WO2013144052A1 - Halbleiterlampe mit kühlkörper - Google Patents

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WO2013144052A1
WO2013144052A1 PCT/EP2013/056195 EP2013056195W WO2013144052A1 WO 2013144052 A1 WO2013144052 A1 WO 2013144052A1 EP 2013056195 W EP2013056195 W EP 2013056195W WO 2013144052 A1 WO2013144052 A1 WO 2013144052A1
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WO
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semiconductor lamp
semiconductor
air duct
lamp
air
Prior art date
Application number
PCT/EP2013/056195
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English (en)
French (fr)
Inventor
Peter Jander
Original Assignee
Osram Gmbh
Priority date (The priority date is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the date listed.)
Filing date
Publication date
Application filed by Osram Gmbh filed Critical Osram Gmbh
Publication of WO2013144052A1 publication Critical patent/WO2013144052A1/de

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    • F—MECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
    • F21—LIGHTING
    • F21V—FUNCTIONAL FEATURES OR DETAILS OF LIGHTING DEVICES OR SYSTEMS THEREOF; STRUCTURAL COMBINATIONS OF LIGHTING DEVICES WITH OTHER ARTICLES, NOT OTHERWISE PROVIDED FOR
    • F21V29/00—Protecting lighting devices from thermal damage; Cooling or heating arrangements specially adapted for lighting devices or systems
    • F21V29/50—Cooling arrangements
    • F21V29/70—Cooling arrangements characterised by passive heat-dissipating elements, e.g. heat-sinks
    • F21V29/83—Cooling arrangements characterised by passive heat-dissipating elements, e.g. heat-sinks the elements having apertures, ducts or channels, e.g. heat radiation holes
    • F—MECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
    • F21—LIGHTING
    • F21K—NON-ELECTRIC LIGHT SOURCES USING LUMINESCENCE; LIGHT SOURCES USING ELECTROCHEMILUMINESCENCE; LIGHT SOURCES USING CHARGES OF COMBUSTIBLE MATERIAL; LIGHT SOURCES USING SEMICONDUCTOR DEVICES AS LIGHT-GENERATING ELEMENTS; LIGHT SOURCES NOT OTHERWISE PROVIDED FOR
    • F21K9/00—Light sources using semiconductor devices as light-generating elements, e.g. using light-emitting diodes [LED] or lasers
    • F21K9/20—Light sources comprising attachment means
    • F21K9/23—Retrofit light sources for lighting devices with a single fitting for each light source, e.g. for substitution of incandescent lamps with bayonet or threaded fittings
    • F—MECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
    • F21—LIGHTING
    • F21Y—INDEXING SCHEME ASSOCIATED WITH SUBCLASSES F21K, F21L, F21S and F21V, RELATING TO THE FORM OR THE KIND OF THE LIGHT SOURCES OR OF THE COLOUR OF THE LIGHT EMITTED
    • F21Y2115/00—Light-generating elements of semiconductor light sources
    • F21Y2115/10—Light-emitting diodes [LED]

Definitions

  • the invention relates to a semiconductor lamp with a heat sink
  • Heatsink on which front side at least one
  • Semiconductor light source is arranged.
  • the invention can be used particularly advantageously for LED retrofit lamps, in particular of the type MR16 or PARI 6.
  • Air exchange between the housing and the environment or the exterior space could cause. This leads to a
  • the object is achieved by a semiconductor lamp
  • At least one semiconductor light source is arranged and which several laterally to the at least one
  • Air duct a greater length and / or larger
  • the semiconductor lamp In an operation of the semiconductor lamp is generated by the at least one semiconductor light source waste heat, which is transmitted to the heat sink. This heats up the
  • Heatsink including at least one of the walls of its Lucasleitkanäle. Through the walls of the air ducts a chimney effect is generated, which is the stronger, the longer the air duct is enclosed by it. So if two types or groups of air ducts are present, which have a different length, so air is moved more in a longer channel than in a shorter channel. If such a semiconductor lamp is installed in an (external) housing in such a way that the air ducts are practically the only open connection between the housing and an environment, the first, longer
  • Air ducts draw air stronger than the second, shorter air ducts and consequently cooler air is sucked from the environment through the first air ducts into the housing and warmed up again blown through the second air ducts (against the local, considerably weaker chimney effect).
