CN102422078A - 一种电灯 - Google Patents

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Abstract

一种电灯(1)，包括插座(2)，安装在该插座上的灯泡(4)，在该灯泡(4)中设置至少一个半导体光源(5)。冷却装置(6)包括至少两个相对的、由至少一个间隔(9)分隔开的冷却片(7、8)。所述间隔对于环境是开放的，并且从该灯泡的中心延伸到该灯泡的外表面。该灯包括用于重新分配光的光重分配、透光壁(13)；可选地，所述光重分配壁包括分离的、可辨别的壁部分(14、15)。例如，每个可辨别的灯泡部分的形状与半长椭圆或者半扁椭圆的表面相似。因此，能够获得所需的双光束光分配或者均匀全向光分配。

Description

一种电灯
技术领域
本发明涉及一种电灯，包括：插座，用于沿着插入方向将灯安装在灯座中；安装在插座上的灯泡，在灯泡中设置至少一个半导体光源；冷却装置，用于对处于工作期间的灯进行冷却，所述冷却装置包括相对的、由至少一个间隔分隔开的至少两个冷却片。
背景技术
WO2008154172中已知一种电灯。在已知的灯中，半导体光源(即多个LED)安装在一个冷却片上。光源和冷却片都设置在灯泡中，该灯泡具有形状与常见的白炽普通光源(GLS)的灯泡相对应的灯壳。该已知的灯的缺点是，由于冷却片设置在完全封闭的灯壳内，因此对LED的冷却不够有效。一旦灯泡的填充物被灯泡内部产生热量的LED加热，则必须通过灯壳将灯泡内部的热量传输到灯泡外部，而所述壳体通常不是热的良好导体。在已知的灯中，为了增强从LED到周围空气的热量流动，在该壳体内为该灯提供一个热导体，这导致该灯具有相对复杂的结构。在已知的灯中，该壳体由液体或凝胶来填充，以抵消壳体在热传导方面的不利影响，但是这导致了该灯具有相对较重的额外缺点。进一步地，由于热量仍然必须通过该壳体的导热性相对差的壁传输，因此该已知的灯在灯泡内部仍然具有相对高的温度，由于在高温下工作的LED是相对低效的，从而导致了该灯具有相对低的效率。
发明内容
本发明的一个目的是抵消已知电灯的至少一个缺点。为了实现这个目的，如在起始段中描述的电灯具有下述附加特征：所述间隔是开放的，该间隔将该灯泡分成至少两个可辨别的灯泡部分；灯轴沿着插入方向延伸，穿过该插座的中心末端、穿过所述间隔、以及穿过该灯泡与该插座距离最远的(虚拟的)中心顶端；该灯包括用于重新分配源自该光源的光的光重分配、透光壁，使得在该灯的工作期间获得所需的光分配。
术语“开放式间隔”在这里是指间隔对于环境是开放的，从而实现了环境空气与存在于该间隔中的对流/自由流动的空气的交换，该交换是由处于工作期间的一个或多个光源产生的热量导致的。灯轴穿过开放式间隔而延伸的特征导致了该开放式间隔具有相对较大的尺寸，并且因此在该灯泡的相对较大的一部分上延伸。因此，冷却片的冷却能力增强了。术语“可辨别的灯泡分隔室”在这里是指灯泡被分成多个灯泡部分，这些灯泡部分可以是互相分隔开的、封闭的分隔室，或者是互相隔开的、向外部开放的分隔室，或者是互相分隔开的、经导管互连的分隔室。由于这个间隔，该灯的光分配(光束特性)受到了影响。该光重分配、透光壁可以纠正该影响，其重新分配具有初始光分配和源自该光源的光，使得在该灯的工作期间获得所需的光分配。所述光重分配、透光壁可以针对每个相应的可辨别的分隔室而不同，这使得该灯相对灵活地实现了所需的光分配。