CN111795371B - Led灯 - Google Patents

Abstract

本发明属于照明设备技术领域，尤其涉及一种LED灯，包括轴流风扇、灯板组件及灯罩；所述轴流风扇包括风扇框、风扇转子及风扇静叶，所述风扇静叶固定在所述风扇框上；所述灯板组件包括灯壳及LED模块，所述LED模块设置在所述灯壳内，所述灯壳的侧壁上设置有排气孔；所述风扇静叶设置在所述风扇转子与所述LED模块之间，所述风扇静叶设置有用于导流和散热的多个肋条，相邻的所述肋条之间形成与所述灯壳的排气孔连通的静叶空气流道，所述静叶空气流道的入口朝向所述风扇转子，所述静叶空气流道的出口朝向所述LED模块的散热面。本发明提供的LED灯，脱离风扇转子的冷气流只绕过一个障碍物(风扇静叶)，减少了流动损失和噪音。

Description

LED灯

技术领域

本发明属于照明设备技术领域，尤其涉及一种LED灯。

背景技术

随着照明需求的发展，LED灯愈来愈趋向于高亮度、小体积。如果功率过大，而LED灯仅仅依靠热传导和自然对流散热，则散热效率较低，会导致灯珠温升过高而失效。因而，现有的LED灯功率不能做的太大。

现有的大功率LED灯，考虑了采用轴流风扇的热对流热能传递方式。但是，没有考虑到轴流风扇的噪音震动问题，且轴流风扇、灯罩和散热片相互独立，这样空间利用没有达到最优化。

现有的大功率LED灯其轴流风扇只有动叶，没有静叶，风扇转子带入的气流经过风扇的肋条后撞击在散热片上，之后流出LED灯外，完成冷热气流的交换。此过程中，从扇叶(动叶)流出的气流，经过两个障碍物(肋条和散热片)，气流流过后障碍物数量越多，噪音会越大，因此，现有的LED灯易产生噪音问题。轴流风扇的框体和灯壳中间有空隙，且轴流风扇的出口离散热片较远，气流在这个空间中可能会产生回流，不仅产生空间浪费，而且可能导致气流紊乱，导致散热效率降低。

发明内容

本发明所要解决的技术问题是：针对现有的大功率LED灯易产生噪音的问题，提供一种LED灯。

为解决上述技术问题，本发明实施例提供一种LED灯，包括轴流风扇、灯板组件及灯罩，所述轴流风扇设置在所述灯板组件的一侧，所述灯罩设置在所述灯板组件的另一侧；

所述轴流风扇包括风扇框、风扇转子及风扇静叶，所述风扇转子转动连接在所述风扇静叶上，所述风扇静叶固定在所述风扇框上；

所述灯板组件包括灯壳及LED模块，所述LED模块设置在所述灯壳内，所述灯壳的侧壁上设置有排气孔；

所述风扇静叶设置在所述风扇转子与所述LED模块之间，所述风扇静叶设置有用于导流和散热的多个肋条，相邻的所述肋条之间形成与所述灯壳的排气孔连通的静叶空气流道，所述静叶空气流道的入口朝向所述风扇转子，所述静叶空气流道的出口朝向所述LED模块的散热面，所述风扇转子引入的气流经过所述静叶空气流道吹向所述LED模块的散热面，并由所述排气孔排出。

可选地，所述LED模块包括电路板、LED灯珠及导热垫片，所述导热垫片设置在所述灯壳内，所述电路板的一侧表面紧贴所述导热垫片，所述LED灯珠设置在所述电路板的另一侧表面上；

所述风扇静叶设置在所述风扇转子与所述导热垫片之间，所述静叶空气流道的出口朝向所述导热垫片，所述导热垫片背离所述电路板的一侧表面形成为所述LED模块的散热面。

可选地，所述风扇静叶包括中间基块、环形边框及多个所述肋条，所述肋条的内端连接在所述中间基块上，所述肋条的外端连接在所述环形边框上，所述环形边框的厚度小于所述肋条的厚度，以使得所述肋条相对所述环形边框朝向所述灯壳凸出。

