CN108302347B - Led灯具 - Google Patents
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Abstract
本公开提供了一种LED灯具,所述LED灯具包括LED光源和散热器。散热器包括微纳复合结构表面热沉取热面和散热面,其中,微纳复合结构表面热沉上有亲水性纳米涂层,取热面和散热面连接围成一个封闭腔体,封闭腔体内含有一定量的液体工质,在腔体内对微纳复合结构表面热沉施加高压电场,可形成EHD效应。本公开的LED灯具,微纳复合结构表面上亲水性的纳米涂层具有的超高表面能强化了液体工质在微槽道内的表面能及粗糙度,改善了表面润湿特性,因而使得热沉发生持续不断的高强度复合相变换热,强化了LED灯具中换热器的换热能力。
Description
技术领域
本公开属于LED灯具技术领域,具体涉及一种LED灯具。
背景技术
LED灯具具有低工作电压、反应时间短、高效节能、工作稳定、寿命长、无污染等优点,随着国民经济项目建设对大功率照明灯具的迫切需求,亟需在民航、港口、广场、大型体育馆等领域的大功率高功率密度的LED灯具。然而目前LED芯片的输入功率只有15-30%转化为光能,其余均转化为热量,高发热量的累积会造成LED芯片结温升高,使得发光谱线漂移、光衰提早、寿命缩短。因此散热是大功率高功率密度LED器件设计和制造中的关键瓶颈问题。当热流密度超过150W/cm2,已经超过常规尺寸表面发生池沸腾相变换热的临界热流密度,可定义为超高热流密度,此时进行的换热过程称为超强换热。
微槽群复合相变换热技术以其换热系数高、工作稳定等特点在大功率电力电子设备中得到广泛应用,它利用在微槽中液体工质通过毛细力形成的扩展弯月面处三相接触线附近蒸发薄液膜区域的高强度蒸发和固有弯月面处厚液膜区域液体工质的核态沸腾的复合相变换热机理,实现高强度的换热能力,是一种新型的的高性能微尺度相变换热技术。但是,在超高热流密度下条件下,微槽群内的液体工质会自上而下受到随着热源热流密度的不断升高而产生的干涸,如果干涸持续发生,液体工质无法及时补充,扩展弯月面上的高强度蒸发将无法发生,高强度的复合相变换热也无法进行,微槽群热沉的换热能力受到极大的恶化。因此,当液体工质沿微槽流动所能达到的在扩展弯月面上的润湿长度成为制约微槽群换热能力的关键所在。
针对现有风冷或液冷换热技术存在的技术缺陷所提出的微槽群复合相变换热技术,以及与之相组合的技术装置进行的许多研究对解决大功率电力电子器件或系统的散热问题具有一定成效,但并没有取得较明显的成果。当器件所受功率越来越大,面临的热流密度也越来越高时,微槽中的液体工质极易发生过早干涸而导致传热恶化的情形。当热源功率越来越大时,其发热功率也越来越大,施加在微槽群受热面上的热流密度也越来越大,微槽内扩展弯月面上液体受热蒸发加剧,液膜逐渐变薄,流动阻力增加,润湿长度降低,散热能力下降。
发明内容
(一)要解决的技术问题
本公开提供了一种LED灯具,以至少部分解决以上所提出的技术问题。
(二)技术方案
本公开提供了一种LED灯具,包括LED光源;灯头罩,其中间开有许多小孔,内置灯头罩固定架;灯头,与LED驱动电源连接,给LED光源供电;以及散热器,其上端面通过灯头罩固定架与灯头罩连接,包括:取热面,其通过导热材料与LED光源连接,包括:微槽群热沉;以及纳米涂层,其生成于微槽群热沉的表面,与微槽群热沉构成微纳复合结构表面热沉;散热面,与取热面围成一个封闭腔体,封闭腔体内含有液体工质;以及电极,其设置于封闭腔体内,通过灯头罩的小孔与高压电源连接,对微纳复合结构表面热沉上的液体工质施加电场。
在本公开的一些实施例中,封闭腔体两端开有电极引出口,其中一端的电极与引出端子连为一体,并于封闭腔体的上端将电线引出与高压电源连接,电极引出端子通过电极垫片和压紧螺母固定于封闭腔体的外部,另一端的线电极通过腔体的下端电极引出端子、电极垫片及压紧螺母连接后引出接地。
