PT2927559T - Sistema de iluminação led - Google Patents

Description

DESCRIÇÃO

SISTEMA DE ILUMINAÇÃO LED

Esta invenção refere-se a um sistema de iluminação.

Mais especificamente, esta invenção refere-se a um sistema de iluminação que utiliza díodos emissores de luz (LED) .

Ao longo dos últimos anos o uso de LED em sistemas de iluminação tornou-se cada vez mais generalizado graças às suas inúmeras vantagens relativamente às tradicionais lâmpadas incandescentes, de néon e de halogéneo.

Embora o preço médio das lâmpadas LED seja superior ao das lâmpadas tradicionais, a sua vida média é, decididamente, mais longa, ultrapassando facilmente as 50 mil horas.

Além disso, ao contrário das lâmpadas incandescentes, que deixam de funcionar repentinamente quando o filamento se quebra, a vida útil de um LED termina gradualmente, com perda de intensidade de luz apreciável, mas não excessiva, possibilitando o planeamento da substituição sem correr o risco de perda de luz súbita e total.

No entanto, a expansão aparentemente inexorável de lâmpadas LED deve-se quase de certeza à sua eficiência energética: na verdade, são muito mais eficazes do que as lâmpadas de filamento (ou mesmo as de halogéneo), uma vez que se desperdiça muito menos energia sob a forma de radiação infravermelha e calor libertados para o meio ambiente em comparação com as lâmpadas tradicionais.

Os fabricantes de lâmpadas começaram, por isso, a produzir lâmpadas LED com conectores padrão, tornando-as adequadas para instalação em vez das lâmpadas convencionais.

No entanto, devido ao constante crescimento da tecnologia do LED, a produção industrial é incapaz de acompanhar os novos desenvolvimentos, não apenas devido aos investimentos exigidos, mas também devido ao tempo mínimo necessário para colocar um novo produto em produção.

Na verdade, a criação de LED novos e com um desempenho cada vez maior torna as lâmpadas LED existentes no mercado rapidamente obsoletas.

Além disso, em termos de versatilidade de funcionamento, as lâmpadas LED atualmente disponíveis no mercado não permitem uma gestão fácil em termos electrónicos, porque têm apenas dois eléctrodos, correspondendo aos pólos positivo e negativo.

Uma outra desvantagem das lâmpadas LED atualmente disponíveis no mercado deve-se às suas limitações físicas relativamente à capacidade de dissipação do calor. Com efeito, uma vez que as lâmpadas LED são normalmente projetadas para iluminação de potência média, os LED de elevada potência, necessários, por exemplo, para iluminação de montras de lojas, não podem ser montados em ampolas porque não poderiam dissipar o calor que produzem.

As desvantagens acima mencionadas levam, por sua vez, a um problema fortemente sentido no campo da concepção de lâmpadas, precisamente devido à dificuldade de prever desenvolvimentos técnicos (não apenas em termos funcionais, mas também, e acima de tudo, em termos dimensionais) de lâmpadas LED potencialmente utilizáveis. Por outras palavras, ao conceber uma lâmpada ou uma luminária, é extremamente difícil prever, por exemplo, o tamanho de uma lâmpada LED mais potente ou com melhor desempenho que possa aparecer no mercado apenas um ano após a lâmpada ou a luminária ter sido colocada em produção.

Um sistema de iluminação LED da técnica anterior é divulgado no documento JP 2010 061852. O objectivo desta invenção é o de proporcionar um sistema de iluminação LED capaz de superar as desvantagens da técnica anterior e que seja, simultaneamente, prático de usar e simples de fazer.

