專利名稱：納米流體超導(dǎo)散熱燈殼及其工作方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明涉及一種LED燈殼及其工作方法，尤其是一種納米流體超導(dǎo)散熱燈殼及其工作方法。
背景技術(shù)：
LED只有30-40%的輸入電能轉(zhuǎn)化為光能，其余60_70%的能量主要以非輻射復(fù)合發(fā)生的點(diǎn)陣振動的形式轉(zhuǎn)化熱能，尤其是采用集成封裝(COB)工藝的LED，當(dāng)多個LED密集排列組成照明系統(tǒng)時，熱量的耗散問題更嚴(yán)重?，F(xiàn)在LED散熱通常用鋁翅片解決LED散熱問題，但是鋁是導(dǎo)熱慢，只有一部分熱量從芯片傳遞到鋁翅片，熱量集中在尺寸很小的芯片內(nèi)，芯片溫度過高，引起熱應(yīng)力的非均勻分布、芯片發(fā)光效率和螢光粉激射效率下降，當(dāng)芯片長期高溫工作，尤其LED的結(jié)溫大于65°C時，器件失效率呈指數(shù)規(guī)律增加，LED整燈的性能就會受很大影響，LED的壽命，光通量等都會大大縮短，光衰相當(dāng)嚴(yán)重。

發(fā)明內(nèi)容
本發(fā)明的目的在于提供一種納米流體超導(dǎo)散熱燈殼及其工作方法，它能夠解決大功率LED的導(dǎo)熱慢，溫度高的問題，本發(fā)明利用納米流體復(fù)合相變快速熱傳導(dǎo)技術(shù)，加快導(dǎo)熱；利用鋁材質(zhì)散熱，突破LED導(dǎo)熱、散熱問題，降低LED溫度。本發(fā)明的技術(shù)方案一種納米流體超導(dǎo)散熱燈殼，其特征在于它由真空腔體和置于腔體內(nèi)的納米流體超導(dǎo)介質(zhì)構(gòu)成；所述真空腔體由上部燈殼和下部燈殼密閉連接而成；所述真空腔體的內(nèi)表面為曲面；所述上部燈殼和下部燈殼的內(nèi)壁均有腔體密齒槽；所述真空腔體上有真空排氣閥。所述上部燈殼上安裝LED集成光源。所述腔體密齒槽的深度為O. 2-0. 25mm,間距為O. 1-0. 15m。所述真空腔體外安裝下固定蓋和上固定蓋，下固定蓋和上固定蓋均有固定螺絲。所述納米流體介質(zhì)在真空情況下的沸點(diǎn)低于LED的工作溫度；所述納米流體超導(dǎo)介質(zhì)充滿于腔體密齒槽內(nèi)，在真空腔體為汽化納米流體介質(zhì)和液化納米流體介質(zhì)。所述真空腔體內(nèi)的大氣壓為1. 3 X KT1 —1. 3xl(T4 Pa。所述納米流體超導(dǎo)介質(zhì)為將納米級顆粒和分散劑按比例同時放入高純度工質(zhì)中，采用純的鹽酸或氫氧化鈉做PH調(diào)節(jié)劑，然后進(jìn)行超聲振動，使納米顆粒均勻穩(wěn)定的分散在工質(zhì)中。所述納米流體超導(dǎo)介質(zhì)為按體積比將1-3%納米級銅顆粒和O. 5-1%分散劑十二烷基苯磺酸鈉(SDBS，化學(xué)純，陰離子型)同時放入高純度蒸餾水中，采用純的鹽酸或氫氧化鈉調(diào)節(jié)pH在8. 5-9之間，然后進(jìn)行超聲振動2小時制備而成；所述納米級銅顆粒為90-100納米銅顆粒。所述納米流體超導(dǎo)介質(zhì)為按體積比將3-5%納米級碳化硅顆粒和1-2%分散劑十二烷基苯磺酸鈉(SDBS，化學(xué)純，陰離子型)同時放入高純度蒸餾水中，采用純的鹽酸或氫氧化鈉調(diào)節(jié)PH在8. 