一种大功率LED灯用热管散热装置及大功率LED灯

一种大功率led灯用热管散热装置及大功率led灯
技术领域
1.本实用新型属于led灯领域，具体公开了一种大功率led灯用热管散热装置及大功率led灯。


背景技术：

2.led灯是一种半导体材料芯片，可以将电能高效的转换为光能，但很多大功率的led灯(200w以上)采用阵列方式将大量led灯芯片组合在一起，其虽光电转化效率高，但大部分的电能还是转化为热能方式，会导致led灯芯片温度急剧升高而导致烧毁，因此采取有效的散热装置来提高散热效果是十分必要的。目前行业内采取如各式热管散热、利用散热器散热的常规散热方式和液体散热方式等散热方式，与另外两种散热方式相比，热管散热中工质的较大的相变潜热更有利于散热，能发挥更好的散热效果。因而热管散热具有广阔发展潜力的散热方式。现有的热管有重力热管、脉动热管以及毛细热管等，现有的重力热管技术受热管数目的限制，导致工质循环速率不高，进而使led灯无法保持长时间不间断运行。


技术实现要素：

3.针对现有技术的不足，本实用新型所要解决的技术问题是，提供一种大功率led灯用热管散热装置，其散热性能良好。
4.本实用新型解决上述技术问题的方案为：
5.第一方面，本实用新型提供一种大功率led灯用热管散热装置，包括热管(7)，所述热管(7)下部为环形管(11)，上部为若干数量的u形管(12)，环形管(11)的各个环之间相互连通且环内工质水平面等高，同时环形管(11)与u形管(12)的下部连通，u形管(12)的上部设置有若干数量的散热片(8)。
6.所述环形管(11)中各个环均为同心布置，且环的数量为偶数，相邻两个环之间垂直固定u形管(12)，u形管(12)的数量以不影响散热片(8)的安装空间为准均匀分布在环形管(11)上。
7.第二方面，本实用新型提供一种大功率led灯，所述大功率led灯包括led灯珠(2)、壳体(3)、led灯芯片(4)、灯罩(1)、热管(7)、散热器(9)、蒸发腔(5)、散热片(8)，灯罩(1)固定于壳体(3)底端，led灯珠(2)设置于灯罩(1)顶部，led灯珠(2)上设置有led灯芯片(4)，led灯芯片(4)上端与蒸发腔(5)紧密贴合，蒸发腔(5)上设置有支撑板(6)，支撑板(6)上端中心处固定散热器(9)，所述热管(7)包括蒸发段、冷凝段，蒸发段固定于蒸发腔(5)中，且热管(7)的上部穿过支撑板(6)，穿出的热管(7)上部嵌入若干个散热片(8)构成冷凝段。led灯芯片远离led灯的一侧设置有蒸发腔(5)，蒸发腔(5)内填充相变材料并容纳热管(7)的蒸发段，热管(7)的冷却段位于蒸发腔(5)之外。
8.进一步的，所述热管的蒸发段为环形管(11)穿出的热管为u形管(12)，所述蒸发腔(5)中的环形管(11)具有两个环，所述环形管(11)上垂直设置有8个u型管(12)，环形管(11)
的两个环上各连通每个u形管(12)的一端，环形管(11)的两个环间通过管道连接，保证两个环间工质水平面一致。所述8个u型管(12)分布在环形管(11)的东南西北四侧以及东南、西南、东北西北四角的八个方位上。环形管(11)的环间通过管道连接，环间不产生高度差并通过通道相连，用来保证环形管(11)环间工质水的水平面一致，避免水不断蒸发流进一个环形管(11)间，导致另一环形管(11)因水蒸干而产生的传热恶化问题。
9.进一步的，热管(7)的蒸发段与冷却段相互垂直，热管(7)的工质为水，水在蒸发段内受热蒸发为水蒸气，水蒸气在冷却段被散热片所冷却为水，水受重力作用沿壁面流回蒸发段，所述的蒸发腔(5)内封装有相变材料，且与led灯芯片紧密贴合，将热量均匀的传递给热管(5)与散热器(9)进而可以对led灯的散热进行高效吸收。蒸发腔(5)内相变材料不做要求，可以为固体相变材料，也可以是液体相变材料。
10.进一步的散热器(9)为十字交叉型结构，布置于支撑板(6)的中心位置，散热器(9)四端通过螺钉(10)与支撑板(6)连接，被用于吸收蒸发腔(5)中的余热，为了避免整体太重，使用陶瓷材料制成的散热器(9)，加强散热，防止蒸发腔内的余热。
11.进一步的，所述大功率led灯设置有多组4
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4排列的led灯珠阵列，各组阵列之间通过并联连接，可以防止单个led灯珠(2)的损坏导致整个组熄灭。
12.进一步的，所述led灯芯片(4)与蒸发腔(5)之间空隙涂满导热硅脂，来提高其与蒸发腔的导热效果。
13.本实用新型中的散热装置的工作过程：
14.led灯组上的led灯珠阵列运行产生的热量，使靠近led灯珠(2)的led灯芯片(4)温度升高，因led灯芯片(4)之间涂有导热硅脂，将热量进一步传递给贴近led芯片(4)的蒸发腔(5)的一段，通过相变材料将热量进一步传递给蒸发腔(5)中的热管(7)下部的环形管(11)以及支撑板(6)。热管(7)中的工质水吸热蒸发为水蒸气，水蒸气流入u形管(12)中，通过其上的散热片(8)将水蒸气冷却为水，水沿壁面流回蒸发段，形成循环。支撑板(6)将热量传递给设置于其中心处的散热器(9)，通过散热器(9)吸收蒸发腔(5)的余热。
15.本实用新型的散热装置的有益效果：
