专利名称：发光二极管灯具的制作方法
技术领域：
本发明涉及一种发光二极管灯具，特别是关于一种具高散热效率的发光二极管灯 具。
背景技术：
人们由于长期过度依赖石化燃料，除造成能源短缺及石油价格高涨而牵绊经济发 展，更使全球二氧化碳与有害气体的排放浓度日益增加，导致地球暖化所引起的气候反常、 生态环境的破坏、以及对人类生存的危害日益显现，为永续经营人类赖以生存的地球生态 环境，必须同时解决能源危机与环境污染问题，开发新能源及再生能源是推动节约能源及 高效率使用能源最重要的策略，而传统照明所消耗的能源极为可观，发展照明节能已是最 重要的新能源科技趋势，而半导体照明采用高功率高亮度的发光二极管(LED)为光源，该 新光源以其高发光效率、节能、长寿、环保(不含汞)、启动快、抗震、指向性等优点，具有广 泛取代传统照明光源的潜力。LED由于将输入电能的80% 90%转变成为热量，只有10% 20%转化为光能， 且由于LED芯片面积小发热密度高，因此发展LED照明的关键必须先解决散热问题；优良的 LED灯散热系统可在同等输入功率下得到较低的工作温度，延长LED的使用寿命与提升光 效，或在同样的温度限制范围内，增加输入功率或芯片密度，从而增加LED灯的亮度；结点 温度(Jimctiontemperature)是衡量LED灯散热性能的重要技术指针，由于散热不良导致 的结点温度升高，将严重影响到发光波长、光强、光效和使用寿命。应用高功率高亮度LED在照明的新光源上，必须配合高效率的散热机构以尽量降 低LED的结点温度，才能发挥上述诸多优点，否则照明装置的发光亮度、照明品质、使用寿 命将大打折扣，影响所及将使该照明装置的节能效果不彰，并直接冲击该照明装置的可靠 度，引发严重的光衰甚至使照明装置失效。现有半导体照明装置尝试将光源发光时释出的热量通过增加散热面积来达成，也 同时造成散热器的过重与体积的欲小不易；对于高输出功率的大型半导体照明装置而言， 例如路灯、高挂的广角投射灯、探照灯等，如何在有限的照明装置容许空间与重量范围内， 将该热量快速而均勻的传输到所述散热面积上，以及如何将传输到所述散热面积上的该热 量快速移除，成为降低LED光源结点温度的重要指针；因此，提供一种轻巧、符合长期稳定、 无须外加动力，且可随光源的发热温度与输出功率的变化自动调节移热能力，将光源的热 量快速散发的自发式高效率移热装置，以因应全方位的灯具解热要求，已成为半导体照明 产业的挑战。
发明内容
有鉴于此，有必要提供一种具有高散热效率的全方位发光二极管灯具。—种发光二极管灯具，包括一散热部、一光学部及一电气部。该散热部包括一热交 换回路装置及一连通管散热器。该热交换回路装置内设有一密封的第一腔体，该热交换回路装置的顶部形成顶端开口的一第二腔体，该热交换回路装置的底部具有一吸热面，该第 一腔体包括围设于第二腔体的周边的一环状的第一空间及位于第二腔体的下侧并与第一 空间的底部连通的一第二空间。该第一腔体的内侧壁面布设有毛细结构并于毛细结构中填 充有工作流体，所述第一腔体的第二空间内装设有兼具分隔流径与阻绝热传的绝热件，以 使第二空间内的蒸汽与冷凝液各自具有独立的传输流道且避免第二空间内蒸汽与冷凝液 之间发生热交换。该连通管散热器设于热交换回路装置的顶端，包括至少一连通管及设于 连通管的外壁上的若干鳍片，所述连通管的两端部自热交换回路装置的顶部插入第一腔体 的第一空间内并与第一空间连通。该光学部包括一发光二极管光源，所述发光二极管光源 设于热交换回路装置的吸热面上。该电气部包括一电路板，该电路板与发光二极管光源电 连接。