CN110410752B - 用于车用发光装置的冷却装置 - Google Patents

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Abstract

本发明提供一种冷却装置(1)，用于冷却位于车用发光装置中的光源。该冷却装置(1)包括：旨在与光源热接触的散热器(2)；与散热器(2)直接热接触的多个散热片(3)；与散热器(2)和风扇(6)直接热接触的多个销(4)。风扇(6)布置成使流体从冷却装置(1)的入口(11)流向冷却装置(1)的出口(12)，使得多个翅片(3)比多个销(4)更靠近入口(11)。

Description

用于车用发光装置的冷却装置
技术领域
本发明涉及机动车发光装置的散热领域。
背景技术
光源产生大量的热，需要消散这些热，以使得不会危及所述光源的操作。当光源是发光二极管(LED)时，该问题甚至更重要，因为温度对所述光源的操作性能具有很大的影响。
已知具有散热片的散热器解决了该问题。散热器定位成与光源热接触，并且该散热器设置有散热片，该散热片消散来自散热器的热，使得散热片周围的空气被加热然后被废弃。
有时，也使用风扇来产生强制流体流动，这改善了该散热器的热行为。由于现代车用发光装置的尺寸较小以及通常用于实现不同照明和信号指示功能的单个LED的数量增加，因此这些元件的热性能的任何改进都是至关重要的。
发明内容
本发明提供一种用于散热装置的解决方案，该方案借助于一种冷却装置和一种车用发光装置实现了良好热性能。
在本发明的一个方面，本发明提供了一种冷却装置，用于冷却位于车用发光装置中的光源，该冷却装置包括：
散热器，该散热器旨在与光源热接触；
多个散热片，所述多个散热片与散热器直接热接触；
多个销，所述多个销与散热器直接热接触；
风扇，该风扇布置成使流体从冷却装置的入口流向冷却装置的出口，使得所述多个散热片比所述多个销更靠近入口。
这种冷却装置被配置成产生气流，该气流消散来自销和散热片的大量热。风扇产生流体流，其中空气在穿过销之前穿过散热片。因为流体在销引起该流体流之前首先到达散热片并且以良好的取向到达销，因此这种布置有利地改善了散热。
在一些特定实施例中，风扇比所述多个散热片更靠近入口。在其他特定实施例中，所述风扇比所述多个销更靠近出口。
在第一种替代方案中，风扇产生流体流并将流体流吹向散热片，使得流体流穿过散热片，然后穿过销，然后离开冷却装置。在第二种替代方案中，空气从风扇吸入，该风扇位于出口附近或位于出口本身中，使得空气穿过散热片，然后穿过销，然后穿过风扇，然后离开冷却装置。当需要大流动时，第一种布置是有用的，但是可能导致效率较低。第二种布置更有效，因为湍流被最小化或避免了湍流。
在一些特定实施例中，当流体通过风扇移动时，流体旨在沿第一方向进入冷却装置的入口，并且旨在沿基本上与第一方向相同的第二方向离开所述多个销。
有利地，不会产生由于流动方向的变化引起的压力损失，因此提高了该冷却装置的效率。
在一些特定实施例中，所述多个散热片和所述多个销从散热器突出。这是实现散热器与所述多个散热片和所述多个销之间的热连接的有利方式。在一些特定实施例中，所述多个散热片和所述多个销与散热器形成相同的角度。这种布置是最佳的，使得流体流以尽可能少的阻碍穿过这些元件。
在一些特定实施例中，冷却装置还包括：
从散热器突出的第一壁和第二壁，使得所述多个散热片和所述多个销被第一壁和第二壁包围；
集气壁，该集气壁与散热器相对地定位，从而与散热器和第一壁和第二壁一起形成封闭管道。
这些壁形成封闭的管道，使得流体流不会散开，从而最大化冷却装置的性能。
在一些特定实施例中，所述多个销布置在至少四个错位的销排中，从而产生梅花形布置。这种布置对于冷却装置的热性能是最佳的。在更具体的实施例中，每个散热片均是直的并且将散热片线限定为散热片的延伸，使得所有散热片线都是平行的；并且销排平行于散热片线，但是散热片线不与销排重合。这种有利的布置旨在使空气以尽可能最佳的配置穿过销：空气以在两个散热片线之间的流线(current line)离开散热片，并且这些流线冲击销排，从而最大化热交换。
在一些特定实施例中，
两个相邻的销之间的距离在3mm到6mm之间；
两个相邻的散热片之间的距离在4mm到6mm之间；和
散热片与其最近的销之间的距离在3mm到5mm之间。
在一些特定实施例中，所述多个销具有截头圆锥形状，并且所述多个散热片具有基部和比基部窄的顶部部分。
在一些特定实施例中，销的顶部直径小于3mm。在更具体的实施例中，散热片的顶部部分宽度在1.5mm到2mm之间。在更具体的实施例中，散热片和销从散热器突出一高度，该高度低于35mm。
在本发明的另一方面，本发明提供一种车用发光装置，该车用发光装置包括根据本发明的第一方面的冷却装置和与散热器热接触布置的光源。
因为冷却装置能够处理由这些元件的操作产生的热，所以该车用发光装置可以配备有大功率光源。