  • a lamp is provided which is effectively passively coolable even when installed in a housing.
  • the chimney effect is particularly strong in a vertical installation of the semiconductor lamp. However, he can e.g. also occur in an oblique installation.
  • a vertically oriented air duct Under a vertically oriented air duct can be understood in particular an air duct, which is aligned at least substantially parallel to a longitudinal extent of the semiconductor lamp or assumes a only slight inclination.
  • an inclination of 45 ° or less, in particular of 30 ° or less, in particular of 10 ° or less and in particular of 5 ° or less, can be understood to mean a slight inclination.
  • Longitudinal extent may correspond in particular to an axis of symmetry of the semiconductor lamp.
  • the semiconductor lamp may have at least one electrical contact arranged at a rear end region, in particular a lamp base, e.g. from
  • Air ducts are arranged on a front side of the semiconductor lamp. It is a development of that the front openings are arranged laterally circumferentially around the at least one semiconductor light source.
  • the heat sink may in particular be a metallic heat sink, in particular of aluminum.
  • Semiconductor light source at least one light emitting diode.
  • a color may be monochrome (e.g., red, green, blue, etc.) or multichrome (e.g., white). This can also be done by the at least one
  • LED emits light an infrared light (IR LED) or an ultraviolet light (UV-LED).
  • IR LED infrared light
  • UV-LED ultraviolet light
  • Light emitting diodes can produce a mixed light; e.g. a white mixed light.
  • the at least one light-emitting diode may contain at least one wavelength-converting phosphor
  • the phosphor may alternatively or additionally be arranged away from the light-emitting diode
  • the at least one light-emitting diode can be in the form of at least one individually housed light-emitting diode or in the form of at least one LED chip. Several LED chips can be mounted on a common substrate (“submount").
  • the at least one light emitting diode may be equipped with at least one own and / or common optics for beam guidance, e.g. at least one Fresnel lens,
  • organic LEDs can generally also be used.
  • the at least one semiconductor light source may be e.g. have at least one diode laser.
  • Semiconductor light source are arranged. This allows a large-scale passage of air without affecting a light emission. To achieve the greater (uninterrupted) length of the at least one first
  • Air duct starting from its at least one
  • this may have a rearward opening, which is arranged further back than at least one rear opening of the at least one second air duct.
  • the front openings may be designed in particular annular sector-shaped, which has a large cross-sectional area
  • the at least one second air duct has at least one, in particular lateral, rear opening, which is arranged further forward than a rear opening of the at least one first air duct.
  • the at least one second air duct may have one or more such rear openings
  • the (effective) length of the second air duct is determined, at least for installation in an external housing, by the distance of the furthest forward reaching rear opening to the associated at least one front opening.
  • the at least one second air duct is a laterally open channel or not covered channel. It is yet another embodiment that the at least one rearward opening of the second air duct is located close to a front edge of the semiconductor lamp. This will make a particularly short (effective) length of the second
  • Air duct is kept very low and thus a strong air circulation in the (external) housing and thus cooling effect is supported. It is also an embodiment that the at least one rear opening of the second air duct directly to a laterally projecting front edge of
  • the at least one second air duct additionally has at least one additional rear opening, which is in particular at the same height as a rear opening of the at least one first air duct and / or in a further rearward position. This at least one additional rear opening contributes to installation in a
  • Semiconductor light source is received in a recess provided for its inclusion ("light source recess").
  • the heat sink has the front-side recess and a rear driver receptacle and guide the air ducts laterally along the recess and the driver receptacle.
