ES2839899T3

ES2839899T3 - Luminaria

Info

Publication number: ES2839899T3
Application number: ES17801738T
Authority: ES
Inventors: Feihong Chen; Xia Wang
Original assignee: Signify Holding BV
Current assignee: Signify Holding BV
Priority date: 2016-12-02
Filing date: 2017-11-27
Publication date: 2021-07-06
Anticipated expiration: 2037-11-27
Also published as: US10883712B2; CN109996988B; US20190309937A1; EP3548803B1; EP3548803A1; WO2018099860A1; CN109996988A

Abstract

Una luminaria (10) que comprende: un disipador (1) de calor formado por una pieza integral de aluminio forjado en frío, dicha pieza que comprende: una porción (2) de base esencialmente plana, que tiene una superficie de base con un centro (2a) y una periferia (2b) exterior, un conjunto de aletas (3, 4) de disipación térmica que se extienden desde un primer lado de dicha superficie de base, en una dirección normal a dicha superficie de base, dicho conjunto que incluye: al menos una aleta (3) de disipación térmica radial que tiene una sección trasversal en un plano paralelo a dicha superficie cuya sección trasversal se extiende sustancialmente en una dirección radial desde dicho centro (2a) hacia dicha periferia (2b), y al menos una aleta (4) de disipación térmica periférica que tiene una sección trasversal en un plano paralelo a dicha superficie de base cuya sección trasversal incluye una porción que se extiende en una dirección paralela a dicha periferia (2b) exterior, en donde las aletas (4) de disipación térmica periféricas están dispuestas radialmente fuera de las aletas (3) de disipación térmica radiales; un conjunto de dispositivos (11) de emisión de luz en estado sólido soportados por dicha porción de base en un segundo lado opuesto al dicho primer lado con las aletas de disipación térmica, estando en conexión térmica dichos dispositivos de emisión de luz en estado sólido con dicho disipador térmico, y un circuito (12) controlador conectado para controlar los dispositivos de emisión de luz; caracterizada porque dicho circuito controlador está dispuesto en un lado del centro (2a) y en el mismo lado de la porción de base que las aletas de disipación térmica, en donde dichas aletas de disipación térmica radiales están dispuestas de manera que contrarrestan un peso de dicho circuito controlador, de tal manera que la luminaria se equilibrará alrededor de dicho centro.

Description

DESCRIPCIÓN

Luminaria

Campo de la invención

La presente invención se refiere a una luminaria, en particular a una luminaria en estado sólido con un disipador térmico de bajo peso.

Antecedentes de la invención

Los dispositivos de iluminación, o luminarias, que emplean fuentes de luz en estado sólido, tales como diodos de emisión de luz (LED), requieren algún tipo de disipador térmico o radiador, con el fin de disipar el calor generado por las fuentes de luz. De forma convencional, dichos disipadores térmicos son fabricados mediante moldeo a presión o extrusión en aluminio.

El moldeo a presión tiene el inconveniente de no permitir la formación de aletas largas delgadas. Cuando las aletas se hacen más largas de 50 mm, tienen normalmente que ser hechas más gruesas para ser suficientemente fuertes. Esto lleva no sólo a un desperdicio de material, sino también a un peso aumentado que a su vez tiene inconvenientes de coste adicionales.

La extrusión en aluminio, por otro lado, está limitada de forma severa en la geometría ya que la sección trasversal de cualquier objeto extruido deberá ser constante. Por lo tanto, un disipador térmico extruido requerirá partes adicionales, tal como una cubierta y un soporte, incrementando el coste del producto a la vez que al mismo tiempo se disminuye la disipación térmica. El documento CN 204127805 U divulga una luminaria de acuerdo con el preámbulo de la reivindicación 1. El documento US 2014/0268730 A1 también representa la técnica anterior relevante de la presente invención.

Resumen de la invención

Es un objeto de la presente invención proporcionar un disipador térmico que no sufra los inconvenientes mencionados anterior mente.