在一些特定实施例中，照明装置还包括第一光学元件，该第一光学元件布置成接收来自所述多个光源的光并将所述光成形为投射到照明装置外部的光图案。
如车用照明领域的技术人员将在没有任何额外负担的情况下理解的那样，光学元件是具有一些光学特性以接收光束并以特定方向和/或形状发射光束的元件。
在一些特定实施例中，光学元件是光导、透镜、反射器或准直器中的至少一种。
这些光学元件可用于管理由光源产生的光并提供均匀的出射。
在一些特定实施例中，光源是固态光源，诸如发光二极管(LED)。
术语“固态”是指由固态电致发光元件发射的光，其使用半导体将电力转换成光。与白炽灯照明相比，固态照明以减少的热产生和较小的能量消散产生可见光。与脆性玻璃管/灯泡和长的细灯丝线相比，通常小质量的固态电子照明装置提供更大的抗冲击性和抗振动性。他们还消除了灯丝蒸发，潜在地增加了发光装置的寿命。这些类型的照明的一些示例包括半导体发光二极管(LED)、有机发光二极管(OLED)或聚合物发光二极管(PLED)而不是灯丝、等离子体或气体来作为发光源。
附图说明
为了完成描述并且为了更好地理解本发明，提供了一组附图。所述附图形成说明书的组成部分并且示出了本发明的实施例，其不应被解释为限制本发明的范围，而是仅作为如何能够实施本发明的示例。附图包括以下图：
图1示出了根据本发明的冷却装置的特定实施例。
图2示出了这种冷却装置的更详细视图。
图3示出了安装在机动车辆上的先前图中所示的车用照明装置。
图4示出了安装在机动车辆上的如图1至图3所示的车用照明装置。
具体实施方式
足够详细地描述了示例性实施例，以使得本领域普通技术人员能够实施和实现本文描述的系统和过程。重要的是要理解，实施例可以以许多替代形式提供，并且不应该被解释为限于本文阐述的示例。
因此，尽管可以以各种方式修改实施例并采用各种替代形式，但是其具体实施例在附图中示出并且在下面作为示例详细描述。不旨在限制于所公开的特定形式。相反，应包括落入所附权利要求范围内的所有修改、等同物和替代物。在整个附图和适当的详细描述中，示例性实施例的元件始终由相同的附图标记表示。
除非另外定义，否则本文使用的所有术语(包括技术和科学术语)应当按照本领域的惯例进行解释。将进一步理解，除非本文明确地如此定义，否则共同使用的术语也应该被解释为相关领域中的惯例而不是臆想化或过于正式的含义。
在本文中，术语“包括”及其派生词(例如“包括有”等)不应被理解为排除意义，也就是说，这些术语不应被解释为排除描述和定义的内容可以包括其他元素、步骤等的可能性。
图1示出了根据本发明的冷却装置1的特定实施例的立体前视图。该冷却装置1旨在作为前照灯的一部分并且包括散热器2，该散热器2与提供光束功能的多个LED热接触。
图2示出了这种冷却装置1的剖视图，从而可以看出包含在冷却装置1中的元件。该冷却装置包括用于进气的入口11和用于排气的出口12。
首先，该图的冷却装置1包括多个散热片3，所述多个散热片3直接从散热器2突出。如该图可以看出的，所有这些散热片3都是平行的，并且每个散热片均将散热片线30限定为他们的形状的延伸。
其次，该冷却装置1还包括多个销4，所述多个销4直接从散热器2突出。如该图可以看出的，所有这些销4都从散热器突出并且成排布置。这些排是错位的，因此形成梅花形布置。此外，每个排均位于两个不同的散热片线30之间，以便不与散热片线30中的任何一个重合。
最后，该冷却装置包括风扇6。该风扇位于冷却装置1的出口12处，使得当冷却装置1运行时，空气从风扇吸入，并被迫使穿过散热片，然后穿过销，然后再穿过风扇，然后离开冷却装置。
所述多个散热片、所述多个销和风扇的线性布置使得空气沿第一方向进入冷却装置的入口并且沿基本上与第一方向(该方向平行于散热片线30)相同的第二方向离开所述多个销。因此，空气沿着非常直的路径行进，几乎没有压力损失。
在该特定实施例中，这些元件的尺寸已被设计成应对特定的设计条件，并且散热片和销具有下列尺寸：
两个相邻的销之间的距离近似为4mm；
两个相邻的散热片之间的距离近似为5mm；和
散热片与其最近的销之间的距离近似为3mm。
此外，销具有截头圆锥形状，顶部直径近似为2.5mm。此外，散热片具有比顶部部分宽的基部，并且该顶部部分近似为1.8mm宽。
但是，对于不同的应用，这些尺寸可以不同。
图3示出了冷却装置1的立体后视图，以示出外部元件，这些外部元件形成用于使空气从入口11流向出口12的封闭管道。
气流被第一壁71和第二壁72围绕，该第一壁71和第二壁72也沿与散热片和销相同的方向从散热器2突出。通过与散热器平行的集气壁73形成封闭管道。第一壁71和第二壁72已经在图2中示出，但是在该图中去除了集气壁73，使得可以看出包括在冷却装置的内部的不同元件。
图4示出了安装在机动车辆100上的先前图中所示的车用照明装置10。提供了近光功能的该照明装置10可以配备有大功率LED，由此产生的热由冷却装置1消散。

