CN104315476B - 舞台灯具散热系统及应用该系统的舞台灯及其散热方法 - Google Patents
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Abstract
本发明公开了一种舞台灯具散热系统及应用该系统的舞台灯及其散热方法，该舞台灯具散热系统包括光源、环绕在光源周围的第一反光组件、用于固定光源的固定座以及环绕在第一反光组件外圆面的散热组件，所述散热组件由若干散热片叠加而成，若干叠加的相邻散热片之间设有间隙，形成供气流流通的风道；所述风道形成一端为进风口、另一端为出风口，且进风口与出风口直接连通的风道；所述风道的进风口位置处设有送风装置。通过这样设置使得送风装置送入的冷却气流沿着风道环形流动且直接与第一反光组件外圆面接触；能够与第一反光组件和光源进行快速的热交换，使得光源部位在运作时其产生的热量能及时有效地排出。
Description
技术领域
本发明涉及舞台灯光技术领域，更具体地，涉及一种舞台灯具散热系统及应用该系统的舞台灯及其散热方法。
背景技术
在舞台灯光领域中，所使用的舞台灯具的功率通常都比较大，尤其是光源部位，如选用气体放电灯作为光源的舞台灯，此类光源在运行过程中受光源自身技术特性的制约，只能将很少一部分电能转换为可见光，大部分电能都转换为热量、红外线、紫外线等形式消耗掉，使得工作时经常产生大量的热量，进而使得热量传递到光源从而使光源（如灯泡）温度过高，进而影响灯具使用效果及使用寿命，甚至会导致炸泡或灯泡发白等严重后果。因此，需对舞台灯具的光源部分进行散热冷却。
现有技术中，通常通过设置在灯具外部的风扇，将外部的冷风吸入灯体，经过反光装置的外部，强制排出灯具的外部。由于此处与发热体相距较近，电机与风扇工作环境温度高，易造成失效，同时温度过高也造成灯具外壳局部熔化，螺钉打滑。
申请号为200580017895.9的中国专利公开了“一种光源模块”，具体的结构如下：所述光源通过一光源基座连接，所述光源模块包括用于冷却所述光源基座的冷却装置，所述光源模块还包括一双色向反射器，其中至少一个散热器环绕所述双色向反射器，其中，所述光源模块包括至少一个第一散热器，该第一散热器包括多个盘，该多个盘相互之间形成有气隙，这些盘包括至少一个用于所述双色向反射器的开口，这些盘设置成在径向上环绕所述双色向反射器，所述盘之间的气隙的方向大部分垂直于所述光源模块的中心轴线，所述光源基座设置在壳体中，该壳体围绕光源基座，该壳体具有用于强迫气流的进口和出口，该出口连通到所述双色向反射器与盘形散热器之间的气隙，其中所述双色向反射器与盘形散热器之间的所述气隙与盘之间的所述气隙连通。这种结构采用强制对流的方式进行冷却散热，虽然比自然对流方式及上述散热方式的散热效果好，但是，仍然存在以下缺陷：（1）双色向反射器周边的结构比较紧凑，阻碍因素较多，流体阻力较大，冷却气流无法顺畅流通在强制对流过程中对流系数h效低，流体空气的换热量Q很小，整个灯座系统的温升高，系统热阻R大，整机系统散热效率差，无法很好地满足舞台灯具的散热需求，舞台灯具的光源部位在运作时其产生的热量不能很好及时地排出，灯具运行效果、正常使用寿命、可靠性及稳定性等均受严重受影响；（2）该专利公开的散热器虽然可吸收大部分红外光，但仍有一部分红外光没有被吸收而透射出来，使得灯具相关部件温度升高；而且光源的辐射还会经反射口透射出来，从而影响灯具使用效果。
发明内容
本发明为克服上述现有技术所述的至少一种缺陷，提供一种舞台灯具散热系统，通过一系列的设置，使得送风装置通过风道送入冷却气流；冷却气流沿着风道环形流动且直接与第一反光组件外圆面接触；能够与第一反光组件和光源进行快速的热交换，再将热交换后的热气流沿着风道排出灯具外，使得光源部位在运作时其产生的热量能很好及时地排出，提高了灯具运行效果、正常使用寿命、可靠性及稳定性。。
为解决上述技术问题，本发明采用的技术方案是：
提供一种舞台灯具散热系统，包括光源、环绕在光源周围的第一反光组件以及用于固定光源的固定座，所述第一反光组件为碗状结构，所述散热系统还包括环绕在第一反光组件外圆面的散热组件，所述散热组件与第一反光组件贴合，所述散热组件由若干散热片叠加而成，若干叠加的相邻散热片之间设有间隙，形成供气流流通的风道，所述风道形成一端为进风口、另一端为出风口，且进风口与出风口直接连通的风道；所述风道的进风口位置处设有送风装置。