作为该发光二极管灯具的进一步改进，该热交换回路装置包括一第一散热器、一 吸热板、一第二散热器、一第一盖板及一环形的第二盖板，该第一散热器包括一筒状的第一 散热筒座及分布于第一散热筒座的外周面上的若干鳍片，该吸热板密封地设于该第一散热 筒座的底部，该第二散热器包括一筒状的第二散热筒座及分布于第二散热筒座的内周面上 的若干鳍片，该第二散热器设于第一散热筒座内且第二散热筒座的外周面与第一散热筒座 的内周面间隔一距离，该第一盖板密封地设于第二散热筒座的底部并与吸热板间隔一距 离，该环形的第二盖板设于第一、第二散热筒座的顶部并与第一、第二散热筒座密封接合， 由所述第一散热器、吸热板、第二散热器、第一盖板及第二盖板合围形成所述第一腔体，并 于第二散热器的第二散热筒座内形成所述第二腔体，第一腔体的第一空间形成于第一散热 筒座与第二散热筒座之间，第一腔体的第二空间形成于吸热板与第一盖板之间，第一腔体 内的毛细结构设于吸热板的内表面、第一盖板的内表面、第一散热筒座的内表面及第二散 热筒座的外表面上，工作流体填充于吸热板的内表面上所设毛细结构内，发光二极管光源 设于吸热板的一外表面上。本发明具有如下优点提供一种高散热效率的发光二极管灯具，该发光二极管灯具的散热部中的连通管 散热器具有与热交换回路装置相连通的多条通道，以供工作流体于该多条通道中产生蒸发 与冷凝循环，通过该连通管散热器以强化蒸汽的冷凝效率从而强化发光二极管灯具的散热 效率，并藉以降低热交换回路装置的厚度，从而达到发光二极管灯具轻薄化的功效。提供一种高散热效率的发光二极管灯具，通过在热交换回路装置中设置兼具分隔 流径与阻绝热传的绝热件，以及沿冷凝液的回流路径遍设的毛细结构与鳍片，进行与大散 热面积直接接触冷凝，使回流的冷凝液不但具有高次冷度(high subcooling)且得以均勻 分布于发光二极管光源的吸热板，从而大幅提升该发光二极管灯具的散热效率。提供一种长期稳定、无须外加动力，且可随发光二极管光源的温度变化而自发调 整散热能力的高效率发光二极管灯具，通过在热交换回路装置中持续以液汽双相变化的潜 热(latent heat)交换及液相的显热(sensible heat)交换，进行自发式的高效率散热循 环，将发光二极管光源的热量快速而均勻地传输到各散热器上，并能随着输入发光二极管 光源的高、低功率变化而自动调节第一腔体中的相变化程度，确保发光二极管灯具发挥高 光效、长寿命、稳定出光的功效。
下面参照附图，结合实施例对本发明作进一步描述。图1是本发明发光二极管灯具第一实施例的立体组装示意图。图2是图1所示发光二极管灯具的组装剖面示意图，其中未示出其灯罩。图3是图2所示发光二极管灯具中散热部的立体分解图，其中未示出其内部的毛 细结构。图4是本发明发光二极管灯具第二实施例的组装剖面示意图，其中未示出其灯罩。图5是本发明发光二极管灯具第三实施例的组装剖面示意图，其中未示出其灯罩。图6是图5所示发光二极管灯具中连通管散热器的立体组装图，其一部分被切除 以显示连通管的内部结构。
具体实施例方式图1是本发明发光二极管灯具100第一实施例的立体组装示意图；图2是图1所 示发光二极管灯具100的组装剖面示意图，其中未示出其灯罩13 ；图3是图2所示发光二 极管灯具100中散热部20的立体分解图，其中未示出其内部的毛细结构。该发光二极管灯 具100主要包括一光学部10、一散热部20及一电气部30。散热部20用于将光学部10所产生的热量散发，包括一热交换回路装置200及一 连通管散热器29。该热交换回路装置200包括一第一散热器21、一吸热板22、一第二散热 器23、一第一盖板24、一绝热件25及一环形的第二盖板26。该第一、第二散热器21、23的 形状可以随发光二极管灯具100的设计形状而有所不同，并达到相同的散热功效，因此以 下仅以矩形为例予以说明。请参阅图2与图3，该第一散热器21由导热性佳的材质制成，包括一矩形筒状的第 一散热筒座211及呈放射状分布于该第一散热筒座211的外周面的若干鳍片212。该吸热 板22为由导热性佳的材质制成的一矩形的板体，所述吸热板22密封地设于第一散热筒座 211的底部。