本發(fā)明屬于熱交換或者換熱設(shè)備技術(shù)領(lǐng)域，具體涉及一種基于熱管-蜂窩鋁結(jié)構(gòu)的散熱器及散熱方法。

背景技術(shù)：

LED作為一種優(yōu)秀的半導(dǎo)體光電器件，以其體積小、耗電量低、使用壽命長、環(huán)保等優(yōu)點，成為新一代固態(tài)節(jié)能照明光源。隨著LED向高光強、高功率發(fā)展，其散熱問題日漸突出，嚴(yán)重影響了LED的光輸出特性和器件的壽命，已成為大功率LED燈具必須解決的關(guān)鍵問題。

如今對于大功率(200W以上)LED散熱系統(tǒng)的相關(guān)技術(shù)尚不成熟，市場可見的散熱器多采用散熱翅片直接粘貼在LED燈封裝后的基板背后，依靠固體材料間導(dǎo)熱的方式將熱量傳遞至翅片表面，這樣的散熱結(jié)構(gòu)熱阻較高，導(dǎo)熱速度太慢，無法將大功率LED芯片在工作時產(chǎn)生的高熱流熱量及時導(dǎo)出。

授權(quán)公告號為CN102434864B的中國專利公開了“一種LED散熱模組的散熱方法及LED散熱模組”，該LED散熱模組采用優(yōu)選的鋁材料制成的散熱底板和散熱片，重量輕；為使其散熱效果更好，散熱底板的厚度為3.5～4.5mm，散熱片的厚度為0.2～0.6mm，同時于散熱片上并排有多條豎直凸起，不僅能增強其結(jié)構(gòu)強度還能增大其散熱面積，大大提升散熱效果，且相鄰兩散熱片之間通過固定腳相互固定，穩(wěn)定性高，并使兩散熱片之間形成通風(fēng)槽以便通風(fēng)；鋁基板上設(shè)有印刷線路，可直接焊接LED燈，并固定在所述鋁基板上，同時還通過鋁基板上的適配面與散熱底板上的裝配面相貼合，形成一體式的散熱結(jié)構(gòu)，可迅速將LED燈的熱量散發(fā)。但是該散熱模組制作流程復(fù)雜，LED模組和光學(xué)透鏡模組的加工要求很高，制作成本高，普及難度大。

申請?zhí)枮镃N201010514896的中國專利申請?zhí)岢隽恕耙环N仿生蜂窩狀散熱器”，其蜂窩狀的鰭片相比現(xiàn)有的形狀具有更大的散熱面積，但是其散熱時直接將LED燈具放置在散熱器內(nèi)，由于LED燈具散熱部件與蜂窩狀散熱器的接觸面積有限，LED燈中產(chǎn)生的熱量不易快速的傳導(dǎo)到蜂窩狀散熱器內(nèi)，從而降低了散熱器的散熱效率。

技術(shù)實現(xiàn)要素：

針對現(xiàn)有技術(shù)的不足，本發(fā)明提供了一種基于熱管-蜂窩鋁結(jié)構(gòu)的散熱器，本散熱器采用熱管-蜂窩鋁的散熱結(jié)構(gòu)，利用熱管結(jié)構(gòu)與蜂窩鋁結(jié)構(gòu)的融合，散熱面積大幅增加，將熱源產(chǎn)生的熱快速傳遞到蜂窩鋁散熱器上，并借助結(jié)構(gòu)優(yōu)勢加強空氣流動，將熱源產(chǎn)生的熱量通過散熱器快速散發(fā)到周圍環(huán)境中。同時本發(fā)明還提供了一種與本散熱器結(jié)構(gòu)對應(yīng)的散熱方法。

為實現(xiàn)上述技術(shù)方案，本發(fā)明提供了一種基于熱管-蜂窩鋁結(jié)構(gòu)的散熱器，包括：熱沉，所述熱沉直接與熱源接觸；多根安裝在熱沉上的熱管，所述熱管彎折成“U”形，所述熱管的底端橫向貫穿熱沉；散熱器，所述散熱器由鋁箔壓制成波紋條，然后波紋條鋁箔拼接成蜂窩狀，所述“U”形熱管的上端縱向插入散熱器的鋁蜂巢孔中間，所述熱管上端的安裝方向與散熱器中鋁蜂巢孔的方向平行。