在本公开的一些实施例中,电极为线电极、网状电极、平板电极或针状电极。
在本公开的一些实施例中,线电极的半径为0.001~1mm,长度为1~500mm,与微槽群热沉的轴向垂直距离为0.1~100mm;网状电极长宽为1~100mm,厚度为0.5~10mm,网状电极的网孔当量直径为0.0001~1mm,与微槽群热沉的轴向垂直距离为0.1~100mm;平板电极的长宽为1~100mm,厚度为0.5~10mm,平板电极的正负极垂直间距为10~100mm;针状电极针尖的曲率半径为0.01~1mm,与微槽群轴向垂直距离为0.1~100mm。
在本公开的一些实施例中,高压电源的电压为1~50kV。
在本公开的一些实施例中,线电极、网状电极的微槽群热沉的液体工质为绝缘工质;平板电极、针状电极的微槽群热沉的液体工质为绝缘工质或导电工质;绝缘工质为FC72、R113、R123、R141或正戊烷;导电工质为蒸馏水或乙醇。
在本公开的一些实施例中,纳米涂层为纳米级平面结构或纳米级凸起物;纳米涂层的材料为金属、金属氧化物、金属氟化物、半导体材料或有机高聚物涂料;纳米涂层的厚度为0~1000nm。
在本公开的一些实施例中,微槽群热沉的表面结构为微米槽道阵列结构、纳米槽道阵列结构或微纳复合槽道阵列结构;微槽群热沉的微槽道横截面为矩形、三角形或梯形,当量直径为10-3~1000μm,微槽群热沉的材料为金属、金属氧化物、金属氮化物、半导体材料、玻璃或陶瓷。
在本公开的一些实施例中,封闭腔体的横截面为矩形、方形、三角形或扇形;封闭腔体为空气腔或真空腔。
在本公开的一些实施例中,微纳复合结构表面热沉与水平方向夹角为0°~180°。
(三)有益效果
从上述技术方案可以看出,本公开LED灯具至少具有以下有益效果其中之一:
(1)微纳复合结构表面上亲水性的纳米涂层具有的超高表面能强化了液体工质在微槽道内的表面能及粗糙度,改善了表面润湿特性,因而使得热沉发生持续不断的高强度复合相变换热,强化了LED灯具中换热器的换热能力;
(2)通过电场作用下的库仑力、介电电泳力和电致收缩力对液体工质施加定向牵引作用,增大液体工质的质量流量,减小热阻,有效提拉液体工质在微槽道内的毛细润湿长度,因而使得热沉发生持续不断的高强度复合相变换热,强化了LED灯具中换热器的换热能力;
(3)提高微槽群工作的润湿长度,快速对微槽道内的液体工质进行有效及时的补充,防止较高热流密度条件下液体工质的流动受阻和干涸的情况,优化液膜分布,进一步强化了微槽群内扩展弯月面液体工质的高强度蒸发换热性能,避免干涸引发的换热不稳定和恶化情况的发生;
(4)由于可以快速对微槽道内的液体工质进行有效及时的补充,所以能解决LED灯具中散热器中液体工质填充过多的问题,使得LED灯具轻便、小体积、轻量化;
(5)通过纳米涂层和电场作用,LED灯具中散热器具有超强换热的能力,所以LED灯具相对节能,消耗功率较小;
(6)由于LED灯具散热器轻便、体积小,所以应用范围广。
附图说明
图1为本公开第一实施例中超强换热性能的LED灯具的示意图。
图2为图1所示LED灯具中的的微槽群散热器的俯视图。
图3a为图2所示散热器封闭腔体的矩形横截面示意图。
图3b为图2所示散热器封闭腔体的方形横截面示意图。
图3c为图2所示散热器封闭腔体的三角形横截面示意图。
图3d为图2所示散热器封闭腔体的扇形横截面示意图。
图4为图2所示散热器封闭腔体的结构及密封布置形式。
图5为图2所示散热器中微槽群热沉的示意图。
图6为图2所示散热器中纳米涂层为纳米级平面结构的微槽群结构图。
图7为图2所示散热器中纳米涂层为纳米级凸起物的微槽群结构图。
图8为本公开第一实施例中线电极示意图。
图9为本公开第一实施例中线阵列电极示意图。
图10为本公开第一实施例中在封闭腔体内EHD强化微纳复合结构表面热沉润湿特性及换热性能的效果图。
图11为本公开第二实施例中超强换热性能的LED灯具的散热器中微槽群热沉与电极的示意图。
图12为本公开第三实施例中超强换热性能的LED灯具的散热器中微槽群热沉与电极的示意图。