16.本实用新型散热装置设置了新型热管结构，能加强大功率led灯的散热，增加了工质在热管(7)中的循环速率，提高了热管的散热上限，进而可以保证大功率led灯长时间安全运行，并且保证。
17.本实用新型大功率led灯的蒸发腔(5)中相变材料占总体积的62％～66％，用于相变材料的相变过程，通过相变材料的相变过程高效且均匀的将热量传递给热管(7)与散热器(9)。
18.本实用新型采用重力热管的方式散热，工质水在环形管(11)区域和u型管(12)间自动来回循环，运行方便，更加节能。
19.本实用新型重力热管结构中，在蒸发腔中采用环形管(11)结构，增加热管(7)吸热面积，且环形管(11)上设置有8个u形管(12)，u形管(12)上嵌有大量散热片(8)，可以高效的冷却水蒸气，增加工质水的循环频率，提高装置的散热上限，进而提高led灯的运行时间以及可以适应更大功率的led灯，即300w以上的led灯。添加十字交叉型的散热器来进一步加强散热效果，可以更有效地保证led灯的安全运行和延长led灯的使用寿命。增强工质循环速率，多个u行管，增强散热极限，u型管(12)上有散热片(8)，u形管(12)的数量不影响散热
片(8)的安装，同时不影响主动散热的来风，不影响强制对流作用。
附图说明
20.图1为大功率led灯用热管散热装置一种实施例的剖视结构示意图。
21.图2为大功率led灯用热管散热装置一种实施例的俯视结构示意图。
22.图3为大功率led灯用热管散热装置一种实施例的立体结构示意图。
23.图4为大功率led灯用热管散热装置一种实施例的热管的三维结构示意图。
24.图中：1-灯罩、2-led灯珠、3-壳体、4-led灯芯片、5-蒸发腔、6-支撑板、7-热管、8-散热片、9-散热器、10-螺钉、11-环形管、12-u形管。
具体实施方式
25.下面结合实施例以及附图进一步对本实用新型所描述的大功率led灯新型热管散热装置详细说明，但本实用新型的应用方式不限于此。
26.实施例
27.如图1所示，灯罩(1)固定于壳体(3)底端，led灯珠(2)设置于灯罩(1)顶部，led灯珠(2)上设置有led灯芯片(4)，led灯芯片(4)上端与蒸发腔(5)紧密贴合，蒸发腔(5)上设置有支撑板(6)，支撑板(6)上端中心处通过螺钉(10)固定散热器(9)，热管(7)部分固定于蒸发腔(5)中，且穿过支撑板(6)，热管(7)具有多个u形管(12)，热管上部各u形管(12)中嵌入有若干个散热片(8)上。
28.本实施例中led灯具有三个3
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3的led灯珠阵列，led灯珠阵列之间并联，以防止单个led灯珠(2)的损坏导致整个led灯熄灭。根据实际功率及应用场景的需求，可以采用不同数量的led灯珠(2)阵列形成led灯。
29.led灯芯片(4)与蒸发腔(5)之空隙涂满导热硅脂。所述led灯珠阵列总功率在150～300w间，led灯总功率300w以上。
30.如图2所示，散热器9的四角均设置有螺钉10，散热器9为十字交叉的结构。所述的散热器布置于支撑板(6)的中心位置，通过螺钉(10)与支撑板(6)连接，被用于吸收蒸发腔(5)中的余热。
31.如图4所示，环形管(11)为两个大小不一致且中心在同一水平面的环构成，一个在外侧，一个在内侧，环形管(11)在其东南西北以及东南、西南、东北和西北这八个方位上均连接有u形管(12)，u形管(12)与环形管(11)的内外环连通，内外环间设置有通道，实现内外环之间的连通，且二者水平高度一致。
32.8个u形管12上均布置有相同数目的散热片(8)(片状或环状、螺旋状等)。热管(7)上设置有众多散热片(8)，且散热片(8)与散热器(9)材质为陶瓷材质。所述散热片(8)采用片状、环状或螺旋状等，所述环形管(11)的环可为圆环、方环、六边形环等多种形状。
33.所述的蒸发腔(5)中填充有相变材料，热管(7)的工质为水。
34.蒸发腔(5)中充装有相变材料，相变材料占蒸发腔(5)总体积的62％～66％。蒸发腔(5)中固定的环形管(11)结构，可以增加热管(7)吸热面积，并且环形管(11)上设置有8个u形管(12)，u形管(12)上嵌有大量散热片(8)，可以高效的冷却水蒸气，增加循环频率，进而提高led灯的运行时间。
35.led灯组上的led灯珠阵列运行产生的热量，通过led灯芯片(4)传递给其紧贴蒸发腔(5)的一端，蒸发腔(5)通过相变材料将热量传递给热管(7)和支撑板(6)，热管(7)中的工质水吸热蒸发成水蒸气流进u形管(12)中，u形管(12)上嵌有的散热片(8)可以将水蒸气冷却为水，水受重力作用沿壁面流回环形管(11)，u形管(12)通过其上的散热片(8)将水蒸气冷却为水，水沿壁面流回蒸发段，形成循环。支撑板(6)将热量传递给设置于其中心处的散热器(9)，通过散热器(9)吸收蒸发腔(5)的余热。
36.上述为本实用新型的较佳的实施方式，本实用新型的实施方式不受所述的实施方式的限制，其它的任何未背离此实用新型的精神实质与原理所做出的改变、修饰、替换、组合、简化均为等效的替换方式，都包含在此实用新型的保护范围中。
37.本实用新型未述及之处适用于现有技术。