TW201213721A - A lighting device - Google Patents

Description

201213721 六、發明說明： 【發明所屬之技術領域】 本發明係關於包含一光源單元、一通風器單元及一散熱 單元之一照明裝置。特別地，光源單元包含一或多個發光 二極體（LED)。 【先前技術】 發光二極體（LED)廣泛應用於包括公用照明之各種應用 中。LED燈被認為代表光源之未來且在最近幾年中已在一 世界範圍上應用，且因為LED燈具有一高效率及一潛在長 壽命之優點而將替換傳統的燈，因此未來其將變得更流 行。 然而’ LED在照明應用中產生相當大之熱量。眾所周 知’此熱問題被視為限制LED燈之光學輸出與壽命兩者之 一瓶頸《當無法消散過量熱量時，將使LEd燈之效能及壽 命降格。 為消散過量熱量’業内提議了各種散熱手段。一般而 言’可將此等散熱手段分類為主動冷卻結構與被動冷卻結 構。對於某些主動冷卻結構，通常採用一電風扇且將某此 政熱韓片配置於風扇周圍以用於熱交換目的。此一歸片会士 構可與一強風扇一起在大體積條件中獲得一較好熱效能。 但對於小型LED燈’由於燈内部之高流動阻力，其可對散 熱可具有一不利影響且因此減小LED燈之壽命及光學輸 出。同時’氣流及風扇產生之噪音係另一永恆之話題。 【發明内容】 157486.doc -4- 201213721 提供一種照明裝置係本發明之一目的，其中改良該照明 裝置之主動冷卻之效能，尤其係藉助一電風扇，而同時降 低噪音位準。 根據本發明之一實施例，該照明裝置包含一光源單元、 一通風器單元及一散熱單元，其中該散熱單元包含具有一 第一表面及一第二表面之一主體、至少一個第一孔口、至 少一個第二孔口及附接至第二表面之一第一組鰭片。該光 源單元係定位於第一表面上。該至少一個第一孔口係藉由 、·’σ第表面及第一表面打孔形成，且該至少一個第二孔口 位於對該至少一個第一孔口相距一距離處之該至少一個第 一孔口周圍。至少一個鰭片經組態為自第一孔口向第二孔 口延伸之弧形形狀且該通風器單元經定位以覆蓋該等鰭片 之至少部分。 藉由使該弧形鰭片自第一孔口向第二孔口延伸，一氣流 通道可形成於兩個毗鄰鰭片之間且此一氣流通道亦係弧形 升y狀因此’由通風器單元產生之氣流可平穩地通過該通 道’藉此減小當空氣在該等鰭片中間經過之阻力及噪音。 相應i也改良了散熱效率’ *匕乃因由於由低阻力引起之一 南流動速度所致的一較大氣流通過散熱單元。 另一選擇係，該等鰭片係藉助一板在每一鰭片之一端處 個接-個地互連，該端背離第一孔口。在此情況下，該 板隔離第—孔σ與第二孔σ且空氣不能透過氣流通道自第 一孔口流動至第二孔口或自第二孔口流動至第-孔口。因 此第孔口與第二孔口中之任一者充當空氣入口且另一 157486.doc 201213721 者充▲空氣出口，且來自入口之相對 祁耵令之空氣將不與欲經 由出口消散之相對熱之空氣混合，且埶# 热二氣將直接自出口 排出而不是再被冷空氣攜載至散熱單元中。 另-選擇係’該至少一個第一孔口充當空氣出口且該至 少-個第二孔口充當空氣人σ，且㈣通風器單元以用於 透過該通風器單元將线自第二孔σ (亦即^氣入口）移動 至第-孔口 (亦即空氣出口）。當空氣入口之總面積比空氣 ，口之總面積大日m離開散熱單元之流動速度將比空 乱進二散熱單元之流動速度大。因此，自空氣出口排出之 熱空氣將不會被吸入散熱單元中。 【實施方式】 日參考隨附圖式，依據下文各種實施例之詳細說明，本發 明之以上及其他目的及特徵將變得顯而易見。 圖1至圖4圖解說明根據本發明之一第一實施例之一照明 裝置。 照明裝置1包含一燈座1〇、連接至燈座1〇之一杯形外殼 20、—通風器單元30、一散熱單元4〇、一光源單元5〇及一 光學單元60。外殼20能夠容納一驅動電路（未展示），該驅 動電路經由燈座10電連接至一外部電源且可將適合電力供 應至光源單元5〇β光學單元6〇用於接收自光源單元5〇發出 之光且接著將所接收之光轉換成一所期望之輻射圖案。 圖2及圖3圖解說明根據本發明之第—實施例之散熱單元 4〇政熱單元40包含一主體400 ’主體400具有在主體400 之側上之一第一表面401及在與上文所提及侧相對之主 157486.doc 201213721 體400之另一側上之一第二表面402。