CN101598320A - Led灯采用增强型蒸发段的热管散热装置 - Google Patents

Led灯采用增强型蒸发段的热管散热装置 Download PDF

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Abstract

本发明公开了一种LED灯采用增强型蒸发段的热管散热装置,可应用于LED大功率照明领域或有散热需求的电子元件的应用领域。该装置由增强型蒸发段、热管、散热片、工作液体等部件组成。增强型蒸发段与热管通过焊接方式连接成一体,形成密封内腔,该内腔抽成适当真空,设有毛细结构,并充有适量的工作液体;外露的热管一端上设有散热片。该装置特点是:增强型蒸发段相比较传统热管技术的蒸发端,受热面积大大增加,有利于更加高效的吸收热量并且释放热量,同时保证了热源部分温度的均衡。

Description

LED灯采用增强型蒸发段的热管散热装置
技术领域
本发明涉及一种传热装置,特别是一种可应用于LED大功率照明领域或 有散热需求的电子元件的应用领域的采用增强型蒸发段的热管散热装置。 背景技术
大功率LED正越来越多地用在照明中,目前大功率LED散热问题仍是阻 碍大功率LED照明应用迅速普及的难题。大功率LED的大多数电能均被转化 为传导热,此外,将数个或者大量的LED放在一个模组中以达到所需的亮度, 将造成散热困难,LED模块温度升高,导致LED的寿命降低,并加速LED的 光衰、影响LED驱动器等元件的效率和可靠性。
热管散热器与传统自然散热的型材散热器的比较具有导热效率高、导热 速度快、重量轻等许多优势。热管散热器与传统自然散热的型材散热器相比, 大大减小了LED路灯、LED投射灯等LED灯具的体积并降低了重量,同时可 以在有效解决散热问题的前提下轻易实现100W以上的LED大功率照明,并 且具有极强的性价比,它将是未来LED散热的一种趋势。
目前普遍采用的热管装置,在热源部分普遍采用上下两块压板夹住热管 的蒸发端的办法,这种办法有以下缺点: 一、由于热源部分热量主要通过热 管带走,这样热源处的温度因距离热管的远近不同而产生温差,很难实现热 源处温度的均衡;二、热管的蒸发段通过上下两块压板夹住实现热接触,由 于压板表面加工的粗糙度影响,热管跟压板不可能完全接触,造成空隙存在, 热阻大,这样就大大影响了热量的传导。
发明内容本发明的目的是克服传统自然散热方式跟传统热管散热方式的缺陷,提
供一种LED灯采用增强型蒸发段的热管散热装置。
为实现上述目的,本发明通过以下技术实现:
LED灯采用增强型蒸发段的热管散热装置,包括增强型蒸发段2、热管3、 散热片5、工作液体6,其特征在于,增强型蒸发段2与热管3通过焊接方 式连接成一体,形成密封内腔,该内腔抽成适当真空,设有毛细结构4,并 充有适量的工作液体7;热管3的外露部分为冷凝段1,冷凝段上设有散热 片5。
所述的增强型蒸发段2截面形状为方形或矩形,材质为高导热性的金属 材料。
所述的热管3引出增强型蒸发段的位置在热源面侧面或背面,即热管3 引出位置为除热源面以外的任意面。 所述的热管3的材质为铜材。
所述的散热片5的材质为合金铝材或铜材,通过过盈压合连接或焊接连 接的方式固定在外露的热管3上。
所述的热管3可以采用直管或II形管或L形管等形式。 采用增强型蒸发段的热管散热装置的工作原理是:增强型蒸发段2与热 源表面直接充分接触,热源产生的热量传递到受热面积大大增加的增强型蒸 发段2,增强型蒸发段2受热将其内毛细结构4中的工作液体6蒸发成气相 将热量带走,气流经过中空管道流向热管3的冷凝段1,冷凝段l中气流凝 结成液相冷却后将热量释放给该区的散热片5,散热片5与外界的空气接触, 通过外界空气的自然对流或风扇22强制散热将散热片5上的热量释放到外 界。冷凝段1的冷凝液再借毛细结构4的毛细力吸回至增强型蒸发段2,如 此吸放循环,即通过工作液体6的相变化并循环不止,快速进行,可在一定的温差下将热量源源不断的传导开来。
本发明结构合理紧凑,生产制造容易,导热效率高、散热速度快,能有
效降低LED模块温度,解决大功率LED散热问题,提高LED发光效率,降低 LED的光衰速度,延长LED的使用寿命。同时,可以减小LED灯具的体积和 降低灯具的重量,提高LED灯具的适应性和使用范围。具体的优点是:
一、 热源产生的热量传递到受热面积大大增加的增强型蒸发段,增强型 蒸发段与热源表面直接充分接触,受热面同时直接受热,实现热源处温度的 均衡,解决了传统热管技术由于热源部分仅靠单根热管受热而造成的热源处 温度因距离热管远近不同而产生温差的缺陷;
二、 本装置增强型蒸发段与热源表面直接充分接触,受热面同时直接受 热,大大降低了热阻。解决了传统热管技术热管与压板接触不完全而造成热 阻大影响热传导效果的缺陷。
附图说明
图1是本发明从增强型蒸发段侧面引出热管的结构原理示意图;
图2是本发明从增强型蒸发段侧面引出热管的剖视结构原理示意图;
图3是本发明从增强型蒸发段顶面引出热管的结构原理示意图;
图4是本发明从增强型蒸发段顶面引出热管的剖视结构原理示意图;
图5是本发明在LED户外灯具上应用的外观结构示意图;
图6是本发明在LED户外灯具上应用的分解结构示意图;
图7是本发明在LED射灯上应用的外观结构示意图;
图8是本发明在LED射灯上应用的分解结构示意图。
图例中序号指引的结构如下:
l一冷凝段、2—增强型蒸发段、3—热管、4一毛细结构、5—散热片、6— 工作液体、7—LED线路基板、8—LED光源、9—灯罩、IO—密封圈、11—户外灯透镜、12—户外灯灯体、13—支架固定螺钉、14—调整螺钉、15—驱动 电源、16—电器盖、17—支架、18—防眩光圈、19一灯圈、20—透镜压板、 21—射灯透镜、22—风扇、23—射灯灯体、24—灯体后盖、25—灯臂、26— 灯臂固定螺钉
具体实施方式
实施例1
LED灯采用增强型蒸发段的热管散热装置,由增强型蒸发段2、热管3、 散热片5、工作液体6等构成,增强型蒸发段2截面形状为方形或矩形,也 可以是其它任意形状,增强型蒸发段2的材质采用高导热性的金属材料。热 管3为铜管,可以采用直管或U形管或L形管等形式。增强型蒸发段2与热 管3通过焊接方式连接成一体,形成密封内腔,该内腔抽成适当真空,腔内 设毛细结构4,并充有适量的工作液体7。热管3的外露部分为冷凝段1,热 管3引出增强型蒸发段的位置在热源面侧面或背面,即热管3引出位置为除 热源面以外的任意面,冷凝段上设散热片5。散热片5的材质为合金铝材或 铜材,通过过盈压合连接或焊接连接的方式固定在外露的热管3上。
实施例2
LED灯采用增强型蒸发段的热管散热装置在LED户外灯具上应用: 参见图5、图6,本实施例中LED户外灯具应用了三组采用增强型蒸发 段的热管散热装置。该LED户外灯具主要由灯罩9、三组采用增强型蒸发段 的热管散热装置、LED线路基板7、 LED光源8、密封圈10、户外灯透镜11、 户外灯灯体12、支架固定螺钉13、调整螺钉14、驱动电源15、电器盖16、 支架17等组成,其散热机构原理为:增强型蒸发段2与热源表面直接充分 接触,热源产生的热量传递到受热面积大大增加的增强型蒸发段2,增强型 蒸发段2受热将其内毛细结构4中的工作液体6蒸发成气相将热量带走,气流经过中空管道流向热管3的冷凝段1,冷凝段1中气流凝结成液相冷却后 将热量释放给该区的散热片5,散热片5与外界的空气接触,通过外界空气 的自然对流散热将散热片5上的热量释放到外界。冷凝段1的冷凝液再借毛 细结构4的毛细力吸回至增强型蒸发段2,如此吸放循环,即通过工作液体 6的相变化并循环不止,快速进行,可在一定的温差下将热量源源不断的传 导开来。
实施例3
LED灯采用增强型蒸发段的热管散热装置在LED射灯上应用: 参见图7、图8,本实施例中LED射灯主要由防眩光圈18、灯圈19、透 镜压板20、射灯透镜21、 LED光源8、 LED线路基板7、 一组采用增强型蒸 发段的热管散热装置、风扇22、射灯灯体23、灯体后盖24、灯臂25、灯臂 固定螺钉26等组成,每组高导热均温箱热管散热装置的结构如图3及图4 所示。该LED射灯散热机构原理为:增强型蒸发段2与热源表面直接充分接 触,热源产生的热量传递到受热面积大大增加的增强型蒸发段2,增强型蒸 发段2受热将其内毛细结构4中的工作液体6蒸发成气相将热量带走,气流 经过中空管道流向热管3的冷凝段1,冷凝段1中气流凝结成液相冷却后将 热量释放给该区的散热片5,散热片5与外界的空气接触,通过风扇22强制 散热将散热片5上的热量释放到外界。冷凝段1的冷凝液再借毛细结构4的 毛细力吸回至增强型蒸发段2,如此吸放循环,即通过工作液体6的相变化 并循环不止,快速进行,可在一定的温差下将热量源源不断的传导开来。
上述实施例是本发明的典型实施方式,在其他不同的实施例中,使本发 明专利的技术应用于所有LED室内及LED户外有散热需求的灯具领域和有散 热需求的电子元件的应用领域。

