专利名称：冷却设备的制作方法
技术领域：
本发明涉及冷却设备和用于冷却热源的方法，尤其涉及用于冷却
发光元件例如发光二极管(LED)装置特别是高功率LED阵列的方 法。
背景技术：
常见的高功率LED阵列被连接到将来自所述LED阵列的热量通 过对流冷却的方式散发出去的散热器。然而，为了维持对于高功率 LED阵列的足够的冷却性能，所述散热器必须具有很大的冷却区域， 从而使得所述发光装置体积大并且成本高。
发明内容
本发明的目的是提供一种更加紧凑和节约成本的用于冷却发光装 置的方法。
所述目的通过权利要求1的冷却设备和权利要求10的方法实现。 所述冷却设备包括可热连接到热源的散热器、出气口和至少两个 进气口。所述冷却设备还包括风扇，该风扇适合于通过所述进气口将 空气抽入所述冷却设备以及通过所述出气口将空气从所述冷却设备排 出。所述冷却设备被布置为使得当所述风扇运转时，来自所述进气口 中的至少一个进气口的气流将来自所述进气口中的至少另 一个进气口 的较冷环境空气的气流迫向所述散热器，从而将所述散热器冷却下来。 这种引导冷却空气经过(或穿过)散热器的方式可提供高冷却效 率，而不需要复杂并且占空间的空气偏导器。另外，由于所述散热器 可被设计得尺寸相对较小，所以能实现形式紧凑并且节约成本的装置。 该设备的操作安全可靠。所述热源可包括但不限于发光装置，有利地为高功率LED或激光 二极管，特别是高功率LED或激光二极管的阵列。
有利地，如果使用LED (或激光二极管)阵列，则每个LED个 体可按均匀的模式设置在所述散热器上，例如彼此等距离设置，以在 所述散热器中获得比较均匀的散热。
为了获得特定气流之间的充分的相互作用，相应的进气口有利地 基本上彼此面对地布置。因此，相互作用的气流被朝向彼此引导，并 且通过它们的相互作用，所述气流中的一股气流可将另一股气流推向 所述散热器。
为了提高寿命并限制噪音，所述冷却设备有利地适合于产生层流 式气流。
为了避免高压降或相应的速度降低并且为了防止湍气流，所述进 气口中的至少一个，优选地所有进气口都包括过滤网格。所述过滤网 格还可保护所述冷却设备免受电击和外界物质的影响，从而工作领域 可得以扩展。所述过滤网格有利地具有限定的孔。
有利地，所述散热器包括基本上面对着所述风扇的导热结构，其 中所述气流中的至少一股气流被迫向所述导热结构。因此，该气流经 过并穿过所述导热结构流动，以产生更加有效的散热。有利地，导热 结构包括散热销、冷却片和冷却板中的至少一种。
有利地，所述散热器由超过95%纯度的铝，优选地至少99%纯度 的铝制成，并且有利地通过高压模制而制成，尤其是在800巴以上的 压力下模制而成，以提高导热能力。由于提高了热效率，因此这种有 效的冷却能够实现高亮度。
为了将热源尤其是LED与冷却区域分离，接受装置被布置为与所 述导热结构相对。因此，可提供与热空气抽取相反的导光方向，以获 得相对较冷的光源。
有利地，冷却设备包括基本上管状的壳体，其中风扇和散热器彼 此间隔地布置在所述壳体内以在它们之间形成空气流动区域。所述空 气流动区域包括一含有所述进气口的径向延伸部分，其中相互作用的气流的进气口在纵向方向上彼此面对。所述径向延伸部分可以是环形 的径向延伸部分。
此外，还提供了 一种用于冷却连接到散热器的热源例如LED阵列 的方法，其中风扇通过至少两个进气口将空气抽入壳体，以便使得来 自所述进气口中的至少一个进气口的气流将来自所述进气口中的至少 另一个进气口的气流迫向所述散热器，从而将所述散热器冷却下来， 并且其中所述风扇随后将空气从壳体排出。有利地，所述气流基本上 为层流。
以下附图示意性地示出了非限定性的实施例。
图1示出了冷却设备的横截面视图2示出了带有绘制的空气流型的图1中的冷却设备。
具体实施例方式
图1示出了主动冷却设备1。所述冷却设备1包括具有纵轴L的 基本上为管形的壳体2。所述壳体2内安装有金属散热器3。所述散热 器3通过导热粘合剂5热连接到高功率LED阵列4。所述散热器3和 包括上(顶)壁的所述壳体2的上部限定了一上LED阵列接收空间6。 在所述散热器3的下侧(与所述LED侧相对)具有呈多个导热/散热 销(heat conduction/dissipation pin) 7构成的床(bed)形式的导热 结构。
包括所述导热/散热销7的所述散热器3由至少99 %纯度的铝制成 并且在800巴以上的压力下通过高压模制而制造以提高其导热性。
