一种气流控制系统、灯具及气流控制方法与流程

1.本发明涉及照明灯具散热的技术领域，尤其是涉及一种气流控制系统、灯具及气流控制方法。


背景技术：

2.灯具作为一种照明工具被广泛应用于不同场所中，其中灯具的散热效果往往影响到灯具的使用寿命。现有灯具常采用的散热方式包括传导、辐射和对流，但是这些散热方式常受外界环境的影响。如传导、辐射散热方式的散热效果常取决于灯体及其散热器的高度和大小，对流散热方式的散热效果取决于环境的通风情况。然而在某些场所中，如工厂厂房、仓库、体育场等大型空间常常需要采用功率较大的天棚灯作为照明工具，这种类型灯具的散热需求远远高于家居照明领域的灯具。与此同时，由于大型空间环境多变，灯具的散热效果无法保证。因此，天棚灯这类灯具的散热需求是常规散热方式无法满足的。
3.现有的技术方案中公开了一种室内led照明灯泡，包括led光源、线路板、罩设在led光源外部的透光面罩以及电气连接的灯头所述线路板粘接在一散热装置上，所述散热装置由中空的散热器和位于散热器一端面上的烟囱状中空柱体一体制成，沿所述散热器周向间隔设置多个散热鳍片，所述散热器、烟囱状柱体以及散热鳍片的间隔部分形成多个直接与空气对流的散热通道。尽管该室内led照明灯泡的散热方式结合了散热鳍片传导散热和散热通道对流散热的方式，但其中的散热通道的散热原理仍是烟囱效应，其散热效果与散热通道的高度差以及灯具内外空气流通的程度有关。当灯具使用环境通风较差时，相应的散热效果也会变差，进而影响到灯具的耐用度。
4.因此，有必要提供一种能对减少外界因素对散热效果产生影响的散热组件以及相关的灯具。


技术实现要素：

5.为了解决现有技术存在的上述问题，本发明提供了一种气流控制系统，其中设有气流控制器，气流控制器利用内外的空气压力差将外部的冷空气导入气流控制器内，外部冷空气横贯气流控制器后受挡边阻挡改变移动方向，并从顶壳导出实现散热，除此以外，气流控制器还利用外侧设有的散热鳍片以及罩体实现热交换。相应地，本发明还提供了一种气流控制灯具及气流控制方法。
6.为了实现上述目的，本发明提供了如下技术方案：
7.一种气流控制系统，包括顶壳、气流控制器和罩体，所述顶壳通过所述气流控制器与所述罩体连接，所述气流控制器包括气流入口部以及气流导向部，所述气流入口部与所述气流导向部相连；
8.所述气流入口部设有多个气流控制片，所述气流控制片之间形成气流入口通道；
9.所述气流导向部设有用于阻挡气流的挡边，所述顶壳设有气流出口部，所述气流入口部、所述气流导向部和所述气流出口部形成第一气流控制部；
10.所述挡边外侧周向间隔设置有多个散热鳍片，所述罩体和所述散热鳍片形成第二气流控制部。
11.优选地，所述气流控制片周向设置在所述气流入口部，且所述气流控制片沿着所述气流控制器的径向延伸，所述气流入口通道形成外宽内窄的结构。
12.优选地，所述气流出口部设在所述顶壳上，所述气流出口部与所述气流入口部不同侧。
13.优选地，所述气流出口部设有多个用于导出气流的出口槽。
14.优选地，所述顶壳包括底壁和侧壁，所述出口槽从所述底壁延伸至所述侧壁。
15.优选地，所述挡边与所述气流控制片内侧形成气流腔，所述气流入口通道、所述气流腔和所述出口槽形成第一气流通道。
16.优选地，所述散热鳍片之间形成有气流槽，所述罩体的外侧与所述气流槽形成第二气流通道。
17.本发明还提供一种气流控制灯具，包括驱动电源、光源件、以及权利要求1-7任一所述的气流控制系统，所述驱动电源固定在所述顶壳和所述气流控制器之间，所述光源件安装在所述罩体上。
18.优选地，所述罩体包括底板，所述光源件和所述气流控制器均安装于所述底板上。
19.进一步地，本发明还提供一种气流控制方法，基于上述的气流控制灯具，所述气流控制灯具通过气流控制方法进行散热，气流控制方法具体包括以下步骤：
20.s1.所述气流控制灯具工作时，所述光源件和所述驱动电源产生热能，使所述气流控制灯具内部的气体受热，压强减小，与所述气流控制灯具外部的空气形成气压差；
21.s2.所述气流控制灯具外部的一部分空气在气压差的作用下从所述气流入口部进入所述气流控制器；还有部分空气沿着所述罩体的外侧移动至所述散热鳍片处；
