CN111971506A - 包括壳体和袋的照明设备 - Google Patents

Abstract

本发明的目的是提供一种改进的照明设备，其可以补偿发生的压力下降。为此，本发明提供了一种照明设备（10），其包括壳体（11）和由袋材料制成的袋（15）；其中，壳体（11）包括光源（23）和用于将光源（23）的光输出到外部的光出射窗（22）；其中，壳体（11）具有壳体容积（12），壳体容积（12）填充有具有壳体压力（14）的空气（13）；其中，袋（15）用袋材料气密地密封（17），并填充有袋流体（16），并被容纳在壳体容积（12）内；其中，袋（15）被配置成膨胀以减小壳体容积（12）并由此补偿空气（13）的壳体压力（14）的压力下降。

Description

包括壳体和袋的照明设备

技术领域

本发明涉及照明设备，其中该照明设备包括壳体和袋。本发明还涉及补偿照明设备中的压力下降的方法，其中，该照明设备包括壳体和袋。本发明还涉及为照明设备配备袋的方法。

背景技术

诸如户外灯具的照明设备可能经受瞬时温度下降（例如，在运行期间）。例如，由于在其外部的天气状况的瞬时变化（诸如突然降雨）的缘故，运行中的户外灯具可能经历其内部容积的温度下降。另一个示例，由于用加压水有计划地清洁照明设备的外部的原因，运行中的灯具可能经历其内部容积的温度下降。

在这种规则地和/或周期性地发生的情况下，瞬时温度下降可能导致照明设备内（即，照明设备的壳体和/或光学外壳内）突然的压力下降，因为温度的下降压缩照明设备内的流体并产生真空。这样的（突然的）压力下降是不期望的，因为由此产生的压力差会在照明设备的壁、接头、垫圈和/或密封件上施加机械应力，这减少了照明设备的可操作性和寿命。因此，这样的压力差可能导致垫圈、接头和/或密封件失效，因此导致漏洞。这样的漏洞是不利的，因为照明设备可能因此容易遭受污染物的侵入。

通常，通过为照明设备配备通气器来抵消照明设备相对于其外部的压力差，以随着时间的推移均衡照明设备的内部和外部的压力。然而，通气器的明显缺点是：它不能应对例如如上所述的瞬时压力差，因为通过通气器的流速通常受到限制，并且因此通气器不能及时地均衡照明设备的内部与灯具的外部处的压力。结果，在灯具内发生的瞬时压力下降（例如，由于所述温度下降的缘故）会将不期望的污染物（诸如水、灰尘、污垢、昆虫或水汽）吸入（要么经由通气器本身（因为它不利地向外部开放），要么经由壳体中的漏洞）例如照明设备的壳体内。

在照明设备中发生的上述压力差可以替换地通过充当活塞或波纹管（诸如CN102878539）的呼吸装置来解决。在US2008314899中找到均衡压力的另一个示例，其中膜被用于压力补偿。这样的膜还可以从例如CN206724027U中得知。但是，用于减少在照明设备中发生的压力差的所有这样的装置都是不利的，因为照明设备需要用于装纳所述膜或呼吸装置的附加孔，其中该膜可能与外部环境连通，并因此易于损坏或破损。而且，由于这样的装置需要照明设备构造本身的适配，这样的选项不适用于升级或改造现有照明设备以应对所提到的压力差和相关的不期望的侵入。

发明内容

本发明的目的是提供改进的照明设备，其至少缓解上述的问题和缺点，例如，改进的侵入保护和因此提高的寿命。为此，本发明提供了照明设备，其包括壳体和由袋材料制成的袋；其中，壳体包括光源和用于将光源的光输出到外部的光出射窗；其中，壳体具有壳体容积，该壳体容积填充有具有壳体压力的壳体流体；其中，袋被气密地密封，并填充有袋流体，并被容纳在壳体容积内；其中，袋被配置成膨胀以减小壳体容积，并由此补偿壳体流体的壳体压力的压力下降；其中，袋材料包括至少0.1 GPa且至多5 GPa的弹性模量。

壳体流体可以是气体。这里，壳体流体是空气。因此，根据本发明，在整个本申请中，壳体流体和空气可以互换地表述。

这样的照明设备包括壳体。壳体包括光源和用于将光源的光输出到外部的光出射窗。壳体关闭照明设备的内部。壳体具有壳体容积，该壳体容积填充有具有壳体压力的壳体流体。如实践中所知，例如如背景部分中所指示的，壳体容积可能易于产生压力差。壳体流体可以例如相对于外界流体（即，例如照明设备壳体周围的外界流体）经历突然的压力下降。这种突然的压力下降是不期望的，因为它不仅在垫圈、密封件、接头和/或壁上施加机械应力，而且由于所产生的负压梯度（即，壳体内部的压力低于壳体外部）的缘故，它还允许诸如水、水汽、灰尘、污垢、昆虫等的污染物经由漏洞或孔而被吸入壳体。

弹性模量是刚度的量度。因此，这里，刚度和弹性模量可以在措辞上互换使用。因此，袋材料包括至少0.1 GPa且至多5 GPa的刚度。

根据本发明的袋减少了所述压力下降的上述的不期望的或不利的后果。即：袋填充有袋流体，袋由袋材料制成，袋用袋材料气密地密封，并且袋被容纳在壳体容积内。因此，由于袋流体与壳体流体隔离，袋最初可能不受发生的压力下降的影响。因此，每当壳体容积经历其壳体流体的壳体压力的（突然的）压力下降，袋可膨胀。由于袋被容纳在壳体容积内，袋的膨胀将减小壳体容积。壳体容积的减小随后将导致壳体流体的壳体压力的增加。因此，壳体流体的壳体压力的（突然的）压力下降将被补偿。