Claims (6)

1、一种LED灯采用增强型蒸发段的热管散热装置,包括增强型蒸发段(2)、热管(3)、散热片(5)、工作液体(6),其特征在于,增强型蒸发段(2)与热管(3)通过焊接方式连接成一体,形成密封内腔,该内腔抽成适当真空,设有毛细结构(4),并充有适量的工作液体(7);热管(3)的外露部分为冷凝段(1),冷凝段上设有散热片(5)。
2、 根据权利要求1所述的LED灯采用增强型蒸发段的热管散热装置, 其特征在于,所述的增强型蒸发段(2)截面形状为方形或矩形,材质为高 导热性的金属材料。
3、 根据权利要求1所述的LED灯采用增强型蒸发段的热管散热装置, 其特征在于,所述的热管(3)引出增强型蒸发段的位置在热源面侧面或背 面。
4、 根据权利要求1所述的LED灯采用增强型蒸发段的热管散热装置, 其特征在于,所述的热管(3)的材质为铜材。
5、 根据权利要求1所述的LED灯采用增强型蒸发段的热管散热装置, 其特征在于,所述的散热片(5)的材质为合金铝材或铜材,通过过盈压合 连接或焊接连接的方式固定在外露的热管(3)上。
6、 根据权利要求1所述的LED灯采用增强型蒸发段的热管散热装置, 其特征在于,所述的热管(3)可以采用直管或U形管或L形管。
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