图13为本公开第四实施例中超强换热性能的LED灯具的散热器中微槽群热沉与电极的示意图。
【附图中本公开实施例主要元件符号说明】
00-LED光源;
10-微纳复合结构表面热沉取热面;
11-微槽群热沉; 12-纳米级平面结构;
13-纳米级凸起物;
20-电极;
21-线电极; 22-线阵列电极;
23-网状电极; 24-针状电极;
25-平板电极; 26-电极引出端子;
27-压紧螺母; 28-电极垫片;
30-热源;
40-散热器的封闭腔体;
41-散热器封闭腔体矩形截面; 42-散热器封闭腔体方形截面;
43-散热器封闭腔体三角形截面; 44-散热器封闭腔体扇形截面;
45-液体工质;
50-高压电源;
51-电线;
60-散热器;
70-灯头;
80-灯头罩;
81-小孔; 82-灯头罩固定架;
90-散热面;
91-散热器的肋片。
具体实施方式
本公开提供了一种LED灯具,所述LED灯具包括LED光源和散热器。散热器包括微纳复合结构表面热沉取热面和散热面,其中,微纳复合结构表面热沉上有亲水性纳米涂层,取热面和散热面连接围成一个封闭腔体,封闭腔体内含有一定量的液体工质,在腔体内对微纳复合结构表面热沉施加高压电场,可形成EHD效应。本公开的LED灯具,微纳复合结构表面上亲水性的纳米涂层具有的超高表面能强化了液体工质在微槽道内的表面能及粗糙度,改善了表面润湿特性,因而使得热沉发生持续不断的高强度复合相变换热,强化了LED灯具中换热器的换热能力。
为使本公开的目的、技术方案和优点更加清楚明白,以下结合具体实施例,并参照附图,对本公开进一步详细说明。
本公开某些实施例于后方将参照所附附图做更全面性地描述,其中一些但并非全部的实施例将被示出。实际上,本公开的各种实施例可以许多不同形式实现,而不应被解释为限于此数所阐述的实施例;相对地,提供这些实施例使得本公开满足适用的法律要求。
在本公开的第一个示例性实施例中,提供了一种LED灯具。图1为本公开第一实施例LED灯具的结构示意图。如图1所示,本公开LED灯具包括:LED光源00;散热器60,其顶部设置开口,LED光源00粘贴于散热器60的取热面上;灯头70,其电气连接部分与LED驱动电源连接,给LED光源00供电;以及灯头罩80,通过灯头罩固定架82与散热器60上端面连接,其中间开有许多小孔81,小孔81将散热器60顶部的电线51引出,与强化散热器内部热沉的高压电源50连接。
以下分别对本实施例LED灯具的各个组成部分进行详细描述。
图1中LED光源00为大功率COB集成LED光源,紧密粘贴散热器的一侧平面上。
图1中灯头罩80为一中间开有许多小孔81的圆盘,小孔81一方面起着热空气流通的作用,一方面将散热器上的电线51引出,与高压电源50连接。
图2为图1所示LED灯具中的的微槽群散热器的俯视图。如图2所示,其外观为一太阳花型的散热器,散热器包括微纳复合结构表面热沉取热面10和散热面90,其中,微纳复合结构表面热沉上有亲水性纳米涂层;取热面10和散热面90连接围成一个封闭腔体40,封闭腔体40内含有一定量的液体工质,并在腔体内,通过电极对微纳复合结构表面热沉施加高压电场,形成EHD效应;热源通过高热导率材料导热硅脂、导热硅胶或石墨与取热面10连接。
在封闭腔体40内,注入液体工质,对液体工质施加高压电场,微槽群在自身微纳复合毛细结构作用的驱动下,一部分液体工质进入微槽道中并爬升一定高度。在微槽道正对着的表面上布置有线电极,液体工质在正极高电压的电场力作用下被驱动沿微槽道及时爬升到更高的润湿高度,发生超高强度蒸发和沸腾的复合相变换热作用。热源放出热量后,取热面30接收并传递热源产生的热,腔体内发生高强度的蒸发和沸腾复合相变换热,放出的热量通过与散热器相连的若干个散热肋片91散出到外界环境。
图3a~3d为图2所示散热器封闭腔体的横截面示意图。如图3a~3d所示,散热器封闭腔体40的横截面为矩形(如图3a所示)、方形(如图3b所示)、三角形(如图3c所示)、扇形(如图3d所示)。封闭腔体40为空气腔或真空腔。