As caracteristicas técnicas da invenção, com referência aos objectivos acima, estão claramente descritas nas reivindicações abaixo, e as suas vantagens tornar-se-ão mais evidentes a partir da descrição detalhada que se segue, com referência aos desenhos anexos que ilustram uma forma de realização não limitativa da invenção por meio de um exemplo, e em que: A figura 1 mostra uma forma de realização preferida do sistema de iluminação LED de acordo com esta invenção, numa vista esquemática em perspectiva; A figura 2 mostra o sistema de iluminação da figura 1 numa vista em alçado esquemático; A figura 3 é uma vista em corte ao longo da linha III-III da figura 2;

As figuras 4 e 5 mostram o sistema de iluminação das figuras precedentes, parcialmente desmontado, em vistas em perspectiva esquemáticas respectivas de cima e de baixo; A figura 6 é uma vista em perspectiva esquemática de cima, com algumas peças cortadas para ilustrar melhor outras, do sistema de iluminação das figuras precedentes.

Tal como ilustrado na figura 1, o número 1 designa, na sua totalidade, um sistema de iluminação LED feito de acordo com esta invenção. 0 sistema 1 de acordo com a invenção destina-se a ser integrado em lâmpadas, não ilustradas, equipadas com uma estrutura apta a suportar o sistema. A titulo de exemplo não limitativo uma lâmpada não ilustrada adaptada para integrar o sistema 1 ilustrado nos desenhos anexos compreende uma base e pelo menos uma haste para suportar o sistema 1.

Fazendo referência à figura 1, o sistema de iluminação LED de acordo com a invenção compreende uma base 2 que pode ser ligada de forma estável a uma estrutura, não ilustrada, de uma lâmpada, também não ilustrada. 0 sistema 1 compreende ainda um corpo de suporte 3 pelo menos para um LED 4. 0 LED 4 é, com vantagem, do tipo montado numa chapa ou placa, mais conhecido como SMD [surface-mounted device] a abreviatura para dispositivo de montagem em superfície.

Tal como ilustrado nos desenhos anexos, em particular na figura 5, o corpo de suporte 3 é axissimétrico e tem uma parede cilíndrica interior 5 e uma parede cilíndrica exterior 6 que são coaxiais uma com a outra em relação a um eixo central comum C do próprio corpo 3.

Entre as duas paredes cilíndricas interior e exterior 5, 6 existe um espaço anular vazio V que define um espaço com a forma de uma coroa cilíndrica. A parede cilíndrica exterior 6 tem uma pluralidade de primeiras aberturas 7 que se estendem longitudinalmente paralelamente ao eixo C.

As primeiras aberturas 7 são concebidas para colocar o espaço anular V em comunicação com o ambiente exterior para permitir o fluxo de ar entre o espaço anular e o ambiente exterior.

Fazendo referência à figura 6, o LED 4 é montado sobre uma face superior 3a do corpo de suporte 3 e é fixado a este por meio de um anel de retenção 8. 0 anel de retenção 8 é ligado de forma amovível ao corpo de suporte 3 por meio de dois parafusos 9.

Em formas de realização alternativas, não ilustradas, ο anel de retenção 8 é ligado de forma amovível ao corpo de suporte 3 por meio de juntas com ranhuras.

Entre o LED 4 e a face superior 3a do corpo de suporte 3 existe uma camada, não ilustrada, de pasta térmica, para facilitar a dissipação por condução, para o corpo de suporte 3, do calor gerado pelo LED 4.

Tal como ilustrado nas figuras 3 e 6, o corpo de suporte 3 tem, na parede cilíndrica exterior 6, um rebordo superior circular 10, roscado. O sistema 1 compreende também um elemento difusor 11 para a luz emitida pelo LED 4. O elemento difusor 11 é feito, com vantagem, mas não necessariamente, de vidro.

Tal como ilustrado na figura 3, o elemento difusor 11 compreende um anel roscado 12 localizado numa parte de extremidade do mesmo. O anel roscado 12, em conjunto com o rebordo superior roscado 10, define, para o sistema 1, os meios de ligação 13 por aparafusamento para ligar de forma amovível o difusor 11 e o corpo de suporte 3.

