TWM468784U - 光源模組及應用此光源模組的發光組件 - Google Patents

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Description

光源模組及應用此光源模組的發光組件
本創作係關於一種光源模組及應用此光源模組的發光組件，特別是關於一種利用氣液相變散熱循環進行冷卻的光源模組及應用此光源模組的發光組件。
發光二極體(Light-Emitting Diode，LED)光源作為一種新興之發光件，雖然現在還不能大規模取代傳統之白熾燈，但其具有工作壽命長、節能、環保等優點，因而普遍被市場所看好。此外，目前由多個發光二極體組成之模組能產生大功率、高亮度之光源，完全可以取代現有白熾燈實現室內外照明，也預期將廣泛且革命性地取代傳統之白熾燈等現有之光源，進而成為符合節能環保主題的主要發光件。
然而，目前發光二極體的散熱方式，大多是利用熱傳導進行散熱，其效果不甚理想，且散熱鰭片需鄰近發光二極體，進而造成了電子裝置之空間設計上的困難。因此，如何設計出一種發光二極體的散熱系統，能夠有效的冷卻發光二極體，還能具有良好的空間設計彈性，實為業界相關研發人員極需解決的重要問題。
鑒於以上的問題，本創作是關於一種光源模組及應用此光源模組的發光組件，藉以改善目前發光二極體之散熱效果不佳的問題。
本創作一實施例之光源模組，包含一發光件以及一散熱件。散熱件之一側熱接觸於發光件。散熱件具有一第一腔室、一第二腔室以及連接於第一腔室及第二腔室之間的二流道。第二腔室至發光件的距離大於第一腔室至發光件的距離，且第一腔室內填充有一工作液。當工作液吸收發光件產生之熱時，工作液由液體型態汽化成氣體型態，並由二流道之一流入第二腔室以進行散熱。而位於第二腔室之工作液由氣體型態凝結成液體型態後，係由二流道之另一回流至第一腔室。
此外，本創作還提供了一種發光組件，包含一罩蓋以及複數個光源模組。複數個光源模組設置於罩蓋之一側。複數個光源模組個別包含一發光件以及一散熱件。散熱件之一側熱接觸於發光件。散熱件具有一第一腔室、一第二腔室以及連接於第一腔室及第二腔室之間的二流道。第二腔室至發光件的距離大於第一腔室至發光件的距離，且第一腔室內填充有一工作液。當工作液吸收發光件產生之熱時，工作液由液體型態汽化成氣體型態，並由二流道之一流入第二腔室以進行散熱。而位於第二腔室之工作液由氣體型態凝結成液體型態後，係由二流道之另一回流至第一腔室。
本創作之光源模組及發光組件，藉由兩流道的設置形成一閉迴路，且利用工作液的氣液變化於閉迴路中對流而進行導熱，此結構設計不需要主動元件進行驅動，且可達到大幅提升散熱效率的功效。
以上之關於本創作內容之說明及以下之實施方式之說明係用以示範與解釋本創作之原理，並且提供本創作之專利申請範圍更進一步之解釋。
10‧‧‧光源模組
12‧‧‧發光件
14‧‧‧散熱件
141‧‧‧第一本體
142‧‧‧第二本體
145‧‧‧第一腔室
146‧‧‧第二腔室
148‧‧‧流道
149‧‧‧散熱鰭片組
19‧‧‧工作液
19’‧‧‧氣體型態工作液
20‧‧‧光源模組
22‧‧‧發光件
24‧‧‧散熱件
241‧‧‧本體
245‧‧‧第一腔室
246‧‧‧第二腔室
248‧‧‧流道
249‧‧‧散熱鰭片組
29‧‧‧工作液
29’‧‧‧氣體型態工作液
30‧‧‧發光組件
40‧‧‧罩蓋
第1圖係為根據本創作第一實施例之光源模組的結構立體圖。
第2圖係為第1圖的剖面圖。
第3圖係為根據本創作第二實施例之光源模組的結構立體圖。
第4圖係為第3圖的剖面圖。
第5圖係為根據本創作一實施例之發光組件的結構立體圖。
請參照第1圖及第2圖。第1圖係為根據本創作第一實施例之光源模組的結構立體圖。第2圖係為第1圖的剖面圖。
本創作第一實施例之光源模組10包含一發光件 12及一散熱件14。本創作之發光件12為固態發光元件，而在本實施例中，發光件12以一發光二極體(Light-Emitting Diode，LED)為例，但並不以此為限。散熱件14具有一第一本體141、一第二本體142、一第一腔室145、一第二腔室146、二流道148、一散熱鰭片組149及一工作液19。
