本发明专利技术提供了一种系统(1000)，该系统包括(i)发光体(200)和(ii)两相冷却装置(400)，其中两相冷却装置(400)具有装置壁(410)，其中装置壁(410)限定腔室(450)，其中装置壁(410)包括锥形部段(405)，该锥形部段(405)包括接触区域(406)，其中锥形部段(405)渐缩到接触区域(406)，其中发光体(200)热耦合到接触区域(406)，并且其中装置壁(410)在接触区域(406)处具有第一厚度d1，其中d1选自0.15mm
【技术实现步骤摘要】
【国外来华专利技术】包括发光材料和两相冷却装置的系统
[0001]本专利技术涉及一种包括发光体和两相冷却装置的系统。本专利技术还涉及一种包括该系统的光产生系统。
技术介绍
[0002]包括发光体和两相冷却装置的系统在本领域中是已知的。例如，US2013049041A1描述了一种并入有源光学元件的导热性和相变传热机构。有源光学元件的示例包括用于发射光的各种磷光体材料、各种电驱动的光发射器和响应于光而产生电流或电信号的各种装置。导热性和相变传热机构的导热性和在蒸发与冷凝之间的相变在操作期间冷却有源光学元件。有源光学元件的至少一部分暴露于传热机构的蒸汽密封腔室内的工作流体。该传热机构包括至少部分透光的构件，以允许去往或来自有源光学元件的光的通过，并且相对于被包含在腔室内的蒸汽，密封传热机构的腔室。
技术实现思路
[0003]当需要高功率并且产生大量热量时，诸如当需要高强度照明时，从热源移除热量可能是有挑战性的。尤其，向相对小的热量产生区域提供足够的冷却可能是有挑战性的，诸如在使用相对发光体(诸如小的磷光体部件)的基于激光的照明中。全水系统可能受到可以通过热表面的液体阶段中的水量和压力的限制。
[0004]现有技术可以描述壳体中的电子部件(诸如驱动器)，其中在其他方面，壳体中的空的空间利用热界面材料填满。然而，热界面材料(诸如聚合物基复合材料和石墨型热界面材料)通常可以具有高达2000W/mK的最大热导率。
[0005]两相装置(诸如热管和蒸汽腔室)可以基于导热性和相变两者在两个位置之间传热。具体地，冷却液体可以通过在热源处吸收热量而转变为蒸汽，可以沿着两相冷却装置行进到热交换器，在热交换器处蒸汽可以冷凝成液体并且释放潜热。然而，包括这种两相装置的系统(诸如还包括发光装置的系统)可能仍然受到热限制，从而限制可以操作该系统的(最大)功率。
[0006]因此，本专利技术的一个方面是提供一种备选系统，其优选地进一步至少部分地消除上述缺点中的一个或多个缺点。本专利技术可以具有的目的是克服或改善现有技术的缺点中的至少一个缺点，或提供有用的备选。
[0007]因此，在第一方面，本专利技术可以提供一种系统，该系统包括热源(特别地发光体)以及两相冷却装置(也称为“两相装置”)。两相冷却装置可以具有装置壁，特别地其中装置壁限定(细长)腔室。装置壁可以包括锥形部段。该锥形部段可以包括接触区域，特别地其中锥形部段渐缩到接触区域。该接触区域可以被布置在沿着两相冷却装置的装置轴线的第一端部处。具体地，接触区域可以由(基本上)垂直于装置轴线的平面区域限定。因此，锥形部段可以渐缩到第一端部。热源(特别地发光体)可以热耦合到接触区域。在实施例中，装置壁可以在接触区域处具有第一厚度d1，特别地其中d1选自0.05
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0.4mm的范围，特别地选自0.1
‑
0.4mm的范围，诸如选自0.15
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0.35mm的范围。第一厚度d1特别地可以沿着装置轴线限定。
[0008]在具体实施例中，系统可以包括(i)发光体和(ii)两相冷却装置，其中两相冷却装置具有装置壁，其中装置壁限定腔室，其中装置壁包括锥形部段，该锥形部段包括接触区域，其中锥形部段渐缩到接触区域，其中发光体热耦合到接触区域，并且其中装置壁在接触区域处具有第一厚度d1，其中d1选自0.15
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0.35mm的范围。
[0009]本专利技术的系统可以提供以下益处：由于相对薄的接触区域，可以改善从热源(特别地从发光体)到两相冷却装置(中的液体)的传热，同时保持足够的(机械)应力抗性。例如，热管通常可以具有大约0.4mm或更厚的壁厚，使得热管可以承受热管由于传热而可能暴露于的(机械)应力。本专利技术的两相冷却装置的厚度的局部减小可以导致接触区域的第一侧和第二侧之间的低温差(ΔT)，这可以改善由两相冷却装置便于的整体传热。(接触区域的)第一侧特别地可以面向腔室，而(接触区域的)第二侧特别地可以面向热源，特别地发光体。
