本實(shí)用新型涉及LED照明技術(shù)領(lǐng)域，尤其涉及一種散熱效果好的LED散熱結(jié)構(gòu)及包含該散熱結(jié)構(gòu)的LED燈具。

背景技術(shù)：

LED燈具具有節(jié)能、環(huán)保等優(yōu)點(diǎn)，但在工作過程中會發(fā)熱，尤其是大功率LED燈具，其發(fā)熱量較大，即使采用散熱器也無法及時將熱量散發(fā)，因此限制了其應(yīng)用。為提高其散熱效果，現(xiàn)有設(shè)計通過在散熱器背面設(shè)置風(fēng)扇，通過加速空氣對流提高散熱效果。

如CN102588789A公開了一種帶風(fēng)扇的大功率LED節(jié)能燈，由燈殼、基板、燈珠、散熱片、風(fēng)扇、驅(qū)動電源組成，在燈殼內(nèi)安裝有基板、燈珠、散熱片、風(fēng)扇、驅(qū)動電源，散熱片固定在基板上，風(fēng)扇安裝在散熱片上，在燈殼上開有進(jìn)氣孔、出氣孔，通過風(fēng)扇轉(zhuǎn)動加速空氣流動，使LED節(jié)能燈實(shí)現(xiàn)高效率散熱。由于風(fēng)扇是直接對準(zhǔn)翅片，形成的風(fēng)是無定向的，由于翅片的阻擋，冷卻空氣往往無法到達(dá)翅片的底部，而底部恰恰是溫度最高的區(qū)域?？諝饬魉贂l(fā)生衰減，甚至因為折流而互相抵消，導(dǎo)致遠(yuǎn)離風(fēng)扇的區(qū)域空氣流速低，最終導(dǎo)致散熱效果整體欠佳。

技術(shù)實(shí)現(xiàn)要素：

本實(shí)用新型提供了一種通過強(qiáng)制送風(fēng)提高散熱效果的LED散熱結(jié)構(gòu)。

LED散熱結(jié)構(gòu)，包括：

具有翅片的散熱器，翅片之間的間隙構(gòu)成多個連續(xù)的空氣流道，所述空氣流道的排氣端延伸至散熱器的周側(cè)面；

蓋板，覆設(shè)于翅片上，將空氣流道位于翅片尖部的開口封閉，并且局部隆起形成與所述空氣流道連通的進(jìn)氣腔；

以及往進(jìn)氣腔內(nèi)強(qiáng)制送風(fēng)的送風(fēng)裝置。

因相鄰翅片具有間隙，所述間隙交織連接在一起形成所述空氣流道，有助于空氣流通。由于翅片一般直立設(shè)置，因此流道在翅片頂尖部具有開口。

本實(shí)用新型通過在散熱器背面覆設(shè)蓋板，將空氣流道上方的開口封閉，那么往進(jìn)氣腔強(qiáng)制送風(fēng)，冷空氣會進(jìn)入空氣流道，不會從上方開口直接排出，能夠進(jìn)入翅片的底部，實(shí)現(xiàn)充分的熱交換，另外熱空氣從散熱器側(cè)面排出，可以和所有的翅片進(jìn)行熱交換，從而提高散熱效率。

當(dāng)然，如果蓋板沒有完全把所有翅片蓋住，那么也會從沒封閉的開口排出，雖然散熱效果不會達(dá)到最佳，但也會有一定的改善。由于空氣流道較為狹窄，而進(jìn)氣腔較大，往進(jìn)氣腔進(jìn)風(fēng)，使得其內(nèi)部具有一定壓力，所以需要強(qiáng)制進(jìn)風(fēng)。