因此，本发明提供了改进的照明设备，其能够应对在照明设备的壳体中发生的压力差，例如压力的下降，例如压力的瞬时或突然下降。该改进的照明设备由此减小了由这样的压力下降引起的（壳体和其外部之间的）负压梯度；并且因此减少了污染物的侵入和/或照明设备的部件上的不期望的应力。根据本发明的照明设备例如不需要任何结构上的修改（例如在壳体中引入孔或导管）以解决上述问题和缺点，因为袋的膨胀作用解决了这些已确定的问题和缺点。因此，本发明可以很好地适用于改造照明设备，诸如例如现有的IPxx等级的灯具。

如前部分地所述，袋材料包括至少为0.1 GPa、优选至少为0.2 GPa、并且至多为5GPa的弹性模量。最常见的聚合物都落入此刚度范围内。包括这样的刚度的这样的袋材料的效果在于袋不太有弹性。因此，需要较小的力来使袋膨胀以减小壳体容积，并由此补偿壳体压力的压力下降。而且，由于变形所需的力较小，所以袋对压力下降的反应更快。这种更快的反应在例如具有（如在本申请中所定义的）瞬时压力下降时可能尤其有意义，因为不需要初始力来克服袋材料的弹性以使其膨胀。袋可以例如是聚合物袋。这是一个明显的优点。在示例中，袋材料包括以下弹性模量：至少1 GPa和/或至多5 GPa；或介于1 GPa和4 GPa之间；或介于0.5和4 GPa之间；或介于0.2 GPa和3 GPa之间；或至多4 GPa；或至多3 GPa。因此，袋可以是基本上无弹性的。

如所述的，壳体流体可以是气体。

袋材料可以包括至少0.1毫米、或至少0.2毫米、或至少1毫米、和/或至多3毫米的厚度。这样的厚度在整个袋材料中可以是一致的。这样的厚度可能是有利的，因为袋材料的重量足够低，当根据本发明的压力差导致膨胀力时，这可以允许袋瞬时膨胀。因此，需要较小的力使袋膨胀，以减小壳体容积，并由此补偿壳体压力的压力下降。而且，由于变形所需的力较小，所以袋对压力下降的反应更快。这种更快的反应在具有如在本申请中所定义的瞬时压力下降时可能尤其有意义，因为用于补偿袋材料的重量所需的力较小。这样的厚度可以适用于例如为聚合物材料的袋材料。

壳体可以例如是灯具、隔室、暗槽、光学外壳等。袋可以例如表述为容器或柔性容器、气囊、膨胀容积、或膨胀装置。出射窗可以是光学窗、半透明窗或透明窗，或者是透镜板或漫射器。

光源、光出射窗和袋都可以被包括在具有单个壳体隔室的壳体内。因此，单个壳体隔室可以是没有子隔室的进一步细分的一个容积。出光窗可以例如是壳体的透明和/或半透明的壁。

如前部分地所述，壳体容积可能易于产生压力差。压力差可以例如由温度差引起。即，流体之间的温度差可能导致所述流体的压力的差。例如，冷空气可能收缩，并且热空气可能膨胀；因此，冷空气可能比热空气具有更低的压力；特此指出，空气可以充当完美的气体。

因此，在实施例中，壳体流体的壳体压力的压力下降可以由壳体流体的温度下降引起。例如，由于天气状况的突然变化的缘故，温度下降可能是瞬时的。

例如，由于运行中的户外灯具的外部天气状况的瞬时变化（诸如突然的降雨、降雪、冰雹、微风、洪水等）的缘故，该运行中的户外灯具可能经历其内部容积的温度下降。因此，所述灯具的壳体内的流体的压力也可能瞬时下降。因此，本发明可能是有利的，因为本发明的特征提供了改进的照明设备，该照明设备可以应对所述瞬时压力下降以及如上所述的其不期望的效果。即，袋膨胀以减小灯具的内部容积，并且由此补偿所述灯具的壳体内的流体的瞬时压力下降。因此，相对于瞬时温度下降之前的情况，袋减少了出现的负压的瞬时峰值。

替换地，所述灯具不必处于运行中，因为例如由于直射的阳光，灯具可能会发热，而由于突然的降雨瞬时冷却。

另一个示例，由于采用例如清洁水的加压喷射对运行中的灯具的外部进行计划性的清洁的缘故，运行中的灯具可能经历其内部容积的温度下降。因此，所述灯具的壳体内的流体的压力也可能下降。因此，本发明可能是有利的，因为本发明的特征提供了改进的照明设备，该照明设备可以应对所述瞬时压力下降以及如上所述的其不期望的效果。

又一个示例，由于空调系统的激活的缘故，运行中的灯具可能会经历其内部容积的温度下降。因此，所述灯具的壳体内的流体的压力也可能下降。在办公室环境和/或基于暗槽的灯具中，或在HVAC和照明集成系统中，可能尤其如此。因此，壳体可以是暗槽。因此，本发明可能是有利的，因为本发明的特征提供了改进的照明设备，该照明设备可以应对所述瞬时压力下降以及如上所述的其不期望的效果。在一些示例中，照明设备可以集成在HVAC或AC系统中，或者为其一部分。

