[发明专利]用于UV-LED光反应器的散热设备和方法

说明书

UV反应器使用UV辐射照射流体流。该反应器包括：用于容许流体流过其中的、由包括一个或多个导热壁的导热管道本体限定的流体管道；UV‑LED，其可操作地连接到PCB并且取向为将辐射引入流体管道中。PCB包括具有第一表面的导热基底。管道本体与导热基底的第一表面热接触。热量从UV‑LED经由导热基底、导热基底的第一表面与导热管道本体之间的热接触消散，并从导热管道本体的所述一个或多个导热壁消散到流过流体管道的流体。

相关申请的引用

本申请要求2016年1月19日提交的标题为“HEAT DISSIPATION APPARATUS ANDMETHODS FOR UV-LED PHOTOREACTORS(用于UV-LED光反应器的散热设备和方法)”的美国申请No.62/280,630的优先权。针对美国，本申请根据35U.S.C.§119要求2016年1月19日提交的标题为“HEAT DISSIPATION APPARATUS AND METHODS FOR UV-LED PHOTOREACTORS(用于UV-LED光反应器的散热设备和方法)”的美国申请No.62/280,630的优先权。出于所有目的，在此将美国申请No.62/280,630通过引用并入本文。

技术领域

本发明涉及用于用来照射流体的紫外光(辐射)发射二极管(UV-LED)反应器的热管理。具体实施方式提供了用于为在UV-LED光反应器中使用的UV-LED和/或其它发热电子器件提供散热的设备和方法。

背景技术

紫外(UV)反应器—管理UV辐射的反应器——应用于许多光反应、光催化反应和光引发反应中。UV反应器的一个应用是用于水和空气净化。特别地，近年来UV反应器作为最有前景的水处理技术之一而出现。现有技术的UV反应器系统通常使用低压和中压汞灯来产生UV辐射。

发光(辐射)二极管(LED)通常发射这种窄带宽的辐射，使得由LED发射的辐射(对于许多应用)可以被认为是单色的(即，具有单个波长)。随着LED技术的最新进展，LED可以被设计为产生不同波长下的UV辐射，所述不同波长包括用于DNA吸收的波长以及可以用于光催化剂活化的波长。UV-LED与传统汞UV灯相比具有许多优点，包括但不限于紧凑和坚固的设计、较低的电压和功率要求、以及以高频率开关的能力。UV-LED的这些优点使其成为用于替代UV反应器系统中的UV灯的有吸引力的替代品。这种替代也使得开发具有新应用的新型UV反应器成为可能。

对于诸如水消毒的应用，UV-LED反应器通常可用于照射流体。然而，在典型的UV-LED反应器中，反应器中使用的UV-LED(或其它电子器件)存在相当大的加热。UV-LED光反应器中使用的UV-LED的过度加热可能降低辐射输出，缩短UV-LED的使用寿命和/或改变发射的辐射的峰值波长。通过适当的热管理(例如散热)，可以显著提高UV-LED的辐射输出和/或其寿命性能。UV-LED产生的热量可能不利地影响与UV-LED电子连接的其它电子元件(例如，安装在同一印刷电路板(PCB)上)的性能和/或反之亦然。

相关技术的前述示例和与其相关的限制旨在是说明性的而非排他性的。在阅读说明书并研究附图之后，相关领域的其它限制对于本领域技术人员将变得显而易见。

发明内容

结合系统、工具和方法来描述和说明以下实施方式及其方面，这些系统、工具和方法旨在是示例性和说明性的而不限制范围。在各种实施方式中，已经减少或消除了一个或多个上述问题，而其它实施方式针对于其它改进。

本发明的各方面提供了用于热管理由UV-LED产生的热量的设备和方法，其涉及由UV-LED产生的热量的耗散。热管理可以增强UV-LED辐射输出和/或提高UV-LED的工作寿命。具体实施方式提供了用于为在UV-LED光反应器中使用的用于照射流体流的UV-LED和/或其它电子器件提供散热的设备和方法。作为非限制性示例，UV-LED反应器可以是流体处理反应器，例如水处理反应器。