CN101795551B - Led大屏幕散热装置 - Google Patents

Abstract

本发明是一种新型的LED大屏幕散热装置，应用于LED大屏幕领域；目前LED大屏幕普遍采用空调冷气散热，要用电且有风扇噪音，投入和使用成本很高；本发明用于取代空调，仅加水即可保证LED大屏幕正常工作的散热要求，节能环保，前期投入不及前者四分之一，使用成本几乎为零；它可以用于室内和室外，可满足高密度屏、中密度屏和低密度屏的散热要求。

Description

LED大屏幕散热装置

技术领域

本发明应用于LED大屏幕领域。 

背景技术

目前，LED大屏幕已广泛分布于现代都市的车站码头、繁华闹市和高楼大厦，逐步成为大都市一道亮丽娇艳的风景；LED大屏幕分室内屏和室外屏，规格大小不尽相同，它是由许许多多红、绿、蓝三色LED发光二极管组成，按每平米LED发光二极管的数量又分为高密度屏、中密度屏和低密度屏，高密度屏每平米60000个以上LED发光二极管，中密度屏每平米30000～60000个LED发光二极管，低密度屏每平米30000个以下LED发光二极管，每个LED发光二极管额定电流为20毫安额定直流电压2.5V，每个的额定直流功率就是0.05瓦，那么高密度屏每平米直流功率密度在3KW以上，中密度屏每平米直流功率密度在1.5～3KW，低密度屏每平米直流功率密度在1.5KW以下；如此大的功率，散热就成了大问题，如果处理不好，内部的驱动电路就会烧毁，所以很多LED大屏幕的背后，是多台大马力的空调，见图1目前室外5米x2米LED大屏幕空调散热示意图；屏幕尺寸越大，空调越多；空调多，投入大，用电量大，使用成本就高，空调风扇噪音也大。 

发明内容

本发明可以克服当前LED大屏幕空调散热之投入和使用成本过高、空调风扇噪音大的缺点，它的前期投入不及空调散热的四分之一，它的使用成本几乎为零，它没有噪音，节能而环保。 

本发明通过充满冷却液如水的高导热率金属水箱吸收和散发LED大屏幕产生的热量，产生的热量和被吸收、被散发的热量最后会实现动态平衡，稳定到某一温度，而该温度值会远低于LED大屏幕内部发热芯片所允许温度的上限，能充分满足LED大屏幕的散热要求。 

本发明的优点，节能环保，几乎为零的使用和维护成本，使LED大屏幕的进一步推广和普及成为可能。 

为实现上述目的，本发明采用如下技术方案： 

附图说明

图1是目前室外5米x2米LED大屏幕空调散热示意图。 

图2是本发明矩形LED大屏幕散热装置示意图。 

图3是本发明矩形LED大屏幕散热装置安装示意图。 

图4是本发明原装矩形LED大屏幕散热装置示意图。 

图5是本发明曲面LED大屏幕散热装置示意图。 

图6是本发明曲面LED大屏幕散热装置安装示意图。 

图7是本发明原装曲面LED大屏幕散热装置示意图。 

图8是本发明户外立柱双面矩形LED大屏幕散热装置示意图。 

图9是本发明户外立柱双面矩形LED大屏幕散热装置安装示意图。 

图10是本发明圆柱面LED大屏幕散热装置示意图。 

图11是本发明圆柱面LED大屏幕散热装置安装示意图。 

说明如下： 

1 矩形LED大屏幕         2 空调室内机                3 空调室外机 

4 矩形高导热率金属水箱  40 矩形高导热率金属平底水箱 5 注液口 

6 水箱塞子                  7 曲面LED大屏幕          8 曲面高导热率金属水箱 

80 曲面高导热率金属平底水箱 9 工字型高导热率金属水箱 10阀门 

11 圆柱面LED大屏幕          12 圆柱体高导热率水箱    13 线管 

具体实施方式

目前，最流行的LED大屏幕有四种：矩形屏、曲面屏、圆柱面屏和双矩形屏，适合本发明LED大屏幕散热装置的LED大屏幕，有特殊要求：采用高导热率金属的框架和面板、面板固定在框架上、面板要做表面处理、内部发热芯片的散热片要与框架或面板可靠连接。 

