CN203249206U

CN203249206U - 纳米流体超导散热led灯壳

Info

Publication number: CN203249206U
Application number: CN201220748620XU
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: 2013-10-23
Anticipated expiration: 2022-12-29

Abstract

一种纳米流体超导散热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介质构成；所述真空腔体由上端盖、四块翅片结构、下端盖及腔体对焊槽板密闭连接而成；所述四块翅片结构依次连接，四块翅片结构一侧连接上端盖，另一端通过腔体对焊槽板连接下端盖；所述上端盖、四块翅片结构及下端盖的内壁上均有腔体密齿槽；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高导热系数的特点，加快导热；利用铝材质散热的特点，用一体化铝翅片结构，增大散热面积，加快散热，突破LED导热、散热问题，降低LED温度。

Description

纳米流体超导散热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散热LED灯壳。

（二）背景技术：

现在LED散热通常用铝翅片解决LED散热问题，但是铝导热慢，热量主要集中在LED上，不能及时散到空气中，当LED的功率比较大时，尤其是采用集成封装工艺的LED，单位面积产热量非常大，LED芯片的温度会很高。当长期高温工作，尤其LED的结温大于65℃时，LED的性能就会受很大影响，LED的寿命，光通量等都会大大减少，光衰会更严重。

影响散热主要有两个因素，一个是导热：LED光源将热量传递给散热器，由导热系数决定；另外一个是散热：散热器将热量给周围空气中，由比热容决定。普通LED采用铝制材料解决散热问题，铝合金的导热系数约为120-240 w/m·k，比热容为900J/(kg*K) ，这表示大功率，产热量大时，热量不能及时从LED广源传递给散热器，大部分热量集中在LED上，LED的温度会很高。而传递到铝翅片的小部分热量，由于铝的高比热容特性，通过加工，增大铝翅片散热面积，使热量及时传递到周围环境中，铝翅片温度低，LED和翅片温差很大，因此，导热慢成了解决大功率LED热量问题的瓶颈。

（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散热LED灯壳，它能够解决大功率LED的导热慢，温度高的问题，本实用新型利用纳米流体高导热系数的特点，加快导热；利用铝材质散热的特点，用一体化铝翅片结构，增大散热面积，加快散热，突破LED导热、散热问题，降低LED温度。

本实用新型的技术方案：一种纳米流体超导散热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介质构成；所述真空腔体由上端盖、四块翅片结构、下端盖及腔体对焊槽板密闭连接而成；所述四块翅片结构依次连接，四块翅片结构一侧连接上端盖，另一端通过腔体对焊槽板连接下端盖；所述上端盖、四块翅片结构及下端盖的内壁上均有腔体密齿槽；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。

所述下端盖的外壁为翅片结构。

所述上端盖上安装LED光源、铝基板、LED光源透镜、电路板引线焊盘及电源盒盖；所述LED光源透镜通过透镜固定螺钉固定于上端盖上。

所述真空腔体外安装固定杆座连体，固定杆座连体连接固定连接杆座；固定连接杆座上有固定螺钉。

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

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5对真空腔体进行抽真空，使腔体的大气压在1.3×10^-1－1.3x10^-4Pa的负压后，通过真空排气阀对真空腔体注入适量的纳米流体介质，使腔体内表面的吸液芯腔体密齿槽中充满纳米流体介质后，对真空排气阀加以密封。纳米流体工作时，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，才能保证灯壳正常工作。

本实用新型的工作原理：由于腔体内真空环境，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。腔体上端吸收纳米流体超导介质放出的热量，腔体上部热量上升，通过腔体外侧四周的铝翅片结构以对流、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。腔体内表面采用密齿槽结构，液体通过密齿槽的槽道形成回流。液化的纳米流体超导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，是纯铜的一百倍，因此，纳米流体超导灯壳具有更高的导热系数。

本实用新型的技术效果：本发明的纳米流体超导散热LED灯壳因为真空环境，靠纳米流体的汽、液相变传热，热阻很小，因此具有很高的导热能力，导热系数在15000-20000 w/m·k。腔体的纳米流体蒸汽是处于饱和状态，饱和蒸汽的压力决定于饱和温度，饱和纳米流体介质蒸汽从下端流向上端所产生的压降很小，根据热力学中的方程式可知，温降亦很小，因而壳体上下具有优良的等温性，保证壳体整体温差较小。当LED功率在50W，环境温度在30℃时，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℃；采用同体积纳米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。当LED功率在100W，环境温度在30℃时，采用普通铝翅片结构的LED的芯片温度在90℃，铝翅片温度在72℃；采用同体积纳米流体超导散热灯壳的LED芯片温度在 59℃，纳米流体超导散热灯壳温度在53℃。LED芯片的芯片温度降低31℃，保证LED温度在65℃以下。在大功率情况下，纳米流体超导散热灯壳的降温效果更明显。