  • both the at least one semiconductor light source accommodated in the front-side recess and a driver accommodated in the driver cavity can be effectively cooled.
  • adjacent Heilleitkanäle are separated by a radially réelleckende partition wall of the heat sink. This partition can also be considered as a cooling fin and allows a particularly good heat dissipation from the heat sink by convection.
  • Semiconductor lamp is an MR16 or PARI 6 retrofit lamp.
  • the semiconductor lamp is not limited to this.
  • retrofit lamps are possible, e.g. to replace a conventional lamp of another MR variant, e.g. MR11, or another type, e.g. of the type GU, e.g.
  • Fig.l shows a view from diagonally forward of a known
  • inventive semiconductor lamp according to a first embodiment in the form of an MR16 retrofit lamp
  • Section of the semiconductor lamp according to the first embodiment with a section through a second, short air duct;
  • Section of a semiconductor lamp according to a second embodiment with a section through a second, short air duct.
  • Fig.l shows a view from diagonally forward of a known
  • the semiconductor lamp 1 has a heat sink 2, which has a front side (light source) recess 3 with respect to the longitudinal axis L for receiving at least one semiconductor light source 4 (see FIG. 4).
  • the recess 3 is here covered on the front side by a light-permeable cover 5.
  • a driver receptacle 6 At the rear of the recess 3 is a driver receptacle 6, which may have at least one electrical contact (o.Fig.)
  • a rear area e.g. a bipin connection.
  • the recess 3 and the driver receptacle 6 are circumferentially surrounded laterally by radially aligned cooling fins 7. At a front edge are the cooling fins 7 of a
  • Semiconductor lamp 1 installed in a housing G.
  • the housing G is at least substantially closed except for a lower-side mounting opening M.
  • In the mounting hole M is the
  • Semiconductor lamp 1 used.
  • the semiconductor lamp 1 is directed downwards, so radiates their light in a lower half-space, in a vertical mounting position.
  • the semiconductor lamp 1 is connected via a mounting ring R to the housing G and sits with its front ring 8 on the mounting ring R.
  • the semiconductor lamp 1 protrudes with its rear part into the housing G.
  • no stable air flow is generated by the present between the similar cooling fins 7, open air ducts, which could cause a sufficient exchange of air between the interior of the housing G and an environment or an exterior space A. Consequently, there is a considerable warming in the
  • inventive semiconductor lamp 11 according to a first
  • Embodiment in the form of an MR16 retrofit lamp The semiconductor lamp 11 has a heat sink 12
  • LED 4 Semiconductor light source, here: LED 4, which is covered by a transparent cover 5.
  • the heat sink 12 has a plurality of laterally arranged to the recess 3 and vertically aligned (i.e., here: in a plane to the longitudinal axis L extending) shipsleitkanäle 13, 14 on.
  • the air ducts 13, 14 comprise a plurality of first
  • the air ducts 13, 14 have front openings 15 and 16, which at a front of the
  • the front openings 15, 16 are formed annular sector-shaped and are arranged in series laterally around the recess 3 around.
  • Adjacent Lucasleitkanäle 13, 14 are each separated by a radially réelleckende partition 22 of the heat sink 12 from each other, which are configured similar to the cooling fins 7 and also have a similar function.
  • the first air ducts 13, as well as in Fig.4 are configured similar to the cooling fins 7 and also have a similar function.
  • the air duct 13 leads both to the at least one light emitting diode 4 receiving
  • a rear opening 19 which is arranged laterally and is arranged with respect to the longitudinal axis L further forward than the rear opening 17 of the first shipsleitkanals 13.
  • the rear openings 19 close immediately behind a laterally projecting front, annular edge 8 of the Heat sink 12 on.
  • Air ducts 14 14.
  • the second air ducts 14 also each have an additional rear opening 20, which is located at the same height as the rear openings 17 of the first air ducts 13 and thus behind the side rear openings 19.