所述壳体的下(底)侧壁上安放有在该部分中占据了壳体2的整 个横截面的风扇8。该风扇8被设计为从壳体2的内部吸入空气并通 过位于所述底壁处的由数个通孔9形成的空气出口将空气排放出去。 所述风扇8和散热器3 (从销7测量)间隔开距离A。风扇8、散热器 3和壳体2的侧壁的部分限定了冷却空间10。壳体2还包括上进气口 ll和下进气口 12。特别地，所述口 11、 12位于壳体2的侧壁的径向延伸部分13中。口 11、 12^i殳置为彼此 在纵向方向上相面对，如图所示。风扇8适于通过所述进气口 11、 12 将空气抽(吸)进入壳体2。来自上进气口 11的气流迫使/推动来自下 进气口 12的气流到达所述散热器3，也就是穿过所述销7的区域 (cushion),这将在图2中更详细地描述。
上进气口 11包括具有限定的孔的过滤网格(无附图标记)。通过 设计和布置所述冷却设备l的部件，例如所述过滤网格的孔的尺寸和 数量、进气口 11、 12的位置、口 11、 12和散热器3之间的用于加速 和重定向气流的空气通道的形式、距离A、风扇功率等；所述冷却设 备在冷却空间10内生成层流式气流。
图2示出了从下进气口(或通道)12到风扇8的空气流型(airflow profile) 14和从上进气口 (或通道)11到风扇8的空气流型15。下部 的空气流型14由于风扇8的(抽吸)操作、高气流速度及其流型曲率 的相互作用而使得其推动上部的空气流型15穿过散热器3的销7,从 而提高了系统的热管理效率。所述空气流型14、 15显示，空气是基本 上层流式流动的，这就产生了风扇叶片上的均匀的空气流速和风扇齿 轮的均匀的温度，从而保持风扇的使用寿命。附图标记列表
1冷却设备
2壳体
3散热器
4高功率LED阵列
导热粘合剂
6LED阵列接收空间
导热销
8风扇
9通孔
10冷却空间
11上进气口
12下进气口
13径向延伸部分
14下部空气流型
15上部空气流型
权利要求
1.一种冷却设备(1)，包括散热器(3)，所述散热器能热连接到热源(4)，出气口(9)，至少两个进气口，和风扇(8)，所述风扇适合于通过所述进气口(11、12)将空气抽入所述冷却设备(1)，并且通过所述出气口将空气从所述冷却设备排出，其中，在所述风扇(8)运转时，来自所述进气口中的至少一个进气口(12)的气流(14)将来自所述进气口中的至少另一个进气口(11)的气流(15)迫向所述散热器(3)。
2. 根据权利要求l所述的冷却设备(l),其特征在于，所述冷却 设备适合于产生层流式气流(14、 15)。
3. 根据权利要求1或2所述的冷却设备(1)，其特征在于，所述 相互作用的气流(14、 15)的进气口 (11、 12)被布置为基本上彼此 相互面对。
4. 根据前述任一项权利要求所述的冷却设备(1)，其特征在于， 所述进气口中的至少一个进气口 (11)包括过滤网格。
5. 根据前述任一项权利要求所述的冷却设备(1)，其特征在于， 所述散热器(3)包括基本上面朝所述风扇(8)的导热结构(7),其 中所述气流中的至少一股气流(15)被迫向所述导热结构。
6. 根据权利要求5所述的冷却设备(1),其特征在于，所述导热 结构包括散热销(7)、冷却片和冷却板中的至少一种。
7. 根据前述任一项权利要求所述的冷却设备(1)，其特征在于， 所述热源(4)被布置为与所述导热结构(7)相对。
8. 根据前述任一项权利要求所述的冷却设备(1)，其特征在于， 所述冷却设备包括基本上管状的壳体，所述风扇(8)和散热器(3) 彼此间隔地布置在该壳体内以在它们之间形成空气流动区域，所述空气流动区域包括一含有所述进气口 (11、 12)的径向延伸部分(13)， 其中相互作用的气流的进气口 (11、 12)在纵向方向(L)上彼此面 对。
9. 根据前述任一项权利要求所述的冷却设备(1)，其特征在于， 所述热源(4)包括发光二极管和激光二极管中的至少一种。
10. —种用于冷却连接到散热器(3)的热源的方法，其中， 风扇(8)通过至少两个进气口 (11、 12)将空气抽入壳体(12)，以便使得来自所述进气口中的至少一个进气口 (12)的气流(14)将 来自所述进气口中的至少另一个进气口 (11)的气流(15)迫向所述 散热器(3),和所述风扇(8)随后将空气从壳体(2)排出。
11. 根据权利要求IO所述的方法，其特征在于，所述气流基本上 是层流式气流(14、 15)。
全文摘要
本发明公开了一种冷却设备，其包括可热连接到热源的散热器、出气口、至少两个进气口和风扇，所述风扇适合于通过所述进气口将空气抽入所述冷却设备，并且通过所述出气口将空气从所述冷却设备排出，其中，在所述风扇运转时，来自所述进气口中的至少一个进气口的气流将来自所述进气口中的至少另一个进气口的气流迫向所述散热器。
文档编号F21V29/02GK101315178SQ200810108429
公开日2008年12月3日 申请日期2008年5月30日 优先权日2007年5月30日
发明者A·布里达, A·斯科迪诺, G·希拉 申请人:欧司朗有限公司