本发明LED大屏幕散热装置，是一经过表面处理、充满冷却液如水的高导热率金属水箱，固定于LED大屏幕的上方且与其框架或面板可靠连接，为了增加导热效率，二者的接触面都涂有导热硅脂；这样，LED大屏幕内部发热芯片的散热片，与高导热率金属水箱就连为一体；当LED大屏幕点亮后，持续产生的热量，经它的面板就会向高导热率金属水箱传导，箱中的冷却液如水要吸收大部分热量而缓慢升温，它的面板和高导热率金属水箱表面也会散发一部分热量，持续产生的热量和被吸收、被散发的热量最终会实现动态平衡，稳定在某一温度值，它就是冷却液如水和散热片的温度，与环境因素如气温、风速和湿度等等相关，气温越高或风速越快或湿度越大，它就越大，反之则越小；经实验证明它远低于LED大屏幕内部发热芯片正常工作所允许温度的上限值，所以本发明能充分满足LED大屏幕的散热要求。 

请参照图2本发明矩形LED大屏幕散热装置示意图所示，实例为后装本发明的矩形LED大屏幕。本发明矩形LED大屏幕散热装置，是一矩形高导热率金属水箱4，顶部有一进水口5，可以用塞子6封堵；它的底部有前短后长的边沿，边沿上冲有前后对称的10个螺丝孔，用于固定该散热装置；同时，它一定要做表面处理：喷粉或喷油或表面氧化，以增加绝缘性。 

请参照图3本发明矩形LED大屏幕散热装置安装示意图所示，实例为后装本发明的矩形LED大屏幕。 

本发明矩形LED大屏幕散热装置，安装在矩形LED大屏幕1上，矩形高导热率金属水箱4底前后边沿的内间距，略大于矩形LED大屏幕1的厚度，所以4装在1上会很稳的；将矩形LED大屏幕1顶部前后沿5个螺丝孔的位置涂满导热硅脂，对准矩形高导热率金属水箱4的相应螺丝孔，用5根长杆螺丝加垫片和螺母将二者固定在一起；将冷却液如水通过注液口5注满矩形高导热率金属水箱4，拧紧塞子6；这样，矩形LED大屏幕1持续产生的热量，通过LED大屏幕1的金属顶板和前、后板的上边沿导向矩形高导热率金属水箱4，箱内冷却液如水会吸收热量而缓慢升温，矩形高导热率金属水箱4和矩形LED大屏幕1的高导热率金属面板也会散发一部分热量；持续产生的热量和被吸收、被散发的热量最后会动态平衡在某一温度点，该温度就是冷却液如水和矩形LED大屏幕内部发热芯片散热片的温度，它与环境相关，比如气温、风速、湿度等都会影响它，该温度会远低于矩形LED大屏幕1发热芯片正常工作所允许温度的上限值，所以本发明能满足矩形LED大屏幕1正常工作的散热要求。 

请参照图4本发明原装矩形LED大屏幕散热装置示意图所示，实例为原装本发明的矩形LED大屏幕。 

本发明矩形LED大屏幕散热装置，即高导热率金属平底水箱40，它的长度和厚度与矩形LED大屏幕1的相同，在整体设计时水箱40底板与矩形LED大屏幕1的顶部金属框架焊接在一起，LED大屏幕1内部发热芯片散热片的热量，通过它的金属框架快速导向平底水箱40，通过注液口5向矩形高导热率金属水箱40加满冷却液如水，拧紧塞子6即可。 

图4和图3一样，完全能够满足矩形LED大屏幕1正常工作的散热要求；与图3相比，图4的散热效率更高，而且美观。相比较图1，图4的实例会薄很多秀气很多，至少空调室内机的厚度是被去掉了，又不耗电又没有噪音，节能环保；而且图4的散热效果优于图1空调散热：空调只降低环境温度，间接促进散热片散热；而本发明直接拉低散热片的温度。 

请参照图5本发明曲面LED大屏幕散热装置示意图所示，实例为后装本发明的曲面LED大屏幕。本发明曲面LED大屏幕散热装置，是一曲面高导热率金属水箱8，顶板有一进水口 5且冲有好多散热孔；它的箱底有前后齐平的边沿，边沿上冲有前后对称的10个螺丝孔，用于固定该散热装置；同时，它一定要做表面处理：喷粉或喷油或表面氧化，以增加绝缘性。 

