专利名称：发光二极管头灯散热系统及其发光二极管头灯散热管的制作方法
技术领域：
本发明是有关于一种车灯散热结构，且特别是有关于一种发光二极管车灯散热结 构。
背景技术：
发光二极管的应用，因其省电及低废热等优势而倍受青睐。近年来，随着科技发 展，发光二极管的亮度有了大幅的提升，而使其在照明应用上大放异彩。然而，发光二极管 的亮度，先天存在热衰问题，迫使各界致力于发光二极管照明设备的散热研究。目前虽有不少人致力于将发光二极管照明设备应用在车辆的头灯，却始终无法克 服热衰问题，特别是在中低纬度国家，因气候炎热而使此一问题殊不可解。
发明内容
因此，本发明的一目的是在提供一种发光二极管头灯(LED headlight)散热系统， 以克服发光二极管头灯的亮度的热衰问题。本发明的另一目的是在提供一种发光二极管头灯散热管，以使发光二极管得以应 用于车辆的照明头灯。依据本发明一实施方式，提出一种发光二极管头灯散热系统，包含一车用空调系 统、一导热装置及一发光二极管头灯。车用空调系统具有一致冷装置。导热装置连接致冷 装置，发光二极管头灯连接于导热装置。依据本发明另一实施方式，提出一种发光二极管头灯散热管，是用以连接一车辆 之发光二极管头灯与致冷装置，其包括一热管本体、一连接件及一夹持件。连接件位于热 管本体的一端，用以连接发光二极管头灯，夹持件位于热管本体的另一端，用以连接致冷装置。借此，上述诸实施方式让发光二极管头灯透过热管或导热装置，以车用空调系统 为散热机构。
为让本发明的上述和其它目的、特征、优点与实施例能更明显易懂，所附附图的说 明如下图1是本发明一实施方式的发光二极管头灯散热系统的结构示意图；图2是以致冷芯片实现图1的致冷装置300时的结构示意图；图3是以冷媒系统实现图1的致冷装置300时的结构示意图；图4是图3 —实施方式的结构示意图，其是绘示导热装置100连接于冷媒管路衔 接冷媒系统320的蒸发器323处；图5是图3另一实施方式的结构示意图，其是绘示导热装置100连接于冷媒管路 衔接冷媒系统的冷凝器322处；图6是本发明另一实施方式的发光二极管头灯散热管的结构示意图 图7是图6的夹持件530在另一实施方式的结构示意图； 图8A-8C是图6的夹持件530在又一实施方式的结构示意图。主要组件符号说明
500、100 热管
300 致冷装置 310 致冷芯片 321 压缩机 323 蒸发器 325 液气分离器 400 车体 500 热管 520 连接件 531 万向接头 533 固定片
200 发光二极管头灯 301 冷气 320 冷媒系统 322 冷凝器 324 膨胀阀 326 储液器 410 容置空间 510 热管本体 530 夹持件 532 :C型扣片 534 螺锁件
具体实施例方式经本发明人的长期观察与多年实务经验，目前各种发光二极管头灯气冷式或水冷 式散热结构皆殊不可行。具体而言，一般汽车的引擎的最佳工作温度为摄氏80度左右，而 中低纬度国家道路上的汽车由于曝晒于阳光下，车体本身的温度亦高达摄氏40以上。因 此，整体而言，无论头灯散热片如何设计，安置在车体何处，皆受制于环境温度偏高，而无法 将头灯的温度降低至摄氏30度以下。换句话说，发光二极管提供照明的最佳温度，与一般 汽车工作状态是两个无法产生平衡或交集的温度区间。因此，本发明人殚精竭虑，苦心观察汽车工作环境的实务状态后，提出以车用空调 系统作为发光二极管头灯的散热基础的技术，本发明人不仅考虑车用空调系统是维持车内 温度于人类可承受范围，而此温度范围亦与发光二极管的最佳照明工作温度范围有所交 集；亦考虑以车用空调系统作为发光二极管的散热基础时，应不危及车用空调系统的原始 功能。