優(yōu)選的，所述蓋板延伸至散熱器的周緣，覆蓋所有的翅片，可以讓散熱器的只在側(cè)向出風(fēng)，保證空氣與所有翅片進(jìn)行熱交換。

優(yōu)選的，所述進(jìn)氣腔被分隔成多個獨(dú)立的子腔室，每個子腔室配置1-2個送風(fēng)裝置。

優(yōu)選的，所述空氣流道從進(jìn)氣腔所在的位置直線延伸至散熱器的周側(cè)面，可以降低空氣阻力，提高流速。

所述散熱器可以根據(jù)燈具實(shí)際需要設(shè)置，可以是圓形、方形、長方形、橢圓形或不規(guī)則形狀。

優(yōu)選的，所述散熱器為橫截面為圓形，所述進(jìn)氣腔位于散熱器的中心位置，所述翅片呈放射狀分布。

優(yōu)選的，所述散熱器的背面被分成若干扇形的散熱區(qū)，相鄰散熱區(qū)之間設(shè)有隔板，避免空氣互串抵消。

更優(yōu)選的，所述進(jìn)氣腔被分隔成多個獨(dú)立的子腔室，所述子腔室與散熱區(qū)一一對應(yīng)設(shè)置。

優(yōu)選的，隆起形成進(jìn)氣腔的隆起部中心具有向下呈倒錐形的凹陷，使得進(jìn)氣腔為環(huán)形結(jié)構(gòu)，所述送風(fēng)裝置環(huán)繞隆起部設(shè)置。進(jìn)氣腔為環(huán)形結(jié)構(gòu)，避免相對的送風(fēng)裝置輸送的空氣出現(xiàn)干涉。

更優(yōu)選的，所述凹陷底部開口，形成獨(dú)立的通風(fēng)管，所述散熱器中心具有與通風(fēng)管銜接的通孔，可以實(shí)現(xiàn)對基板和LED燈珠散熱。

優(yōu)選的，所述散熱器上設(shè)有多組環(huán)繞其中心線布置的翅片，翅片離中心線越遠(yuǎn)，數(shù)量越多，相鄰組的翅片交錯布置，可形成樹狀分布的空氣流道，增加散熱效果。

另一種優(yōu)選方式，所述散熱器的橫截面為方形，所述進(jìn)氣腔為長條形，橫跨整個散熱器，所述翅片垂直進(jìn)氣腔設(shè)置。

所述散熱器中心具有將其平均分為兩部分的第一隔板，所述進(jìn)氣腔設(shè)于散熱器中間位置，內(nèi)部設(shè)有與第一隔板銜接的第二隔板，同樣將其分為兩部分，兩部分各配置一組送風(fēng)裝置。

所述散熱器中心具有將其平均分為兩部分的第一隔板，所述進(jìn)氣腔有兩個，對稱設(shè)于第一隔板的兩側(cè)，每個進(jìn)氣腔各配置一組送風(fēng)裝置。

以上兩種方式可以縮短空氣流道的距離，減小空氣流動的阻力，提高散熱效果。

優(yōu)選的，所述散熱器與翅片平行的兩側(cè)設(shè)有擋板，避免空氣從側(cè)面漏出。

優(yōu)選的，所述送風(fēng)裝置為軸流風(fēng)機(jī)或渦輪風(fēng)機(jī)，最優(yōu)選為渦輪風(fēng)機(jī)，渦輪風(fēng)機(jī)可以給進(jìn)風(fēng)腔提供更大的壓力。

優(yōu)選的，形成進(jìn)氣腔的隆起部具有安裝送風(fēng)裝置的開口，所述送風(fēng)裝置通風(fēng)密封膠粘接或者卡接固定在開口內(nèi)。

所述蓋板上安裝有送風(fēng)裝置的驅(qū)動電源。

本實(shí)用新型還提供了包含LED散熱結(jié)構(gòu)的LED燈具，所述散熱器上設(shè)有背對翅片安裝的基板和提供聚焦功能的透鏡，所述基板上設(shè)有LED燈珠，所述蓋板上安裝有保護(hù)送風(fēng)裝置和燈具內(nèi)部電路的罩殼，罩殼的側(cè)面設(shè)有進(jìn)風(fēng)口，尾部設(shè)有燈頭。

優(yōu)選的，所述罩殼由上罩殼和下罩殼組成，所述下罩殼底部與蓋板固定連接，頂部開口且徑向收縮伸入上罩殼，所述上罩殼和下罩殼之間的間隙構(gòu)成所述進(jìn)風(fēng)口，燈頭設(shè)于上罩殼的頂部，如此設(shè)計可以避免水進(jìn)入到罩殼內(nèi)，尤其對于適用環(huán)境是水域的燈具，如誘魚燈等。

更優(yōu)選的，所述間隙內(nèi)設(shè)有擋水結(jié)構(gòu)。

可以采用如下結(jié)構(gòu)：所述擋水結(jié)構(gòu)包括設(shè)于下罩殼外側(cè)面的第一擋水圈和設(shè)于上罩殼內(nèi)側(cè)面的第二擋水圈，所述第一擋水圈橫向設(shè)置向上罩殼內(nèi)側(cè)壁延伸，所述第二擋水圈縱向設(shè)置環(huán)繞上罩殼。