5-9之間，然后進(jìn)行超聲振動2小時制備而成；所述納米級碳化硅顆粒為20-30納米碳化硅顆粒。所述納米級顆粒通過氣相沉積法、化學(xué)還原法、機(jī)械球磨法或其它方法制備。一種納米流體超導(dǎo)散熱燈殼的工作方法，其特征在于它包括以下步驟(I)通過真空排氣閥對真空腔體進(jìn)行抽真空，使真空腔體的大氣壓在1. 3 X IO-1 -1. 3xl(T4 Pa 的負(fù)壓；(2)通過真空排氣閥對真空腔體注入中適量的納米流體介質(zhì)，使真空腔體內(nèi)表面的吸液芯腔體密齒槽中充滿納米流體介質(zhì)；(3)對真空排氣閥加以密封，納米流體工作時，流體必然處于氣液兩相狀態(tài)，納米流體在真空情況下的沸點(diǎn)低于散熱器的工作溫度，保證燈殼散熱正常工作。本發(fā)明的工作原理由于真空腔體內(nèi)是真空環(huán)境，真空腔體內(nèi)的納米流體介質(zhì)的沸點(diǎn)會比常壓下低很多，更易揮發(fā)。LED光源將熱量傳遞給真空腔體后，溫度上升納米流體介質(zhì)受熱，汽化膨脹，吸收熱量，儲存潛能。納米流體介質(zhì)膨脹后形成壓力差，納米流體介質(zhì)在壓力差的作用下流向腔體頂部，納米流體介質(zhì)在真空腔體頂部遇冷，液化，同時放出的熱量，釋放儲能。真空腔體上端吸收納米流體介質(zhì)放出的熱量，真空腔體上部熱量上升，通過腔體以對流將熱量傳遞到空氣中，實(shí)現(xiàn)快速降低LED溫度的目的。真空腔體內(nèi)表面采用密齒槽結(jié)構(gòu)，液體通過密齒槽的槽道形成回流。液化的納米流體介質(zhì)在重力的作用下，沿密齒槽回流到腔體底部。為了保證對液化的納米流體介質(zhì)足夠的吸引力，要求密齒槽有非常細(xì)小的有效毛細(xì)壓力半徑，以提供足夠的毛細(xì)壓力；同時參透率要大，以減少回流納米流體介質(zhì)的壓力損失，保證納米流體介質(zhì)在密尺槽里回流暢通，減小徑向阻力，保證熱循環(huán)速率。上述一套熱循環(huán)過程是非常迅速的，接近聲音的速度。傳統(tǒng)散熱器導(dǎo)熱是依靠金屬內(nèi)部自由電子的運(yùn)動，是沒有形態(tài)變化的顯熱交換；納米流體超導(dǎo)散熱器導(dǎo)熱是利用納米流體介質(zhì)的液化、汽化相變的潛熱交換。同一物質(zhì)，潛熱交換是顯熱交換效率一百倍，汽化潛熱和壓力成反比，壓力越小，介質(zhì)汽化溫度越低，汽化時儲存的汽化潛熱越多，因此真空情況下，納米流體超導(dǎo)散熱燈殼具有更高的導(dǎo)熱系數(shù)，導(dǎo)熱系數(shù)可達(dá)105W/m，遠(yuǎn)遠(yuǎn)超過一般金屬材料的102W/m本發(fā)明的技術(shù)效果傳統(tǒng)的散熱器的熱沉是鋁翅片，我們的熱沉是相變技術(shù)，納米流體相變冷卻技術(shù)是依靠密齒槽的技術(shù)手段把腔體內(nèi)納米流體介質(zhì)變?yōu)榧{米數(shù)量級的膜，膜越薄，遇熱蒸發(fā)能力越強(qiáng)，潛熱交換能力越強(qiáng)，冷卻能力越強(qiáng)。重量輕，不到傳統(tǒng)鋁散熱器的50%，體積在40%以以下。本發(fā)明采用被動式散熱，取熱熱流密度可達(dá)到400W/cm2，其冷卻能力比普通鋁翅片高50倍。在25°C時，50W集成(COB) LED芯片工作溫度在45°C以下，遠(yuǎn)低于傳統(tǒng)鋁結(jié)構(gòu)60°C，而且散熱均溫性優(yōu)越，熱阻很小，整個散熱器的溫差在3°C以內(nèi)。本發(fā)明的優(yōu)越性本發(fā)明利用納米流體復(fù)合相變快速熱傳導(dǎo)技術(shù)，加快導(dǎo)熱；利用鋁材質(zhì)散熱，突破LED導(dǎo)熱、散熱問題，降低LED溫度。