Claims (17)

1.一种冷却装置(1)，用于冷却位于车用发光装置中的光源，所述冷却装置(1)包括：
散热器(2)，所述散热器旨在与所述光源热接触；
多个散热片(3)，所述多个散热片与所述散热器(2)直接热接触；
多个销(4)，所述多个销与所述散热器(2)直接热接触；
风扇(6)，所述风扇布置成使流体从所述冷却装置(1)的入口(11)流向所述冷却装置(1)的出口(12)，使得所述多个散热片(3)比所述多个销(4)更靠近所述入口(11)。
2.根据权利要求1所述的冷却装置(1)，其中，所述风扇(6)比所述多个散热片(3)更靠近所述入口(11)。
3.根据权利要求1所述的冷却装置(1)，其中，所述风扇(6)比所述多个销(4)更靠近所述出口(12)。
4.根据权利要求1所述的冷却装置(1)，其中，当流体通过所述风扇移动时，所述流体旨在沿第一方向进入所述冷却装置(1)的所述入口(11)并且旨在沿基本上与所述第一方向相同的第二方向离开所述多个销(4)。
5.根据前述权利要求中的任一项所述的冷却装置(1)，其中，所述多个散热片(3)和所述多个销(4)从所述散热器(2)突出。
6.根据权利要求5所述的冷却装置(1)，其中，所述多个散热片(3)和所述多个销(4)与所述散热器(2)形成相同的角度。
7.根据权利要求6所述的冷却装置(1)，其中，所述多个销(4)具有截头圆锥形状，以及所述多个散热片(3)具有基部和比所述基部窄的顶部部分。
8.根据权利要求1至4中的任一项所述的冷却装置(1)，还包括
从所述散热器(2)突出的第一壁(71)和第二壁(72)，使得所述多个散热片(3)和所述多个销(4)被所述第一壁和所述第二壁包围；
集气壁，所述集气壁与所述散热器相对地定位，从而与所述散热器和所述第一壁和所述第二壁一起形成封闭管道。
9.根据权利要求1至4中的任一项所述的冷却装置(1)，其中，所述多个销布置在至少四个错位的销排中，从而产生梅花形布置。
10.根据权利要求9所述的冷却装置(1)，其中，
每个散热片(3)均是直的并且将散热片线(30)限定为所述散热片的延伸，使得所有散热片线(30)都是平行的；
所述销排(4)平行于所述散热片线(30)，但是所述散热片线(30)不与所述销排重合。
11.根据权利要求10所述的冷却装置(1)，其中，
两个相邻的销之间的距离在3mm到6mm之间；
两个相邻的散热片之间的距离在4mm到6mm之间；和
散热片与其最近的销之间的距离在3mm到5mm之间。
12.一种车用发光装置，包括
根据前述权利要求中的任一项所述的冷却装置(1)；和
光源，所述光源布置成与所述散热器(2)热接触。
13.根据权利要求12所述的车用发光装置，还包括第一光学元件，所述第一光学元件布置成接收来自所述光源的光并将所述光成形为投射到所述发光装置外部的光图案。
14.根据权利要求13所述的车用发光装置，其中，所述光学元件是透镜、光导、反射器中的至少一种。
15.根据权利要求14所述的车用发光装置，其中，所述光学元件是准直器。
16.根据权利要求12至15中的任一项所述的车用发光装置，其中，所述光源是固态光源。
17.根据权利要求16所述的车用发光装置，其中，所述固态光源是发光二极管。
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