WO2013043030A1 - Luminaria de leds de potencia con mecanismo modular y expandible - Google Patents

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WO2013043030A1
WO2013043030A1 PCT/MX2012/000021 MX2012000021W WO2013043030A1 WO 2013043030 A1 WO2013043030 A1 WO 2013043030A1 MX 2012000021 W MX2012000021 W MX 2012000021W WO 2013043030 A1 WO2013043030 A1 WO 2013043030A1
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pcba
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luminaire
leds
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PCT/MX2012/000021
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Luis Gerardo AVIÑA SILVA
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Avina Silva Luis Gerardo
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    • F21Y2115/00—Light-generating elements of semiconductor light sources
    • F21Y2115/10—Light-emitting diodes [LED]

Definitions

  • the present invention relates to a luminaire for public lighting, which is composed of electronic cards of the PCBA type by its acronym in English which are installed inside a housing, it can be interspersed, deleted, expand the necessary number of them, either from one or several types of "LEDs" or variants thereof to provide different illumination intensities.
  • Covers which have one or more light diffusers cover the PCBA electronic cards. The covers help to project the luminous flux of the LEDs towards the outside of the luminaire, providing the luminous flux necessary to illuminate the desired area.
  • the diffusers are parabolic, which helps the luminous flux to project to the surface to be illuminated.
  • the diffusers can have one or more types of curvature which differ from each other due to their geometry, therefore, I consider that my invention is mainly of mechanical technical field and obviously electric / electronic, nevertheless for not being the reason of the present request the electronic circuit per se, I suggest that it was evaluated in the field of mechanics.
  • the lighting technology based on power LEDs has shown a significant reduction in electricity consumption, has increased the quality of light and has decreased the generation of heat and pollutants.
  • Some of the examples of power LED luminaires on the market are the following: CN20082172829; CN20091239635; CN201368534; CN201001229; CN201259154; The aforementioned technologies were included as reference as they make use of LED technology.
  • the lamps or luminaires covered in the aforementioned patents include chassis and aluminum housings, arrays of LEDs in different configurations which are assembled in the electronic boards of printed circuits "PCBA" which in turn are one of the components of said products.
  • PCBA printed circuits
  • components with reflecting surfaces and lenses are used to obtain the distribution and orientation of the desired luminous flux.
  • these types of products use heat sinks in the form of fins, which facilitate the transfer of heat from the luminaire to the environment and at the same time prevent the LEDs from overheating and failing prematurely.
  • the products in the market lack the ability to change PCBA cards if they are damaged.
  • Our luminaires are designed to be able to change the electronic cards if they become damaged and eliminate the risk of the total cessation of operation of the luminaire. That is, our invention has the ability to continue working even if one or more PCBA cards are damaged. The intensity and density of the luminous flux would be affected by the absence of the disabled LEDs, but the luminaire would not cease to function in its entirety avoiding the acquisition and assembly of a new luminaire. Also, it is worth mentioning that the capacity of the luminaires may be adjusted to the customer's needs, since the minimum capacity of the luminaires will be 1 watt and may be increased to meet the specific needs of the customers.
  • the CIMEJ uses as reference the luminaires that make use of this technology in some avenues or streets of Guadalajara, or municipalities such as Chápala, Cocula, among others, arguing that there are the following reasons for failure to install LED technology in street lighting, which are (TEXTUAL): a) Consideration of the parameters of luminous flux emitted (Im / W) and useful life, with the values given by the manufacturers of LEDs values that are calculated in nominal conditions of 25 degrees centigrade, but during the LED performance in a luminaire, it is heated and depends on the mechanical design to dissipate the heat generated, these values are seriously affected, to such a degree that before reaching ten percent of the useful life considered, the light flow was already of only 51 percent; b) Regarding the levels of illuminance and uniformity, a principle was found that did not comply with the requirements of the NOM (official Mexican standard) and that currently with the depreciation in the luminous flux, the peripheral road [circulation artery] from the city of Gua
  • Figure 1 is a conventional top perspective view of a card
  • FIG 2 is a side view of a PCBA card
  • Figure 3 is a longitudinal section of a PCBA card
  • Figure 4 is a top view of a PCBA card
  • Figure 5 is a rear view of a PCBA card
  • Figure 6 is a front view of a PCBA card
  • Figure 7 is a conventional top perspective view of a variant of the PCBA card
  • Figure 8 is a side view of a variant of the PCBA card
  • Figure 9 is a longitudinal section of a variant of the PCBA card
  • Figure 10 is a top view of a variant of the PCBA card
  • Figure 1 1 is a rear view of a variant of the PCBA card
  • Figure 12 is a front view of a variant of the PCBA card.
  • Figure 13 is a conventional top perspective view of the cover with diffusers.
  • Figure 21 is a conventional perspective view of the assembled luminaire.
  • Figure 24 is a top view of the assembled luminaire.
  • Figure 26 is a bottom view of the assembled luminaire.
  • Figure 27 is a conventional top perspective view cut away from the luminaire
  • Figure 28 is an enlarged longitudinal sectional view of the luminaire
  • Figure 29 is a conventional perspective view of the lower cover
  • Figure 30 is a front view of the lower cover
  • Figure 31 is a rear view of the lower lid
  • Figure 32 is a side view of the lower lid
  • Figure 33 is a top view of the lower cover
  • Figure 34 is a bottom view of the lower lid
  • Figure 35 is a top view of the base for PCBA cards, the bottom view being substantially the same.
  • Figure 36 is a conventional perspective view of the power source
  • Figure 37 is a side view of the power source
  • Figure 38 is a top view of the top lid
  • Figure 39 is a bottom view of the top lid
  • Figure 40 is an enlarged side view of the "gland type" connector
  • Figure 41 is a conventional perspective view of the multiple connector
  • Figure 42 is a side view of the multiple connector
  • Figure 43 is a front view of the multiple connector
  • Figure 44 is a conventional top perspective view of the side cover.