图4为图2所示散热器封闭腔体的结构及密封布置形式。如图4所示,散热器封闭腔体40两端开有电极引出口26,其中一端的电极与电极端子连为一体,并于封闭腔体的上端将电线51引出,电线51引出后与高压电源50连接,电极引出端子26超过散热器的封闭腔体40外面,通过电极垫片28和压紧螺母27进行连接并固定。封闭腔体为金属空腔,腔体的下端另一端的线电极21通过电线一端与腔体内部接触,并通过电极引出端子26与电极垫片28及压紧螺母27连接后引出接地。
图5为图2所示散热器中微槽群热沉的示意图。如图5所示,微纳复合结构表面热沉包括微槽群热沉11和纳米涂层12,其中,纳米涂层12生成于微槽群热沉11的表面,与微槽群热沉11构成微纳复合结构表面热沉10;电极20为线电极,其连接高压电源,对微纳复合结构表面热沉10上的液体工质施加电场。
如图5所示,微槽群热沉11的表面结构为微米槽道阵列结构、纳米槽道阵列结构或微纳复合槽道阵列结构。
微槽群热沉11的微槽道横截面为矩形、三角形或梯形;微槽群热沉11的微槽道横截面的当量直径为10-3~1000μm;微槽群热沉11的表面材料为金属、金属氧化物、金属氮化物、半导体材料、玻璃或陶瓷。
微槽群热沉的外观尺寸长为80~150mm,宽为20~50mm;槽道的尺寸为槽深0.05~1mm,槽宽0.05~1mm,槽间距0.05~1mm;
纳米涂层12为纳米级平面结构或纳米级凸起物,其中;纳米涂层为纳米级平面结构的微槽群结构图如图6所示,纳米涂层为纳米级凸起物的微槽群结构图如图7所示。纳米涂层为用于强化微结构表面亲水性、粗糙度,增加微结构表面表面能。
纳米涂层12的材料为金属、金属氧化物、金属氟化物、半导体材料或有机高聚物涂料;亲水涂层为氧化铝、氧化钛或氧化锌;纳米涂层12的厚度为0~1000nm。
本实施例中电极20为线电极,线电极包括图8所示的单根线电极以及图9所示的线阵列电极。
线电极布置的特征是线电极作为正极,其一端在液体工质的上面,即和液体工质不接触,另一端浸没在液体工质中。负极为微纳复合结构的阵列槽板或其他带电金属结构的外壳。
请参照图8,线电极半径为0.3~1mm,长度为50~150mm,液体工质没过线电极高度5~20mm,与热沉轴向垂直距离在1~20mm调节。
本实施例中,高压控制在2~20kV范围内可调节。
液体工质为绝缘液体工质,包括FC72、R113、R123、R141、正戊烷等。
封闭腔体内为真空条件或常压条件。
需要注意的是,电极20还可以为网状电极、平板电极以及针状电极。
图10为封闭腔体内EHD强化微纳复合结构表面热沉润湿特性及换热性能的效果图。如图10所示,本公开实施例中微槽群热沉通过以下两个方面实现超强换热:
(1)在微槽群热沉上制备纳米涂层,形成微纳复合结构表面热沉10。纳米涂层具有亲水性、稳定性,纳米涂层作用是通过强化微槽群热沉表面的润湿性,提高微槽群的毛细润湿能力,使微纳复合结构热沉在倾斜角度甚至竖直放置时,毛细润湿高度较高,其实现效果如图10所示。
应用时,热源通过导热硅脂、导热硅胶、石墨烯等高热导率材料连接,热量传导至微槽群热沉,竖直放置应用的微纳复合结构热沉10首先在其自身微纳复合结构的毛细作用下,液体工质45沿其阵列微槽道爬升到具有一定润湿高度,当热源散发的超高热流密度垂直于热沉方向输入时,热沉换热表面大部分区域被润湿,此时在微槽内发生扩展弯月面上薄液膜区域的蒸发和厚液膜的核态沸腾的高强度复合相变换热,强化液体工质45的换热性能。同时热量被传递给封闭腔体40外的散热器表面进行散热。封闭腔体40内,发生复合相变换热的蒸汽遇到周围壁面发生冷凝,冷凝液滴重新进入液体工质中实现循环。
(2)在微纳复合结构热沉表面对液体工质所施加的电场产生EHD效应,其实现的效果如图10所示。