所述第一擋水圈向下傾斜。

優(yōu)選的，上罩殼和下罩殼之間通過連接桿連接，提高進(jìn)氣順暢性。

優(yōu)選的，所述散熱器安裝基板的表面具有與基板配合的凹槽，凹槽的周緣具有排氣用的缺口，便于熱空氣排出。

同樣的理由，所述散熱器與透鏡的配合位置設(shè)有排氣孔。

為了實(shí)現(xiàn)防水，所述透鏡與散熱器配合的邊緣具有兩級臺階結(jié)構(gòu)，內(nèi)側(cè)的臺階結(jié)構(gòu)和外側(cè)的臺階結(jié)構(gòu)分別設(shè)有交錯布置的第一缺口和第二缺口，散熱器上設(shè)有連接第一缺口和第二缺口的連通槽。

本實(shí)用新型又提供了一種LED燈具的散熱方法，包括具有翅片的散熱器，翅片之間的間隙構(gòu)成多個貫通的空氣流道，所述空氣流道的排氣端延伸至散熱器的周側(cè)面；散熱器背面設(shè)有覆于翅片上將所述空氣流道位于翅片尖部的開口封閉，并且局部隆起形成與所述空氣流道連通的進(jìn)氣腔；

所述散熱方法包括：將空氣強(qiáng)制送入進(jìn)氣腔內(nèi)，使空氣與翅片發(fā)生熱交換后，從散熱器的側(cè)面排出。

優(yōu)選的，保持進(jìn)氣腔內(nèi)的空氣壓力高于大氣壓100-200pa。

本實(shí)用新型通過在翅片上覆設(shè)蓋板，將空氣流道在翅片頂尖部的開口封閉，并且在蓋板中心局部設(shè)置進(jìn)氣腔，通過送風(fēng)裝置將冷卻空氣強(qiáng)制送入空氣流道，從而提高了熱交換面積和效率，可以滿足大功率LED燈具的需求。

附圖說明

圖1為本實(shí)用新型LED燈具的結(jié)構(gòu)示意圖。

圖2為本實(shí)用新型LED燈具的爆炸結(jié)構(gòu)示意圖。

圖3為圖1所示LED燈具蓋板部分的結(jié)構(gòu)示意圖。

圖4為圖3所示蓋板部分另一角度的結(jié)構(gòu)示意圖。

圖5為本實(shí)用新型散熱器的結(jié)構(gòu)示意圖。

圖6為本實(shí)用新型散熱器的局部剖面圖。

圖7為本實(shí)用新型透鏡的結(jié)構(gòu)示意圖。

圖8為本實(shí)用新型透鏡的排氣示意圖。

圖9為本實(shí)用新型方形LED散熱結(jié)構(gòu)的示意圖。

圖10為圖9所示散熱結(jié)構(gòu)的排氣示意圖。

圖11為圖9所示散熱結(jié)構(gòu)中蓋板的結(jié)構(gòu)示意圖。

圖12為圖11所示蓋板另一角的結(jié)構(gòu)示意圖。

圖13為本實(shí)用新型另一種方形LED散熱結(jié)構(gòu)的示意圖。

圖14為圖13所示散熱結(jié)構(gòu)的排氣示意圖。

圖15為圖13所示散熱結(jié)構(gòu)中蓋板的結(jié)構(gòu)示意圖。

圖16為圖15所示蓋板另一角度的結(jié)構(gòu)示意圖。

圖17為本實(shí)用新型方形散熱器的結(jié)構(gòu)示意圖。

具體實(shí)施方式

如圖1和2所示，一種LED燈具，包括鋁合金等材料制成的散熱器1，散熱器1的正面安裝有基板5和透鏡2，基板5上布設(shè)有許多LED燈珠6，透鏡2主要是提供聚焦的功能，與散熱器1配合將基板5和LED燈珠6封裝一個相對封閉的空腔內(nèi)?；蹇梢凿X、銅等材質(zhì)，其上可以布設(shè)驅(qū)動模塊，用于將交流電轉(zhuǎn)換成直流電。