[0010]具体地，锥形部段可以减小两相冷却装置朝向接触区域的横截面积。因此，接触区域的面积可以相对较小，但是由于减小的厚度，可以在较低的ΔT处允许更多的传热。锥形部段可以便于从接触区域向上传递蒸汽(特别地沿着装置轴线)，同时允许水沿着(锥形)装置壁流到接触区域。具体地，两相冷却装置可以经由与接触区域相对的第二接触区域(参见下文)功能上耦合到热交换器，其中第二接触区域具有比接触区域更大的面积(由于锥形)，使得可以减小用于到热交换器的传热的液体/表面限制。具体地，在典型的两相冷却装置(诸如典型的热管)中热量可以从相对大的表面传递到类似大的表面的情况下，本专利技术的系统在两相冷却装置上提供“热斑点”，并且以高功率密度从热斑点去除热量。随着传热的改善，热源(特别地发光体)可以被更有效地冷却，这导致在相同的操作功率处热源的温度更低，这进一步导致由于加热在两相冷却装置上的机械应力减小。此外，可以在更高的功率处操作热源，从而导致更高的亮度，同时不超过针对本专利技术的两相冷却装置的最大应力水平。
[0011]此外，锥形部段可以增加两相冷却装置的工作角度，因为锥形部段可以在操作期间将冷却液体引导到接触区域。具体地，锥形部段(特别地V形锥形部段)可以便于两相冷却装置的倾斜，同时由于重力而指引液体流回到接触区域，而典型的两相冷却装置的芯可能倾向于在高局部热负荷的情况下相对快速地变干。
[0012]在实施例中，本专利技术可以提供一种包括热源(特别地发光体)的系统。术语“热源”在本文中可以指在操作期间产生热量的物体。具体地，它可以指可能需要冷却以用于持续操作的物体。例如，在实施例中，热源可以包括元件，该元件选自包括以下项的组：发光体、控制系统、驱动器、印刷电路板(PCB)和发光装置(诸如LED或二极管激光器)。
[0013]例如，在实施例中，系统可以包括多个两相冷却装置，其中多个冷却装置热耦合到(单个)PCB，特别地热耦合到PCB的不同PCB部件。在这样的实施例中，多个冷却装置特别地可以具有针对d1的不同的值，因为不同的PCB部件可能需要不同的传热的量。
[0014]具体地，热源可以是发光体。发光体可以包括发光材料，特别地磷光体。在实施例中，发光体可以包括层、多层或烧结体，特别地陶瓷体。术语“发光材料”在本文中可以指被配置为将光源辐射(参见下文)转换成发光材料辐射的材料，该转换通常可以伴随有(大量)热量生成。在具体实施例中，发光体包括陶瓷体或单晶。
[0015]为了解释的目的，在本文中可以主要关于其中热源包括发光体的实施例来描述本专利技术。然而，本领域技术人员应当清楚，本专利技术不限于这样的实施例。
[0016]系统还可以包括两相冷却装置。两相冷却装置可以是基于导热性和相变两者在两个位置之间传热的装置。具体地，可以将诸如水(例如，用于铜装置)或丙酮(例如，用于铝装置)的液体添加到两相冷却装置中，并且两相冷却装置可以是真空密封的。当热量被施加到两相冷却装置的一个区域时，液体可以转变成蒸汽并且移动到较低压力的区域，在该较低压力的区域处蒸汽冷却本文档来自技高网...
【技术保护点】
【技术特征摘要】
【国外来华专利技术】1.一种包括(i)发光体(200)和(ii)两相冷却装置(400)的系统(1000)，其中所述两相冷却装置(400)具有装置壁(410)，其中所述装置壁(410)限定腔室(450)，其中所述装置壁(410)包括锥形部段(405)，所述锥形部段(405)包括接触区域(406)，其中所述锥形部段(405)渐缩到所述接触区域(406)，其中所述发光体(200)热耦合到所述接触区域(406)，并且其中所述装置壁(410)在所述接触区域(406)处具有第一厚度d1，其中d1选自0.15mm至0.35mm的范围。2.根据权利要求1所述的系统(1000)，其中所述系统(1000)还包括被配置为向所述发光体(200)提供光源光(101)的光产生装置(100)，其中所述发光体(200)包括被配置为将所述光源光(101)的至少一部分转换成发光材料光(211)的发光材料(210)。3.根据前述权利要求中任一项所述的系统(1000)，其中所述锥形部段(405)以锥形角α
t
渐缩到所述接触区域(406)，所述锥形角α
t
选自20
°
至60
°
的范围。4.根据前述权利要求中任一项所述的系统(1000)，其中所述装置壁(410)具有第一面(411)和第二面(412)，其中所述第一面(411)指向所述腔室(450)，并且所述第二面(412)指向所述两相冷却装置(400)的外部，其中由所述锥形部段(405)包括的所述第一面(411)的至少一部分具有≤120nm的表面粗糙度。5.根据前述权利要求中任一项所述的系统(1000)，其中所述装置壁(410)包括第二部段(420)，其中所述锥形部段(405)和所述第二部段(420)一起限定所述装置壁(410)，并且其中在所述第二部段(420)处的所述装置壁(410)具有选自≥0.4mm的范围的第二厚度d2，其中所述装置壁(410)包括选自包括铜、铝、不锈钢、镍和钛的组中的导热材料。6.根据前述权利要求中任一项所述的系统(1000)，其中所述发光体(200)能够具有体厚度d
b
，所述体厚度d
b
特别地垂直于由所述接触区域限定的平面，其中所述体厚度d
b
≤2mm，诸如≤1mm，特别地≤0.8mm，诸如≤0.6mm，特别地≤0.5mm。7.根据前述权利要求中任一项所述的系统(1000)，其中所述接触区域(406)具有选自1mm2至100mm2范围的接触面积a
c<...
【专利技术属性】
技术研发人员：P，
申请(专利权)人：昕诺飞控股有限公司，
类型：发明
国别省市：
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