该重分配、透光壁能够将原始光分配修改为多种其他的光分配，例如双窄光束光分配、或者实质上均匀的、几乎全向的光分配。该双窄光束光分配示例了一种点光的光分配，该点光具有例如在两个相反方向上(例如彼此之间成160-200度)发射的两个相对窄的圆光束，每个光束具有顶角大约30度的光束宽度。均匀全向光分配是指在远场中(即在离电灯相对远的距离，例如至少50cm)，测量的光强是相对均匀的。例如，最大和最小测量的光强在灯泡周围大约300度的空间角内最多相差35％，这与标准GLS生成的光分配几乎相同。设想其他的光分配，例如两个向相反方向拉长的光束，或者对应于普通泛光的光分配(即在大约160或180度的空间角内的均匀光分配)。彼此相对的冷却片包括可以位于彼此具有某个偏移的位置和/或彼此成某个角度的位置的冷却片。
所述所需的光分配可经由提供给光分配壁、或者存在于光分配壁中或光分配壁上的各种装置来获得。因此，在一个实施方式中，优选地，所述壁包括从如下组中选择的至少一个特征，该组包括：(远程)荧光体、反射装置、漫射装置、以及本质上偏离于球体的一部分的形状。
所述(远程)荧光体向该灯提供了既是漫射体又是用于改变光源发射的光谱的装置的优势。该荧光体例如为UV吸收型和/或蓝光吸收型，并且随后是绿光、黄光、橙光或红光发射型多晶体粉状或玻璃材料。所述反射装置例如为一种涂层，该涂层例如能够以一种图案来提供。所述涂层的优选图案包括沿着灯轴延伸与灯泡外表面相交的带状，或者与灯泡外表面上的光源相对放置的圆形。提供有这种图案的光分配壁使得灯具有几乎全向的光分配，例如在两个LED在与灯轴垂直的方向上互相背对的情况下。类似的效应应用于漫射装置，但是随后光由该漫射装置散射而不是反射，并且通过该漫射装置发射出去。漫射装置例如可以是壁上的散射性粉状涂层，或者是漫射箔片，或者该壁可以是由乳白玻璃制成的。
在光分配装置具有本质上偏离于与球体的一部分的形状的情况下，光由于折射作用而重新分配。可能所述透光壁是该灯泡的一部分，和/或设置在灯泡内的内部灯泡的一部分，和/或构成了光源的一部分。来自该光源的入射到所述透光壁的不同位置或者以不同角度入射到所述透光壁上的光将发生不同的折射，这依赖于光到所述壁的入射角。因此，光分配可以通过壁的设计和形状来控制。
并不是必须要所述壁形成一个整体；备选地，可以是包括至少两个非整体的/本质上分离的壁部分的壁，从而为该灯提供了更自由的设计，并且因此使得能够将有利的技术特征应用于该灯上。例如，在一个实施方式中，该电灯的特征在于每个PCB分别与一个相应的灯泡部分一起形成一个相应的可辨别的灯泡分隔室。因此，能够将灯泡部分与相应的光源关联起来，使得灯能够甚至更灵活地实现所需的光分配。在一个实施方式中，其中根据本发明的电灯实际上特征在于，在每个灯泡分隔室中设置了至少一个相应的半导体光源，每个灯泡部分能够产生各自的光分配。例如，因此可能使得电灯在一个面上生成看上去具有朗伯(lambertian)光分配的光，这产生了半球状的、几乎均匀的光分配，而在相对面上(即相对半球上)该电灯生成了类似于点光的光分配。
