專利名稱：大功率光源散熱結構的制作方法
技術領域：
本實用新型涉及一種物質相變熱傳導學領域，特別涉及一種可防止下落撞擊，并能夠進行良好通風散熱的大功率光源散熱結構。
背景技術：
物質相變導熱元件具有非常高的導熱性能。它可以將大量的熱量通過其很小截面積遠距離地傳輸到另外的地方而無須外加循環(huán)動力。它通過在全封閉真空管殼內介質的蒸發(fā)與冷凝來傳遞熱量，具有極高的導熱性、很好的等溫性、冷端熱端的熱接觸面積可任意改變、可遠距離傳熱等一系列優(yōu)點。它能以較小的溫差獲得較大的傳熱率，而且結構簡單等特點。特別是由于它的特有結構機理，使冷熱流體間的熱交換均在管外進行，這就可以方便地進行介質隔離強化傳熱。此外，由于它內部一般抽成真空，工質液體極易沸騰與蒸發(fā)，所以它啟動傳熱非常迅速可以在數秒內完成。波浪帶散熱器由極薄的波浪帶與介質輸送管道連接而成，可以把管道內介質的熱量迅速傳導到波浪帶上，由于帶非常的薄，所以帶上的熱量很容易就散發(fā)到空氣中。這種波浪帶式散熱器具有極高的散熱效率、很輕的重量、很低的成本，目前它被廣泛的應用于汽車、能源、電子等產品。現(xiàn)有的光源(LED)散熱器可以分為兩種形式。第一種是由熱擠壓鋁型材制成，又分為連續(xù)型材殼體和壓鑄型材模組殼體。第二種是傳統(tǒng)熱管結構。采用分離的散熱結構將熱導出。現(xiàn)有的光源(LED)散熱器可以分為兩種形式。一種是由熱擠壓鋁型材制成，分為連續(xù)型材和壓鑄型材。不論是哪種型材人們都要考慮最大的散熱面積和最輕最小的結構，而擠壓鋁型材的制造工藝決定和限制了它們的結構，因為散熱是靠散熱裝置盡可能小的熱阻和盡可能大的面積來實現(xiàn)的，由于固體物質的熱阻相對較大(一般>=0.5K / W)，同時散熱片要有較厚的結構做自身支撐，所以不可能做到體積很小重量盡可能的輕，會耗費大量的鋁金屬材料。另一種是熱管散熱器，它采用了分離的結構相對體積較大，同時對燈具的安裝結構及照明方向有限制，冷端的散熱面積沒有做到單位體積內最大化，這樣就影響了散熱效率。冷端處理是現(xiàn)有該類散熱器的難題。

實用新型內容本實用新型的目的是采用一種波浪帶散熱結構，結合物質相變高效導熱原理，設計出結構緊湊、體積小巧、重量輕、一體化、模塊化的高效大功率光源散熱結構，以克服熱擠壓鋁型材散熱結構笨重的缺點，同時也改變普通熱管散熱器結構分散、安裝復雜、工作方向受限、單位體積散熱面積小、冷端處理難的缺點。本實用新型還可以通過不同的夾角定制實現(xiàn)全方位角度照明的工礦。本實用新型解決其技術問題所采用的技術方案是:一種大功率光源散熱結構，其特征在于，包括蒸發(fā)器、散熱組件、集流管、支撐件與多孔防護外殼，蒸發(fā)器與散熱組件的一端連接，并且散熱組件與蒸發(fā)器下平面形成一個夾角，散熱組件由平行的管道與波浪帶相間固接而成，散熱組件的另一端連接集流管，蒸發(fā)器、散熱組件和集流管構成的散熱結構被稱為散熱單元，其內是連通的空腔，該散熱單元通過支撐件與多孔防護外殼連接，并與熱源元件組成完整的燈具。所述大功率光源散熱結構，其中，該散熱組件為一個時，該散熱組件位于蒸發(fā)器的一側。所述大功率光源散熱結構，其中，該散熱組件為兩個時，該兩個散熱組件對稱地位于蒸發(fā)器的兩側。