本發(fā)明屬于led燈具技術(shù)領(lǐng)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(shù)：

發(fā)光二極管led作為一種能夠?qū)㈦娔苤苯愚D(zhuǎn)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(dǎo)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(yīng)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(lǐng)導(dǎo)者。

但是目前l(fā)ed由于成本過高并沒有完全占領(lǐng)照明市場。導(dǎo)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(zhuǎn)化為熱能，大量的熱能會使led在工作過程中結(jié)溫升高。過高的工作結(jié)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(jié)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(jié)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(shù)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(yīng)用相變技術(shù)，通過密封腔體內(nèi)部工質(zhì)的相變，實現(xiàn)熱量的快速傳導(dǎo)和散發(fā)，降低led工作結(jié)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(dǎo)腔-蒸發(fā)腔-傳導(dǎo)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(shè)有與蒸發(fā)腔一體的隔板，其兩端與大小相適應(yīng)的二個傳導(dǎo)腔的端口密封連接；蒸發(fā)腔內(nèi)部放置有工質(zhì)，以增大蒸發(fā)腔與其內(nèi)部放置的工質(zhì)的接觸面積，從而使工質(zhì)吸收蒸發(fā)腔傳導(dǎo)其上方led熱源產(chǎn)生的熱量。

傳導(dǎo)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(yīng)，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(dǎo)腔的腔體形成一個通道，供工質(zhì)汽化的蒸汽流通；傳導(dǎo)腔的兩端分別與大小相適應(yīng)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(zhì)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(jié)構(gòu)與蒸發(fā)腔結(jié)構(gòu)一致，一端口密封連接傳導(dǎo)腔對應(yīng)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(dǎo)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(dǎo)熱材料制成；工質(zhì)使用水、甲醇、氨等高汽化潛熱的相變工質(zhì)；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(dāng)涉及多個led射燈時，以冷凝腔-傳導(dǎo)腔-蒸發(fā)腔-傳導(dǎo)腔為一個循環(huán)單元，對應(yīng)led射燈數(shù)目依次循環(huán)裝配。

工作過程中l(wèi)ed結(jié)溫升高，蒸發(fā)腔內(nèi)的工質(zhì)吸收熱能汽化，經(jīng)傳導(dǎo)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(zhì)溫度較低，從而使氣態(tài)工質(zhì)冷凝成液態(tài)工質(zhì)，通過傳導(dǎo)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(dǎo)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(jié)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(jié)合，得出了相變散熱相較于傳統(tǒng)熱傳導(dǎo)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(jié)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(zhì)蒸發(fā)速度和蒸汽冷凝速度。

(4)傳導(dǎo)腔設(shè)有雙層結(jié)構(gòu)，減少上升汽化工質(zhì)與回流液態(tài)工質(zhì)之間的氣液界面剪切力，加快傳導(dǎo)速度。

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

(6)為了保證工質(zhì)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(jié)構(gòu)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(zhì)。

附圖說明

圖1是本發(fā)明使用時的結(jié)構(gòu)示意圖；

圖2是實施例的蒸發(fā)腔和冷凝腔結(jié)構(gòu)示意圖；

圖3是實施例的傳導(dǎo)腔端面示意圖；

圖4是實施例的傳導(dǎo)腔蒸汽上升層結(jié)構(gòu)示意圖；

圖5是實施例的傳導(dǎo)腔液體回流層結(jié)構(gòu)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(qū)動等電路結(jié)構(gòu)6.蒸發(fā)腔7.傳導(dǎo)腔8.冷凝腔9.吸液芯10.傳導(dǎo)腔液體回流層腔體。

具體實施方式

以下結(jié)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(yīng)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(qū)動5、蒸發(fā)腔6、傳導(dǎo)腔7、冷凝腔8、吸液芯9。

圖4中的傳導(dǎo)腔蒸汽上升層與圖5中液體回流層進行焊接之后構(gòu)成實施例的傳導(dǎo)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(dǎo)腔7、冷凝腔8傳熱結(jié)構(gòu)均使用高熱導(dǎo)率金屬銅。蒸發(fā)腔6，傳導(dǎo)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(zhì)，工質(zhì)選用水，注入工質(zhì)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(zhì)由于重力會聚集在蒸發(fā)腔6內(nèi)。當(dāng)led開始工作時，結(jié)溫升高，導(dǎo)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(zhì)發(fā)生汽化，汽化后的工質(zhì)沿著傳導(dǎo)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(zhì)會釋放熱量冷凝成液態(tài)工質(zhì)。冷凝腔8內(nèi)的液態(tài)工質(zhì)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(jié)溫，從而消除安全隱患，延長led的使用壽命。

技術(shù)特征：

技術(shù)總結(jié)
本發(fā)明屬于LED燈具技術(shù)領(lǐng)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(dǎo)腔?蒸發(fā)腔?傳導(dǎo)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(zhì)。工作中LED結(jié)溫升高，蒸發(fā)腔內(nèi)的工質(zhì)吸收熱能汽化，經(jīng)傳導(dǎo)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(zhì)溫度較低，從而使氣態(tài)工質(zhì)冷凝成液態(tài)工質(zhì)，通過傳導(dǎo)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(dǎo)到空氣中的整個熱量交換循環(huán)，進而降低LED工作結(jié)溫。

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