在上述技術(shù)方案中，熱源產(chǎn)生的熱量由熱沉傳遞給至“U”形熱管的底端，“U”形熱管迅速將熱量從底部往熱管上端傳遞，由于熱管的上端直接縱向插入到散熱器的鋁蜂巢孔中間，集中在熱管上端的熱量迅速向鋁蜂巢傳遞，鋁蜂巢自身受熱后每一個蜂巢孔會引發(fā)“煙囪效應(yīng)”，產(chǎn)生自流空氣，強化了自然對流的效果，提高蜂巢內(nèi)及其附近空氣的綜合換熱系數(shù)，使冷空氣自散熱器下端由蜂巢孔吸入，熱空氣從蜂巢孔上端排出，帶走熱源產(chǎn)生的熱量。每一個蜂巢孔的“煙囪效應(yīng)”加大了空氣與散熱器接觸后的流動速度，更有利于將熱源產(chǎn)生的熱量擴散到空氣中，且降低了散熱器下端的溫度，使得熱管與下端散熱器之間溫差較大，熱管傳遞過來的熱會迅速的被散熱器吸收并通過空氣的流動，將熱帶走。該結(jié)構(gòu)最大限度的增加了散熱器下端與熱管的溫度差，能最快的將熱管傳遞過來的熱傳導(dǎo)至散熱器上，并由空氣將散熱器的熱帶到空氣中。在本技術(shù)方案中，由于熱管上端的安裝方向與散熱器中鋁蜂巢的方向平行，因此熱量在傳遞的過程中，沿鋁蜂巢方向可以實現(xiàn)快速的傳遞，最大限度的增加了與熱管接觸處的鋁蜂巢孔引發(fā)“煙囪效應(yīng)”的效率，進而帶動周邊的鋁蜂巢孔引發(fā)“煙囪效應(yīng)”。

優(yōu)選的，所述熱管插入散熱器部分的外壁與鋁蜂巢孔的內(nèi)壁相接觸。通過熱管與鋁蜂巢孔之間的直接導(dǎo)熱接觸，可以加快熱管與鋁蜂巢之間熱量傳遞的速率，保證熱量的快速轉(zhuǎn)移。

優(yōu)選的，所述熱沉和熱管均采用鋁制材料。在生產(chǎn)過程中，從重量角度及性價比方面考慮，使用鋁熱管及鋁熱沉的重量低，成本低，性價比高。

優(yōu)選的，所述熱沉采用鋁制材料，所述熱管為銅管。從散熱及操作角度講，使用銅熱管及鋁熱沉組合，可以增加傳熱效率及使用壽命。

本發(fā)明還提供了一種基于熱管-蜂窩鋁的另一種散熱器結(jié)構(gòu)，具體包括：熱沉，所述熱沉直接與熱源接觸；多根安裝在熱沉上的熱管，多根熱管均彎折成相同大小或者不同大小的方形環(huán)路，每根熱管的底端均橫向貫穿熱沉；散熱器，所述散熱器由鋁箔壓制成波紋條，然后波紋條鋁箔拼接成蜂窩狀，所述方形環(huán)路熱管的上端橫向插入散熱器中相鄰鋁蜂巢孔之間，所述熱管插入散熱器的部分與散熱器中鋁蜂巢孔的方向垂直。