该第二散热器23包括一矩形筒状的第二散热筒座231及呈放射状分布于第二散 热筒座231的内周面的若干鳍片232。所述第二散热器23设于第一散热器21的第一散热 筒座211内，且第二散热筒座231的外周面与第一散热筒座211的内周面间隔一距离，从而 在第一、第二散热筒座211、231之间形成一环状的第一空间271。其中，该第二散热筒座231 的底端高于第一散热筒座211的底端，而第二散热筒座231的顶端则与第一散热筒座211 的顶端同高。该第一盖板24为由导热性佳的材质制成的一矩形板体，该第一盖板24密封地设 于第二散热筒座231的底部并与吸热板22间隔一距离，从而在第一盖板24与吸热板22之 间形成一位于底部的第二空间272，该第二空间272与第一空间271的底端连通。该第一盖 板24的外表面设有若干鳍片241。该第二盖板26为由导热性佳的材质制成的一矩形环状的板体，其中心设有一矩 形的通孔261。该第二盖板26设于第一散热筒座211及第二散热筒座231的顶部，并将第
6一散热筒座211与第二散热筒座231之间的第一空间271的顶端密封。由所述第一散热筒 座211、第二散热筒座231、吸热板22、第一盖板24及第二盖板26合围形成一密闭的第一 腔体27，并于第二散热器23内形成顶端开口的一第二腔体233。所述第一腔体27包括位 于第一散热筒座211与第二散热筒座231之间的第一空间271以及位于吸热板22与第一 盖板24之间的第二空间272，该第一腔体27内侧壁面铺设有多孔性的毛细结构281、282、 283、284、285。该第一腔体27中，于吸热板22、第一盖板24及第二盖板26的内表面分别铺设数 层紧密排列的金属网，以分别构成多孔性的毛细结构281、282、283 ；并于第一散热筒座211 的内周面与第二散热筒座231的外周面上分别铺设数层紧密排列的金属网，以分别构成环 状的多孔性毛细结构284、285。该第一散热筒座211的内周面上所设毛细结构284的顶端 与底端分别延伸至与第二盖板26的内表面上所设的毛细结构283及吸热板22的内表面上 所设毛细结构281相接并连通，该第二散热筒座231的外周面上所设毛细结构285的顶端 与底端分别延伸至与第二盖板26的内表面上所设毛细结构283及第一盖板24的内表面上 所设毛细结构282相接并连通。该绝热件25由低导热系数的绝热材质制成，包括一具有若干通孔252的绝热板 251及设于绝热板251下侧并与这些通孔252相对应的若干绝热套筒253。所述绝热套筒 253中填充有多孔性的毛细结构286。该绝热件25设于第一腔体27的第二空间272内，且 位于第一盖板24的内表面上所设毛细结构282与吸热板22的内表面上所设毛细结构281 之间，并使绝热板251朝向第一盖板24并与毛细结构282贴合，而绝热套筒253则朝向吸 热板22。所述绝热套筒253内所设毛细结构286的两端分别与第一盖板24的内表面上所 设毛细结构282及吸热板22的内表面上所设毛细结构281相接，并通过绝热套筒253内的 毛细结构286将毛细结构282与毛细结构282连通。该第一腔体27内的毛细结构281中填充有可随温度变化而产生不同沸腾程度的 工作流体。第一腔体27内位于吸热板22与第一盖板24之间的第二空间272被区隔为底部 对应毛细结构281的一液相微流通道区、顶部对应毛细结构282的一冷凝区、以及位于绝热 件25的绝热板251与毛细结构281之间的蒸汽通道区，并由所述液相微流通道区与蒸汽通 道区构成一蒸发部。第一散热筒座211与第二散热筒座231之间呈环状的第一空间271则 被区隔为内侧对应毛细结构285的一环状的冷凝区、外侧对应毛细结构284的另一环状的 冷凝区、位于该两环状冷凝区之间的一环状的低流阻蒸汽通道、以及顶部对应毛细结构283 的一冷凝区。