專利名稱：一種筒形led照明燈的制作方法
技術領域：
本實用新型屬于LED照明技術領域，特別涉及到帶有燈筒、并采用了太陽花式散熱片的LED照明燈。
背景技術：
由于節能和環保的優勢，LED被認為是人類下一代照明技術。但由于昂貴的造價， 以及可靠性低，阻礙著LED照明普及應用。價高和不可靠的主要原因是LED散熱問題所致。中國發明專利申請(名稱LED照明燈及其LED燈芯，申請號2009101089276)公開了一種LED燈，采用對流罩(本實用新型中稱為燈筒)強化自然對流散熱，并且提出太陽花式散熱片為LED照明燈的散熱最佳結構。但該專利申請，只公開了基本的架構性結構，利用該技術設計制造出實用LED照明燈，還需要設計出具體的結構。
發明內容本實用新型的目的是提出一種結構更加具體的LED照明用筒燈，實現有效降低燈具散熱成本，提高散熱量，使燈具結構簡單，造價低，并且外形美觀。本實用新型的技術方案是主要部件包括有LED光源、散熱片、燈筒和燈杯，LED 光源包括有LED芯片和基板，基板的外側為平面，是LED光源向外導熱的面，散熱片采用了肋片從導熱柱側面伸出的太陽花式結構，燈筒設置在散熱片上方。本實用新型的特征是燈杯為金屬材質，燈杯的杯底有一平整面，該平整面的外側面貼在散熱片的前端面(LED光源照射的方向定為前方)，LED光源(LED光源的基板的外側面)貼在該平整面的內側面；散熱片的肋片前方留有進氣通道，燈杯的杯底貼在散熱片上的直徑(如果不是圓形，則采用面積當量直徑)不得大于肋片根處半徑與肋片尖處半徑之和；燈筒的后開有通氣口，該通氣口的流通面積大于三分之一的燈筒橫截面積，燈筒從散熱片后端高出的尺寸大于三倍的散熱片的高度。太陽花式散熱片肋片從導熱柱側面伸出的結構，由于肋化效率高(省材料)，導熱熱阻低，可采用鋁擠出工藝生產太陽花型材，工藝簡單效率高，則被認為是LED燈散熱最佳結構。自然對流散熱是，空氣受熱升溫，密度下降，產生浮力向上流動，將熱量帶走的過程，使空氣流動的驅動力小，因而保證空氣流動暢通非常重要。燈筒的后端開通有通氣口， 并且要求通氣口的流通面積大于三份之一的燈筒橫截面積，就是保證散熱空氣流動暢通。 利用燈筒的煙 效應，提高空氣流動的驅動力，提高散熱量，燈筒的高度要足夠，才能達到有用的效果，本實用新型提出燈筒要高出散熱片的尺寸應大于三倍的散熱片的高度。照明燈常常設置有燈杯，被用于光學(反射、聚光)、裝飾、以及某些結構上的作用。本實用新型利用燈杯的外表面作散熱表面，以增加散熱量，因而燈杯應采用金屬材質， 鋁材為首選材料。采用燈杯杯底的平整面外側面貼在散熱片的前端面，LED光源貼在該內側面的結構，一是為了結構上簡單，保證強度，二是保證LED光源的熱量有效傳到燈杯上，并使得燈杯的杯底尺寸(直徑)盡可能小，減少肋片前端被燈杯的杯底(LED光源)遮擋， 散熱片的肋片前方留有的進氣通道更大，散熱空氣進氣更暢通，減小流動死區，使散熱空氣更有效地直接沖刷肋片面積，有利于提高散熱量。本實用新型提出燈杯杯底貼在散熱片上的直徑不得大于肋片根處半徑與肋片尖處半徑之和，就是基于以上原理。
以下結合附圖和具體實施方案對本實用新型作進一步說明。
圖1、2、3分別為三種太陽花式散熱片橫截面特征視圖，圖中e為肋片之間的間隙。圖4為一種本實用新型的特征結構剖面示意圖，示出了本實新型的基本特征， h-散熱片高，H-燈筒高出散熱片的高度，B-燈杯杯底貼在散熱片上的尺寸(直徑)，r-肋根處半徑(導熱柱半徑)，R-肋尖處半徑(散熱片半徑)。圖5為百葉窗式結構特征剖面示意圖。圖6為叉列式結構特征剖面示意圖。圖7、8分別為兩種燈杯上的俯視圖，表示通氣口切口線的特征。、圖9為一種本實用新型的剖面視圖。