本发明舞台灯具散热系统，通过若干叠加的相邻散热片之间设有间隙，形成供气流流通的风道，所述风道的一端为进风口、另一端为出风口，且进风口与出风口直接连通；所述风道的进风口位置处设有送风装置，通过这样一系列的设置，使得送风装置通过风道送入冷却气流；冷却气流沿着风道环形流动且直接与第一反光组件外圆面接触；能够与第一反光组件和光源进行快速的热交换，再将热交换后的热气流沿着风道排出灯具外，使得光源部位在运作时其产生的热量能很好及时地排出，提高了灯具运行效果、正常使用寿命、可靠性及稳定性。且由于冷却气流直接与第一反光组件外圆面接触，避免了光源的辐射经反射口透射出来，提高了灯具的使用效果。
优选地，所述风道的两侧为设有固定装置的封闭通道。通过这样设置，可以使送风装置通过进风口送入的冷却气流在风道畅通无阻运动的路程最长，冷却的效果最好。优选地，所述固定装置为固定板，各散热片的两侧均分别通过固定板固定连接，形成封闭的通道。
优选地，所述风道的开口方向与第一反光组件的中心轴线倾斜设置。当所述风道的开口方向与第一反光组件倾斜设置时，各风道相对于第一反光组件的中心轴线倾斜设置。此种情况下，优选地，各风道沿第一反光组件外圆周面的切向设置；通过这样的方式设置，一方面，各风道之间的对流面积可达到较大的对流面积，使得散热面积增大，具有较大的换热面积，可有效将光源部位产生的热量及时排出，起到很好的散热效果；另一方面，通过倾斜设置，各散热片与第一反光组件的外圆周面更接近贴合，可有效起到吸收红外光的效果，使得红外光尽可能少地透射出去，以防止加热灯具其它组件，导致局部温升过高。需要说明的是，所述风道的开口方向与第一反光组件的中心轴线也可以垂直设置，优选地，所述散热组件的各散热片之间相互平行。当然，除了上述两种优选方案，所述风道还有与第一反光组件的中心轴线不垂直的其他设置方式。
优选地，所述散热组件出风口位置处设有用于避免光源所发射的光线漏出的遮光板，所述遮光板由各个散热片的端部沿风道方向弯折一定角度形成。遮光板的设置是为了遮挡风道的出口，避免光源发射的光线从风道的出口漏出，影响使用效果。
优选地，散热片的表面结构是不受限制的，可为波纹状或锯齿状，或其表面为凹凸不平的表面结构，或其表面设有花纹结构，或者，其表面也可以是光滑的。
优选地，所述散热系统包括用于盖合第一反光组件的第二反光组件，所述第二反光组件设于光源上方且与第一反光组件配合。
优选地，所述第二反光组件上端设有第一开口结构，第一开口结构设有用于将光源发射的红外光向下反射且透射其他可见光的隔热滤光片。隔热滤光片的设置在第二反光组件上端，是为了将光源发射的红外光向散热组件反射，同时又可以向光路方向透射其他可见光。
优选地，所述隔热滤光片沿垂直于舞台灯具主光轴的平面倾斜。
优选地，所述第一反光组件下端与固定座上端之间的位置处设有红外光反射板。该红外光反射板的设置是为了将光源发射的可见光和红外光反射到光源或散热组件处，使得红外光尽可能少地透射出去，以防止灯具的外设结构被加热。
优选地，所述散热系统还包括设于第一反光组件的顶端和/或底端的供风装置，所述供风装置的出风口对准光源的顶端和/或底端。
优选地，所述第二反光组件设有便于供风装置向光源供风的第二开口结构，所述供风装置的出风口对准第二开口结构。供风装置的设置是为了使光源的散热效果更加好，通过供风装置输出的冷风直接对光源的顶端和/或底端进行冷却散热。优选地，所述供风装置为涡轮风机。
优选地，所述散热组件呈U型结构环绕所述第一反光组件，形成半封闭式结构。这样设置形成的风道也呈U型结构，并且散热组件呈非封闭式地环绕述第一反光组件，可充分利用灯具内部的空间结构，减少散热系统占用的空间，同时又能保证良好的散热效果。
优选地，所述散热组件呈环状结构环绕所述第一反光组件，形成封闭式结构。
优选地，所述散热片上均设有红外光吸收层。红外光吸收层的设置是为了可有效吸收光源发射出的红外光，使得红外光尽可能少地透射出去，以防止灯具以及壳体部分被加热。
优选地，所述送风装置为用于产生强迫气流的鼓风机或风扇。