  • the second air ducts 14 are different from the first air ducts 13 in
  • first air ducts 13 at least about twice as wide (in the circumferential direction) as the second air ducts 14th
  • Heatsink 12 including the walls of its air ducts 13, 14. Through the walls of the air ducts 13, 14 can thus create a chimney effect. This one is in the longer first Air ducts 13 more pronounced than in the (effectively) shorter second air ducts 14. Consequently, cooler air from the environment A is sucked through the first air ducts 13 in the housing G and warmed up again blown through the second air ducts 14, as indicated by the arrows in Fig. 4 and 5 indicated. Thus, a semiconductor lamp 11 is provided, which is still effectively passively coolable, even if it is installed in an otherwise closed housing G.
  • closed housing G contribute the additional rear openings 20 little to the air flow and may cause a comparatively small air flow from the side rear openings 19 to the rear openings 20 of the second air ducts 14 into the housing into, as indicated in Figure 5. However, a significant flow of air will then flow through the rear openings 20 if the semiconductor lamp 11 is installed open. Then, the at least one second air duct 14 can develop a similar cooling effect as the at least one first
  • Air duct 13 Air duct 13.
  • FIG. 6 shows a sectional side view of a section of a semiconductor lamp 31 according to a second embodiment with a section through a second, short air duct 32.
  • This air duct 32 has no additional rear opening 20, so that the

Abstract

Halbleiterlampe (11), aufweisend einen Kühlkörper (12), an welchem vorderseitig mindestens eine Halbleiterlichtquelle (4) angeordnet ist und welcher mehrere seitlich zu der Aussparung (3) angeordnete und senkrecht ausgerichtete Luftleitkanäle (13, 14) aufweist, wobei die Luftleitkanäle (13, 14) mindestens einen ersten Luftleitkanal (13) und mindestens einen zweiten Luftleitkanal (14) aufweisen und der mindestens eine erste Luftleitkanal (13) eine größere Länge (L1) aufweist als der mindestens eine zweite Luftleitkanal (14).

Description

Beschreibung
Halbleiterlampe mit Kühlkörper Die Erfindung betrifft eine Halbleiterlampe mit einem
Kühlkörper, an welchem vorderseitig mindestens eine
Halbleiterlichtquelle angeordnet ist. Die Erfindung ist insbesondere vorteilhaft einsetzbar für LED-Retrofitlampen, insbesondere der Art MR16 oder PARI 6.
Herkömmliche MR16- oder PAR16-Lampen werden häufig in
ansonsten geschlossenen Gehäusen eingebaut. Bei einem Ersatz der herkömmlichen MR16- oder PAR16-Lampen durch LED- Retrofitlampen tritt das Problem auf, dass keine stabile Luftströmung erzeugt wird, die einen ausreichenden
Luftaustausch zwischen dem Gehäuse und der Umgebung bzw. dem Außenraum bewirken könnte. Dadurch kommt es zu einer
erheblichen Erwärmung in dem Gehäuse und folglich auch der in das Gehäuse eingesetzten LED-Retrofitlampe . Um eine
Überhitzung der LED-Retrofitlampe zu vermeiden, ist es bisher bekannt, diese mit einer geringeren Leistung zu betreiben.
Es ist die Aufgabe der vorliegenden Erfindung, die Nachteile des Standes der Technik zumindest teilweise zu überwinden und insbesondere eine Möglichkeit für einen verbesserten
Luftaustausch eines Gehäuses, in dem eine Halbleiterlampe eingesetzt ist, bereitzustellen.
Diese Aufgabe wird gemäß den Merkmalen der unabhängigen
Ansprüche gelöst. Bevorzugte Ausführungsformen sind
insbesondere den abhängigen Ansprüchen entnehmbar.
