CN204438049U - 一种带环路热管散热的led灯具 - Google Patents
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Abstract
本实用新型涉及一种带环路热管散热的LED灯具，包括电源、LED芯片和散热装置，其中所述散热装置包括蒸汽管路、液体管路、冷凝器和蒸发器，所述蒸发器通过蒸汽管路和液体管路与所述冷凝器相连，形成闭合散热回路；所述蒸发器包括取热体和吸液芯，所述取热体设置有容置空间，该容置空间用以置设所述吸液芯，所述取热体的外形为方形，所述容置空间的横截面为圆形或椭圆形。由于所述取热体的外形采用方形，其能与LED芯片的四方形体紧紧贴合，同时，取热体容置空间的横截面采用圆形或椭圆形，容易实现吸液芯与取热体间的密封，能够真正实现高热流密度下的安全运行。所述蒸发器的壳体材料选用常见的铝材质，能够实现蒸发器重量轻、成本低，传热性能优良等特点。
Description
技术领域
本实用新型属于电子照明技术领域，具体为带环路热管散热的LED灯具。
背景技术
LED(light-emitting diode、发光二级管)被认为是21世纪最有价值的新光源，它具有低工作电压、反应时间短、高效节能、工作稳定、寿命长、无污染、高亮度等优点，在城市景观、家居照明、汽车尾灯、LED背光板等领域正得到广泛的应用，LED照明取代传统照明而成为人类照明的主要方式，将是大势所趋。
目前大功率LED的制造向着高性能、集成化和微型化发展，其芯片的功率密度可达数百W/cm2。大功率LED的电光转换效率约为20％，大约80％的电能转换为热量散发，因此其芯片处的热流密度极高。而LED的结温升高会导致发光效率下降、寿命缩短、发光光谱产生漂移，严重的还会烧毁芯片，所以散热是大功率LED照明中需要重点解决的问题之一。市场现有的各种LED灯常采用自然对流散热、风扇强制散热或其他散热方式，散热效果都不是很好。
发明内容
本实用新型要解决的技术问题是：提供一种带环路热管散热的LED灯具，其具有良好的散热效果，能快速将LED灯散发的热量散出。
为了解决上述技术问题，本实用新型提供一种带环路热管散热的LED灯具，包括电源、LED芯片和散热装置，其中，所述散热装置包括蒸汽管路、液体管路、冷凝器和蒸发器，所述蒸发器通过蒸汽管路和液体管路与所述冷凝器相连，形成闭合散热回路；所述蒸发器包括取热体和吸液芯，所述取热体设置有容置空间，该容置空间用以置设所述吸液芯，所述取热体的外形为方形，所述容置空间的横截面为圆形或椭圆形。
可选的，所述取热体的容置空间壁上或所述吸液芯上设置有蒸汽***通道。
可选的，所述蒸汽***通道的截面为拱形、矩形、锯齿形、类圆形、蜂巢形或多角形。
可选的，所述蒸汽***通道为两个或两个以上，所述两个通道之间设置有连通的槽道。
可选的，所述吸液芯的横截面为圆形或椭圆形，所述吸液芯与所述取热体的容置空间壁过盈配合。
可选的，所述吸液芯至少包括两层，所述吸液芯的最外层相对其它层的毛细孔径或通道更致密。
可选的，所述取热体的容置空间壁上设置有锯齿形或尖刀形蒸汽***通道，当所述吸液芯装配到所述取热体的容置空间时，所述蒸汽***通道的壁槽部分嵌入所述吸液芯的最外层。
可选的，所述吸液芯的一端设置有底座，所述底座横截面周长大于所述吸液芯横截面周长，所述取热体一端的容置空间壁上设置有台阶，所述吸液芯的底座设置在所述取热体台阶形成的空腔内。
可选的，所述吸液芯的底座的横截面为圆形或椭圆形，所述底座与所述取热体的容置空间壁过盈配合。
可选的，所述蒸发器还包括底盖，所述底盖设置在所述取热体靠近所述吸液芯底座的一端，所述底盖、吸液芯底座和所述取热体容置空间壁之间设置有储液腔。
