CN106482031A - 烤箱灯 - Google Patents

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Abstract

一种烤箱灯，该烤箱灯包括：可以固定在烘烤室壁凹槽中的固定套筒；封闭烘烤室壁凹槽的透光罩盖；布置在透光罩盖后面的照明灯具，照明灯具发出的光用于烘烤室的照明，其中照明灯具由至少一个LED构成，LED以光锥形式发出光，LED布置在一个散热体上，散热体用于散去LED工作中产生的热量，罩盖和LED之间安装有一个隔热装置，该装置保护LED免受烘烤温度影响，其中光锥能够穿过隔热装置的装配平面。隔热装置包含至少一个具有孔的透光隔热板，LED发出的光可以穿过孔沿罩盖方向射出。

Description

烤箱灯
技术领域
本发明涉及一种灯，尤其是一种烤箱灯，该烤箱灯包含：可以固定在烘烤室壁凹槽中的固定套筒；封闭烘烤室壁凹槽的透光罩盖；布置在透光罩盖后面的照明灯具，照明灯具发出的光用于烘烤室的照明，其中照明灯具由至少一个LED构成，LED以光锥形式发出光，LED布置在一个散热体上，散热体用于散去LED工作中产生的热量，罩盖和LED之间安装有一隔热装置，该装置保护LED免受烘烤温度影响，其中光锥能够穿过隔热装置的装配平面。
背景技术
现有技术状态下，存在采用各种各样设计的烤箱灯。如果利用LED作为照明灯具，在现有技术状态下特别注重以下方面：或者有效导出烤箱-烘烤室在LED照明灯具范围内辐射的热量，或者通过适当隔热装置保护LED免受烘烤室热量的影响。
比如文件DE102005044347A1公布了一种方法：在照明灯具和烘烤室之间的空腔内注满二氧化硅气凝胶，其作用是隔绝烘烤室的热辐射。文件DE10200902775A1提出以下建议：在烘烤室和LED之间安装一个透光的圆筒状部件，该部件保护LED免受热辐射影响。此外该文件还公布了一种用于有效散热的通风方案。文件EP2233839A1通过示例说明：可以利用充满气体的圆筒，以便使LED与烘烤室保持距离并确保烘烤室内光线充足。
但事实证明：现有技术状态下用于保护LED免受烘烤室热量影响的已知隔热方案，对于发光效率存在不利影响，并且为实现烘烤室理想照明条件而进行的灯光校正变得十分困难。
发明内容
因此本发明的目的是：设计一种具有能够保护LED的隔热装置，且尽可能不影响光辐射的烤箱灯。
以上目的通过根据本发明的烤箱灯完成，这种烤箱灯尤其具备以下标志性特征：隔热装置具有至少一个有孔的隔热板，LED灯光沿着罩盖方向穿过这个孔。
本发明的关键出发点是：尽可能大面积地保护LED免受热辐射影响，隔热板仅在光必须通过的位置存在通孔。因此不使用大厚度隔热层，而是使用相对较薄的片状隔热板。本发明的优化结构形式做了一下设计：隔热板中的孔在形状和/或孔径方面与隔热板装配平面中的光锥轮廓基本相符。本发明利用了以下实际情况：LED发射出的光方向基本确定，散射程度很低。这样就可以在隔热板中设计直径和形状与光锥轮廓相同的孔。其中隔热板位置越靠近LED，孔设计得越小。通过这种设计，可以确保光线畅通无阻地穿过隔热装置，并同时增大防止烘烤室热辐射的隔热板保护面。
在本发明一个特别有利的设计结构中，隔热装置包含多个片状隔热板，这些隔热板布置在LED和罩盖之间，与LED存在不同距离，其中每个隔热板上的孔在形状和/或孔径方面，都与相应装配平面中的光锥轮廓基本相符。
