一种被动式风扇结构灯具的制作方法
【专利摘要】本发明提供了一种被动式风扇结构灯具，壳体的内部中空形成气流通道，壳体包括设置于从散热体上产生热气流的端部处的连接风道段、设置在连接风道段沿热气流上升方向上的前端的气流加速段以及设置在气流加速段沿热气流加速流动方向上的前端的气流出口，气流出口内设置有在热气流单方向流动作用下旋转来提升散热效果的散热风扇。本发明提供了通过设计壳体造型来加速散热产生的气流的流出速度，同时利用该气流带动风扇转动提升散热效果的一种被动式风扇结构灯具。
【专利说明】一种被动式风扇结构灯具
【技术领域】
[0001]本发明涉及LED灯具【技术领域】，具体涉及一种被动式风扇结构灯具。
【背景技术】
[0002]LED灯具采用LED芯片作为光源主体，但是LED芯片在工作时其结温能很大程度地影响到其光效，所以LED灯具的散热设计显得十分重要，目前的现有技术通常采用添加散热翅片这种方式散热，而这种方式在空气流动不剧烈的环境下会因为热气流无法被及时带走而影响散热的效果，所以需要设计一种能主动产生冷热空气流动增加散热效果的灯具。
[0003]又如实用新型专利，号CN202915139U所公开了一种风扇式LED灯，其包括筒体、散热器、LED灯、反射杯和风扇；在筒体的上端固定安装有散热器,在筒体内固定安装有反射杯和LED灯，在散热器的一侧固定有安装座，在安装座上固定安装有风向朝向散热器的风扇。但是该实用新型的仍然无法解决LED灯具产生的热无法被及时带走而产生的散热不良的问题。
【发明内容】
[0004]本发明提供了通过设计壳体造型来加速散热产生的气流的流出速度，同时利用该气流带动风扇转动提升散热效果的一种被动式风扇结构灯具。
[0005]为了达到上述目的，本发明采用如下技术方案:包括透镜、光源基板、散热体以及壳体，所述的透镜与光源基板连接，所述的光源基板与所述散热体连接，所述散热体的另以侧与所述壳体连接，所述的壳体的内部中空形成供热气流自下而上流动的气流通道，所述的壳体包括设置于从所述散热体上产生热气流的端部处的，用于对接所述散热体并且与所述散热体配合形成通入冷气流散热的连接风道段、设置在所述连接风道段沿热气流上升方向上的前端的，用于加速热气流流速的气流加速段以及设置在所述气流加速段沿热气流加速流动方向上的前端的气流出口，所述的气流出口内设置有在热气流单方向流动作用下旋转来提升散热效果的散热风扇。本发明通过对灯具壳体的结构设计改善了壳体内部气流流动的方式，使灯具散出来的热量在气流加速段的作用下加速送出灯具壳体，且同时能吸入冷空气加强散热效果，而设置在顶部的散热风扇则能在气流垂直流动的作用下转动加快热气流的送出，降低壳体顶部的温度进一步加大了壳体内外的温差。
[0006]作为一种优选，所述的壳体内设置有多个用于连接所述散热体的连接柱，所述连接柱突出所述壳体的侧壁下端边沿部分的长度与设置在所述散热体上的散热翅片的高度相同，所述散热翅片之间的间隔部分的上方与所述气流加速段相连通，构成当所述散热体工作时由于内外的冷热温差产生的气流流动将外部冷空气吸入所述气流加速段的冷气流通道。这样的设计可以防止冷气流在水平方向上的对流，使冷气流能在进入壳体后随着热气流一起向上加速流动，加快了散热体表面的热交换，提高了散热的效率。
[0007]作为一种优选，所述的气流加速段在热气流流动方向上的径向截面面积逐渐减小。
[0008]作为一种优选，所述的气流加速段在热气流流动方向上的最前端的径向截面的面积与所述气流出口在热气流流动方向上的径向截面的面积相同。
[0009]作为一种优选，所述的气流加速段在热气流流动方向上的径向截面由圆形逐渐向矩形过渡，且截面面积逐渐减小。
[0010]作为一种优选，所述的气流加速段在热气流流动方向上最靠近所述散热体端的径向截面边沿突出所述散热体的进行截面的边沿，突出部分配合所述散热体的散热翅片形成使冷气流向内向上流动的气流导向部。
[0011]作为一种优选，所述的气流加速段在热气流流动方向上的径向截面为圆形或矩形。
[0012]作为一种优选，所述的气流出口在热气流流动方向上的径向截面为圆形或正方形。
[0013]作为一种优选，所述的散热风扇的扇片倾斜角度为20°?45°。本发明设置的散热风扇没有主动驱动动力，转动的动力来自与通过气流出口的热气流，而热气流所能产生的动力并非很大，所以将扇片的倾斜角度设置在45°以上的时候则转动阻力太大，转动效果很差，且还会阻挡气流出口而影响散热效果；如果将扇片的倾斜角度设置在20°以下的时候则扇片的受力面太小，转动效果同样很差。