可选的，所述蒸发器还包括底盖，所述底盖设置在所述取热体靠近所述吸液芯底座的一端，所述底盖和吸液芯底座之间设置有储液腔。
可选的，所述蒸发器还包括底盖，所述底盖设置在所述取热体靠近所述吸液芯底座的一端，所述底盖内设置有储液腔。
可选的，所述吸液芯底座与所述储液腔之间还设置有隔热块。
可选的，所述隔热块与所述吸液芯底座之间还设置有隔热空腔。
可选的，所述底盖上设置有与所述液体管路连接的接口。
可选的，所述底盖通过焊接、螺丝和/或螺纹与所述取热体固定。
可选的，所述蒸发器还包括顶盖，所述顶盖设置在所述取热体与蒸汽管路连接的一侧，所述顶盖上设置有与所述蒸汽管路连接的接口。
可选的，所述吸液芯由金属粉末、金属网或陶瓷粉末制成的多孔材料。
可选的，所述吸液芯的形状为回转结构体。
可选的，所述吸液芯靠近其底座一侧设置有盲孔，所述液体管路的一端设置在所述盲孔中。
可选的，所述吸液芯的上部设置有凹形储液腔。
可选的，所述蒸发器的壳体材料为铝材质。
本实用新型提供的带环路热管散热的LED灯具，包括电源、LED芯片和散热装置，其特征在于：所述散热装置包括蒸汽管路、液体管路、冷凝器和蒸发器，所述蒸发器通过蒸汽管路和液体管路与所述冷凝器相连，形成闭合散热回路；所述蒸发器包括取热体和吸液芯，所述取热体设置有容置空间，该容置空间用以置设所述吸液芯，所述取热体的外形为方形，所述容置空间的横截面为圆形或椭圆形。由于所述取热体的外形采用方形，其能与LED芯片的四方形体(正方体或者长方体)紧紧贴合，实现真正融合。同时，取热体容置空间的横截面采用圆形或椭圆形，容易实现吸液芯与取热体间的密封。方便加工，易于产业化，能够真正实现高热流密度下的安全运行。这种LED灯具的蒸发器能够实现蒸发器处于整个散热***的下方，倾斜15°，甚至45°，60°等要求，实现热控***结构紧凑的要求。
在进一步的技术方案中，所述吸液芯的横截面可以为圆形或椭圆形，所述吸液芯与所述取热体的容置空间壁过盈配合，可以通过机加工实现。以实现吸液芯与取热体容置空间壁间完全密封无漏气。
在另进一步的技术方案中，吸液芯可以至少包括两层，所述吸液芯的最外层相对其它层采用的毛细孔径或通道更致密的结构，在所述取热体的容置空间壁上可以设置有锯齿形或尖刀形蒸汽***通道，当所述吸液芯装配到所述取热体的容置空间时，所述蒸汽***通道的壁槽部分嵌入到所述吸液芯的最外层，这样也可以确保吸液芯与取热体容置空间壁间完全密封无漏气。
在进一步的技术方案中，所述吸液芯的一端设置有底座，所述底座横截面周长大于所述吸液芯横截面周长，所述取热体一端的容置空间壁上设置有台阶，所述吸液芯的底座设置在所述取热体台阶形成的空腔内，所述底座与所述取热体的容置空间壁过盈配合。储液器设置在所述底座外面，这样可以实现吸液芯与储液器完全密封无漏气，从而克服了吸液芯与取热体的容置空间壁、吸液芯与储液器完全密封无漏气的矛盾，使得所述环路热管蒸发器具有较高的热控性能，同时也实现了取热体与LED芯片的有机融合，真正实现高热流密度下的安全运行。
在进一步的技术方案中，所述吸液芯底座与所述储液腔之间还可以设置有隔热块。进一步的，在所述隔热块与所述吸液芯底座之间还可以设置有隔热空腔。这样可以避免取热体容置空间中的热量传递到储液腔中形成漏热，引起储液腔中液体温度的升高，从而降低散热效果，甚至导致***的崩溃，失效。
在进一步的技术方案中，所述吸液芯的上部可以设置有凹形储液腔。在环路热管未启动时，所述凹形储液腔中存储有液态工质。当环路热管启动后，蒸发器温度升高，在未形成工质的有效循环之前，所述凹形储液腔中存储的液态工质可以对吸液芯进行补充，避免蒸发器温度一直升高而不能形成工质的有效循环，甚至导致被散热对象的损坏。
附图说明
图1为表示本实施方式所涉及的带环路热管散热的LED灯具的结构图；