具体而言，以三菱汽车Colt plus车辆为例，一般车用空调系统是提供3. 47kW功率 的能量，以将车内温度控制于25 温度范围，而发光二极管头灯所产生的废热一般为 50 100W功率，因而只占车用空调系统不到3%的能力。因此，利用车用空调系统作为发 光二极管头灯的散热基础，实乃破除固有散热观念的窠白的创举。请参照图1，图1是本发明一实施方式的发光二极管头灯散热系统的结构示意图。 图1中，本实施方式的发光二极管头灯散热系统包含一车用空调系统、一导热装置100及一 发光二极管头灯200。车用空调系统具有一致冷装置300，其是用以提供冷气301给车体 400内的容置空间410，进而提供舒适的温度环境予驾驶人及乘客。导热装置100连接致冷 装置300，发光二极管头灯200则连接于导热装置100。借此，本实施方式让发光二极管头 灯200透过导热装置100，以车用空调系统为散热机构(Heat Sink)。值得一提的是，致冷装置300虽目前以冷媒系统为大宗，但并不以此为限，考虑日 后环保需求的殷盛，适于电动车的致冷芯片等致冷装置300亦可沿用本发明的技术。
请继续参照图2，图2是以致冷芯片实现图1的致冷装置300时的结构示意图。图 2中，致冷装置300为一致冷芯片310。而导热装置100可为一热管，此热管可直接连接(例 如管路烧结或焊接)或间接连接(例如缠绕)在致冷芯片310上。借此，致冷芯片310便 可透过导热装置100，供发光二极管头灯200作为散热机构。当然，导热装置100的具体实 施手段并不以热管为限，亦可为一导热金属。请继续参照图3，图3是以冷媒系统实现图1的致冷装置300时的结构示意图。图 3中，冷媒系统320可大致分为压缩机321、冷凝器322、蒸发器323与膨胀阀324。其中，导 热装置100 (此处以热管为例)的一端连接于冷媒系统的冷媒管路，此处所谓连接是指导热 连接，而不以直接或间接为限。具体而言，热管与冷媒管路并不一定需要直接连接，热管与 冷媒管路紧密贴合亦可达成所述导热连接。直接连接时，冷媒虽可注入热管，但此举会有更 动冷媒管路原始设计的额外成本，且热管与冷媒管路连通处亦有冷媒外泄的风险。因此，本 发明还可在另一实施方式中，在导热装置100上设计一夹持件，夹持件连接导热装置100， 并用以使导热装置100夹固于冷媒管路。从导热装置100与冷媒系统320的连接位置观之， 图3中，导热装置100是以蒸发器323的吸气管为散热体，亦即热沉(Heat Sink)。值得一提的是，导热装置100与冷媒系统320的冷媒管路的连接方式，是一种管路 的分歧手段，除上述透过夹持件实现以外，亦可采用下列诸方式1.焊接手段，亦即将导热 装置焊接于冷媒管路。2.烧结手段，亦即将导热装置烧结于冷媒管路。3.牙接手段，亦即 在导热装置与冷媒管路间设计相对应的螺牙及螺孔，以进行接合。当然，连接导热装置100 与冷媒系统320的冷媒管路的手段并不以此为限。请继续参照图4，图4是图3 —实施方式的结构示意图，其是绘示导热装置100连 接于冷媒管路衔接冷媒系统320的蒸发器323处。具体而言，如图4所示，导热装置100可 连接于冷媒管路衔接冷媒系统320的蒸发器323处；更精确的说，导热装置100可连接于冷 媒系统320的液气分离器325。此举有利于在冷媒系统320运作时取得整体温度最低点，以 作散热用。请继续参照图5，图5是图3另一实施方式的结构示意图，其是绘示导热装置100 连接于冷媒管路衔接冷媒系统的冷凝器322处。