这样的温度下降和/或压力下降可以规则地、循环地和/或周期性地发生。温度下降和/或压力下降可能是瞬时的或突然的。而且，例如，温度下降及其相关联的压力下降可以导致将不期望的污染物（诸如水、灰尘、污垢、昆虫或水汽）吸入例如照明设备的壳体内。所述吸入可以经由漏洞、失效的密封件、电缆密封套、垫圈、接头等发生。而且，这样的温度下降及其相关联的压力下降也可能由于发生的应力而导致机械故障。因此，随着时间的推移，这样的压力下降可能导致垫圈、接头和/或密封件失效，从而导致漏洞和/或有限的寿命；这甚至进一步增加了照明设备吸入污染物的易感性。

在实施例中，袋可以被配置成相对于壳体流体的至少10开尔文的温度下降而膨胀。因此，袋可能够膨胀，使得可以补偿与至少10开尔文的温度下降相符的压力下降。所述10开尔文可以比照摄氏温标上的10度的温度下降。这是有利的，因为尤其是至少10开尔文的温度下降会导致更多如上所述的不期望的效果。因此，所述温度下降可以是：至少20开尔文、至少30开尔文、至少40开尔文、20开尔文至40开尔文之间、或20开尔文至60开尔文之间。

压力下降可能是突然的和/或瞬时的。在实施例中，压力下降可以为40秒内至少10mBar。替换地，压力下降可以至少为180秒内44 mBar。因此，压力下降可以用速率表示。所述压力下降的速率可以替换地为：4秒内至少1 mbar、150秒内至少50 mBar、60秒内至少12mBar。这样的压力下降速率可以持续至少10秒、和/或持续10-50秒之间、和/或持续50-100秒之间、和/或持续100-180秒之间。这些是瞬时速率，其中压力下降在相对短的时间段内发生。替换地，压力下降可以至少为1秒内1 mBar，其中所述速率可以持续10秒；或从首次发生压力下降起的10-70秒之间的期间至少为1秒内0.6 mBar；或从首次发生压力下降起的70-180秒之间的期间至少为1秒内0.1 mBar。这样的值可以从实验结果中得出。

当瞬时或突然发生时，这样的温度下降和这样的压力下降的影响可能更严重，因为产生的负压梯度变得更高。在这样的状况下，改进的照明设备更加有利。因此，在实施例中，袋可以配置成相对于在不长于160秒的时间段内发生的壳体流体的温度下降而膨胀。所述时间段可以替换地不长于120秒、不长于120秒或不长于30秒。

如所提到的，由于壳体压力的压力下降的缘故，袋可能膨胀，作为壳体流体的温度下降的结果。每当袋和周围的壳体容积达到平衡状态时，袋将不再膨胀。因此，有利的是使袋更多地热隔离，使得当在壳体容积中发生温度下降和/或压力下降时，温度差和对应的压力差更大。因此，袋将更多地膨胀，并因此更多地减小壳体容积，并由此更多地补偿壳体流体的壳体压力的压力下降。因此，在一个实施例中，袋材料包括至多0.3 W/mK的热导率，以减小从壳体流体到袋流体的热传递速率。可以通过选择合适的袋材料（该袋材料包封袋的内部）来实现这样的热导率。袋材料可以替换地包括叠层，其中至少一层是绝缘层。替换地，所述热导率可以为0.3 W/mK或至多0.2 W/mK，或至多0.15 W/mK，或至多0.1 W/mK。

在实施例中，壳体容积可以是至少0.001立方米。壳体容积与袋容积之间的比例（即，壳体容积：袋容积）的范围可以例如在10：1和10：8的比例之间，或者在10：1和10：7的比例之间，或至少为10：0.5。

在实施例中，壳体可以包括至少一个通气器，用于允许水汽离开壳体。这样的通气器允许水汽离开壳体，更具体地说是离开壳体容积。然而，通气器也是污染物侵入的薄弱点。然而，由于本发明的缘故，瞬时压力下降通过袋的膨胀来补偿，因此减小了与照明设备的外部的压力梯度。因此，通过本发明的改进的照明设备减轻了与用于普通灯具的通气器相关联的缺点。

因此，在一些示例中，照明设备可以既包括通气器又包括气囊，以使得诸如例如压力下降之类的压力差可以在例如照明设备的整个寿命期间得到补偿（即，促进利用根据本发明的袋来补偿瞬时压力下降，同时借助通气器促进与外部的长期（例如，多个小时）压力平衡。

在一些示例中，无论何时，例如不存在通气器，壳体都可以被气密地密封。

在实施例中，壳体可以包括至少一个电缆密封套，用于将电缆馈送通过壳体。这样的电缆密封套对于照明设备的布线可能是必需的，但对于污染物侵入也可能是薄弱点。然而，由于本发明的缘故，瞬时压力下降通过袋的膨胀来补偿，因此减小了与照明设备的外部的压力梯度。因此，通过本发明的改进的照明设备，减轻了与用于普通灯具的通气器相关联的缺点。

在实施例中，照明设备可以是以下的组中的一种：街道照明、体育场照明、立面照明和户外照明。照明设备可以例如是可以是灯具、户外灯杆、泛光灯、投影仪或室内灯具。所述室内灯具可以例如在靠近空调出口或通风口的位置处，这可能在开始对建筑物进行制冷的期间导致瞬时温度下降。

在实施例中，照明设备可以包括LED光源。即：光源可以是LED光源。替换地，照明设备可以包括，或者光源可以是：高功率LED光源或其阵列。替换地，照明设备可以包括或者光源可以是常规光源。又替换地，所述照明设备可以包括检测装置或照明设备电子器件。例如，照明驱动器或光引擎等。