事实证明，在烤箱灯LED和罩盖之间依次布置多级隔热板，能够十分有效地降低热负荷。需要注意的是：相对于LED布置在不同位置的隔热板中，确保灯光通过的孔随着与LED距离的变远而增大。每个孔都与相应装配平面中光锥的轮廓和直径基本相符，从而使光线基本可以畅通无阻。这里还有很重要的一点：隔热板中的孔可以设计为无填充形式，从而避免光程中存在的透光材料所造成光损耗。当然采用这一设计时，同样可以在分级布置(尤其是靠近LED)的隔热板孔中，安装反射器支架和光学元件。
如果隔热板以分级形式依次布置，则这些隔热板相互之间通过缝隙进行间隔。本发明做了以下设计：烘烤室和烤箱外壁之间存在的、用于散热的空气循环，穿过隔热板之间的缝隙并促进这个范围内的散热。
为了实现一个便于安装的单元，本发明做了以下设计：隔热板相互连接，隔热装置在其背向罩盖的末端具有散热体固定件。
如前所述，靠近LED孔构成反射器和/或光学元件的支架。
此外固定套筒还具有隔热装置固定件。
此外本发明还有一个专有特征：隔热板由具有中等至较低导热性的材料制造。因此可以使用耐热性强的塑料设计隔热板。比如液晶聚合物类塑料即属于上述高耐热性塑料。
此外所有隔热板都可以通过矿物材料(尤其是云母)生产。如果可能出现的热负荷特别高，则矿物材料尤其具有优势。一方面矿物材料的膨胀特性优于上述塑料，另一方面矿物材料的耐热性能显著高于塑料。云母具有一个显著的优点：它含有反射性成分。这样云母不但因导热性差使热量难于向着LED方向渗透，还能对热辐射产生反射作用。
如果在朝向罩盖的隔热板表面采用热反射设计，则热反射作用可以得到显著增强。
在本发明中还做了以下设计：罩盖、固定套筒、隔热装置、LED和散热体构成一预装配部件。
为了确保对灯光的散射实施控制，固定套筒具有可反射光的内表面。
附图说明
以下说明有助于更好理解本发明，并描述了本发明的其他优点。其中：
图1展示了本发明所述烤箱灯中隔热装置的原理示意图，
图2展示了本发明所述烤箱灯(采用第一种结构形式)的分解图，
图3展示了图2所示烤箱灯的纵向截面图，
图4展示了本发明所述烤箱灯(根据图2)的光辐射简化示意图
图5展示了本发明所述烤箱灯第二种结构形式的分解图，
图6通过纵向截面图展示了图5所示烤箱灯。
所有图中烤箱灯都通过标记数字10表示。
具体实施方式
通过图2所示分解图可以看出，烤箱灯10包含一个用于将烤箱灯10固定在烘烤室壁凹槽中的固定套筒11。固定套筒11在其背向LED15的一侧，装有一个玻璃罩13形式的透光罩盖12。玻璃罩13具有一个带外螺纹16的杆体17。固定套筒11在其内腔具有构成螺纹线区段的定向凸起18。通过外螺纹16和凸起18的共同作用，玻璃罩13可以旋入固定套筒11中。固定套筒11的翼形卡接片19，在LED15方向上与一个法兰状凸缘20保持一定距离。翼形卡接片连接自身和凸缘20之间的烘烤室壁，并通过这种方式将烤箱灯10固定在烘烤室壁上。
固定套筒11在其朝向LED15的末端具有第一固定件21以及定位销22。第一固定件21用于将隔热装置14固定在固定套筒11上。隔热装置14具有与定位销22相对应的定位孔23。
为了将隔热装置14固定在固定套筒11上，定位销22插入定位孔23中。固定件21将隔热装置14固定在固定套筒11上。
此外烤箱灯10还包含一个散热体24，LED15连同其电路板布置在这个散热体上。散热体24用于将LED15工作中产生的热量散至周围空气中。反射器25以及光学元件26用于确保良好的发光效率并控制由LED1发出的光。
隔热装置14包含三个相互间隔一定距离的隔热板。隔热板通过标号27至29表示。隔热板27和28以及28和29被设计为片状，并通过间隔元件30相互固定在一起，从而在第一隔热板27和第二隔热板28、以及第二隔热板28和第三隔热板29之间各形成一个间隙31。
