CN214307032U - 相变散热器及灯具 - Google Patents

Abstract

本实用新型公开一种相变散热器及灯具，所述相变散热器包括：壳体，所述壳体内部中空形成一腔体；散热鳍片，所述散热鳍片在所述壳体的外周面一体成型而成；端盖，所述端盖设置在所述壳体的一端，所述壳体的另一端用于连接所述发热件，所述发热件、所述端盖、所述壳体共同形成一封闭的相变腔，所述相变腔内填充有相变介质。本实用新型提供一种相变散热器及灯具，解决了现有的散热器散热效果欠佳的技术问题。

Description

相变散热器及灯具

技术领域

本实用新型涉及散热领域，尤其涉及一种相变散热器及灯具。

背景技术

大功率LED灯广泛的应用于城市广场、大型组装车间、仓库、港口、工厂、体育场等室内外局部或重点照明的场所，在大功率LED灯照明期间会产生大量的热量，积聚在芯片附近的热量会影响LED灯的正常使用。为了散除积聚在芯片上的热量，通常会使用散热器进行散热。但是现有的散热器结构工艺复杂，散热效果欠佳。

实用新型内容

本实用新型的主要目的是提供一种相变散热器及灯具，旨在解决现有的散热器散热效果欠佳的技术问题。

为实现上述目的，本实用新型实施例提出一种相变散热器，用于对发热件进行散热，所述相变散热器包括：

壳体，所述壳体内部中空形成一腔体；

散热鳍片，所述散热鳍片在所述壳体的外周面一体成型而成；

端盖，所述端盖设置在所述壳体的一端，所述壳体的另一端用于连接所述发热件，所述发热件、所述端盖、所述壳体共同形成一封闭的相变腔，所述相变腔内填充有相变介质。

可选地，在本实用新型一实施例中，所述端盖开设有与所述相变腔连通的真空排空孔，所述真空排空孔活动连接有密封塞，通过所述密封塞以打开或关闭所述真空排空孔。

可选地，在本实用新型一实施例中，所述壳体的表面设置有氧化层。

可选地，在本实用新型一实施例中，所述壳体的内壁设置有散热结构。

可选地，在本实用新型一实施例中，所述相变介质为纯水。

可选地，在本实用新型一实施例中，所述相变介质的高度小于等于所述相变腔高度的1/3。

可选地，在本实用新型一实施例中，所述端盖与所述壳体的连接处、所述壳体与所述发热件的连接处分别设置有密封圈。

为实现上述目的，本实用新型实施例提出一种灯具，所述灯具包括底座及以上描述的相变散热器，其中，所述发热件为基板，所述基板安装在所述底座，所述底座与所述壳体连接，所述基板背离所述相变散热器的一侧设置有光源。

可选地，在本实用新型一实施例中，所述基板为超导铝基板。

相对于现有技术，本实用新型提出的技术方案中，通过壳体、端盖以及发热件共同形成一相变腔，在相变腔中填充相变介质，利用相变介质在相变时的吸热以及散热鳍片的导热作用，有效的对发热件进行散热。而且，壳体的内壁、端盖面向相变腔的表面作为冷凝表面、发热件面向相变腔的表面作为蒸发面共同构成相变传热的全过程，降低了从发热件至散热鳍片外表面的总热阻，增强了散热效果。

附图说明

为了更清楚地说明本实用新型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实用新型实施例的一些实施例，对于本领域普通技术人员来讲，在不付出创造性劳动的前提下，还可以根据这些附图示出的结构获得其他的附图。

图1为本实用新型相变散热器实施例的结构示意图一；

图2为本实用新型相变散热器实施例的结构示意图二。

附图标号说明：

标号	名称	标号	名称
				1	壳体	2	散热鳍片
3	端盖	4	发热件
				5	相变腔	6	密封塞
7	底座	8	密封圈

本实用新型目的的实现、功能特点及优点将结合实施例，参照附图做进一步说明。

具体实施方式

下面将结合本实用新型实施例中的附图，对本实用新型实施例中的技术方案进行清楚、完整地描述，显然，所描述的实施例仅仅是本实用新型的一部分实施例，而不是全部的实施例。基于本实用新型中的实施例，本领域普通技术人员在没有作出创造性劳动前提下所获得的所有其他实施例，都属于本实用新型实施例保护的范围。

需要说明，本实用新型实施例中所有方向性指示(诸如上、下、左、右、前、后……)仅用于解释在某一特定姿态(如附图所示)下各部件之间的相对位置关系、运动情况等，如果该特定姿态发生改变时，则该方向性指示也相应地随之改变。

另外，在本实用新型实施例中如涉及“第一”、“第二”等的描述仅用于描述目的，而不能理解为指示或暗示其相对重要性或者隐含指明所指示的技术特征的数量。由此，限定有“第一”、“第二”的特征可以明示或者隐含地包括至少一个该特征。在本实用新型实施例的描述中，“多个”的含义是至少两个，例如两个，三个等，除非另有明确具体的限定。