Die Aufgabe wird gelöst durch eine Halbleiterlampe,
aufweisend einen Kühlkörper, an welchem vorderseitig
mindestens eine Halbleiterlichtquelle angeordnet ist und welcher mehrere seitlich zu der mindestens einen
Halbleiterlichtquelle angeordnete und senkrecht ausgerichtete Luftleitkanäle aufweist, wobei die Luftleitkanäle mindestens einen ersten Luftleitkanal und mindestens einen zweiten
Luftleitkanal aufweist und der mindestens eine erste
Luftleitkanal eine größere Länge und/oder eine größere
Querschnittsfläche aufweist als der mindestens eine zweite Luftleitkanal.
Bei einem Betrieb der Halbleiterlampe wird von der mindestens einen Halbleiterlichtquelle Abwärme erzeugt, die auf den Kühlkörper übertragen wird. Dadurch erwärmt sich der
Kühlkörper einschließlich mindestens einer der Wände seiner Luftleitkanäle. Durch die Wände der Luftleitkanäle wird ein Kamineffekt erzeugt, welcher um so stärker ist, je länger der davon umschlossene Luftleitkanal ist. Sind also zwei Arten oder Gruppen von Luftleitkanälen vorhanden, welcher eine unterschiedliche Länge aufweisen, so wird Luft in einem längeren Kanal stärker bewegt als in einem kürzeren Kanal. Wird eine solche Halbleiterlampe dergestalt in ein (externes) Gehäuse eingebaut, dass die Luftleitkanäle praktisch die einzige offene Verbindung zwischen dem Gehäuse und einer Umgebung darstellen, können die ersten, längeren
Luftleitkanäle Luft stärker einziehen als die zweiten, kürzeren Luftleitkanäle und folglich wird kühlere Luft aus der Umgebung durch die ersten Luftleitkanäle in das Gehäuse eingesaugt und aufgewärmt durch die zweiten Luftleitkanäle wieder ausgeblasen (gegen den dortigen, erheblich schwächeren Kamineffekt) . Somit wird eine Lampe bereitgestellt, welche auch dann noch effektiv passiv kühlbar ist, wenn sie in ein Gehäuse eingebaut ist. Diese Vorteile werden durch für den Fall erreicht, dass der mindestens eine erste Luftleitkanal eine größere Querschnittsfläche aufweist als der mindestens eine zweite Luftleitkanal.
Der Kamineffekt ist besonders stark bei einem vertikalen Einbau der Halbleiterlampe. Jedoch kann er z.B. auch bei einem schrägen Einbau auftreten.
Unter einem senkrecht ausgerichteten Luftleitkanal kann insbesondere ein Luftleitkanal verstanden werden, welcher zumindest im Wesentlichen parallel zu einer Längserstreckung der Halbleiterlampe ausgerichtet ist oder eine dazu nur geringe Neigung einnimmt. Unter einer geringen Neigung kann insbesondere eine Neigung von 45° oder weniger, insbesondere von 30° oder weniger, insbesondere von 10° oder weniger und insbesondere von 5° oder weniger verstanden werden. Die
Längserstreckung kann sich insbesondere von einem
rückwärtigen elektrischen Anschluss der Halbleiterlampe zu der Vorderseite, insbesondere vorderseitig angeordneten mindestens einen Halbleiterlichtquelle, erstrecken. Die
Längserstreckung kann insbesondere einer Symmetrieachse der Halbleiterlampe entsprechen.
Allgemein kann die Halbleiterlampe mindestens einen an einem rückwärtigen Endbereich angeordneten elektrischen Kontakt aufweisen, insbesondere einen Lampensockel, z.B. vom
Edisontyp oder einen Bipin-Sockel, z.B. vom Typ GU5.3.
Unter einer Länge eines Luftleitkanals kann insbesondere eine ununterbrochene Länge zwischen zwei Öffnungen des
Luftleitkanals oder seine 'minimale Länge' verstanden werden.