Tal como ilustrado nas figuras 3 e 5, o corpo de suporte 3 tem, na parede cilíndrica exterior 6, um rebordo superior circular 14, roscado.

Com referência em particular às figuras 5 e 6, a base 2 é axissimétrica e compreende uma parte circular 15 e um anel roscado 16 que está ligado de forma rotativa à parte circular 15 . A parte circular 15 tem uma parte central 15a concebida para engatar na estrutura acima mencionada, e não ilustrada, de uma lâmpada, com vantagem, mas não necessariamente, por aparafusamento. A parte circular 15 também tem uma parte anular exterior 15b que tem uma pluralidade de segundas aberturas 17 que estão espaçadas angularmente ao longo do seu perímetro.

Tal como ilustrado claramente nas figuras 1 a 3, o anel roscado 16 da base 2 é concebido para engatar, de forma aparafusada, no rebordo inferior roscado 14 do corpo de suporte 3. 0 anel roscado 16 e o rebordo inferior roscado 14 definem assim, para o sistema 1, meios 18 para ligar de forma amovível a base 2 e o corpo de suporte 3.

Tal como ilustrado nas figuras 3, 4 e 5, um conector eléctrico macho 19 está montado no interior do corpo de suporte 3 e um conector eléctrico fêmea 20 está fixado à parte circular 15 da base 2.

Os conectores eléctricos macho e fêmea 19, 20 definem, para o sistema 1, meios 21 para ligar de forma eléctrica a base 2 e o corpo de suporte 3.

Tal como ilustrado claramente na figura 3, a parede cilíndrica interior 5 define um elemento para conter os meios de ligação elétricos 21.

Quando o corpo de suporte 3 e a base 2 são montados um no outro, a parede cilíndrica interior 5, na definição de um elemento para conter os meios de ligação 21, também constitui uma proteção para os meios 21.

Com vantagem, na forma de realização preferida, mas não exclusiva, ilustrada nos desenhos anexos, os conectores eléctricos macho e fêmea 19, 20 compreendem uma pluralidade de pólos. Mais especificamente, existem cinco pólos ilustrados nos desenhos, todos indicados pelo carácter de referência P.

Os pólos P são definidos, no conector macho 19, por uma pluralidade de pinos protuberantes e, no conector fêmea 20, por encaixes correspondentes para receber os pinos. A presença de mais de dois pólos P permite fornecer, não só a energia eléctrica ao LED 4, como também uma caracteristica de controlo electrónico para o LED 4.

Com vantagem, para este fim, o sistema 1 de acordo com a invenção compreende um circuito de controlo ligado aos pólos P, este circuito de controlo sendo configurado para controlar o LED 4 de acordo com um protocolo de controlo digital.

Com vantagem, o circuito de controlo acima mencionado, e não ilustrado, está pelo menos parcialmente alojado na base 2, dentro do espaço cilíndrico definido pelo conector fêmea 2 0.

Os protocolos de controlo digital mais largamente utilizados são conhecidos como DALI [digital addressable lighting interface] (interface de iluminação endereçável digital) e DMX [digital multiplex signal] (sinal de multiplexagem digital).

Fazendo referência às figuras 4 e 5, o conector macho 19 compreende um pino de referência 22 que sobressai paralelamente a, e para mais além dos pinos que definem os pólos P, numa posição excêntrica, enquanto o conector fêmea 20 compreende um encaixe 23 para receber o pino 22. O pino de referência 22 e o encaixe relacionado 23 definem, para o sistema 1, meios para posicionar de forma rápida e firme os dois conectores eléctricos, macho e fêmea 19, 20, um em relação um ao outro.

Tal como ilustrado nos desenhos anexos, as primeiras aberturas 7 acima mencionadas, abertas na parede cilíndrica exterior 6, em conjunto com as segundas aberturas 17 acima mencionadas, abertas na parte anular 15b da parte circular 15 da base 2, definem, para o sistema 1, meios de dissipação de calor 24 para dissipar o calor gerado quando o LED 4 está ligado (ΟΝ) , o termo ON significando que o LED se mantém na condição de iluminação.

