吸熱裝置、散熱裝置和led工礦燈散熱系統(tǒng)的制作方法
【技術(shù)領(lǐng)域】
[0001]本發(fā)明屬于散熱技術(shù)領(lǐng)域，具體為一種吸熱裝置、散熱裝置和LED工礦燈散熱系統(tǒng)。
【背景技術(shù)】
[0002]LED (light-emitting d1de、發(fā)光二級管)被認(rèn)為是21世紀(jì)最有價(jià)值的新光源，它具有低工作電壓、反應(yīng)時(shí)間短、高效節(jié)能、工作穩(wěn)定、壽命長、無污染、高亮度等優(yōu)點(diǎn)，在城市景觀、家居照明、汽車尾燈、LED背光板等領(lǐng)域正得到廣泛的應(yīng)用，LED照明取代傳統(tǒng)照明而成為人類照明的主要方式，將是大勢所趨。
[0003]目前大功率LED的制造向著高性能、集成化和微型化發(fā)展，其芯片的功率密度可達(dá)數(shù)百W/cm2。大功率LED的電光轉(zhuǎn)換效率約為20%，大約80%的電能轉(zhuǎn)換為熱量散發(fā)，因此其芯片處的熱流密度極高。而LED的結(jié)溫升高會導(dǎo)致發(fā)光效率下降、壽命縮短、發(fā)光光譜產(chǎn)生漂移，嚴(yán)重的還會燒毀芯片，所以散熱是大功率LED照明中需要重點(diǎn)解決的問題之一。
[0004]市場現(xiàn)有的各種LED燈常采用自然對流散熱、風(fēng)扇強(qiáng)制散熱或熱管方法做冷卻器。其中，熱管技術(shù)是1963年美國洛斯阿拉莫斯(Los Alamos)國家實(shí)驗(yàn)室的喬治格羅佛(George Grover)發(fā)明的一種稱為“熱管”的傳熱元件，它充分利用了熱傳導(dǎo)原理與致冷介質(zhì)的快速熱傳遞性質(zhì)，透過熱管將發(fā)熱物體的熱量迅速傳遞到熱源外，其導(dǎo)熱能力超過任何己知金屬的導(dǎo)熱能力。
[0005]現(xiàn)在熱管被廣泛應(yīng)用于散熱器制造行業(yè)，例如市場上新興的大功率LED相變散熱器的芯柱就采用重力熱管技術(shù)，可參見已公開的中國專利，如專利申請?zhí)枮?00810217336.8，發(fā)明名稱為“一種用于LED燈具的真空液體散熱裝置”，專利申請?zhí)枮?01010216542.4，發(fā)明名稱為“用于冷卻LED的重力型平板熱管散熱器”，專利申請?zhí)枮?01010256523.4，發(fā)明名稱為“一種熱管散熱器及用其作散熱器件的大功率LED燈具”，專利申請?zhí)枮?01010543821.1，發(fā)明名稱為“一種改進(jìn)的用于微電子散熱的高效單向傳熱熱管”和專利申請?zhí)枮?01210006408.0，發(fā)明名稱為“用于大功率LED的改進(jìn)型重力熱管散熱器”等專利文獻(xiàn)公開的內(nèi)容。
[0006]普通重力熱管主要由管殼、端蓋和工質(zhì)三部分組成。重力熱管內(nèi)蒸發(fā)的工質(zhì)溫度較高、密度較低，具有向重力反方向運(yùn)動的趨勢。而冷凝過程中的蒸汽體積變小，密度變高，具有向重力方向運(yùn)動的趨勢。因此，氣體上升至冷凝段冷凝為液體，液態(tài)的導(dǎo)熱介質(zhì)由重力作用回流至蒸發(fā)段，完成熱循環(huán)，熱量通過翅片散發(fā)到外部環(huán)境中。
