CN108758581A - 一种应用于led灯组散热的均热板 - Google Patents
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Abstract
本发明涉及LED灯散热技术领域，特别涉及一种应用于LED灯组散热的均热板。本发明提供了一种应用于LED灯组散热的均热板，包括蒸发板、侧板和冷凝板；所述蒸发板、所述侧板和所述冷凝板三者固定连接并合围形成密闭空腔；所述密闭空腔内设置有蒸发工质；所述蒸发板靠近所述冷凝板的一面上设置有复数个乳突结构，复数个所述乳突结构之间设置有第一空隙；所述冷凝板上设置有具有蜂巢结构，所述蜂巢结构内设置有多条贯通连接的槽道。本发明提供了一种应用于LED灯组散热的均热板，有效地解决了现有沸腾传热中出现的膜沸腾或干壁现象和蒸汽溢出和液体补充无法有效衔接的技术问题。
Description
技术领域
本发明涉及LED灯散热技术领域，特别涉及一种应用于LED灯组散热的均热板。
背景技术
随着半导体器件向高亮度、高功率发展，导致其发热量逐渐增加。为了保证器件的寿命，须将热量快速散发出去,如果LED芯片的热量不能散出去，会加速芯片的老化，甚至芯片失效。随着LED功率的提高，热流密度相应增加，大功率LED的发热量比小功率LED高数十倍，因此热量的耗散问题将更加严重。因此人们发明了一种以以沸腾传热为主的平板热管，上述平板热管不仅有利于LED灯组模块的安装，还可以促使热量均匀分布。然而沸腾传热在沸腾过程易出现膜沸腾或干壁现象，使传热效率显著降低，甚至导致设备烧毁。同时沸腾传热与表面的微细结构形貌及润湿性紧密相关，且传统的单一尺度结构表面很难解决沸腾传热过程中蒸汽溢出和液体补充的矛盾关系。因此，现有沸腾传热中出现的膜沸腾或干壁现象和蒸汽溢出和液体补充无法有效衔接成为了本领域技术人员亟待解决的技术问题。
发明内容
本发明提供了一种应用于LED灯组散热的均热板，有效地解决了现有沸腾传热中出现的膜沸腾或干壁现象和蒸汽溢出、液体补充无法有效衔接的技术问题。
本发明提供了一种应用于LED灯组散热的均热板，包括蒸发板、侧板和冷凝板；
所述蒸发板、所述侧板和所述冷凝板三者固定连接并合围形成密闭空腔；
所述密闭空腔内设置有蒸发工质；
所述蒸发板靠近所述冷凝板的一面上设置有复数个乳突结构，复数个所述乳突结构之间设置有第一空隙；
所述冷凝板上设置有具有蜂巢结构，所述蜂巢结构内设置有多条贯通连接的槽道。
优选的，所述槽道包括第一槽道和第二槽道；
所述第一槽道和所述第二槽道相互贯通连接形成叶脉状的槽道。
优选的，所述冷凝板上设置有正六边形冷凝单元；
复数个正六边形冷凝单元组合形成所述蜂巢结构；
每两个正六边形冷凝单元之间设置有第二空隙，复数个第二空隙贯通连接形成第一槽道。
优选的，所述冷凝板上设置有复数个冷凝块，复数个冷凝块组合形成正六边形冷凝单元；
每两个所述冷凝块之间设置有第三空隙，复数个第三空隙贯通连接形成第二槽道。
优选的，所述乳突结构为铜粉制得的乳突结构。
优选的，所述第一空隙的距离为1～2mm。
优选的，所述正六边形冷凝单元的数量与LED灯组的数量相等。
优选的，每个所述正六边形冷凝单元的中心冷凝块与每个所述LED灯组的中心LED灯相对应。
优选的，所述蒸发工质为去离子水。
优选的，所述蒸发工质在所述密闭空腔内的充液率为35％～45％。
本发明提供的一种应用于LED灯组散热的均热板，将蒸发工质注入到乳突结构的尖端，由于LED灯组散热，使得蒸发工质通过第一空5吸到蒸发板内表面产生蒸汽，蒸汽通过相邻乳突结构之间的第一空隙逸出至冷凝板表面，冷凝成水状后，冷凝水向冷凝板边缘流动，最终回流至蒸发板。