在进一步的实施例中，袋可以与照明设备的光学器件连接。例如，在其中的实施例中，袋可以与所述出射窗连接。所述光学器件可以例如是透镜板或漫射器。这样的光学部件可以与紧密的配件组装在一起，使得它们的周边可能易于侵入。因此，例如，将袋定位成与所述光学器件连接或使袋与所述光学器件连接可能是有利的，因为压力下降将被补偿，并且因为袋正好位于壳体的外壳内，即，靠近光学器件。对于出射窗也是如此。

在一些实施例中，袋可以附加地包括用于结合水汽的盐。这样的盐可以存在于袋内和/或袋的表面上。所述盐可以例如被浸渍在袋的材料中，或在单独的袋中连接至袋。

在实施例中，壳体可以包括以下之一的壳体材料：金属、钢、铝、陶瓷、聚合物、纤维增强聚合物、铜或其组合。

在一些实施例中，袋可以与所述光源连接。例如，袋可以附接到光源，或者附接到支撑光源的PCB，诸如例如板上的LED芯片。这样的位置可以例如有利于定位袋，因为可以更容易地到达光源。

在一些示例中，袋被配置为在壳体中的部件（诸如照明驱动器、电池、传感器或布线）之间膨胀。例如，袋可以被配置成使得袋可以在空隙中膨胀的形状，该空隙可以存在于驱动器和支撑光源的PCB之间。袋可以包括星形或T形。

在实施例中，袋可以包括具有长度、高度和宽度的矩形形状。这样的袋是有利的，因为它可以定位到面板上、在照明设备的部件（诸如驱动器、光源、PCB、CIP、结构元件等）之间。例如，这样的矩形形状的袋对于泛光灯或体育照明可能是有利的，其可以是大型的面板照明设备。类似地，袋可以包括圆柱形状，其可以与照明设备及其壳体（诸如灯杆或杆顶照明设备）的形状很好地吻合。

如所提到的，照明设备可以应对在所述照明设备的壳体容积内发生的压力差的不期望的效果。这样的照明设备可能已经被配置和存在。更换照明设备可能是昂贵的。修改照明设备的构造或壳体也可能是昂贵的并且是不期望的，因为这样的修改可能影响照明设备的结构完整性。因此，目前，没有选项可用来对现有的照明设备进行人体工程学升级或改造，以应对所提到的压力差和相关的不期望的侵入，而又不影响其壳体的结构，诸如例如不钻孔。

因此，在实施例中，壳体还可以包括孔和用于关闭所述孔的面板，其中，袋连接至所述面板。这样的实施例是有利的，因为本发明因此可适用于现有的照明设备，因为不需要对照明设备的结构进行修改，仅将根据本发明的袋附接到关闭照明设备的面板即可。用于关闭所述孔的面板可以例如是盖或入口覆盖物或塞子。袋可以连接至所述面板，使得袋在照明设备的壳体中。这符合人体工程学并且提高了现有照明设备的能力，使之能够应对压力下降。面板可以气密地关闭所述孔，例如，借助于围绕所述面板的边缘的密封件。

在实施例中，袋材料是以下之一：聚合物、纤维增强聚合物、和/或纺织品。所述袋材料可以是以下之一：聚丙烯（PP）、聚对苯二甲酸乙二醇酯（PET）、聚酯薄膜（Al涂覆的PET）、聚乙烯（PE）、聚酰亚胺（PI）或上述的组合。所述袋材料可以包括具有至少0.6的反射率的表面，其允许反射辐射热传递。所述袋材料可以包括表面涂层。

在实施例中，袋材料可以包括纸。所述袋因此可以是例如纸袋，其中该纸袋例如借助于纸袋的聚合物涂层被气密地密封。由于袋材料纸的绝热性，袋内的流体由于温度下降而冷却程度降低。因此，这样的包括袋材料纸的袋的效果可以是：当在壳体容积中发生温度下降和/或压力下降时，在袋流体和壳体流体（即，壳体容积的空气）之间的温度差和对应的压力差。因此，由于所述更大的温度和对应的压力差的缘故，袋将更多地膨胀并且更多地减小壳体容积，由此更多地补偿壳体流体（即，壳体容积的空气）的壳体压力的压力下降。这样的包括纸的袋材料也可以比其他例如纺织品或聚合物替代品更便宜并且更环境友好。因此，在本发明的多个方面中，袋可以是纸袋和/或袋材料可以包括（例如可以是）纸。所述纸和/或所述纸袋可以涂覆有气密涂层，诸如聚合物涂层。

在实施例中，袋流体是以下之一：高分子量气体（如在气体或气体动力学领域中已知的），诸如例如SF6、CH3Cl、CCl2F2、SO2F2、CH3Br、C2H5I、SO2；或中等分子量的气体，诸如氩气、氪气、二氧化碳、三氟碘甲烷、五氟乙烷、七氟丙烷、R407C或氟仿R23。

袋流体最初可以处于室温下的大气压下，例如处于室温下的大气压下的空气。这可能构成袋的初始状况。在一些示例中，袋可以被加压。

本发明的进一步的目的是提供补偿照明设备中的压力下降的改进的方法，该方法至少缓解了上述问题和缺点。为此，本发明进一步提供补偿照明设备中的压力下降的方法，该照明设备包括壳体和由袋材料制成的袋，其中，壳体包括光源和用于输出照明设备的光到外部的光出射窗，其中壳体具有壳体容积，该壳体容积填充有具有壳体压力的壳体流体，其中袋被气密地密封，被填充有袋流体，并且被容纳在所述壳体容积内，其中该方法包括：使袋膨胀以减小壳体容积，并由此补偿壳体流体的壳体压力的压力下降。这里，如前所提到的，袋材料包括至少0.1 GPa且至多5 GPa的弹性模量。