隔热装置14在其朝向LED15的末端具有第二固定件32，它们可以是(比如)卡接元件。这些固定件用于将散热体24固定在隔热装置14上，其中LED电路板被固定在隔热装置14和散热体24之间。因此没有必要将LED-电路板单独固定在散热体24上。
在本发明的第一结构示例(图2和3所示)中，隔热装置14被设计为一体式塑料注塑件。
图5和6展示了本发明的第二结构形式。这种结构形式的不同之处主要体现在隔热装置14的结构方面，在这里隔热装置由单个片状隔热板27至30组成。这些隔热板借助固定夹子33相互固定在一起，这个固定夹子又构成了用于将散热体安装在隔热装置14上的第二固定件32。为了能够在LED15范围内安装反射器25和/或光学元件26，在这种结构形式中设计有单独的光学支架34。在上述第二结构形式中，固定夹子33定义了隔热板27至29的位置以及它们之间的间距。
本发明所述烤箱灯10的一个关键部件是采用新型设计的隔热装置14。现在根据图1所示原理示例图阐述本发明中的这个部件。图1省略了烤箱灯10的一系列部件，以确保表述的清晰性。图中首先展示了LED15以及隔热板27、28和29。第一隔热板27布置在靠近LED15的位置，第三隔热板29远离LED。第二隔热板28位于第一隔热板27和第三隔热板29之间。隔热板27、28、29的主要特征是其片状设计结构。每个隔热板27至29都平行于LED电路板。每个隔热板27至29均由不透光材料生产并具有一个孔。孔用标号35至37表示。
LED光线方向基本确定，因此从LED15将发出具有确定张开角的圆锥形光束。在图1中光锥K通过示例光束L定义。光锥K张开角大约为120°。
隔热板27至29位于LED15和罩盖12(此处未绘出)之间的装配平面E1至E3中。光锥K穿过所有装配平面E1至E3，其中光锥母线在相应平面E1至E3中定义了轮廓基本相同、但大小不同的面。这些面是光锥轮廓在相应平面E1至E3中的映像。
为了确保光线不受阻碍地穿过隔热板27至29，在相应隔热板27至29中设计了上述孔35至37。其中每个隔热板27至29上的孔35至37，在形状和/或孔径方面与光锥K的轮廓基本相符。换句话说，就是在相应隔热板27至29中以孔35至37的形式，切割出与装配平面E1至E3相交的母线所定义面。
随着隔热板27至29与LED15之间距离的增加，相应孔35至37越来越大。因此第一隔热板27中的孔35是最小的孔，第二隔热板28中的孔36随着变粗的光锥增大。在图1所示结构示例中，第三隔热板29中的孔37孔径最大。
如果装配平面E1至E3中的相应孔35至37，与装配平面E1至E3中的光锥K轮廓相符，那么在理想情况下光锥K的边缘光线也能自由穿过相应孔35至37。如果在本专利说明中提到“孔在轮廓和/或孔径方面与相应装配平面中的光锥轮廓基本相符”，是指用户在落实本发明时具有一定回旋余地。孔35至37可以略大于根据相应装配平面E1至E3中的光锥K尺寸的所需孔。通过这一措施能够补偿可导致光锥K张开角产生轻度变化的LED15生产公差。此外还可以通过处理LED15和隔热板27至29之间的安装公差实现最大发光效率。
不过也可以将孔35至37设计得较小。采用这种设计时，由于光锥K边缘光线被遮挡会出现光效率损失，但隔热性能得到了改善。人们也已知道，LED15并非必须以圆锥形式发出光，因此可以通过与LED15锥体形状的差异，控制实际发出光锥K的轮廓。在使用以圆锥形式发出光的传统LED15时，可以采用不同于圆锥轮廓的设计，以便控制符合要求的光锥K轮廓。
在对图1的研究中，可以明显看出隔热板如何用于LED15的隔热。热辐射通过箭头W的形式表示。热辐射基本垂直指向电路板15。每个隔热板27至29吸收一部分热辐射W。热辐射的吸收可以针对装配平面进行专门优化。其中每个隔热板27至29通过孔35至37敞开，开口尺寸正好相当于光线以最佳状态射出所需要的尺寸。相应装配平面E1至E3中隔热板27至29的其余部分用于吸收热辐射。