光源單元5〇係定位於 第一表面401上。 散熱單元40進一步包含一個第一孔口 4〇3及四個第二孔 口 4〇4。第一孔口 403位於主體4〇〇中央且係藉由給第—表 面401及第二表面402打孔而形成。類似地，可藉由給第— 表面及第二表面打孔形成該四個第二孔口。四個第二孔口 4 〇 4分別位於對第一孔口相距一距離處之第一孔口 4 〇 3周圍 且在第一表面401及第二表面402上形成一環形空間。因 此，光源單元50可以一環形形式定位於第一表面4〇ι之環 形空間上’其中第-孔口 403位於該環形形式内，而四個 第二孔口位於該環形形式外側。如圖2中所展示，第一孔 口 403係環形的且第二孔σ4()4中之每—者係沿主體彻之 圓周方向之-開口，該等開口接連定位以形成具有四個障 礙之一環形開口。 上：所給出之第一孔口 403及第二孔口 4〇4之數目及形沿 僅係實例性且可基於各種實際情形而變化。舉例而古，第 二孔口 404可由—似有障蚊環㈣σ μ乡㈣續矣 轴壤形開口或複數個孔組成。 在此實施例中，如圖4中所展示，第—孔口彻充當空氣 :口且第二孔口 404充當空氣入口。因此，-般而言，溶 ^空氣人口之總面積比空氣出口之總面積大，此將導 ^離開散熱單元之流動速度比空氣進人散熱單元之流 =度❼因& ’熱空氣將不會被吸人散熱單元中。在另 貫施例中，第一孔口 4〇3亦可充當空氣入口且第二孔口 157486.doc 201213721 4〇4可充當空氣出口。 採用通風器單元30以用於透過通風器單元3〇將空氣自空 氣入口移動至空氣出口。因此，藉助通風器單元3〇，可經 由第二孔口 4〇4(亦即空氣入口）自照明裝置j所位於之房間 將相對冷之空氣汲入照明裝置丨中，且冷空氣將與散熱單 元40進行熱交換且變得相對地熱，之後該相對熱之空氣將 經由第一孔口 403(亦即空氣出口）排放出照明裝置^。 散熱單元40進一步包含附接至第二表面4〇2之一第一組 鰭片405，且鰭片405中之每一者經組態為自第一孔口 4〇3 向第二孔口 404延伸之弧形形狀。複數個鰭片4〇5位於第一 孔口 403與第二孔口 404之間且在兩個毗鄰鰭片4〇5之間存 在一定距離。可基於來自通風器單元3〇之氣流之方向、照 明裝置1之溫度要求、光源單元50所產生之熱及其他因子 來最佳化特定鰭月組態（例如，鰭片之曲率、鰭片之數 目、鰭片高度、所提及之距離及其他參數 一氣流通道406形成於兩個毗鄰鰭片4〇5之間且此一氣流 通道406亦係弧形的。因此，此一弧形通道中之流動阻力 被極大地減小了，乃因氣流之方向通常係曲折的而不是直 的。因此，由通風器單元30產生之氣流可平穩地通過通道 406 ;藉此減小了當空氣通過鰭片4〇5時之噪音。相應地， 改良了散熱效率，此乃因由於由低阻力引起之一較高流動 速度所致的一較大氣流通過散熱單元4〇。 另一選擇係，鰭片405係藉助一板4〇7在每一鰭片4〇5之 一端處一個接一個地互連，該每一鰭片之端背離第一孔口 157486.doc 201213721 4〇3。在此情況下，板衛隔離第—孔口4()3與第二孔口例 且空氣不能透過氣流通道4〇6自第一孔口 4〇3流動至第二孔 口 404或自第二孔口 404流動至第一孔口彻。因此，^一 孔口 403與第二孔口 4〇4中之任一者充當空氣入口且另—者 充當空氣出口，且來自入口之冷空氣將不與欲經由出口消 散之熱空氣混合且熱空氣將直接經由出口排出而不是被冷 空氣攜載至散熱單元中。 7 另一選擇係，散熱單元40可進—步包含用於與外殼2〇連 接^突出部分彻。在另—實施射’可存在用於將散 熱單元40連接至外殼2〇之其他連接手段。 通風器單元30經定位以覆蓋縛片彻之至少部分。較佳 地’通風器單元30經定位平行於第二表面4〇2且適合地覆 蓋所有鰭片405。 =通風器單㈣包含-㈣式電風料，散熱單元扣之 所提議組態將具有一較好散熱效能且照明裝置1作為一整 體將具有-較低噪音位準’此乃因來自通風器單元3〇之大 部分空氣將通過第一組鰭片405且軸流式電風扇與其他類 里之電風扇相比通常具有一較低噪音位準。當鰭片中 之母—者之曲線方向與來自軸流式電風扇<氣流之方向類 似時，可最佳化效能。 —光源單元50能夠發出某一光譜輻射’且該光源單元包含 -或多個LED。另一選擇係’光源單元5〇可包含如〇則 之其他光源。 