在实施例中，提供了根据本发明的方法，其中，壳体流体的壳体压力的压力下降是由壳体流体的温度下降引起的。

在实施例中，提供了根据本发明的方法，其中，该方法还包括将所述袋定位和/或固定在壳体中。这可以通过首先打开为所述壳体提供通道的盖子或面板来完成。壳体所属的照明设备可以例如是经改造的照明设备。

在实施例中，提供了根据本发明的方法，其中，袋被配置成相对于至少10开尔文的壳体流体的温度下降而膨胀，和/或其中，袋被配置成相对于在不长于160秒的时间段内发生的壳体流体的温度下降而膨胀。

适用于根据本发明的照明设备的优点和/或实施例也适用于补偿照明设备中的压力下降的本方法。

如所提到的，照明设备可以应对在所述照明设备的壳体容积内发生的压力差的不期望的效果。这样的照明设备可能已经被配置和存在。更换照明设备可能是昂贵的。修改照明设备的构造或壳体也可能是昂贵的并且是不期望的，因为这样的修改可能影响照明设备的结构完整性。因此，目前，没有选项可用来对现有的照明设备进行人体工程学升级或改造，以应对所提到的压力差和相关的不期望的侵入，而又不影响其壳体的结构，诸如例如不钻孔。

因此，本发明的进一步的目的是提供为照明设备配备由袋材料制成的袋的改进的方法，其中，照明设备包括壳体，该壳体具有壳体容积，该壳体容积填充有具有壳体压力的壳体流体，其中，壳体包括光源和用于将光源的光输出到外部的光出射窗，其中壳体还包括孔和用于关闭所述孔的面板，其中袋由袋材料气密地密封，并且填充有袋流体，其中，该方法包括：打开所述面板以打开所述孔；为照明设备配备所述袋，以将袋容纳在壳体容积内；关闭所述面板以关闭所述孔。因此，在实施例中，袋可以连接至所述面板。而且，在实施例中，照明设备可以是经改造的照明设备。

适用于根据本发明的照明设备的优点和/或实施例也适用于为照明设备配备袋的本方法。

在本发明的多个方面中，本发明还可以提供：一种袋，该袋被配置成在壳体容积内膨胀以减小壳体容积，该壳体容积填充有具有壳体压力的壳体流体，并由此补偿壳体流体的壳体压力的压力下降；其中，袋被气密地密封、由袋材料制成、填充有袋流体、并被容纳在壳体容积内。

在多个方面中，如前部分地所述，袋材料不太有弹性，并且在袋材料中不构成张力，该张力抵消源自压力下降的压力差所引起的变形力。因此，袋的形状是可自由变形的，其中，袋材料不包括用于使袋返回其原始形状的张力。因此，袋可以有利地在照明设备的部件之间的壳体容积的区域中变形，由此节省空间并提供紧凑的照明设备。

在本发明的多个方面中，本发明提供了一种照明设备，该照明设备包括壳体和由袋材料制成的袋；其中，壳体包括光源和用于将光源的光输出到外部的光出射窗；其中，壳体具有壳体容积，该壳体容积填充有具有壳体压力的壳体流体；其中，袋被气密地密封，并填充有袋流体，并且被容纳在壳体容积内；其中，袋被配置成膨胀以减小壳体容积，并由此补偿壳体流体的壳体压力的压力下降。

附图说明

现在将借助于示意性非限制性附图进一步阐明本发明：

图1示意性地描绘了包括壳体和袋的照明设备的第一实施例的侧视图；

图2示意性地描绘了包括壳体和袋的照明设备的第二实施例的俯视图；

图3通过非限制性示例示意性地描绘了补偿照明设备中的压力下降的方法的实施例；

图4通过非限制示例在图表内示意性地描绘了与其中不存在袋的情况相比，存在于照明设备中的根据本发明的袋的实验结果；

图5通过非限制性示例示意性地描绘了为照明设备配备袋的方法的实施例。

具体实施方式

如所提到的，本发明提供了改进的照明设备10。图1示意性地描绘了根据本发明的照明设备10的第一实施例的侧视图。该照明设备包括壳体11和袋15。壳体11由金属制成。替换地，壳体可以由钢、铝、陶瓷、聚合物、纤维增强聚合物、铜或它们的组合制成或部分地由其制成。照明设备10还包括用于通过光出射窗22提供光的光源23，该光出射窗22由驱动器24驱动并且由控制电子器件（未示出）控制。替换地，可以存在部件的其他配置。光源23是LED光源，但是可以替换地是常规光源。窗22是诸如玻璃或聚合物的透明板，但是可以替换地包括另外的光学特征。窗22借助于垫圈21气密地密封到壳体11。照明设备10是户外照明设备，该户外照明设备是街道照明的一部分，且被安装在灯杆上。替换地，照明设备可以是任何其他户外的照明设备，诸如泛光灯、立面照明或运动照明。又替换地，所述照明设备可以是基于暗槽的照明设备和/或室内灯具。壳体可以可选地包括散热器。

壳体11还可选地包括通气器26，用于允许水汽离开壳体11。然而，穿过通气器26的流速受到限制，使得通气器26不能及时地使照明设备10内部的压力与照明设备10的外部相均衡。当在壳体11内发生压力下降时，在壳体11的外部存在负压梯度，并且通气器成为污染物的侵入的薄弱点。类似地，壳体11还可选地包括至少一个电缆密封套（未示出），用于通过灯杆将电缆（未示出）馈送到壳体11中。这样的电缆密封套也可能是污染物的侵入的薄弱点，因为它可能终将磨损并易于产生漏洞。