隔热板27至29通过导热性差的材料生产，以便使从隔热板27至29向下一个隔热板27至29传导的热量尽可能少。事实证明，耐热性高的塑料(比如液晶聚合物类塑料)适合生产上述隔热板。不过矿物材料、尤其是层状矿物(比如云母)更加适用于以上用途。
除了采用低导热性材料以外，本发明还做了以下设计：同样用于散热的空气，沿着隔热板27至29之间的间隙31循环。另外通过在隔热板27至29朝向罩盖12的表面加工热反射层，将显著改善隔热性能。
总的来说，说明书中所述的本发明所有结构形式都具有以下优点：与现有技术状态不同，通过在不同装配平面E1至E3中依次分级布置多个片状隔热板27至29，在考虑实现最大发光效率的情况下，对烘烤室发出的热辐射进行了优化。本发明实现上述优点的方法是：每个隔热板27至29仅按照从LED15所发出光锥K要求的尺寸开口，其余部分处于封闭状态。
由于采用了结构不同的隔热板27至29，图2和3以及图5和6所示烤箱灯10结构形式存在一些设计差别。如前文所述，图2和3所示第一结构示例中隔热装置14作为一体式塑料注塑件生产。选择塑料作为制造隔热板27至29的材料，可以通过简单方式设计用于固定反射器25和光学元件26的第一隔热板27。根据图3，第一隔热板27形成一个围绕其孔35、垂直指向LED-电路板的环形隔板38。这个环形隔板在高度方面按照以下要求设计：能够容纳一个反射器25以及一个玻璃罩或者透镜形式的光学元件26。
为了确保反射器25和光学元件26的可靠固定，环形隔板38在其朝向罩盖12的末端具有一个指向内侧的定位法兰39。因为固定法兰39的内周，定义了第一隔热板孔35在光学上有效的开口尺寸和开口轮廓，在实现最大光效率方面应对这种情况予以考虑。
因为在使用矿物材料生产隔热板27至29时，材料特性要求作出某些设计更改，在图5和6所示第二结构示例中对此作了考虑。图中的隔热板27至29均被设计为单独部件。这些隔热板通过一个金属固定夹子33加以固定。为了安装反射器25或者光学元件26(比如采用透镜或者LED15玻璃罩的形式)，设计有单独的光学支架34。这个光学支架也拥有一个环形隔板38，环形隔板内部布置有反射器25或者光学元件26。这个环形隔板38穿过第一隔热板27的孔35，并拥有一个直径加宽的环形法兰40。这个环形法兰贴靠在朝向LED15的第一隔热板27底侧，从而以这种方式确保实现位置符合要求的布置和固定。此外光学支架34可以通过卡接钩41固定在散热体24上。
无论图2和3还是图5和6，都显示固定套筒11既是罩盖12的承载件、又是隔热装置14和隔热装置上所安装的散热体24的承载件。反射器25和光学元件26以及LED15，同样可以通过部件连接相互固定。通过这种方式实现了可预装配的烤箱灯10，在烤箱装配过程中通过少量操作即可很容易地将烤箱灯装入烘烤室-凹槽中。
借助图4，可以看出从LED15发出的光如何穿过隔热装置14和罩盖12进入烘烤室。因为隔热装置14的隔热板27至29的孔35至37的尺寸经过优化，LED15发出的光可以无阻碍地进入固定套筒11范围。一部分光能够不受阻碍地穿过透光罩盖12、以直射光dL的形式进入烤箱的烘烤室。因为烘烤室壁中的的孔小于光锥K在这个平面内的尺寸，光锥K的边缘光线通过固定套筒11的反射性在其内表面产生偏转、并穿过透光罩盖12进入烘烤室。这一部分光作为非直射光iL照进烘烤室。其中用于光锥K边缘光线的固定套筒11反射区域和烘烤室壁凹槽之间的距离按照以下原则设计：靠近烤箱壁凹槽边缘的边缘光线能够穿过透光罩盖12。通过这一方式可以确保在该范围内也不会产生显著的光损耗。
