CN102012011B - 一种大功率led路灯中使用的热管散热装置 - Google Patents

一种大功率led路灯中使用的热管散热装置 Download PDF

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Abstract

一种大功率LED路灯中使用的热管散热装置，解决了LED路灯散热装置由于热管老化导致散热装置无法正常散热、甚至由于热量在灯体处聚集烧毁LED灯体以及电路板的技术问题，采用的技术方案是，以上装置中的热管的集热端插入灯池内定位有LED灯体的导热基面板内，热管的散热端设有一组分立的散热肋片，在热管的结构中增设与热管管腔连通的负压调整接口以及导热介质补充机构。通过在热管散热装置中增加热管的负压调整接口以及导热介质补充机构，路灯维护工作者可根据天气的变化，对散热装置中的热管进行定期维护，解决了热管由于真空度降低或导热介质挥发导致的散热慢的问题，延长了路灯的使用寿命，大大节约了城市路灯的建设成本。

Description

一种大功率LED路灯中使用的热管散热装置
技术领域
本发明涉及一种大功率LED路灯中使用的热管散热装置，应用于城市照明建设领域，特别是一种能够通过调节热管真空度以及导热介质的工作量，保持高效率散热从而延长灯具使用寿命的热管散热装置。 
背景技术
热管是一种高效的强化传热元件。1942年，美国人高格勒提出热管的工作原理，但并未引起人们的注意。1964年，因为航天技术的需要，美国人格罗弗发明了这种新型的传热元件。根据历史记录，直到20世纪的60年代，热管才普遍地受到人们的重视，逐渐走出实验室成为一种提高传输热效率的元件。在20世纪80年代之前，热管的造价相当高，只是使用在政府和卫星上的系统等等一些高科技和重要领域上。当时，对于广大的电子产品的消费者来说，热管还是奢侈品。到了20世纪80年代，作为高端电子产品的散热设备，热管逐渐被市场接受，随着热管的普及，快速增长的需求降低了热管的制造成本。降低成本后的热管就使得散热设备的设计者们可以将热管应用于更多的产品中。到了近期的十多年，热管开始被用于大量的家用电器，最近几年也开始应用于计算机系统。热管在早几年前就在笔记本电脑的散热系统中作为必不可少的导热元件使用了。近年来，热管在LED路灯建设领域中，与散热装置一起配合使用，首先将大功率LED路灯产生的热量借助热管传导至散热装置，由散热装置向空气中散发热量。热管在初期使用阶段导热性能良好，但往往在使用一段时间后，导热性能急速下降。这是由于热管的真空度具有相对性，管内的液体随着时间的增长也会逐渐挥发，从而降低了热管的导热性能。尤其是夏季伏天，如果LED路灯不更换新的热管，LED灯体以及电路板产生的热量不能迅速传导至散热装置，热量在LED灯体以及电路板中聚集，最终烧毁电路板，导致路灯无法正常工作。若每年都更换一次甚至几次热管，不但增加作业人员的工作负担，也会造成成本的浪费。针对这一问题现有技术并没有很好的解决，给本领域的工作带来了诸多不便。
发明内容
本发明要解决LED路灯散热装置由于热管老化导致散热装置无法正常散热、甚至由于热量在灯体处聚集烧毁LED灯体以及电路板的技术问题，设计了一种大功率LED路灯中使用的热管散热装置，通过在热管散热装置中增加热管的负压调整接口以及导热介质补充机构，路灯维护工作者可根据天气的变化，尤其是在路灯产生大量热能的伏天，对散热装置中的热管进行定期维护，解决了热管由于真空度降低或导热介质挥发导致的散热慢的问题，从而保护了LED灯体和散热板免受烧毁，延长了路灯的使用寿命，大大节约了城市路灯的建设成本。 
本发明为实现发明目的采用的技术方案是，一种大功率LED路灯中使用的热管散热装置，以上装置中的热管的集热端插入灯池内定位有LED灯体的导热基面板内，热管的散热端设有一组分立的散热肋片，在热管的结构中增设与热管管腔连通的负压调整接口以及导热介质补充机构；所述的负压调整接口的结构中包括设置在热管管壁上的单向抽气阀，热管管腔借 助单向抽气阀与抽真空系统连通；所述的导热介质补充机构的结构中包括储藏有导热介质的储液室以及续液室，储液室借助设置在底部的单向阀和毛细管与续液室连通，续液室借助设置在热管管壁上的单向续液阀与热管管腔连通。 
当热管因长时间工作导致管内真空度减低、导热介质挥发余量少时，可将热管管腔通过单向抽气阀与抽真空系统连通，关闭导热介质补充机构，并开启单向抽气阀借助抽真空系统调整热管管腔内的真空环境，此时，管腔内的导热介质气化后也连同杂质气体被抽出，需要在管腔内重新注入导热介质。关闭单向抽气阀和续液室的单向续液阀，开启储液室的单向阀，通过毛细管向续液室注入一定量的导热介质，然后关闭单向阀，开启单向续液阀，使导热介质流入热管管腔中，关闭所有阀门，完成对热管的真空度调整以及续液工作，热管可正常使用。 
本发明的关键是在于，在热管的结构中增设与热管管腔连通的负压调整接口以及导热介质补充机构，路灯维护工作者可根据天气的变化，尤其是在路灯产生大量热能的伏天，对散热装置中的热管进行定期维护，解决了热管由于真空度降低或导热介质挥发导致的散热慢的问题，从而保护了LED灯体和散热板免受烧毁，延长了路灯的使用寿命，同时由于热管可重复使用，大大节约了城市路灯的建设成本，为城市路灯建设做出了一定的贡献。 
下面结合附图对本发明进行详细说明。 
附图说明
图1是本发明的装配图。 
图2是图1中A区域的放大示意图。 
图3是本发明中热管散热装置的侧面剖视图。 
图4是本发明中热管散热装置的仰视图。 
附图中，1代表导热基面板，1-1代表散热翅片，2代表热管，3代表散热肋片，4代表导热介质补充机构，4-1代表储液室，4-2代表单向阀，4-3代表毛细管，4-4代表续液室，4-5代表单向续液阀，5代表单向抽气阀，6代表连接管。 
具体实施方式
参看图1，一种大功率LED路灯中使用的热管散热装置，以上装置中的热管2的集热端插入灯池内定位有LED灯体的导热基面板1内，热管2的散热端设有一组分立的散热肋片3，在热管2的结构中增设与热管2管腔连通的负压调整接口以及导热介质补充机构4。 
上述的热管散热装置的结构中设置至少两根独立的热管2。 
在各独立的热管2之间增设将各热管2管腔连通的连接管6，所述的热管2管腔的负压调整接口以及导热介质补充机构4设置在热管2或连接管6的管壁上。 
上述的负压调整接口的结构中包括设置在热管2管壁上的单向抽气阀5，热管2管腔借助单向抽气阀5与抽真空系统连通。 
上述的导热介质补充机构4的结构中包括储藏有导热介质的储液室4-1以及续液室4-4，储液室4-1借助设置在底部的单向阀4-2和毛细管4-3与续液室4-4连通，续液室4-4借助设置在热管2管壁上的单向续液阀4-5与热管2管腔连通。 
上述的导热介质是酒精、或丙酮、或氨水中的一种，或采用以上物质中的两种或两种以上的混合物。 
上述的导热基面板1是上表面设有散热翅片1-1的翼翅型散热器。 
本发明的一个具体实施例，在热管散热装置中增加负压调整接口以及导热介质补充机构4之前，首先在各个独立的热管2之间增设一组将各热管2管腔连通的连接管5，负压调整接口以及导热介质补充机构4均可以设置在连接管5的管壁上、或热管2的管壁上，参看图1，本发明中将负压调整接口以及导热介质补充机构4均设置在了连接管5的管壁上。 
热管的技术原理比较简单，热管是一种高效的强化传热元件，1942年，美国人高格勒提出热管的工作原理，热管是封闭系统，由管壳、吸液芯和工质组成。热管利用工质相变的物理过程来传递热量。当热量从蒸发段传入时，吸液芯内的工质受热蒸发，蒸汽在冷凝段接触到冷的吸热芯表面，释放出热量，重新凝结成液体，沿吸热芯返回蒸发段。而工质在蒸发段蒸发，使气液交界面下凹，形成许多弯月形液面，产生毛细压头，把冷凝液送回蒸发段，完成闭合循环，这样，工质的蒸发和冷凝便把热量源源不断的从热端传到冷却端，其主要目的是利用工作流体的蒸发与冷凝来传递热量。 
参看图2，当热管2因长时间工作导致管内真空度减低、导热介质挥发余量少时，可将热管2管腔通过单向抽气阀5与抽真空系统连通，并关闭导热介质补充机构4，并开启单向抽气阀5借助抽真空系统调整热管2管腔内的真空环境，此时，管腔内的导热介质气化后也连同杂质气体被抽出，需要在管腔内重新注入导热介质。关闭单向抽气阀5和续液室4-4的单向续 液阀4-5，开启储液室4-1的单向阀4-2，通过毛细管4-3向续液室4-4注入一定量的导热介质，然后关闭单向阀4-2，开启单向续液阀4-5，使导热介质流入连接管5的管腔中，关闭所有阀门，完成对热管2的真空度调整以及续液工作，热管2可正常使用。 

