CN101512222A - 绝缘玻璃中带有改进的能量管理的通用led照明 - Google Patents

Abstract

本发明提供一种用于内部照明的照明组件。该照明组件(1)包括由绝热装置(12)相互分开的第一嵌板(10)和第二嵌板(14)。将照明装置(16)布置在该第一嵌板(10)处，以按照一个方向引导光，并且以不同的方向引导热，该不同的方向主要是相反的方向。这种照明组件可用在如窗口中，以提供内部照明，同时避免经由这种窗口的内面的热传导。

Description

绝缘玻璃中带有改进的能量管理的通用LED照明

技术领域

本发明涉及一种照明组件，该照明组件包括照明装置以及由绝热装置相互分开的第一嵌板和第二嵌板。特别地，这种照明组件可用作用于通用照明应用的窗口元件，这些照明应用如用于建筑物、汽车和温室的内部照明。

背景技术

通常要求内部照明在例如建筑物、汽车或任何其它内部应用中产生舒适而安逸的环境。特别是当日光量变得不足时内部照明用于提供充足的照明条件。然而已知的是，由于内部照明的功率辐射性质的缘故，内部照明是一种热发生器。在过去的十年里，由内部照明产生的总热量显著增加。

在大部分应用中，必须将内部照明产生的热从该内部带走以便保持舒服的室内温度。不过，通过如风扇和空气调节器来运行的热传导要求额外的昂贵装备、空间和能量。因此，需要提供会克服这些问题的新式内部照明设备和系统。

发明内容

本发明的目的在于全部或部分地克服现有技术中的上述缺点和缺陷并提供上述技术和现有技术的更加有效的替代形式。更明确地来讲，本发明的目的在于提供一种允许内部照明而最小化热的内部产生的照明组件。

本发明基于这样一种理解，即可在照明组件中布置照明装置，以便朝一个方向引导从该照明组件的照明装置发出的光，并且朝不同的方向引导由该照明组件的照明装置产生的热，优选地，所述不同的方向是相反的方向。

因此，提供一种照明组件，该照明组件包括第一嵌板、第二嵌板和照明装置，其中，该第一嵌板和第二嵌板由绝热装置相互隔开，且将所述照明装置布置在第一嵌板处，以按照朝向第二嵌板的方向引导从照明装置发出的光，并且朝不同的方向引导由照明装置产生的热。

这种创造性照明组件的有益效果在于最小化热的内部产生，因为最小化了由照明装置所产生的热向第二嵌板的传递。因此，本照明组件在内部照明中提供了有效的节能解决方案。而且，在构造房屋或建筑物时，将照明组件作为窗口来使用提供了一种节省成本的解决方案。在将该第一嵌板暴露给外部空气时，若将这种照明组件用作建筑物内的窗口，则由照明装置所产生的热将经由第一嵌板传递到外部空气，且将极少的热传递到第二嵌板，即传递到建筑物的内部。

所述照明组件的第一嵌板和第二嵌板可具有平行表面，这当将照明组件与其它元件结合时在建筑施工中是有益的。

第一嵌板和第二嵌板可以透光，这是有利的，因为可将例如日光或其它任何光源的外部光源用于产生另外的内部光。

该第一嵌板可由高热导性材料组成，以有效地将由照明组件的照明装置所产生的热传递到组件之外。

所述绝缘装置可以是包括低热导率材料、真空和低热导率气体的组中的至少一种，以便最小化从布置在该第一嵌板处的照明装置向第二嵌板的热传递。

可将这种照明组件的第二嵌板布置成按层布置的多个嵌板。

可将这种照明组件的第一嵌板布置成单嵌板，所述照明装置布置在该单嵌板处。不过，该第一嵌板可选择性地包括按层布置的多个嵌板，以进一步最小化从该第一嵌板向该第二嵌板的热传递。

照明组件的第一嵌板可包括按层布置的至少两个分离的嵌板，这些照明装置布置在这些层之间。这种结构是有利的，因为可将这些照明装置封装在至少两个层之间，从而保护这些照明装置不受不利的外部环境(如湿度)的影响。