本技術(shù)方案中，熱源產(chǎn)生的熱量由熱沉傳遞給至彎折成方形環(huán)路熱管的底端，方形環(huán)路熱管迅速將熱量從底部往熱管上端傳遞，由于熱管的上端直接橫向插入到散熱器相鄰鋁蜂巢孔之間，集中在熱管上端的熱量迅速向與熱管接觸的鋁蜂巢傳遞，鋁蜂巢自身受熱后每一個蜂巢孔(單根鋁管)會引發(fā)“煙囪效應(yīng)”，產(chǎn)生自流空氣，強化了自然對流的效果，提高蜂巢內(nèi)及其附近空氣的綜合換熱系數(shù)，使冷空氣自散熱器下端由蜂巢孔吸入，熱空氣從蜂巢孔上端排出，帶走熱源產(chǎn)生的熱量。每一個蜂巢孔的“煙囪效應(yīng)”加大了空氣在與散熱器接觸后的流動速度，更有利于將熱源產(chǎn)生的熱量擴散到空氣中，且降低了散熱器下端的溫度，使得熱管與下端散熱器之間溫差較大，熱管傳遞過來的熱會迅速的被散熱器吸收并通過空氣的流動，將熱帶走。該結(jié)構(gòu)最大限度的增加了散熱器下端與熱管的溫度差，能最快的將熱管傳遞過來的熱傳導(dǎo)至散熱器上，并由空氣將散熱器的熱帶到空氣中。在本技術(shù)方案中，由于熱管上端的安裝方向與散熱器中鋁蜂巢孔的方向垂直，因此熱管上端直接接觸的鋁蜂巢孔數(shù)量較多，可以同時引發(fā)較多數(shù)量蜂巢孔發(fā)生“煙囪效應(yīng)”，提高散熱效率。

優(yōu)選的，所述熱管插入散熱器部分的外壁與鋁蜂巢孔的外壁相接觸。通過熱管與鋁蜂巢孔之間的直接導(dǎo)熱接觸，可以加快熱管與蜂巢孔之間熱量傳遞的速率，保證熱量的快速轉(zhuǎn)移。

優(yōu)選的，所述熱沉和熱管均采用鋁制材料。在生產(chǎn)過程中，從重量角度及性價比方面考慮，使用鋁熱管及鋁熱沉的重量低，成本低，性價比高。

優(yōu)選的，所述熱沉采用鋁制材料，所述熱管為銅管。從散熱及操作角度講，使用銅熱管及鋁熱沉組合，可以增加傳熱效率及使用壽命。

優(yōu)選的，所述熱管可以為單根熱管，也可以采用回路熱管；所有熱管可以為同向，也可以交叉放置。

本發(fā)明還提供了一種基于熱管-蜂窩鋁結(jié)構(gòu)的散熱方法，具體包括如下步驟：

S1、將熱源放置在熱沉的下方或者上方，熱沉吸附熱源產(chǎn)生的熱量并直接將熱量傳遞至熱管上；

S2、熱管將熱量傳遞至散熱器中與熱管接觸的六邊形鋁蜂巢孔中，熱量在相互拼接的各個鋁蜂巢孔中快速傳遞，鋁蜂巢孔受熱后，上端和下端之間產(chǎn)生溫差，使得冷空氣自散熱器中各個蜂巢孔的下端自動吸入，然后從散熱器中各個蜂巢孔的上端自動排出，快速帶走熱源產(chǎn)生的熱量。

本發(fā)明中提供的基于熱管-蜂窩鋁結(jié)構(gòu)的散熱方法主要是基于蜂窩狀拼接的鋁箔自身受熱后，單個鋁蜂巢孔都會引發(fā)“煙囪效應(yīng)”，產(chǎn)生自流空氣，強化了自然對流的效果，提高散熱器內(nèi)及其附近空氣的綜合換熱系數(shù)，使冷空氣自散熱器下端由蜂巢孔吸入，經(jīng)過換熱后，熱空氣從蜂巢孔上端排出，帶走熱源產(chǎn)生的熱量。單個蜂巢孔的“煙囪效應(yīng)”加大了空氣在與散熱器接觸后的流動速度，更有利于將熱源產(chǎn)生的熱量擴散到空氣中，且降低了散熱器下端的溫度，使得熱管與下端散熱器之間溫差較大，熱管傳遞過來的熱會迅速的被散熱器吸收并通過空氣的流動，將熱帶走。

本發(fā)明提供的一種基于熱管-蜂窩鋁結(jié)構(gòu)的散熱器及散熱方法的有益效果在于：

(1)本基于熱管-蜂窩鋁結(jié)構(gòu)的散熱器結(jié)構(gòu)簡單、安裝方便，易于實現(xiàn)，利用熱管結(jié)構(gòu)與蜂窩鋁結(jié)構(gòu)的融合，可將熱源產(chǎn)生的熱快速傳遞到蜂窩鋁散熱器上，并借助蜂窩狀的鋁箔結(jié)構(gòu)引發(fā)“煙囪效應(yīng)”，加強散熱器內(nèi)的空氣流動，將熱源產(chǎn)生的熱量通過散熱器快速散發(fā)到周圍環(huán)境中；