优选地，散热片可以一体成型，也可以由两部分组成，即散热组件的散热片由两个对半分的散热片单元构成。
本发明还提供了一种应用上述舞台灯具散热系统的舞台灯，该舞台灯包括外壳、置于外壳内部的灯体以及设置在灯体光源部位的舞台灯具散热系统，所述舞台灯具散热系统为上述的舞台灯具散热系统。
本发明还提供了一种应用上述舞台灯具散热系统的散热方法，散热步骤如下：
（a）所述舞台灯具散热系统的送风装置直接由各散热片之间形成的风道的进风口送入冷却气流；
（b）冷却气流沿着风道环形流动，并直接接触第一反光组件外圆面；
（c）冷却气流与第一反光组件和光源进行热交换，使得第一反光组件和光源的热量被冷却气流带走；
（d）热交换后的冷却气流变成热气流，再沿着风道出风口排出灯具外。
与现有技术相比，本发明的有益效果是：
（1）采用本发明，送风装置的冷却气流进入风道，直接对第一反光组件及光源部位进行冷却散热，冷却气流的流通没有任何的阻碍物，冷却气流流通顺畅，具有较大的对流面积和散热面积，可很好地对舞台灯具光源部位进行散热，散热效果显著；
（2）本发明中，散热组件的风道可采用倾斜方式设置，各风道之间的对流面积可达到较大的对流面积，大大加大其散热面积，具有较大的整机系统换热系数，可有效将光源部位产生的热量及时排出，起到很好的散热效果；
（3）本发明的散热片可设有凹凸不平或波纹结构，加大其对流作用，具有优化散热效果等优点；
（4）本发明在多个方向上设有红外光吸收结构，可有效吸收红外光，使得红外光较少地透射出去，避免了灯具其它组件被加热导致局部温升过高。
附图说明
图1为本发明实施例一舞台灯具散热系统的结构示意图；
图2为图1的爆炸示意图；
图3为实施例一散热片的第一种结构示意图；
图4为实施例一散热片的第二种结构示意图；
图5为实施例一散热片的第三种结构示意图；
图6为实施例一散热片的第四种结构示意图；
图7为实施例二舞台灯具散热系统的爆炸示意图；
图8为实施例二散热组件与第一反光组件装配后的结构示意图；
图9为实施例二散热组件的结构示意图。
具体实施方式
下面结合具体实施方式对本发明作进一步的说明。其中，附图仅用于示例性说明，表示的仅是示意图，而非实物图，不能理解为对本专利的限制；为了更好地说明本发明的实施例，附图某些部件会有省略、放大或缩小，并不代表实际产品的尺寸；对本领域技术人员来说，附图中某些公知结构及其说明可能省略是可以理解的。
本发明实施例的附图中相同或相似的标号对应相同或相似的部件；在本发明的描述中，需要理解的是，若有术语“上”、“下”、“左”、“右”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，因此附图中描述位置关系的用语仅用于示例性说明，不能理解为对本专利的限制，对于本领域的普通技术人员而言，可以根据具体情况理解上述术语的具体含义。
实施例一
如图1至6所示为本发明舞台灯具散热系统及应用该系统的舞台灯及其散热方法的实施例一，如图1所示，该舞台灯具散热系统包括光源1、环绕在光源1周围的第一反光组件2以及用于固定光源1的固定座3，第一反光组件2为碗状结构或者其他结构；散热系统还包括环绕在第一反光组件2外圆周面的散热组件4，散热组件4与第一反光组件2的形状匹配，优选为散热组件4与第一反光组件2贴合，当然，散热组件4也可以不与第一反光组件2贴合；散热组件4由若干散热片41叠加而成，若干叠加的相邻散热片41之间设有间隙，所述间隙形成供气流流通的风道411，风道411的一端为进风口、另一端为出风口，且进风口与出风口直接连通的；风道411的进风口位置处设有送风装置5。送风装置5一般为用于产生强迫气流的鼓风机或风扇。
其中，风道411的两侧为设有固定装置的封闭通道。本实施例中固定装置为固定板11，各散热片41的两侧均分别通过固定板11固定连接形成封闭的通道。
另外，散热组件4出风口位置处设有用于避免光源1所发射的光线漏出的遮光板10，遮光板10由各个散热片41的端部沿风道411方向弯折一定角度形成。遮光板10的设置是为了遮挡风道411的出口，避免光源1发射的光线从风道411的出口漏出，影响使用效果。