  • Figure 45 is a lower view in a cross-section with the variants of the concavities of the cover with diffusers for PCBA cards
  • Figure 46 is a bottom view in a close-up view with the PCBA card variants.
  • Figure 47 is a conventional perspective view of the lower end of the luminaire.
  • Figure 48 is a conventional perspective lower view with frontal cross section of the luminaire
  • Figure 49 is a conventional exploded perspective view of the luminaire
  • Figure 50 is a conventional perspective view of the luminaire, showing the covers with diffusers in the housing and the side covers.
  • Figure 51 is a top view of a PCBA card with cover with diffusers and some covers for diffusers.
  • Figure 52 is a conventional perspective view of a PCBA card with cover with diffusers and some covers for diffusers.
  • Figure 53 is a conventional perspective view of a PCBA card with cover with diffusers and without covers for diffusers where there are no LEDs
  • Figure 54 is a front view of a PCBA card with cover with diffusers and without covers for diffusers where there are no LEDs
  • Figure 55 is a longitudinal sectional view of a PCBA card with cover with diffusers with diffusers and without covers for diffusers where there are no LEDs
  • Figure 56 is a front view with cross section of a PCBA card with cover with diffusers with diffusers and without covers for diffusers where there are no LEDs
  • Figure 57 is a cross-sectional front view of the housing and the lower cover showing the protuberance and channel for hermetically sealing the luminaire.
  • Figure 58 is a cross-sectional front view of the lower cover showing the protuberance that is inserted in the channel to hermetically seal the luminaire.
  • Figure 59 is a cross-sectional front view of the casing showing the channel which serves as a female for the protrusion of the lower cover.
  • Figure 60 is a bottom view of the assembled luminaire showing the mesh that will serve to isolate the interior of the luminaire from the environment.
  • the power LED luminaire with modular and expandable mechanism comprises at least one PCBA 1 type electronic card with a pair of perforations 2 at each end for attaching them to the base for PCBA cards 19, followed by a groove 3 through which the perpendicular projection 9 of the cover 7 passes through the electronic card 1 and the slot 3 of the base for PCBA cards 19 on the electronic card 1 are arranged in hexagonal form at least one group of perforations 4 equidistant from the center of the group and that by their arrangement along the card 1 an orifice is shared with the adjacent group, these groups of perforations 4 house the same amount of power LEDs 6, the base of the LED 5 works as a heat sink since it is a heat conductive material (preferably Aluminum) and said bases 5 are distributed along the card 1 coinciding with the group of perforations 4 and l number of power LEDs 6 per card 1.
  • a heat conductive material preferably Aluminum
  • a variant of the card described above consists of an electronic card 1a with a perforation 2a at each end for fastening them to the base for PCBA cards 19, followed by a slot 3a where the projection 9 of the cover 7 passes through the electronic card 1a and the base for PCBA cards 19 on the electronic card 1a are arranged in a quadrangular at least one group of perforations 4a equidistant with respect to the center of the group and that by their arrangement along the card 1a these groups of perforations 4a host the same amount of power LEDs 6a, now the lower part of the LED, works as thermal insulation since it is of a non-heat conducting material (preferably ceramic), the LEDs are distributed along the card 1a coinciding, the group of perforations 4a and the number of power LEDs 6a per card 1a.
  • a cover 7 is placed with diffusers 8 of parabolic shape, which coincide with the number of power LEDs 6 or 6a of the cards 1 or 1a, the diffusers have a perforation that coincides with the shape of the LED 6 or with the lower part of the LED 6a and allows to optimize the beam of light that they emit, since the diffuser 8 is positioned exactly where the lens of the LED 6 or 6a starts;
  • the cover 7 also has at each end a projection 9 that extends perpendicularly from the surface of the cover 7 and towards the outside thereof ending in a notch 10 that stops the cover 7 in the base for PCBA cards 19 passing through the slots 3 or 3a of the PCBA cards 1 or 1a and of the base for PCBA cards 19 respectively when the cover 7 is inserted by means of pressure, by the internal part of the covers 7 between each diffuser 8 on the walls of the cover 7 at least one pair of reinforcements 11 are provided to provide hardness and stability to the cover 7 which on its internal upper surface has at least one longitudinal reinforcement 12
  • the housing 13 has a quadrangular prism shape with the side walls 15 inclined at 45 degrees which has a dual purpose, firstly to drive the torrent of water towards the sides of the luminary when it has contact with this liquid and on the other hand to force Most of the light coming from the LEDs towards the exterior of the luminaire, on the inside, these walls are completely smooth which will help to reflect the rays of light emitted by the LEDs 6 or 6a, by the external upper part of the housing 13 are located multiple heat sinks 16 in the form of transverse fins and on the opposite side, ie inside the housing 13 are located
  • the lower cover 24 has at least one slot XX through which outdoor air of the luminaire is introduced into the interior of the luminaire and this is used to cool the electronic cards 1 or 1a, to prevent any external agent or contaminant from entering.
  • the slots xx are covered by a mesh xx by the upper part of the lower cover 24.

Abstract

Luminaria de LEDs de potencia para alumbrado público. El uso de difusores individuales para cada LED permite obtener un patrón de luz similar al tipo I/SI, que es idóneoo para alumbrado público. Cada tarjeta PCBA, que es alimentada mediante un controlador de corriente, puede ser intercambiada de forma individual mediante un método simple que sólo requiere el desmontaje de la tapa inferior de la luminaria, medios de sujeción y cubierta con difusores integrados. Una vez desmontados dichos componentes, la tarjeta PCBA podrá ser desatorinillada de su base para ser reemplazada. La carcasa superior cuenta con protrusiones exteriores e interiores que ayudan al intercambio de temperatura con el medio ambiente, reduciendo la temperatura de operación de los LED. La tapa inferior cuenta con, al menos, una ranura que permite la circulación del aire, reduciendo también la temperatura de operación de los LED.