所述大功率光源散熱結構，其中，該散熱組件為三個時，其中兩個散熱組件對稱地位于蒸發(fā)器的兩側，而第三個散熱組件則位于與上述兩個散熱組件等距離的位置。所述大功率光源散熱結構，其中，該散熱組件為四個時，該四個散熱組件為兩兩對稱地位于蒸發(fā)器的四個位置。所述的大功率光源散熱結構，其中，該散熱組件可為四個以上。所述的大功率光源散熱結構，其中，該散熱單元采用模塊式結構。當熱源元件工作后，產生的熱量會迅速傳導到與之緊密連接的蒸發(fā)器上，蒸發(fā)器內的工作液體將會被加熱氣化形成液一氣相變，并將蒸發(fā)器的熱量帶走，保持蒸發(fā)器溫度在工作液體沸點(例如選擇加注真空時沸點在0-200°C的液體)。蒸發(fā)后的氣體將流經散熱組件向集流管方向運動。由于散熱組件的特殊波浪帶結構具有極大的散熱表面積，并和空氣接觸可以形成外部空氣熱對流現(xiàn)象，將熱量盡快的散掉，所以熱氣態(tài)物質會迅速的冷卻，當到達集流管時已經又由氣態(tài)相變成液態(tài)。之后液態(tài)物質將由集流管端在虹吸力和重力的雙重作用下迅速回流到蒸發(fā)器?；亓鞯囊后w再次被加熱重復以上過程，形成熱量傳遞。本實用新型的有益效果是，其是波浪帶散熱結構，結合物質相變高效導熱原理，設計出結構緊湊、體積小巧、重量輕、一體化、模塊化的高效大功率光源散熱結構。
以下結合附圖和實施例對本實用新型進一步說明。


圖1是本實用新型剖視結構圖(兩個散熱組件)。圖2是本實用新型立體結構示意圖(兩個散熱組件)。圖3是本實用新型另一立體結構示意圖(兩個散熱組件)。圖4是本實用新型散熱組件的波浪帶和中空管道與集流管相連接的主視結構示意圖。圖5是本實用新型中空管道截面示意圖。圖6是本實用新型波浪帶的主視圖。圖7是本實用新型波浪帶的側視圖(顯示冷空氣通過波浪帶后加熱成熱空氣的狀態(tài))。圖8是本實用新型采用一個散熱組件時位于第二象限的示意圖。圖9是本實用新型采用兩個散熱組件時分別位于第一、第二象限的示意圖。
圖10、
圖11分別是本實用新型采用三個散熱組件的示意圖。
圖12、
圖13分別是本實用新型采用四個散熱組件的示意圖。
具體實施方式
本實用新型實施例詳述如下:一種大功率光源散熱結構，其特征在于，包括蒸發(fā)器2、散熱組件3、集流管4、支撐件5與多孔防護外殼6，蒸發(fā)器2與散熱組件3的一端連接，并且散熱組件3與蒸發(fā)器2下平面形成一個夾角，散熱組件3由平行的管道與波浪帶相間固接而成，散熱組件3的另一端連接集流管4，蒸發(fā)器2、散熱組件3和集流管4構成的大功率散熱結構被稱為散熱單元，其內是連通的空腔，該散熱單元通過支撐件5與多孔防護外殼6連接，并與熱源元件組成完整的燈具。所述大功率光源散熱結構，其中，該散熱組件3為一個時,該散熱組件3位于蒸發(fā)器2的一側。所述大功率光源散熱結構，其中，該散熱組件3為兩個時，該兩個散熱組件3對稱地位于蒸發(fā)器2的兩側。所述大功率光源散熱結構，其中，該散熱組件3為三個時，其中兩個散熱組件3對稱地位于蒸發(fā)器2的兩側，而第三個散熱組件3則位于與上述兩個散熱組件3等距離的位置。所述大功率光源散熱結構，其中，該散熱組件3為四個時，該四個散熱組件3為兩兩對稱地位于蒸發(fā)器2的四個位置。所述的大功率光源散熱結構，其中，該散熱組件3可為四個以上。所述的大功率光源散熱結構，其中，該散熱單元采用模塊式結構。