应用时,EHD效应通过电场的库仑力、介电泳力和电致收缩力的共同作用,一旦在超高热流密度下,微槽道内发生局部干涸时,在槽道正对着的表面上布置的各种不同形式的电极20对微纳复合结构表面10上的液体工质45产生作用,液体工质在一方面在所产生的电场力作用下及时提拉已有的润湿高度,另一方面微纳复合结构表面上亲水性的纳米涂层具有的超高表面能也能进一步强化微槽的润湿特性,因而使得热沉发生持续不断的高强度复合相变换热,不仅强化了热沉的换热能力,而且提高热沉所耐受的临界热流密度,最终使热沉能解决大功率、超高热流密度的电力电子元器件的发热问题,进一步的,放出的热量被传递到封闭腔体外进行散热冷却。热沉的及时补液能力保证了热沉超强换热性能的可靠性。
LED光源的发热量通过散热器利用液体工质在微槽道中发生的EHD强化微纳复合结构高强度蒸发和沸腾的复合相变换热过程带走,并再经由散热器的肋片释放到周围环境中去;所述LED光源在保证良好散热的同时,发出光通量稳定的光线满足应用所需要求。
至此,本公开第一实施例LED灯具介绍完毕。
在本公开的第二个示例性实施例中,提供了一种LED灯具。
图11为本公开第二实施例LED灯具中微槽群热沉与电极的示意图。如图11所示,与第一实施例的LED灯具相比,本实施例散热器的区别在于:
电极为网状电极23。这种电极布置的形式是电极作为正极,其一端在液体工质的上面,即和液体工质不接触,另一端浸没在液体工质中。负极为微纳复合结构的阵列槽板或其他带电金属结构的外壳。
网状电极的外观尺寸长为80~150mm,宽为20~50mm,则网孔的当量直径为0.5~1mm,液体工质没过网状电极高度5~20mm,与热沉轴向垂直距离在1~20mm范围内调节。
在封闭腔体内,注入液体工质,对液体工质施加高压电场,微槽群在自身微纳复合毛细结构作用的驱动下,一部分液体工质进入微槽道中并爬升一定高度。在微槽道正对着的表面上布置有图11网状电极,液体工质在正极高电压的电场力作用下被驱动沿微槽道及时爬升到更高的润湿高度,发生超高强度蒸发和沸腾的复合相变换热作用。
为了达到简要说明的目的,上述实施例一中任何可作相同应用的技术特征叙述皆并于此,无需再重复相同叙述。
至此,本公开第二实施例一种LED灯具介绍完毕。
在本公开的第三个示例性实施例中,提供了一种LED灯具。
图12为本公开第三实施例LED灯具中微槽群热沉与电极的示意图。如图12所示,与第一实施例的LED灯具相比,本实施例散热器的区别在于:
电极为针状电极24,该种电极布置形式为电极作为正极悬空布置,负极为微纳复合结构的阵列槽板或其他带电金属结构的外壳。
针状电极针尖的曲率半径为0.05~0.5mm,与热沉轴向垂直距离可在1~20mm范围内调节。
液体工质为可以为绝缘液体工质,包括FC72、R113、R123、R141、正戊烷等;也可以为导电工质,包括蒸馏水、乙醇等。
封闭腔体内为常压条件。
在封闭腔体内,注入液体工质,对液体工质施加高压电场,微槽群在自身微纳复合毛细结构作用的驱动下,一部分液体工质进入微槽道中并爬升一定高度。在微槽道正对着的表面上布置有图12所示的针状电极,针状电极通过电离空气,产生抽吸力,及时提拉在阵列槽道结构中具有一定高度的液体工质,使润湿高度进一步提升,发生超高强度蒸发和沸腾的复合相变换热作用。
为了达到简要说明的目的,上述实施例一中任何可作相同应用的技术特征叙述皆并于此,无需再重复相同叙述。
至此,本公开第三实施例一种LED灯具介绍完毕。
在本公开的第四个示例性实施例中,提供了一种LED灯具。
图13为本公开第四实施例LED灯具中微槽群热沉与电极的示意图。如图13所示,与第一实施例的LED灯具相比,本实施例散热器的区别在于:
电极为平板电极25,该种电极布置的特征是电极作为正极在封闭腔体中没过液体工质,负极固定在竖直槽板上端。
平板电极正负极的尺寸长宽均为10~30mm,正极浸没在液体工质中,正极与负极轴向距离为40~100mm。
液体工质可以为绝缘液体工质,包括FC72、R113、R123、R141、正戊烷;也可以为导电工质,包括蒸馏水、乙醇。
封闭腔体内为真空条件或常压条件。