第一本體141之一側熱接觸發光件12。第一腔室145位於第一本體141內部。第二腔室146位於第二本體142內部。散熱鰭片組149設置於第二本體142上。二流道148位於第一腔室145及第二腔室146之間且連通第一腔室145及第二腔室146。需注意的是，在本實施例中，流道148的數量為二，但並不以此為限。在其他實施例中，流道148的數量可以視實際情況做調整。第二腔室146至發光件12的距離大於第一腔室145至發光件12的距離。第一腔室145內填充有一工作液19。在本實施例中，工作液19為水，但並不以此為限。在其他實施例中，工作液19也可以是冷煤、甲醇、乙醇、***或為其他可輔助熱傳導之液態物質。此外，在本實施例中，流道148的橫截面積A1遠小於第二腔室146的橫截面積A2。
接下來將針對散熱件14將發光件12產生之熱散出的過程進行說明。
當發光件12產生熱時，熱能係傳導至第一本體141內之第一腔室145，而第一腔室145內的工作液19吸收發 光件12產生之熱後，係由液體型態汽化成氣體型態的工作液19’。氣體型態的工作液19’會上升並從二流道148之一沿著一第一方向D1流至第二本體142內部的第二腔室146(如第二圖所示)。在本實施例中，由於散熱鰭片組149設置於第二本體142上，氣體型態工作液19’的熱能可藉由散熱鰭片組149散出至外部環境，但並不以此為限。在其他實施例中，氣體型態工作液19’的熱能也可以直接藉由第二本體142散出至外部環境。由於氣體型態工作液19’在流入第二腔室146後散出其本身的熱能，故氣體型態工作液19’會逐漸凝結成為原本液體型態的工作液19。此時，液體型態的工作液19會流入二流道148之另一並沿著一第二方向D2回流至第一腔室145。此外，在本實施例中，由於流道148的橫截面積A1遠小於第二腔室146的橫截面積A2，使流道148與第二腔室146之間具有壓力差。如此一來，氣體型態的工作液19’係沿著第一方向D1以一噴射氣流R1的型態噴流至第二腔室146，藉此加速導熱及對流。
上述本創作第一實施例之光源模組10中，工作液19會汽化成為氣體型態工作液19’以加速導熱，且氣體型態工作液19’會從二流道148之一流至第二腔室146進行散熱。而氣體型態工作液19’凝結成為原本液體型態的工作液19後，會經由二流道148之另一回流至第一腔室145，藉此形成一循環閉迴路，再進而利用此循環閉迴路自然對流的方式 達成更佳的散熱效果，還可省去主動元件的設置。此外，由於二流道148的設置，本實施例之光源模組10可以遠端散熱，亦即導熱部分的結構與散熱部分的結構可以分離，令整體結構上的空間設計更為方便。在本實施例中，氣體型態的工作液19’係沿著第一方向D1以噴射氣流R1的型態噴流至第二腔室146，藉此加速導熱及對流以增進導熱效率。
本創作另提供了一種不同結構設計的光源模組。請參照第3圖及第4圖。第3圖係為根據本創作第二實施例之光源模組的結構立體圖。第4圖係為第3圖的剖面圖。
本創作第二實施例之光源模組20包含一發光件22及一散熱件24。本創作之發光件22為固態發光元件，而在本實施例中，發光件22以一發光二極體(Light-Emitting Diode，LED)為例，但並不以此為限。散熱件24具有一本體241、一第一腔室245、一第二腔室246、二流道248、一散熱鰭片組249及一工作液29。
本體241之一側熱接觸發光件22。第一腔室245、第二腔室246及二流道248位於本體241內部。散熱鰭片組249設置於本體242遠離發光件22的一側。二流道248連通第一腔室245及第二腔室246。需注意的是，在本實施例中，流道248的數量為二，但並不以此為限。在其他實施例中，流道248的數量可以視實際情況做調整。第二腔室246至發光件22的距離大於第一腔室245至發光件22的距離。第 一腔室245內填充有一工作液29。在本實施例中，工作液29為水，但並不以此為限。在其他實施例中，工作液29也可以是冷煤、甲醇、乙醇、***或為其他可輔助熱傳導之液態物質。此外，在本實施例中，流道248的橫截面積A1遠小於第一腔室245的橫截面積A2。
由於本創作第二實施例之光源模組20的散熱原理與第一實施之光源模組10相同，故在此不再贅述。
本創作另提供了一種發光組件，請參照第5圖，其係為根據本創作一實施例之發光組件的結構立體圖。
本創作第三實施例之發光組件30包含一罩蓋40及複數個第一實施例之光源模組10。複數個光源模組10設置於罩蓋40之一側，藉此形成一個罩蓋式發光二極體(canopy LED)投射燈具。需注意的是，在其他實施例中，發光組件30也可以是包含一罩蓋40及複數個第二實施例之光源模組20。也就是說，本創作第一實施例之光源模組10及第二實施例之光源模組20皆可應用於罩蓋式發光二極體(canopy LED)投射燈具。