可选地，所述肋条伸入所述灯壳内，所述灯壳的排气孔沿所述轴流风扇的径向设置在所述静叶空气流道的外侧。

可选地，所述肋条与所述导热垫片抵接或间隔设置。

可选地，所述灯罩的口部固定在所述灯壳背离所述轴流风扇的一侧。

可选地，所述灯罩的口部与所述灯壳卡扣连接。

可选地，所述风扇静叶与所述灯壳固定连接。

可选地，所述轴流风扇为子午加速轴流风扇。

可选地，所述轴流风扇还包括固定在所述风扇框上的背离所述风扇转子的一侧的防护网。

本发明实施例提供的LED灯，在风扇转子与LED模块之间设置风扇静叶，风扇静叶设置有用于导流和散热的多个肋条，相邻的肋条之间形成与灯壳的排气孔连通的静叶空气流道，静叶空气流道的入口朝向风扇转子，静叶空气流道的出口朝向LED模块的散热面。LED模块工作时产生大量的热，通过风扇转子做功引入的冷流体能够迅速的和LED模块的散热面附近的热空气相互对流，使热空气从灯壳的排气孔排出，从而使LED模块上的温度降低。并且风扇静叶兼具散热功能(风扇静叶同时作为散热片使用)，冷气流脱离风扇转子的动叶后，可以很快的进入风扇静叶，风扇静叶吸收的LED模块的热量和流经风扇静叶的冷气流相遇，对流效率更高，有效的防止了LED模块温升过高所引起的失效，散热效率大大提高，气流更顺畅。此外，此过程中脱离风扇转子的动叶的冷气流只绕过一个障碍物(风扇静叶)，有效的减少了流动损失和噪音，同时增加了气流与LED模块的接触，强化了对流散热的效率。

附图说明

图1是本发明一实施例提供的LED灯的示意图；

图2是本发明一实施例提供的LED灯的剖视图；

图3是本发明一实施例提供的LED灯的分解图；

图4是本发明一实施例提供的LED灯的风扇转子的示意图；

图5是本发明一实施例提供的LED灯的风扇静叶的示意图；

图6是图5的另一视角图；

图7是本发明一实施例提供的LED灯的防护网的示意图；

图8是本发明一实施例提供的LED灯的灯壳的示意图；

图9是本发明一实施例提供的LED灯的LED模块的示意图。

说明书中的附图标记如下：

1、轴流风扇；11、风扇框；12、风扇转子；13、风扇静叶；131、肋条；132、中间基块；133、环形边框；14、防护网；15、静叶空气流道；

2、灯板组件；21、灯壳；211、排气孔；22、LED模块；221、电路板；222、LED灯珠；223、导热垫片；

3、灯罩；

4、第一销；

5、第二销；

6、第三销；

7、第四销。

具体实施方式

为了使本发明所解决的技术问题、技术方案及有益效果更加清楚明白，以下结合附图及实施例，对本发明进行进一步的详细说明。应当理解，此处所描述的具体实施例仅仅用以解释本发明，并不用于限定本发明。

如图1至图3所示，本发明实施例提供一种LED灯，包括轴流风扇1、灯板组件2及灯罩3，所述轴流风扇1设置在所述灯板组件2的一侧，所述灯罩3设置在所述灯板组件2的另一侧。

轴流风扇1优选为子午加速轴流风扇。普通轴流风扇体积较大，相较于同样规格的子午加速轴流风扇，转速较高(转速高则寿命短)，所以采用普通轴流风扇的LED灯可能由于风扇坏掉而增加后期维护的成本。采用子午加速轴流风扇，可以减少后期维护的成本。

轴流风扇1的使用，增加了强制对流散热，使散热效率大大提升，使研发高亮度的LED灯(大功率LED灯)成为现实。

在一实施例中，所述轴流风扇1包括风扇框11、风扇转子12及风扇静叶13，所述风扇转子12转动连接在所述风扇静叶13上。所述风扇转子12在通电时可相对所述风扇静叶13转动以对空气做功，引入冷气流，增强对流散热的效率，冷却灯板组件2的下述LED模块22。所述风扇静叶13固定在所述风扇框11上。例如，所述风扇静叶13可通过卡扣连接的方式固定在所述风扇框11上。

风扇动叶12的结构如图4所示。

所述风扇静叶13还可通过其它方式固定在所述风扇框11上，只要保证风扇静叶13与风扇框11的稳定连接即可。

在一实施例中，所述轴流风扇1还包括固定在所述风扇框11上的背离所述风扇转子12的一侧的防护网14。例如，所述防护网14通过第一销4和第二销5锁紧在所述风扇框11上。

所述防护网14还可以通过其它方式锁紧在所述风扇框11上，只要保证防护网14与风扇框11的稳定连接即可。

如图7所示，所述防护网14为镂空格栅。所述防护网14可以是环形或其它形状，所述防护网14需要保证流体能够顺畅通过，且具有一定的倒流作用，还能够防止异物进入风扇转子12，保护动叶。此外，还可防止使用者的手指触摸到动叶造成的损伤。

在一实施例中，如图1、图3及图9所示，所述灯板组件2包括灯壳21及LED模块22，所述LED模块22设置在所述灯壳21内，所述灯壳21的侧壁上设置有排气孔211。

排气孔211的作用是能够使热空气出流顺畅，使LED灯内热空气迅速排出到LED灯外部。排气孔211包括但不限于圆形孔、方形孔等。此外，排气孔211可以环绕所述灯壳21的侧壁设置多个。