De acuerdo con un primer aspecto de la invención, este y otros objetos se logran mediante una luminaria de acuerdo con la materia de la reivindicación 1.

De acuerdo con un aspecto no reivindicado de la invención, este y otros objetos se logran mediante un método para la fabricación de un disipador térmico que comprende un forjado en frío de una pieza integral de aluminio, comprendiendo la pieza una porción de base esencialmente plana, que tiene una superficie de base con un centro y una periferia exterior, un conjunto de aletas de disipación térmica que se extienden desde un primer lado de la superficie de base, en una dirección normal a la superficie de base, el conjunto que incluye al menos una aleta de disipación térmica radial que tiene una sección trasversal en un plano paralelo a la superficie de base cuya sección trasversal se extiende sustancialmente en una dirección radial desde el centro hacia la periferia exterior, al menos una aleta de disipación térmica periférica que tiene una sección trasversal en un plano paralelo a la superficie de base cuya sección trasversal incluye una porción que se extiende en una dirección paralela a la periferia exterior, en donde las aletas de disipación térmicas periféricas están dispuestas radialmente fuera de las aletas de disipación térmica radiales.

Al fabricar un disipador térmico de aluminio forjado en frío, el peso del disipador térmico se puede mantener bajo para un rendimiento de disipación térmica dado. Como un ejemplo, con el fin de disipar calor de un dispositivo de iluminación de 200 W, convencionalmente se requiere un disipador térmico de extrusión de Al de 2,3 kg, o un disipador térmico de moldeo a presión de 2,5 kg. Sin embargo, los inventores han encontrado que un disipador térmico de Al forjado sólo necesita pesar 1,6 kg.

Tal y como se mencionó anteriormente, un desafío con el proceso de forja en frío es que aletas de disipación térmica largas delgadas proporcionarán una estabilidad y resistencia estructural menores. Por esta razón, los inventores han desarrollado un disipador térmico con un diseño muy específico de las aletas de disipación térmica. La combinación de aletas “radiales” y aletas “periféricas” proporciona una relación mayor entre la resistencia estructural y la disipación térmica. Debería observarse que la sección trasversal de una aleta “radial no se extiende necesariamente todo el camino hasta el centro. También, la sección trasversal de una aleta “periférica” no está necesariamente ubicada a lo largo de la periferia, sino que puede estar próxima al centro.

Las aletas de disipación térmica periféricas pueden tener una porción central que se extiende en una dirección paralela a la periferia y al menos una porción trasversal, que se extiende desde la porción central sustancialmente en una dirección radial. Ejemplos de dichas secciones transversales incluyen una sección en T, una sección en L, una sección en C y una sección en E. El lado de la abertura de la sección puede mirar hacia dentro o fuera desde el centro, dependiendo de la apariencia deseada.

Un primer subconjunto de aletas de disipación térmica periféricas se puede disponer sustancialmente de forma simétrica a lo largo de la periferia exterior. Con dicha disposición, el primer subconjunto formará una especie de caballete alrededor de la periferia. Las aletas adyacentes pueden separarse mediante un hueco, de manera que forman un caballete roto permitiendo el paso del aire.

En un modo de realización específico, un primer subconjunto de aletas de disipación térmica periféricas está dispuesto a una primera distancia radial desde dicho centro y con huecos formados entre aletas adyacentes, y un segundo subconjunto de aletas de disipación térmica periféricas está dispuesto en dichos huecos a una segunda distancia radial desde dicho centro, siendo dicha segunda distancia radial más pequeña que la primera distancia radial. Con este diseño, se formará un “ laberinto” entre los dos subconjuntos de aletas periféricas, permitiendo al aire fluir a través del disipador térmico. Al mismo tiempo, la disposición de solapamiento de los dos subconjuntos proporcionará una impresión visual de un caballete cerrado alrededor de la periferia.