圖10為一種實用新型的立體剖面視圖。圖中，1、肋片。2、導熱柱，3、燈筒，4、散熱片，5、燈杯，6基板，7、LED光源，8、進氣通道，9、切口線，10、電源板，11、前透鏡，12、面板，13、輸入端子，14、彈性卡扣安裝機構，15、燈罩，16、螺釘柱，17、網罩，18、螺孔柱。
具體實施方案
圖1、2、3示出了三種外形不同的太陽花式散熱片，肋片1從導熱柱2伸出，圖中所示的導熱柱2為實心，也可以是空心。采用鋁擠出方法，就可制造出其型材，經裁切就可制成太陽花式散熱片，制造成本低，再由于肋化效率高(省材)，內導熱熱阻低，則為LED散熱首選。圖4示出了本實用新型的基本結構特征，燈筒3高出散熱片4，高出的尺寸應大于三倍的散熱片4的高度，即H應大于池。散熱片的導熱柱2為實心，也可以采用空心結構。 圖中示出，燈杯5的杯底為平面，外側面貼在散熱片4的前端面，LED光源7的基板6貼在內側面，可采用螺釘、螺栓緊固，結構簡單，既保證強度，又保證接觸傳熱。燈杯的杯底遮擋散熱片前端的尺寸為B，B不能太大，否則靠近導熱柱2處的肋片1的前端被杯底遮擋的面積就大，會在此處形成氣流死區，散熱空氣不易直接進入，在肋片前方的進氣通道8的流通面積也就小，造成進氣不暢通。如果是圓形，則B為直徑，不應大于肋根處半徑與肋尖處半徑之和，對于非圓形，則應按面積當量直徑來確定，比如正方形，B為邊長，則面積當量直徑為 ο燈杯5朝下，而自然對流散熱空氣向上流動，因而在燈杯5的內側面(朝下的面) 內，會形成空氣流動死區。在燈杯上開通氣口就可解決該問題，比如采用百葉窗式結構通氣口，圖5示出了百葉窗式結構的特征剖面圖，還可以采用叉列式結構，如圖6所示。采用百葉窗式或叉列式結構的通氣口，可以采用沖床沖切成型，既能有效得到足夠的通氣口的流通面積，又不減小燈杯的散熱面積。燈杯上的通氣口的切口線9應采用呈輻射形結構，如圖7、8所示，這樣有利于燈杯內的導熱傳熱。自然對流散熱，驅動空氣對流的動力是空氣受升溫而產生的浮力，驅動力有限。通過加密肋片，增加散熱面積，有提高散熱量的因素，但還存在有負面因素肋片密度增加，流動阻力增加，導致散熱空氣減小，此為散熱性能下降的因素。因而肋片密度不宜太密，存在一散熱量最大的優化值，通過大量實驗數據分析可得，設計產品時，應取散熱片的肋高(肋片在散熱片高度方向上的尺寸)與肋片之間的間隙之比為大于2，小于10，當散熱片肋片間隙不均勻時，應取平均間隙，肋高不均勻時應取平均高度。圖9所示的本實用新型，設置有面板12，主要是裝飾作用，并且面板12與燈杯5 為一整體式結構部件，可采用金屬板材，經拉伸沖壓成型，這樣不僅結構簡潔，強度高，而且面板表面也被利用來作散熱面，有利于散熱提高。圖9中示出，LED光源的電源設置在燈筒內，電源板10—端(上端)夾在燈筒3上，另一端(下端)固定在散熱片4上，并且電源的輸入端子13固定在電源板10上，這樣的結構便于接線安裝，無外置電源，整燈的結構簡潔。 圖9中還示出，在LED光源前，靠燈杯的杯底處，設置有前透鏡11，可起到配光、裝飾用。
圖10所示的本實用新型，在燈杯5的大口端設置有透明燈罩15，可起到配光和裝飾作用，采用這樣結構，燈杯5上再開通氣口就沒多大作用，但如果在透明燈罩15上開有通氣口，燈杯5上開通氣口就有用了。
圖10中示出，設置有彈性卡扣安裝機構14，用于嵌入式安裝，圖中的彈性卡扣安裝機構和現傳統嵌裝式筒燈的某種彈性卡扣機構類似；圖中，彈性卡扣機構的固定板的一端與散熱片固定連接，可采用螺釘或鉚釘來固定連接，固定板的另一端固定在燈杯、或面板上，可采用焊接、粘結、鉚接或螺釘。
圖10中也采用了電源設置在燈筒內結構，和圖9中有所不同的是電源板10被網罩17罩著，網罩17應采用金屬材質，起著電磁波屏蔽作用，滿足更高的安規要求。