Description

LUMINARIA DE LEDs DE POTENCIA CON MECANISMO MODULAR Y
EXPANDIBLE
CAMPO TECNICO
La presente invención se refiere a una luminaria para alumbrado público, que se compone de tarjetas electrónicas del tipo PCBA por sus siglas en inglés las cuales se instalan dentro de una carcasa, pudiendo intercalarse, suprimirse, ampliar el número necesario de ellas, ya sea de uno o varios tipos de "LEDs" o variantes de las mismas para proporcionar diferentes intensidades de iluminación. Unas cubiertas las cuales cuentan con uno o más difusores de luz cubren las tarjetas electrónicas PCBA. Las cubiertas ayudan a proyectar el flujo luminoso de los LEDs hacia el exterior de la luminaria, brindando el flujo luminoso necesario para alumbrar el área deseada. Los difusores son de forma parabólica, la cual ayuda al flujo luminoso a proyectarse a la superficie a iluminar. Los difusores pueden contar con uno o más tipos de curvatura las cuales difieren entre sí debido a su geometría, por lo tanto, considero que mi invención es principalmente de campo técnico mecánico y obviamente eléctrico/electrónico, sin embargo por no ser motivo de la presente solicitud el circuito electrónico per se, sugiero que se evalué en el campo de la mecánica.
Estas áreas de la ingeniera en conjunto ayudaran a proporcionar una mejor alternativa para el desarrollo de una familia de luminarias de diodos emisores de luz "LEDs" de alta potencia para lograr un alto nivel lumínico. Para lograr la mejor eficiencia y desempeño del producto, se tomaran las provisiones necesarias para proveer un producto con el suficiente nivel de transferencia de calor, aislamiento de componentes electrónicos, seguridad eléctrica, y la mejor posible dirección del flujo luminoso proveniente de los LEDs de potencia.
ANTECEDENTES
En la actualidad se utilizan luminarias de aditivos metálicos, inducción magnética, fluorescentes, vapor de mercurio, vapor de sodio, así como lámparas incandescentes con fines de alumbrado público en México y en otros países alrededor del mundo. Aunque las luminarias de aditivos metálicos, inducción magnética, y vapor de sodio (alta y baja presión), han mostrado ventajas en comparación con algunas de las tecnologías empleadas en alumbrado público, estos beneficios han sido superados por la tecnología de LEDs de alta potencia en algunos casos. Esta tecnología requiere que uno o más LEDs sean empleados para proveer la cantidad de luz requerida para alumbrar un área específica. Existen ciertas características requeridas para poder proveer el nivel de luminosidad, eficiencia y desempeño deseados. Entre otras cosas, los siguientes son algunos de los requerimientos para lograr el diseño óptimo. Efectiva trasferencia de calor para prevenir que los LEDs de potencia se sobrecalienten. Generalmente, la ausencia de un sistema de disipación de calor adecuado aumenta la posibilidad de que los LEDs se sobrecalienten, lo cual causa una merma en su desempeño (causando una falla prematura), el brillo y color cambian y su vida útil se degrada si no se atiende puntualmente el problema. Por ende, un óptimo nivel de transferencia de calor es requerido para prevenir los problemas antes mencionados. Tanto los circuitos electrónicos, tarjetas electrónicas, fuentes de poder, se ven afectados si existe un alto nivel de humedad, polvo u otro tipo de contaminante en el interior de las luminarias. Típicamente estos agentes externos deben de ser aislados de los componentes electrónicos para obtener un óptimo desempeño. Por tal motivo, los componentes de nuestras luminarias han sido diseñados para limitar lo más posible la presencia de estos contaminantes. En algunos casos estos contaminantes causan corrosión y cortos circuitos lo cual reduce significativamente la vida útil del producto. Otro aspecto importante en la vida útil de los LEDs es la corriente provista a ellos. Por ende, es de suma importancia el utilizar fuentes de poder con corriente constante para evitar cambios bruscos de corriente y así asegurar la vida útil de los LEDs. La tecnología de iluminación a base de LEDs de potencia ha mostrado una significativa reducción de consumo de energía eléctrica, ha incrementado la calidad de luz y ha disminuido la generación de calor y contaminantes. En la actualidad existen compañías en varios países del mundo que desarrollan y manufacturan luminarias y lámparas de LEDs de potencia. Algunos de los ejemplos de luminarias de LEDs de potencia en el mercado son los siguientes: CN20082172829; CN20091239635; CN201368534; CN201001229; CN201259154; las tecnologías antes mencionadas fueron incluidas como referencia ya que hacen uso de la tecnología de LEDs. Las lámparas o luminarias cubiertas en las patentes antes mencionadas incluyen chasises y carcasas de Aluminio, arreglos de LEDs en distintas configuraciones los cuales son ensamblados en las tarjetas electrónicas de circuitos impresos "PCBA" que a su vez son unos de los componentes de dichos productos. En conjunto con las tarjetas PCBA, las cuales incluyen los LEDs de potencia, se utilizan componentes con superficies reflejantes y lentes para obtener la distribución y orientación del flujo luminoso deseado. Típicamente, este tipo de productos utilizan disipadores de calor en forma de aletas, los cuales facilitan la transferencia de calor de la luminaria al medio ambiente y a su vez evitan que los LEDs se sobrecaliente y fallen prematuramente. Sin embargo, los productos en el mercado carecen de la habilidad de cambiar las tarjetas PCBA si estas se llegaran a dañar. Nuestras luminarias están diseñadas para poder cambiar las tarjetas electrónicas si se llegaran a dañar y eliminan el riesgo del cese total de operación de la luminaria. Es decir, nuestra invención cuenta con la capacidad de seguir funcionando aunque una o varias tarjetas PCBA se llegaran a dañar. La intensidad y densidad del flujo luminoso se vieran afectadas por la ausencia de los LEDs inhabilitados, pero la luminaria no cesaría de funcionar en su totalidad evitando la adquisición y montaje de una nueva luminaria. También, cabe mencionar que la capacidad de las luminarias podrá ajustarse a la necesidad del cliente, ya que la capacidad mínima de las luminarias será de 1 watt y podrá aumentarse para satisfacer la necesidad específica de los clientes. Esto será de gran utilidad ya que las luminarias se podrán ajustar a la necesidad requerida por el cliente sin tener que utilizar un producto de mayor potencia que el requerido o peor aun utilizar un producto que no tenga la suficiente capacidad para alumbrar el área deseada y poner en riesgo la integridad de los habitantes o transeúntes de una población o comunidad.