由于冷凝板上设置有具有多条槽道的蜂巢结构，多条槽道贯通连接使得冷凝板上的蜂巢结构形成仿蜂巢式通道网络，在相同面积的前提下，仿蜂巢式的结构具有最小的网络周长，在仿蜂巢式通道网络通道能有效降低冷凝水流动的阻力，减小压降损失，提高散热效率，且多条槽道可存储大量的冷凝水，不仅节省资源，还可以使蒸发工质得到有效的回收再利用。此外，该仿蜂巢式的槽道结构不仅具有吸液芯的功能，还通过采用芯板一体化的结构，使得该槽道结构不需要占用额外的空间体积，有益于减少整个均热板的尺寸，避免了使用过程中出现槽道脱落的情况，能够保证均热板工作性能的稳定性。
附图说明
为了更清楚地说明本发明实施例或现有技术中的技术方案，下面将对实施例或现有技术描述中所需要使用的附图作简单地介绍，显而易见地，下面描述中的附图仅仅是本发明的一些实施例，对于本领域普通技术人员来讲，在不付出创造性劳动性的前提下，还可以根据这些附图获得其它的附图。
图1为本发明实施例提供的应用于LED灯组散热的均热板的结构示意图；
图2为本发明实施例中蒸发板的结构示意图；
图3为本发明实施例中蒸发板的俯视图；
图4为本发明实施例中蒸发板的原理图；
图5为本发明实施例中冷凝板的结构示意图；
图6为本发明实施例中正六边形冷凝单元的结构示意图；
其中，附图标记如下：
1、冷凝板；2、侧板；3、蒸发板；4、乳突结构；5、第一空隙；6、冷凝块；7、第三空隙；8、正六边形冷凝单元；9、第二空隙。
具体实施方式
本发明实施例提供了一种应用于LED灯组散热的均热板，有效地解决了现有沸腾传热中出现的膜沸腾或干壁现象和蒸汽溢出和液体补充无法有效衔接的技术问题。
为使得本发明的发明目的、特征、优点能够更加的明显和易懂，下面将结合本发明实施例中的附图，对本发明实施例中的技术方案进行清楚、完整地描述，显然，下面所描述的实施例仅仅是本发明一部分实施例，而非全部的实施例。基于本发明中的实施例，本领域普通技术人员在没有做出创造性劳动前提下所获得的所有其它实施例，都属于本发明保护的范围。
本发明提供了一种应用于LED灯组散热的均热板，包括蒸发板3、侧板2和冷凝板1；
蒸发板3、侧板2和冷凝板1三者固定连接并合围形成密闭空腔，密闭空腔内设置有蒸发工质；
蒸发板3靠近冷凝板1的一面上设置有复数个乳突结构4，复数个乳突结构4之间设置有第一空隙5；
冷凝板1上设置有具有蜂巢结构，蜂巢结构内设置有多条贯通连接的槽道。
本发明实施例提供的一种应用于LED灯组散热的均热板，将蒸发工质沿图4所示的A方向注入到乳突结构4的尖端，由于LED灯组散热，使得蒸发工质通过第一空隙5吸到蒸发板3内表面产生蒸汽，蒸汽沿图4中的B方向通过相邻乳突结构4之间的第一空隙5逸出至冷凝板表面，冷凝成水状后，冷凝水向冷凝板1边缘流动，最终回流至蒸发板3。由于冷凝板1上设置有具有多条槽道的蜂巢结构，多条槽道贯通连接使得冷凝板1上的蜂巢结构形成仿蜂巢式通道网络，在相同面积的前提下，仿蜂巢式的结构具有最小的网络周长，在仿蜂巢式通道网络通道能有效降低冷凝水流动的阻力，减小压降损失，提高散热效率，且多条槽道可存储大量的冷凝水，不仅节省资源，还可以使蒸发工质得到有效的回收再利用。此外，该仿蜂巢式的槽道结构不仅具有吸液芯的功能，还通过采用芯板一体化的结构，使得该槽道结构不需要占用额外的空间体积，有益于减少整个均热板的尺寸，避免了使用过程中出现槽道脱落的情况，能够保证均热板工作性能的稳定性。
进一步的，槽道包括第一槽道和第二槽道。
第一槽道和第二槽道相互贯通连接形成叶脉状的槽道。
进一步的，冷凝板1上设置有正六边形冷凝单元8；
复数个正六边形冷凝单元8组合形成蜂巢结构；
每两个正六边形冷凝单元8之间设置有第二空隙9，复数个第二空隙9贯通连接形成第一槽道。
进一步的，冷凝板1上设置有复数个冷凝块6，复数个冷凝块6组合形成正六边形冷凝单元8；
每两个冷凝块6之间设置有第三空隙7，复数个第三空隙7贯通连接形成第二槽道。