[0014]作为一种优选，所述的散热风扇的上方处设置有将边沿与中心转动轴连接的连接架，所述的连接架的与所述外壳中心轴线垂直一侧侧面面积的总和为所述气流出口在热气流流动方向上的径向截面的面积的1/3以下。将连接架挡住气流出口一侧的侧面面积设置在出风口截面面积的1/3以下时气流在通过时的阻力会减小，这样就不会因为要架设风扇而影响到散热效果。
[0015]综上，本发明具有以下优点:
现有技术只是简单的设置散热体，或者设计散热体上的翅片排布来构成散热风道，这种方法可以在周围空气流动剧烈的时候起到一定的加速散热效果，但是散热效果十分不明显，由于空气流动一般是定向的，而散热体一定会有背向空气流动的部位，这些部位产生的热就无法被空气流动带走而积累，造成局部热势差，对LED的寿命延长，光效提升并不能起到多大的作用。而本发明设计了定向的加速风道，且风道方向垂直于散热体表面，这种散热风道的设计与热量在散热体上传导的方向是相同的，且与散热体的散热翅片的凸起方向相同，这样就不会有散热的死角，同时能更好的顺势将热从散热体上方直接排出。
[0016]也有现有技术简单的设置风扇散热，这种方式同样会因为散热风道本身没有经过严谨的设计，而导致风扇的风力作用部分十分局限，对热量的带走不及时，造成散热效果下降，而本发明的风扇设置在气流出口出，由热气流的流动带动风扇的转动，由风扇本身的惯性来维持转动的速率，这样的设计下，风扇不是吹散热体，而是将散热体产生的热顺着热流动的方向排出壳体，这种方式符合热传递的原理，能更好的发挥风扇应有的作用。
[0017]本发明拥有散热效果好的优点。
【专利附图】
【附图说明】
[0018]图1为本发明实施例的结构示意图；
图2为本发明实施例的分解结构示意图； 1-透镜、2-光源基板、3-散热体、4-壳体、5-散热风扇、6-冷气流通道、401-连接风道段、402-气流加速段、403-气流出口、404_连接柱、501-连接架。
【具体实施方式】
[0019]下面结合附图以实施例对本发明作进一步说明。
[0020]如图1至图2所示，本实施例包括透镜1、光源基板2、散热体3以及壳体4，透镜I与光源基板2连接，光源基板2与散热体3连接，散热体3的另以侧与壳体4连接，其中光源基板2采用铝基板，同时光源采用单颗小功率光源阵列排布设计。壳体4的内部中空形成供热气流自下而上流动的气流通道，壳体4包括设置于从散热体3上产生热气流的端部处的，用于对接散热体3并且与散热体3配合形成通入冷气流散热的连接风道段401、设置在连接风道段401沿热气流上升方向上的前端的，用于加速热气流流速的气流加速段402以及设置在气流加速段402沿热气流加速流动方向上的前端的气流出口 403，气流出口 403内设置有在热气流单方向流动作用下旋转来提升散热效果的散热风扇5。
[0021 ] 如图1至图2所示，本实施例壳体4内设置有四个用于连接散热体3的连接柱404，连接柱404为圆柱形凸起结构，与散热体接触面设置有螺孔用以与散热体上的螺丝配合紧固。连接柱404突出壳体4的侧壁下端边沿部分的长度与设置在散热体3上的散热翅片的高度相同，散热翅片之间的间隔部分的上方与气流加速段402相连通，构成当散热体3工作时由于内外的冷热温差产生的气流流动将外部冷空气吸入气流加速段402的冷气流通道6。气流加速段402在热气流流动方向上最靠近散热体3端的径向截面边沿突出散热体3的进行截面的边沿，突出部分配合散热体3的散热翅片形成使冷气流向内向上流动的气流导向部7。
[0022]如图1至图2所示,本实施例气流加速段402在热气流流动方向上的径向截面面积逐渐减小。气流加速段402在热气流流动方向上的最前端的径向截面的面积与气流出口403在热气流流动方向上的径向截面的面积相同。气流加速段402在热气流流动方向上的径向截面由圆形逐渐向矩形过渡，且截面面积逐渐减小。气流加速段402在热气流流动方向上的径向截面也可以为单纯的圆形或单纯的矩形且无过渡。气流出口 403在热气流流动方向上的径向截面为正方形，这样就能配合通常的风扇部件通用设计。
[0023]如图1至图2所示，本实施例散热风扇5的扇片倾斜角度为30°。本实施例设置的散热风扇5没有主动驱动动力，转动的动力来自与通过气流出口 403的热气流，而热气流所能产生的动力并非很大，所以将扇片的倾斜角度设置在30°以上的时候则转动阻力太大，转动效果很差，且还会阻挡气流出口而影响散热效果；如果将扇片的倾斜角度设置在30°以下的时候则扇片的受力面太小，转动效果同样很差。散热风扇5的上方处设置有将边沿与中心转动轴连接的连接架501，连接架501的与外壳中心轴线垂直一侧侧面面积的总和为气流出口 403在热气流流动方向上的径向截面的面积的1/5以下。将连接架501挡住气流出口 403 —侧的侧面面积设置在出风口截面面积的1/5时气流在通过时的阻力会减小，这样就不会因为要架设散热风扇5而影响到散热效果。
