CN102683460A - 一种密闭散热装置 - Google Patents

Abstract

本发明公开了一种密闭散热装置，包括金属内层薄片(5)和金属外层薄片(6)，金属内层薄片(5)和金属外层薄片(6)复合中空构成，所述复合中空部分填充有介质。所述金属内层薄片(5)和金属外层薄片(6)与覆盖于开口端的盖板玻璃(4)，形成密闭散热装置整体，且内部充有保护气体。本发明结构性能可靠、成本低廉、散热效果显著。

Description

一种密闭散热装置

技术领域

本发明涉及一种密闭散热装置。

背景技术

发光二极管元件是一种通过利用半导体的p-n结结构所注入的载流子之后，再通过少数载流子(电子和空穴)的复合而发射预定光的原件。发光二极管元件包括使用GaAsP的红色发光二极管元件、使用GaP的绿色发光二极管元件、以及使用InGaN/AlGaN双异质结构的蓝色发光二极管元件。

发光二极管元件具有低耗电量和长寿命，以及抗振特性。发光二极管元件已经被用作显示元件和背光源。最近，发光二极管元件已经被积极地研究和开发，以应用于一般的照明装置。然而，根据发光二极管灯的光发生特性，输入发光二极管照明灯的能量只有20％被转化成光，而输入能量的剩余80％则被转化成结(junction portion)中的热量，从而增加了内部的温度，内部温度的增加使发光二极管照明灯的性能相当大程度地下降；使用发光二极管照明灯经过预定时间内，热量的散热会降低发光二极管照明灯的效率，而当长时间使用照明灯时，发光二极管照明灯的发热量会增加，从而会缩短发光二极管照明灯的寿命。

再者，太阳能光伏电池光电转化效率为10％～40％，在运行的过程中，未被利用的太阳辐射大部分被光伏电池转化成热量，导致电池温度升高，发电效率降低(据统计电池组件温度每升高1K输出电量降低0.2％～0.5％)，而且光伏电池长期在高温下工作会迅速老化、缩短使用寿命所以热量需要及时排除。目前光伏电池常用的冷却方法包括：空气冷却方式和水冷却方式两种。典型的水冷却系统由换热器、水箱、若干连接阀门等部件组成，虽然换热效率高，但存在结构复杂、成本高且易于产生工质渗漏和绝缘等问题。

发明内容

本发明的主要目的是提供一种结构简单、成本低廉、散热效果显著的密闭散热装置。

为解决上述问题，本发明提供了一种密闭散热装置，包括金属内层薄片和金属外层薄片，所述金属内层薄片的向内面覆有反射涂层，所述金属内层薄片和金属外层薄片复合中空构成，所述金属内层薄片和金属外层薄片与覆盖于开口端的盖板玻璃，形成密闭散热装置整体，且内部充有保护气体。

在进一步的实施方式中，所述密闭散热装置的内外设置气压平衡装置。

在进一步的实施方式中，所述密闭散热装置的金属外层薄片为具有凹凸点和向内或向外形成一定尺寸的凹凸翅片结构，以增大散热面积并起到机械增强作用。

在进一步的实施方式中，所述金属外层薄片向内设置有加强筋。

在进一步的实施方式中，所述散热空间的金属外层薄片向外布置一定尺寸的翅片(焊接或粘结或压接等固定方式)，以增加散热面积。

在进一步的实施方式中，所述密闭散热空间的金属外层薄片向内具有一定尺寸的加强筋，以增强密闭散热装置的机械强度；双层薄片通过金属外层薄片的凹凸点和/或凹凸翅片用焊接或粘结方式固定连接，增加整体强度。

在进一步实施的方式中，所述介质选择在0.75～1.25个大气压范围为低沸点的介质，所述介质接收光学器件多余的热量，在较低温度点，例如100℃以内，相变成气态向高端运行，冷却成液态后，回流至所述密闭散热装置，迅速完成单个散热循环，需要特别指出的是，该密闭散热装置的整个散热循环过程都在0.75～1.25个大气压范围附近完成，密闭散热装置的双层薄板形成的空间结构不必刻意通过增加厚度的方法加大一定的承压能力，并且使吸热相变温度点基本恒定，散热效果稳定。