在一个实施方式中，该电灯的特征在于光源被安装在相应的PCB上，该PCB与相应的冷却片集成。因此，获得了对半导体光源的有效并且高效的冷却过程。优选地，每个光源与每个相应的PCB设置在相应的灯泡部分中，使得该灯具有光源被互相独立地控制的优点。更优选地，设置灯泡部分使得关于延伸到PCB之间的平面P互相成镜面对称。例如，该电灯的一个实施方式的特征在于每个可辨别的灯泡部分的形状与具有两个相等半径和一个偏离半径的半长椭圆的表面相似，该间隔穿过椭圆的两个相等半径而延伸，从而该灯部分关于该间隔成镜面对称。该长椭圆的两半使得该灯在工作期间具有实质上均匀、几乎全向的光分配。在备选的实施方式中，该电灯的特征在于每个可分辨灯泡部分的形状与具有两个相等半径和一个偏离半径的半扁椭圆的表面相似，该间隔穿过该椭圆的两个相等半径而延伸。这使得该灯具有双光束的光特性，这两束光的指向以大约180°的角度而互相远离。
该电灯的一个实施方式的特征在于该间隔具有3mm到20mm范围内的宽度。如果该间隔具有小于3mm的宽度，则冷却片的冷却效率降低，这是因为在所述间隔的较小宽度处由于热对流引起的经过该间隔的自然空气的流动受到了限制。冷却片冷却效率的降低可能会导致LED变得相对较热，因此降低了灯的效率。如果所述间隔的宽度变成大于20mm，则该宽度对于光分配的干扰效应变得明显，因此降低了灯的质量。经由至少一个将该间隔桥接、并且不会有效地将该间隔封闭(即由于对流引起的空气流动不会显著地下降)的桥将这两个可辨别的灯泡分隔室互相连接，这个连接不会显著地影响冷却片的冷却效果。所述桥使得灯更具有鲁棒性，并且因此能够更好地承受机械负荷，例如在制造或安装期间操作灯时产生的机械负荷。
根据本发明的电灯的一个实施方式的特征在于，该灯泡本质上具有球体形状。此外，该灯具有与普通的GLS的形状非常近似的形状，并且在现有的为GLS灯设计的灯具/固定装置中使用本发明的电灯替代所述GLS灯是便利的。
附图说明
现在将进一步通过附图对本发明做出解释，其中：
图1A显示了根据本发明的灯的第一实施方式；
图1B显示了在图1A的灯的灯轴周围的环形方向上的相对发光强度的图表；
图1C显示了在沿着和垂直于图1A灯的灯轴的两个方向上的远场发光强度的极化图；
图2A至图2D显示了与图1A至图1C类似的、用于根据本发明的灯的第二实施方式的示意图；
图3A至图3C显示了与图1A至图1C类似的、用于根据本发明的灯的第三实施方式的示意图；
图4A至图4C显示了与图1A至图1C类似的、用于根据本发明的灯的第四实施方式的示意图；
图5A至图5C显示了与图1A至图1C类似的、用于根据本发明的灯的第五实施方式的示意图；以及
图6显示了根据本发明的灯的第六实施方式；
图7显示了根据本发明的灯的第七实施方式。
具体实施方式
作为参考方向，附图添加了具有x，y，z轴的坐标符号。
图1A显示了包括用于沿插入方向3将灯安装在灯座中的插座2的电灯1。灯泡4安装在插座上，灯泡4中设置了至少一个半导体光源5。在图1A的情况中，两对LED设置在灯泡中。在图中，灯泡由聚碳酸酯制成，但是备选地可以由玻璃或者任何其他透光的固体材料(例如PMMA)制成。提供了用于对处于工作期间的灯进行冷却的冷却装置6，该冷却装置包括由8mm的间隔9分隔开的至少两个相对的冷却片7、8。所述间隔与灯的外部环境开放地连通。光源安装在同时作为冷却片的PCB上。灯轴10沿着插入方向延伸，穿过插座的中心末端11、穿过所述间隔、以及穿过灯泡与插座距离最远的(虚拟的)中心顶端12。该灯包括光重分配、透光壁13，该壁包括用于使源自光源(即灯泡4的两个灯泡半球18、19的每一个中的LED)的光重新分配的两个半壁14、15，从而在该灯工作期间获得所需的光分配。