图2为图1所示LED灯具的蒸发器的纵截面图；
图3为图1所示LED灯具的蒸发器的横截面图；
图4-图8为表示本实施方式所涉及的蒸发器的不同种吸液芯的截面图；
图9-图12为表示本实施方式所涉及的另外几种蒸发器横截面图。
图中：
1取热体 11容置空间 110台阶 12接口
13蒸汽***通道 14槽道 2吸液芯 21吸液芯的最外层
22吸液芯底座 23盲孔 24凹形储液腔 3蒸汽管路
4液体管路 5底盖 6储液腔 7隔热块
8隔热空腔 9顶盖 100蒸发器 200冷凝器 300 LED芯片
具体实施方式
下面结合附图对本实用新型进行详细描述，本部分的描述仅是示范性和解释性，不应对本实用新型的保护范围有任何的限制作用。此外，本领域技术人员根据本文件的描述，可以对本文件中实施例中以及不同实施例中的特征进行相应组合。
请参见图1,图1为本实施方式所涉及LED灯具的结构图。所述LED灯具包括电源、LED芯片300和散热装置，电源可以是内置电源或者外接220V或380V市电，电源与LED芯片300电连接，所述LED芯片靠近、紧贴所述散热装置或嵌入在所述散热装置内。其中，所述散热装置包括蒸汽管路3、液体管路4、冷凝器200和蒸发器100，所述蒸发器100的一端通过蒸汽管路3和所述冷凝器200相连，所述蒸发器100的另一端通过液体管路4与所述冷凝器200相连，形成闭合散热回路。LED灯具工作时，所述蒸发器100吸收LED芯片300散发的热量，使得蒸发器100内的液体工质汽化，汽化潜热的工质通过蒸汽管路3传输到所述冷凝器200，冷却变成液态工质，通过液体管路4重新回到蒸发器100内，再受蒸发器100加热气化，如此往复、循环进行散热。
请参见图2和图3,图2和图3分别是为本实施方式所涉及LED灯具的蒸发器的纵截面图和横截面图。所述蒸发器包括取热体1和吸液芯2，在所述取热体1内可以设置有容置空间11，该容置空间11用以置设所述吸液芯2，所述取热体1的两侧设置有接口12，分别用于连接蒸汽管路3和液体管路4，所述取热体1的外形为方形，所述容置空间11的横截面为圆形或椭圆形。蒸发器有锯齿槽的部分与LED芯片通过导热硅胶和螺纹紧固，用于吸收LED芯片散发的热量。由于一般LED芯片的外形为四方体，现有的圆筒形结构蒸发器或平板结构蒸发器，无法实现取热体和吸液芯与LED芯片的完全融合。而本实用新型所述取热体1的外形采用方形，其能与LED芯片的四方形体(正方体或者长方体)紧紧贴合，实现真正融合。同时，取热体的容置空间11的横截面设计成圆形或椭圆形，这样也容易实现吸液芯与取热体间的密封，也实现完全融合，从而能够真正实现高热流密度下的安全运行。优选的是，所述吸液芯2可以由金属粉末、金属网或陶瓷粉末制成的多孔材料，例如铜粉末或铝粉末等。另外，吸液芯2的外形轮廓可以为回转结构，如圆柱体或类圆柱体，这样容易实现装配，且更有利于取热体间的配合密封。
请参见图3至图6所示，在本实施方式中，可以在所述取热体1的容置空间壁上或所述吸液芯2上设置蒸汽***通道13。当蒸发器受热后，其内的液体工质发生相变成汽态，汽态工质可以通过所述蒸汽***通道13传输到蒸汽管路3。优选的是，所述蒸汽***通道13的截面可以为拱形、矩形、锯齿形、类圆形、蜂巢形或多角形等形状。所述蒸汽***通道13的数量可以为两个或两个以上，而且在所述两个通道之间还可以设置有连通的槽道14。这样更有利于汽态工质的流通，因为汽态工质在所述蒸汽***通道13内流通时，若其中有气泡，就会发生通道堵塞问题，由于设置了连通的槽道14，气泡就会在槽道14处停留、破灭，由此可见设置的槽道14可以防止因蒸汽***通道13内因存在气泡而发生通道堵塞的问题。需要说明的是，所述液体工质可以为常温常压下为液态的工质，如水、丙酮、甲醇和乙醇；也可以为常温常压下为气态的工质，如氟利昂R11，R22，R-134a，液氨等，当然可以是前述两种以上的液态工质的组合物。