本实用新型的优越性：本实用新型利用纳米流体高导热系数的特点，加快导热；利用铝材质散热的特点，用一体化铝翅片结构，增大散热面积，加快散热，突破LED导热、散热问题，降低LED温度。

（四）附图说明：

图1为本实用新型所涉一种纳米流体超导散热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散热LED灯壳的超导结构工作的剖视图。

其中，1为上端盖，2为固定杆座连体，3为固定连接杆座，4为固定螺钉，5为真空排气阀，6为腔体密齿槽，7为下端盖，8为腔体对焊槽板，9为翅片结构，10为LED光源，11为铝基板，12为透镜固定螺钉，13为LED光源透镜，14为电路板引线焊盘，15为电源盒盖，16为纳米流体介质，17为汽化纳米流体介质，18为液化纳米流体介质。

（五）具体实施方式：

实施例：一种纳米流体超导散热LED灯壳（见图1、图2），其特征在于它由真空腔体和置于腔体内的纳米流体介质16构成；所述真空腔体由上端盖1、四块翅片结构9、下端盖7及腔体对焊槽板8密闭连接而成；所述四块翅片结构9依次连接，四块翅片结构9一侧连接上端盖1，另一端通过腔体对焊槽板8连接下端盖7；所述上端盖1、四块翅片结构9及下端盖7的内壁上均有腔体密齿槽6；所述真空腔体上有真空排气阀5。

所述腔体密齿槽6的深度为0.2mm，间距为0.15m。（见图1、图2）

所述下端盖7的外壁为翅片结构9。（见图1）

所述上端盖1上安装LED光源10、铝基板11、LED光源透镜13、电路板引线焊盘14及电源盒盖15；所述LED光源透镜13通过透镜固定螺钉12固定于上端盖1上。（见图1）

所述真空腔体外安装固定杆座连体2，固定杆座连体2连接固定连接杆座3；固定连接杆座3上有固定螺钉4。（见图1）

所述纳米流体介质16在真空情况下的沸点低于LED的工作温度；所述纳米流体介质16充满于腔体密齿槽6内，在真空腔体为汽化纳米流体介质17和液化纳米流体介质18。（见图2）

所述真空腔体内的大气压为1.3×10^-1－1.3x10^-4 Pa。

本实施例的工作过程：通过真空排气阀5对真空腔体进行抽真空，使腔体的大气压在1.3×10^-1－1.3x10^-4Pa的负压后，通过真空排气阀5对真空腔体注入适量的纳米流体介质16，使腔体内表面的吸液芯腔体密齿槽6中充满纳米流体介质16后，对真空排气阀5加以密封。纳米流体工作时，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，才能保证灯壳正常工作。

Claims

1.一种纳米流体超导散热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介质构成；所述真空腔体由上端盖、四块翅片结构、下端盖及腔体对焊槽板密闭连接而成；所述四块翅片结构依次连接，四块翅片结构一侧连接上端盖，另一端通过腔体对焊槽板连接下端盖；所述上端盖、四块翅片结构及下端盖的内壁上均有腔体密齿槽；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散热LED灯壳，其特征在于所述下端盖的外壁为翅片结构。

4.根据权利要求1所述一种纳米流体超导散热LED灯壳，其特征在于所述上端盖上安装LED光源、铝基板、LED光源透镜、电路板引线焊盘及电源盒盖；所述LED光源透镜通过透镜固定螺钉固定于上端盖上。

5.根据权利要求1所述一种纳米流体超导散热LED灯壳，其特征在于所述真空腔体外安装固定杆座连体，固定杆座连体连接固定连接杆座；固定连接杆座上有固定螺钉。

6.根据权利要求1所述一种纳米流体超导散热LED灯壳，其特征在于所述纳米流体介质在真空情况下的沸点低于LED的工作温度；所述纳米流体介质充满于腔体密齿槽内。

7.根据权利要求1所述一种纳米流体超导散热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。