该连通管散热器29设于热交换回路装置200的顶端，包括若干连通管291及设于 这些连通管291的外壁上的若干鳍片292。所述连通管291呈拱形，鳍片292套设于连通管 291的一中部2911，连接管291的两端部2912分别向下延伸穿过热交换回路装置200的第 二盖板26上所设的穿孔262以插入第一腔体27的第一空间271中。第二盖板26的内表 面上对应其穿孔262的位置未设置毛细结构283，从而使得连通管291的两端部2912均与 第一腔体27的第一空间271连通以供第一腔体27内所产生的蒸汽自第一空间271进入至 连通管291内。组装该散热部20时，首先，将连通管散热器29的每一连通管291的两端部2912分 别插设于第二盖板26上对应所设的穿孔262内，再将第二散热筒座231与第二盖板26接合，使第二盖板26的内缘第二散热筒座231的顶端外缘相嵌合，并将第一盖板24的边缘与 第二散热筒座231的底端内缘相嵌合，以封闭该第二散热筒座231的底部，并在第一盖板24 的内表面、第二盖板26的内表面及第二散热筒座231的外周面上分别铺设毛细结构282、 283、285。然后，在第一散热筒座211的内周面铺设毛细结构284，将第二散热筒座231与 第一盖板24容置于第一散热筒座211内，并将第二盖板26的外缘与第一散热筒座211的 顶端内缘相嵌合。随后，在吸热板22的内表面铺设毛细结构281及在绝热件25的绝热套 筒253中填充毛细结构286后，将绝热件25的绝热板251紧密贴合于第一盖板24内表面 所设毛细结构282，使绝热套筒253内的毛细结构286与第一盖板24所设的毛细结构282 相接并连通，再将吸热板22的边缘与第一散热筒座211的底端内缘相嵌合，并使朝吸热板 22凸伸的绝热套筒253内的毛细结构286与吸热板22内表面所设的毛细结构281相接并 连通。最后，将第一腔体27抽真空，于第一腔体27内的毛细结构281中填充适量的工作流 体并予以密封。上述任何接合处均予以密封以防止工作流体的泄漏。光学部10设置于热交换回路装置200的下方，包括一发光二极管光源11、一导光 罩12及一灯罩13。该发光二极管光源11为一体成型件，包括一导热基板111、以及设于该 导热基板111上的若干发光体112与若干电极(图未示)，其中所述发光体112由至少一发 光二极管芯片经透明封装所形成。吸热板22的一外表面221为一吸热面，发光二极管光源 11设于吸热板22的外表面221上。为使发光二极管光源11与吸热板22的外表面221紧 密热接触，可先在发光二极管光源11的导热基板111与吸热板22的外表面221之间涂抹 一层热界面材料(TIM)，再将发光二极管光源11锁固于吸热板22的外表面221，也可通过 回焊方式将发光二极管光源11直接黏贴(SMT)于该吸热板22的外表面221上。导光罩12为包括至少一光学镜片的罩盖，以提供发光二极管灯具100所需的照明 分布、发光特性及对发光二极管光源11保护的功能。导光罩12设于热交换回路装置200 的底部并将发光二极管光源11罩设于内。灯罩13罩盖于导光罩12的周边以进一步提供 发光二极管灯具100所需的照明分布。电气部30设置于热交换回路装置200的上方并收容于第二腔体233内。该电气 部30包括一电路板31及一护罩32，用以提供发光二极管光源11所需要的驱动电源、控制 电路及电源管理。该电路板31固设于护罩32内并与发光二极管光源11的电极及与外部 电源电连接，以对发光二极管光源11供电。该护罩32为罩盖该电路板31的一壳体，护罩 32的侧壁于靠近顶部的位置设有若干气孔321，以供气流进出护罩32，从而将电路板31产 生的热量散出。在图2中，箭头表示工作流体的流向。