本發(fā)明涉及煤礦井下所使用的礦用隔爆型照明燈，具體涉及一種水冷礦用隔爆型led照明燈及其散熱方法。

背景技術(shù)：

1、礦用隔爆型led照明燈(也稱礦用防爆燈)廣泛應(yīng)用于煤礦井下的通行巷道、通風(fēng)巷道、采煤工作面、井下倉庫、車場等具有可燃性氣體和粉塵存在場所，是煤礦井下重要照明設(shè)備。從外形結(jié)構(gòu)上常采用長條直形型式或圓形型式，安裝于煤礦井下各場所進(jìn)行長期照明。

2、目前，led光源由于具有亮度高、節(jié)能省電的優(yōu)勢已普遍用于礦用照明燈具上，隨著礦井對照明亮度的要求，大功率led的使用已是常態(tài)。由于led光源由電能轉(zhuǎn)換成光能的過程中會產(chǎn)生較大的熱量，燈具的功率越大產(chǎn)生的熱量越高，必須采取散熱降溫措施來保證燈具的正常工作和使用壽命。

3、在現(xiàn)行燈具散熱技術(shù)中，一般是通過光源被貼敷安裝在一鋁合金散熱器上，通過熱傳導(dǎo)和熱輻射的方式進(jìn)行散熱。由于礦用隔爆型led照明燈具的特殊復(fù)雜結(jié)構(gòu)使燈具呈密閉狀態(tài)，其內(nèi)部電源電路、電子驅(qū)動器、尤其led光源產(chǎn)生熱量不易導(dǎo)出嚴(yán)重影響了燈具的散熱效果。

4、另外，因煤礦礦井下屬特殊的高溫、高濕、高煤塵和高易燃?xì)怏w的工作環(huán)境，防爆燈具自初裝后，會一直處于不間斷提供高功率照明長期持續(xù)點(diǎn)亮的狀態(tài)?，F(xiàn)有礦用隔爆型led照明燈具處于運(yùn)行狀態(tài)時燈具表面溫度最高可達(dá)85℃-95℃之間，大功率的燈具甚至超過100℃，長時間高功率照明使燈具積聚大量的熱，當(dāng)燈具超過80℃溫度值時若得不到及時散熱降溫會使防爆燈內(nèi)部光源驅(qū)動電路迅速老化，使led光源造成嚴(yán)重光衰，大大影響燈具使用壽命。

5、在已公開的專利技術(shù)文獻(xiàn)中：cn?221324414?u一種散熱的led燈；cn?221279331?u一種帶有筒型散熱器的led防爆燈，在這些文獻(xiàn)中所涉及的燈具散熱技術(shù)仍然采用金屬制成的散熱部件經(jīng)熱傳導(dǎo)或熱輻射的散熱原理進(jìn)行散熱降溫的傳統(tǒng)的結(jié)構(gòu)，散熱效果欠佳，尤其滿足不了大功率led光源對散熱降溫的要求。而在公開號cn?210831634?u專利文獻(xiàn)中公開了一種水冷防爆燈，其特征在于；玻璃罩的內(nèi)底面和燈罩的外底面之間注有少量的冷卻水，采用水受熱變成水蒸汽冷卻后并形成冷凝水下落對燈具進(jìn)行冷卻。此專利文獻(xiàn)雖然提出了水冷技術(shù)在防爆燈具上的應(yīng)用，但由于受國標(biāo)要求防爆結(jié)構(gòu)的局限實(shí)際生產(chǎn)中此技術(shù)應(yīng)用實(shí)現(xiàn)較困難，仍然不能從根本上解決燈具的散熱。

技術(shù)實(shí)現(xiàn)思路

1、本發(fā)明的目的是針對上述礦用隔爆型led照明燈存在的散熱降溫效果較差，致使led光源光衰嚴(yán)重、燈具使用壽命低的問題，本發(fā)明提供一種從燈具散熱系統(tǒng)等結(jié)構(gòu)上設(shè)計(jì)優(yōu)化，成為具備熱傳導(dǎo)、熱輻射、和熱對流完整熱交換散熱原理的水冷礦用隔爆型led照明燈，從而有效解決燈具散熱降溫的技術(shù)難題。

2、本發(fā)明通過以下技術(shù)方案予以實(shí)現(xiàn)：水冷礦用隔爆型led照明燈，所述的整體結(jié)構(gòu)采用直形水平型式和現(xiàn)行成熟的隔爆結(jié)構(gòu)，其特征包括接線腔、驅(qū)動腔、接線殼、驅(qū)動殼、led光源、散熱體、玻璃罩、防護(hù)罩、導(dǎo)熱板、右座殼、微型熱管、儲熱器、散熱殼、拉桿螺釘?shù)冉M成。接線腔與驅(qū)動腔組成燈具的隔爆腔，并與各部件裝配一體成為封閉的隔爆結(jié)構(gòu)型式的水冷礦用隔爆型led照明燈。

3、所述的接線腔包括接線殼體、壓緊線嘴、密封膠圈等，電源線纜、接線端子等安裝于接線殼體腔內(nèi)；所述驅(qū)動腔由驅(qū)動殼和組裝在內(nèi)的電子驅(qū)動器、導(dǎo)電插頭、驅(qū)動器座板等組成。

4、所述的玻璃罩一端裝于右座殼止口內(nèi)，另一端與燈具驅(qū)動腔殼固定形成燈具的封閉隔爆結(jié)構(gòu)，防護(hù)罩置于玻璃罩外。條狀的led照明光源安裝在光源腔內(nèi)的散熱體上，散熱體由鋁合金材料制成，其外部均勻設(shè)置多條散熱翅，其內(nèi)部制成中空的水道形狀，散熱體的左端上部設(shè)置注水塞以便于在散熱體內(nèi)部注入冷卻水后進(jìn)行封堵防漏，導(dǎo)熱板也安裝在散熱體左端面上，散熱體右端設(shè)置一與右端殼螺紋連接的內(nèi)螺紋，與右座殼中心的外螺紋孔連接后緊固；

