CN203131760U

CN203131760U - 纳米流体超导介质散热led灯壳

Info

Publication number: CN203131760U
Application number: CN2012207475794U
Authority: CN
Inventors: 孙广足
Original assignee: TIANJIN BONENG SOLAR EQUIPMENT CO Ltd
Current assignee: TIANJIN BONENG SOLAR EQUIPMENT CO Ltd
Priority date: 2012-12-29
Filing date: 2012-12-29
Publication date: 2013-08-14
Anticipated expiration: 2022-12-29

Abstract

一种纳米流体超导介质散热LED灯壳，其特征在于它由真空腔体和置于腔体内的纳米流体超导介质构成；所述真空腔体由灯壳上端盖和灯壳下端盖密闭连接而成；所述真空腔体的内表面为曲面；所述灯壳上端盖和灯壳下端盖的内壁均有腔体密齿槽；所述真空腔体上有真空排气阀。本实用新型的优越性：本实用新型利用纳米流体复合相变快速热传导技术，加快导热；一体化灯壳，同时解决导热、散热两方面问题，达到降低LED温度的目的。

Description

纳米流体超导介质散热LED灯壳

（一）技术领域：

本实用新型涉及一种LED灯壳，尤其是一种纳米流体超导介质散热LED灯壳。

（二）背景技术：

LED散热问题是限制LED发展最主要因素，尤其是集成（COB）封装的大功率LED出现后，单位面积上产热非常大。长期温度过高，会造成LED光衰更严重，寿命会大大缩短，一旦集成LED中某一个灯珠坏掉，整个LED芯片也将报废，因此一般大于50W的大功率路灯不会采用集成(COB)LED的。即使采用单颗LED的大功率的路灯，散热问题也很难解决，往往依靠增加铝翅片数目，增加散热面积，来提高散热。但是体积大、质量重，散热效果也不好。

（三）实用新型内容：

本实用新型的目的在于提供一种纳米流体超导介质散热LED灯壳，它能够解决大功率LED的导热慢，温度高、体积大、质量重的问题，本实用新型利用纳米流体复合相变快速热传导技术，加快导热；一体化灯壳，同时解决导热、散热两方面问题，达到降低LED温度的目的。

本实用新型的技术方案：一种纳米流体超导介质散热LED灯壳，其特征在于它由真空腔体和置于腔体内的纳米流体超导介质构成；所述真空腔体由灯壳上端盖和灯壳下端盖密闭连接而成；所述真空腔体的内表面为曲面；所述灯壳上端盖和灯壳下端盖的内壁均有腔体密齿槽；所述真空腔体上有真空排气阀。

所述腔体密齿槽的深度为0.2-0.25mm，间距为0.1-0.15m。

所述灯壳上端盖的外壁上有灯壳上端盖肋骨。

所述灯壳下端盖上安装LED光源、光源铝基板、光源透镜及电源引线焊盘；所述光源透镜通过透镜固定螺钉固定于下端盖上；所述电源引线通过引线槽引出。

所述灯壳上端盖和灯壳下端盖通过灯壳上端盖对焊端和灯壳下端盖对焊端密闭连接。

所述真空腔体外安装固定端焊板，固定端焊板固定连接灯杆固定端；灯杆固定端上有固定连接螺钉。

所述纳米流体超导介质在真空情况下的沸点低于LED的工作温度；所述纳米流体超导介质充满于腔体密齿槽内，在真空腔体为汽化纳米流体超导介质和液化纳米流体超导介质。

所述真空腔体内的大气压为1.3×10^-1－1.3x10^-4 Pa。

本实用新型的工作过程：通过真空排气阀对真空腔体进行抽真空，使真空腔体的大气压在1.3×10^-1－1.3x10^-4 Pa的负压后，通过真空排气阀对真空腔体注入中适量的纳米流体超导介质，使腔体内表面的吸液芯腔体密齿槽7中充满纳米流体超导介质后，对真空排气阀加以密封。纳米流体超导介质工作时，流体处于气液两相状态，纳米流体在真空情况下的沸点低于LED的工作温度，才能保证LED灯壳正常工作。