当启动发光二极管灯具100时，蕴含于蒸发 部的毛细结构281中的液相工作流体吸收由发光二极管光源11传至吸热板22的热量而迅 速汽化膨胀升压，并释出蒸发潜热成为高热焓的饱和蒸汽，随即导引所述蒸汽快速流经绝 热件25的绝热板251与毛细结构281之间的低流阻的蒸汽通道区，并朝周边扩散至第一空 间271内毛细结构284与毛细结构285之间具较低压的环状蒸汽通道中，所述蒸汽通道的 周围为布设毛细结构283、284、285的冷凝区。其中，所述蒸汽中的一部分直接进入连通管散热器29的连通管291内，由连通管 291外壁上所设鳍片292散热使蒸汽释出蒸发潜热而被冷凝成液体，该冷凝液随即沿连通 管291的弧形内壁重回第一空间271。又，当该连通管散热器29采用多支连通管291时，由于位于第一空间271顶部的多支连通管291为一连通的衡压区，使先进入其中一部分连 通管291 (以下称先前部分连通管291)中的蒸汽冷凝成块状液体从而在该先前部分连通 管291中造成较大的流阻，促使蒸汽流向另一部分连通管291中，待先前部分连通管291 中的冷凝液沿连通管291的弧形内壁重回第一空间271后流阻又降低，促使蒸汽又流向 该先前部分连通管291中，如此在各连通管291间形成快速交替以自行调整流阻的现象， 造成各连通管291之间的汽、液工作流体瞬息此消彼长的多通道不稳定(multichannel instability)热传与流动机制，该热传与流动机制造成各通道之间的汽、液工作流体产生 剧烈的扰动乱流以及在连通管291的内壁形成高散热效率的流动液膜而强化散热效率。在此同时，所述蒸汽中的另一部分则直接与第一空间271内较冷的冷凝区接触， 触发直接接触冷凝(direct contact condensation)的高效率散热机制，所述饱和蒸汽在 此过程中被冷凝成饱和温度的液相工作流体而释出蒸发潜热，该液相工作流体随即被吸入 蒸汽通道周边的毛细结构283、284、285中。进入毛细结构284内的冷凝液通过毛细力与第 一散热筒座211的内周面直接接触，将该冷凝液的热量传导至所述第一散热筒座211的外 周面所设具有大散热面积的鳍片212，并通过冷热空气在鳍片212间交互更替的自然循环 而将该热量散至大气，以使该冷凝液逐步降温成高次冷度的低温冷却液并通过毛细力直接 流入液相微流通道区。同时，进入毛细结构285内的冷凝液通过毛细力与第二散热筒座231 的外周面直接接触，并通过外界空气与第二散热筒座231的内周面所设具有大散热面积的 鳍片232进行热交换而将该冷凝液的热量散至大气，以使该冷凝液逐步降温并随即通过毛 细力流入第一盖板24的内表面所设毛细结构282中，再通过与该第一盖板24的内表面直 接接触，并通过外界空气与该第一盖板24的外表面所设具有大散热面积的鳍片241进行热 交换以进一步使该冷凝液降温，该高次冷度的冷却液通过毛细力再经由其下若干绝热套筒 253中的毛细结构286均勻回流至液相微流通道区。该发光二极管灯具100的热交换回路装置200中，通过在蒸汽通道区与第一盖板 24下方的冷凝区之间装设有兼具分隔流径与阻绝热传的绝热件25，以使蒸汽与冷凝液各 自具有独立的传输流道且避免两者之间发生热交换，并在冷凝液的沿线遍设鳍片以达逐步 降温的效果。绝热件25的绝热板251不但可防止蒸发部所产生的高温饱和蒸汽直接冲向其 上方的冷凝区，配合绝热套筒253的装设可有效避免散热后回流的低温冷凝液再次被加热 升温，且可有效避免回流的低温冷凝液直接与逆向的高温饱和蒸汽接触及传热而增加该冷 凝液回流至蒸发部的流阻与热阻；又由于采用均勻分布于蒸汽通道区的这些绝热套筒253 及该绝热套筒253内所填充的毛细结构286，并以该毛细结构286连通液相微流通道区的毛 细结构281及第一盖板24下方冷凝区的毛细结构282，使回流至第一盖板24下方冷凝区 具有高次冷度的冷凝液得以顺利经由绝热套筒253内的毛细结构286均勻回流至液相微流 通道区，并流至吸热板22吸收发光二极管光源11的热量而蒸发汽化成为蒸汽，该蒸汽则沿 绝热板251与绝热套筒253外部的蒸汽通道区流向第一空间271的冷凝区，使蒸汽与冷凝 液在热传与流径上均不互相干扰，从而避免蒸发部的冷却液体供应不足而导致干化现象， 直接提升该热交换回路装置200的移热极限容量。另外，所述均勻分布于蒸汽通道区的这 些绝热套筒253可作为第二空间272的支撑件，从而避免在抽真空的第一腔体27中发生塌 陷；又由于所述在第二空间272内的汽液分流，因此吸热板22的外表面221上对应于绝热 套筒253之间的位置是发光二极管光源11的发光体112的最佳设置位置。