这种照明组件可包括布置在该绝热装置与第二嵌板之间的反射层，这种反射层用于朝向该第一嵌板反射由这些照明装置所产生的红外辐射，这是有利的，因为这减少了由红外辐射所产生的热从这些照明装置朝向该第二嵌板的传递，即朝向该内部的传递。

这种照明组件的这些照明装置可以是发光二极管，这是有利的，因为与其它光源相比，用于照明目的的发光二极管产生少量的红外辐射。而且，可以选择产生少量紫外辐射的发光二极管用于环境照明，如博物馆或展示中心，在这些环境中，诸如绘画之类的物品不应暴露给紫外辐射。对于建筑物应用而言，发光二极管的使用是有利的，因为与大多数普通的光源相比，这些发光二极管具有相当长的使用寿命。

所述照明组件的照明装置可包括来自包括用于避免眩光的低功率二极管、用于引导光的高功率二极管以及用于产生发射白色光的照明表面的红色、绿色和蓝色(RGB)二极管的组中的至少一种二极管。

光输出可高达照明物体的水平。不过，光输出的水平可以甚至是低的，以达到装饰效果，而不是将物体照明。

这种照明组件可包括布置在该第一嵌板附近的控制器，这种控制器用于控制这些发光装置的光输出。

该第一嵌板和第二嵌板可包括玻璃，这是有利的，因为绝缘玻璃普遍地用于将例如建筑物中的内部环境与外部环境隔离。

作为一种替代形式，该第一嵌板和第二嵌板可由塑料组成。

另外，可用高耐冲击材料制成该第一嵌板和第二嵌板，这种材料特别适用于如汽车应用。

本发明的另一个目的在于提供一种窗口元件，这种窗口元件包括上述照明组件。

这种窗口元件可以是弯曲的，以将这种照明组件的光输出聚集在这种内部环境的特定位置并控制所照明的区域的形状。

对“一/该(元件、设备、元器件、装置、步骤等)”的所有引用解释为是指这些元件、设备、元器件、装置、步骤等的至少一个实例，除非另有明确说明。在研究下面的详细披露、附图和所附的权利要求书时就会明白本发明的进一步的目的、特征和有益效果。本领域技术人员会认识到，可将本发明的不同特征结合，以产生不同于上述实施例的其他实施例。

附图说明

通过下面参考附图进行的对本发明的优选实施例的说明性非限制性详细描述就会更好地理解本发明的上述以及其他的目的、特征和有益效果，在这些图中：

图1示出了根据本发明的一个实施例的照明组件的截面图。

图2示出了根据本发明的另一个实施例的照明组件的截面图。

图3示出了根据本发明的再一个实施例的照明组件的截面图。

图4示出了包括两个窗口元件的窗口，其中的一个元件包括根据本发明的照明组件。

所有的视图是示意性的且不一定按比例绘制，而且仅示出了阐述本发明所必需的部分，其中，其他部分可略去或者仅间接地表明。

具体实施方式

参看图1，下面将对本发明的第一实施例进行描述。

图1示出了根据本发明的一个实施例的照明组件1的截面图。照明组件1包括由绝缘装置12相互隔开的第一嵌板10和第二嵌板14。照明组件1还包括布置在第一嵌板10处的照明装置16，以朝向第二嵌板14引导从这些照明装置16发出的光，并以相反的方向引导由这些照明装置16所产生的热，如图1中的箭头所示。优选地，将照明装置16布置在照明组件1的第一嵌板10的周面，即在示于图1的第一嵌板1中，或者在与第一嵌板10的面10b相对的第一嵌板10的面10a，面10b与绝热装置12接触。不过，还可将这些照明装置16布置在第一嵌板10的面10b。

在一种构造中，由绝热装置12相互隔开的第一嵌板10和第二嵌板14的这些面平行；不过，还可实现其他构造，在这些构造中，第一嵌板10和第二嵌板14的表面不平行。

第一嵌板和第二嵌板均可由透光材料组成，优选地，这些透光材料是透明材料，以使从不同于照明组件1的照明装置16的光源发出的光(如日光)可以有助于光通过照明组件1从第一嵌板10向第二嵌板14传输。