如图5所示，导热装置100亦可连接于冷 媒管路衔接冷媒系统的冷凝器322处；更精确的说，导热装置100可连接于冷媒系统320的 储液器326。此举则有利于在冷媒系统320未运作时，仍获得大面积的散热结构。换句话 说，导热装置100被固定在冷媒系统320的储液器3 时，可利用储液器326内的冷媒进行 散热，所述储液器3 系供冷媒在此蒸发与冷凝。综上所述，从技术角度观之，由于目前所有车辆空调系统在冷媒经过蒸发器以提 供车体内冷气时，为了确保冷媒必须由液体全部被蒸发成为气体，使冷媒到达压缩机前全 部成为气体，以避免造成压缩机液压缩的严重故障；所以冷媒管路经过蒸发器回到引擎室 时，高价位汽车都会加装液气分离器，而且高低价位汽车都会有一段管路不保温直接暴露 于引擎室，借由引擎室高温使冷媒全部气化；相对而言，上述诸实施方式是利用发光二极管 头灯的热来气化冷媒，如无法将冷媒全部气化，再由引擎室提供的高温来补偿气化；具有能 源回收再利用且使发光二极管头灯保持于较低的温度的双重技术意涵，一般此段冷媒管温 度25度以下。且在车辆未开冷气只开大车灯时，仍可利用冷气系统做为发光二极管头灯的 大型散热板。
从另一个角度观之，一般车辆在要熄火停驶时，当压缩机关闭后，冷媒管路的表面 常会略微结霜；这是因为压缩机在停机时，高压冷媒仍持续流入低压端，进而产生膨胀。此 时为延长冷媒管路的使用寿命，一般建议是不要立即关闭车用空调系统，而使其维持送风 功能以帮助冷媒管路表面的凝霜溶解；由此观之，当车辆要熄火停驶时，发光二极管头灯 200的余热可透过导热装置100传递到冷媒管路，协助冷媒管路表面的凝霜溶解。请参考图6，图6是本发明另一实施方式的发光二极管头灯散热管的结构示意图； 为方便解释，图中更绘示一冷媒系统320。发光二极管头灯散热管500，系用以连接一车辆 的发光二极管头灯200与致冷装置，此处致冷装置以冷媒系统320为例。发光二极管头灯 散热管500包括一热管本体510、一连接件520及一夹持件530。连接件520位于热管本体 510的一端，用以连接发光二极管头灯200 ；夹持件530位于热管本体510的另一端，用以连 接冷媒系统320。借此，本实施方式让发光二极管头灯200透过热管500，以车用空调系统 为散热机构(Heat Sink)。请继续参考图7，图7是图6的夹持件530在另一实施方式的结构示意图。具体 而言，夹持件530连接于冷媒系统520的冷媒管路。为使夹持件530便于连接冷媒管路，夹 持件530的具体设计可为一机械式夹件，例如C型扣结构。此C型扣结构包括一万向接头 531、C型扣片532、固定片533及螺锁件534。万向接头531使热管500可以适应各种类型 的车体及其冷媒系统320。C型扣片532、固定片533及螺锁件534可使夹持件530与冷媒 系统320的冷媒管路紧密接合。值得一提的是，C型扣片532与冷媒管路接合处，以及万向 接头531与热管本体510接合处，皆可涂布散热膏以进一步减低热阻。请再一并参考图8A到图8C，图8A到图8C是图6的夹持件530在又一实施方式的 结构示意图。前述图7的万向接头531，因为存在气隙以作为转向空间，即使涂满散热膏仍 不免热阻过大；因此，如图8A到图8C所示，夹持件530亦可由两个C型扣片532所组成，以 分别连接热管本体510及冷媒系统320的管路。由图8A到图8C可知，本实施方式仅列举 各种可行的夹持件530结构设计，而非作为限制者。于本技术领域中具有通常知识者，亦可 仿效本实施方式，自行设计其它夹持件，然亦不脱离本实施方式的技术范畴。