(2)將散熱器設(shè)計成蜂巢結(jié)構(gòu)，可以在保證散熱器強度的同時增大散熱器的散熱面積，促進散熱器內(nèi)的熱量快速散發(fā)；

(3)本基于熱管-蜂窩鋁結(jié)構(gòu)的散熱器中使用鋁箔作為散熱器的散熱結(jié)構(gòu)，可以降低散熱器的重量及制作成本；

(4)本基于熱管-蜂窩鋁結(jié)構(gòu)的散熱方法增強了熱源與散熱器之間的熱傳遞速率，加快了散熱器上熱量的散發(fā)速率。

附圖說明

圖1為本發(fā)明中圓形截面散熱器的俯視圖。

圖2為本發(fā)明中方形截面散熱器的俯視圖。

圖3為本發(fā)明中熱管彎折成“U”形時的結(jié)構(gòu)示意圖。

圖4為本發(fā)明中熱管彎折成“U”形時的工作原理示意圖。

圖5為本發(fā)明中熱管為方形回路熱管時的結(jié)構(gòu)示意圖。

圖6為本發(fā)明中熱管為單根方形熱管時的結(jié)構(gòu)示意圖。

圖中：1、散熱器；11、鋁蜂巢孔；2、熱管；3、熱沉；4、熱源；5、熱空氣；6、冷空氣。

具體實施方式

下面將結(jié)合本發(fā)明實施例中的附圖，對本發(fā)明實施例中的技術(shù)方案進行清楚、完整的描述，顯然，所描述的實施例僅僅是本發(fā)明一部分實施例，而不是全部的實施例。本領(lǐng)域普通人員在沒有做出創(chuàng)造性勞動前提下所獲得的所有其他實施例，均屬于本發(fā)明的保護范圍。

實施例1：一種基于熱管-蜂窩鋁結(jié)構(gòu)的散熱器。

參照圖1至圖4所示，一種基于熱管-蜂窩鋁結(jié)構(gòu)的散熱器，包括：熱沉3，所述熱沉3直接與熱源4接觸，所述熱源4可以是大功率LED燈，也可以是其它熱源；多根安裝在熱沉3上的熱管2，熱管2的具體數(shù)目可以根據(jù)熱源4實際的發(fā)熱量進行設(shè)置，熱源4的發(fā)熱量越大，熱管2的數(shù)量越多，所述熱管2彎折成“U”形，所述熱管2的底端橫向貫穿熱沉3；還包括有散熱器1，所述散熱器1可以設(shè)計成圓形截面或者方形截面，所述散熱器1由鋁箔壓制成波紋狀，然后波紋狀鋁箔拼接成蜂窩狀，所述“U”形熱管2的上端縱向插入散熱器1的鋁蜂巢孔11中間，所述熱管2上端的安裝方向與散熱器1中鋁蜂巢孔11方向平行。