Es ist eine Weiterbildung, dass vordere Öffnungen der
Luftleitkanäle an einer Vorderseite der Halbleiterlampe angeordnet sind. Es ist eine Weiterbildung davon, dass die vorderen Öffnungen seitlich umlaufend um die mindestens eine Halbleiterlichtquelle angeordnet sind.
Der Kühlkörper kann insbesondere ein metallischer Kühlkörper sein, insbesondere aus Aluminium.
Bevorzugterweise umfasst die mindestens eine
Halbleiterlichtquelle mindestens eine Leuchtdiode. Bei
Vorliegen mehrerer Leuchtdioden können diese in der gleichen Farbe oder in verschiedenen Farben leuchten. Eine Farbe kann monochrom (z.B. rot, grün, blau usw.) oder multichrom (z.B. weiß) sein. Auch kann das von der mindestens einen
Leuchtdiode abgestrahlte Licht ein infrarotes Licht (IR-LED) oder ein ultraviolettes Licht (UV-LED) sein. Mehrere
Leuchtdioden können ein Mischlicht erzeugen; z.B. ein weißes Mischlicht. Die mindestens eine Leuchtdiode kann mindestens einen wellenlängenumwandelnden Leuchtstoff enthalten
(Konversions-LED) . Der Leuchtstoff kann alternativ oder zusätzlich entfernt von der Leuchtdiode angeordnet sein
("Remote Phosphor") . Die mindestens eine Leuchtdiode kann in Form mindestens einer einzeln gehäusten Leuchtdiode oder in Form mindestens eines LED-Chips vorliegen. Mehrere LED-Chips können auf einem gemeinsamen Substrat ("Submount") montiert sein. Die mindestens eine Leuchtdiode kann mit mindestens einer eigenen und/oder gemeinsamen Optik zur Strahlführung ausgerüstet sein, z.B. mindestens einer Fresnel-Linse,
Kollimator, und so weiter. Anstelle oder zusätzlich zu anorganischen Leuchtdioden, z.B. auf Basis von InGaN oder AlInGaP, sind allgemein auch organische LEDs (OLEDs, z.B. Polymer-OLEDs ) einsetzbar. Alternativ kann die mindestens eine Halbleiterlichtquelle z.B. mindestens einen Diodenlaser aufweisen .
Es ist eine Ausgestaltung, dass vordere Öffnungen der
Luftleitkanäle an einer Vorderseite der Halbleiterlampe seitlich umlaufend um die mindestens eine
Halbleiterlichtquelle angeordnet sind. Dadurch wird ein großflächiger Luftdurchtritt ohne eine Beeinträchtigung einer Lichtabstrahlung ermöglicht. Zur Erreichung der größeren (ununterbrochenen) Länge des mindestens einen ersten
Luftleitkanals, ausgehend von seiner mindestens einen
vorderen Öffnung, kann dieser eine rückwärtige Öffnung aufweisen, welche weiter rückwärtig angeordnet ist als zumindest eine rückwärtige Öffnung des mindestens einen zweiten Luftleitkanals.
Die vorderen Öffnungen können insbesondere ringsektorförmig ausgestaltet sein, was eine große Querschnittsfläche
ermöglicht . Es ist noch eine Ausgestaltung, dass der mindestens eine zweite Luftleitkanal mindestens eine, insbesondere seitliche, rückwärtige Öffnung aufweist, welche weiter vorne angeordnet ist als eine rückwärtige Öffnung des mindestens einen ersten Luftleitkanals. So wird auf einfache Weise eine geringere Länge des zweiten Luftleitkanals und damit eine besonders kompakte Bauform erlangt.