当然，从最直 观的设计角度来说，只要热管本体510本身具有金属延展弯折的特性，热管本体510可直接 连接C型扣片532、固定片533及螺锁件534，而不需再装设万向接头531于其上。最后，热管500的种类可为一热虹吸式热管、一毛细式热管或一回路型热管。具体 而言，考虑到致冷装置的工作流体，通常为水或冷媒，与致冷装置本身在车用空调系统内的 运作型态，热管500的选用可区分如下若致冷装置使用型态可使工作流体利用重力返液，则应使用热虹吸式热管以提高 热传能力。若致冷装置使用型态是冷凝部在下，蒸发部在上，则需使用毛细式热管以返液。 毛细式热管是以多孔性结构通过毛细力使液态工作流体回到为于上方的蒸发部，常用的有 烧结、沟槽及网状结构。依液气流道是否分离，又可将热管分为传统热管及回路型热管，回 路型构造较复杂但利用其液气流道分离，可避免因液气流体流向相反的剪切力影响到返液 而降低最大热传。虽然本发明已以诸实施方式揭露如上，然其并非用以限定本发明，任何熟悉此技 术的人员，在不脱离本发明的精神和范围内，当可作各种的更动与润饰，因此本发明的保护 范围当视权利要求书所界定的范围为准。
权利要求
1.一种发光二极管头灯散热系统，其特征在于，包含一车用空调系统，具有一致冷装置；一导热装置，连接该致冷装置；以及一发光二极管头灯，连接于该导热装置；借此，该发光二极管头灯透过该导热装置，以该车用空调系统为散热机构。
2.根据权利要求1所述的发光二极管头灯散热系统，其特征在于，该致冷装置为一致 冷芯片。
3.根据权利要求1所述的发光二极管头灯散热系统，其特征在于，该致冷装置为一冷 媒系统。
4.根据权利要求3所述的发光二极管头灯散热系统，其特征在于，该导热装置连接于 该冷媒系统的冷媒管路。
5.根据权利要求4所述的发光二极管头灯散热系统，其特征在于，还包括一夹持件，该 夹持件连接该导热装置，并用以使该导热装置夹持固定于该冷媒管路。
6.根据权利要求4所述的发光二极管头灯散热系统，其特征在于，该导热装置连接于 该冷媒管路衔接该冷媒系统的蒸发器处。
7.根据权利要求4所述的发光二极管头灯散热系统，其特征在于，该导热装置连接于 该冷媒管路衔接该冷媒系统的冷凝器处。
8.根据权利要求4所述的发光二极管头灯散热系统，其特征在于，该导热装置连接于 该冷媒管路衔接该冷媒系统的液气分离器处。
9.根据权利要求4所述的发光二极管头灯散热系统，其特征在于，该导热装置连接于 该冷媒管路衔接该冷媒系统的储液器处。
10.一种发光二极管头灯散热管，其特征在于，是用以连接一车辆的发光二极管头灯与 该车辆的致冷装置，其包括一热管本体；一连接件，位于该热管本体的一端，用以连接该发光二极管头灯；以及一夹持件，位于该热管本体的另一端，用以连接该致冷装置；借此，该发光二极管头灯可透过该热管本体，利用该致冷装置作为其散热机构。
全文摘要
本发明揭露一种发光二极管头灯散热系统，包含一车用空调系统、一导热装置及一发光二极管头灯。车用空调系统具有一致冷装置。导热装置连接致冷装置，发光二极管头灯连接于导热装置。本发明另揭露一种发光二极管头灯散热管，用以连接一车辆的发光二极管头灯与致冷装置，其包括一热管本体、一连接件及一夹持件。连接件位于热管本体的一端，用以连接发光二极管头灯，夹持件位于热管本体的另一端，用以连接致冷装置。借此，本发明让发光二极管头灯透过热管或导热装置，以车用空调系统为散热机构。
文档编号F21V29/02GK102109162SQ20091026239
公开日2011年6月29日 申请日期2009年12月24日 优先权日2009年12月24日
发明者杨凯任, 杨凯名, 林苏宏, 沈志秋 申请人:杨凯名