蒸發(fā)器底部2-1如圖3所示，是用來與光源發(fā)熱元件I連接的部分，同時通過連接孔2-3與支撐件5連接用于固定支撐整個散熱單元。蒸發(fā)器底部2-1可以是方形、圓形、橢圓形、菱形、梯形甚至是不規(guī)則形狀，只要能和發(fā)熱元件I連接，能使熱量傳遞到蒸發(fā)器2自身即可。其底部可以開各種形狀的孔2-4，用于通過空氣對流進行散熱。進一步的，發(fā)熱元件I通過螺釘、鉚釘、粘接等方式與蒸發(fā)器底部2-1緊密連接。接合面處應有導熱劑輔助，利于熱的傳導。進一步的，蒸發(fā)器的上部2-2如圖2所示，與散熱組件3連接的部分，可以是類似半圓(含整圓管)形殼體、類似方形殼體、類似梯形殼體、類似三角形殼體或上述形體的復雜組合體。采用中空薄殼結構。進一步的，蒸發(fā)器上部2-1與散熱組件3連接。散熱組件3可以是左右對稱分部，也可以是環(huán)繞蒸發(fā)器上部表面環(huán)繞分部；可以對稱分部，也可以非對稱分部。數量最少是一組。只要空間允許并能使蒸發(fā)器內的氣態(tài)物質流入散熱組件即可。例如:如圖2所示為兩組散熱組件對稱結構。蒸發(fā)器空腔內與熱源接觸的底面可以分部毛細虹吸材料，用于工作液體的虹吸動力產生，加快工作液體流動，并改善重力場對工作液體的影響。毛細結構可以是纖維絲狀、網狀、編制狀、毛細管狀、無紡材料等?？梢允墙饘僖部梢允欠墙饘?。如圖4所示，散熱組件采用波浪帶式結構。波浪帶7與中空管道8相間排布并固接。散熱組件一端與蒸發(fā)器連接另一端與集流管4連接。中空管道8截面形狀可以是方形、圓形、橢圓形、圓角矩形、多邊形。管道內可以是單孔或多孔結構如圖5所示，部分填充毛細虹吸材料，該材料與蒸發(fā)器內材料相同。波浪帶7與中空管道8固接接觸，這樣可以達到很好的接觸效果，可以很好地把管壁的熱量傳導到波浪帶7上。由于波浪帶7具有一定的高度，所以波浪帶7和中空管道8所圍成的形狀就會形成一個類似管道的通路如圖4所示，在這個通路里空氣被加熱，產生空氣熱對流現(xiàn)象把帶上的熱量散發(fā)到空氣中。波浪帶7表面采用“開窗9”結構如圖6所示。這樣的結構可以增加波浪帶7的表面積，加大空氣流過量。冷空氣10通過波浪帶的“開窗9”之后被加熱成熱空氣11，如圖7所示，同時波浪帶7上熱量被帶走。從而起到很好的散熱效果。波浪帶7頂點12如圖4所示形狀可以是弧形，尖形，矩形等。散熱組件3連接的集流管4可以收集冷卻相變回液態(tài)的液體。同時集流管4內壁填充與蒸發(fā)器內相同的毛細虹吸材料。這樣冷卻的工作液體就可以在虹吸力和重力的作用下很快的向蒸發(fā)器2端運動回流。不論是單翼、雙翼、或是多翼散熱組件都會與蒸發(fā)器底部平面形成一個夾角。這個夾角決定了(LED光源)熱源元件I的安裝位置。一般夾角設計以蒸發(fā)器底面2-1為基準面-45至+90度間(說明:1、每個組件兩邊夾角互補，不論左視夾角還是右視夾角以小于等于90度視角為準； 2、正角度在一、二象限，負角度在三、四象限)。圖8、圖9所示分別為典型的單翼和雙翼散熱組件結構夾角示意。散熱組件的夾角、長度和波浪帶的組數(散熱面積)由不同功率產品需求而定。此處僅說明結構。如
圖1所示，用于固定散熱單元的支撐件要留有盡可能大的孔隙可以讓空氣順利通過。該支撐可以是條狀、網片狀、多孔片等。如