本实用新型的工作原理：由于真空腔体内真空环境，真空腔体内的纳米流体超导介质的沸点会比常压下低很多，更易挥发。LED光源将热量传递给腔体后，温度上升纳米流体超导介质受热，汽化膨胀，吸收热量，储存潜能。纳米流体膨胀后形成压力差，纳米流体超导介质在压力差的作用下流向腔体顶部，纳米流体超导介质在腔体顶部遇冷，液化，同时放出的热量，释放储能。腔体下端吸收纳米流体超导介质放出的热量，腔体下端热量上升，通过灯壳外壁以对流、传导方式将热量传递到空气中，实现快速降低LED温度的目的。真空腔体内表面采用密齿槽结构，液体的纳米流体超导介质通过腔体密齿槽的槽道形成回流。液化的纳米流体超导介质介质在重力的作用下，沿沟槽回流到腔体底部。为了保证对液化的纳米流体超导介质足够的吸引力，要求密齿槽有非常细小的有效毛细压力半径，以提供足够的毛细压力；同时参透率要大，以减少回流纳米流体的压力损失，保证纳米流体在密尺槽里回流畅通，减小径向阻力，保证热循环速率。上述一套热循环过程是非常迅速的，接近声音的速度。传统散热器导热是依靠金属内部自由电子的运动，是没有形态变化的显热交换；纳米流体超导介质散热LED灯壳导热是利用纳米流体介质的液化、汽化相变的潜热交换。同一物质，在同样温度下，潜热交换是显热交换效率一百倍，汽化潜热和压力成反比，压力越小，介质汽化温度越低，汽化时储存的汽化潜热越多，纳米流体超导介质散热LED灯壳的导热系数可达10⁵W/m·℃的数量级，远远超过一般金属材料的10²W/m·℃数量级的导热系数。它可将大量热量通过很小的截面积远距离地传递。

本实用新型的技术效果：现在LED只有30-40%的输入电能转化为光能，其余60-70%的能量主要转化热能，因此功率越大，产热量越大。纳米流体超导介质散热LED灯壳具有优越的均温性，热阻很小，整个灯壳的温差在3℃以内。当LED在50W时，环境温度在30℃。采用普通铝翅片结构的LED的芯片温度在75℃，铝翅片温度在60℃；而相同体积流体超导散热灯壳的LED芯片温度在50℃，纳米流体超导散热灯壳温度在43℃。LED芯片的芯片温度降低了25℃，保证LED温度在65℃以下。

本实用新型的优越性：本实用新型利用纳米流体复合相变快速热传导技术，加快导热；一体化灯壳，同时解决导热、散热两方面问题，达到降低LED温度的目的。

（四）附图说明：

图1为本实用新型所涉一种纳米流体超导介质散热LED灯壳的整体结构剖视图。

图2为本实用新型所涉一种纳米流体超导介质散热LED灯壳的超导结构工作的剖视图。

其中，1为固定连接螺钉，2为灯杆固定端，3为固定端焊板，4为真空排气阀，5为灯壳上端盖肋骨，6为灯壳上端盖，7为腔体密齿槽，8为灯壳上端盖对焊端，9为灯壳下端盖对焊端，10为灯壳下端盖，11为LED光源，12为光源铝基板，13为光源透镜，14为透镜固定螺钉，15为电源引线焊盘，16为引线槽，17为真空腔体，18为纳米流体超导介质，19为纳米流体超导介质，20为纳米流体超导介质。