图1B显示了在图1A的灯的灯轴13(即z-方向)周围的环形方向上的相对发光强度的图表。该相对发光强度显示了一个较大的分布，在90°和270°(即与该附图的平面垂直的x方向上)有最小强度，在0°和180°(即在该附图的平面上的y方向上)有最大强度。
图1C显示了相同的发光强度分配，但是此处是由x，y-平面的远场发光强度的极化图来表示的。
图2A至图2D显示了与图1A至图1C类似的、用于根据本发明的灯的第二实施方式的示意图。在图2A和图2B中，灯1的透光壁13具有椭圆形的形状，即由在x-方向和z-方向上分别具有两个相等半径xr和zr、以及在y-方向上具有一个偏离半径yr的长椭圆的两个半壁14、15组成，其中yr的大小是xr和zr的1.5倍。间隔9的宽度为18mm，并且穿过椭圆的两个相等半径xr和zr而延伸。如图2C和图2D所示，由图2A的灯获得的发光强度分配显著地受到了该透光、光重分配壁的形状的影响。由于所述壁的形状，该环状远场发光强度分配仅显示出了非常受限的小于10％的强度分布。
图3A至图3C是与图1A至图1C类似的、用于根据本发明的灯1的第三实施方式的示意图。在图3A中，在该灯的透光、光重分配壁的两个半壁14、15的每一个上提供了y-轴方向周围的环形图案的漫射反射层16。整个灯泡本质上是一个圆球体，即与图1A的灯的灯泡相同的灯泡形状。图3B和图3C中显示了反射层图案16对环状远场发光强度分配的影响，即该发光强度与由图1A的灯的获得的发光强度分配相比显示了相对小的，即大约20％的分布。
图4A至图4C显示了与图1A至图1C类似的、用于根据本发明的灯1的第四实施方式的示意图。在图4A中，在灯泡4的两个半球18、19的每一个上提供了白色角形反射体17。该角形反射体具有在y-轴方向周围开放的虚拟环状圆形体，光源5设置在y-轴上。整个灯泡本质上是一个圆形球体，即与图1A的灯的灯泡相同的灯泡形状。图4B和图4C中显示了反射的角形反射体17对环状远场发光强度分配的影响，即该发光强度与由图1A的灯获得的发光强度相比显示了相对小的，即大约20％的分布。
图5A至图5C显示了与图1A至图1C类似的、用于根据本发明的灯的第五实施方式的示意图。在图5A中，在灯泡4的两个半球18、19的每一个中提供了长椭圆形内部半灯泡20、21。长椭圆形的这两个内部半灯泡20、21在x-方向和z-方向上分别具有两个相等半径xr和zr，在y-方向上具有一个偏离半径yr，其中yr的大小是xr和zr的1.5倍。光源5(即每个内部半灯泡中的一个LED)被设置在y-轴上。间隔9穿过椭圆的两个相等半径xr和zr而延伸。整个灯泡本质上是一个球体，即与图1A的灯的灯泡相同的灯泡形状。在这个灯中，灯泡4由于提供了通过将间隔9桥接而将两个灯泡半球18、19互相连接的桥22而被加强。图5B和图5C中显示了两个内部的椭圆形半灯泡20、21对环状远场发光强度分配的影响，即该发光强度与由图1A的灯获得的发光强度分配相比显示了相对小的，大约15％的分布。
图6显示了根据本发明的灯1的第六实施方式。在图6中，在灯1的透光、光重分配壁4的两个半壁14、15的每一个上提供了y-轴方向周围的圆形图案的光学开放窗口23。该壁的其余部分涂有散射的反射层。整个灯泡本质上是一个与常用GLS灯泡的形状相对应的圆球体，并具有与图1A的灯的灯泡相同的灯泡形状。光学开放窗口23使得该灯在z-轴周围的环状方向上具有作为其远场发光强度分配的双光束的光分配图案。