圖1所示，多孔防護外殼可以根據不同的產品設計成不同的形狀，可以是方形、半(橢)圓弧線形、多邊形等。外殼表面應設計成多孔薄殼結構，可以防止下落撞擊并能夠良好的通風散熱。本實用新型大功率光源散熱結構屬于模塊化結構，可以多個組合使用，適應不同功率的光源散熱需要。本實用新型采用三個散熱組件，如
圖10、
圖11所示。本實用新型采用四個散熱組件，如
圖12、
圖13所示。以上所述，僅是本實用新型的較佳實施例而已，并非對本實用新型作任何形式上的限制，凡是依據本實用新型的技術實質對以上實施例所作的任何簡單修改、等同變化與修飾，均仍屬于本實用新型技術方案的范圍內。綜上所述，本實用新型在結構設計、使用實用性及成本效益上，完全符合產業(yè)發(fā)展所需，且所揭示的結構亦是具有前所未有的創(chuàng)新構造，具有新穎性、創(chuàng)造性、實用性，符合有關新型專利要件的規(guī)定，故依法提起申請。
權利要求1.一種大功率光源散熱結構，其特征在于，包括蒸發(fā)器(2)、散熱組件(3)、集流管(4)、支撐件(5)與多孔防護外殼(6)，蒸發(fā)器(2)與散熱組件(3)的一端連接，并且散熱組件(3)與蒸發(fā)器(2)下平面形成一個夾角，散熱組件(3)由平行的管道與波浪帶相間固接而成，散熱組件(3)的另一端連接集流管(4)，蒸發(fā)器(2)、散熱組件(3)和集流管(4)構成的散熱結構被稱為散熱單元，其內是連通的空腔，該散熱單元通過支撐件(5)與多孔防護外殼(6)連接，并與熱源元 件組成完整的燈具。
2.根據權利要求1所述的大功率光源散熱結構，其特征在于，所述散熱組件(3)為一個時，該散熱組件(3)位于蒸發(fā)器(2)的一側。
3.根據權利要求1所述的大功率光源散熱結構，其特征在于，所述散熱組件(3)為兩個時，該兩個散熱組件(3 )對稱地位于蒸發(fā)器(2 )的兩側。
4.根據權利要求1所述的大功率光源散熱結構，其特征在于，所述散熱組件(3)為三個時，其中兩個散熱組件(3)對稱地位于蒸發(fā)器(2)的兩側，而第三個散熱組件(3)則位于與上述兩個散熱組件(3)等距離的位置。
5.根據權利要求1所述的大功率光源散熱結構，其特征在于，所述散熱組件(3)為四個時，該四個散熱組件(3)為兩兩對稱地位于蒸發(fā)器(2)的四個位置。
6.根據權利要求1所述的大功率光源散熱結構，其特征在于，所述散熱組件(3)可為四個以上。
7.根據權利要求1所述的大功率光源散熱結構，其特征在于，所述散熱單元采用模塊式結構。
專利摘要一種大功率光源散熱結構，其特征在于，包括蒸發(fā)器、散熱組件、集流管、支撐件與多孔防護外殼，蒸發(fā)器與散熱組件的一端連接，并且散熱組件與蒸發(fā)器下平面形成一個夾角，散熱組件由平行的管道與波浪帶相間固接而成，散熱組件的另一端連接集流管，蒸發(fā)器、散熱組件和集流管構成的散熱結構被稱為散熱單元，其內是連通的空腔，該散熱單元通過支撐件與多孔防護外殼連接，并與熱源元件組成完整的燈具。本實用新型是波浪帶散熱結構，結合物質相變高效導熱原理，設計出結構緊湊、體積小巧、重量輕、一體化、模塊化的高效大功率光源散熱結構。
文檔編號F21V29/00GK203082839SQ20122064279
公開日2013年7月24日 申請日期2012年11月28日 優(yōu)先權日2012年11月28日
發(fā)明者楊巖, 李娜 申請人:楊巖, 黃曉娟