可以理解的是只要采用与环境和吸热装置材料相容：具有控温能力，即可以在相对低的工作温度下(如50℃左右蒸发)能实现较大热流密度吸热的液态工质都可以作为本***的充装工质。当然，工质及其充装量，也会对散热装置产生影响，比如可能影响到散热装置的稳定性，对环境的适应性，以及安全运行的性能等。因此，就需要根据具体环境的需要选择相应的工质种类，同时对工质的充装量控制在一个合理的范围内，以提高散热装置的稳定性。
在本实施方式中，所述吸液芯2的横截面可以为圆形或椭圆形，所述吸液芯2与所述取热体1的容置空间壁采用过盈配合，可以通过机械加工实现。这样可以使汽态工质通过蒸汽***通道13仅能向蒸汽管路3流动，而防止汽态工质通过吸液芯2和取热体1的容置空间壁之间的间隙回流，引起蒸汽流动的混乱和反串。
请参见图8和图9所示，在本实施方式中，所述吸液芯2可以至少包括两层，所述吸液芯的最外层21相对其它层的毛细孔径或通道采用更致密的结构，以产生足够的毛细压头。如吸液芯的最外层21采用较软的材料制成。而且吸液芯的最外层21可以采用更大孔径或更具有吸液能力的材料或结构，这样可以提高所述吸液芯2的吸液能力。优选的是，所述取热体1的容置空间壁上设置有锯齿形或尖刀形蒸汽***通道13，当所述吸液芯2装配到所述取热体1的容置空间11时，所述蒸汽***通道13的壁槽部分嵌入到所述吸液芯的最外层21中。这样在结构上实现吸液芯2与取热体1的容置空间壁之间的过盈配合，降低加工成本，气密性更好。同时由于所述蒸汽***通道13的壁槽部分嵌入到所述吸液芯的最外层21中，吸液芯中的液体也会更快、更多地传输到所述所述蒸汽***通道13的壁槽内，进一步提高散热***的散热效率。
请参见图7、图8和图10所示，在本实施方式中，所述吸液芯2的一端设置有底座，所述底座横截面周长大于所述吸液芯2横截面周长，所述取热体1一端的容置空间壁上设置有台阶110，所述吸液芯底座22设置在所述取热体台阶形成的空腔内。由于设置有台阶110，因此吸液芯底座22与取热体1间的气密性会更好，这样可以防止汽态工质从吸液芯底座22处泄漏。优选的是，所述吸液芯底座22的横截面为圆形或椭圆形，所述吸液芯底座22与所述取热体1的容置空间壁过盈配合。这样可以更进一步提高吸液芯底座22与取热体1间的密封性能。
请参见图10、图11和图12所示，在本实施方式中，所述蒸发器还可以包括底盖5，所述底盖5设置在所述取热体1靠近所述吸液芯底座22的一端，所述底盖5、吸液芯底座22和所述取热体1容置空间壁之间设置有储液腔6。这样，在工作过程中，吸液芯2可以不断地从所述储液腔6吸取液态工质，通过微液膜蒸发，产生相变吸热。本实用新型中环路热管的蒸发器，吸液芯2和底盖5与取热体1的容置空间壁之间的过盈配合，汽态工质通过蒸汽***通道13与蒸汽管路3相通，吸液芯2和/或底盖5将蒸汽***通道于所述储液腔6完全隔断，从而实现工作介质在蒸发器内部单向流动。在本实用新型的另外一种实施方式中也可以在所述底盖5和吸液芯底座22之间设置所示储液腔6，或者在所述底盖5内设置所述储液腔6。
请参见图7所示，在本实施方式中，所述吸液芯底座22与所述储液腔6之间还可以设置有隔热块7。优选的是，在所述隔热块7与所述吸液芯底座22之间还设置有隔热空腔8(如图12所示)。所述隔热空腔8可以设置成一个整体，也可以是由多个分离的小隔热腔组成。这样，可以避免容置空间11中的高温汽态工质的热量传递到储液腔6中的液体工质，引起液体工质温度升高，而降低散热效率。另外，可以将所述底盖5通过焊接、螺丝和/或螺纹与所述取热体1固定。以现行底盖5与取热体1间的密封，同时也便于拆装。