En la revista MULTIPLICA construcción, arquitectura y urbanismo, pp 22 y 23 de la publicación de JULIO de 201 1 , correspondiente al año 6 No, 63 y en línea www.revistamultiplica.com se presenta un artículo publicado por Manuel Huerta Galván y Alfonso Pimentel Castellón criticando el desempeño de la tecnología LEDs para alumbrado público, definiendo una serie de problemas que presentan las luminarias en el alumbrado público debido a que el Colegio de Ingenieros Mecánicos y Electricistas de Jalisco (en lo sucesivo CIMEJ) criticaron el uso de productos que hacen uso de LEDs. La CIMEJ utilizo como referencia las luminarias que hacen uso de ésta tecnología en algunas avenidas o calles de Guadalajara, o municipios como Chápala, Cocula, entre otros, argumentando que existen las siguientes razones de fracaso para la instalación de tecnología LEDs en el alumbrado público, las cuales son (TEXTUAL): a) El considerar los parámetros de flujo luminoso emitido (Im/W) y vida útil, con los valores dados por los fabricantes de LEDs valores que están calculados en condiciones nominales de 25 grados centígrados, pero durante el funcionamiento del LED en una luminaria, ésta se calienta y depende del diseño mecánico para disipar el calor generado, éstos valores se ven seriamente afectados, a tal grado que antes de cumplirse el diez por ciento de la vida útil considerada, el flujo lumínico era ya de sólo el 51 por ciento; b) En cuanto a los niveles de iluminancia y uniformidad, se constató de un principio que no cumplía con lo exigido en la NOM (norma oficial mexicana) y que actualmente con la depreciación en el flujo luminoso, la vialidad del periférico [arteria de circulación de la ciudad de Guadalajara] se encuentra con niveles de iluminancia críticos y sumamente peligrosos; c) Incumplimiento de las promesas en lo que se refiere a vida útil y eficiencia, provocado sobre todo por la mala gestión del calor y por la utilización de "drivers" de baja calidad; d) Y por otro lado en relación con los aspectos luminotécnicos como es el uso de temperaturas de calor demasiado frías, el exceso de alumbrados o las bajas uniformidades, entre otros.
Como puede apreciarse los ingenieros han identificado los problemas que ésta tecnología resuelve y que además representa una solución que se ha anticipado a la misma publicación. Con base en el desarrollo de la tecnología, se puede presentar como ventajas de la luminaria de LEDs de potencia con mecanismo modular y expandible
1. Bajo consumo de luz.
2. Vida útil de 50,000 horas o más.
3. No contiene metales pesados (plomo, mercurio, estaño, etc.)
4. Fácil instalación.
5. Tarjetas PCBA con LEDs de potencia intercambiables.
6. Mínima emisión térmica.
7. Componentes biodegradables.
8. Fácil ensamble.
9. Rápida respuesta a la corriente eléctrica.
10. No calentamiento previo a uso.
DESCRIPCION
La luminaria de LEDs de potencia con mecanismo modular y expandible se describirán detalladamente en la siguiente descripción y se muestran en las imágenes incluidas en este documento. Las imágenes presentadas son meramente una referencia y no deben ser consideradas de manera limitativa, sino enumerativa.
Breve descripción de las figuras
Figura 1 es una vista en perspectiva convencional superior de una tarjeta
PCBA
Figura 2 es una vista lateral de una tarjeta PCBA Figura 3 es un corte longitudinal de una tarjeta PCBA Figura 4 es una vista superior de una tarjeta PCBA Figura 5 es una vista posterior de una tarjeta PCBA Figura 6 es una vista frontal de una tarjeta PCBA
Figura 7 es una vista en perspectiva convencional superior de una variante de la tarjeta PCBA Figura 8 es una vista lateral de una variante del la tarjeta PCBA
Figura 9 es un corte longitudinal de una variante de la tarjeta PCBA
Figura 10 es una vista superior de una variante de la tarjeta PCBA
Figura 1 1 es una vista posterior de una variante de la tarjeta PCBA
Figura 12 es una vista frontal de una variante de la tarjeta PCBA La figura 13 es una vista en perspectiva convencional superior de la cubierta con difusores.
La figura 14
La figura 15
La figura 16
La figura 17
La figura 18
La figura 19
La figura 20
las variantes de la superficie cóncava de la parábola del difusor. La figura 21 es una vista en perspectiva convencional de la luminaria ensamblada.
La figura 22
La figura 23
La figura 24 La figura 25 es una vista superior de la luminaria ensamblada.
La figura 26 es una vista inferior de la luminaria ensamblada.
La figura 27 es una vista en perspectiva convencional superior cortada de la luminaria
La figura 28 es una vista en corte longitudinal aumentada de la luminaria
La figura 29 es una vista en perspectiva convencional de la tapa inferior
La figura 30 es una vista frontal de la tapa inferior
La figura 31 es una vista posterior de la tapa inferior
La figura 32 es una vista lateral de la tapa inferior
La figura 33 es una vista superior de la tapa inferior
La figura 34 es una vista inferior de la tapa inferior
La figura 35 es una vista superior de la base para tarjetas PCBA, siendo la vista inferior sustancialmente igual.
