本實(shí)用新型涉及LED燈具散熱領(lǐng)域，尤其涉及一種脈動(dòng)熱管式蜂窩散熱器的大功率LED燈。

背景技術(shù)：

作為新一代固態(tài)節(jié)能照明光源，LED以其體積小、耗電量低、使用壽命長(zhǎng)、環(huán)保等優(yōu)點(diǎn)，逐步運(yùn)用于廠房、道路、各類場(chǎng)館等重點(diǎn)照明場(chǎng)所。但是，隨著LED向高光強(qiáng)、高功率、高熱流密度方向發(fā)展，散熱問(wèn)題變得越來(lái)越突出。

目前市面上的LED燈大部分是采用翅片的傳統(tǒng)熱管的散熱方法，該方法存在以下缺點(diǎn)：

主流的平板翅片雖然具有較大的傳熱面積，但是翅片的表面對(duì)流系數(shù)并不高，使得翅片到大氣環(huán)境這個(gè)環(huán)節(jié)的熱阻比例很大。同時(shí)，使用傳統(tǒng)熱管存在諸多缺點(diǎn)：首先，傳熱熱管的最大傳輸功率比較小，一旦超過(guò)最大傳輸功率就熱管就會(huì)蒸干，加熱端溫度就會(huì)急劇升高，如果要獲得更大的功率，就需要使用直徑更粗的熱管，使得結(jié)構(gòu)笨重，外形也不美觀。其次，傳統(tǒng)熱管可靠性低，壽命短。傳統(tǒng)熱管強(qiáng)烈依賴高真空度。但是熱管長(zhǎng)期工作在高溫環(huán)境下，不可避免產(chǎn)生不凝性氣體，不凝性氣體的存在，極大的影響傳統(tǒng)熱管的正常工作，隨著時(shí)間推移，不凝氣體增多，熱管最終失效。最后，傳統(tǒng)熱管的狀態(tài)或擺放方式受重力的影響非常大，無(wú)論傳統(tǒng)熱管是何種類型，熱量都難以反重力方向傳輸，或者只能在極小的距離傳輸極小的功率，因此，一旦反重力傳輸，傳統(tǒng)熱管就喪失了意義。目前采用傳統(tǒng)熱管搭配散熱片的方法，往往使得燈珠溫度偏高，從致導(dǎo)致LED燈光衰強(qiáng)，壽命短，嚴(yán)重影響了LED的大范圍推廣使用。

技術(shù)實(shí)現(xiàn)要素：

為了克服現(xiàn)有技術(shù)的不足，本實(shí)用新型的目的在于提供一種脈動(dòng)熱管式蜂窩散熱器的大功率LED燈，其表面對(duì)流換熱系數(shù)大、熱流密度大、散熱效率高、使用壽命長(zhǎng)、可靠性好。

本實(shí)用新型的目的采用以下技術(shù)方案實(shí)現(xiàn)：

一種脈動(dòng)熱管式蜂窩散熱器的大功率LED燈，其包括LED芯片、脈動(dòng)熱管組件、蜂窩散熱片、基板、充裝管，所述脈動(dòng)熱管組件插接在蜂窩散熱片里組成散熱組件，該散熱組件固定在基板上側(cè)，所述脈動(dòng)熱管組件為封閉回路；所述充裝管與所述封閉回路連通以向所述封閉回路中充入流動(dòng)性工作介質(zhì)；所述基板的下側(cè)安裝有LED芯片。

優(yōu)選地，所述脈動(dòng)熱管組件包括多組脈動(dòng)單元，每組脈動(dòng)單元均設(shè)有單元入口和單元出口，在前的脈動(dòng)單元的單元出口與其相鄰的在后的脈動(dòng)單元的單元入口通過(guò)脈動(dòng)單元間連接管段連接，最前一組脈動(dòng)單元的單元入口和最后一組脈動(dòng)單元的單元出口通過(guò)脈動(dòng)熱管首尾連接管段連接，所述充裝管連接于該脈動(dòng)熱管首尾連接管段上。