Olhando mais detalhadamente, na condição montada, ilustrada em particular na figura 3, em que a parte circular 15 da base 2 está colocada de forma coaxial em relação à parede cilíndrica interior 5 do corpo de suporte 3, as segundas aberturas 17 feitas na parte circular 15 abrem para o referido espaço anular V e formam canais respectivos para a circulação de um fluxo de ar para arrefecer o corpo de suporte 3.

Por outras palavras, as segundas aberturas 17, que no exemplo ilustrado nos desenhos anexos consistem em orifícios circulares respectivos, definem um número igual de condutas dentro das quais é produzido o movimento convectivo através do qual o ar frio é aspirado para o espaço anular V através das próprias segundas aberturas 17, enquanto um fluxo de ar quente correspondente é expelido através das primeiras aberturas 7.

Claramente, o fluxo agora descrito refere-se à disposição do sistema 1, tal como ilustrado nos desenhos anexos.

Por outras palavras, graças aos canais de circulação de ar definidos pela primeira e segunda aberturas 7, 17 feitas no corpo de suporte 3 e na base 2, respectivamente, a capacidade de arrefecimento do sistema 1 melhora consideravelmente.

Com efeito, é produzido um movimento de convecção que aspira ar fresco a partir de baixo, através das segundas aberturas 17, aquece este ar após contacto com as paredes cilíndricas 5, 6 do corpo de suporte 3, e expele-o através das primeiras aberturas 7, evitando assim que o ar quente permaneça na proximidade do LED 4 e tornando mais eficaz a troca de calor e, assim, o arrefecimento do sistema 1 como um todo.

Uma disposição diferente, na qual, por exemplo, a base 2 é dirigida para cima (tal como no caso de uma lâmpada pendurada no tecto) produzirá um fluxo convectivo idêntico ao acabado de descrever, mas na direcção oposta, de modo que o ar fresco é aspirado para dentro do espaço anular V através das primeiras aberturas 7, enquanto um fluxo correspondente de ar quente é expulso para o ambiente exterior através das segundas aberturas 17 feitas na parte circular 15 da base 2.

Esta invenção também se refere a um processo eficaz de substituição de um LED 4 num sistema de iluminação 1, tal como acima descrito. 0 processo compreende um passo de libertação do corpo de suporte 3 da respectiva base 2, atuando nos meios de ligação amovíveis 18, isto é, desenroscando o anel roscado 16.

Isto é seguido por um passo de remoção do LED 4 do corpo de suporte 3, neste caso específico desenroscando os parafusos 9 e elevando o anel de retenção 8.

Um outro passo do método implica o posicionamento de um novo LED 4 no suporte 3 e o estabelecimento das ligações eléctricas necessárias.

Por último, o processo de acordo com a invenção compreende um passo de engatar novamente o corpo de suporte 3 na respectiva base 2, utilizando os meios de ligação 18, isto é, apertando o anel roscado 16. A invenção oferece vantagens consideráveis.

Uma primeira vantagem ligada à utilização do sistema de iluminação LED de acordo com a invenção é a possibilidade de mudar o LED 4 de forma extremamente fácil, possibilitando, assim, ter lâmpadas e sistemas de iluminação, cuja funcionalidade é optimizada em relação à tecnologia de iluminação, atualmente disponível.

Esta possibilidade é particularmente bem-vinda no contexto de lojas, onde é muito importante poder utilizar-se tecnologia de ponta e de alto nível para iluminação da montra, por exemplo.

Outra vantagem oferecida pela invenção reside no facto de o arrefecimento efetivo do LED 4, mesmo no caso de iluminação de elevada potência, ser garantido pela estrutura e disposição distintivas dos meios de dissipação 24.

