
2.根据权利要求1所述的散热器组件，其特征在于，所述第一散热器主体包括鳍片。
3.根据权利要求1或2所述的散热器组件，其特征在于，所述第一散热器主体大致为圆柱形。
4.根据权利要求3所述的散热器组件，其特征在于，所述第一散热器主体横截面大致为圆形圆柱形。
5.根据权利要求1所述的散热器组件，其特征在于，所述第一散热器主体的横截面在所述第一末端和第二末端之间变化。
6.根据权利要求1所述的散热器组件，其特征在于，所述第二散热器部分包括黄铜或铜。
7.根据权利要求6所述的散热器组件，其特征在于，所述第二散热器部分包括黄铜或铜圆盘。
8.一种适于安装至表面、如天花板上的孔内的射灯组件，所述射灯组件包括：
(i)安装环，包括具有前端和后端以及至少一个侧壁的管状主体，所述管状主体的前端包括第一、向外延伸的凸缘，用于与所述孔周围的表面配合，该管状主体的后端包括第二、向内延伸的凸缘；
(ii)根据权利要求1至7中任一项所述的散热器组件；
(iii)LED照明元件，所述LED照明元件以热接触的方式安装在该散热器的热传导材料的第二主体的第一侧；
其中该散热器的热传导材料的第二主体连接至该管状主体后端的第二向内延伸的凸缘，该射灯组件还包括位于向内延伸的凸缘和该散热器组件之间的热绝缘材料层，从而防止热量从LED照明元件或散热器组件传递至射灯组件的安装环。
9.根据权利要求8所述的射灯组件，其特征在于，所述热绝缘材料层为环形圈的形式。
10.根据权利要求8或9所述的射灯组件，其特征在于，所述热绝缘材料层包括耐高温硅橡胶。
11.根据权利要求8或9所述的射灯组件，其特征在于，所述热绝缘材料层包括膨胀性材料。
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