本發(fā)明屬于led燈具技術領域，具體涉及一種地面大功率led射燈相變散熱裝置。

背景技術：

發(fā)光二極管led作為一種能夠將電能直接轉化為光能的新型環(huán)保照明光源相比于傳統(tǒng)的白熾燈和節(jié)能燈具有非常大的優(yōu)勢。首先從工作壽命上來講led作為一種導體固體發(fā)光器件，較之其他發(fā)光器具有更長的工作壽命。其亮度半衰期通?？蛇_到十萬小時。遠超普通節(jié)能燈一萬小時工作壽命。其次，led是一種低壓工作器件，在同等亮度下，耗電最小，可大量降低能耗。除此之外，led還具有響應時間快、體積小、可控性大等優(yōu)點?；谏鲜鰞?yōu)點，發(fā)光二極管led必將成為未來照明的主要領導者。

但是目前l(fā)ed由于成本過高并沒有完全占領照明市場。導致led成本過高的直接原因在于led在發(fā)光的過程中會有60％-80％左右的能量轉化為熱能，大量的熱能會使led在工作過程中結溫升高。過高的工作結溫會縮短led工作壽命、影響led發(fā)光效率、發(fā)生色偏等，尤其是在商場等人多的地方，過高的溫度會造成安全隱患。目前大功率led光源主要有兩種，一種是陣列分布式大功率led光源，將數(shù)個led燈珠集中在一塊鋁基板上；另外一種是集成式大功率led光源，是將多個led芯片進行集成封裝，形成一顆大功率led芯片。上述兩種光源雖然從理論上達到了大功率，但是在工作工程中由于散熱面積不足會影響led的工作效率，因此需要外延散熱器來幫助led擴散散熱面積，降低結溫。

地面led射燈散熱裝置埋在地下，空氣不流通，散熱效果非常差，led工作溫度非常高，據(jù)報道，地面led射燈溫度可達到180℃，對其附近人員的人身安全造成了極大威脅。同時，過高的led結溫會縮短led使用壽命，降低led發(fā)光效率。因此，地面led射燈進行有效散熱成為一個待解決問題。

技術實現(xiàn)要素：

針對上述存在問題或不足，本發(fā)明提供了一種地面大功率led射燈相變散熱裝置，以對地面led射燈進行有效散熱。應用相變技術，通過密封腔體內(nèi)部工質的相變，實現(xiàn)熱量的快速傳導和散發(fā)，降低led工作結溫。

一種地面大功率led射燈相變散熱裝置，包括依次連接的冷凝腔-傳導腔-蒸發(fā)腔-傳導腔-冷凝腔，整個裝置為密封裝置，且冷凝腔所處水平面高于蒸發(fā)腔所處水平面。

蒸發(fā)腔四周密閉，內(nèi)部設有與蒸發(fā)腔一體的隔板，其兩端與大小相適應的二個傳導腔的端口密封連接；蒸發(fā)腔內(nèi)部放置有工質，以增大蒸發(fā)腔與其內(nèi)部放置的工質的接觸面積，從而使工質吸收蒸發(fā)腔傳導其上方led熱源產(chǎn)生的熱量。

傳導腔分為兩層，分別是上層具有擋板的蒸汽上升層和下層具有吸液芯的液體回流層，上下兩層大小相適應，并固定連接；蒸汽上升層的擋板在壓緊吸液芯的同時與傳導腔的腔體形成一個通道，供工質汽化的蒸汽流通；傳導腔的兩端分別與大小相適應的蒸發(fā)腔和冷凝腔端口密封連接；液體回流層中的吸液芯，為工質液體回流提供單獨通道，消除氣液面剪切力，增加回流效率。

冷凝腔結構與蒸發(fā)腔結構一致，一端口密封連接傳導腔對應端口，另一端口直接密封。

上述商場地面大功率led射燈相變散熱裝置，使用時，冷凝腔置于地面；蒸發(fā)腔通過高導熱硅脂連接置于led射燈的正下方，與其接觸。

進一步的，所述腔體和吸液芯采用高導熱材料制成；工質使用水、甲醇、氨等高汽化潛熱的相變工質；吸液芯為熔渣吸液芯或纖維吸液芯。

進一步的，所述商場地面大功率led射燈相變散熱裝置的密封環(huán)境為真空或者負壓。

進一步的，當涉及多個led射燈時，以冷凝腔-傳導腔-蒸發(fā)腔-傳導腔為一個循環(huán)單元，對應led射燈數(shù)目依次循環(huán)裝配。

工作過程中l(wèi)ed結溫升高，蒸發(fā)腔內(nèi)的工質吸收熱能汽化，經(jīng)傳導腔上升到冷凝腔中，冷凝腔腔體及內(nèi)部隔板相對氣態(tài)工質溫度較低，從而使氣態(tài)工質冷凝成液態(tài)工質，通過傳導腔下層的液體回流層回流到蒸發(fā)腔中，從而將led熱量傳導到空氣中，完成一次熱量交換，上述熱量交換過程不斷循環(huán)，進而降低led工作結溫。