本基于熱管-蜂窩鋁結(jié)構(gòu)的散熱器的工作原理如下：參照圖4所示，熱源4產(chǎn)生的熱量由熱沉3傳遞給至“U”形熱管2的底端，“U”形熱管2迅速將熱量從底部往熱管2上端傳遞，由于熱管2的上端直接縱向插入到散熱器1的鋁蜂巢孔11中間，集中在熱管2上端的熱量迅速向鋁蜂巢孔11傳遞，鋁蜂巢孔11自身受熱后每一個蜂巢孔會引發(fā)“煙囪效應(yīng)”，產(chǎn)生自流空氣，強化了自然對流的效果，提高蜂巢內(nèi)及其附近空氣的綜合換熱系數(shù)，使冷空氣6自散熱器1下端由蜂巢孔吸入，熱空氣5從蜂巢孔上端排出，帶走熱源4產(chǎn)生的熱量。每一個蜂巢孔的“煙囪效應(yīng)”加大了空氣在與散熱器1接觸后的流動速度，更有利于將熱源產(chǎn)生的熱量擴散到空氣中，且降低了散熱器1下端的溫度，使得熱管2與下端散熱器1之間溫差較大，熱管2傳遞過來的熱會迅速的被散熱器1吸收并通過空氣的流動，將熱帶走。該結(jié)構(gòu)最大限度的增加了散熱器1下端與熱管2的溫度差，能最快的將熱管2傳遞過來的熱傳導(dǎo)至散熱器1上，并由空氣將散熱器1的熱帶到空氣中。在本技術(shù)方案中，由于熱管2上端的安裝方向與散熱器1中鋁蜂巢孔11安裝的方向平行，因此熱量在傳遞的過程中，可沿鋁蜂巢孔11的方向?qū)崿F(xiàn)快速的傳遞，最大限度的增加了與熱管2接觸處的鋁蜂巢孔11引發(fā)“煙囪效應(yīng)”的效率，進而帶動周邊的鋁蜂巢孔11引發(fā)“煙囪效應(yīng)”。

本實施例中，為了保證熱管2中的熱量快速轉(zhuǎn)移至散熱器1中，熱管2插入散熱器1部分的外壁與鋁蜂巢孔11的內(nèi)壁相接觸。通過熱管2與鋁蜂巢孔11之間的直接導(dǎo)熱接觸，可以加快熱管2與鋁蜂巢孔11之間熱量傳遞的速率，從而保證熱量的快速轉(zhuǎn)移。

本實施例中，從重量角度及性價比方面考慮，可以使用鋁熱管2及鋁熱沉3的組合，如此可以降低本發(fā)明的重量和制作成本，性價比高；從散熱及操作角度講，可以使用銅熱管2及鋁熱沉3的組合，可以增加熱管2與熱沉3之間的傳熱效率及延長熱管2的使用壽命。

實施例2：一種基于熱管-蜂窩鋁結(jié)構(gòu)的散熱器。

參照圖5和圖6所示，一種基于熱管-蜂窩鋁結(jié)構(gòu)的散熱器，包括：熱沉3，所述熱沉3直接與熱源4接觸，所述熱源4可以是大功率LED燈，也可以是其它熱源；多根安裝在熱沉3上的熱管2，熱管2的具體數(shù)目可以根據(jù)熱源4實際的發(fā)熱量進行設(shè)置，熱源4的發(fā)熱量越大，熱管2的數(shù)量越多，所述多根熱管2均彎折成相同大小或者不同大小的方形環(huán)路，所述方形環(huán)路可以是閉合式也可以是斷開式，每根熱管2的底端均橫向貫穿熱沉3；還包括有散熱器1，所述散熱器1由鋁箔壓制成波紋狀，然后波紋狀鋁箔拼接成蜂窩狀，所述方形環(huán)路熱管2的上端橫向插入散熱器1中相鄰鋁蜂巢孔11之間，所述熱管2插入散熱器1的部分與散熱器1中鋁蜂巢孔11的方向垂直。

本基于熱管-蜂窩鋁結(jié)構(gòu)的散熱器的工作原理如下：參照圖4所示，熱源4產(chǎn)生的熱量由熱沉3傳遞給至彎折成方形環(huán)路熱管2的底端，方形環(huán)路熱管2迅速將熱量從底部往熱管2上端傳遞，由于熱管2的上端直接橫向插入到散熱器1相鄰鋁蜂巢孔11之間，集中在熱管2上端的熱量迅速向與熱管2接觸的鋁蜂巢孔11傳遞，鋁蜂巢孔11自身受熱后每一個蜂巢孔會引發(fā)“煙囪效應(yīng)”，產(chǎn)生自流空氣，強化了自然對流的效果，提高蜂巢內(nèi)及其附近空氣的綜合換熱系數(shù)，使冷空氣6自散熱器1下端由蜂巢孔吸入，熱空氣5從蜂巢孔上端排出，帶走熱源4產(chǎn)生的熱量。每一個蜂巢孔的“煙囪效應(yīng)”加大了空氣在與散熱器1接觸后的流動速度，更有利于將熱源產(chǎn)生的熱量擴散到空氣中，且降低了散熱器1下端的溫度，使得熱管2與下端散熱器1之間溫差較大，熱管2傳遞過來的熱會迅速的被散熱器1吸收并通過空氣的流動，將熱帶走。該結(jié)構(gòu)最大限度的增加了散熱器1下端與熱管2的溫度差，能最快的將熱管2傳遞過來的熱傳導(dǎo)至散熱器1上，并由空氣將散熱器1的熱帶到空氣中。在本技術(shù)方案中，由于熱管2上端的安裝方向與散熱器1中單根鋁蜂巢孔11安裝的方向垂直，因此熱管2上端直接接觸的鋁蜂巢孔11數(shù)量較多，可以同時引發(fā)較多數(shù)量鋁蜂巢孔11發(fā)生“煙囪效應(yīng)”，提高散熱效率。