9
该发光二极管灯具100通过热交换回路装置的第一腔体27及连通管散热器29的 连通管291内的工作流体与大面积热源及热沉(heat sink)的直接接触，产生汽、液双相变 化的潜热交换与使液相持续降温的显热交换，不但大幅提升移热与散热容量，且由于在第 一腔体27的第二空间272内的工作流体汽、液分流并均勻分担热负荷而达到大幅提升移热 与散热效率的功效。该发光二极管灯具100中，在所述热交换回路装置200的第一腔体27的毛细结构 281内填充的工作流体是采用具有低沸腾温度(或易汽化)及高蒸发潜热的流体，例如酒 精、冷冻剂、纯水等，并且将该热交换回路装置200抽至适当的真空度可达到更佳的相变化 效果，使工作流体在高或低的操作温度下均能产生不同程度的沸腾，从而该热交换回路装 置200的工作流体可随发光二极管光源11的输出功率或操作温度的变化而自发性地产生 对应的蒸汽量，通过相变化的蒸发潜热交换达到高效热传的功效，从而可缩小散热部20的 热交换回路装置200的尺寸及轻化发光二极管灯具100。在所述热交换回路装置200中提 供高毛细力的毛细结构281、282、283、284、285、286，除金属网外，也可采用粉沫烧结、金属 丝、微细沟槽等方式或这些方式的组合。另外，所述热交换回路装置200中，第一散热筒座 211及第二散热筒座231的形状并不局限于本实施例所示的矩形筒体，也可以为其它形状， 如圆形筒体或多边形筒体，所述吸热板22、第一盖板24及第二盖板26的形状可根据第一散 热筒座211及第二散热筒座231的形状进行变换。图4是本发明发光二极管灯具IOOa第二实施例的组装剖面示意图，其中未示出其 灯罩13。本实施例的发光二极管灯具IOOa与图2所示发光二极管灯具100的主要区别在 于散热部。本实施例中，与第一散热器21的第一散热筒座211的底部接合的吸热板22a的 横截面呈V形，与第二散热器23的第二散热基座231的底部接合的第一盖板24a的横截面 也呈V形，从而在该吸热板22a与第一盖板24a之间形成一横截面呈V形的第二空间272a， 并于该吸热板22a与第一盖板24a的内表面上分别设有毛细结构281a、282a，以及于该第 一盖板24a的外表面上设有鳍片241a。该第二空间272a内于毛细结构281a、282a之间设 有兼具分隔汽、液相工作流体的流径与阻绝汽、液相热交换绝热件25a，该绝热件25a的绝 热板251a的横截面也呈V形。该发光二极管灯具IOOa通过设置高移热与散热效率的散热 部，提供密贴于吸热板22a的呈V形的外表面221a上的发光二极管光源Ila恒常维持在低 结点温度下的稳定出光，且发挥更宽广的照明配光。图5是本发明发光二极管灯具IOOb第三实施例的组装剖面示意图，其中未示出其 灯罩13。图6是图5所示发光二极管灯具IOOb中连通管散热器29b的立体组装图，其一部 分被切除以显示连通管291b的内部结构。本实施例的发光二极管灯具IOOb与图2所示发 光二极管灯具100的主要区别在于散热部。本实施例中，散热部的连通管散热器29b包括 一扁平状的连通管291b及分别设于该扁平状连通管291b的外壁上的若干鳍片292b、293。 该扁平状连通管291b内设有若干间隔设置且由该扁平状连通管291b —端延伸至另一端的 通孔2913，以构成与热交换回路装置中第一腔体27的第一空间271相连通的多条通道。