[0007]由于普通重力熱管對LED芯片的冷卻能力也有限，難以實(shí)現(xiàn)從大功率的LED燈芯表面及時(shí)取熱并對外散熱，使其溫度降低到理想范圍內(nèi)。因此又出現(xiàn)了一種采用液體工質(zhì)核態(tài)沸騰的高強(qiáng)度微細(xì)尺度復(fù)合相變強(qiáng)化換熱的散熱方法，具體參見專利申請?zhí)枮?01010152539.0，發(fā)明名稱為“一種腔式發(fā)光二極管燈”，其工作時(shí)，開口式微細(xì)槽道中的液體工質(zhì)，在毛細(xì)壓力梯度的作用下沿微槽流動，同時(shí)在微槽中形成擴(kuò)展彎月面區(qū)域薄液膜蒸發(fā)和固有彎月面區(qū)域厚液膜核態(tài)沸騰的高強(qiáng)度微細(xì)尺度復(fù)合相變強(qiáng)化換熱過程，使液體工質(zhì)變成蒸汽帶走LED芯片的發(fā)熱量。但這種散熱方法存在由于外界環(huán)境的波動或其他原因，引起熱控系統(tǒng)的傾斜，會導(dǎo)致微液膜蒸發(fā)條件的喪失的問題，這會引發(fā)內(nèi)結(jié)溫超高，嚴(yán)重時(shí)甚至?xí)?dǎo)致快速死燈。

【發(fā)明內(nèi)容】

[0008]本發(fā)明要解決的技術(shù)問題是:提供一種吸熱裝置，其能避免采用微液膜蒸發(fā)的吸熱裝置，因外界環(huán)境波動或其他原因，引起吸熱裝置傾斜，導(dǎo)致的微液膜蒸發(fā)條件喪失的問題。
[0009]在提供上述吸熱裝置的同時(shí)，本發(fā)明還提供一種包括該吸熱裝置的散熱裝置。還提供一種包括該散熱裝置的LED工礦燈散熱系統(tǒng)。
[0010]為了解決上述技術(shù)問題，本發(fā)明提供一種吸熱裝置，用于吸收發(fā)熱體發(fā)出的熱量，其中，所述發(fā)熱體靠近、緊貼或嵌入在所述吸熱裝置的一面，所述吸熱裝置的另一面設(shè)置有多個微凸起，形成微凸群，微凸起之間設(shè)置有毛細(xì)微槽道，并形成毛細(xì)微槽群；所述微凸群和毛細(xì)微槽群浸沒在液態(tài)工質(zhì)中，毛細(xì)微槽群形成毛細(xì)力，以將毛細(xì)微槽道邊的液態(tài)工質(zhì)吸入到微槽道內(nèi)，并在微槽道內(nèi)形成相變換熱的薄液膜區(qū)域；所述吸熱裝置還設(shè)置有儲液槽，所述儲液槽設(shè)置在所述吸熱裝置的有微凸起面的周邊、邊緣或外緣。
[0011]可選的，所述儲液槽設(shè)置有多個，且對稱分布在所述吸熱裝置的邊緣或外緣。
[0012]可選的，所述儲液槽為相通的環(huán)狀，設(shè)置在所述吸熱裝置的周邊。
[0013]可選的，所述吸熱裝置還包括吸液芯，所述吸液芯設(shè)置在所述微凸起上。
[0014]可選的，所述吸液芯由多孔材料制成。
[0015]可選的，所述吸液芯由金屬粉末、金屬纖維或陶瓷粉末燒結(jié)而成。
[0016]可選的，所述吸液芯單獨(dú)分開設(shè)置在所述單個微凸起上。
[0017]可選的，所述吸液芯至少部分相互連接地設(shè)置在所述多個微凸起上。
[0018]可選的，所述相互連接的吸液芯呈網(wǎng)狀結(jié)構(gòu)。
[0019]可選的，所述吸液芯整體結(jié)構(gòu)，設(shè)置在所有所述微凸起上。
[0020]可選的，所述吸液芯周邊開設(shè)有一個或兩個以上的通孔。
[0021]可選的，所述吸液芯設(shè)置在所述微凸起的頂部上。
[0022]可選的，所述吸液芯設(shè)置在所述微凸起的外壁上。
[0023]可選的，所述吸液芯設(shè)置在所述微凸起的頂部和外壁上。
[0024]可選的，所述微凸起的形狀為鋸齒形、三角形、梯形、弧形和圓柱形中的一種或兩種以上的組合。