根據上述實施例之光源模組及發光組件，藉由兩流道的設置形成一循環閉迴路，且利用工作液的氣液變化於循環閉迴路中對流而進行導熱，此結構設計不需要主動元件進行驅動，且可達到大幅提升散熱效率的功效。
此外，由於流道的橫截面積遠小於第二腔室的橫 截面積，使流道與第二腔室之間具有壓力差。藉此，氣體型態的工作液以噴射氣流的型態噴流至第二腔室，藉此加速導熱及對流，以達到增進導熱效率的效果。
雖然本創作以前述之較佳實施例揭露如上，然其並非用以限定本創作，任何熟習相像技藝者，在不脫離本創作之精神和範圍內，當可作些許之更動與潤飾，因此本創作之專利保護範圍須視本說明書所附之申請專利範圍所界定者為準。
10‧‧‧光源模組
12‧‧‧發光件
14‧‧‧散熱件
141‧‧‧第一本體
142‧‧‧第二本體
145‧‧‧第一腔室
146‧‧‧第二腔室
148‧‧‧流道
149‧‧‧散熱鰭片組
19‧‧‧工作液
19’‧‧‧氣體型態工作液

Claims (12)

  1. 一種光源模組，包含：一發光件；以及一散熱件，其一側熱接觸於該發光件，該散熱件具有一第一腔室、一第二腔室以及連接於該第一腔室及該第二腔室之間的二流道，該第二腔室至該發光件的距離大於該第一腔室至該發光件的距離，且該第一腔室內填充有一工作液；其中，當該工作液吸收該發光件產生之熱時，該工作液由液體型態汽化成氣體型態，並由該二流道之一流入該第二腔室以進行散熱，而位於該第二腔室之該工作液由氣體型態凝結成液體型態後，係由該二流道之另一回流至該第一腔室。
  2. 如請求項第1項所述之光源模組，其中每一該二流道之橫截面積小於該第二腔室之橫截面積，令氣體型態之該工作液以一噴射氣流之型態由該二流道之一噴流至該第二腔室。
  3. 如請求項第1項所述之光源模組，其中該散熱件更包含一本體及一散熱鰭片組，該本體之一側熱接觸該發光件，該散熱鰭片組設置於該本體遠離該發光件之一側，該第一腔室、該第二腔室及該二流道位於該本體內。
  4. 如請求項第1項所述之光源模組，其中該散熱件更包含一 第一本體、一第二本體及一散熱鰭片組，該第一本體之一側熱接觸該發光件，該第一腔室位於該第一本體內，該第二腔室位於該第二本體內，該散熱鰭片組設置於該第二本體上，該二流道位於該第一本體與該第二本體之間。
  5. 如請求項第1項所述之光源模組，其中該工作液為水、冷煤、甲醇、乙醇、***或為其他可輔助熱傳導之液態物質。
  6. 如請求項第1項所述之光源模組，其中該發光件為發光二極體。
  7. 一種發光組件，包含：一罩蓋；以及複數個光源模組，設置於該罩蓋之一側，該些光源模組個別包含：一發光件；以及一散熱件，其一側熱接觸於該發光件，該散熱件具有一第一腔室、一第二腔室以及連接於該第一腔室及該第二腔室之間的二流道，該第二腔室至該發光件的距離大於該第一腔室至該發光件的距離，且該第一腔室內填充有一工作液；其中，當該工作液吸收該發光件產生之熱時，該工作液由液體型態汽化成氣體型態，並由該二流道之一流入該第二腔室以進行散熱，而位於該第二腔室之 該工作液由氣體型態凝結成液體型態後，係由該二流道之另一回流至該第一腔室。
  8. 如請求項第7項所述之發光組件，其中每一該二流道之橫截面積小於該第二腔室之橫截面積，令氣體型態之該工作液以一噴射氣流之型態由該二流道之一噴流至該第二腔室。
  9. 如請求項第7項所述之發光組件，其中該散熱件更包含一本體及一散熱鰭片組，該本體之一側熱接觸該發光件，該散熱鰭片組設置於該本體遠離該發光件之一側，該第一腔室、該第二腔室及該二流道位於該本體內。
  10. 如請求項第7項所述之發光組件，其中該散熱件更包含一第一本體、一第二本體及一散熱鰭片組，該第一本體之一側熱接觸該發光件，該第一腔室位於該第一本體內，該第二腔室位於該第二本體內，該散熱鰭片組設置於該第二本體上，該二流道位於該第一本體與該第二本體之間。
  11. 如請求項第7項所述之發光組件，其中該工作液為水、冷煤、甲醇、乙醇、***或為其他可輔助熱傳導之液態物質。
  12. 如請求項第7項所述之發光組件，其中該發光件為發光二極體。
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