壳体11具有壳体容积12，壳体容积12填充有具有壳体压力14的壳体流体13。壳体容积12容纳由照明设备10的壳体11包封的流体容积。这里，并且一般地，壳体流体13为大气中的空气。壳体压力14取决于壳体11中存在的热力学状况。例如，在照明设备10的运行期间，光源23和/或驱动器24是热源，其可以增加壳体11内部的温度，并且其因此可以增加壳体11内部的壳体容积12的壳体流体13的壳体压力14。

替换地，照明设备的壳体的壳体容积可以被气密地密封并且可以容纳预定的壳体流体。这样的预定的壳体流体可以包括相对于标准空气成分具有更少的氧气或更少的污染物的成分。可以选择提到的成分，以便提高照明设备的寿命，例如防止密封件的褐变（browning）。

参考图1，如前所提到的，壳体容积12可能易于产生压力差。这里，壳体流体13相对于外界流体或外界状况（即，例如照明设备10的壳体11周围的外界流体）经历压力下降。所述压力下降是由由于天气状况19（诸如例如雨）所致的壳体流体13的温度下降所引起。引起压力下降的温度下降是瞬时的。替换地，温度下降可能是归于以下原因：出于清洁活动的缘故，喷水击中照明设备10的壳体11，或室内HVAC系统突然冷却照明设备。所述温度下降可以是温度冲击。压力下降是不期望的，因为它不仅将机械应力施加在垫圈、密封件、接头和/或壁（例如支撑窗22的垫圈21）上，而且它还允许诸如水、水汽、灰尘、污垢、昆虫等的污染物由于产生的负压梯度的缘故而经由漏洞或孔（诸如通气器26）被吸入壳体。这里，由温度下降引起的压力下降（压力下降的速率）为40秒内至少10 mBar。

替换地，压力下降或更好的压力下降的速率为150秒内至少50 mBar、60秒内至少12 mBar。这样的压力下降速率可以持续至少10秒，和/或持续10-50秒之间、和/或持续50-100秒之间、和/或持续100-180秒之间。这些是瞬时速率，其中压力下降在相对短的时间段内发生。替换地，压力下降可以为1秒内至少1 mBar，其中所述速率可以持续10秒；或从首次发生压力下降起的10-70秒之间的期间的1秒内至少0.6 mBar；或从首次发生压力下降起的70-180秒之间的期间的1秒内至少0.1 mBar。这样的值可以从实验结果中得出。

替换地，代替压力下降的速率，在不长于180秒的时间段内，可以将温度下降的速率量化为至少10开尔文。

而且，仍然参考图1，袋15被壳体11包括。袋与壳体11的一部分连接并且被容纳在壳体容积12内。袋15可以例如被附接到所述壳体11的表面或自由地躺在所述壳体11的表面上。替换地，袋可以相对于壳体内的热源（诸如光源或驱动器电子器件，或其他电子部件）布置。在这样的替换实施例中，袋可以保持比壳体中的壳体容积更温暖，因此具有相对于壳体容积的增加的膨胀能力。袋可以例如连接至所述光源。

袋15用袋材料17气密地密封。袋材料17是聚乙烯（PE），但可以替换地是以下之一：聚丙烯（PP）、聚对苯二甲酸乙二酯（PET）、聚酯薄膜（Al涂层的PET）、聚乙烯（PE）、聚酰亚胺（PI）或以上的组合。替换地，袋材料可包括多个材料层，其中所述多个层中的至少一层可包括绝缘层，诸如例如PET、纸绝缘或气隙/气泡。此外，袋材料17包括至多0.3 W/mK的热导率，用于降低从壳体流体到袋流体的热传递速率。替换地或附加地，所述袋材料可以包括具有至少为0.6的反射率的表面，诸如反射涂层。

袋15减少了所述压力下降的上述的不期望的或不利的后果。即：袋填充有袋流体16。这里，袋流体16也是空气，但可以替换地是以下之一：高分子量气体、或中等分子量气体、或上述气体的组合。气体的分子量越高，冷却或加热中存在的延迟就越大，因此，压力补偿效果将得到改善。袋15被配置成膨胀以用于减小壳体容积12，并由此用于补偿壳体流体13的壳体压力14的压力下降。更具体地，当所述压力下降发生在壳体11中时，袋17最初可能不受发生的压力下降的影响，因为袋流体16与壳体流体隔离，并且在一些实施例中还与壳体流体绝缘。因此，每当壳体容积12经历其壳体流体13的壳体压力14的这种突然的压力下降时，袋15膨胀成18。由于袋15被容纳在壳体容积12内，袋15的膨胀18将减小壳体容积12。壳体容积12的减小将随后导致壳体流体13的壳体压力14的增加。因此，壳体流体13的壳体压力12的突然的压力下降将被补偿。

这里，壳体容积至少为0.001立方米。袋15可在壳体容积的10％和80％之间的范围内膨胀。这里，袋至少是壳体容积的10％，并且膨胀到壳体容积的25％。替换地，壳体容积与袋容积之间的比例（即壳体容积：袋容积）的范围可以例如在10：1和10：8的比例之间、或在10：1和10:7的比例之间、或至少为10：0.5。

因此，本发明提供了改进的照明设备，其能够应对在照明设备的壳体中发生的压力下降，因为它减小了由这样的压力下降引起的负压梯度；并且因此减少了污染物的侵入和/或照明设备的部件上的不期望的应力。根据本发明的照明设备例如不需要任何结构上的修改（例如在壳体中引入孔或导管）以解决上述问题和缺点，因为袋的膨胀作用解决了这些已确定的问题和缺点。

