[發明專利]納米流體超導散熱器及其工作方法

無效

• 申請號: 201210587560.2
• 申請日: 2012-12-29
• 公開（公告）號: CN103047630A
• 公開（公告）日: 2013-04-17
• 發明（設計）人: 孫廣足
• 申請（專利權）人: 天津博能太陽能設備有限公司
• 主分類號: F21V29/00
• 分類號: F21V29/00;F21Y101/02
• 代理公司: 天津天麓律師事務所 12212
• 代理人: 王里歌

（一）技術領域：

本發明涉及一種LED散熱器及其工作方法，尤其是一種納米流體超導散熱器及其工作方法。

（二）背景技術：

鋁合金價格便宜，質量比較輕，因此，初期LED散熱器基本是采用鋁合金制成，但是功率越大，產熱越大。依靠增加鋁翅片數目，增加散熱面積，不僅增加成本、體積、重量，而且難以解決大功率LED散熱問題。

（三）發明內容：

本發明的目的在于提供一種納米流體超導散熱器及其工作方法，它能夠解決大功率LED的導熱慢，溫度高、體積大、重量大的問題，本發明利用納米流體復合相變快速熱傳導技術，解決導熱、散熱兩方面問題，達到降低LED溫度的目的。

本發明的技術方案：一種納米流體超導散熱器，其特征在于其特征在于它由真空腔體和置于真空腔體內的納米流體超導介質構成；所述真空腔體由腔體、底部蓋板及頂部蓋板構成；所述腔體的兩端分別與底部蓋板和頂部蓋板呈密封連接；所述腔體的外壁上連接散熱翅片；所述真空腔體上有超導介質抽真空接口。

所述腔體、底部蓋板及頂部蓋板通過螺絲桿和固定螺母連接。

所述螺絲桿插于固定孔中。

所述腔體分為上下兩部分，兩部分間通過對焊板連接。

所述底部蓋板上安裝集成LED光源及LED透鏡。

所述腔體的內壁上有密齒槽，密齒槽的深度為0.2-0.25mm，間距為0.1-0.15m。

所述納米流體超導介質在真空情況下的沸點低于LED的工作溫度；所述納米流體超導介質充滿于腔體密齒槽內，在真空腔體為汽化納米流體超導介質和納米流體超導介質。

所述真空腔體內的大氣壓為1.3×10^-1－1.3x10^-4?Pa。

所述腔體的外壁上安裝外接外接鋁翅片。

所述腔體的截面呈圓形或方形。

所述納米流體超導介質為將納米級顆粒和分散劑按比例同時放入高純度工質中，采用純的鹽酸或氫氧化鈉做pH?調節劑，然后進行超聲振動，使納米顆粒均勻穩定的分散在工質中。

所述納米流體超導介質為按體積比將1-3%納米級銅顆粒和0.5-1%分散劑十二烷基苯磺酸鈉(SDBS?,化學純,陰離子型)同時放入高純度蒸餾水中，采用純的鹽酸或氫氧化鈉調節pH?在8.5-9之間，然后進行超聲振動2小時制備而成；所述納米級銅顆粒為90-100納米銅顆粒。

所述納米流體超導介質為按體積比將3-5%納米級碳化硅顆粒和1-2%分散劑十二烷基苯磺酸鈉(SDBS?,化學純,陰離子型)同時放入高純度蒸餾水中，采用純的鹽酸或氫氧化鈉調節pH?在8.5-9之間，然后進行超聲振動2小時制備而成；所述納米級碳化硅顆粒為20-30納米碳化硅顆粒。

所述納米級顆粒通過氣相沉積法、化學還原法、機械球磨法或其它方法制備。

一種納米流體超導散熱器的工作方法，其特征在于它包括以下步驟：

（1）通過超導介質抽真空接口對真空腔體抽真空，使真空腔體的大氣壓在1.3×10^-1－1.3x10^-4?Pa的負壓；

（2）通過超導介質抽真空接口對真空腔體注入中適量的納米流體超導介質，使腔體內表面的吸液芯密齒槽中充滿納米流體超導介質；

（3）對超導介質抽真空接口加以密封，納米流體工作時，流體處于氣液兩相狀態，納米流體在真空情況下的沸點低于LED的工作溫度，散熱器正常工作。

本發明的工作原理：由于真空腔體內真空環境，真空腔體內的納米流體超導介質的沸點會比常壓下低很多，更易揮發。LED光源將熱量傳遞給真空腔體后，溫度上升納米流體超導介質受熱，汽化膨脹，吸收熱量，儲存潛能。納米流體膨脹后形成壓力差，納米流體超導介質在壓力差的作用下流向腔體頂部，納米流體超導介質在腔體頂部遇冷，液化，同時放出的熱量，釋放潛能。真空腔體上端吸收納米流體超導介質放出的熱量，腔體上部熱量上升，通過腔體外側散熱翅片以對流、傳導方式將熱量傳遞到空氣中，實現快速降低LED溫度的目的。真空腔體內表面采用密齒槽結構，液體通過密齒槽的槽道形成回流。液化的納米流體超導介質在重力的作用下，沿溝槽回流到腔體底部。

增加外接鋁翅片數目、尺寸，增加散熱面積，提高額定功率。