标号列表
10 烤箱灯
11 固定套筒
12 透光罩盖
13 玻璃罩
14 隔热装置
15 LED
16 外螺纹
17 杆体
18 凸起
19 翼形卡接片
20 凸缘
21 第一固定件
22 定位销
23 定位孔
24 散热体
25 反射器
26 光学元件
27 第一隔热板
28 第二隔热板
29 第三隔热板
30 间隔元件
31 间隙
32 第二固定件
33 固定夹子
34 光学支架
35 隔热板27的孔
36 隔热板28的孔
37 隔热板29的孔
38 环形隔板
39 固定法兰
40 环形法兰
41 卡接钩
K 光锥
L 光束
dL 直接光
iL 间接光
W 热辐射
E1至E3 装配平面

Claims (11)

1.烤箱灯(10)，具有：
-可以固定在烘烤室壁凹槽中的固定套筒(11)，
-封闭烘烤室壁凹槽的透光罩盖(12)，
-布置在透光罩盖(12)后面的照明灯具，照明灯具发出的光用于烘烤室的照明，其中
-所述照明灯具由至少一个LED(15)构成，所述LED以光锥K形式发出光，
-所述LED(15)布置在一个散热体(24)上，所述散热体用于散去所述LED(15)工作中产生的热量，
-所述罩盖(12)和所述LED(15)之间安装有一个隔热装置(14)，该装置保护LED免受烘烤温度影响，
-光锥K能够穿过所述隔热装置(14)的装配平面，
其特征在于：
-所述隔热装置(14)包含至少一个具有孔(35、36、37)的透光隔热板(25、26、27)，所述LED(15)发出的光可以穿过所述孔沿罩盖(12)方向射出。
2.烤箱灯，其特征在于：透光隔热板(25、26、27)的孔(35、36、37)，在形状和/或孔径方面与隔热板(25、26、27)的装配平面(E1、E2、E3)中的光锥K的轮廓基本相符。
3.根据权利要求2所述的烤箱灯，其特征在于：所述隔热装置(14)包含多个片状隔热板(25、26、27)，这些隔热板布置在所述LED(15)和所述罩盖(12)之间，并与所述LED(15)保持不同距离，其中每个隔热板(25、26、27)的孔(35、36、37)，在形状和/或孔径方面与所述隔热板(25、26、27)的装配平面(E1、E2、E3)中的所述光锥K的轮廓基本相符。
4.根据权利要求3所述的烤箱灯，其特征在于：所述隔热板(25、26、27)相互连接，所述隔热装置(14)在其背向所述罩盖(12)的末端具有散热体固定件。
5.根据上述权利要求之一所述的烤箱灯，其特征在于：靠近所述LED的所述孔(35)构成反射器(25)和/或光学元件(26)的固定装置。
6.根据上述权利要求之一所述的烤箱灯，其特征在于：所述固定套筒(11)具有用于所述隔热装置(14)的固定件(21)。
7.根据上述权利要求之一所述的烤箱灯，其特征在于：每个隔热板(25、26、27)均由耐热性高的塑料制成。
8.根据权利要求1至6之一所述的烤箱灯，其特征在于：每个隔热板(25、26、27)均由矿物材料、尤其是云母生产。
9.根据权利要求7或8所述的烤箱灯，其特征在于：所述隔热板(25、26、27)朝向所述罩盖(12)的表面具有热反射性。
10.根据上述权利要求之一所述的烤箱灯，其特征在于：所述罩盖(12)、所述固定套筒(11)、所述隔热装置(14)、所述LED(15)和所述散热体(24)构成一预装配部件。
11.根据上述权利要求之一所述的烤箱灯，其特征在于：所述固定套筒(11)具有能够反射光的内表面。
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