優(yōu)選地，所述脈動(dòng)單元為螺旋或蛇形結(jié)構(gòu)。

優(yōu)選地，所述脈動(dòng)單元均包括多個(gè)第一U型管，每個(gè)第一U型管均設(shè)有管入口和管出口，在前的第一U型管的管入口與其相鄰的在后的第一U型管的管出口通過(guò)第二U型管連接，且最前的第一U型管的管入口和最后的第一U型管的管出口分別形成了對(duì)應(yīng)的一組脈動(dòng)單元的單元入口和單元出口。

優(yōu)選地，所述第一U型管包括兩個(gè)豎直管段以及連接兩個(gè)豎直管段的弧形管段，所述兩個(gè)豎直管段插接于蜂窩散熱片中，所述弧形管段嵌入基板上側(cè)設(shè)有的凹槽中。

優(yōu)選地，所述第二U型管為剛性管段或柔性管段。

優(yōu)選地，所述基板底部安裝有透鏡和燈罩；所述LED芯片位于透鏡內(nèi)，所述透鏡位于燈罩內(nèi)；所述基板上側(cè)通過(guò)連接螺栓與六角鋁柱固定連接，所述六角鋁柱頂部通過(guò)連接螺栓與過(guò)渡板固定連接，所述過(guò)渡板上固定有一電源殼體，該電源殼體內(nèi)安裝有電源，所述電源殼體頂部固定有吊環(huán)，所述蜂窩散熱器安裝在基板和過(guò)渡板之間。

優(yōu)選地，所述工作介質(zhì)為超純水、無(wú)水乙醇、氟利昂和丙酮中的一種。

相比現(xiàn)有技術(shù)，本實(shí)用新型的有益效果至少如下：

(1)結(jié)合脈動(dòng)熱管的運(yùn)行特點(diǎn)，通過(guò)工作介質(zhì)在脈動(dòng)熱管內(nèi)的往復(fù)振蕩，快速把燈珠的熱量散發(fā)到大氣環(huán)境中。脈動(dòng)熱管傳熱熱流密度大，提升傳散熱綜合效率，相較傳統(tǒng)熱管運(yùn)行穩(wěn)定性好，可靠性高。能長(zhǎng)時(shí)間工作在高溫的環(huán)境中，即使產(chǎn)生了不凝性氣體也可通過(guò)脈動(dòng)熱管特有的回路結(jié)構(gòu)調(diào)節(jié)氣液平衡，不會(huì)影響脈動(dòng)熱管的連續(xù)工作。

(2)脈動(dòng)熱管工作依靠的是內(nèi)部氣塞與液塞在加熱與冷卻的過(guò)程中形成的壓力差以及表面張力，重力只是一個(gè)輔助作用力。因此，脈動(dòng)熱管式蜂窩散熱器大功率LED燈在應(yīng)用時(shí)，即使存在較大的傾斜角度，仍然能夠保證連續(xù)傳熱，使LED燈穩(wěn)定的運(yùn)行，這一工作特性，特別適合于逆重力方向傳輸熱量的場(chǎng)合。

(3)蜂窩散熱片，通過(guò)其特有結(jié)構(gòu)有效降低耗材使用量，減重和減少體積的同時(shí)大幅度增加了散熱片面積，空氣在蜂窩狀豎直通道內(nèi)形成的自然對(duì)流更容易發(fā)展成湍流，提升自然對(duì)流換熱效率。因此，同等散熱功率需求下，減小了散熱片體積及重量；反之，相同的散熱體積下，可以匹配更大功率的LED燈珠。從整燈效果上看，結(jié)構(gòu)緊湊，減輕重量、外觀協(xié)調(diào)。

