专利名称：大功率集成led复合翅片热管散热器的制作方法
技术领域：
本实用新型涉及一种LED路灯照明装置，尤其涉及一种大功率集成LED复合翅片热管散热器。
背景技术：
LED的节能优势明显，已广泛用于各个照明领域，但是LED发热量大，工作温度却要求严格，特别是大功率集成LED阵列的高热流导致节点温度过高是限制LED灯推广应用的技术瓶颈。目前成品灯多以单珠小功率LED阵列组合而成，这种方式能有效的分散LED较高的热流密度，但是结构复杂，面积大，导致加工、组装、配光复杂，增加LED灯的制作成本， 而且效果亦未达到要求。大功率集成LED芯片能在很小的面积内(2 4cm2)集成数量庞大的发光二极管，功率可以达到200W。其配光、组装都很简单，但工作时集聚了极高的热流密度，甚至高达50W/cm2，这就对散热结构提出了严格的要求。主要的解决方式有两种一种是运用风扇强制对流带走大量热，但受到风扇、积灰等影响，寿命不长，很容易失效。另一种是运用热管导出高密度的热量，均匀的分布到散热翅片，以自然对流的方式散出热量，大功率集成LED阵列的高热流导致节点温度过高依然限制LED灯的推广应用。
实用新型内容针对现有技术中的不足之处，本实用新型提供了一种散热效果更佳，且结构简单、 不耗能、寿命长、抗积灰的大功率集成LED复合翅片热管散热器。为了解决上述技术问题，本实用新型采用了如下技术方案大功率集成LED复合翅片热管散热器，包括蒸发腔、热管、散热翅片和法兰；所述蒸发腔为盒体结构，蒸发腔的底面为与LED芯片贴合的贴合面，蒸发腔内盛装液体；所述热管倾斜设置在蒸发腔的顶部，热管内与蒸发腔内相通；所述散热翅片为环形结构，散热翅片为多个、且均布设置在热管上， 每个散热翅片竖直设置；所述法兰设置在蒸发腔的底部并与蒸发腔的底部平行，法兰的内孔为LED芯片的放置孔。作为本实用新型的一种优选方案，所述蒸发腔的顶部设有一凸台，凸台的中部设有一与蒸发腔内相通的通孔，所述热管焊接在该凸台上，热管内通过该通孔与蒸发腔内相通。与现有技术相比，本实用新型的大功率集成LED复合翅片热管散热器具有如下优
占-
^ \\\ I、特殊结构的重力式热管与散热翅片复合型散热器，与灯壳相结合，强化自然对流换热系数，有效增大空气接触面积。实验表明，此装置能够导出集成LED阵列的高热流 (37. 5W/cm2)，控制其节点温度在75°C (环境温度30°C )以内，能够满足单个功率200W的 LED灯散热要求。2、蒸发腔底面为光滑平面，能够很好的与LED芯片贴合，抛弃了传统的LED芯片-热沉-热管的传热方式，没有热沉到热管的焊接热阻，且与之相比导热面积增大，有效降低这之间的热阻。[0010]3、蒸发腔里储存了所有工质，在工作时都参与沸腾换热，实验表明其能有效提高沸腾换热系数，在高热流密度的输入下(50W/cm2)，亦能控制温升在20°C以下。4、蒸发腔的平整底面可以贴合一个大功率LED芯片,亦可安装多个大功率的LED
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心/T 5、倾斜布置的热管，在不影响液体回流的情况下，减小整个散热器的高度，增加散热器的稳定性，方便安装固定。如作为路灯时，其倾斜的热管可以作为灯杆的一部分；在作为隧道灯散热器时，能贴合隧道的倾斜壁面，方便布置。6、倾斜的热管可以布置竖直的散热翅片。散热翅片可以是单一环形散热翅片，亦可是螺旋形的散热翅片。其竖直布置自然对流时温度场与速度场协同，有利于增大自然对流换热系数。7、该散热器的工作环境在室外，高空。环境恶劣，很容易积灰，且不易清洗。竖直布置散热翅片的方式使得灰尘难以附着，也能利用雨水、大风等自然天气自我清洗。8、本实用新型运用热管分散热流，降低热流密度，使LED产生的热量均匀的分布在散热翅片上，通过自然对流散发出去，具有结构简单、不耗能、寿命长、抗积灰等优越性倉泛。9、该大功率集成LED复合翅片热管散热器可用于大功率路灯，隧道灯等。其结构能够在恶劣的环境中使用，独特的翅片布置方式能很好的防止积灰。同时，不同的功率可以用不同长度的热管和不同数量的散热翅片，设计加工简单、方便。
台。
图I为大功率集成LED复合翅片热管散热器的主视图2为大功率集成LED复合翅片热管散热器的结构示意图图3为大功率集成LED复合翅片热管散热器的仰视图。 附图中I一蒸发腔；2—热管；3—散热翅片；4一法兰；