本實施例中，為了保證熱管2中的熱量快速轉(zhuǎn)移至散熱器1中，熱管2插入散熱器1部分的外壁與鋁蜂巢孔11的外壁相接觸。通過熱管2與鋁蜂巢孔11之間的直接導(dǎo)熱接觸，可以加快熱管2與鋁蜂巢孔11之間熱量傳遞的速率，從而保證熱量的快速轉(zhuǎn)移。

本實施例中，從重量角度及性價比方面考慮，可以使用鋁熱管2及鋁熱沉3的組合，如此可以降低本發(fā)明的重量和制作成本，性價比高；從散熱及操作角度講，可以使用銅熱管2及鋁熱沉3的組合，可以增加熱管2與熱沉3之間的傳熱效率及延長熱管2的使用壽命。

參照圖5和圖6所示，所述熱管2為單根熱管或者采用回路熱管；所述熱管2為同向或者交叉放置。

實施例3：一種基于熱管-蜂窩鋁結(jié)構(gòu)的散熱方法。

參照圖1至圖6所示，一種基于熱管-蜂窩鋁結(jié)構(gòu)的散熱方法，具體包括如下步驟：

S1、將熱源4放置在熱沉3的下方或者上方，熱沉3吸附熱源4產(chǎn)生的熱量并直接將熱量傳遞至熱管2上；

S2、熱管2將熱量傳遞至散熱器1中與熱管2接觸的鋁蜂巢孔11中，熱量在相互拼接的各個鋁蜂巢孔11中快速傳遞，鋁蜂巢孔11受熱后，鋁蜂巢孔11上端和下端之間產(chǎn)生溫差，引發(fā)“煙囪效應(yīng)”，使得冷空氣6自散熱器1中各個鋁蜂巢孔11的下端自動吸入，換熱后從散熱器1中各個鋁蜂巢孔11的上端自動排出，快速帶走熱源4產(chǎn)生的熱量。

本發(fā)明中提供的基于熱管-蜂窩鋁結(jié)構(gòu)的散熱方法主要是基于鋁蜂巢孔11自身受熱后，單個鋁蜂巢孔11都會引發(fā)“煙囪效應(yīng)”，產(chǎn)生自流空氣，強化了自然對流的效果，提高散熱器1內(nèi)及其附近空氣的綜合換熱系數(shù)，使冷空氣6自散熱器下端由蜂巢孔吸入，經(jīng)過換熱后，熱空氣5從鋁蜂巢孔11上端排出，帶走熱源4產(chǎn)生的熱量。單個鋁蜂巢孔11的“煙囪效應(yīng)”加大了空氣在與散熱器1接觸后的流動速度，更有利于將熱源4產(chǎn)生的熱量擴散到空氣中，且降低了散熱器1下端的溫度，使得熱管2與下端散熱器1之間溫差較大，熱管2傳遞過來的熱會迅速的被散熱器1吸收并通過空氣的流動，將熱帶走。

以上所述為本發(fā)明的較佳實施例而已，但本發(fā)明不應(yīng)局限于該實施例和附圖所公開的內(nèi)容，例如還可以做成熱管安裝方向與鋁管安裝方向設(shè)置成一定角度，以及熱管橫插與豎插兩種方式共同存在的安裝方式，所以凡是不脫離本發(fā)明所公開的精神下完成的等效或修改，都落入本發(fā)明保護的范圍。