La figura 36 es una vista en perspectiva convencional de la fuente de poder
La figura 37 es una vista lateral de la fuente de poder
La figura 38 es una vista superior de la tapa superior
La figura 39 es una vista inferior de la tapa superior
La figura 40 es una vista lateral aumentada del conector "tipo glándula"
La figura 41 es una vista en perspectiva convencional del conector múltiple
La figura 42 es una vista lateral del conector múltiple
La figura 43 es una vista frontal del conector múltiple
La figura 44 es una vista en perspectiva convencional superior de cubierta lateral. La figura 45 es una vista inferior acercada en corte con las variantes de las concavidades de la cubierta con difusores para las tarjetas PCBA
La figura 46 es una vista inferior acercada en corte con las variantes de las tarjetas PCBA La figura 47 es una vista en perspectiva convencional inferior acercada y seccionada de la luminaria
La figura 48 es una vista en perspectiva convencional inferior con corte transversal frontal de la luminaria
La figura 49 es una vista en perspectiva convencional explotada de la luminaria
La figura 50 es una vista en perspectiva convencional de la luminaria, mostrando las cubiertas con difusores en la carcasa y las cubiertas laterales.
La figura 51 es una vista superior de una tarjeta PCBA con cubierta con difusores y algunas tapas para difusores.
La figura 52 es una vista en perspectiva convencional de una tarjeta PCBA con cubierta con difusores y algunas tapas para difusores.
La figura 53 es una vista en perspectiva convencional de una tarjeta PCBA con cubierta con difusores y sin las tapas para difusores donde no existen LEDs
La figura 54 es una vista frontal de una tarjeta PCBA con cubierta con difusores y sin las tapas para difusores donde no existen LEDs
La figura 55 es una vista en corte longitudinal de una tarjeta PCBA con cubierta con difusores con difusores y sin las tapas para difusores donde no existen LEDs
La figura 56 es una vista frontal con corte transversal de una tarjeta PCBA con cubierta con difusores con difusores y sin las tapas para difusores donde no existen LEDs La figura 57 es una vista frontal con corte transversal de la carcasa y la tapa inferior donde se muestra la protuberancia y canal para sellar herméticamente la luminaria.
La figura 58 es una vista frontal con corte transversal de la tapa inferior donde se muestra la protuberancia que se inserta en el canal para sellar herméticamente la luminaria.
La figura 59 es una vista frontal con corte transversal de la carcasa donde se muestra el canal el cual sirve como hembra para la protuberancia de la tapa inferior. La figura 60 es una vista inferior de la luminaria ensamblada donde se muestra la malla que servirá para aislar el interior de la luminaria del medio ambiente.
Con base en las figuras anteriores, la luminaria de LEDs de potencia con mecanismo modular y expandible, comprende al menos una tarjeta electrónica del tipo PCBA 1 con un par de perforaciones 2 en cada extremo para sujetarlas a la base para tarjetas PCBA 19, seguida de una ranura 3 donde pasa la saliente perpendicular 9 de la cubierta 7, a través de la tarjeta electrónica 1 y de la ranura 3 de la base para tarjetas PCBA 19 en la tarjeta electrónica 1 se encuentran dispuestas en forma hexagonal al menos un grupo de perforaciones 4 equidistantes con respecto al centro del grupo y que por su disposición a lo largo de la tarjeta 1 se comparte un orificio con el grupo adyacente, éstos grupos de perforaciones 4 alojan la misma cantidad de LEDs de potencia 6, la base del LED 5 funciona como disipador de calor ya que es de un material conductivo de calor (preferentemente Aluminio) y dichas bases 5 se distribuyen a lo largo de la tarjeta 1 coincidiendo, con el grupo de perforaciones 4 y el número de LEDs de potencia 6 por tarjeta 1.
Una variante de la tarjeta descrita anteriormente, consiste en una tarjeta electrónica 1a con una perforación 2a en cada extremo para sujetarlas a la base para tarjetas PCBA 19, seguida de una ranura 3a donde pasa la saliente 9 de la cubierta 7, a través de la tarjeta electrónica 1a y la base para tarjetas PCBA 19 en la tarjeta electrónica 1a se encuentran dispuestas en forma cuadrangular al menos un grupo de perforaciones 4a equidistantes con respecto al centro del grupo y que por su disposición a lo largo de la tarjeta 1a éstos grupos de perforaciones 4a alojan la misma cantidad LEDs de potencia 6a, ahora la parte inferior del LED, funciona como aislante térmico ya que es de un material no conductor de calor (preferentemente cerámica), los LEDs se distribuyen a lo largo de la tarjeta 1a coincidiendo, el grupo de perforaciones 4a y el número de LEDs de potencia 6a por tarjeta 1a.