优选地，第一嵌板10包括高热导性材料，如高热导性玻璃，绝热装置12包括低热导性材料。或者，绝热装置12可以是真空或低热导性气体。

在本发明的一个实施例中，照明组件1的第二嵌板14包括单嵌板，如图1所示。不过，第二嵌板14可替代地包括按层布置的多个嵌板。

所述照明组件的第一嵌板可以是单嵌板，照明装置布置在该单嵌板处，如图1所示。不过，也可使用按层布置的多个嵌板，以进一步最小化从该第一嵌板向该第二嵌板的热传递。

本领域技术人员会理解，可将任何类型的光源用在本发明的照明组件中。不过，在优选实施例中，使用发光二极管。这些类型的光源是有利的，因为它们小，并因此易于结合在这种照明组件中。而且，可对发光二极管进行选择，以使含在这些发光二极管的输出功率谱内的红外辐射水平低，以最小化由这种辐射产生的热。特别地，可采用聚合物发光二极管。

另外，可根据这种照明组件将用在其中的应用对发光装置16进行选择。在第一替代形式中，发光装置16可以是低功率发光二极管，这些发光二极管用于避免眩光并因此而避免针对使用由照明组件1发射的光的人员的打扰。在另一种替代形式中，发光装置16可以是高功率发光二极管，这些发光二极管用于向第二嵌板有效地引导光并用于增加照明组件1的光输出。在再一种替代形式中，发光装置16可以是红色、绿色和蓝色发光二极管的组合，该组合用于产生发射白色光的照明表面。另外，可对发光二极管进行选择，以使这些发光二极管的输出功率谱内的紫外辐射部分非常少，这在将这种照明组件用在例如用于博物馆或展示中心的窗口元件中时特别有利，以使物品如绘画的品质降低最小化。

本领域技术人员会理解，可按照任何图案布置这些发光二极管在第一嵌板10上的空间分布，以实现任何优选的照明图案。发光二极管的密度(每单位面积的二极管数量)通常根据应用而发生变化。

在再一个实施例中，照明组件10设有控制器15，控制器15用于控制从照明装置16发出的光的输出。控制器15可用于实现从日光至由照明组件1提供的光的平滑过渡，尤其是用于在日光变得不足时补偿光的衰落。作为发光装置的发光二极管结合控制器15的使用允许从日光至人工照明的无缝过渡，因为发光二极管是可调光的。

参看图2，图中示出了本发明的另一个实施例。

图2示出了照明组件2的截面图，照明组件2类似于参考图1所描述的照明组件，但照明组件2中的第一嵌板10包括按层布置的两个分离的嵌板11a、11b。在本实施例中，第一嵌板10包括两层11a、11b，照明装置16布置在这两层11a、11b之间。这种布置允许保护照明装置16免受外部环境的不利条件(如湿度)的影响，并因此而延长照明装置16的使用寿命。

参看图3，图中示出了本发明的再一个实施例。

图3示出了照明组件3的截面图，照明组件3类似于参考图1所描述的照明组件，但照明组件3具有布置在绝热装置12与第二嵌板14之间的热反射层13，热反射层13用于朝向第一嵌板10反射从这些照明装置16发出的红外辐射。或者，可将热反射涂层13涂覆在第二嵌板14与绝热装置12接触的面上。

在优选实施例中，第一嵌板10和第二嵌板14用玻璃制成，这是有利的，因为绝缘玻璃普遍地用于将建筑物的内部环境与外部环境隔离。因此，可将标准材料用于实施本发明。在另一个实施例中，第一嵌板10和第二嵌板14包括塑料。

参考图4，图中示出了本发明的再一个实施例。

图4示出了窗口4，窗口4包括两个窗口元件40和42，其中，第一元件40包括在前面的实施例中所描述的类型的照明组件，且第二元件42包括标准材料，如绝缘玻璃。标准的绝缘玻璃包括两个玻璃嵌板，这两个玻璃嵌板由绝热装置相互隔开。

在优选构造中，第一窗口元件40位于第二窗口元件42上方，以优化从本发明的照明组件的这些照明装置16发出的光的入射角。不过，可根据应用实施任何种类的构造，本发明的照明组件用在这些构造中。在本实施例中，照明装置的第一嵌板10表示窗口元件40的外面，而这些照明装置的第二嵌板14表示表示窗口元件40的内面。因此，外部空气对流用于冷却第一嵌板10，以将由这种照明组件的照明装置16所产生的热传递到外部。这样就促进了从内部的热传导，而且避免了要求附加空间、能量和成本的最终的附加装备，如空调。