本發(fā)明的優(yōu)點在于：

(1)該相變散熱器通過理論分析與實踐結合，得出了相變散熱相較于傳統(tǒng)熱傳導散熱方式的優(yōu)勢，證明了在本裝置中使用相變散熱能夠有效降低地面led的工作結溫。

(2)本裝置的特點在于使用熱管原理，直接將地下led工作時產(chǎn)生的熱量快速傳送地面，進行及時有效地散熱。

(3)冷凝腔和蒸發(fā)腔內(nèi)增加隔板，加快工質蒸發(fā)速度和蒸汽冷凝速度。

(4)傳導腔設有雙層結構，減少上升汽化工質與回流液態(tài)工質之間的氣液界面剪切力，加快傳導速度。

(5)傳導腔蒸汽上升層留有蒸汽上升通道，方便汽化后的工質進行傳輸。傳導腔液體回流層設有吸液芯，加快液體回流速度。

(6)為了保證工質能夠進行有效的蒸發(fā)和冷凝，裝置的整體腔體內(nèi)為真空或者負壓。

(7)整個裝置結構簡單，工作不需要外動力，均由裝置自發(fā)完成散熱，后期維護方便，只需要定期檢查和填充工質。

附圖說明

圖1是本發(fā)明使用時的結構示意圖；

圖2是實施例的蒸發(fā)腔和冷凝腔結構示意圖；

圖3是實施例的傳導腔端面示意圖；

圖4是實施例的傳導腔蒸汽上升層結構示意圖；

圖5是實施例的傳導腔液體回流層結構示意圖；

附圖標記：1.地面2.透光玻璃3.燈罩4.led5.燈具電源驅動等電路結構6.蒸發(fā)腔7.傳導腔8.冷凝腔9.吸液芯10.傳導腔液體回流層腔體。

具體實施方式

以下結合附圖和實施例對本發(fā)明作進一步詳細描述。

圖1示出本實施例應用于地面led射燈，地面1、射燈透光玻璃2、射燈燈罩3、led燈珠4、led電源驅動5、蒸發(fā)腔6、傳導腔7、冷凝腔8、吸液芯9。

圖4中的傳導腔蒸汽上升層與圖5中液體回流層進行焊接之后構成實施例的傳導腔。焊接之后圖4中蒸汽上升層中的擋板會壓緊圖5中液體回流層中的的吸液芯。

蒸發(fā)腔6、傳導腔7、冷凝腔8傳熱結構均使用高熱導率金屬銅。蒸發(fā)腔6，傳導腔7，冷凝腔8進行焊接，焊接后的腔體進行密封檢驗，確認腔體內(nèi)部氣密性良好后向腔體內(nèi)部注入工質，工質選用水，注入工質后對整個裝置再進行密封處理。led射燈的正下方與相變散熱裝置的蒸發(fā)腔6之間使用低熱阻硅膠進行粘合連接。

具體工作過程如下，在led沒有工作時，工質由于重力會聚集在蒸發(fā)腔6內(nèi)。當led開始工作時，結溫升高，導致蒸發(fā)腔6內(nèi)溫度升高，蒸發(fā)腔6內(nèi)的液態(tài)工質發(fā)生汽化，汽化后的工質沿著傳導腔7中的蒸氣上升層上升到冷凝腔8內(nèi)，由于冷凝腔8裸露在地面，與空氣之間對流頻繁，溫度相對較低，因此上升到冷凝腔8內(nèi)的汽化工質會釋放熱量冷凝成液態(tài)工質。冷凝腔8內(nèi)的液態(tài)工質會在重力和吸液芯毛吸力的作用下回流到蒸發(fā)腔6內(nèi)。至此完成一次熱量交換循環(huán)。

根據(jù)上述熱量交換循環(huán)，只要led處于工作狀態(tài)，本發(fā)明裝置就能自發(fā)地將led工作時產(chǎn)生的熱量傳遞到地面，降低led工作時的結溫，從而消除安全隱患，延長led的使用壽命。

技術特征：

技術總結
本發(fā)明屬于LED燈具技術領域，具體涉及一種商場地面大功率LED射燈相變散熱裝置。包括依次連接的冷凝腔?傳導腔?蒸發(fā)腔?傳導腔?冷凝腔，整個裝置為密封裝置，冷凝腔所處水平面高于蒸發(fā)腔，蒸發(fā)腔內(nèi)部放置工質。工作中LED結溫升高，蒸發(fā)腔內(nèi)的工質吸收熱能汽化，經(jīng)傳導腔上升到冷凝腔中，冷凝腔腔體及內(nèi)部隔板相對氣態(tài)工質溫度較低，從而使氣態(tài)工質冷凝成液態(tài)工質，通過傳導腔下層的液體回流層回流到蒸發(fā)腔中。從而實現(xiàn)將LED熱量傳導到空氣中的整個熱量交換循環(huán)，進而降低LED工作結溫。

技術研發(fā)人員：向勇;沈英東;張曉琨
受保護的技術使用者：電子科技大學
技術研發(fā)日：2017.07.05
技術公布日：2017.10.10