在本实用新型实施例中，除非另有明确的规定和限定，术语“连接”、“固定”等应做广义理解，例如，“固定”可以是固定连接，也可以是可拆卸连接，或成一体；可以是机械连接，也可以是电连接；可以是直接相连，也可以通过中间媒介间接相连，可以是两个元件内部的连通或两个元件的相互作用关系，除非另有明确的限定。对于本领域的普通技术人员而言，可以根据具体情况理解上述术语在本实用新型实施例中的具体含义。

另外，本实用新型各个实施例之间的技术方案可以相互结合，但是必须是以本领域普通技术人员能够实现为基础，当技术方案的结合出现相互矛盾或无法实现时应当认为这种技术方案的结合不存在，也不在本实用新型实施例要求的保护范围之内。

现有的大功率(指发热功率大于等于50W)LED灯具散热器，其散热方式为材料导热、翅片与空气对流，或者为局部热管导热、翅片与空气对流，一般都需要采用高导热系数的金属材料(铜、铝等)或高导热系数的石墨烯复合材料(如石墨烯工程塑料)。但是，散热器在使用时存在以下问题：

LED基板与散热器的连接通常采用锡焊或导热硅脂(胶)粘接工艺，LED基板上的光源的局部区域导热热流密度很高，有的可以高达500KW/m²，导致该区域的温度梯度很大，从而导致散热部件表面的整体导热热阻很大，不利于散热器的散热；

现有的大功率LED相变散热器中，一般采用铜质热管与铝质翅片连接，其连接方式通常为铆接、胀接或焊接等，工艺复杂，成本较高；

LED基板与散热器采用锡焊工艺或者是导热硅脂(胶)粘接工艺连接，焊接或粘接工艺质量不好控制，可靠性不高，同时大面积锡焊或导热硅脂(胶)粘接容易产生空洞，而且散热器长时间使用后并导热系数会下降，从而造成导热恶化甚至光源烧毁。

鉴于此，为解决上述问题之一，本实用新型实施例提出一种相变散热器，通过壳体、端盖以及发热件共同形成一相变腔，在相变腔中填充相变介质，利用相变介质在相变时的吸热以及散热鳍片的导热作用，有效的对发热件进行散热，

为了更好的理解上述技术方案，下面结合附图对上述技术方案进行详细的说明。

如图1所示，本实用新型实施例提出的一种相变散热器，用于对发热件4进行散热，相变散热器包括：

壳体1，壳体1内部中空形成一腔体；

散热鳍片2，散热鳍片2在壳体1的外周面一体成型而成；

端盖3，端盖3设置在壳体1的一端，壳体1的另一端用于连接发热件4，发热件4、端盖3、壳体1共同形成一封闭的相变腔5，相变腔5内填充有相变介质。

在该实施例采用的技术方案中，通过壳体1、端盖3以及发热件4共同形成一相变腔5，在相变腔5中填充相变介质，利用相变介质在相变时的吸热以及散热鳍片2的导热作用，有效的对发热件4进行散热。而且，壳体1的内壁、端盖3面向相变腔5的表面作为冷凝表面、发热件4面向相变腔5的表面作为蒸发面共同构成相变传热的全过程，降低了从发热件4至散热鳍片2外表面的总热阻，增强了散热效果。

具体的，壳体1为铝合金材料制成，内部形成有腔体，腔体贯穿壳体1而具有两个开口，其中一个开口处设置有端盖3、另一个开口处设置有发热件4，散热鳍片2与壳体为1铝合金挤压成型的一体化结构，散热鳍片2、壳体1可以做成任意形状，不局限于圆形，散热鳍片2的厚度要与挤压工艺、结构及材料匹配，散热鳍片2要尽可能薄，散热鳍片2最薄厚度一般是大于等于0.8mm。在装配的时候，端盖3与壳体1、壳体1与发热件4分别通过螺栓连接固定，可以在壳体1设置密封槽，将螺栓设置在密封槽内，为了保证密封性，可以设置密封圈8，使相变腔5内具有一定的真空度。另外，考虑端盖3要设置密封槽，而密封槽的宽度，通常线径为3mm，因此，壳体1的壁厚要大于3mm，优选的，壳体1的壁厚大于等于5mm。

进一步的，参照图1，在本实用新型一实施例中，端盖3开设有与相变腔5连通的真空排空孔，真空排空孔活动连接有密封塞6，通过密封塞6以打开或关闭真空排空孔。

在该实施例采用的技术方案中，通过设置的真空排空孔以及密封塞6，可以对相变腔5进行排气处理，也可以检验相变腔5的密封性，具体的，在相变腔5内填充适量的相变介质(一般为纯水)后，将散热器整体放入热隧道炉或热烤箱内加热，加热至110～120℃后取出，同时快速取下密封塞6，利用真空排空孔对相变腔5进行排气处理，约5秒后再将密封塞6安装在真空排空孔，使相变腔5密封，该过程既检验了相变腔5的密封性又排出了相变腔5中的空气，需要指出的是，该过程中最高温度要控制在120℃或以下，从而避免温度过高而对密封圈8的性能造成不利影响，冷却至常温后的相变腔5内部具有一定的真空度，该真空度完全能满足25～100℃温度水平下相变传热的要求，通过上述结构或工艺进行散热，简单可靠。优选的，密封塞6与真空排空孔螺纹连接，进一步提高结构的简单性。