22.s3.进入所述气流控制器的空气沿着所述气流入口通道的延伸方向移动至所述气流导向部，空气受所述气流导向部的阻挡而改变气流移动方向，空气在此移动过程中与所述气流控制灯具的内部进行热交换；流动至所述散热鳍片的空气与所述散热鳍片进行热交换，带走所述气流控制器外侧壁上的热量；
23.s4.所述气流控制器内部的空气由所述气流导向部移动至所述气流出口部，从而从所述气流控制灯具导出。
24.基于上述的技术方案，本发明取得的技术效果为：
25.(1)散热效果良好，环境因素影响低。该发明的气流控制系统及气流控制灯具通过气流控制器来实现内外空气的流通和热交换。其原理是利用灯具内外的空气的压力差，使外部的冷空气从侧面进入并横贯气流控制器，在这过程中进行热交换后因受挡边阻挡而从气流控制系统导出。因此该控制气流的散热效果与使用环境的通风条件以及气流控制器的高度相关性较差，受环境因素影响较低，在不同环境时仍能实现良好的散热效果。同时，冷空气横贯灯具时与灯具的内部充分接触，提高散热效果。
26.(2)结构简单，构造紧凑，降低生产成本。本发明的的气流控制器通过控制气流横贯灯体达到散热效果，因此气流控制器的高度不是影响散热效果的主要因素，相较于通过增加与空气接触面积而设有长散热通道的散热器来说，本发明的气流控制器具有结构简单的特点，并且能降低生产成本，使气流控制灯具的构造更加紧凑，外观更加精致。
附图说明
27.图1为本发明的气流控制系统的爆炸示意图。
28.图2为本发明的气流控制器的结构示意图。
29.图3为本发明的气流控制灯具的气流走向示意图。
30.图4为本发明的另一实施例的气流控制灯具的装配示意图。
31.图5为本发明的气流控制方法的流程示意图。
32.附图标记：
33.100气流控制系统、200气流控制灯具、101第一气流通道、102第二气流通道、1顶壳、111底壁、112侧壁、113气流出口部、114出口槽、2气流控制器、21气流入口部、211气流控制片、212气流入口通道、22气流导向部、221挡边、222散热鳍片、223气流腔、224气流槽、3罩体、31底板、4驱动电源、5光源件。
具体实施方式
34.为了便于理解本发明，下面将结合附图和具体的实施例对本发明进行更全面的描述。附图中给出了本发明的较佳实施方式。但是，本发明可以以许多不同的形式来实现，并不限于本文所描述的实施方式。相反地，提供这些实施方式的目的是使对本发明的公开内容理解的更加透彻全面。
35.需要说明的是，当元件被称为“固定于”另一个元件，它可以直接在另一个元件上或者也可以存在居中的元件。当一个元件被认为是“连接”另一个元件，它可以是直接连接到另一个元件或者可能同时存在居中元件。
36.需要理解的是，术语“长度”、“宽度”、“上”、“下”、“前”、“后”、“左”、“右”、“竖直”、“水平”、“顶”、“底”、“内”、“外”等指示的方位或位置关系为基于附图所示的方位或位置关系，仅是为了便于描述本发明和简化描述，而不是指示或暗示所指的装置或元件必须具有特定的方位、以特定的方位构造和操作，因此不能理解为对本发明的限制。
37.此外，术语“第一”、“第二”仅用于描述目的，而不能理解为指示或暗示相对重要性或者隐含指明所指示的技术特征的数量。由此，限定有“第一”、“第二”的特征可以明示或者隐含地包括一个或者更多个该特征。在本发明的描述中，“多个”的含义是两个或两个以上，除非另有明确具体的限定。
38.除非另有定义，本文所使用的所有的技术和科学术语与属于本发明的技术领域的技术人员通常理解的含义相同。本文中在本发明的说明书中所使用的术语只是为了描述具体的实施方式的目的，不是旨在于限制本发明。
39.实施例1
40.图1和图2分别给出了本实施例的气流控制系统100的爆炸示意图和气流控制器的结构示意图，结合参考图1至图2，一种气流控制系统100，包括顶壳1、气流控制器2和罩体3，该气流控制系统100利用气压差引导外部的冷空气进入气流控制系统100内，并在实现热交换后导出，从而实现散热的作用。
41.具体的，顶壳1安装在气流控制器2的上端，罩体3安装在气流控制器2的下端。其中，气流控制器2包括气流入口部21以及气流导向部22。在本实施例中，气流入口部21和气流导向部22为半圆弧状结构，且气流入口部21和气流导向部22相连接形成整体呈圆形结构