Outra vantagem ainda reside no facto de os designers de iluminação que adoptam o sistema de iluminação 1 de acordo com a invenção nas suas criações poderem adiar a escolha da lâmpada para uma fase posterior, uma vez que o corpo de suporte 3 pode ser equipado com uma grande variedade de diferentes LED 4. Por outras palavras, a adopção do sistema de iluminação 1 de acordo com a invenção não coloca restrições aos designers, tal como acontece com a utilização de lâmpadas tradicionais, quando se cria uma nova lâmpada. A invenção, tal como é descrita e ilustrada, atinge assim os objectivos definidos.

Claims (8)

1. REIVINDICAÇÕES

   1. Sistema de iluminação LED, compreendendo - uma base (2) que pode ser ligada de forma estável a uma estrutura de uma lâmpada, - um corpo de suporte (3) para pelo menos um LED (4), - meios (18) para ligar de forma amovível o referido corpo de suporte (3) à referida base (2), - meios (21) para ligar de forma eléctrica a referida base (2) e o referido corpo de suporte (3), os referidos meios de ligação (21) compreendendo um conector macho (19) e um conector fêmea (20), o referido conector macho (19) sendo fixado, quer na referida base (2), quer no referido corpo de suporte (3) , e o referido conector fêmea (20) sendo fixado no outro quer da referida base (2) quer do referido corpo de suporte (3), - meios de dissipação de calor (24) para dissipar o calor gerado quando o referido pelo menos um LED (4) está ligado, caracterizado por o referido corpo de suporte (3) compreender uma parede cilíndrica interior (5) para contenção dos referidos meios de ligação eléctricos (21), e uma parede exterior (6), havendo um espaço anular vazio (V) localizado entre as referidas paredes interior e exterior (5, 6), e por os referidos meios de dissipação (24) compreenderem uma pluralidade de primeiras aberturas (7) feitas na referida parede exterior (6) e concebidas para permitir um fluxo de ar entre o referido espaço anular (V) e o ambiente exterior.
2. 2. Sistema de iluminação de acordo com a reivindicação 1, no qual a referida base (2) compreende uma parte circular (15) concebida, em utilização, para ser colocada coaxialmente com a referida parede cilíndrica interior (5) , caracterizado por os referidos meios de dissipação (24) compreenderem uma pluralidade de segundas aberturas (17) feitas na referida parte circular (15) e que abrem para o referido espaço anular (V) para formar canais respectivos para a circulação de um fluxo de ar que serve para arrefecer o referido corpo de suporte (3) .
3. 3. Sistema de iluminação de acordo com qualquer uma das reivindicações 1 e 2, caracterizado por compreender um elemento difusor (11) para a luz emitida pelo referido LED (4), o referido elemento difusor (11) estando ligado de forma amovível ao referido corpo de suporte (3) .
4. 4. Sistema de iluminação de acordo com a reivindicação 3, caracterizado por compreender meios (13) para ligação por aparafusamento do referido elemento difusor (11) e do referido corpo de suporte (3) , os referidos meios de ligação (13) compreendendo um anel roscado 12) localizado no referido elemento difusor (11).
5. 5. Sistema de iluminação de acordo com qualquer uma das reivindicações 1 a 4, caracterizado por os referidos conectores macho e fêmea (19, 20) compreenderem uma pluralidade de pólos (P).
6. 6. Sistema de iluminação de acordo com a reivindicação 5, caracterizado por os referidos conectores macho e fêmea (19, 20) compreenderem pelo menos três pólos (P).
7. 7. Sistema de iluminação de acordo com a reivindicação 6, caracterizado por compreender um circuito de controlo e por os referidos pelo menos três pólos (P) estarem ligados ao referido circuito, o referido circuito de controlo sendo concebido para controlar o LED (4) de acordo com um protocolo de controlo digital.
8. 8. Sistema de iluminação de acordo com a reivindicação 7, caracterizado por o referido circuito de controlo estar alojado pelo menos parcialmente na base (2).