Sobre cualquiera de las tarjetas 1 descritas anteriormente, se coloca una cubierta 7 con difusores 8 de forma parabólica, que coinciden con el número de LEDs de potencia 6 o 6a de las tarjetas 1 o 1a, los difusores tienen una perforación que coincide con la forma del LED 6 o con la parte inferior del LED 6a y permite optimizar el haz de luz que éstos emiten, ya que el difusor 8 se posiciona exactamente donde comienza el lente del LED 6 o 6a; la cubierta 7 además cuenta en cada extremo con una saliente 9 que se prolonga perpendicularmente de la superficie de la cubierta 7 y hacia el exterior de la misma finalizando en una muesca 10 que detiene la cubierta 7 en la base para tarjetas PCBA 19 pasando por las ranuras 3 o 3a de las tarjetas PCBA 1 o 1a y de la base para tarjetas PCBA 19 respectivamente cuando la cubierta 7 se inserta por medio de presión, por la parte interna de las cubiertas 7 entre cada difusor 8 sobre las paredes de la cubierta 7 se encuentran al menos un par de refuerzos 11 para brindar dureza y estabilidad a la cubierta 7 la cual en su superficie superior interna cuenta con al menos un refuerzo longitudinal 12 que se extiende por la superficie superior interna de la cubierta 7 hasta la saliente perpendicular 9; la concavidad de la parábola se encuentra calculada por un algoritmo predefinido que optimiza la dirección de la luz y su orientación, la parábola fue desarrollada de tal manera que cuenta con al menos cinco posiciones cardinales las cuales ayudaron al desarrollo de la superficie de forma parabólica de los difusores los cuales ayudan a orientar el rayo de luz proveniente de los LEDs 6 o 6a. Usando las perforaciones de los extremos 2 o 2a de las tarjetas 1 o 1a respectivamente, las cuales son sujetadas a la base para tarjetas PCBA 19 con algún medio de sujeción 14 como tornillos, remaches, pijas, seguros convencionales, postes, pivotes, etc., preferentemente que sea removióle para permitir intercambiar al menos una o varias tarjetas electrónicas cuando sea necesario brindar mantenimiento a la tecnología o sustituir alguna de las tarjetas PCBA 1 o 1a y con ello prolongar la vida útil de la tecnología; la carcasa 13 tiene forma de prisma cuadrangular con las paredes laterales 15 inclinadas a 45 grados lo cual tiene un doble propósito, primeramente para impulsar la torrente de agua hacia los costados de la luminaria cuando esta tenga contacto con este liquido y por otra parte para forzar la mayor parte de luz proveniente de los LEDs hacia el exterior de la luminaria, por su parte interna éstas paredes son completamente lisas lo cual ayudara a reflejar los rayos de luz emitidos por los LEDs 6 o 6a, por la parte superior externa de la carcasa 13 se encuentran localizados múltiples disipadores de calor 16 en forma de aletas transversales y por la parte opuesta, es decir en el interior de la carcasa 13 se encuentran localizados múltiples disipadores de calor 18 en forma rectangular los cuales se extienden de la superficie superior de la carcasa 13, los disipadores internos están separados en dos ejes (x, y) de tal manera que el flujo de aire proveniente del exterior de la luminaria reduce la temperatura de estos y por consecuencia los disipadores reducen la temperatura de las tarjetas electrónicas las cuales se encuentran ubicadas en la parte inferior de dichos disipadores cuadrangulares, adyacentemente a dichos disipadores de calor 18 se coloca la base para tarjetas PCBA 19, que cuenta con perforaciones roscadas de dos diámetros las cuales permitirán sujetar la base para tarjetas PCBA 19 a la carcasa 13 y por otra parte, las tarjetas electrónicas 1 o 1a podrán ser sujetadas a la base para tarjetas PCBA 19, las primeras perforaciones, coinciden con las perforaciones 2 o 2a por donde pasan los medios de sujeción 14 que sostienen las tarjetas 1 o 1a respectivamente y las segundas perforaciones de la base para tarjetas PCBA 19 coinciden con las perforaciones 20 para sujetar la base para tarjetas PCBA 19 a la carcasa 13 con similares medios de sujeción 14; la carcasa 13 además cuenta con dos paredes internas las cuales contienen un orificio en los cuales se inserta un conector "tipo glándula" 35, en la parte posterior de la carcasa 13 por dicho conector pasan los cables del poste de luz para alimentar la fuente de poder 21 , un segundo conector "tipo glándula" el cual es insertado en la segunda pared interna dicho conector se utiliza para pasar de un lado a otro los cables de los controladores de corriente que alimentan las tarjetas PCBA 1 o 1a, ambas paredes y la tapa superior 25 son utilizadas para segregar la fuente de poder 21 , los controladores de corriente 22 y conectores múltiples 23 del resto de la luminaria, la tapa superior 25 cuenta con doce orificios pasados 26 por los cuales pasaran los medios de sujeción 14 que la fijaran a la carcasa 13, en la parte inferior de la carcasa 13 se encuentra ubicado un canal 39, la tapa inferior 24 cuanta con una protuberancia cuadrangular 40 los cuales en conjunto ayudaran a impedir que se filtre agua o cualquier otro liquido al interior de la luminaria, el canal 39 y la protuberancia 40 entraran en contacto una vez que la carcasa 13 y la tapa inferior 24 sean ensambladas; en la sección central de la carcasa 13 una pantalla transparente 25 (preferentemente de material ultra-transparente) será ensambla a la tapa inferior 24 la cual quedara sujeta mediante algunos medios de sujeción 14 la tapa inferior 24 será ensamblada a la carcasa 13 para cubrir toda la luminaria, la tapa inferior 24 está conformada por una abertura cuadrangular 27 que permite al flujo luminoso emitido por los LEDs 6 o 6a salir del interior de la luminaria; la tapa inferior 24 cuenta con al menos cuatro protuberancias que se acoplan con la parte inferior de la carcasa 13, la primera de ellas es frontal 28 con perforaciones 31 para permitir el paso de los medios de sujeción, la segunda es intermedia 29 y las dos paralelas posteriores 30 también con perforaciones 32 para permitir el paso de los medios de sujeción 14, los cuales permiten cerrar la luminaria completamente; además la tapa inferior 24 cuanta en se extremo posterior con dos perforaciones 33 por las cuales pasaran un par de medios de sujeción 14 (preferentemente tornillos con tuercas) los cuales mantendrán sujeta la luminaria al brazo del poste de luz ; cuando se requiere de menos tarjetas 1 o 1a colocadas en la base para tarjetas PCBA 19, las aberturas que se visualizan por la falta de éstas, se cubre con una cubierta 17 que cuenta con perforaciones 34 para permitir el paso de los medios de sujeción 14 a través de la base para tarjetas PCBA 19 y de esa manera sujetar las cubiertas a la carcasa 13; en ocasiones las tarjetas PCBA 1 o 1a se pueden suprimir algunos de los LEDs de potencia 6 o 6a empleando una tapa 41 para cubrir el espacio provisto por la ausencia de los LEDs, la cual consiste en una superficie plana 37 que se coloca a presión en la parte superior del difusor donde no existe ningún LED, la tapa 41 por la parte superior es circular para sellar al difusor 8 que carece de LEDs, por la parte inferior cuanta con dos protuberancias circulares las cuales se extienden a una distancia equivalente a la altura del difusor 8, para poder sellar el mismo permanentemente, ambas protuberancias cuentan con una muesca 42, la cuales se insertan en la superficie inferior de las difusores 8 impidiendo que la tapa 41 sea removida. La tapa inferior 24 cuenta con al menos una ranura XX por las cuales aire de exterior de la luminaria se introduce al interior de la luminaria y este es utilizado para enfriar las tarjetas electrónicas 1 o 1a, para evitar que algún agente externo o contaminante entre en la luminaria, las ranuras xx son cubiertas por una malla xx por la parte superior de la tapa inferior 24.