优选地，所述介质为丙酮、乙醇和水中的一种或多种混合物。

优选地，所述介质内掺有添加剂，例如缓蚀剂。

在进一步的实施方式中，密闭散热装置的金属内层薄片为光伏电池的聚光反射镜，将入射太阳光反射汇聚到光伏电池吸收面。

在进一步的实施方式中，密闭散热装置的金属内层薄片为发光二极管路灯的反光罩，将灯光反射至所需照明区域。

在进一步的实施方式中，所述密闭散热装置的内、金属外层薄片由金属冲压获得。

附图说明

下面将参照附图对本发明的具体实施方案进行更详细的说明，在附图中：

图1是本发明的一种密闭散热装置示意图；

图2是本发明实施例的光伏电池装置中的密闭散热装置示意图；

图3是本发明的另一实施例的发光二极管路灯中的密闭散热装置示意图。

具体实施方式

图1是本发明的一种密闭散热装置示意图。如图1所示，密闭散热装置1包括金属内层薄片5、金属外层薄片6以及二者形成空腔空间内填充的介质7；金属内、外层薄片可以通过金属冲压获得；金属内层薄片5的向内面覆有反射涂层；密闭散热装置1的金属外层薄片6为具有凹凸点和向内或向外形成一定尺寸的凹凸翅片结构8，或者通过焊接或粘结或压接等固定方式布置一定尺寸的翅片结构8，以增大散热面积；为了增强密闭散热装置1的机械强度，在实际的操作中密闭散热装置1的金属外层薄片6向内具有一定尺寸的加强筋9；金属内层薄片5、金属外层薄片6通过金属外层薄片6的凹凸点和/或凹凸翅片用焊接或粘结方式相互固定连接，以增加整体强度；密闭散热装置1和盖板玻璃4形成的整体密闭的空间单元内部充有保护气体，隔离密闭散热装置1与外界的水汽之间的接触，保持金属内层薄片5外表面的反射层的清洁度和性能稳定性，同时保护密闭散热装置1内部的器件不受损害并减少封装成本；降低金属内层薄片5的反射镜的镜面的处理要求及制作成本，同时保持高效镜面反射率和内部器件的工作效率；整体密闭的空间单元内外布置有气压平衡装置，能持续地保证整体密闭的空间单元内部的保护气体的成分和压力。

密闭散热装置1的形成的空腔内部布置介质7，该介质7选择在0.5～1.5个大气压范围为低沸点的介质；该介质7接收光学器件多余的热量，在较低温度点，例如100℃以内，相变成气态向高端运行，冷却成液态后，回流至密闭散热装置1，迅速完成单个散热循环，需要特别指出的是，该密闭散热装置1的整个散热循环过程都在0.75～1.25个大气压范围附近完成，密闭散热装置1的双层薄板形成的空间结构通过增加厚度的方法加大一定的承压能力，并且使吸热相变温度点基本恒定，散热效果稳定；该介质通常可以选择丙酮或乙醇或水，也或者是两者或三者的混合物，且在介质7内掺有添加剂，例如缓蚀剂。

图2是本发明实施例的光伏电池装置中的密闭散热装置示意图。如图2所示，该密闭散热装置1可应用于聚光光伏电池装置的散热系统中；图2中，密闭散热装置1的双层薄片可以通过金属冲压完成；密闭散热装置的开口端为盖板玻璃4，金属内层薄片5具有特殊涂层，为金属光学反射镜，能将入射的太阳光入射至布置于密闭散热装置1内部的光伏电池装置10表面，光伏电池装置10接收太阳光，产生电能，同时产生大量的余热，大量的余热使得光伏电池装置10的工作效率剧烈下降，为保证效率必须将多余热量散去；密闭散热装置1的金属外层薄片6为具有凹凸点和向内或向外形成一定尺寸的凹凸翅片结构8，金属外层薄片6向内设置有一定尺寸的加强筋9，以增强密闭散热装置的机械强度；双层薄片通过金属外层薄片6的凹凸点和/或凹凸翅片用焊接或粘结方式固定连接，增加整体强度；密闭散热装置1、光伏电池装置10和盖板玻璃4形成的整体密闭的空间单元，且整体密闭的空间单元内部充有保护气体，用于隔离密闭散热装置1与外界的水汽之间的接触，保持金属内层薄片5外表面的反射层的清洁度和性能稳定性，同时保护光伏电池装置10不受损害并减少封装成本；降低金属内层薄片5的反射镜的镜面的处理要求及制作成本，同时保持高效镜面反射率和光伏电池装置10的工作效率；整体密闭的空间单元内布置有气压平衡装置，能持续地保证内部的保护气体的成分和压力，保证光学与散热一体化装置的使用寿命。

密闭散热装置1内设置有低沸点介质7，优选地，介质7为丙酮、乙醇和水中的一种或多种的混合液体。低沸点介质7内部还掺有添加剂，优选地，如缓蚀剂。

光伏电池装置10将大量的光能转化成电能后剩余的大部分的热量传导至密闭散热装置1上，密闭散热装置1的金属内层薄片5接收大量的热量后，将底部的常压下为低沸点的液态介质7加热至沸腾，气化的液态介质7沿金属内层薄片5上升，在上升的过程中液化变成液体，释放热量给没有直接受热的介质7，使得整个散热系统中的液态介质整体处于相近的温度分布中，最后热量再经过金属外层薄片6传导至布置在外层的翅片结构8，由于而翅片结构8具有巨大的表面，在外露的环境，热量大量散发，如此循环散热过程将光伏电池装置10的多余热量散去，保持光伏电池运行在最优的温度环境中。