圖10中的網罩17是通過螺釘柱16掛裝、固定在電源板10上，這樣的結構簡單，成本低。圖9、10中所示的燈筒3，是采用注塑成型的塑料部件，生產效率高，成本低，采用螺釘與散熱片4固定連接，在燈筒3后端設置螺孔柱18，并與燈筒3為一整體式結構，可用于吊裝時安裝用。圖4、9、10所示的本實用新型中，只有一個散熱片和一對應的LED光源。如果所需的照明燈的功率大，比如大到20W，30W以上，采用上述的單個太陽花式散熱片結構就不合適，應該采用由數個太陽花式散熱片拼組成的結構，每個太陽花式散熱片配有燈杯和LED 光源。數個燈杯可由同一張金屬板材，采用拉伸方法制造，并與面板一起構成一整體式結構部件。特別聲明本發明中所述的LED光源還包括OLED光源。
權利要求1.一種筒形LED照明燈，包括有LED光源(7)、散熱片、燈筒和燈杯(5)，LED 光源⑵包括有LED芯片和基板(6)，基板(6)的外側面為平面，是LED光源向外導熱的面， 散熱片(4)采用了肋片(1)從導熱柱(2)側面伸出的太陽花式結構，燈筒(3)設置在散熱片(4)上方，其特征在于燈杯(5)的杯底有一平整面，該平整面的外側面貼在散熱片(4) 的前端面，LED光源貼(7)在該平整面的內側面；散熱片(4)的肋片(1)前方留有進氣通道 (8)，燈杯(5)的杯底的直徑不得大于肋片根處半徑與肋片尖處半徑之和；燈筒(3)的后開有通氣口，該通氣口的流通面積大于三分之一的燈筒橫截面積，燈筒C3)從散熱片(4)后端高出的尺寸大于三倍的散熱片的高度。
2.根據權利要求1所述的筒形LED照明燈，其特征在于燈杯(5)上開有通氣口，該通氣口采用了百葉窗式結構、或叉列式結構，通氣口的切口線(9)采用了呈輻射形結構。
3.根據權利要求1所述的筒形LED照明燈，其特征在于肋片(1)的平均肋高與肋片之間的平均間隙之比大于2，小于10。
4.根據權利要求1、或2、或3所述的筒形LED照明燈，其特征在于設置有面板(12)， 面板(12)與燈杯(5)為一整體式結構部件，并且是由金屬板材，采用了拉伸方法制造成的整體式結構部件。
5.根據權利要求4所述的筒形LED照明燈，其特征在于設置有彈性卡扣安裝機構 (14)，該彈性卡扣安裝機構的固定板的一端與散熱片固定連接，另一端與面板(12)或燈杯(5)固定連接。
6.根據權利要求4所述的筒形LED照明燈，其特征在于燈筒(3)是采用了注塑成型的塑料部件，燈筒(3)的后端設置有螺孔柱(18)。
7.根據權利要求4所述的筒形LED照明燈，其特征在于LED光源(7)的電源設置在燈筒(3)內。
8.根據權利要求7所述的筒形LED照明燈，其特征在于電源板(10)—端固定在散熱片(4)上，另一端被夾在燈筒C3)上。
9.根據權利要求7所述的筒形LED照明燈，其特征在于電源的輸入端子(13)固定在電源板(10)上。
10.根據權利要求7所述的筒形LED照明燈，其特征在于電源的電源板(10)被金屬網(17)罩著，金屬網(17)固定在電源板(10)上。
專利摘要本實用新型提出了一種帶燈筒(3)的LED照明燈，燈筒(3)被利用來提高散熱，散熱片(4)采用太陽花式結構，設置有燈杯(5)，被利用于增加散熱面，燈杯(5)的杯底貼在散熱片(4)前端面，LED光源(7)的基板(6)貼在杯底的內側面，結構簡單，既保證強度，又保證接觸傳熱。本實用新型還提出了各部件關鍵尺寸的要求，以達到有效提高散熱，降低成本的目的。
文檔編號F21Y101/02GK202215982SQ20112028326
公開日2012年5月9日 申請日期2011年7月28日 優先權日2011年7月28日
發明者秦彪 申請人:秦彪