所 述鳍片282b、293均是由一金属板体弯折形成，并分别设于该扁平状连通管291b的上、下两 侧。散热部20b的第二盖板24b的外表面未设置如图2中所示的鳍片241，该扁平状连通管 291b下侧所设鳍片293的底端延伸至散热部20b的第二腔体233内并与第一盖板24b的外 表面接触，以增加散热面积及简化工艺。发光二极管灯具IOOb的电气部30则移至连通管散热器29b的上侧。由上述的实施方式已进一步清楚说明本发明的技术特征及达成的功效，包括(1)本发明提供一种高散热效率的发光二极管灯具，该发光二极管灯具的散热部 中的连通管散热器具有与热交换回路装置相连通的多条通道，以供工作流体于该多条通道 中产生蒸发与冷凝循环，通过该连通管散热器以强化蒸汽的冷凝效率从而强化发光二极管 灯具的散热效率，并藉以降低热交换回路装置的厚度，从而达到发光二极管灯具轻薄化的 功效。(2)本发明提供一种高散热效率的发光二极管灯具，通过在热交换回路装置中设 置兼具分隔流径与阻绝热传的绝热件，以及沿冷凝液的回流路径遍设的毛细结构与鳍片， 进行与大散热面积直接接触冷凝，使回流的冷凝液不但具有高次冷度(high subcooling) 且得以均勻分布于发光二极管光源的吸热板，从而大幅提升该发光二极管灯具的散热效率。(3)提供一种长期稳定、无须外加动力，且可随发光二极管光源的温度变化而自发 调整散热能力的高效率发光二极管灯具，通过在热交换回路装置中持续以液汽双相变化的 潜热(latent heat)交换及液相的显热(sensible heat)交换，进行自发式的高效率散热 循环，将发光二极管光源的热量快速而均勻地传输到各散热器上，并能随着输入发光二极 管光源的高、低功率变化而自动调节第一腔体中的相变化程度，确保发光二极管灯具发挥 高光效、长寿命、稳定出光的功效。另外，本领域技术人员还可于本发明精神内做其它变化，只要其不偏离本发明的 技术效果均可。这些依据本发明精神所做的变化，都应包含在本发明所要求保护的范围的 内。
权利要求
一种发光二极管灯具，包括一散热部，包括一热交换回路装置，该热交换回路装置内设有一密封的第一腔体，该热交换回路装置的顶部形成顶端开口的一第二腔体，该热交换回路装置的底部具有一吸热面，该第一腔体包括围设于第二腔体的周边的一环状的第一空间及位于第二腔体的下侧并与第一空间的底部连通的一第二空间，该第一腔体的内侧壁面布设有毛细结构并于毛细结构中填充有工作流体，所述第一腔体的第二空间内装设有兼具分隔流径与阻绝热传的绝热件，以使第二空间内的蒸汽与冷凝液各自具有独立的传输流道且避免第二空间内蒸汽与冷凝液之间发生热交换；及一连通管散热器，设于热交换回路装置的顶端，该连通管散热器包括至少一连通管及设于连通管的外壁上的若干鳍片，所述连通管的两端部自热交换回路装置的顶部插入第一腔体的第一空间内并与第一空间连通；一光学部，包括一发光二极管光源，所述发光二极管光源设于热交换回路装置的吸热面上；以及一电气部，包括一电路板，该电路板与发光二极管光源电连接。
2.如权利要求1所述的发光二极管灯具，其特征在于该热交换回路装置包括一第一 散热器、一吸热板、一第二散热器、一第一盖板及一环形的第二盖板，该第一散热器包括一 筒状的第一散热筒座及分布于第一散热筒座的外周面上的若干鳍片，该吸热板密封地设于 该第一散热筒座的底部，该第二散热器包括一筒状的第二散热筒座及分布于第二散热筒座 的内周面上的若干鳍片，该第二散热器设于第一散热筒座内且第二散热筒座的外周面与第 一散热筒座的内周面间隔一距离，该第一盖板密封地设于第二散热筒座的底部并与吸热板 间隔一距离，该环形的第二盖板设于第一、第二散热筒座的顶部并与第一、第二散热筒座密 封接合，由所述第一散热器、吸热板、第二散热器、第一盖板及第二盖板合围形成所述第一 腔体，并于第二散热器的第二散热筒座内形成所述第二腔体，第一腔体的第一空间形成于 第一散热筒座与第二散热筒座之间，第一腔体的第二空间形成于吸热板与第一盖板之间， 第一腔体内的毛细结构设于吸热板的内表面、第一盖板的内表面、第一散热筒座的内表面 及第二散热筒座的外表面上，工作流体填充于吸热板的内表面上所设毛细结构内，发光二 极管光源设于吸热板的一外表面上。