對於第-實施例中所提議之照明裝置丄，其因由散熱單 157486.doc •9· 201213721 元40中之較低流動阻力引起之一較高空氣出口速率而具有 如較低溫度及嗓音位準之優點。對於將LED作為光源之此 一照明裝置1 ’已測試20個樣品且發現熱阻力低於5 w/mK 且所有樣品之聲音強度小於25 dB，其比對應美國標準所 要求之30 dB低。此外，不需要額外散熱鰭片（其通常附接 於散熱單元之外側表面上以增加散熱面積），且可因此降 低散熱單元之製造成本。 圖5係照明裝置之散熱單元之一第二實施例的一透視 圖。與圖3中所展示之散熱單元4〇相比，圖5中所展示之散 熱單元40進一步包含一第二組鰭片4〇9，其定位於第一組 韓片405周圍且形成一腔以容納通風器單元3〇。第二組韓 片409可恰如第一組鰭片405之形狀係弧形的；或其可係— 直鰭片。另一選擇係，鰭片409可具有與鰭片405相同之高 度或比鰭片405低之一高度。第二組鰭片4〇9增加熱交換表 面且可改良散熱單元40之熱效率。 上文所闡述之該等實施例僅係本發明之較佳實施例。熟 悉此項技術者可依據對該等圖式、所揭示内容及隨附申請 專利範圍之研究在實踐所主張之發明中理解並達成所揭示 實施例之其他變化形式。此等變化形式亦應被視為在本發 明之範B壽内。。在申清專利範圍及說明中，動詞「包含 (comprise)」及其變形之使用並不排除其他元件或步驟， 且不定冠詞「一（a)」或「一（an)」並不排除複數。 【圖式簡單說明】 圖1係根據本發明之一第一實施例之照明裝置之一分解 157486.doc -10· 201213721 透視圖； 圖2係圖1中所展示之照明裝置之散熱單元的一仰視圖； 圖3係圖1中所展示之照明裝置之散熱單元的一透視圖； 圖4係圖1中所展示之照明裝置的一剖視圖，其中一氣流 沿一實例性方向；及 圖5係根據本發明之一第二實施例之照明裝置之散熱單 元的一透視圖。 【主要元件符號說明】 1 照明裝置 10 燈座 20 杯形外殼 30 通風器單元 40 散熱單元 50 光源單元 60 光學單元 400 主體 401 第一表面 402 第二表面 403 第一孔口 404 第二孔口 405 第一組鰭片 406 氣流通道 407 板 408 突出部分 409 第二組鰭片 157486.doc

Claims (1)

1. 201213721 七 、申請專利範圍 1· 一種照明裝置，其包含— 耑埶罝-^ , 光/原早70、一通風器單元及— 政熱單兀’其中該散熱單元包含： 一主體，其具有—第— ^m 衣由及一第一表面，盆中哕氺 源早疋係定位於該第一表面上； 八f。亥先 至少一個第一孔口；衣, -個第…係藉由：個第二孔° ’其中該至少 形成，且該至少—個；°亥第—表面及該第二表面打孔而 π 第—孔口位於對該至少一個第—孔 口對—距離處之該至少-個第-孔口周圍; =組縛片，其附接至該第二表面，其中至少—個 :片=為自該第―孔口向該第二孔口延伸之弧形形 “通道形成於兩個毗鄰鰭片之間且此一氣流通 ::係弧形的，且該通風器單元經定位以覆蓋 之至少部分。 η 2.項1之照明農置，其中該等鰭片係藉助一板在每 一鰭片之一端處-個接-個地互連，該端背離該第-孔 D 〇 3·如°月求項1之照明裝置，其中該通風器單元包含-軸流 式電風屬。 4.々叻求項3之照明裝置，其中該等鰭片中之每一者具有 類似於來自該電風扇之氣流之方向的一曲線方向。 5 士叫求項1之照明裝置，其中該散熱單元進一步包含一 第一組鰭片，其定位於該第一組鰭片周圍且形成一腔以 容納該通風器單元。 157486.doc 201213721 6. 7. 8. 如請求項】之照明裝置，其中該光源單元、 定位，其中該至少一個第一孔口位於該環形形=， 同時該至少一個第二孔口位於該環形形式外側。 孔口 如請求項1之照明裝置，其中該至少〆個第〆 空氣出口且該至少一個第二孔口充當空氟入口 該通風H單元以詩透過該通風器單元將$氣自該 孔口移動至該第一孔口。 如請求項7之照明裝置，其令該第二孔口之總面積 第一孔口之總面積大。 一 9. 如請求項1之照明裝置 片經組態為自該第— 狀。 ，其中該第—組鰭 孔口向該第二孔口 片中之每 延伸之孤 10. 如請求項1之照明農置 LED。 其中該光源單元包含^/ 形式 ^fM'J . 负當採用笫^ 比该 /鰭形形 〆·個 157486.doc -2 -