具体地，散热系统包括用于盖合第一反光组件2的第二反光组件6，第二反光组件6设于光源1上方且与第一反光组件2配合；第二反光组件6上端设有第一开口结构，第一开口结构设有用于将光源1发射的红外光向下反射且透射其他可见光的隔热滤光片7。隔热滤光片7的设置在第二反光组件6上端，是为了将光源1发射的红外光向散热组件4反射，同时又可以向光路方向透射其他可见光。
优选地，隔热滤光片7沿垂直于舞台灯具主光轴的平面倾斜。
其中，第一反光组件2下端与固定座3上端之间的位置处设有红外光反射板8。红外光反射板8的设置是为了将光源1发射的可见光和红外光反射到光源1或散热组件4处，使得红外光尽可能少地透射出去，以防止灯具的外设结构被加热。
另外，如图1所示，散热系统还包括设于第一反光组件2的顶端和/或底端的供风装置9，供风装置9的出风口对准光源1的顶端和/或底端。第二反光组件6设有便于供风装置9向光源1供风的第二开口结构，供风装置9的出风口对准第二开口结构。供风装置9的设置是为了使光源1的散热效果更加好，通过供风装置9输出的冷风直接对光源1的顶端和/或底端进行冷却散热。需要说明的是，供风装置有多种设备，一般情况下，供风装置9为涡轮风机。本实施例中供风装置9与送风装置5安装于第一反光组件2的同侧。
一般情况下，散热组件4与第一反光组件2之间的环绕方式有多种方式。本实施例中，散热组件4呈U型结构环绕所述第一反光组件2，形成半封闭式结构。这样设置形成的风道411也呈U型结构，并且散热组件4呈非封闭式地环绕述第一反光组件2，可充分利用灯具内部的空间结构，减少散热系统占用的空间，同时又能保证良好的散热效果。
其中，散热片41上均设有红外光吸收层。红外光吸收层的设置是为了可有效吸收光源发射出的红外光，使得红外光尽可能少地透射出去，以防止灯具以及壳体部分被加热。
另外，散热片41可以一体成型，也可以由两部分组成，即散热组件4的散热片41由两个对半分的散热片单元构成，本实施例中散热片41是一体成型。如图3至图6所示，散热片的结构是不受限制的，可为波纹状或锯齿状（如图4所示），或其表面为凹凸不平的表面结构（如图5所示），或其表面设有花纹结构（如图6所示），或者，其表面也可以是光滑的（如图3所示）。
需要说明的是，一般情况下，风道411的开口方向与第一反光组件2的中心轴线垂直或部分倾斜设置。本实施例中，风道411的开口方向与第一反光组件2的中心轴线垂直，优选地，散热组件4的各散热片41之间相互平行。
本发明还提供了一种应用上面所述舞台灯具散热系统的舞台灯，该舞台灯包括外壳、置于外壳内部的灯体以及设置在灯体光源部位的舞台灯具散热系统，舞台灯具散热系统为上面所述的舞台灯具散热系统。
本发明还提供了一种应用上述舞台灯具散热系统的散热方法，散热方法的具体散热步骤如下：
（a）所述舞台灯具散热系统的送风装置5直接由各散热片41之间形成的风道（411）的进风口送入冷却气流；
（b）冷却气流沿着风道411环形流动，并直接接触第一反光组件2外圆面；
（c）冷却气流与第一反光组件2和光源1进行热交换，使得第一反光组件2和光源1的热量被冷却气流带走；
（d）热交换后的冷却气流变成热气流，再沿着风道411出风口排出灯具外。
实施例二
如图7至图9所示，本实施例与实施例一类似，所不同之处在于，风道411的开口方向与第一反光组件2倾斜设置，各风道411相对于第一反光组件2的中心轴线倾斜设置。
此种情况下，优选地，各风道411沿第一反光组件2外圆周面的切向设置；通过这样的方式设置，一方面，各风道411之间的对流面积可达到较大的对流面积，使得散热面积增大，具有较大的换热面积，可有效将光源1部位产生的热量及时排出，起到很好的散热效果；另一方面，通过倾斜设置，各散热片41与于第一反光组件2的外圆周面更接近贴合，可有效起到吸收红外光的效果，使得红外光尽可能少地透射出去，以防止加热灯具其它组件，导致局部温升过高。
当然，除了上述两种优选方案，该风道还有与第一反光组件的中心轴线不垂直的其他设置方式，在这里就不一一列举了。
实施例三
本实施例与实施例一类似，所不同之处在于，散热组件4由两部分组成，即散热组件4的散热片41由两个对半分的散热片单元构成。
实施例四
本实施例与实施例一类似，所不同之处在于，散热组件4呈环状结构环绕第一反光组件2，形成封闭式结构。各风道411的纵向截面呈环形。此实施例中，散热组件4呈封闭式地环绕第一反光组件2。