[0025]可選的，所述微槽道的形狀為鋸齒形、三角形、梯形、弧形和圓柱形中的一種或兩種以上的組合。
[0026]可選的，所述液態(tài)工質(zhì)為水、丙酮、甲醇、乙醇、液態(tài)氟利昂和液氨中的一種或兩種以上的組合物。
[0027]可選的，所述微凸群和毛細(xì)微槽群本身部分浸沒在在液態(tài)工質(zhì)中。
[0028]提供的散熱裝置，包括散熱體和上述任一種吸熱裝置，所述散熱體與所述吸熱裝置之間形成密閉空腔，所述液態(tài)工質(zhì)設(shè)置在該密閉空腔內(nèi)。
[0029]可選的，所述的散熱裝置還包括端蓋，所述散熱體呈柱狀，所述端蓋設(shè)置在所述散熱體頂部，所述吸熱裝置設(shè)置在所述散熱體底部，所述端蓋、散熱體和所述吸熱裝置之間形成密閉空腔。
[0030]可選的，所述散熱體與所述吸熱裝置為一體成型結(jié)構(gòu)。
[0031]可選的，所述散熱體呈柱狀，所述吸熱裝置設(shè)置在所述散熱體底部，所述散熱體內(nèi)的上部設(shè)置有縱截面為漏斗狀散熱片，所述漏斗狀散熱片的漏斗嘴朝向吸熱裝置的中部。
[0032]可選的，所述散熱體為包括骨架和肋片構(gòu)成的太陽花式結(jié)構(gòu)。
[0033]可選的，所述骨架和肋片為中空結(jié)構(gòu)，所述骨架、肋片的中空結(jié)構(gòu)與所述散熱體和吸熱裝置之間形成的密閉空腔相連通。
[0034]可選的，所述散熱體為中空的柱狀結(jié)構(gòu)，所述散熱裝置還包括散熱芯，所述散熱芯內(nèi)置在所述散熱體的中空部分。
[0035]可選的，所述肋片的橫截面為三角形、四邊形、多邊形、月牙形、鐮刀形和拱橋形中的一種或兩種以上的組合。
[0036]可選的，所述肋片的縱截面為矩形、S形或螺旋形。
[0037]提供的LED工礦燈散熱系統(tǒng)，用于吸收和轉(zhuǎn)移LED發(fā)光芯片發(fā)出的熱量，其中還上述任一種所述的散熱裝置，所述LED發(fā)光芯片靠近、緊貼或嵌入在所述吸熱裝置的一面。
[0038]本發(fā)明所述的吸熱裝置，用于吸收發(fā)熱體發(fā)出的熱量，所述發(fā)熱體靠近、緊貼或嵌入在所述吸熱裝置的一面，所述吸熱裝置的另一面設(shè)置有多個微凸起，形成微凸群，微凸起之間設(shè)置有毛細(xì)微槽道，并形成毛細(xì)微槽群；所述微凸群和毛細(xì)微槽群浸沒在液態(tài)工質(zhì)中，毛細(xì)微槽群形成毛細(xì)力，以將毛細(xì)微槽道邊的液態(tài)工質(zhì)吸入到微槽道內(nèi)，并在微槽道內(nèi)形成相變換熱的薄液膜區(qū)域；所述吸熱裝置還設(shè)置有儲液槽，所述儲液槽設(shè)置在所述吸熱裝置的有微凸起面的周邊、邊緣或外緣。正常情況下，在毛細(xì)微槽道中的液態(tài)工質(zhì)，在毛細(xì)壓力梯度的作用下沿微槽流動，同時(shí)在微槽中形成擴(kuò)展彎月面區(qū)域薄液膜蒸發(fā)和固有彎月面區(qū)域厚液膜核態(tài)沸騰的高強(qiáng)度微細(xì)尺度復(fù)合相變強(qiáng)化換熱過程，使液態(tài)工質(zhì)變成蒸汽帶走散熱體的發(fā)熱量。而當(dāng)因外界環(huán)境波動或其他原因，引起吸熱裝置傾斜時(shí)，由于液態(tài)工質(zhì)的流動性，處于較高位置的毛細(xì)微槽道中可能會出現(xiàn)工質(zhì)量減少，或者工質(zhì)量無法浸潤到微槽中，可能導(dǎo)致微液膜蒸發(fā)條件的喪失。這時(shí)，設(shè)置在吸熱裝置的有微凸起面的周