在封闭腔体内,注入液体工质,对液体工质施加高压电场,微槽群在自身微纳复合毛细结构作用的驱动下,一部分液体工质进入微槽道中并爬升一定高度。在微槽道正对着的表面上布置有图12所示的平板电极,由于正极平板置于液体工质中,液体工质在正极高电压的电场力作用下被驱动沿微槽道及时爬升到具有一定润湿高度,发生超高强度蒸发和沸腾的复合相变换热作用。
至此,本公开第四实施例LED灯具介绍完毕。
至此,已经结合附图对本公开实施例进行了详细描述。依据以上描述,本领域技术人员应当对本发明超强换热性能的LED灯具有了清楚的认识。
需要说明的是,在附图或说明书正文中,未绘示或描述的实现方式,均为所属技术领域中普通技术人员所知的形式,并未进行详细说明。此外,上述对各元件和方法的定义并不仅限于实施例中提到的各种具体结构、形状或方式,本领域普通技术人员可对其进行简单地更改或替换。
综上所述,本公开提供了一种LED灯具,所述LED灯具包括LED光源和散热器。散热器包括微纳复合结构表面热沉取热面和散热面,其中,微纳复合结构表面热沉上有亲水性纳米涂层,取热面和散热面连接围成一个封闭腔体,封闭腔体内含有一定量的液体工质,在腔体内对微纳复合结构表面热沉施加高压电场,可形成EHD效应。本公开的LED灯具,微纳复合结构表面上亲水性的纳米涂层具有的超高表面能强化了液体工质在微槽道内的表面能及粗糙度,改善了表面润湿特性,因而使得热沉发生持续不断的高强度复合相变换热,强化了LED灯具中换热器的换热能力。
还需要说明的是,实施例中提到的方向用语,例如“上”、“下”、“前”、“后”、“左”、“右”等,仅是参考附图的方向,并非用来限制本公开的保护范围。贯穿附图,相同的元素由相同或相近的附图标记来表示。在可能导致对本公开的理解造成混淆时,将省略常规结构或构造。
再者,单词“包含”不排除存在未列在权利要求中的元件或步骤。位于元件之前的单词“一”或“一个”不排除存在多个这样的元件。
类似地,应当理解,为了精简本公开并帮助理解各个公开方面中的一个或多个,在上面对本公开的示例性实施例的描述中,本公开的各个特征有时被一起分组到单个实施例、图、或者对其的描述中。然而,并不应将该公开的方法解释成反映如下意图:即所要求保护的本公开要求比在每个权利要求中所明确记载的特征更多的特征。更确切地说,如下面的权利要求书所反映的那样,公开方面在于少于前面公开的单个实施例的所有特征。因此,遵循具体实施方式的权利要求书由此明确地并入该具体实施方式,其中每个权利要求本身都作为本公开的单独实施例。
以上所述的具体实施例,对本公开的目的、技术方案和有益效果进行了进一步详细说明,所应理解的是,以上所述仅为本公开的具体实施例而已,并不用于限制本公开,凡在本公开的精神和原则之内,所做的任何修改、等同替换、改进等,均应包含在本公开的保护范围之内。
Claims (9)
1.一种LED灯具,包括:
LED光源(00);
灯头罩(80),其中间开有许多小孔(81),内置灯头罩固定架(82);
灯头(70),与LED驱动电源连接,给所述LED光源(00)供电;以及
散热器(60),其上端面通过所述灯头罩固定架(82)与所述灯头罩(80)连接,包括:
取热面(10),其通过导热材料与所述LED光源(00)连接,包括:
微槽群热沉(11),所述微槽群热沉(11)的表面结构为微米槽道阵列结构、纳米槽道阵列结构或微纳复合槽道阵列结构;以及
纳米涂层(12),其生成于所述微槽群热沉(11)的表面,与所述微槽群热沉(11)构成微纳复合结构表面热沉;
散热面(90),与所述取热面(10)围成一个封闭腔体(40),所述封闭腔体(40)内含有液体工质;以及
电极(20),其设置于所述封闭腔体(40)内,通过所述灯头罩(80)的小孔(81)与高压电源(50)连接,对所述微纳复合结构表面热沉上的液体工质施加电场;
其中,所述电极(20)为线电极、网状电极、平板电极或针状电极;