请参见图11所示，在本实施方式中，所述蒸发器还可以包括顶盖9，所述顶盖9设置在所述取热体1与蒸汽管路3连接的一侧，所述顶盖9上设置有与所述蒸汽管路3连接的接口12。所述底盖5上设置有与所述液体管路4连接的接口12。这样蒸汽管路3和液体管路4的连接与安装都会更方便。
请参见图7和图8所示，在本实施方式中，所述吸液芯2靠近其底座一侧可以设置有盲孔23，所述液体管路4的一端设置在所述盲孔23中。这样液态工质可以直接输送到吸液芯2的盲孔中，更有利于吸液芯吸收液体工质，时刻保持吸液芯处于湿润状态，随时对加热面进行供液，从而提高散热效率。
请参见图11所示，在本实施方式中，所述吸液芯2的上部还可以设置有凹形储液腔24。这样在环路热管未启动时，所述凹形储液腔24中存储有液态工质。当环路热管启动后，蒸发器温度升高，在未形成工质的有效循环之前，所述凹形储液腔24中存储的液态工质可以对吸液芯进行补充，避免蒸发器温度一直升高而不能形成工质的有效循环，甚至导致被散热对象的损坏。
需要说明的是，环路热管的蒸发***是环路热管技术中的关键环节，一方面要有很高的传热能力，这不仅需要壳体的导热性能相对要好，芯体与壳体的装配性能要相对合理；同时，在工质选择上也要兼顾毒性、对环境的友好型，优良的传热性能和本身与壳体、芯体的相容性等要求；另一方面，蒸发***的价格也是本环路热管技术是否能够被推广应用，得到市场认可的关键，因此，本蒸发器在壳体材料选择上，采用常见的铝材质。
以上所述仅是本实用新型的优选实施方式，应当指出，对于本技术领域的普通技术人员来说，在不脱离本实用新型原理的前提下，还可以做出若干改进和润饰，这些改进和润饰也应视为本实用新型的保护范围。
Claims (22)
1.一种带环路热管散热的LED灯具，包括电源、LED芯片和散热装置，其特征在于：所述散热装置包括蒸汽管路、液体管路、冷凝器和蒸发器，所述蒸发器通过蒸汽管路和液体管路与所述冷凝器相连，形成闭合散热回路；
所述蒸发器包括取热体和吸液芯，所述取热体设置有容置空间，该容置空间用以置设所述吸液芯，所述取热体的外形为方形，所述容置空间的横截面为圆形或椭圆形。
2.根据权利要求1所述的LED灯具，其特征在于，所述取热体的容置空间壁上或所述吸液芯上设置有蒸汽***通道。
3.根据权利要求2所述的LED灯具，其特征在于，所述蒸汽***通道的截面为拱形、矩形、锯齿形、类圆形、蜂巢形或多角形。
4.根据权利要求2所述的LED灯具，其特征在于，所述蒸汽***通道为两个或两个以上，所述两个通道之间设置有连通的槽道。
5.根据权利要求2所述的LED灯具，其特征在于，所述吸液芯的横截面为圆形或椭圆形，所述吸液芯与所述取热体的容置空间壁过盈配合。
6.根据权利要求1所述的LED灯具，其特征在于，所述吸液芯至少包括两层，所述吸液芯的最外层相对其它层的毛细孔径或通道更致密。
7.根据权利要求6所述的LED灯具，其特征在于，所述取热体的容置空间壁上设置有锯齿形或尖刀形蒸汽***通道，当所述吸液芯装配到所述取热体的容置空间时，所述蒸汽***通道的壁槽部分嵌入所述吸液芯的最外层。
8.根据权利要求1所述的LED灯具，其特征在于，所述吸液芯的一端设置有底座，所述底座横截面周长大于所述吸液芯横截面周长，所述取热体一端的容置空间壁上设置有台阶，所述吸液芯的底座设置在所述取热体台阶形成的空腔内。
9.根据权利要求8所述的LED灯具，其特征在于，所述吸液芯的底座的横截面为圆形或椭圆形，所述底座与所述取热体的容置空间壁过盈配合。
10.根据权利要求1所述的LED灯具，其特征在于，所述蒸发器还包括底盖，所述底盖设置在所述取热体靠近所述吸液芯底座的一端，所述底盖、吸液芯底座和所述取热体容置空间壁之间设置有储液腔。