Un disipador térmico de acuerdo con el primer aspecto se incorpora en una luminaria que además comprende un conjunto de dispositivos de emisión de luz en estado sólido soportados por una porción de base en un segundo lado opuesto al primer lado con las aletas de disipación térmica, estando los dispositivos de emisión de luz en estado sólido en conexión térmica con el disipador térmico, y un circuito controlador conectado para controlar los dispositivos de emisión de luz.

El circuito controlador está dispuesto en un lado del centro y en el mismo lado de la porción de base que las aletas de disipación térmica, en donde las aletas de disipación térmica radiales están dispuestas de manera que contrarrestan el peso del circuito controlador, de tal manera que la luminaria estará equilibrada alrededor del centro.

Se diseñan convencionalmente luminarias simétricas, con el fin de que cuelguen rectas de, por ejemplo, un cordón. Sin embargo, a menudo hay ventajas en disponer el circuito controlador descentrado, por ejemplo, para reducir peso añadido (grosor) a la luminaria. En dichos casos, se añade a menudo un contrapeso, con el fin de mantener una simetría de peso. Los presentes inventores se han dado cuenta que dicho contrapeso se puede evitar, disponiendo aletas de disipación térmica del disipador térmico de una manera simétrica. Como resultado, el peso total de la luminaria se puede reducir a la vez que se mantiene la simetría en peso.

La luminaria puede además comprender una cubierta dispuesta para cubrir extremos distales de las aletas de disipación térmica (radial y periférica). La cubierta puede comprender una pluralidad de aberturas separadas por nervaduras, las nervaduras que incluyen al menos una nervadura que tiene una sección trasversal en forma de V, con un extremo abierto de la V dirigido hacia las aletas de disipación térmica, y al menos una nervadura que tiene una sección trasversal en forma de U, con un extremo abierto de la U dirigido hacia las aletas de disipación térmica. Dicha combinación de nervaduras formadas de forma diferente proporciona una combinación ventajosa de resistencia estructural y ligereza en peso, a la vez que todavía permite al aire pasar a través de la cubierta.

La cubierta puede además comprender unas porciones de protección que se extienden desde al menos una de las nervaduras hasta cerrar al menos parcialmente las aberturas. Dichas porciones de protección, que normalmente se extienden en un plano paralelo a la porción de base, pueden servir para cubrir completamente una abertura en una dirección normal a la porción de base, a la vez que todavía permiten el paso de aire en una dilación paralela a la porción de base.

Para un grosor dado (peso) de la cubierta, la sección trasversal en forma de U puede ser más ancha que la sección trasversal en forma de V. Esto además aumenta la resistencia estructural sin aumentar el grosor de la cubierta. La cubierta puede comprender una abertura de montaje roscada central, por ejemplo, que permite a un tornillo el montaje de un gancho o varilla para soportar/suspender la luminaria. De forma alternativa, la cubierta puede comprender un elemento de montaje mecánico, por ejemplo, un soporte, dispuesto dentro de la abertura central en la cubierta. Este elemento de montaje puede tener una abertura roscada, de nuevo que permite a un tornillo el montaje de un gancho o una varilla para soportar la luminaria.

La luminaria puede además comprender un cable eléctrico que se extiende a través de la abertura, estando dicho cable eléctricamente conectado al circuito controlador.

Se ha de observar que la invención se refiere a todas las combinaciones de características posibles enumeradas en las reivindicaciones.

Breve descripción de los dibujos

Este y otros aspectos de la presente invención se describirán ahora con más detalle con referencia a los dibujos adjuntos que muestran modo(s) de realización de la invención.

La figura 1 es una vista despiezada de una luminaria que incluye un disipador térmico de acuerdo con un modo de realización de la presente invención.

La figura 2 es una vista en perspectiva del disipador térmico de la figura 1.

La figura 3 es una vista en perspectiva de la luminaria de la figura 1.

La figura 4 es una vista en perspectiva parcial de la cubierta de la figura 1.