当所述电极(20)为线电极时,所述线电极作为正极,负极为所述微槽群热沉(11)的表面结构,所述线电极的一端在液体工质的上面,即和所述液体工质不接触,另一端浸没在液体工质中,所述线电极正对所述微槽群热沉(11)的槽道,所述液体工质在电场力作用下提拉已有的润湿高度;
当所述电极(20)为网状电极时,所述网状电极为正极,负极为所述微槽群热沉(11)的表面结构,所述网状电极的一端在液体工质的上面,即和所述液体工质不接触,另一端浸没在所述液体工质中,所述网状电极设置在微槽道正对着的表面上,所述液体工质在正极高电压的电场力作用下被驱动沿微槽道爬升;
当所述电极(20)为针状电极时,所述针状电极作为正极悬空布置,所述针状电极设置在所述液体工质的上方,即和所述液体工质不接触,负极为所述微槽群热沉(11)的表面结构,所述针状电极通过电离空气产生抽吸力,用以提拉在微槽道中的液体工质;
当所述电极(20)为平板电极时,所述平板电极为正极和负极,所述正极浸没在所述液体工质中,所述负极固定在所述微槽群热沉(11)的表面结构的上端,所述平板电极的正极浸没在液体工质中,所述液体工质在正极高电压的电场力作用下被驱动沿微槽道爬升。
2.根据权利要求1所述的LED灯具,其中,
当所述电极(20)为所述线电极时,所述封闭腔体(40)两端开有电极引出口,其中所述线电极的一端与电极引出端子(26)连为一体,并于封闭腔体(40)的上端将电线(51)引出与高压电源(50)连接,所述电极引出端子(26)通过电极垫片(28)和压紧螺母(27)固定于封闭腔体的外部,所述线电极的另一端通过所述封闭腔体(40)的下端电极引出端子(26)、电极垫片(28)及压紧螺母(27)连接后引出接地。
3.根据权利要求1所述的LED灯具,其中,
所述线电极的半径为0.001~1mm,长度为1~500mm,与所述微槽群热沉(11)的轴向垂直距离为0.1~100mm;
所述网状电极长宽为1~100mm,厚度为0.5~10mm,所述网状电极的网孔当量直径为0.0001~1mm,与所述微槽群热沉(11)的轴向垂直距离为0.1~100mm;
所述平板电极的长宽为1~100mm,厚度为0.5~10mm,所述平板电极的正负极垂直间距为10~100mm;
所述针状电极针尖的曲率半径为0.01~1mm,与所述微槽群热沉(11)轴向垂直距离为0.1~100mm。
4.根据权利要求1所述的LED灯具,其中,
所述高压电源的电压为1~50kV。
5.根据权利要求1所述的LED灯具,其中,
当所述电极(20)为线电极或网状电极时,微槽群热沉的液体工质为绝缘工质;
当所述电极(20)为平板电极或针状电极时,微槽群热沉的液体工质为绝缘工质或导电工质;
所述绝缘工质为FC72、R113、R123、R141或正戊烷;
所述导电工质为蒸馏水或乙醇。
6.根据权利要求1所述的LED灯具,其中,
所述纳米涂层(12)为纳米级平面结构或纳米级凸起物;
所述纳米涂层(12)的材料为金属、金属氧化物、金属氟化物、半导体材料或有机高聚物涂料;
所述纳米涂层(12)的厚度为0~1000nm。
7.根据权利要求1所述的LED灯具,其中,
所述微槽群热沉(11)的微槽道横截面为矩形、三角形或梯形,当量直径为10-3~1000μm;
所述微槽群热沉(11)的材料为金属、金属氧化物、金属氮化物、半导体材料、玻璃或陶瓷。
8.根据权利要求1所述的LED灯具,其中,
所述封闭腔体(40)的横截面为矩形、方形、三角形或扇形;
所述封闭腔体(40)为空气腔或真空腔。
9.根据权利要求1所述的LED灯具,其中,
所述微纳复合结构表面热沉与水平方向夹角为0°~180°。
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PB01 | Publication | ||
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GR01 | Patent grant | ||
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