[0024]本实施例在工作时，光源基板2将热传递给散热体3，此时散热体3表面的温度上升，周围的空气也就被加热，而热空气会相对冷空气向上流动，冷空气下沉，由于壳体4的限制热空气只能朝向气流加速段402方向流动，由于气流加速段402相对对接风道段401的截面面积的逐渐减小，根据伯努利方程设计，气流的流量一定，穿过的截面缩小的时候，这样热气流会加速向上运动并带动气流出口 403出的散热风扇5转动，设置在顶部的散热风扇则能在气流垂直流动的作用下转动加快热气流的送出，降低壳体顶部的温度进一步加大了壳体内外的温差。同时散热体3上由散热翅片和壳体的底部边沿形成的冷气流通道6和气流导向部7的作用下能将冷空气持续的送入壳体能，进一步加快了散热体3表面的热交换，提高了散热效率。
[0025]以上说明仅仅是对本发明的解释，使得本领域普通技术人员能完整的实施本方案，但并不是对本发明的限制，本领域技术人员在阅读完本说明书后可以根据需要对本实施例做出没有创造性贡献的修改，这些都是不具有创造性的修改。但只要在本发明的权利要求范围内都受到专利法的保护。
【权利要求】
1.一种被动式风扇结构灯具，包括透镜(1)、光源基板(2)、散热体(3)以及壳体(4)，所述的透镜(1)与光源基板(2 )连接，所述的光源基板(2 )与所述散热体(3 )连接，所述散热体(3)的另以侧与所述壳体(4)连接，其特征在于:所述的壳体(4)的内部中空形成供热气流自下而上流动的气流通道，所述的壳体(4)包括设置于从所述散热体(3)上产生热气流的端部处的，用于对接所述散热体(3)并且与所述散热体(3)配合形成通入冷气流散热的连接风道段(401)、设置在所述连接风道段(401)沿热气流上升方向上的前端的，用于加速热气流流速的气流加速段(402)以及设置在所述气流加速段(402)沿热气流加速流动方向上的前端的气流出口(403)，所述的气流出口(403)内设置有在热气流单方向流动作用下旋转来提升散热效果的散热风扇(5)。
2.根据权利要求1所述的一种被动式风扇结构灯具，其特征在于:所述的壳体(4)内设置有多个用于连接所述散热体(3)的连接柱(404)，所述连接柱(404)突出所述壳体(4)的侧壁下端边沿部分的长度与设置在所述散热体(3)上的散热翅片的高度相同，所述散热翅片之间的间隔部分的上方与所述气流加速段(402)相连通，构成当所述散热体(3)工作时由于内外的冷热温差产生的气流流动将外部冷空气吸入所述气流加速段(402 )的冷气流通道(6)。
3.根据权利要求1所述的一种被动式风扇结构灯具，其特征在于:所述的气流加速段(402)在热气流流动方向上的径向截面面积逐渐减小。
4.根据权利要求1所述的一种被动式风扇结构灯具，其特征在于:所述的气流加速段(402)在热气流流动方向上的最前端的径向截面的面积与所述气流出口(403)在热气流流动方向上的径向截面的面积相同。
5.根据权利要求1所述的一种被动式风扇结构灯具，其特征在于:所述的气流加速段(402)在热气流流动方向上的径向截面由圆形逐渐向矩形过渡，且截面面积逐渐减小。
6.根据权利要求1所述的一种被动式风扇结构灯具，其特征在于:所述的气流加速段(402)在热气流流动方向上最靠近所述散热体(3)端的径向截面边沿突出所述散热体(3)的进行截面的边沿，突出部分配合所述散热体(3)的散热翅片形成使冷气流向内向上流动的气流导向部(7)。
7.根据权利要求1所述的一种被动式风扇结构灯具，其特征在于:所述的气流加速段(402)在热气流流动方向上的径向截面为圆形或矩形。
8.根据权利要求1所述的一种被动式风扇结构灯具，其特征在于:所述的气流出口(403)在热气流流动方向上的径向截面为圆形或正方形。
9.根据权利要求1所述的一种被动式风扇结构灯具，其特征在于:所述的散热风扇(5)的扇片倾斜角度为20°?45°。
10.根据权利要求1所述的一种被动式风扇结构灯具，其特征在于:所述的散热风扇(5)的上方处设置有将边沿与中心转动轴连接的连接架(501)，所述的连接架(501)的与所述外壳中心轴线垂直一侧侧面面积的总和为所述气流出口(403)在热气流流动方向上的径向截面的面积的1/3以下。
【文档编号】F21V15/02GK104344265SQ201410701144
【公开日】2015年2月11日 申请日期:2014年11月28日 优先权日:2014年11月28日
【发明者】蒋明强, 童骏, 宋宇钦 申请人:浙江晶日照明科技有限公司