[发明专利]朝地面方向照射的大功率“组合封装的LED芯片灯”的水冷散热装置

说明书

技术领域

本发明涉及一种采用水冷的办法对朝地面方向照射的LED灯的大功率或超大功率(大于100W)“组合封装的LED芯片灯”进行散热的装置。它适用于道路、体育场、广场等照明用LED灯。 

背景技术

根据国家要求采用LED这种高效率、低耗能、寿命长的灯具取代原热光源灯和节能灯已是必然趋势，大功率的LED灯具多用于道路照明上，部份道路开始装用了LED灯具。现在道路上使用最多的LED路灯多是采用功率1wa左右的LED芯片分组串连成100W左右的组合灯片，装在通用的条栅型拉伸铝基板上，采用自然通风散热的方式，装在10米以下路灯杆上进行使用。它的散热体面积大约宽300mm长600mm、重量4到5公斤，光通量约10000lm、地面照度20-30lex，能够满足使用要求技术比较成熟。但是它的体积大发光点分散，对于有些使用环境很不方便。为了解决单个LED芯片组装灯的发光点分散问题，“组合封装的LED芯片灯”得到广泛应用，它的发光点非常集中，比如100W“组合封装的LED芯片灯”的发光面积也只有23mm×23mm是散装100W灯发光面积的三百分之一。由于LED芯片在工作过程中的发热需要快速散去，保持在摄氏60度以下的工作环境才能安全高效率的工作。“组合封装的LED芯片灯”发热点非常集中，这也就要求有导热速度更快的介质把热传导出去再散出。现在采用铝合金散热基板的办法是加大散热基板与“组合封装的LED芯片灯”接触部位的基板体积提高热容量再传到散热片散出。或者采用更有效的导热管加散热片的办法解决它的散热问题，但是成本很高、工艺复杂。并且都存在散热基体部分的尺寸大、重量大的问题。 

发明内容

本发明的目的是要提供一种采用水冷的办法对朝地面方向照射的LED灯(如路灯、广场灯等)的大功率或超大功率(大于100W)LED灯用的“组合封装的LED芯片灯”进行散热的装置。它能够有效地解决此种大功率LED灯结构尺寸超大、超重和LED灯的芯片组合散热不均和散热效率低的问题。本发明解决此种大功率LED灯散热技术问题所采用的技术方案是： 

利用水的热传导性能，来完成对“组合封装的LED芯片灯”的散热。虽然水的本身在只有分子热传导情况下的热传导效应很小它的导热系数只有(0.5W/MK)，但在运动状态下水的热传 导效应则提高到上万倍，比金属铝的导热系数(235W/MK)高出很多。并且水的比热容(4.2×10*3J/ )比金属铝的比热容(0.88×10*3J/ )高出五倍。根据水的这种物理特性，再借助水在不同温度下的体积和比重的不同制造一个能使冷却水循环流动的机构对“组合封装的LED芯片灯”进行散热是非常实用的。但是需要制造能适应冷却用水在不同温度下体积变化的容器。配制冷却用水的温度在使用中不能达到沸点、在寒冷的季节不能结冰的冷却用水。以上三项问题在本发明的结构上得以了解决。