11.根据权利要求1所述的LED灯具，其特征在于，所述蒸发器还包括底盖，所述底盖设置在所述取热体靠近所述吸液芯底座的一端，所述底盖和吸液芯底座之间设置有储液腔。
12.根据权利要求1所述的LED灯具，其特征在于，所述蒸发器还包括底盖，所述底盖设置在所述取热体靠近所述吸液芯底座的一端，所述底盖内设置有储液腔。
13.根据权利要求10至12中任一项所述的LED灯具，其特征在于，所述吸液芯底座与所述储液腔之间还设置有隔热块。
14.根据权利要求13所述的LED灯具，其特征在于，所述隔热块与所述吸液芯底座之间还设置有隔热空腔。
15.根据权利要求10至12中任一项所述的LED灯具，其特征在于，所述底盖上设置有与所述液体管路连接的接口。
16.根据权利要求15所述的LED灯具，其特征在于，所述底盖通过焊接、螺丝和/或螺纹与所述取热体固定。
17.根据权利要求1所述的LED灯具，其特征在于，所述蒸发器还包括顶盖，所述顶盖设置在所述取热体与蒸汽管路连接的一侧，所述顶盖上设置有与所述蒸汽管路连接的接口。
18.根据权利要求1所述的LED灯具，其特征在于，所述吸液芯由金属粉末、金属网或陶瓷粉末制成的多孔材料。
19.根据权利要求18所述的LED灯具，其特征在于，所述吸液芯的形状为回转结构体。
20.根据权利要求19所述的LED灯具，其特征在于，所述吸液芯靠近其底座一侧设置有盲孔，所述液体管路的一端设置在所述盲孔中。
21.根据权利要求1所述的LED灯具，其特征在于，所述吸液芯的上部设置有凹形储液腔。
22.根据权利要求1所述的LED灯具，其特征在于，所述蒸发器的壳体材料为铝材质。
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| CN201520122756.3U CN204438049U (zh) | 2015-03-03 | 2015-03-03 | 一种带环路热管散热的led灯具 |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| CN201520122756.3U CN204438049U (zh) | 2015-03-03 | 2015-03-03 | 一种带环路热管散热的led灯具 |
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| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| CN204438049U true CN204438049U (zh) | 2015-07-01 |
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ID=53605912
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Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| CN (1) | CN204438049U (zh) |
Cited By (1)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| CN106439756A (zh) * | 2016-10-26 | 2017-02-22 | 广东合新材料研究院有限公司 | 一种led蛇形环路热管散热器 |
-
2015
- 2015-03-03 CN CN201520122756.3U patent/CN204438049U/zh not_active Expired - Fee Related
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