（五）具体实施方式：

实施例：一种纳米流体超导介质散热LED灯壳（见图1、图2），其特征在于它由真空腔体17和置于腔体内的纳米流体超导介质18构成；所述真空腔体17由灯壳上端盖6和灯壳下端盖10密闭连接而成；所述真空腔体17的内表面为曲面；所述灯壳上端盖6和灯壳下端盖9的内壁均有腔体密齿槽7；所述真空腔体17上有真空排气阀4。

所述腔体密齿槽7的深度为0.2mm，间距为0.15m。（见图1、图2）

所述灯壳上端盖6的外壁上有灯壳上端盖肋骨5。（见图1）

所述灯壳下端盖10上安装LED光源11、光源铝基板12、光源透镜13及电源引线焊盘15；所述光源透镜13通过透镜固定螺钉14固定于下端盖10上；所述电源引线通过引线槽16引出。（见图1）

所述灯壳上端盖6和灯壳下端盖10通过灯壳上端盖对焊端8和灯壳下端盖对焊端9密闭连接。（见图1）

所述真空腔体14外安装固定端焊板3，固定端焊板3固定连接灯杆固定端2；灯杆固定端2上有固定连接螺钉1。（见图1）

所述纳米流体超导介质18在真空情况下的沸点低于LED的工作温度；所述纳米流体超导介质18充满于腔体密齿槽7内，在真空腔体为汽化纳米流体超导介质19和液化纳米流体超导介质20。（见图2）

所述真空腔体17内的大气压为1.3×10^-1－1.3x10^-4 Pa。

本实施例的工作过程：通过真空排气阀4对真空腔体17进行抽真空，使真空腔体17的大气压在1.3×10^-1－1.3x10^-4 Pa的负压后，通过真空排气阀4对真空腔体17注入中适量的纳米流体超导介质18，使腔体内表面的吸液芯腔体密齿槽7中充满纳米流体超导介质18后，对真空排气阀4加以密封。纳米流体超导介质18工作时，流体处于气液两相状态，纳米流体在真空情况下的沸点低于LED的工作温度，才能保证LED灯壳正常工作。

Claims

1.一种纳米流体超导介质散热LED灯壳，其特征在于它由真空腔体和置于腔体内的纳米流体超导介质构成；所述真空腔体由灯壳上端盖和灯壳下端盖密闭连接而成；所述真空腔体的内表面为曲面；所述灯壳上端盖和灯壳下端盖的内壁均有腔体密齿槽；所述真空腔体上有真空排气阀。

2.根据权利要求1所述一种纳米流体超导介质散热LED灯壳，其特征在于所述腔体密齿槽的深度为0.2-0.25mm，间距为0.1-0.15m。

3.根据权利要求1所述一种纳米流体超导介质散热LED灯壳，其特征在于所述灯壳上端盖的外壁上有灯壳上端盖肋骨。

4.根据权利要求1所述一种纳米流体超导介质散热LED灯壳，其特征在于所述灯壳下端盖上安装LED光源、光源铝基板、光源透镜及电源引线焊盘；所述光源透镜通过透镜固定螺钉固定于下端盖上；所述电源引线通过引线槽引出。

5.根据权利要求1所述一种纳米流体超导介质散热LED灯壳，其特征在于所述灯壳上端盖和灯壳下端盖通过灯壳上端盖对焊端和灯壳下端盖对焊端密闭连接。

6.根据权利要求1所述一种纳米流体超导介质散热LED灯壳，其特征在于所述真空腔体外安装固定端焊板，固定端焊板固定连接灯杆固定端；灯杆固定端上有固定连接螺钉。

7.根据权利要求1所述一种纳米流体超导介质散热LED灯壳，其特征在于所述纳米流体超导介质在真空情况下的沸点低于LED的工作温度；所述纳米流体超导介质充满于腔体密齿槽内，在真空腔体为汽化纳米流体超导介质和液化纳米流体超导介质。

8.根据权利要求1所述一种纳米流体超导介质散热LED灯壳，其特征在于所述真空腔体内的大气压为1.3×10-1－1.3x10-4 Pa。