蒸汽到达冷凝板1后产生冷凝现象，且由于冷凝板1采用正六边形冷凝单元8组成的蜂巢结构，在相同面蒸汽接触到冷积的前提下，复数个第二空隙9贯通连接形成第一槽道，复数个第三空隙7贯通连接形成第二槽道，第一槽道与第二槽道贯通连接在蜂巢结构内形成具有仿生叶脉状的槽道，有效解决了传统平行槽道毛细吸力与流动阻力的矛盾问题，传统平行槽中毛细结构的尺寸越小，提供的毛细压力越大，但同时产生的流动阻力也越大。而本发明实施例由于采用叶脉状的槽道，大大地提高了散热表面积，减少了压降在槽道运输中损失，此外由于该槽道结构采用串并联的形式，使其有效解决传统散热板由于局部堵塞，从而降低均热板均温性效果的问题。
进一步的，乳突结构4为铜粉制得的乳突结构。
由于乳突结构4由铜粉烧结而成，相邻铜粉之间的孔隙大小为纳米级别，使得液态冷凝水通过纳米结构补充至蒸发板3表面参与沸腾，可以很好的协同蒸汽逸出和液体吸入对孔隙尺度的不同需求，从而显著降低了沸腾起始点过热度，扩展表面承载高热流密度的能力，大大提高了沸腾换热系数。
进一步的，第一空隙5的距离为1～2mm。
进一步的，正六边形冷凝单元8的数量与LED灯组的数量相等。
进一步的，每个正六边形冷凝单元8的中心冷凝块6与每个LED灯组的中心LED灯相对应。
LED灯组每个小灯泡正对着每个正六边形冷凝单元8的中心冷凝块，不仅能充分利用有限的散热面积，而且能使得每个小灯泡获得相同而有效的相变散热空间，提高了该均热板的均温性，同时避免了散热空间的部分区域浪费或不足，从而影响LED灯组总体的散热效果并降低LED灯组的寿命。
进一步的，蒸发工质为去离子水。
进一步的，蒸发工质在密闭空腔内的充液率为35％～45％。
以上所述，以上实施例仅用以说明本发明的技术方案，而非对其限制；尽管参照前述实施例对本发明进行了详细的说明，本领域的普通技术人员应当理解：其依然可以对前述各实施例所记载的技术方案进行修改，或者对其中部分技术特征进行等同替换；而这些修改或者替换，并不使相应技术方案的本质脱离本发明各实施例技术方案的精神和范围。
Claims (10)
1.一种应用于LED灯组散热的均热板，其特征在于，包括蒸发板、侧板和冷凝板；
所述蒸发板、所述侧板和所述冷凝板三者固定连接并合围形成密闭空腔；
所述密闭空腔内设置有蒸发工质；
所述蒸发板靠近所述冷凝板的一面上设置有复数个乳突结构，复数个所述乳突结构之间设置有第一空隙；
所述冷凝板上设置有具有蜂巢结构，所述蜂巢结构内设置有多条贯通连接的槽道。
2.根据权利要求1所述的一种应用于LED灯组散热的均热板，其特征在于，所述槽道包括第一槽道和第二槽道；
所述第一槽道和所述第二槽道相互贯通连接形成叶脉状的槽道。
3.根据权利要求2所述的一种应用于LED灯组散热的均热板，其特征在于，所述冷凝板上设置有正六边形冷凝单元；
复数个正六边形冷凝单元组合形成所述蜂巢结构；
每两个正六边形冷凝单元之间设置有第二空隙，复数个第二空隙贯通连接形成第一槽道。
4.根据权利要求3所述的一种应用于LED灯组散热的均热板，其特征在于，所述冷凝板上设置有复数个冷凝块，复数个冷凝块组合形成正六边形冷凝单元；
每两个所述冷凝块之间设置有第三空隙，复数个第三空隙贯通连接形成第二槽道。
5.根据权利要求1～4任意一项所述的一种应用于LED灯组散热的均热板，其特征在于，所述乳突结构为铜粉制得的乳突结构。
6.根据权利要求5所述的一种应用于LED灯组散热的均热板，其特征在于，所述第一空隙的距离为1～2mm。
7.根据权利要求3所述的一种应用于LED灯组散热的均热板，其特征在于，所述正六边形冷凝单元的数量与LED灯组的数量相等。
8.根据权利要求7所述的一种应用于LED灯组散热的均热板，其特征在于，每个所述正六边形冷凝单元的中心冷凝块与每个所述LED灯组的中心LED灯相对应。
9.根据权利要求1所述的一种应用于LED灯组散热的均热板，其特征在于，所述蒸发工质为去离子水。
10.根据权利要求1所述的一种应用于LED灯组散热的均热板，其特征在于，所述蒸发工质在所述密闭空腔内的充液率为35％～45％。
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