5—LED芯片；6—凸
具体实施方式
以下结合附图和具体实施方式
对本实用新型作进一步详细地描述。如图I、2和3所示，大功率集成LED复合翅片热管散热器，包括蒸发腔I、热管2、散热翅片3和法兰4。蒸发腔I为盒体结构，蒸发腔I的底面为与LED芯片5贴合的贴合面， 蒸发腔I内盛装液体。热管2倾斜设置在蒸发腔I的顶部，热管2内与蒸发腔I内相通。散热翅片3为环形结构，亦可为其他形状如方形、针形、径向肋片，散热翅片3为多个(附图中仅画出了十三个散热翅片)、且均布设置在热管2上，每个散热翅片3竖直设置，散热翅片3 可以用多种方式与热管2连接，如焊接、套管、胀管等方式。法兰4设置在蒸发腔I的底部并与蒸发腔I的底部平行，法兰4的内孔为LED芯片5的容置孔。蒸发腔I与热管2通过焊接的方式连成一体，焊接后抽真空。蒸发腔I的顶部设有一凸台6，凸台6的中部设有一与蒸发腔I内相通的通孔，热管2焊接在该凸台6上，热管2内通过该通孔与蒸发腔I内相通。热管2通过与凸台6焊接从而与蒸发腔I连接，增强热管2与凸台6的连接强度。[0024]本实用新型将热管2倾斜设置在蒸发腔I的顶部，每个散热翅片3竖直设置，灰尘落到热管2和散热翅片3上后便会顺着热管2和散热翅片3下滑，从而脱离热管2和散热翅片3，这种竖直布置散热翅片3的方式能有效的减小积灰所带来的散热器性能下降，增强散热效果。使用该散热器时，LED芯片5贴合在蒸发腔I的底部，蒸发腔I的底部为平板型， 能够很好的贴合LED芯片；将法兰4通过螺栓连接在灯壳上。工作时，LED芯片产生的大量热量通过蒸发腔I底端的热沉(即底板)直接传递给蒸发腔I内的液体，液体沸腾产生蒸汽， 蒸汽经过热管2在散热翅片3上凝结，热量由热管2的管壁传递给散热翅片3，在通过自然对流散发到空气中。蒸发腔I的底平板能够很好的贴合LED芯片，能有效的把LED芯片产生的热量传递给蒸发腔I内的液体工质，减小这一过程的传热温差；热管2内的工质在真空环境中把热量带给散热翅片3，其热阻很小，轴向的温差小，能把热量传递很远。大尺寸的热管2能够布置更多，更大面积的散热翅片3，并且能够均匀的分配热量，使散热效率更优化。最后说明的是，以上实施例仅用以说明本实用新型的技术方案而非限制，尽管参照较佳实施例对本实用新型进行了详细说明，本领域的普通技术人员应当理解，可以对本专利的技术方案进行修改或者等同替换，而不脱离本专利技术方案的宗旨和范围，其均应涵盖在本专利的权利要求范围当中。
权利要求1.大功率集成LED复合翅片热管散热器，其特征在于包括蒸发腔(I)、热管(2)、散热翅片(3)和法兰(4);所述蒸发腔(I)为盒体结构，蒸发腔(I)的底面为与LED芯片(5)贴合的贴合面，蒸发腔(I)内盛装液体；所述热管(2)倾斜设置在蒸发腔(I)的顶部，热管(2) 内与蒸发腔(I)内相通；所述散热翅片(3)为环形结构，散热翅片(3)为多个、且均布设置在热管(2)上，每个散热翅片(3)竖直设置；所述法兰(4)设置在蒸发腔(I)的底部并与蒸发腔(I)的底部平行，法兰(4)的内孔为LED芯片(5)的容置孔。
2.根据权利要求I所述的大功率集成LED复合翅片热管散热器，其特征在于所述蒸发腔(I)的顶部设有一凸台(6)，凸台(6)的中部设有一与蒸发腔(I)内相通的通孔，所述热管(2)焊接在该凸台(6)上，热管(2)内通过该通孔与蒸发腔(I)内相通。
专利摘要本实用新型公开了一种大功率集成LED复合翅片热管散热器，包括蒸发腔、热管、散热翅片和法兰；蒸发腔为盒体结构，蒸发腔的底面为与LED芯片贴合的贴合面，蒸发腔内盛装液体；热管倾斜设置在蒸发腔的顶部，热管内与蒸发腔内相通；散热翅片为环形结构，散热翅片为多个、且均布设置在热管上，每个散热翅片竖直设置；法兰设置在蒸发腔的底部并与蒸发腔的底部平行。本实用新型运用热管分散热流，降低热流密度，使LED芯片产生的热量均匀的分布在散热翅片上，通过自然对流散发出去，具有结构简单、不耗能、寿命长、抗积灰等优越性能。
文档编号F21V29/00GK202349965SQ201120525748
公开日2012年7月25日 申请日期2011年12月15日 优先权日2011年12月15日
发明者丁玉栋, 叶丁丁, 廖强, 朱恂, 李俊, 王宏, 王强, 王永忠, 陈蓉 申请人:重庆大学