ALGUNAS VARIANTES CONVENCIONALES DE LA LUMINARIA
Es posible controlar cierta cantidad de LEDs de alta potencia ensamblados en las tarjetas electrónicas las cuales son alimentadas por una fuente de poder con corriente constante y controladores de corriente independientes a cada una de las tarjetas.
Es posible controlar las luminarias mediante el uso de sensores los cuales podrán activar y desactivar las luminarias dependiendo de la necesidad de su uso.
Es posible controlar la capacidad de las lámparas mediante el uso de tarjetas electrónicas PCBA las cuales podrán limitar la corriente y de esa manera controlar el flujo luminoso para disminuir la intensidad luminosa de la luminaria en horas cuando no se requiera su máximo desempeño. Es posible controlar la temperatura interna de la luminaria a un rango el cual sea propicio para los LEDs de alta potencia, mediante el uso de un intercambiador de calor/sistema de refrigeración. Dicho mecanismo contendrá una bomba/compresor, un número determinado de ductos, disipadores de calor y un aditivo/liquido el cual ayudara a la transferencia de calor. El fluido a través de los ductos ayudara a mantener la temperatura interna de la luminaria de forma constante y así alargar la vida útil de los LEDs lo más posible. Es posible aumentar o disminuir la cantidad de luz reflejada por los difusores si se utilizan dispositivos (lentes, difusores, etc.) con diferentes geometrías o diferentes tipos de recubrimientos los cuales ayuden a canalizar el flujo luminoso emanado de los LEDs de alta potencia. Es posible disminuir la cantidad de contaminación al medio ambiente una vez que la luminaria llegue a su fin de vida mediante el uso componentes hechos de polímeros mezclados con fibras orgánicas para su fácil descomposición.
Es posible disminuir la cantidad de contaminación una vez que las tarjetas electrónicas PCBA lleguen a su fin de vida mediante el uso compuestos químicos libres de plomo, mercurio, y estaño para evitar que las tarjetas PCBA contaminen al medio ambiente si son desechadas de forma errónea. Las tarjetas electrónicas, componentes electrónicos deberán apegarse a la metodología RoSH para asegurarse que el uso de metales pesados está limitado a un nivel adecuado. Es posible disminuir la cantidad de contaminación una vez que la luminaria llegue a su fin de vida ya que la mayoría de sus componentes serán manufacturados en Aluminio o polímeros los cuales podrán ser reciclado.

Claims

REIVINDICACIONES Habiendo descrito suficientemente mi invención lo que considero como una novedad y por lo tanto reclamo de mi exclusiva propiedad lo contenido en las siguientes reivindicaciones:
1. Una luminaria de LEDs de potencia con mecanismo modular y expandible caracterizada porque se coloca una cubierta con al menos un difusor de forma parabólica, que coincide con el número de LEDs de potencia en unas tarjetas PCBA, los difusores tienen una perforación que coincide con la forma del LED o con la base del LED y permite optimizar el haz de luz que éstos emiten, ya que la parte inferior del difusor se posiciona exactamente donde comienza el lente del LED; la cubierta además cuenta en cada extremo con una saliente que se prolonga perpendicularmente de la superficie superior interna de la cubierta y hacia el exterior de la misma finalizando en una muesca que detiene la cubierta en la base para tarjetas PCBA pasando por las ranuras de las tarjetas PCBA y de la base para tarjetas PCBA respectivamente cuando la cubierta se inserta por medio de presión, por la parte interna de la cubierta entre cada difusor en las paredes de la cubierta se encuentra al menos un par de refuerzos para brindar dureza y estabilidad a la cubierta la cual en su superficie superior interna cuenta con al menos un refuerzo longitudinal que se extiende por dicha superficie hasta la saliente perpendicular; la concavidad de la parábola se encuentra calculada por un algoritmo predefinido que optimiza la dirección de la luz y su orientación, la parábola fue desarrollada de tal manera que cuenta con al menos cinco posiciones cardinales las cuales ayudaron al desarrollo de la superficie de forma parabólica de los difusores los cuales ayudan a orientar y difuminar el rayo de luz proveniente de los LEDs; usando las perforaciones de los extremos de las tarjetas respectivamente, las cuales son sujetadas a la base para tarjetas PCBA con algún medio de sujeción como tornillos, remaches, pijas, seguros convencionales, postes, pivotes, etc., preferentemente que sea removible para permitir intercambiar al menos una o varias tarjetas electrónicas cuando sea necesario brindar mantenimiento a la tecnología o sustituir alguna de las tarjetas PCBA y con ello prolongar la vida útil de la tecnología; la carcasa tiene forma de prisma cuadrangular con las paredes laterales inclinadas a 45 grados lo cual tiene un doble propósito, primeramente para desviar la torrente de agua u otro liquido hacia los costados de la luminaria cuando esta tenga contacto con algún liquido y por otra parte para forzar la mayor parte de luz proveniente de los LEDs hacia el exterior de la luminaria, por su parte interna éstas paredes cuentan con una superficie lisa la cual ayudara reflejara los rayos de luz emitidos por los LEDs, por la parte superior externa de la carcasa se encuentran localizados múltiples disipadores de calor en forma de aletas transversales y por la parte opuesta, es decir en el interior de la carcasa se encuentran localizados múltiples disipadores de calor en forma rectangular los cuales se extienden de la superficie superior de la carcasa, los disipadores internos están separados en dos ejes (x, y) de tal manera que el flujo de aire proveniente del exterior de la luminaria ayudara a reducir la temperatura de estos y por consecuencia los mismos reducirán la temperatura de las tarjetas electrónicas las cuales se encuentran ubicadas en la parte inferior de dichos disipadores cuadrangulares, adyacentemente a dichos disipadores de calor se localiza la base para tarjetas PCBA, que cuenta con dos tipos de perforaciones roscadas de dos diámetros diferentes las cuales permitirán sujetar la base para tarjetas PCBA a la carcasa y por otra parte, las tarjetas electrónicas podrán ser