如圖5所示，散熱器1的背面設(shè)有翅片12，翅片12直立設(shè)置，兩兩之間有間隙，間隙連接交織一起構(gòu)成連續(xù)的空氣流道16。圖5所示的散熱器形狀為圓形，當(dāng)然它可以是其它形狀，如方形、橢圓形或者不規(guī)則形狀，但是翅片12的分布需滿足空氣流道16的排氣端一直延伸到散熱器1的周側(cè)面，保證空氣流道內(nèi)的空氣熱交換后可以從散熱器的側(cè)面排出。

圖5所示散熱器，翅片12呈放射狀分布，即翅片12沿著散熱器1的徑向布置，翅片12分為若干組，每組翅片環(huán)繞散熱器的中心布置，離散熱器距離越大，翅片數(shù)量越多，并且相鄰組的翅片交錯布置，使得空氣流道16呈樹狀分布，散熱面積最大化。散熱器1的背面還被分為若干扇形的散熱區(qū)，相鄰散熱區(qū)之間有隔板13，可以讓空氣基本朝一個方向流出，避免出現(xiàn)過多折流，導(dǎo)致流速衰減。隔板13的末端還設(shè)有固定蓋板7的螺釘孔。

如圖1和2所示，散熱器1的背面設(shè)有貼覆在翅片12上的蓋板7，蓋板7基本將所有翅片覆蓋，把空氣流道在翅片頂尖部的開口封閉，保證空氣只從散熱器的側(cè)面輸出。如圖3和4所示，蓋板7在中部隆起形成一進(jìn)氣腔71，由于蓋板隆起，下方的空氣流道開口就沒有被封閉，使得所有空氣流道和進(jìn)氣腔71連通。隆起部上設(shè)有開口，渦流風(fēng)機(jī)72在開口位置通過粘結(jié)膠固定或通過卡合結(jié)構(gòu)固定在隆起部上。渦流風(fēng)機(jī)72也可以被軸流風(fēng)機(jī)替換，但是軸流風(fēng)機(jī)體積相對較大，且輸送的空氣壓力較低，功率較低的情況下會出現(xiàn)回風(fēng)。

如圖1所示，渦流風(fēng)機(jī)72的環(huán)繞隆起部布置，出風(fēng)管伸入到進(jìn)氣腔71內(nèi)。隆起部中心向下凹陷，一直延伸到翅片12，進(jìn)氣腔成為環(huán)形結(jié)構(gòu)，使得相對設(shè)置的渦流風(fēng)機(jī)72的出風(fēng)不會干涉而抵消，保證進(jìn)氣腔內(nèi)具有一定的壓力。另外，渦流風(fēng)機(jī)72是傾斜布置的，對著中心的凹陷吹風(fēng)，折流后進(jìn)入空氣流道。隆起部和蓋板最好是通過沖壓一體成型，當(dāng)然也可以采用組裝的方式。

如圖4所示，為了避免渦流風(fēng)機(jī)72的出風(fēng)相互干涉，進(jìn)風(fēng)腔71內(nèi)設(shè)有隔板74，將其分為若干個子腔室，本實(shí)施例每個子腔室配置2個渦流風(fēng)機(jī)，并且子腔室與散熱器1背面的散熱區(qū)也一一對應(yīng)布置，相當(dāng)于兩個渦流風(fēng)機(jī)的出風(fēng)對應(yīng)一個散熱區(qū)。為了提高散熱效果，凹陷底部具有通孔，形成獨(dú)立的通風(fēng)道75，相應(yīng)的散熱器中心具有銜接的通孔14，凹陷頂部安裝有渦流風(fēng)機(jī)72，可以將冷空氣強(qiáng)制送入基板5所在的空間。

如圖2所示，為了讓冷卻基板5和LED燈珠6的空氣順利排出，散熱器1安裝基板5的表面具有凹槽11，凹槽的邊緣具有排氣的缺口(圖中未示出)，但這種結(jié)構(gòu)不防水。本實(shí)用新型在透鏡和散熱器的配合邊緣設(shè)置了防水的排氣機(jī)構(gòu)，如7所示，透鏡2的邊沿具有兩級臺階結(jié)構(gòu)21、22，內(nèi)側(cè)和外側(cè)的臺階結(jié)構(gòu)分別設(shè)有缺口23、24，缺口23和缺口24錯位設(shè)置。如圖6所示，散熱器1相應(yīng)的位置具有連通缺口23、24的連通槽15，透鏡2和散熱器1之間的排氣路徑就如圖8所示(圖中虛線為氣體流動方向)，由于在氣路在邊緣區(qū)域具有多個折彎，可以有效防止水進(jìn)入燈體內(nèi)。