图7中显示的实施方式具有垂直于灯轴10而延伸的间隔9。两个可辨别的灯泡部分18、19的每一个形成了灯泡4的半个灯泡，并且经由桥22(仅显示了两个桥)中的三个导管而互相连接。该桥在间隔上均匀分配。在一个灯泡部分18中，提供了长椭圆形内部灯泡20，从而重新分配源自所述内部灯泡20内的在PCB 7上提供的四个LED 5的光。在另一灯泡部分19中，安装在PCB 8上的四个LED 5与角形反射体17一起存在。PCB 7和PCB 8同时作为冷却片。角形反射体17具有垂直于轴10的最大横截面，该横截面具有与垂直于插座2的轴的横截面大约相同的尺寸。因此，所述角形反射体不仅有效地保护插座2免受源自LED 5的光辐射以抵消在该灯工作期间的光损失，而且还将所述光重新分配为所需的光束。

Claims (15)

1.一种电灯，包括：
插座，用于沿着插入方向将灯安装在灯座中；
安装在所述插座上的灯泡，在所述灯泡中设置了至少一个半导体光源；
冷却装置，用于对处于工作期间的所述灯进行冷却，所述冷却装置包括由至少一个间隔分隔开的至少两个相对的冷却片；
所述间隔是开放的，所述间隔将所述灯泡分成至少两个可辨别的灯泡部分；
灯轴，沿着所述插入方向延伸，穿过所述插座的中心末端、穿过所述间隔、以及穿过所述灯泡与所述插座距离最远的(虚拟的)中心顶端；
所述灯包括用于使源自所述光源的光重新分配，从而在所述灯的工作期间获得所需的光分配的光重分配、透光壁。
2.根据权利要求1所述的电灯，其特征在于所述壁包括从如下组中选择的至少一个特征，所述组包括：
(远程)荧光体；
反射装置；
散射装置；
本质上偏离于球体的一部分的形状。
3.根据权利要求1或2所述的电灯，其特征在于所述壁包括至少两个非集成的/本质上分离的壁部分。
4.根据权利要求1或2所述的电灯，其特征在于所述透光壁是所述灯泡的一部分。
5.根据权利要求1或2所述的电灯，其特征在于所述透光壁是设置在所述灯泡内部的内部灯泡的一部分。
6.根据权利要求1或2所述的电灯，其特征在于所述透光壁是所述光源的一部分。
7.根据权利要求1或2所述的电灯，其特征在于所述光源安装在与相应的冷却片集成的相应PCB上。
8.根据权利要求7所述的电灯，其特征在于每个PCB与相应灯泡部分一起形成相应的、可辨的灯泡分隔室。
9.根据权利要求8所述的电灯，其特征在于在每个灯泡分隔室中设置了至少一个相应的半导体光源。
10.根据权利要求8或9所述的电灯，其特征在于所述两个可辨别的灯泡分隔室经由将所述间隔桥接的至少一个桥而互相连接。
11.根据权利要求1或2所述的电灯，其特征在于所述间隔具有3mm到20mm范围内的宽度。
12.根据权利要求1或2所述的电灯，其特征在于所述灯泡本质上具有球体形状。
13.根据权利要求7或8所述的电灯，其特征在于所述灯泡部分被设置为关于延伸到所述PCB之间的平面P而互相成镜面对称。
14.根据权利要求1或2所述的电灯，其特征在于每个可辨别的灯泡部分的形状为具有两个相等半径和一个偏离半径的半长椭圆的表面，所述间隔穿过所述椭圆的两个相等半径而延伸。
15.根据权利要求1或2所述的电灯，其特征在于每个可辨别的灯泡部分的形状为具有两个相等半径和一个偏离半径的半扁椭圆的表面，所述间隔穿过所述椭圆的两个相等半径而延伸。
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