例如，通常将恒定的光水平用在工作环境中，且可能难以实现变化的日光条件之间的平滑过渡。在例如办公楼中使用根据本发明的实施例的窗口元件为工作在该建筑物中的人们提供了舒适的照明条件。当日光衰落时，人们可接通来自窗口元件的光。集成在所述窗口元件中的照明装置对衰减的外部光条件进行补偿，自然日光也通过所述窗口元件进入该建筑物。可借助于受所述控制器控制的发光二极管的可调光特性获得平滑过渡。

在再一个实施例中，所述窗口元件可以是弯曲的，以将从所述照明组件的照明装置发出的光聚集在该内部环境的特定位置，并控制所聚焦的光线的形状。

本发明可用在任何照明应用中，在这些应用中，接收从所述照明装置发出的光的内部环境中的热管理是必要的。本发明尤其适用于针对例如办公楼、单个的家庭或温室的人工照明、园艺照明、为了特殊内部效果的环境照明以及针对小汽车、公共汽车、火车等的玻璃车顶/窗口的汽车照明，以用于功能性目的和/或日光衰落的补偿。

虽然在前面结合本发明的优选实施例对本发明进行了描述，但本领域技术人员会明白，在并不背离由下面的权利要求书所限定的本发明的范围的前提下，可构思出几种变化形式。

Claims (16)

1.照明组件(1)，该照明组件(1)包括第一嵌板(10)、第二嵌板(14)和照明装置(16)，其中，所述第一嵌板(10)和所述第二嵌板(14)由绝热装置(12)相互隔开，且其中将所述照明装置(16)布置在所述第一嵌板(10)处，以按照朝向所述第二嵌板(14)的方向引导从所述照明装置(16)发出的光，并且以不同的方向引导由所述照明装置(16)产生的热。

2.如权利要求1所述的照明组件，其中所述第一嵌板(10)和所述第二嵌板(14)的面平行。

3.如权利要求1或2所述的照明组件，其中所述第一嵌板(10)和所述第二嵌板(14)透光。

4.如前面的权利要求中的任一项所述的照明组件，其中所述第一嵌板(10)包括高热导性材料。

5.如前面的权利要求中的任一项所述的照明组件，其中所述绝热装置(12)包括来自包括低热导率材料、真空和低热导率气体的组中的至少一种材料。

6.如前面的权利要求中的任一项所述的照明组件，其中所述第二嵌板(14)包括按层布置的多个嵌板。

7.如前面的权利要求中的任一项所述的照明组件，其中所述第一嵌板(10)包括按层布置的至少两个嵌板(11a，11b)，所述照明装置(16)布置在所述至少两个嵌板(11a，11b)之间。

8.如前面的权利要求中的任一项所述的照明组件，其中将反射层(13)布置在所述绝热装置(12)与所述第二嵌板(14)之间，以朝向所述第一嵌板(10)反射由所述照明装置(16)产生的红外辐射。

9.如前面的权利要求中的任一项所述的照明组件，其中所述照明装置(16)是发光二极管。

10.如前面的权利要求中的任一项所述的照明组件，其中所述照明装置(16)是包括用于避免眩光的低功率二极管、用于引导光的高功率二极管以及用于产生白色光的红色、绿色和蓝色二极管的组中的至少一种二极管。

11.如前面的权利要求中的任一项所述的照明组件，其中将控制器(15)布置在所述第一嵌板(10)附近，以控制从所述照明装置(16)发出的光。

12.如前面的权利要求中的任一项所述的照明组件，其中所述第一嵌板(10)和所述第二嵌板(14)包括玻璃。

13.如权利要求1至11中的任一项所述的照明组件，其中所述第一嵌板(10)和所述第二嵌板(14)包括塑料。

14.如前面的权利要求中的任一项所述的照明组件，其中所述照明装置的光输出水平足够地低，以仅具有装饰性效果。

15.一种窗口元件(42)，所述窗口元件(42)包括如前面的权利要求中的任一项所述的照明组件。

16.如权利要求15所述的窗口元件，其中所述窗口元件是弯曲的。

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