圖1為本發(fā)明所涉一種納米流體超導(dǎo)散熱燈殼的整體結(jié)構(gòu)剖視圖。圖2為本發(fā)明所涉一種納米流體超導(dǎo)散熱燈殼的超導(dǎo)結(jié)構(gòu)工作的剖視圖。其中，I為下固定蓋,2為上固定蓋,3為固定螺絲,4為上部燈殼,5為腔體密齒槽，6為下部燈殼，7為真空排氣閥，8為LED集成光源，9為納米流體介質(zhì)，10為汽化納米流體介質(zhì)，11為液化納米流體介質(zhì)，12為真空腔體。
具體實(shí)施例方式實(shí)施例1 :一種納米流體超導(dǎo)散熱燈殼(見圖1、圖2)，其特征在于它由真空腔體12和置于腔體內(nèi)的納米流體超導(dǎo)介質(zhì)9構(gòu)成；所述真空腔體12由上部燈殼4和下部燈殼6密閉連接而成；所述真空腔體12的內(nèi)表面為曲面；所述上部燈殼4和下部燈殼6的內(nèi)壁均有腔體密齒槽5 ;所述真空腔體12上有真空排氣閥7。所述上部燈殼4上安裝LED集成光源。(見圖1)所述腔體密齒槽5的深度為O. 2mm,間距為O. 15m。(見圖1、圖2)
所述真空腔體12外安裝下固定蓋I和上固定蓋2，下固定蓋I和上固定蓋2均有固定螺絲3。(見圖1)所述納米流體介質(zhì)9在真空情況下的沸點(diǎn)低于LED的工作溫度；所述納米流體超導(dǎo)介質(zhì)9充滿于腔體密齒槽5內(nèi)，在真空腔體為汽化納米流體介質(zhì)10和液化納米流體介質(zhì)
11。(見圖2)所述真空腔體12內(nèi)的大氣壓為1. 3 X KT1 —1. 3x1 O^4 Pa。所述納米流體超導(dǎo)介質(zhì)為將納米級顆粒和分散劑按比例同時放入高純度工質(zhì)中，采用純的鹽酸或氫氧化鈉做PH調(diào)節(jié)劑，然后進(jìn)行超聲振動，使納米顆粒均勻穩(wěn)定的分散在工質(zhì)中。所述納米流體超導(dǎo)介質(zhì)為按體積比將2%納米級銅顆粒和O. 75%分散劑十二烷基苯磺酸鈉(SDBS，化學(xué)純，陰離子型)同時放入高純度蒸餾水中，采用純的鹽酸或氫氧化鈉調(diào)節(jié)pH在8. 5-9之間，然后進(jìn)行超聲振動2小時制備而成；所述納米級銅顆粒為90-100納米銅顆粒。所述納米級顆粒通過氣相沉積法、化學(xué)還原法、機(jī)械球磨法或其它方法制備。一種納米流體超導(dǎo)散熱燈殼的工作方法，其特征在于它包括以下步驟(I)通過真空排氣閥7對真空腔體12進(jìn)行抽真空，使真空腔體12的大氣壓在1.3 X KT1 —1. 3xl(T4 Pa 的負(fù)壓；(2)通過真空排氣閥7對真空腔體12注入中適量的納米流體介質(zhì)9，使真空腔體12內(nèi)表面的吸液芯腔體密齒槽5中充滿納米流體介質(zhì)9 ；(3)對真空排氣閥7加以密封，納米流體工作時，流體必然處于氣液兩相狀態(tài)，納米流體在真空情況下的沸點(diǎn)低于散熱器的工作溫度，保證燈殼散熱正常工作。