如圖1和圖2所示，為了保護(hù)燈具的內(nèi)部電路和渦流風(fēng)機(jī)，蓋板7的背面安裝有罩殼3，罩殼包括下罩殼31和上罩殼32兩部分，上罩殼32為燈罩狀，頂部設(shè)有燈頭4，下罩殼31兩端均開口，一端連接蓋板，另一端徑向收縮伸入到上罩殼32內(nèi)，上罩殼32和下罩殼之間通過連桿310連接，使得罩殼3的空腔能夠與外界連通。

上罩殼32和下罩殼31之間有間隙，該間隙即為進(jìn)風(fēng)口，為避免水等進(jìn)入罩殼內(nèi)，間隙內(nèi)設(shè)有擋水機(jī)構(gòu)。擋板機(jī)構(gòu)包括擋水圈33、34，擋水圈34設(shè)于下罩殼21的外側(cè)面，傾斜向上罩殼32延伸，擋水圈34設(shè)于上罩殼32的內(nèi)側(cè)面，豎直向下罩殼31延伸，包圍連桿310，與下罩殼31銜接。當(dāng)然擋水機(jī)構(gòu)可以采用其它現(xiàn)有的結(jié)構(gòu)。

上述LED燈具的散熱器是圓形結(jié)構(gòu)，如上所述，散熱器也可以采用方形。如圖10、14公開了一種方形LED散熱結(jié)構(gòu)，包括方形的散熱器8，散熱器背面同樣具有翅片81，翅片分為多組，平行布置，之間的間隙構(gòu)成多個相互平行的空氣流道84。

如圖17所示，散熱器8不僅兩側(cè)具有擋板83，而且中心設(shè)有隔板82，將散熱區(qū)分為兩部分，目的是減小空氣流道84的長度，減小阻力，提高空氣流速。如圖9-10所示，蓋板9完全覆蓋在散熱器1的背面，將空氣流道84在翅片81頂尖部的開口封閉，空氣流道84只在散熱器的側(cè)面具有開口。

如圖11-12所示，蓋板9中心具有隆起部91，從而形成于空氣流道84連通的進(jìn)氣腔92，隆起部91為長條形，橫跨所有散熱翅片81。隆起部91上設(shè)有開口94，用于安裝渦輪風(fēng)機(jī)95。因散熱器1的散熱區(qū)被分為兩部分，進(jìn)氣腔92內(nèi)同樣設(shè)有隔板93，分為對應(yīng)的兩部分，兩部分分別配置一組渦輪風(fēng)機(jī)95。

如圖13-16所示，另一種方形LED散熱結(jié)構(gòu)，該結(jié)構(gòu)的散熱器1同樣如圖7所示，不同之處在于蓋板的形狀，具體是隆起部的設(shè)置方式。蓋板9有上有兩個隆起部91，形成兩個進(jìn)氣腔92，兩個進(jìn)氣腔92設(shè)于隔板82的兩側(cè)，分別對應(yīng)散熱器1的兩個散熱區(qū)，并且每個進(jìn)氣腔92各配置一組渦輪風(fēng)機(jī)95，渦輪風(fēng)機(jī)95為傾斜設(shè)置。

可以看出，本實(shí)用新型散熱器背面的翅片完全被蓋板覆蓋，導(dǎo)致空氣流道在翅片頂尖部的開口封閉，阻止氣流從該開口流出，所有空氣均從翅片側(cè)面的開口排出，可以讓空氣與大部分的翅片發(fā)生熱交換。另外從進(jìn)氣腔集中進(jìn)氣，避免了外界環(huán)境對風(fēng)速的影響，同時克服了送風(fēng)壓力衰減過快的問題。最后，通過渦流風(fēng)機(jī)強(qiáng)制送風(fēng)，可以克服翅片的阻力，保證一定的空氣流速，加速熱交換，全面提高了熱交換效率和面積，散熱效果大大改善。

如上所述，翅片對空氣具有一定阻力，因此進(jìn)氣腔需要具有壓力，一般高于大氣壓100-200pa，當(dāng)然會根據(jù)空氣流道的改變而有所變化。風(fēng)機(jī)的轉(zhuǎn)速一般會控制在3000轉(zhuǎn)以上。