Descripción detallada

La presente invención se describirá ahora de forma más completa de aquí en adelante con referencia a los dibujos adjuntos, en los cuales se muestran modos de realización actualmente preferidos de la invención. La invención puede, sin embargo, ser materializada de muchas maneras diferentes y no debería considerarse como limitada a los modos de realización establecidos en el presente documento; más bien, estos modos de realización son proporcionados para exhaustividad e integridad, y proporcionan completamente el alcance de la invención al experto.

La figura 1 muestra una vista despiezada de las partes más relevantes de una luminaria 10. La luminaria incluye un conjunto de dispositivos de emisión de luz, en este caso dispositivos de emisión de luz en estado sólido tales como LED 11. Los LED 11 están en este caso montados en una placa 9 de circuito, que proporciona una conexión eléctrica a los LED 11. La placa 9 de circuito está su vez montada en el disipador 1 térmico, diseñado para disipar calor generado por los LED 11. El disipador 1 térmico se expondrá con más detalle con referencia la figura 2.

La luminaria además comprende un circuito 12 controlador conectado a los LED 11 (en este caso a través de pistas conductoras sobre la placa 9 de circuito). El circuito 12 controlador está configurado para controlar los LED 11. En el caso ilustrado, el circuito 12 controlador está montado en el lado opuesto del disipador térmico con respecto a los LED 11, y también está fijado al disipador 1 térmico. Este diseño tiene la ventaja de que sólo el calor generado por el circuito controlador se puede disipar por el disipador 1 térmico. Sin embargo, son posibles numerosas disposiciones diferentes del circuito controlador.

Una cubierta 13 está dispuesta sobre el disipador térmico como una tapa dispuesta para cubrir extremos distales de las aletas de disipación térmica. En el modo de realización ilustrado, los LED 11 están dispuestos en el lado inferior de la luminaria, y la cubierta 13 está dispuesta en la parte superior. Esta orientación puede ser diferente en otras aplicaciones. Un soporte 14 es montado en el disipador 1 térmico, y configurado para permitir la suspensión de la luminaria 10 por medio de una abertura 8 roscada. La cubierta 13 está provista de una abertura 18 alineada con la abertura 8 en el soporte 14 de montaje. De forma alternativa, el soporte 14 puede montarse directamente en la cubierta 13. Un cable 15 eléctrico pasa a través de la abertura 18, y está conectado eléctricamente al circuito 12 controlador por medios adecuados (no mostrados).

En el otro lado de la luminaria 10, es decir, mirando hacia abajo en la configuración ilustrada, se dispone un difusor 17, montado en un anillo 16 anular. El difusor 17 está montado de forma desmontable preferiblemente, de manera que se pueda acceder a los LED 11 para permitir el reemplazo.

El disipador 1 térmico es mostrado con más detalle en la figura 2, donde se ve desde arriba con respecto a la vista de la figura 1. Esta vista en la figura 2 revela un conjunto de aletas 3, 4 de disipación térmica que se extienden desde la superficie de la porción 2 de base.

Estas aletas incluyen aletas 3 radiales que tienen una sección trasversal (en un plano paralelo a la superficie de la porción base) que se extienden esencialmente en una dirección radial desde el centro 2a de la porción de base hacia la periferia 2b de la porción de base.

Las aletas también incluyen aletas 4 periféricas que tienen una sección trasversal (de nuevo en un plano paralelo a la superficie de la porción de base) que incluye una porción que se extiende en una dirección paralela a la periferia 2b de la superficie de base. En el caso ilustrado, la sección trasversal de las aletas de disipación térmica periféricas tiene una porción 5a central que se extiende en una dirección paralela a la periferia 2b y al menos una porción 5b trasversal que se extiende desde la porción central sustancialmente en una dirección radial. En el caso de una única porción 5b trasversal, la sección trasversal puede ser una sección en T o una sección en L. En el caso de dos secciones 5b trasversales, la sección trasversal puede ser una sección en C. En el caso de tres secciones 5b trasversales, la sección central puede ser una sección en E.