的气流控制器2。其中，气流入口部21周向设置有多个气流控制片211，两两气流控制片211之间形成气流入口通道212。且气流控制片211沿着气流控制器2的径向延伸，即从气流控制器2的中心进行辐射状分布，使气流入口通道212形成外宽内窄的结构。当外部的空气流经气流入口通道212时，会因气流入口通道212的宽度逐渐变小而增加流动速度，进而增加单位时间内与气流控制系统100接触空气的体积，加快热交换效率。
42.气流导向部22包括与气流入口部21相连接的挡边221，挡边221呈弧形结构，与气流控制片211使气流控制器2形成半包围结构。挡边221与气流控制片211的内侧边缘形成有气流腔223，外部的空气从气流控制片211之间的气流入口通道212进入到气流腔223中，而后因受到挡边221的阻挡改变气流方向，并朝顶壳1移动，从而实现对气流方向的控制。此处需要说明的是，在某些实施例中，气流导向部22和气流入口部21也可是具有不相等弧长的圆弧状结构，可以根据需求对气流导向部22以及气流入口部21在气流控制器2上的占比进行调整。
43.进一步地，顶壳1设有气流出口部113。其中，顶壳1是与气流控制器2结构相适配的圆筒状壳体，包括底壁111以及和底壁111连接的侧壁112。在本实施例中，气流出口部113设在顶壳1与气流入口部21相反的一侧上，并位于气流导向部22的正上方，进而方便气流经气流导向部22阻挡后迅速从气流出口部113导出，加快气流流通的速度。气流出口部113设有多个用于导出气流的出口槽114。气流出口槽114从底壁111延伸至侧壁112形成整体结构呈“l”形的结构。其中，出口槽114位于顶壳1的部分与灯体1内部相连通，从而实现将气流控制灯具内部气体的导出。当然，此处并非对出口槽114的位置以及形态做具体的限制，在某些实施例中，出口槽114仅设于顶壳1的底壁111处，还有部分实施例中的出口槽114呈圆孔状，分散式的设于顶壳1上。除此以外，气流出口部113与气流入口部21和气流导向部22的相对位置也并非是唯一的。
44.气流控制系统100在使用时，利用气流控制系统100内外的气压差，使外部的冷空气从气流入口部21进入气流控制器2。气流入口通道212引导空气从气流控制器2的侧面进入气流控制器2内的气流腔223中，并在气流腔223中继续沿着气流入口通道212的延伸方向移动，直至因遇到气流导向部22而改变气流方向，最终从顶壳1处的气流出口部113导出。这种控制气流散热的方式不受环境通风条件以及气流控制器2高度的影响，在通风情况不佳的环境下仍能实现良好的散热效果。同时，气流控制器2结构简单，构造紧凑，因此具有较低的生产成本。
45.补充说明的是，在空气从气流入口部21到达气流导向部22的过程中，空气横贯了整个气流控制器2，因此增加了气流控制器2与空气的接触面积，使气流控制器2与冷空气之间的热交换更加充分，加快了灯具的散热效率。
46.因此，气流入口部21、气流导向部22和气流出口部113形成了第一气流控制部，第一气流控制部利用气压差使外部的冷空气进入气流控制系统100，并依次经过气流入口通道212、气流腔223和出口槽114。在这过程中，空气与气流控制器2实现热交换，进而带走气流控制器2的热量，起到散热的作用。
47.除此以外，气流控制系统100还设有第二气流控制部。在气流控制器2中，挡边221的外周壁上还间隔设有多个散热鳍片222。散热鳍片222之间形成有气流槽224。散热鳍片222的外侧边缘与气流控制片211的外侧边缘形成完整的圆形。外部的冷空气沿着罩体3的
外周壁流动并经过气流槽224。其中，散热鳍片222呈块状结构，因此与空气具有较大的接触面积。气体通过热交换将气流控制器2外周壁上的热量带走。因此，罩体3和散热鳍片222形成第二气流控制部。
48.综上，本实施例提供的一种气流控制系统100，利用气压差使外部的冷空气进入气流控制器2内，进行热交换后从顶壳1的气流出口部113导出，同时还利用冷空气在罩体3以及气流控制器2外周壁上的散热鳍片222之间的流动，实现将气流控制系统100内部以及外壁面的热量带走，大大提高了气流控制系统100的散热效率和散热效果。补充说明明的是，该气流控制系统100可以应用于多种类型的灯具中，具有通用性。
49.实施例2