附圖說(shuō)明

圖1為本實(shí)用新型脈動(dòng)熱管式蜂窩散熱器的大功率LED燈的整體結(jié)構(gòu)圖；

圖2是本實(shí)用新型蜂窩散熱片的結(jié)構(gòu)示意圖；

圖3是本實(shí)用新型脈動(dòng)熱管組件的結(jié)構(gòu)示意圖；

圖4是本實(shí)用新型蜂窩散熱片的俯視圖。

附圖標(biāo)記：100、燈罩；200、透鏡；300、LED芯片；400、電源；500、吊環(huán)；600、第一U型管；610、豎直管段；620、第二U型管；630、脈動(dòng)單元間連接管段；640、脈動(dòng)熱管首尾連接管段；650、充裝管；700、蜂窩散熱片；800、基板；810、連接螺栓；820、六角鋁柱；900、過(guò)渡板；1000、電源殼體。

具體實(shí)施方式

下面，結(jié)合附圖以及具體實(shí)施方式，對(duì)本實(shí)用新型做進(jìn)一步描述：

請(qǐng)參見(jiàn)圖1至圖4，本實(shí)用新型涉及一種脈動(dòng)熱管式蜂窩散熱器的LED燈，包括LED芯片300、脈動(dòng)熱管組件、蜂窩散熱片700、基板800、充裝管650，該脈動(dòng)熱管組件插接在蜂窩散熱片700里組成散熱組件，該散熱組件固定在基板800上側(cè)，該脈動(dòng)熱管組件為封閉回路；充裝管650與該封閉回路連通以向該封閉回路中充入流動(dòng)性工作介質(zhì)；該基板800的下側(cè)安裝有LED芯片300。在本實(shí)施中，該基板800為鋁合金底板，蜂窩散熱片700采用鋁質(zhì)材料制成，該工作介質(zhì)為超純水、無(wú)水乙醇、常用氟利昂和丙酮的常溫?zé)峁芄べ|(zhì)的其中一種；超純水為電阻率達(dá)到18MΩ*cm(25℃)的水。

為了達(dá)到更好的技術(shù)效果，在本實(shí)施例中，脈動(dòng)熱管組件包括多組脈動(dòng)單元，每組脈動(dòng)單元均設(shè)有單元入口和單元出口，在前的脈動(dòng)單元的單元出口與其相鄰的在后的脈動(dòng)單元的單元入口通過(guò)脈動(dòng)單元間連接管段630連接，最前一組脈動(dòng)單元的單元入口和最后一組脈動(dòng)單元的單元出口通過(guò)脈動(dòng)熱管首尾連接管段640連接，充裝管650連接于該脈動(dòng)熱管首尾連接管段640上。在本實(shí)施例中，該脈動(dòng)單元為螺旋或蛇形結(jié)構(gòu)。

為了達(dá)到更好的技術(shù)效果，在本實(shí)施例中，脈動(dòng)單元均包括多個(gè)第一U型管600，每個(gè)第一U型管均設(shè)有管入口和管出口，在前的第一U型管600的管入口與其相鄰的在后的第一U型管600的管出口通過(guò)第二U型管620連接，且最前的第一U型管600的管入口和最后的第一U型管600的管出口分別形成了對(duì)應(yīng)的一組脈動(dòng)單元的單元入口和單元出口。在本實(shí)施例中，該第二U型管620為剛性管段或柔性管段。

為了達(dá)到更好的技術(shù)效果，在本實(shí)施例中，第一U型管600包括兩個(gè)豎直管段610以及連接兩個(gè)豎直管段的弧形管段，所述兩個(gè)豎直管段插接于蜂窩散熱器中，所述弧形管段嵌入基板上側(cè)設(shè)有的凹槽中。在本實(shí)施例中，每一組里的第一U型管數(shù)量為6個(gè)。