图3是本发明的另一实施例的发光二极管路灯中的密闭散热装置示意图。如图3所示，该密闭散热装置1可应用于发光二极管路灯的散热系统中；图3中，密闭散热装置1的金属内层薄片5和金属外层薄片6可以通过金属冲压完成，金属内层薄片5具有特殊反射涂层，且金属内层薄片5为发光二极管11的反光罩，将发光二极管装置11发射出来的光，经过金属内层薄片5反射后，至一定范围内的照明区域内；金属外层薄片6向内具有一定尺寸的加强筋9，以增强密闭散热装置的机械强度；密闭散热装置1、发光二极管11和盖板玻璃4形成一整体密闭的空间单元，且内部充有保护气体用于隔离密闭散热装置1与外界的水汽之间的接触，保持金属内层薄片5外表面的反射层的清洁度和性能稳定性，同时保护发光二极管11不受损害并减少封装成本；降低金属内层薄片5的反射镜的镜面的处理要求及制作成本，同时保持高效镜面反射率和发光二极管11的工作效率；整体密闭的空间单元内布置有气压平衡装置，能持续地保证内部的保护气体的成分和压力。

金属内层薄片5将发光二极管11发射出的光线反射至所需照明区域，但实际操作中，发光二极管11用于照明的光能只占到总热量的少部分，大部分的热量成为余热，如热量得不到散去，发光二极管11在高温下持续工作，将影响发光二极管11的工作效率，产生很多不良影响；为了保证发光二极管理11一定温度下的正常工作，则需要对高温进行散热；发光二级管11将多余的热量传导至密闭散热装置1上，密闭散热装置1的金属内层薄片5接收大量的热量后，将底部的0.75-1.25个大气压下为低沸点液态介质7加热至沸腾，气化的介质7沿金属外层薄片6移动，在移动的过程中液化变成液体，释放热量至没有直接受热的介质7，使得整个散热系统中的液化介质整体处于相近的温度分布中，最后热量再经过金属外层薄片6传导至布置在外层的翅片结构8，因翅片结构8具有巨大的表面，将热量大量向外散发，如此循环散热过程将发光二极管11散发的的多余热量散去，保持发光二极管11处在最优的工作温度环境中。

显而易见，在不偏离本发明的真实精神和范围的前提下，在此描述的本发明可以有许多变化。因此，所有对于本领域技术人员来说显而易见的改变，都应包括在本权利要求书所涵盖的范围之内。本发明所要求保护的范围仅由所述的权利要求书进行限定。

Claims (11)

1.一种密闭散热装置，包括金属内层薄片(5)和金属外层薄片(6)，其特征在于：所述金属内层薄片(5)和金属外层薄片(6)复合中空构成，所述金属内层薄片的向内面覆有反射涂层，所述复合中空部分填充有介质；所述金属内层薄片(5)和金属外层薄片(6)与覆盖于开口端的盖板玻璃(4)，形成密闭散热装置整体，且内部充有保护气体。

2.根据权利要求1所述的一种密闭散热装置，其特征在于：所述金属内层薄片(5)和金属外层薄片(6)由金属冲压获得。

3.根据权利要求1所述一种密闭散热装置，其特征在于：所述介质在常压状态下为低沸点液态介质(7)。

4.根据权利要求3所述的一种密闭散热装置，其特征在于：所述低沸点液态介质(7)为丙酮、乙醇和水中的一种或多种的混合物。

5.根据权利要求3所述的一种密闭散热装置，其特征在于：所述低沸点液态介质(7)添加有添加剂。

6.根据权利要求5所述的一种密闭散热装置，其特征在于：所述添加剂为缓蚀剂。

7.根据权利要求1所述的一种密闭散热装置，其特征在于：所述金属外层薄片(6)设置有凹凸点和凹凸翅片结构(8)。

8.根据权利要求1所述的一种密闭散热装置，其特征在于：所述金属外层薄片(6)向内设置有加强筋(9)。

9.根据权利要求1所述的一种密闭散热装置，其特征在于：所述密闭散热装置整体的内部设置气压平衡装置。

10.根据权利要求1所述的一种密闭散热装置，其特征在于：所述金属内层薄片(5)为光伏电池装置(10)的聚光反射镜。

11.根据权利要求1所述的一种密闭散热装置，其特征在于：所述密闭散热装置的金属内层薄片(5)为发光二极管路灯(11)的反光罩。 

Images