實(shí)施例2 :—種納米流體超導(dǎo)散熱燈殼(見圖1、圖2)，其特征在于它由真空腔體12和置于腔體內(nèi)的納米流體超導(dǎo)介質(zhì)9構(gòu)成；所述真空腔體12由上部燈殼4和下部燈殼6密閉連接而成；所述真空腔體12的內(nèi)表面為曲面；所述上部燈殼4和下部燈殼6的內(nèi)壁均有腔體密齒槽5 ;所述真空腔體12上有真空排氣閥7。所述上部燈殼4上安裝LED集成光源。(見圖1)所述腔體密齒槽5的深度為O. 2mm,間距為O. 15m。(見圖1、圖2)所述真空腔體12外安裝下固定蓋I和上固定蓋2，下固定蓋I和上固定蓋2均有固定螺絲3。(見圖1)
所述納米流體介質(zhì)9在真空情況下的沸點(diǎn)低于LED的工作溫度；所述納米流體超導(dǎo)介質(zhì)9充滿于腔體密齒槽5內(nèi)，在真空腔體為汽化納米流體介質(zhì)10和液化納米流體介質(zhì)
11。(見圖2)所述真空腔體12內(nèi)的大氣壓為1. 3 X KT1 —1. 3x1 O^4 Pa。所述納米流體超導(dǎo)介質(zhì)為將納米級顆粒和分散劑按比例同時放入高純度工質(zhì)中，采用純的鹽酸或氫氧化鈉做PH調(diào)節(jié)劑，然后進(jìn)行超聲振動，使納米顆粒均勻穩(wěn)定的分散在工質(zhì)中。所述納米流體超導(dǎo)介質(zhì)為按體積比將4%納米級碳化硅顆粒和1. 5%分散劑十二烷基苯磺酸鈉(SDBS，化學(xué)純，陰離子型)同時放入高純度蒸餾水中，采用純的鹽酸或氫氧化鈉調(diào)節(jié)PH在8. 5-9之間，然后進(jìn)行超聲振動2小時制備而成；所述納米級碳化硅顆粒為20-30納米碳化娃顆粒。所述納米級顆粒通過氣相沉積法、化學(xué)還原法、機(jī)械球磨法或其它方法制備?！N納米流體超導(dǎo)散熱燈殼的工作方法，其特征在于它包括以下步驟(I)通過真空排氣閥7對真空腔體12進(jìn)行抽真空，使真空腔體12的大氣壓在1.3 X KT1 —1. 3xl(T4 Pa 的負(fù)壓；(2)通過真空排氣閥7對真空腔體12注入中適量的納米流體介質(zhì)9，使真空腔體12內(nèi)表面的吸液芯腔體密齒槽5中充滿納米流體介質(zhì)9 ；(3)對真空排氣閥7加以密封，納米流體工作時，流`體必然處于氣液兩相狀態(tài)，納米流體在真空情況下的沸點(diǎn)低于散熱器的工作溫度，保證燈殼散熱正常工作。
權(quán)利要求
1.一種納米流體超導(dǎo)散熱燈殼，其特征在于它由真空腔體和置于腔體內(nèi)的納米流體超導(dǎo)介質(zhì)構(gòu)成；所述真空腔體由上部燈殼和下部燈殼密閉連接而成；所述真空腔體的內(nèi)表面為曲面；所述上部燈殼和下部燈殼的內(nèi)壁均有腔體密齒槽；所述真空腔體上有真空排氣閥。
2.根據(jù)權(quán)利要求1所述一種納米流體超導(dǎo)散熱燈殼，其特征在于所述上部燈殼上安裝LED集成光源。
3.根據(jù)權(quán)利要求1所述一種納米流體超導(dǎo)散熱燈殼，其特征在于所述腔體密齒槽的深度為 O. 2-0. 25mm,間距為 O. 1-0. 15m。
4.根據(jù)權(quán)利要求1所述一種納米流體超導(dǎo)散熱燈殼，其特征在于所述真空腔體外安裝下固定蓋和上固定蓋，下固定蓋和上固定蓋均有固定螺絲。