Claims (5)

1.一种大功率LED路灯中使用的热管散热装置，以上装置中的热管(2)的集热端插入灯池内定位有LED灯体的导热基面板(1)内，热管(2)的散热端设有一组分立的散热肋片(3)，其特征在于：在热管(2)的结构中增设与热管(2)管腔连通的负压调整接口以及导热介质补充机构(4)；所述的负压调整接口的结构中包括设置在热管(2)管壁上的单向抽气阀(5)，热管(2)管腔借助单向抽气阀(5)与抽真空系统连通；所述的导热介质补充机构(4)的结构中包括储藏有导热介质的储液室(4-1)以及续液室(4-4)，储液室(4-1)借助设置在底部的单向阀(4-2)和毛细管(4-3)与续液室(4-4)连通，续液室(4-4)借助设置在热管(2)管壁上的单向续液阀(4-5)与热管(2)管腔连通。
2.根据权利要求1所述的一种大功率LED路灯中使用的热管散热装置，其特征在于：所述的热管散热装置的结构中设置至少两根独立的热管(2)。
3.根据权利要求2所述的一种大功率LED路灯中使用的热管散热装置，其特征在于：在各独立的热管(2)之间增设将各热管(2)管腔连通的连接管(6)，所述的热管(2)管腔的负压调整接口以及导热介质补充机构(4)设置在热管(2)或连接管(6)的管壁上。
4.根据权利要求1所述的一种大功率LED路灯中使用的热管散热装置，其特征在于：所述的导热介质是酒精、或丙酮、或氨水中的一种，或采用以上物质中的两种或两种以上的混合物。
5.根据权利要求1所述的一种大功率LED路灯中使用的热管散热装置，其特征在于：所述的导热基面板(1)是上表面设有散热翅片(1-1)的翼翅型散热器。
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