所述风扇静叶13设置在所述风扇转子12与所述LED模块22之间，所述风扇静叶13设置有用于导流和散热的多个肋条131，相邻的所述肋条131之间形成与所述灯壳21的排气孔211连通的静叶空气流道15，所述静叶空气流道15的入口朝向所述风扇转子12，所述静叶空气流道15的出口朝向所述LED模块22的散热面，所述风扇转子12引入的气流经过所述静叶空气流道15吹向所述LED模块22的散热面，并由所述排气孔211排出，实现对流传热。

所述风扇静叶13的肋条131的横截面翼型包括但不限于NACA4系列、NACA5系列、NACA6系列及超临界翼型。肋条131的角度、形状及曲率根据不同需要设计。风扇静叶13的设计要求为，能够导流和散热，并能够实现增加散热面积和减小噪音。

所述风扇转子12的动叶翼型包括但不限于NACA4系列、NACA5系列、NACA6系列及超临界翼型，动叶的角度、形状及曲率根据不同需要设计。动叶的设计要求为，能够提升静压、提供足够风量，把冷流体带入LED灯内部，完成对流散热。

通过设计不同角度、形状的动叶和肋条131的设计，可以满足LED灯的多种功率需求。这样，LED灯可以工作于适宜的温度中，有助于延长其使用寿命。因而，该LED灯不仅可以使LED灯的功率和亮度做大，还可延长LED灯的使用寿命。

如图2、图3及图9所示，所述LED模块22包括电路板221、LED灯珠222及导热垫片223，所述导热垫片223设置在所述灯壳21内，所述电路板221的一侧表面紧贴所述导热垫片223，所述LED灯珠222设置在所述电路板221的另一侧表面上。

所述风扇静叶13设置在所述风扇转子12与所述导热垫片223之间，所述静叶空气流道15的出口朝向所述导热垫片223，所述导热垫片223背离所述电路板221的一侧表面形成为所述LED模块22的散热面。

导热垫片223包括但不限于圆形垫片。除了能够导热，其还能实现防蚊虫的作用。

LED灯珠222，包括但不限于轴阵列的矩形光源。

如图3所示，所述灯罩3为球形灯罩。然而，灯罩3的形状不限于此，灯罩3上设计反射曲面，实现LED灯珠222发出向两侧以及周边发散照明的光型即可。

LED灯珠222通过灯罩3二次配光，使人眼视觉更加舒适，达到舒适照明的需求。由于是卡扣连接，维修时，可直接将灯罩3打开，进行LED灯的维修，方便快捷。

如图2所示，所述肋条131伸入所述灯壳21内，所述灯壳21的排气孔211沿所述轴流风扇1的径向设置在所述静叶空气流道15的外侧。

如图5及图6所示，所述风扇静叶13包括中间基块132、环形边框133及多个所述肋条131，所述肋条131的内端连接在中间基块132上，所述肋条131的外端连接在环形边框133上，所述环形边框133的厚度小于所述肋条131的厚度，以使得肋条131相对环形边框133朝向灯壳21凸出，以便于肋条131伸入灯壳21内。

在一实施例中，所述肋条131与所述导热垫片223抵接。

然而，根据实际需要，也可以是所述肋条131与所述导热垫片223间隔设置，即所述肋条131与所述导热垫片223之间留有间隙。

所述灯罩3的口部固定在所述灯壳21背离所述轴流风扇1的一侧。例如，所述灯罩3的口部与所述灯壳21卡扣连接。

所述灯罩3还可通过其它方式与灯壳21固定连接，只要保证灯罩3与灯壳21的稳定连接即可。

在一实施例中，所述风扇静叶13与所述灯壳21通过第三销6及第四销7固定连接。

所述风扇静叶13还可通过其它方式与所述灯壳21固定连接，只要保证风扇静叶13与灯壳21的稳定连接即可。

本发明实施例提供的LED灯，其组装过程如下：

(1)轴流风扇1的组装。先将风扇转子12和风扇静叶13组装在一起，然后将风扇框11和风扇静叶13通过卡扣连接组装在一起，用第一销4和第二销5将防护网14和风扇框11锁紧。轴流风扇1组装完成。

(2)灯板组件2和灯罩3的组装。先将导热垫片223放置于灯壳21内，通过设计定位点定位；电路板221与LED灯珠222的组合体紧贴导热垫片223放置于灯壳5之内(电路板221紧贴导热垫片223)，通过设计定位点定位；灯罩3和灯壳21通过卡扣固定在一起，灯罩3同样起到了固定LED模块22的作用。灯板组件2和灯罩3组装完成。