进一步的，在本实用新型一实施例中，壳体1的表面设置有氧化层。

在该实施例采用的技术方案中，壳体1的表面采用表面阳极氧化处理，而得到一层氧化层，通过氧化层能够抗腐蚀性能，从而增加使用寿命。优选的，氧化层厚度≥10um。

进一步的，在本实用新型一实施例中，壳体1的内壁设置有散热结构。

在该实施例采用的技术方案中，通过散热结构可以强化相变腔5内的冷凝换热作用，从而提高散热效果。优选的，散热结构为短翅片或波浪型结构。

进一步的，在本实用新型一实施例中，相变介质为纯水。

在该实施例采用的技术方案中，相变介质采用普通纯水，支持高热流密度的传热，LED基板背面的传热可以达到1MW/m²的热流密度，能够完全满足大功率LED COB或集成光源的散热要求，而且绿色环保无污染。

进一步的，在本实用新型一实施例中，相变介质的高度小于等于相变腔5高度的1/3。

在该实施例采用的技术方案中，为了保证热传递的有效进行，相变介质的高度小于等于相变腔5高度的1/3。

进一步的，参照图1，在本实用新型一实施例中，端盖3与壳体1的连接处、壳体1与发热件4的连接处分别设置有密封圈8。

在该实施例采用的技术方案中，通过密封圈8可以增加连接的密封性，另外，本实施例中的密封结构为静态密封，其相变腔5中的真空度泄漏率低于10^-7Pa·L/S，对相变腔5内真空度的影响极小。

本实用新型实施例还提出一种灯具，该灯具包括如上的相变散热器，其中，发热件为基板，基板安装在底座，底座与壳体1连接，可通过螺栓进行连接，底座与壳体1的连接处设置有密封圈8，基板背离相变散热器的一侧设置有光源。具体的，相变散热器的具体结构参照上述实施例，由于该灯具采用了上述实施例的全部技术方案，因此至少具有上述实施例的技术方案所带来的的所有有益效果，在此不再一一赘述。

进一步的，在本实用新型一实施例中，基板为超导铝基板。

在该实施例采用的技术方案中，基板的材质为超导铝合金，基板太厚，导热热阻大，基板太薄，强度不够，其厚度可以采用1.5mm，既保证了强度要求，导热热阻也不大，ALC铝基板的等效导热系数约为122W/(m·℃)，该结构可以支持的最大热流密度约为1MW/m²，完全能满足所有光源的散热要求。

以上所述仅为本实用新型的优选实施例，并非因此限制本实用新型实施例的专利范围，凡是在本实用新型实施例的发明构思下，利用本实用新型实施例说明书及附图内容所作的等效结构变换，或直接/间接运用在其他相关的技术领域均包括在本实用新型实施例的专利保护范围内。

Claims (9)

1.一种相变散热器，用于对发热件进行散热，其特征在于，所述相变散热器包括：

壳体，所述壳体内部中空形成一腔体；

散热鳍片，所述散热鳍片在所述壳体的外周面一体成型而成；

端盖，所述端盖设置在所述壳体的一端，所述壳体的另一端用于连接所述发热件，所述发热件、所述端盖、所述壳体共同形成一封闭的相变腔，所述相变腔内填充有相变介质。

2.如权利要求1所述的相变散热器，其特征在于，所述端盖开设有与所述相变腔连通的真空排空孔，所述真空排空孔活动连接有密封塞，通过所述密封塞以打开或关闭所述真空排空孔。

3.如权利要求1所述的相变散热器，其特征在于，所述壳体的表面设置有氧化层。

4.如权利要求1所述的相变散热器，其特征在于，所述壳体的内壁设置有散热结构。

5.如权利要求1所述的相变散热器，其特征在于，所述相变介质为纯水。

6.如权利要求1或5所述的相变散热器，其特征在于，所述相变介质的高度小于等于所述相变腔高度的1/3。

7.如权利要求1-5任一项所述的相变散热器，其特征在于，所述端盖与所述壳体的连接处、所述壳体与所述发热件的连接处分别设置有密封圈。

8.一种灯具，其特征在于，所述灯具包括底座以及如权利要求1-7任一项所述的相变散热器，其中，所述发热件为基板，所述基板安装在所述底座，所述底座与所述壳体连接，所述基板背离所述相变散热器的一侧设置有光源。

9.如权利要求8所述的灯具，其特征在于，所述基板为超导铝基板。

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