sujetadas a la base para tarjetas PCBA con similares medios de sujeción; la carcasa además cuenta con dos paredes internas las cuales contienen un orificio cada una al cual se le inserta un conector "tipo glándula", en la parte posterior de la carcasa por dicho conector pasan los cables del poste de luz para alimentar la fuente de poder, un segundo conector "tipo glándula" es insertado en la segunda pared interna y es utilizado para pasar de una sección a otra cables de los controladores de corriente que alimentan las tarjetas PCBA, ambas paredes y la tapa superior son utilizadas para segregar la fuente de poder, los controladores de corriente y conectores múltiples del resto de la luminaria, la tapa superior cuenta con doce orificios pasados por los cuales pasaran los medios de sujeción que la fijaran a la carcasa, en la parte inferior de la carcasa se localiza un canal, y la tapa inferior cuanta con una protuberancia cuadrangular los cuales en conjunto ayudaran a impedir que se filtre agua o cualquier otro liquido al interior de la luminaria, el canal y la protuberancia entraran en contacto una vez que la carcasa y la tapa inferior son ensamblados; en la sección central de la tapa inferior una pantalla transparente (preferentemente de material ultra-transparente) será ensambla la cual quedara sujeta mediante algunos medios de sujeción, en esta misma área se encuentra una abertura cuadrangular que permite al flujo luminoso emitido por los LEDs salir del interior de la luminaria, la tapa inferior se ensambla a la carcasa para cubrir toda la luminaria; la tapa inferior cuenta con al menos cuatro protuberancias que se acoplan con la parte inferior de la carcasa, la primera de ellas es frontal con perforaciones para permitir el paso de los medios de sujeción, la segunda es intermedia y las dos paralelas posteriores también con perforaciones para permitir el paso de los medios de sujeción, los cuales permiten cerrar la luminaria completamente; además la tapa inferior cuenta en su extremo posterior dos perforaciones por los cuales pasaran un par de medios de sujeción (preferentemente tornillos con tuercas) los cuales mantendrán sujeta la luminaria al brazo del poste de luz ; cuando se requiere de menos tarjetas colocadas en la base para tarjetas PCBA, las aberturas causadas por la ausencia de las tarjetas electrónicas se cubre mediante el uso de unas cubiertas que cuenta con perforaciones para permitir el paso de los medios de sujeción y de esa manera sujetarlas a la base para tarjetas PCBA y subsecuentemente a la carcasa; en ocasiones las tarjetas PCBA se pueden suprimir algunos de los LEDs de potencia empleando una tapa para cubrir el espacio provisto por la ausencia de los LEDs, la cual consiste en una superficie plana que se coloca a presión en la parte superior del difusor donde no existe ningún LED, la tapa por la parte superior es circular para sellar al difusor que carece de LEDs, por la parte inferior cuanta con dos protuberancias circulares las cuales se extienden a una distancia equivalente a la altura del difusor, para poder sellar el mismo permanentemente, ambas protuberancias cuentan con una muesca, la cual se insertara en la superficie inferior de las difusores impidiendo que la tapa sea removida.
2. La luminaria de la reivindicación uno caracterizada porque comprende al menos una tarjeta electrónica del tipo PCBA con un par de perforaciones en cada extremo para sujetarlas a la base para tarjetas PCBA, seguida de una ranura donde se inserta la saliente perpendicular de la cubierta, en la tarjeta se encuentran dispuestas en forma hexagonal al menos un grupo de perforaciones equidistantes con respecto al centro del grupo y que por su disposición a lo largo de la tarjeta se comparte una de ellas con el hexágono adyacente, éstos grupos de perforaciones alojan la misma cantidad de LEDs de potencia, la base del LED funciona como disipador de calor ya que es de un material conductivo de calor (preferentemente Aluminio) y dichas bases se distribuyen a lo largo de la tarjeta coincidiendo, el grupo de perforaciones y el número de LEDs de potencia por tarjeta;
3. Las luminarias de las reivindicaciones anteriores caracterizadas porque la base del LED funciona como disipante térmico ya que está hecha de un material conductor del calor;
4. Las luminarias de las reivindicaciones anteriores donde la base del LED funciona como aislante térmico caracterizadas porque el material es cerámica;
5. La luminaria de la reivindicación uno caracterizada porque comprende al menos una tarjeta electrónica del tipo PCBA con una perforación en cada extremo para sujetarlas a la base para tarjetas PCBA, seguida de una ranura donde se inserta la saliente de la cubierta, en la tarjeta se encuentran dispuestas en forma cuadrangular al menos un grupo de perforaciones equidistantes con respecto al centro del grupo y que por su disposición a lo largo de la tarjeta éstos grupos de perforaciones alojan la misma cantidad LEDs de potencia, ahora la parte inferior del LED, funciona como aislante térmico ya que es un material no conductor de calor (preferentemente cerámica), los LEDs se distribuyen a lo largo de la tarjeta coincidiendo, el grupo de perforaciones y el número de LEDs de potencia por tarjeta;
6. Las luminarias de la reivindicación cinco donde la base del LED funciona como disipador de calor caracterizadas porque el material es Aluminio;
7. Las luminarias que emplea tarjetas PCBA las cuales soportan un dispositivo con difusores integrados porque la perforación de la base del difusor coincide en su medida y forma con el LED donde se inserta para optimizar el haz de luz de la reivindicaciones anteriores donde la concavidad de la parábola se encuentra calculada por un algoritmo predefinido que optimiza la dirección de la luz y su orientación la cual se caracteriza porque la modificación del foco de la parábola tiene al menos cinco posiciones sobre el vector ortogonal al flujo luminoso del
LED;
8. Las luminarias que emplea tarjetas PCBA de las reivindicaciones anteriores caracterizada por la modificación del foco de la parábola tiene veinticinco posiciones sobre el vector ortogonal al flujo luminoso del LED.
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