请参照图6本发明曲面LED大屏幕散热装置安装示意图所示，实例为后装本发明的曲面LED大屏幕。 

本发明曲面LED大屏幕散热装置，安装在顶部有5个前后贯通螺丝孔的曲面LED大屏幕7上，曲面高导热率金属水箱8底前后边沿的内间距，略大于曲面LED大屏幕7的厚度，所以8装在7上会很稳的；将曲面LED大屏幕7顶部前后沿5个螺丝孔的位置涂满导热硅脂，把曲面高导热率金属水箱8和矩形LED大屏幕7的相应螺丝孔对准，用5根长杆螺丝加垫片和螺母将二者固定在一起；将冷却液如水通过注液口5注满曲面高导热率金属水箱8；这样，曲面LED大屏幕7内部持续产生的热量，通过它的高导热率金属顶板传导向曲面高导热率金属水箱8，大部分热量会被箱内冷却液如水吸收而缓慢升温，小部分热量会被曲面高导热率金属水箱8和曲面LED大屏幕7的高导热率金属面板散发掉；持续产生的热量和被吸收、被散发的热量最后会动态平衡在某一温度点，该温度就是冷却液如水和曲面LED大屏幕7内部发热芯片散热片的温度，它与环境相关，比如气温、风速、湿度等都会影响它，该温度值远低于曲面LED大屏幕7内部发热芯片正常工作的上限温度，所以本发明能满足曲面LED大屏幕7正常工作的散热要求。 

请参照图7是本发明原装曲面LED大屏幕散热装置示意图所示，实例为原装该发明的曲面LED大屏幕。曲面LED大屏幕7与曲面高导热率金属平底水箱80，长度和厚度一致颜色一样连成一体；在整体设计时，曲面高导热率金属平底水箱80底板，和曲面LED大屏幕7的高导热率金属顶部框架焊接在一起，通过注液口5为曲面高导热率金属平底水箱80加满冷却液如水。 

与图6一样，图7同样可以满足曲面LED大屏幕7正常工作的散热要求；图7比图6会有更高的散热效率。 

请参照图8是本发明户外立柱双面矩形LED大屏幕散热装置示意图所示，实例为户外立柱双面矩形LED大屏幕。 

本发明户外立柱双面矩形LED大屏幕散热装置，是一工字型高导热率金属水箱9；顶面四边高中间低，并有两矩形口，便于收集雨水，顶部有前、后下边沿，每个下边沿都冲有5个螺丝孔，前后对称；水箱9中间焊接有12根贯通前后的高导热率金属管，左右各一上下各五，其中靠上每根管的圆心，分别位于顶部下边沿前后对称孔的轴线上；水箱9底面安装一阀门10，用于从下向水箱9注入冷却液如水，底面中央、立壁的两侧各有一上下贯通金属线管13，用于保护LED大屏幕的线缆；同时，水箱9一定要做表面处理：喷粉或喷油或表面氧化，以增加绝缘性。 

请参照图9是本发明户外立柱双面矩形LED大屏幕散热装置安装示意图所示，实例为户外立柱双面矩形LED大屏幕。 

两个矩形LED大屏幕1，上下左右都有前后贯通的螺丝孔，上下各五个左右各一个；背对相向的两个矩形LED大屏幕1，背板沿各螺丝孔的周围涂满导热硅脂，从两线管13中穿过线缆，由工字型高导热率金属水箱9两侧插入，对好相应的孔位，用12根长螺杆加垫片穿过工字型高导热率金属水箱9中部的金属管，拧上螺母，把两个矩形LED大屏幕1背靠工字型高导热率金属水箱9的中部紧紧地固定在一起；然后，将工字型高导热率金属水箱9的底板框架与户外立柱的框架牢牢地焊接在一起；冷却液如水通过阀门10注满工字型高导热率金属水箱9，关闭阀门10；这样，两个矩形LED大屏幕1持续产生的热量，通过它们高导热率金属后板和顶板导向工字型高导热率金属水箱9，大部分热量会被箱内部冷却液如水吸收而缓慢升温，工字型高导热率金属水箱9和两矩形LED大屏幕1的高导热率金属面板也会散发一部分热量；持续产生的热量和被吸收、被散发的热量最后会动态平衡在某一温度点，它就是冷却液如水和两个矩形LED大屏幕1内部发热芯片散热片的温度，它与环境因素如气温、风速和湿度等等相关，该温度值会远低于两个矩形LED大屏幕1内部发热芯片正常工作的上 限温度，所以本发明能满足两个矩形LED大屏幕1正常工作的散热要求。 