為了達(dá)到更好的技術(shù)效果，在本實(shí)施例中，基板800底部安裝有透鏡200和燈罩100；LED芯片300位于透鏡200內(nèi)，透鏡200位于燈罩100內(nèi)；基板800上側(cè)通過(guò)連接螺栓810與六角鋁柱820固定連接，六角鋁柱820頂部通過(guò)連接螺栓810與過(guò)渡板900固定連接，該過(guò)渡板上固定有一電源殼體1000，該電源殼體1000內(nèi)安裝有電源400，電源殼體1000頂部固定有吊環(huán)500，蜂窩散熱片700安裝在基板800和過(guò)渡板900之間。電源400固定在過(guò)渡板900的上面，確保電源與蜂窩散熱器形成約30mm的距離，以便于減小空氣自然對(duì)流的流動(dòng)阻力，及時(shí)的把熱量帶走；使用吊環(huán)500方便裝置掛起。

本實(shí)用新型脈動(dòng)熱管組件的工作原理為：

LED芯片在工作過(guò)程中產(chǎn)生熱量，熱量通過(guò)LED熱沉傳遞至基板，基板將熱量傳遞至U型脈動(dòng)熱管組件；基板將熱量傳遞至脈動(dòng)熱管組件的底部；對(duì)脈動(dòng)熱管組件內(nèi)抽真空，向脈動(dòng)熱管組件充入工作介質(zhì)時(shí)，充入工作介質(zhì)的比例為脈動(dòng)熱管組件總?cè)莘e的90％；脈動(dòng)熱管組件內(nèi)部由于表面張力的原因，內(nèi)腔形成串聯(lián)的、隨機(jī)分布的、相間的氣塞與液塞。脈動(dòng)熱管組件底部受熱后，工作介質(zhì)開(kāi)始由飽和液態(tài)汽化成飽和蒸汽，隨著熱量的不斷輸入，脈動(dòng)熱管組件底部?jī)?nèi)部飽和壓力不斷上升，汽塞不斷膨脹，造成脈動(dòng)熱管組件底部的壓力大于脈動(dòng)熱管組件頂部的壓力，以此壓力差作為驅(qū)動(dòng)力，推動(dòng)隨機(jī)的氣塞與液塞上行。在上升的過(guò)程中，熱量不斷地從蜂窩型散熱片700散出去，飽和蒸汽在沿程進(jìn)行潛熱傳遞(次要的，約占總傳熱量的30％以下，飽和液體在沿程進(jìn)行顯熱傳遞(主要的，約占總傳熱量的70％以上)。空氣在蜂窩型散熱器正6邊形通道形成強(qiáng)烈的自然對(duì)流擾動(dòng)，即“煙囪效應(yīng)”。脈動(dòng)熱管組件底部的氣塞經(jīng)過(guò)膨脹后其內(nèi)部的壓力也在不斷減小，頂部飽和蒸汽在上升冷卻冷凝的過(guò)程中壓力也在不斷逐漸減小并不斷收縮，冷凝液量不斷增多，冷凝液的量累積到一定程度后，垂直方向，表面張力與重力(輔助作用)合力大于內(nèi)部的飽和壓力時(shí)，推動(dòng)隨機(jī)分布的汽塞與液塞下行，完成從熱沉到大氣環(huán)境一個(gè)周期的熱量輸運(yùn)；脈動(dòng)熱管組件內(nèi)氣塞與液塞在脈動(dòng)熱管組件內(nèi)部膨脹、收縮、來(lái)回往復(fù)的振蕩，在振蕩的過(guò)程中把熱量通過(guò)蜂窩散熱器最終散至大氣環(huán)境中。

對(duì)本領(lǐng)域的技術(shù)人員來(lái)說(shuō)，可根據(jù)以上描述的技術(shù)方案以及構(gòu)思，做出其它各種相應(yīng)的改變以及形變，而所有的這些改變以及形變都應(yīng)該屬于本實(shí)用新型權(quán)利要求的保護(hù)范圍之內(nèi)。