[發明專利]帶盲管熱端的玻璃熱管LED燈具

無效

• 申請號: 201410042406.6
• 申請日: 2014-01-28
• 公開（公告）號: CN103759159A
• 公開（公告）日: 2014-04-30
• 發明（設計）人: 施國樑
• 申請（專利權）人: 海寧伊滿閣太陽能科技有限公司
• 主分類號: F21S2/00
• 分類號: F21S2/00;F21V29/00;H05B37/02;F21Y101/02
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技術領域

?本發明涉及帶盲管熱端的玻璃熱管LED燈具。LED是激光發光兩極管的英語簡稱，可以看作是本技術領域公認的專業術語。

背景技術

采用重力熱管的LED燈具，其大致結構應該為熱管下面的熱端傳熱連接若干個LED。熱管在這里起的主要作用應該是實現熱流密度變換和散熱。有關的熱流密度變換為大致從約0.5瓦/平方厘米變換為約0.06瓦/平方厘米。

考察現有的LED燈具，對于其中的一個長*寬為5*7毫米、總功率0.6瓦、光效21%的LED并且除發光以外的能量全部通過表面傳導進入環境、LED全部表面積取1厘米2（0.5*0.7*2+0.1.25*（7+5+7+5）），其散熱負荷的熱流密度為0.6*（1-0.21）/1=0.?474瓦/厘米2。如果不采用散熱器，LED的表面溫度會超過100℃。

又，對于一個散熱負荷為10瓦的帶散熱器的LED，以其散熱器表面的散熱面積200平立方厘米計，則其散熱功率密度為0.?05瓦/厘米2。作為對照參考：太陽光曝射的峰值強度約為1千瓦/㎡合0.1瓦/厘米2。一個表面積170厘米2的25瓦白熾燈燈泡，由于玻璃泡殼對紅外線的阻擋和吸收作用，使得玻璃泡殼表面的溫度明顯上升。這里，取通過玻璃泡殼的散熱功率10瓦，則其通過玻璃泡殼傳導的散熱功率密度為10/170≈0.0588瓦/厘米2。

物體散熱功率與散熱表面溫升的計算公式為：

Q=K*ΔT*S…………???????????????????????????????????????????????

式1中Q為散熱功率，量綱為瓦；K為從玻璃熱管冷端表面到空氣的傳熱系數，量綱為瓦/（℃*㎡）；ΔT為空氣受熱的升溫，量綱為K或者℃；S為與空氣接觸的玻璃熱管冷端的面積，量綱為平方米。

將Q=10，K=23瓦/（℃*㎡），S=0.02㎡代入；得所述散熱模型的溫升ΔT≈21.74℃。當S=0.017㎡時得到溫升ΔT≈25.58℃。這里所有的散熱負荷都以幾乎平均的溫度通過與空氣換熱進入環境。實際上，傳熱系數K的數值還與表面狀態包括清潔狀態和發射率有關。

對于LED燈具，其從LED到空氣的散熱途徑遠比白熾燈復雜。將LED燈具散熱器表面相對環境溫度30℃的溫升值取21.74℃，并取LED與熱管熱端之間導熱材料的溫度降2℃、熱管熱端管壁的溫度降2℃、從熱管熱端到冷端兩相流換熱的溫度降忽略不計、熱管冷端管壁的溫度降1℃，則可知所述LED的表面溫度將達到30+21.74+1+2+2=56.74℃。鑒于LED的表面溫度隨環境溫度和其本身熱流密度變化而變化。當設定環境溫度的最高值為30℃、傳熱系數設定為23以及LED的最高溫度為64℃時，每瓦散熱功率需要的玻璃熱管冷端面積至少為15平方厘米；相應的熱流密度為0.0667瓦/厘米2。在此工況下，LED10萬小時的光衰可望低于20%；而現有少數劣質LED燈具僅僅一個夏季光衰就會達到50%以上。

中國專利2008200495178公開了一種大功率熱管LED照明裝置，包括有LED、基座、熱管，以及設置有散熱裝置，基座的一側設置有一個或者一個以上的LED，熱管的一端即熱端與所述的基座相連接、另一端即冷端與所述的散熱裝置相連接。熱管與基座之間直接焊接或者填充導熱硅脂而不用其他中間傳熱介質，熱阻相對較小，熱量傳遞效率高。具有結構簡單，散熱效果好，工作可靠的特點。但其采用基座傳熱連接LED需要設置電氣絕緣層實現電氣隔離；其在金屬熱管冷端配置散熱翅板作為與空氣的換熱界面，由于熱管冷端與散熱翅板之間也有溫度降，并且散熱翅板的表面溫度不均勻，因而增加了散熱環節和與空氣的換熱熱阻；散熱片產生成本并且不容易清潔；金屬熱管熱端與LED之間需要耐壓較高的絕緣層，絕緣層本身存在熱阻。LED表面因為熱流密度大，同樣的熱阻，溫度降會大許多。由于LED對溫度敏感，溫度超過65℃LED會較快衰退。因此，削減傳熱環節和減小傳熱環節的熱阻就具有重要意義。

發明內容

本發明的目的是要提供帶盲管熱端的玻璃熱管LED燈具。