图2示意性地描绘了照明设备50的第二实施例的俯视图，该照明设备50包括壳体51和袋55；第二实施例部分地类似于图1中描绘的实施例，但是现在其中照明设备50是用于照亮大型体育场区域的泛光灯，并且其中壳体51包括用于关闭壳体51的孔59的面板60。

参考图2，照明设备50包括由纤维增强聚合物材料制成的壳体51，使得照明设备50是轻质的，但是仍然能够应对机械负载和/或从其内部到其外部的热传递。照明设备50还包括用于通过作为透镜板62的光学元件提供光的光源53。透镜板62借助于垫圈61气密地密封到壳体51。光源53由驱动器电子器件64驱动和控制。可选地，壳体51可以容纳传感器和/或致动器，诸如能够使泛光灯对准的电动机。所述致动器可以包括突出穿过壳体的部分，但是仍然具有密封件和/或垫圈，以在所述突出部分的位置（例如，轴）处气密地密封壳体。

壳体51被气密地密封。然而，在其寿命期间，例如由于劣化的密封件/垫圈，照明设备50的壳体51可能会经历漏洞。每当在壳体51中相对于其周围环境发生压力下降时，这样的漏洞就可能成为污染物侵入的点。

如之前类似地提到的，壳体51具有壳体容积52，壳体容积52填充有具有壳体压力54的壳体流体53。壳体容积52容纳由照明设备50的壳体51关闭的流体的容积。这里，再次地，壳体流体53是大气中的空气。壳体压力54取决于壳体11中存在的热力学状况。

参考图2，如前所提到的，壳体容积52可能易于产生压力差。这里，壳体流体53相对于外界流体或外界状况（即，例如照明设备50的壳体51周围的外界流体）经历压力下降。所述压力下降是由壳体流体53的温度下降引起的。引起压力下降的温度下降是瞬时的，即在60秒的时间段内为10开尔文。替换地，温度下降的速率可以为30秒的时间段内至少10开尔文。与这样的瞬时温度下降相关联的压力下降是不期望的，因为它不仅将机械应力施加在垫圈、密封件、接头和/或壁（例如支撑透镜板62的垫圈61）上，而且它还允许诸如水、水汽、灰尘、污垢、昆虫等的污染物由于产生的负压梯度而经由漏洞或孔被吸入壳体。

而且，仍然参考图2，壳体51包括孔59和用于气密地关闭所述孔59的面板60。该面板60可以被拆卸以进入照明设备50的壳体51。替换地，面板60可以是在壳体中枢转的盖。此外，袋55由壳体51所包括。袋55被附接至面板60，并且在面板60关闭的状况下被容纳在壳体容积52内。因此，通过打开面板并将袋附接在其上，可以容易地将袋应用于照明设备。

袋15用袋材料57气密地密封。袋材料57是聚丙烯（PP），并且包括另一纸层的绝缘层。这里，袋材料57包括0.15 W/mK的热导率，用于降低从壳体流体到袋流体和/或从面板到袋流体的的热传递速率。

仍参考图2，袋55减少由所述温度下降引起的所述压力下降的上述的不期望的或不利的后果。即：袋填充有袋流体56。这里，袋流体56也是空气，但可以替换地是二氧化碳、氮气或氩气。袋55被配置成膨胀以用于减小壳体容积52并由此用于补偿壳体流体53的壳体压力54的压力下降。更具体地，当所述压力下降发生在壳体51中时，袋57最初可能不受发生的压力下降的影响，因为袋流体56与壳体流体隔离，并且也与壳体流体绝缘。因此，每当壳体容积52经历其壳体流体53的壳体压力54的这种突然的压力下降时，袋55膨胀成58。这里，壳体容积52为至少0.002立方米。袋15在壳体容积52的10％和40％之间的范围内是可膨胀的。由于袋55被容纳在壳体容积52内，所以袋55的膨胀58将减小壳体容积52。壳体容积52的减小随后将导致壳体流体53的壳体压力54增加。因此，壳体流体53的壳体压力52的突然的压力下降将被补偿。因此，减小了由压力下降引起的发生的负压梯度，并且减小了污染物的侵入和/或在照明设备50的壳体51的部件上的机械负载。

图3在流程图内示意性地描绘了补偿照明设备（诸如例如图1和图2中描绘的照明设备）中的压力下降的方法80的实施例。该方法包括将袋定位在根据本发明的照明设备的壳体内的步骤（81）。例如，在图2中描绘的实施例中，面板可以被打开，袋可以被定位成与所述面板连接，使得当关闭面板时，袋可以被包括在照明设备的壳体的壳体容积内。

该方法还包括使袋膨胀的步骤（82），以用于减小壳体容积，并由此用于补偿壳体流体的壳体压力的压力下降。如前所提到的：由于袋被容纳在壳体容积内，袋的膨胀将减小壳体容积。壳体容积的减小将随后导致壳体流体的壳体压力的增加。因此，壳体流体的壳体压力的突然的压力下降将被补偿。因此，减小了由压力下降引起的发生的负压梯度，并且减小了污染物的侵入和/或在照明设备50的壳体51的部件上的机械负载。