请参照图10是本发明圆柱面LED大屏幕散热装置示意图所示，实例为圆柱面LED大屏幕。本发明圆柱面LED大屏幕散热装置，是一上大下小圆柱体高导热率金属水箱12，箱顶是一个大圆口，小圆柱面焊接着四块高导热率金属板，相邻两板成90°，每块板都冲有两个螺丝孔；整体要做表面处理：喷粉或喷油或表面氧化。 

请参照图11是本发明圆柱面LED大屏幕散热装置安装示意图所示，实例为圆柱面LED大屏幕。 

圆柱面LED大屏幕11，由3块呈120°圆弧面LED大屏幕沿圆周分布组成，镶嵌在空心圆柱体的主体框架中，内部发热芯片的散热片与主体框架可靠连接，高导热率金属面板固定在主体框架上，顶板表面涂上导热硅脂；内圆柱面焊接着四组U型板，相邻两板成90°，每块U型板由两块平行等长高导热率金属板组成，两平行板上各有两相对的螺丝孔。 

圆柱体高导热率金属水箱12，其高度比圆柱面LED大屏幕11的小，其截面大圆直径与圆柱面LED大屏幕11截面圆环外圆的相等，其截面小圆直径远小于圆柱面LED大屏幕11截面圆环内圆的直径，所以圆柱体高导热率金属水箱12可以从上放入并盖住圆柱面LED大屏幕11，放下时水箱12的四个小圆柱面金属板要涂上导热硅脂再插入大屏幕11内圆柱面的四个U型板中，使每个金属板和U型板的孔位对正，用螺丝将它们紧死，这样将圆柱体高导热率金属水箱12和圆柱面LED大屏幕11内壁连为一体；向圆柱体高导热率金属水箱12注满冷却液如水；如此，圆柱面LED大屏幕11持续产生的热量，通过它高导热率金属顶板和内壁导向圆柱体高导热率金属水箱12，大部分热量会被水箱12内部冷却液如水会吸收而缓慢温升，小部分热量会被圆柱体高导热率金属水箱12和圆柱面LED大屏幕11的高导热率金属面板散发掉，持续产生的热量和被吸收、被散发的热量最后会动态平衡在某一温度点，它就是冷却液如水和圆柱面LED大屏幕11内部发热芯片散热片的温度，它与环境因素如气温、风速和湿度等等相关，该温度值会远低于圆柱面LED大屏幕11内发热芯片正常工作的上限温度值，所以本发明能满足圆柱面LED大屏幕11正常工作的散热要求。 

值得注意的是，不管是上述哪种散热装置，必须可靠接地，用在户外必须安装避雷针，以防雷击烧毁LED大屏幕内部发热芯片；所谓高导热率金属，是指铝合金和导热率大于等于铝的金属和合金，比如紫铜。 

Claims (5)

1.一LED大屏幕散热装置，应用于大屏幕领域；其特征在于：该LED大屏幕散热装置包含：

一金属水箱；

其中，金属水箱位于LED大屏幕金属框架上且与之可靠连接。

2.根据权利要求1所述的LED大屏幕散热装置，其中，所述的LED大屏幕，其特征在于它采用高导热率金属的框架和面板，框架和面板要做表面处理，面板固定在框架上，内部发热芯片的散热片与框架或面板固定。

3.根据权利要求1所述的LED大屏幕散热装置，其中，所述的金属水箱，其特征在于它是由高导热率金属制成，经过表面处理而绝缘；高导热率金属是指导热率不小于铝的金属和合金。

4.根据权利要求1所述的LED大屏幕散热装置，其中，所述的金属水箱，其特征还在于它内部充满冷却液；它可靠接地。

5.根据权利要求1所述的LED大屏幕散热装置，其中，所述的可靠连接，其特征在于它包含两种方式：一是用长杆螺丝把金属水箱和金属框架固定在一起，一是通过焊接的方式把金属水箱和金属框架联为一体。

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