50.图3给出了本实施例的气流控制灯具200的气流走向示意图，结合参考图1至图3，本实施提供了一种气流控制灯具200，该气流控制灯具200以天棚灯为例，包括驱动电源4、光源件5以及实施例1的气流控制系统100。其中驱动电源4安装在顶壳1的内部，并被限位于顶壳1与气流控制器2之间，光源件5安装在罩体3上。罩体3还包括底板31，光源件5和气流控制器2均安装在底板31上。
51.气流控制灯具200在工作的过程中，光源件5将电能转化成用于照明的光能，还有一部分转化成了热能，类似的，驱动电源4也产生了部分热能。热能使气流控制灯具200内部的空气受热，压强变小，并进而与外部的空气产生压力差。此时，外部的冷空气在气压差的作用下从气流入口部21进入气流控制器2。气流入口通道212引导空气从气流控制器2的侧面进入气流控制器2内的气流腔223中，并在气流腔223中继续沿着气流入口通道212的延伸方向移动，直至因遇到气流导向部22而改变气流方向，最终从顶壳1上的出口槽114导出。因此，气流入口通道212、气流腔223和出口槽114形成了第一气流通道101。
52.在这过程中，由于光源件5和气流控制器2均安装在罩体3的底板31上，且驱动电源4安装在气流控制器2的上端，因此气体在气流控制器2流动的过程中能及时与产生热能的电子器件，即光源件5和驱动电源4相靠近，并带走热量，进一步起到增强散热效果的作用。
53.除此以外，还有部分冷空气沿着罩体3的外周壁流动并经过散热鳍片211之间的气流槽224。优选地，散热鳍片211为具有较大表面积的块状结构，同时散热鳍片211采用金属材质，从而增加空气与散热鳍片的接触面积，并增加热传导效率。空气流经罩体3和气流控制器2并通过热交换将气流控制灯具200外周壁上的热量带走。因此，罩体3和散热鳍片222形成第二气流控制部，罩体3的外侧与气流槽224形成了第二气流通道102。
54.实施例3
55.图4给出了本实施例的气流控制灯具200的装配示意图，如图4所示，本实施例提供的一种气流控制灯具200包括顶壳1、气流控制器2和罩体3和光源件5(图4中未标识)。其中气流控制器2包括气流入口部21和气流导向部22，灯体1设有气流出口部113。该气流控制灯具200利用气压差，使外部的冷空气从气流入口部21进入气流控制器2中。气流在横贯气流控制器2的过程中与气流控制灯具200内部充分的接触并进行热交换，当气流遇到气流导向部22后改变方向，并从灯体1的气流出口部113导出。
56.本实施例与实施例2的不同之处在于，灯体1上设有两个气流出口部113，其中一个气流出口部113设在顶壳1与气流入口部21相反的一侧上，并位于气流导向部22的正上方，另一气流出口部113位于气流入口部21的正上方。其中，气流出口部113间隔设有多个出口
槽114，出口槽114从底壁111延伸至侧壁112形成整体结构呈“l”形的结构。出口槽114位于顶壳1的部分与灯体1内部相连通，从而实现将气流控制灯具200内部气体的导出。
57.实施例4
58.本实施例提供一种气流控制方法，图5给出了气流控制方法的流程示意图，该气流控制方法基于实施例2提供的气流控制灯具200，结合参考图1、图2、图3和图5，气流控制方法具体包括以下步骤：
59.首先，气流控制灯具200工作时，光源件5和驱动电源4将部分的电能转化成热能，使气流控制灯具200内部的气体受热，压强减小，与气流控制灯具200外部的空气形成气压差。
60.接着，气流控制灯具200外部的空气在气压差的作用下从气流入口部进入气流控制器2中，与此同时，还存在部分空气沿着罩体3的外侧移动至散热鳍片222处。然后，进入气流控制器2的空气沿着气流入口通道212的延伸方向移动至气流导向部22，并在气流导向部22的阻挡下而改变气流移动方向，空气在此移动过程中与气流控制灯具200的内部进行热交换；进入散热鳍片222之间气流槽224的空气与散热鳍片222进行热交换，带走气流控制器2外周壁上的热量；
61.最后，气流控制器2内部的空气由气流导向部22移动至气流出口部21，从而从气流控制灯具200导出，气流控制器2外部的空气流经气流槽224后沿着顶壳1的外壁继续流动。
62.以上内容仅仅为本发明的结构所作的举例和说明，其描述较为具体和详细，但并不能因此而理解为对本发明专利范围的限制。应当指出的是，对于本领域的普通技术人员来说，在不脱离本发明构思的前提下，还可以做出若干变形和改进，这些显而易见的替换形式均属于本发明的保护范围。