En el caso ilustrado, algunas aletas 4 periféricas tienen una sección en C, con una porción 5a central y dos porciones 5b extremas, mientras que algunas tienen una sección en E, con una porción 5a central y tres porciones 5b transversales.

En la figura 2, un primer subconjunto de aletas 4a de disipación térmica periféricas se dispone sustancialmente de forma simétrica a lo largo de la periferia 2b exterior. Las aletas están separadas por huecos, de manera que forman un anillo o caballete con aberturas. Además, un segundo subconjunto de aletas 4b de disipación térmica periféricas se dispone en el interior de los huecos, es decir, entre las aletas en el primer subconjunto y más cerca del centro 2a.

En el modo de realización ilustrado, el circuito 12 controlador está integrado para ser montado en el lado izquierdo del disipador térmico en la figura 2. Con el fin de contrarrestar el peso del circuito 12 controlador, y para asegurar una suspensión equilibrada (por ejemplo, de un cordón o cable), las aletas 3 de disipación térmica radial están dispuestas de forma asimétrica alrededor del centro 2a (es decir, en este caso dispuestas principalmente a la derecha en la figura 2).

La luminaria 10 montada se muestra en la figura 3. Tal y como es claro en la figura 3, los dos subconjuntos de aletas 4a, 4b de disipación térmica periféricas engloban la periferia 2b exterior completa, y dan una impresión visual de una pared cerrada. Sin embargo, tal y como está claro en la figura 2, la disposición de las aletas periféricas permite el paso de aire a través del disipador 1 térmico, por tanto, permitiendo una disipación térmica satisfactoria.

La cubierta 13 de la luminaria se muestra en sección en la figura 4. La cubierta 13 comprende una pluralidad de aberturas 20 separadas por nervaduras 21, 22, las nervaduras que incluyen al menos una nervadura 21 que tiene una sección trasversal en forma de V, con un extremo abierto de la V dirigido hacia las nervaduras de disipación térmica, y al menos una nervadura 22 que tiene una sección trasversal en forma de U, con un extremo abierto de la U dirigido hacia las nervaduras de disipación térmica. Algunas de las nervaduras 21, 22, en este caso las nervaduras 21 en forma de V, están provistas de porciones 23 de protección a modo de alas que se extienden desde el extremo abierto de la V en un plano paralelo a la cubierta (y a la porción de base). Estas porciones de protección sirven para cerrar adicionalmente alguna de las aberturas 20, al menos en una dirección normal al plano de la cubierta (y a la porción de base). El aire todavía se permite que pase en una dirección paralela al plano de la cubierta.

El experto en la técnica se da cuenta de que la presente invención en ningún caso está limitada a los modos de realización preferidos descritos anteriormente. Por el contrario, son posibles muchas modificaciones y variaciones dentro del alcance de las reivindicaciones adjuntas. Por ejemplo, el diseño exacto de las aletas 3, 4 de disipación térmica, y de las nervaduras 21, 22, puede ser diferente que el divulgado en el presente documento. Además, la luminaria puede incluir componentes adicionales distintos de los mencionados anteriormente.

Claims

REIVINDICACIONES

1. Una luminaria (10) que comprende:

un disipador (1) de calor formado por una pieza integral de aluminio forjado en frío, dicha pieza que comprende: una porción (2) de base esencialmente plana, que tiene una superficie de base con un centro (2a) y una periferia (2b) exterior,

un conjunto de aletas (3, 4) de disipación térmica que se extienden desde un primer lado de dicha superficie de base, en una dirección normal a dicha superficie de base, dicho conjunto que incluye:

al menos una aleta (3) de disipación térmica radial que tiene una sección trasversal en un plano paralelo a dicha superficie cuya sección trasversal se extiende sustancialmente en una dirección radial desde dicho centro (2a) hacia dicha periferia (2b), y