(3)轴流风扇1和灯板组件2的组装，通过第三销6及第四销7将风扇静叶13和灯壳21组装在一起，整个LED灯组装完成。

本发明实施例提供的LED灯，其工作原理如下：

风扇转子12旋转做功，带动气体流动，LED灯外部的气体通过防护网14进入轴流风扇1的动叶(风扇转子12的叶片)，流体在风扇转子3的作用下流速加快，沿着轴向风扇1的轴向流入风扇静叶12。风扇转子12做功带动大流量的冷流体进入LED灯内部。

LED灯珠222点亮时产生大量的热，这部分热量以电路板211为媒介传递到导热垫片223这一侧，导热垫片223的周边热流密度变大，温度升高。通过风扇转子12做功带入LED灯内的冷流体能够迅速的和导热垫片223周边的空气相互对流，使热空气从灯壳21的侧壁上的排气孔211排出，从而使LED模块22的温度降低。

散热片即是风扇静叶，气流脱离动叶后，可以很快的进入散热片，散热片吸收的灯体热量，和流经散热器的冷气流相遇，对流效率更高，有效的防止了灯体温升过高所引起的失效，散热效率大大提高，气流更顺畅，风扇噪音也会相对较小。也可根据灯体不同的功率调节风扇转子3的转速或选取其他型号的风扇。

由于风扇静叶13兼具散热功能(风扇静叶13同时作为散热片使用)，冷气流脱离风扇转子12的动叶后，可以很快的进入风扇静叶13，风扇静叶13吸收的LED模块22的热量和流经风扇静叶13的冷气流相遇，对流效率更高，有效的防止了LED模块22温升过高所引起的失效，散热效率大大提高，气流更顺畅。此外，此过程中脱离风扇转子12的动叶的冷气流只绕过一个障碍物(风扇静叶13)，有效的减少了流动损失和噪音，同时增加了气流与LED模块22的接触，强化了对流散热的效率。

以上所述仅为本发明的较佳实施例而已，并不用以限制本发明，凡在本发明的精神和原则之内所作的任何修改、等同替换和改进等，均应包含在本发明的保护范围之内。

Claims (8)

1.一种LED灯，其特征在于，包括轴流风扇、灯板组件及灯罩，所述轴流风扇设置在所述灯板组件的一侧，所述灯罩设置在所述灯板组件的另一侧；

所述轴流风扇包括风扇框、风扇转子及风扇静叶，所述风扇转子转动连接在所述风扇静叶上，所述风扇静叶固定在所述风扇框上；

所述灯板组件包括灯壳及LED模块，所述LED模块设置在所述灯壳内，所述灯壳的侧壁上设置有排气孔；

所述风扇静叶设置在所述风扇转子与所述LED模块之间，所述风扇静叶设置有用于导流和散热的多个肋条，相邻的所述肋条之间形成与所述灯壳的排气孔连通的静叶空气流道，所述静叶空气流道的入口朝向所述风扇转子，所述静叶空气流道的出口朝向所述LED模块的散热面，所述风扇转子引入的气流经过所述静叶空气流道吹向所述LED模块的散热面，并由所述排气孔排出；

所述风扇静叶包括中间基块、环形边框及多个所述肋条，所述肋条的内端连接在所述中间基块上，所述肋条的外端连接在所述环形边框上，所述环形边框的厚度小于所述肋条的厚度，以使得所述肋条相对所述环形边框朝向所述LED模块凸出；

所述灯壳设置在所述环形边框与所述灯罩之间，所述环形边框与所述灯壳固定连接，所述肋条伸入所述灯壳内。

2.根据权利要求1所述的LED灯，其特征在于，所述LED模块包括电路板、LED灯珠及导热垫片，所述导热垫片设置在所述灯壳内，所述电路板的一侧表面紧贴所述导热垫片，所述LED灯珠设置在所述电路板的另一侧表面上；

所述风扇静叶设置在所述风扇转子与所述导热垫片之间，所述静叶空气流道的出口朝向所述导热垫片，所述导热垫片背离所述电路板的一侧表面形成为所述LED模块的散热面。

3.根据权利要求2所述的LED灯，其特征在于，所述灯壳的排气孔沿所述轴流风扇的径向设置在所述静叶空气流道的外侧。

4.根据权利要求2所述的LED灯，其特征在于，所述肋条与所述导热垫片抵接或间隔设置。

5.根据权利要求1所述的LED灯，其特征在于，所述灯罩的口部固定在所述灯壳背离所述轴流风扇的一侧。

6.根据权利要求5所述的LED灯，其特征在于，所述灯罩的口部与所述灯壳卡扣连接。

7.根据权利要求1所述的LED灯，其特征在于，所述轴流风扇为子午加速轴流风扇。

8.根据权利要求1-7任意一项所述的LED灯，其特征在于，所述轴流风扇还包括固定在所述风扇框上的背离所述风扇转子的一侧的防护网。

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