3.如权利要求2所述的发光二极管灯具，其特征在于该绝热件设于第一腔体的第二 空间内并位于第一盖板的内表面上所设毛细结构与吸热板的内表面上所设毛细结构之间， 连通管的两端部穿过热交换回路装置的第二盖板并插入第一腔体的第一空间中。
4.如权利要求3所述的发光二极管灯具，其特征在于该绝热件包括靠近第一盖板设 置的一具有若干通孔的绝热板及朝向吸热板并与绝热板的通孔相对应的若干绝热套筒，该 第二空间内于绝热件的绝热板与吸热板的内表面上所设毛细结构之间形成供蒸汽流通的 蒸汽通道区，该第一空间内于第一散热筒座的内表面上所设毛细结构及第二散热筒座的外 表面上所设毛细结构之间形成一呈环状以供蒸汽流经的蒸汽通道。
5.如权利要求4所述的发光二极管灯具，其特征在于该绝热套筒内设有毛细结构，所 述绝热套筒内的毛细结构的两端分别与第一盖板的内表面上所设毛细结构 >及吸热板的内 表面上所设毛细结构相接并连通。
6.如权利要求2所述的发光二极管灯具，其特征在于第一腔体内的毛细结构还设于 第二盖板的内表面上，该第二散热筒座的外表面上所设毛细结构的顶端与底端分别延伸至 与第二盖板的内表面上所设毛细结构及第一盖板的内表面上所设毛细结构相接，该第一散 热筒座的内表面上所设毛细结构的顶端与底端分别延伸至与第二盖板的内表面上所设的 毛细结构及吸热板的内表面上所设毛细结构相接。
7.如权利要求2所述的发光二极管灯具，其特征在于该吸热板与第一盖板的横截面 均呈V形，形成于该吸热板与第一盖板之间的第二空间的横截面也呈V形。
8.如权利要求2所述的发光二极管灯具，其特征在于第一散热筒座与第二散热筒座 均呈矩形。
9.如权利要求1所述的发光二极管灯具，其特征在于该电气部还包括一护罩，该电路 板设于护罩内，所述电气部设置于热交换回路装置的顶部并收容于第二腔体内。
10.如权利要求1所述的发光二极管灯具，其特征在于该连通管呈扁平状，连通管内 设有若干间隔设置且由连通管一端延伸至另一端的通孔，该连通管散热器的鳍片设于该扁 平状连通管的上、下两侧。
11.如权利要求10所述的发光二极管灯具，其特征在于设于该扁平状连通管下侧的 鳍片的底端延伸至第二腔体内并与第一盖板的外表面接触。
12.如权利要求11所述的发光二极管灯具，其特征在于该电气部还包括一护罩，该电 路板设于护罩内，所述电气部设置于该连通管散热器的顶部。
13.如权利要求1所述的发光二极管灯具，其特征在于该连通管呈拱形。
14.如权利要求1所述的发光二极管灯具，其特征在于第一盖板的外表面设有若干鳍片。
全文摘要
一种发光二极管灯具，包括一散热部、一光学部及一电气部。散热部包括一热交换回路装置及位于其顶部的一连通管散热器。热交换回路装置内设有一密封的第一腔体，并于其顶部形成顶端开口的一第二腔体。第一腔体的内壁布设有毛细结构并于毛细结构中填充有工作流体，所述第一腔体内装设有一绝热件。连通管散热器包括至少一连通管及设于连通管上的若干鳍片，连通管的两端自热交换回路装置的顶部插入第一腔体内并与第一腔体连通。光学部包括设于热交换回路装置底部的一吸热面上的一发光二极管光源。电气部包括与发光二极管光源电连接的一电路板。
文档编号H01L23/427GK101986001SQ20091030490
公开日2011年3月16日 申请日期2009年7月28日 优先权日2009年7月28日
发明者刘泰健, 周桃平, 熊莺 申请人:富准精密工业(深圳)有限公司;鸿准精密工业股份有限公司