[发明专利]热虹吸管光引擎及包括该热虹吸管光引擎的灯具

说明书

相关申请的交叉引用

本申请要求2010年5月3日提交的美国临时专利申请No. 61/330,567的优先权，该申请的名称为“Thermosyphon Light Engine”，发明人为C-D·久（Camil-Daniel Ghiu）和N·奥扎（Napoli Oza），在此通过引用将该申请的全部内容并入本文。

技术领域

本发明涉及一种照明设备，更具体地涉及一种包含一个或多个主动冷却元件的光引擎和灯具。

背景技术

固态光源相比常规照明技术提供了极大的优点。当然，其中一些优点是有代价的。使用固态光源的一个代价就是固态光源产生热量，有时产生极其大量的热量。通常，使用固态光源的灯和灯具包括热量管理系统，例如但不限于金属散热器。这些金属散热器通常较大且笨重，其包括许多翅片，以增加表面积并因此耗散更多的热量。散热器越大，可以耗散的热量就越多，因而可以在灯或灯具中使用更多的固态光源和/或功率更高的固态光源。同时，散热器越大，就越难将散热器装配在尺寸更传统的灯轮廓（例如，经典的A19爱迪生照明灯泡）中和/或尺寸更传统的灯具空间（例如，六英寸的吸顶灯）中。

使用金属散热器来耗散固态光源所产生的热量的替代方案包括基于主动冷却元件（例如，使空气循环通过灯/灯具的小型风扇）的热量管理系统和基于一种或多种冷却液体的热量管理系统。至于冷却液体的情形，该液体可以穿过并围绕固态光源、收集热量，然后在包含泵或类似装置的主动系统中被移走和冷却，之后返回。或者，像在常规热虹吸管中的那样，冷却液体可被加热和蒸发，然后冷凝。

发明内容

本文描述的实施例为包含液体的冷却元件例如热虹吸管提供了一种新的用途。本文描述的实施例提供了一种热虹吸管光引擎，（i）冷却一个或多个固态光源，例如但不限于发光二极管（LED）、有机二极管（OLED）、PLED及类似物，包括它们的结合，以及（ii）帮助控制和重定向一个或多个固态光源发出的光。此外，实施例将热虹吸管光引擎应用于灯具，在所述灯具中，热虹吸管光引擎不仅冷却一个或多个固态光源，还冷却灯具的其它发热元件（例如电源）。

在一个实施例中，提供了一种光引擎。所述光引擎包括：冷凝器，其中所述冷凝器将位于其中的气态物质恢复为液态物质；蒸发腔，其中所述蒸发腔包括：在启动时发光且产生热量的至少一个固态光源；工作液体，所述固态光源的至少一部分被浸没在该工作液体中，其中，在向所述工作液体施加热量时所述工作液体能够变为气态物质；以及光学元件，其中所述光学元件对所述至少一个固态光源发出的光进行波束塑形（beam shape）；以及至少一个连接元件，将所述冷凝器连接到所述蒸发腔，从而使得当所述蒸发腔中的所述至少一个固态光源产生热量时，一部分所述工作液体蒸发，变为气态物质，其中，所述气态物质经过所述至少一个连接元件行进到所述冷凝器，接着被恢复为液态物质，其中，所述液态物质经过所述至少一个连接元件回到所述蒸发腔。

在一个相关实施例中，所述光学元件和所述至少一个固态光源被相应地成形为使得所述至少一个固态光源与所述蒸发腔的内表面上的所述光学元件相邻。在另一相关实施例中，所述蒸发腔可以进一步包括：支撑元件，其中，所述支撑元件将所述至少一个固态光源保持在所述蒸发腔中的特定位置。在另一相关实施例中，当将所述至少一个固态光源浸没在所述工作液体中时，所述支撑元件将所述至少一个固态光源保持在所述蒸发腔中的特定位置。

在另一相关实施例中，所述蒸发腔可包括壁，所述壁具有第一部分和第二部分，其中，所述光学元件形成在所述壁的所述第一部分中，并且其中，所述壁的所述第二部分被成形为增强了所述光学元件的方向效果。在另一相关是实施例中，所述蒸发腔可被成形为包括内部和外部，其中，所述内部包括所述至少一个固态光源、所述工作液体和所述光学元件，并且其中，所述外部包括反射器。

在另一相关实施例中，所述蒸发腔可包括多个子腔，其中，所述多个子腔中的每个子腔可包括固态光源、工作液体和光学元件。在另一相关实施例中，所述多个子腔中的每个子腔可被成形为与该子腔的光学元件结合实现特定的光学效果。在另一相关实施例中，所述多个子腔中的第一子腔相对于所述多个子腔中的第二子腔可被固定在特定方向上，从而使得经由所述第一子腔的光学元件进行了波束塑形的光的至少一部分沿该特定方向行进。在另一相关实施例中，指定子腔的所述工作液体不能以液体形式进入另一子腔。