5、所述的儲熱器其內(nèi)部為蜂窩狀結(jié)構(gòu)并填充適量的相變材料石蠟，石蠟在相變過程中能夠吸收和釋放大量潛熱，有效儲存和釋放熱量。石蠟的相變溫度范圍50-60℃之間，這與礦用防爆燈的工作溫度相匹配，能夠有效控制燈具溫度。儲熱器外殼為鋁合金材質(zhì)，與散熱體右端面螺栓連接固定形成內(nèi)部中空的冷卻腔，儲熱器上分別設(shè)置有上導(dǎo)流槽和下導(dǎo)流槽；

6、所述的微型熱管置于水道內(nèi)，其作用是熱量能夠高效傳導(dǎo)至相變材料儲熱器，微型熱管采用銅質(zhì)材料制成，外徑為3mm，其內(nèi)壁具有毛細(xì)結(jié)構(gòu)，內(nèi)部充注適量的工作液體。一端與內(nèi)部填充相變材料石蠟的儲熱器連接。

7、所述的散熱殼與右座殼螺紋連接組裝后形成內(nèi)部中空的散熱腔，散熱殼右端面上布置多條散熱翅。使用所述拉桿螺釘把右座殼、散熱殼和裝配在右座殼上的玻璃罩一起與驅(qū)動殼組裝連接固定，防護(hù)罩置于玻璃罩外，本發(fā)明水冷礦用隔爆型led照明燈的散熱系統(tǒng)結(jié)構(gòu)形成。

8、一種水冷礦用隔爆型led照明燈的散熱方法，應(yīng)用于上述所述的水冷礦用隔爆型led照明燈，包括：

9、一方面，所述水冷礦用隔爆型led照明燈隔爆腔的接線殼、驅(qū)動殼、右座殼、散熱殼、導(dǎo)熱板、散熱體、儲熱器等部件由鋁合金材料制成，這些零部件經(jīng)熱傳導(dǎo)吸收來自led光源、驅(qū)動腔、接線腔等部件內(nèi)的部分熱量后會以熱輻射的方式散熱至外部環(huán)境中，一部分熱會經(jīng)導(dǎo)熱板傳導(dǎo)至水冷散熱系統(tǒng)上對燈具進(jìn)行水冷散熱。

10、另一方面，所述由散熱體、導(dǎo)熱板、冷卻腔、微型熱管、儲熱器、散熱腔等組成led照明燈的水冷散熱系統(tǒng)，使用前由散熱體的注水孔處注入適量冷卻水，優(yōu)選的冷卻水選擇去離子水或?qū)Ｓ梅纼鲆旱壤鋮s效果優(yōu)良且具有防腐防垢功能的水溶液。

11、鋁合金材質(zhì)的散熱體吸收led光源和驅(qū)動腔內(nèi)的熱量，散熱體的中空水道內(nèi)冷卻水受熱后溫度升高則水的密度減小，經(jīng)水道進(jìn)入冷卻腔，密度減小后的熱水會向上浮升，再經(jīng)設(shè)置在儲熱器上的上導(dǎo)流槽進(jìn)入散熱腔內(nèi)。所述散熱腔內(nèi)的熱水被充分散熱后冷卻，溫度降低，水的密度變大，降溫冷凝后的冷卻水再沿儲熱器上的下導(dǎo)流槽返回至冷卻腔內(nèi)，即形成無動力水循環(huán)對燈具進(jìn)行水冷散熱。所述散熱體水道、冷卻腔和散熱腔三個腔體容積逐級增大，其目的是會使吸熱后的冷卻水逐級散熱降溫形成溫差，即散熱體水道內(nèi)水溫最高，冷卻腔內(nèi)水溫次之，散熱腔內(nèi)的水溫最低。

12、再一方面，采用了由微型熱管與儲熱器相結(jié)合的散熱結(jié)構(gòu)，一部分熱經(jīng)微型熱管吸收并傳遞至儲熱器，儲熱器內(nèi)為填充率為95％，相變溫度為50-60℃的相變材料石蠟，可有效吸熱、儲存熱量，經(jīng)鋁合金材質(zhì)的儲熱器外殼傳熱至散熱殼和散熱翅上對防爆燈具有效散熱。

13、本發(fā)明的有益效果在于：本發(fā)明通過把散熱體制成可容納冷卻水溶液的中空水道，與右座殼和散熱殼等組成可容納水的冷卻腔和散熱腔，并在散熱體左端面上設(shè)置導(dǎo)熱板把led照明燈具隔爆腔內(nèi)的熱量傳導(dǎo)至散熱體，同時采用微型熱管和相變材料儲熱器相結(jié)合的方式，實(shí)現(xiàn)了進(jìn)一步的高效散熱。接線殼、驅(qū)動殼、導(dǎo)熱板、冷卻腔、隔板、散熱腔等金屬殼類零件也同時具有吸收燈具熱量后進(jìn)行導(dǎo)熱散熱的作用。本發(fā)明采用這種熱傳導(dǎo)、熱輻射和熱對流循環(huán)多散熱形式的集中實(shí)現(xiàn)所形成燈具的水冷散熱系統(tǒng)，與現(xiàn)有礦用隔爆型led照明燈相同功率、相同使用環(huán)境情況下相比較發(fā)現(xiàn)，本發(fā)明燈具表面溫度降至65℃以下，切實(shí)解決燈具散熱難題，達(dá)到提高燈具使用壽命的目的。