显然，本发明的上述实施例仅仅是为清楚地说明本发明所作的举例，而并非是对本发明的实施方式的限定。对于所属领域的普通技术人员来说，在上述说明的基础上还可以做出其它不同形式的变化或变动。这里无需也无法对所有的实施方式予以穷举。凡在本发明的精神和原则之内所作的任何修改、等同替换和改进等，均应包含在本发明权利要求的保护范围之内。
Claims (14)
1.一种舞台灯具散热系统，包括光源（1）、环绕在光源（1）周围的第一反光组件（2）以及用于固定光源（1）的固定座（3），其特征在于，所述散热系统还包括环绕在第一反光组件（2）外圆周面的散热组件（4），所述散热组件（4）由若干散热片（41）叠加而成，若干叠加的相邻散热片（41）之间设有间隙，以形成供气流流通的风道（411）；所述风道（411）形成一端为进风口、另一端为出风口，且进风口与出风口直接连通的风道（411）；所述风道（411）的进风口位置处设有送风装置（5）；
所述风道（411）的开口方向与第一反光组件（2）的中心轴线倾斜设置；
各风道（411）相对于第一反光组件（2）的中心轴线倾斜设置；
各风道（411）沿第一反光组件（2）外圆周面的切向设置。
2.根据权利要求1所述的舞台灯具散热系统，其特征在于，所述风道（411）的两侧为设有固定装置的封闭通道。
3.根据权利要求1所述的舞台灯具散热系统，其特征在于，所述风道（411）的出风口位置处设有遮光板（10），所述遮光板（10）由各个散热片（41）的端部沿风道（411）方向弯折一定角度形成。
4.根据权利要求1所述的舞台灯具散热系统，其特征在于，所述散热片（1）表面呈现为波纹状或锯齿状，或表面为凹凸不平结构，或表面设有花纹结构，或表面为光滑结构。
5.根据权利要求1所述的舞台灯具散热系统，其特征在于，所述散热组件（4）呈U型结构环绕所述第一反光组件（2），形成半封闭式结构；或者，所述散热组件呈环状结构环绕第一反光组件，形成封闭式结构。
6.根据权利要求1至5任一项所述的舞台灯具散热系统，其特征在于，所述散热系统包括用于盖合第一反光组件（2）的第二反光组件（6），所述第二反光组件（6）设于光源（1）上方且与第一反光组件（2）配合。
7.根据权利要求6所述的舞台灯具散热系统，其特征在于，所述第二反光组件（6）上端设有第一开口结构，第一开口结构设有用于将光源（1）发射的红外光向下反射且透射其他可见光的隔热滤光片（7）。
8.根据权利要求7所述的舞台灯具散热系统，其特征在于，所述隔热滤光片（7）沿垂直于舞台灯具主光轴的平面倾斜。
9.根据权利要求1至5任一项所述的舞台灯具散热系统，其特征在于，所述第一反光组件（2）下端与固定座（3）上端之间的位置处设有红外光反射板（8）。
10.根据权利要求6所述的舞台灯具散热系统，其特征在于，所述散热系统还包括设于第一反光组件（2）的顶端和/或底端的供风装置（9），所述供风装置（9）的出风口对准光源（1）的顶端和/或底端。
11.根据权利要求10所述的舞台灯具散热系统，其特征在于，所述第二反光组件（6）设有便于供风装置（9）向光源（1）供风的第二开口结构，所述供风装置（9）的出风口对准第二开口结构。
12.根据权利要求1所述的舞台灯具散热系统，其特征在于，所述散热片（41）上均设有红外光吸收层。
13.一种应用权利要求1至5任一项所述舞台灯具散热系统的舞台灯，包括外壳、置于外壳内部的灯体以及设置在灯体光源部位的舞台灯具散热系统，其特征在于，所述舞台灯具散热系统为权利要求1至5任一项所述的舞台灯具散热系统。
14.一种应用权利要求1至5任一项所述舞台灯具散热系统的散热方法，其特征在于，散热步骤如下：（a）所述舞台灯具散热系统的送风装置（5）直接由各散热片（41）之间形成的风道（411）的进风口送入冷却气流；（b）冷却气流沿着风道（411）环形流动，并直接接触第一反光组件（2）外圆面；（c）冷却气流与第一反光组件（2）和光源（1）进行热交换，使得第一反光组件（2）和光源（1）的热量被冷却气流带走；（d）热交换后的冷却气流变成热气流，再沿着风道（411）的出风口排出灯具外。
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