图4通过非限制性示例在图表内示意性地描绘了与其中不存在袋的情况相比，存在于照明设备中的根据本发明的袋的实验结果90。实验是用根据本发明的照明设备进行的，该照明设备是杆顶街道照明灯具，其具有气密地密封的壳体，该壳体具有约为0.003立方米的容积。在所述壳体中定位有作为气密地密封的PE袋的袋，其中，该袋被容纳在壳体容积内。袋和壳体容积两者都包括作为壳体流体和袋流体的空气。接通照明设备，并且在三个小时的运行后，用加压水连续喷洒照明设备，以引起温度下降，并且因此导致壳体流体的壳体压力的压力下降。

实验结果90呈现在图表中。该图表示出了第一曲线图91和第二曲线图92，第一曲线图91代表不具有根据本发明的袋的照明设备，第二曲线图92代表具有根据本发明并且如上所提到的袋的照明设备。该图表的Y轴93指示以毫巴为单位的压力下降。该图表的X轴94指示以秒为单位的时间。实验结果90证明，其中照明设备包括袋的本发明补偿了壳体流体的壳体压力的压力下降，因为袋膨胀并减小了壳体容积。这在具有较低的压力下降并且具有较低的压力下降速率的初始斜率的第二曲线图中（代表本发明）得到清楚的指示。

图5在流程图内示意性地描绘了为照明设备（例如经改造的照明设备）配备袋的方法800的实施例。这样的照明设备包括壳体，该壳体具有壳体容积，该壳体容积填充有具有壳体压力的壳体流体，其中，壳体还包括孔和用于关闭所述孔的面板。所述袋由袋材料气密地密封并且填充有袋流体。它是根据本发明的袋。为所述照明设备配备所述袋的方法包括：（801）打开所述面板以打开所述孔；以及（802）为照明设备装备所述袋，以将袋容纳在壳体容积内；（803）关闭所述面板以关闭所述孔。因此，在实施例中，袋可以连接至所述面板，或者替换地连接至光源，或者替换地连接至所述光源的PCB，或者替换地连接至所述壳体的内表面的另一部分。

Claims (15)

1.一种照明设备（10、50），包括壳体（11、51）和由袋材料制成的袋（15、55）；

其中，所述壳体（11、51）包括光源（23）和用于将所述光源（23）的光输出到外部的光出射窗（22）；

其中，所述壳体（11、51）具有壳体容积（12、52），该壳体容积填充有具有壳体压力（14、54）的空气（13、53）；

其中，所述袋（15、55）被气密地密封（17、57），并填充有袋流体（16、56），并被容纳在所述壳体容积（12、52）内；

其中，所述袋（15、55）被配置成膨胀以减小所述壳体容积（12、52），并由此补偿所述空气（13、53）的所述壳体压力（14、54）的压力下降；

其中，所述袋材料包括至少0.1 GPa且至多5 GPa的弹性模量。

2.根据权利要求1所述的照明设备，其中，所述空气的所述壳体压力的所述压力下降是由所述空气的温度下降引起的。

3.根据前述权利要求中任一项所述的照明设备，其中，所述袋被配置成相对于所述空气的至少10开尔文的温度下降而膨胀。

4.根据前述权利要求中任一项所述的照明设备，其中，所述袋被配置成相对于在不长于160秒的时间段内发生的所述空气的温度下降而膨胀。

5. 根据前述权利要求中任一项所述的照明设备，其中，所述袋材料包括至多0.3 W/mK的热导率，以降低从所述空气到所述袋流体的热传递速率。

6.根据前述权利要求中任一项所述的照明设备，其中，所述壳体容积为至少0.001立方米。

7.根据前述权利要求中任一项所述的照明设备，其中，所述照明设备是以下的组中的一种：街道照明、体育场照明、立面照明和户外照明。

8.根据前述权利要求中任一项所述的照明设备，其中，所述壳体还包括孔和用于关闭所述孔的面板，其中，所述袋连接至所述面板。

9.根据前述权利要求中任一项所述的照明设备，其中，所述袋在所述壳体容积的10％和40％之间的范围内膨胀。

10.根据前述权利要求中任一项所述的照明设备，其中，所述袋材料包括多个材料层，其中所述多个层中的至少一个包括绝缘层。

11.根据前述权利要求中任一项所述的照明设备，其中，所述袋是纸袋，并且所述袋材料包括纸。

12.一种补偿照明设备中的压力下降的方法，所述照明设备包括壳体和由袋材料制成的袋，

其中，所述壳体包括光源和用于将所述光源的光输出到外部的光出射窗，

其中，所述壳体具有壳体容积，该壳体容积填充有具有壳体压力的空气，其中，所述袋被气密地密封，被填充有袋流体，并且被容纳在所述壳体容积内，

其中，所述袋材料包括至少0.1 GPa且至多5 GPa的弹性模量，

其中，所述方法包括：

- 使所述袋膨胀以减小所述壳体容积，并由此补偿所述空气的所述壳体压力的压力下降。

13.根据权利要求12所述的方法，其中，所述空气的所述壳体压力的所述压力下降是由所述空气的温度下降引起的。

14.一种为照明设备配备由袋材料制成的袋的方法，

其中，所述照明设备包括壳体，该壳体具有壳体容积，该壳体容积填充有具有壳体压力的空气，

其中，所述壳体包括光源和用于将所述光源的光输出到外部的光出射窗，

其中，所述壳体还包括孔和用于关闭所述孔的面板，

其中，所述袋被气密地密封并填充有袋流体，

其中，所述方法包括：

- 打开所述面板以打开所述孔；

- 为所述照明设备配备所述袋，以将所述袋容纳在所述壳体容积内；

- 关闭所述面板以关闭所述孔。

15.根据权利要求14所述的方法，其中，所述袋连接至所述面板。

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