[实用新型]悬挂式单体空心柱式热管LED散热器

说明书

技术领域

本实用新型属于LED散热器领域，尤其涉及一种悬挂式单体空心柱式热管LED散热器。 

背景技术

LED节能灯与白炽钨丝灯泡及荧光灯等传统光源相比，其最吸引世界目光的就是节能、环保、耐用的特性，与白炽灯相比，白光LED节能灯可节电80%～90%、与荧光灯相比可节省50%的电能；寿命可达8～10万小时，是白炽灯的20～30倍，是荧光灯的10倍。 

目前，高亮度白光LED在实验室中已经达100lm/W 的水平，50lm/W 的大功率白光LED 也已进入商业化。对大于1W 级的大功率LED 而言，目前的电光转换效率约为15%，剩余的85%转化为热能，而芯片尺寸仅为1mm×1mm～2.5mm×2.5mm，意即芯片的热流密度很大。对于大功率LED节能灯，其芯片结构的热流密度中甚至可达到1W/mm2量级，而研究表明，当温度超过一定值，LED结点温度每上升2℃，可靠性下降10%。因此，大功率LED 节能灯面临着严重的散热问题。 

当前，LED节能灯散热技术主要有：a）利用热传导的不同散热器设计；b）采用普通热管来达到散热；c）合成微喷技术；d）热电制冷散热技术；e）微射流装置。但是只有方式a）应用到实际产品中，后面的四种方式均处于理论探讨阶段。可见，大功率LED节能灯的散热问题亟待解决，这是大功率LED节能灯大规模商业化面临的最大技术障碍。 

而且，热管散热由于其结构、费用和设计的复杂性，现在只应用到一些电脑等微型电子产品当中，而在大功率LED灯中的应用并没有广泛的出现。 

关于热管散热技术中的热管又称“热超导管”，首先由美国俄亥俄州通用发动机公司的R. S. Gaugler于1944年在美国专利（No. 2350348）中提出，1965年Cotter首次提出了较完整的热管理论，奠定了热管研究的理论基础，也成为热管性能分析和热管设计的依据。典型的热管由管壳、吸液芯和端盖组成，其基本工作原理为液体工质在蒸发段被热流加热蒸发，其蒸汽经过绝热段流向冷凝段，在冷凝段蒸汽被管外冷流体冷却放出潜热，凝结为液体，积聚在散热段吸液芯中的凝结液借助吸液芯的毛细力作用，返回到蒸发段再吸热蒸发。热管工作时具有以下特征： 

1.轴向传热量大； 

2.轴向和径向的温度梯度都很小； 

3.轴向导热量和对流相比可略去不计。

热管是通过相变潜热来传递热量，其导热性能很高。由于热管技术具有极高的导热性、优良的等温性、热流密度可变性、热流方向可逆性、恒温性、环境的适应性等优良特点，可以满足电子设备对散热装置紧凑、可靠控制灵活、高散热效率、不需要维修的要求。热管技术在航空航天及核工业等领域起着重要作用。 

实用新型内容

本实用新型设计了一种悬挂式单体空心柱式热管LED散热器，其解决现有LED热管散热设备复杂和造价高等不利因素和普通散热器的体积大耗费材料等弊病，设计制造简单的单体空心柱式热管，提高其实用性和可靠性，有效地将热管散热技术应用到大功率LED灯中，有效解决LED灯的散热问题。 

为了解决上述存在的技术问题，本实用新型采用了以下方案： 

一种悬挂式单体空心柱式热管LED散热器，其特征在于：包括散热器（2），设置在所述散热器（2）上方的底座（1），设置在所述散热器（2）下方的聚光罩（3）和罩在所述聚光罩（3）外部的灯罩（4），灯芯设置在所述聚光罩（3）的内部。

所述散热器（2）包括空心圆柱热管（23），设置在所述空心圆柱热管（23）上方的散热翅片（22）和设置在所述空心圆柱热管（23）底部的热枕（21）。 

所述空心圆柱热管（23）由多个热管整合形成，所述热管内部为真空状态。 

所述空心圆柱热管（23）的周围设置有边缘沟槽（24），所述空心圆柱热管（23）的内壁上刻有用于冷凝液回流的微细沟槽。 

在所述空心圆柱热管（23）与所述灯芯接触的面上设有半径大于圆柱内壁的空心圆形。 

将多个热管整合为一个单一的空心的圆柱体，在热管内部抽出一定的真空度，并根据散热的需要充注一定量的水或者其他流体。在空心圆柱热管的内壁上刻有微细沟槽，有利于上端冷凝液体的回流。在空心圆柱热管与灯芯接触的面挖有半径大于圆柱内壁的空心，以有效增大接触面积，使热量及时有效传导，被水吸收蒸发。在散热器的顶端安装有散热片，可以有效的增强热管冷凝端的冷凝效果，并可以节省散热片的布置数量，节省材料。空心圆柱热管壁在满足强度的基础上采用薄壁结构，可以有效降低传热热阻，使热量尽快传导至散热片，增大传热效果。