5.根據(jù)權(quán)利要求1所述一種納米流體超導(dǎo)散熱燈殼，其特征在于所述納米流體介質(zhì)在真空情況下的沸點(diǎn)低于LED的工作溫度；所述納米流體超導(dǎo)介質(zhì)充滿于腔體密齒槽內(nèi)，在真空腔體為汽化納米流體介質(zhì)和液化納米流體介質(zhì)。
6.根據(jù)權(quán)利要求1所述一種納米流體超導(dǎo)散熱燈殼，其特征在于所述真空腔體內(nèi)的大氣壓為1. 3 X KT1 —1. 3xl(T4 Pa。
7.根據(jù)權(quán)利要求1或5所述一種納米流體超導(dǎo)散熱燈殼，其特征在于所述納米流體超導(dǎo)介質(zhì)為將納米級顆粒和分散劑按比例同時放入高純度工質(zhì)中，采用純的鹽酸或氫氧化鈉做PH調(diào)節(jié)劑，然后進(jìn)行超聲振動，使納米顆粒均勻穩(wěn)定的分散在工質(zhì)中；所述納米級顆粒通過氣相沉積法、化學(xué)還原法或機(jī)械球磨法制備。
8.根據(jù)權(quán)利要求7所述一種納米流體超導(dǎo)散熱燈殼，其特征在于所述納米流體超導(dǎo)介質(zhì) 為按體積比將1-3%納米級銅顆粒和O. 5-1%分散劑十二烷基苯磺酸鈉同時放入高純度蒸餾水中，采用純的鹽酸或氫氧化鈉調(diào)節(jié)PH在8. 5-9之間，然后進(jìn)行超聲振動2小時制備而成；所述納米級銅顆粒為90-100納米銅顆粒。
9.根據(jù)權(quán)利要求7所述一種納米流體超導(dǎo)散熱燈殼，其特征在于所述納米流體超導(dǎo)介質(zhì)為按體積比將3-5%納米級碳化硅顆粒和1-2%分散劑十二烷基苯磺酸鈉同時放入高純度蒸餾水中，采用純的鹽酸或氫氧化鈉調(diào)節(jié)PH在8. 5-9之間，然后進(jìn)行超聲振動2小時制備而成；所述納米級碳化娃顆粒為20-30納米碳化娃顆粒。
10.一種納米流體超導(dǎo)散熱燈殼的工作方法，其特征在于它包括以下步驟 (1)通過真空排氣閥對真空腔體進(jìn)行抽真空，使真空腔體的大氣壓在1.3X10—1-1. 3xl(T4 Pa 的負(fù)壓； (2)通過真空排氣閥對真空腔體注入中適量的納米流體介質(zhì)，使真空腔體內(nèi)表面的吸液芯腔體密齒槽中充滿納米流體介質(zhì)； (3)對真空排氣閥加以密封，納米流體工作時，流體必然處于氣液兩相狀態(tài)，納米流體在真空情況下的沸點(diǎn)低于散熱器的工作溫度，保證燈殼散熱正常工作。
全文摘要
一種納米流體超導(dǎo)散熱燈殼，其特征在于它由真空腔體和置于腔體內(nèi)的納米流體超導(dǎo)介質(zhì)構(gòu)成；所述真空腔體由上部燈殼和下部燈殼密閉連接而成；所述真空腔體的內(nèi)表面為曲面；所述上部燈殼和下部燈殼的內(nèi)壁均有腔體密齒槽；所述真空腔體上有真空排氣閥。工作方法通過真空排氣閥對真空腔體進(jìn)行抽真空；通過真空排氣閥對真空腔體注入中適量的納米流體介質(zhì)；對真空排氣閥加以密封。本發(fā)明的優(yōu)越性本發(fā)明利用納米流體復(fù)合相變快速熱傳導(dǎo)技術(shù)，加快導(dǎo)熱；利用鋁材質(zhì)散熱，突破LED導(dǎo)熱、散熱問題，降低LED溫度。
文檔編號F21V29/00GK103047631SQ20121059243
公開日2013年4月17日 申請日期2012年12月29日 優(yōu)先權(quán)日2012年12月29日
發(fā)明者孫廣足 申請人:天津博能太陽能設(shè)備有限公司