al menos una aleta (4) de disipación térmica periférica que tiene una sección trasversal en un plano paralelo a dicha superficie de base cuya sección trasversal incluye una porción que se extiende en una dirección paralela a dicha periferia (2b) exterior,

en donde las aletas (4) de disipación térmica periféricas están dispuestas radialmente fuera de las aletas (3) de disipación térmica radiales;

un conjunto de dispositivos (11) de emisión de luz en estado sólido soportados por dicha porción de base en un segundo lado opuesto al dicho primer lado con las aletas de disipación térmica, estando en conexión térmica dichos dispositivos de emisión de luz en estado sólido con dicho disipador térmico, y un circuito (12) controlador conectado para controlar los dispositivos de emisión de luz;

caracterizada porque dicho circuito controlador está dispuesto en un lado del centro (2a) y en el mismo lado de la porción de base que las aletas de disipación térmica, en donde dichas aletas de disipación térmica radiales están dispuestas de manera que contrarrestan un peso de dicho circuito controlador, de tal manera que la luminaria se equilibrará alrededor de dicho centro.

2. La luminaria (10) de acuerdo con la reivindicación 1, en donde la sección trasversal de dicha al menos una aleta de disipación térmica periférica tiene una porción (5a) central que se extiende en una dirección paralela a dicha periferia y al menos una porción (5b) trasversal que se extiende desde la porción central sustancialmente en una dirección radial.

3. La luminaria (10) de acuerdo con la reivindicación 2, en donde la sección trasversal de dicha al menos una aleta de disipación térmica periférica es una de una sección en T, una sección en L, una sección en C y una sección en E.

4. La luminaria (10) de acuerdo con cualquiera de las reivindicaciones anteriores, en donde las aletas (3) de disipación térmica radiales están dispuestas de forma asimétrica sobre el disipador (1) térmico.

5. La luminaria (10) de acuerdo con cualquiera de las reivindicaciones anteriores, en donde un primer subconjunto de aletas de disipación térmica periféricas está dispuesto sustancialmente de forma simétrica lo largo de la periferia exterior.

6. La luminaria (10) de acuerdo con una de las reivindicaciones anteriores, en donde un primer subconjunto de aletas (4a) de disipación térmica periféricas está dispuesto a una primera distancia radial desde dicho centro y con huecos formados entre aletas adyacentes, y un segundo subconjunto de aletas (4b) de disipación térmica periféricas está dispuesto en dichos huecos a una segunda distancia radial desde dicho centro, siendo dicha segunda distancia radial más pequeña que dicha primera distancia radial.

7. Una luminaria de acuerdo con la reivindicación 1, que además comprende una cubierta (13) dispuesta para cubrir extremos distales de las aletas de disipación térmica, dicha cubierta que comprende una pluralidad de aberturas separadas por nervaduras, incluyendo dichas nervaduras al menos una nervadura (21) que tiene una sección trasversal en forma de V, con un extremo abierto de la V mirando hacia las aletas de disipación térmica, y al menos una nervadura (22) que tiene una sección trasversal en forma de U, con un extremo abierto de la U mirando hacia las aletas de disipación térmica.

8. La luminaria de acuerdo con la reivindicación 7, que además comprende porciones (23) de protección que se extienden desde al menos una de las nervaduras (21, 22) hasta cerrar al menos parcialmente dichas aberturas.

9. La luminaria de acuerdo con la reivindicación 7 u 8, en donde la sección trasversal en forma de U es más ancha que la sección trasversal en forma de V.

10. La luminaria de acuerdo con una de las reivindicaciones 7-9, comprendiendo dicha cubierta (13) una abertura de montaje roscada central.

11. La luminaria de acuerdo con la reivindicación 7, que además comprende un elemento (14) de montaje mecánico dispuesto dentro de la abertura (18) en la cubierta (13).

12. La luminaria de acuerdo con la reivindicación 10 u 11, que además comprende un cable (15) eléctrico que se extiende a través de la abertura (18), estando conectado eléctricamente dicho cable al circuito (12) controlador.