Dass die seitliche, rückwärtige Öffnung weiter vorne
angeordnet ist als die rückwärtige Öffnung des mindestens einen ersten Luftleitkanals kann insbesondere umfassen, dass sie weiter nach vorne ragt als die rückwärtige Öffnung des mindestens einen ersten Luftleitkanals. Der mindestens eine zweite Luftleitkanal kann eine oder mehrere solche rückwärtigen Öffnungen aufweisen,
beispielsweise nebeneinander auf gleicher Höhe (in Bezug auf die Längserstreckung der Halbleiterlampe) und/oder auch entlang der Längserstreckung der Halbleiterlampe versetzt. Die (effektive) Länge des zweiten Luftleitkanals wird dabei, zumindest für einen Einbau in ein externes Gehäuse, durch den Abstand der am weitesten nach vorne reichenden rückwärtigen Öffnung zu der zugehörigen mindestens einen vorderen Öffnung bestimmt .
Es ist noch eine Weiterbildung, dass der mindestens eine zweite Luftleitkanal ein seitlich offener Kanal oder nicht abgedeckter Kanal ist. Es ist noch eine weitere Ausgestaltung, dass die mindestens eine rückwärtige Öffnung des zweiten Luftleitkanals sich nahe an einem vorderen Rand der Halbleiterlampe befindet. Dadurch wird eine besonders kurze (effektive) Länge des zweiten
Luftleitkanals ermöglicht, wodurch wiederum ein Widerstand gegenüber einem Ausblasen von Luft durch den zweiten
Luftleitkanal besonders gering gehalten wird und damit eine starke LuftZirkulation in dem (externen) Gehäuse und folglich Kühlwirkung unterstützt wird. Es ist auch eine Ausgestaltung, dass die mindestens eine rückwärtige Öffnung des zweiten Luftleitkanals unmittelbar an einen als seitlich vorstehenden vorderen Rand der
Halbleiterlampe anschließt. Diese Ausgestaltung ermöglicht durch Nutzung des vorderen Rands als Montageanschlag einen präzisen Einbau der Halbleiterlampe und eine besonders kurze Länge des mindestens einen zweiten Luftleitkanals. Es ist ferner eine Ausgestaltung, dass der mindestens eine zweite Luftleitkanal zusätzlich mindestens eine zusätzliche rückwärtige Öffnung aufweist, welche sich insbesondere auf gleicher Höhe wie eine rückwärtige Öffnung des mindestens einen ersten Luftleitkanals und/oder in einer noch weiter rückwärtig gelegenen Position befindet. Diese mindestens eine zusätzliche rückwärtige Öffnung trägt bei Einbau in ein
Gehäuse wenig zur LuftZirkulation bei und mag dabei eine vergleichsweise geringe Luftströmung in das Gehäuse hinein bewirken. Durch die mindestens eine zusätzliche rückwärtige Öffnung wird jedoch dann eine signifikante Luftströmung fließen, falls die Halbleiterlampe offen eingebaut ist, also nicht in ein geschlossenes Gehäuse. Dann kann der mindestens eine zweite Luftleitkanal eine ähnliche Kühlwirkung entfalten wie der mindestens eine erste Luftleitkanal. Somit dient diese Ausgestaltung dazu, eine effektive Kühlung in
verschiedenen Einbausituationen zu unterstützen.
Es ist eine Weiterbildung, dass die mindestens eine
Halbleiterlichtquelle in einer zu ihrer Aufnahme vorgesehenen Aussparung („Lichtquellenaussparung") aufgenommen ist.
Es ist außerdem eine Ausgestaltung, dass der Kühlkörper die vorderseitige Aussparung und eine rückwärtige Treiberaufnahme aufweist und die Luftleitkanäle seitlich an der Aussparung und der Treiberaufnahme entlangführen. So können sowohl die in der vorderseitigen Aussparung untergebrachte mindestens eine Halbleiterlichtquelle als auch ein in der Treiberkavität untergebrachter Treiber effektiv gekühlt werden. Es ist noch eine Ausgestaltung, dass benachbarte Luftleitkanäle durch eine sich radial ersteckende Trennwand des Kühlkörpers voneinander getrennt sind. Diese Trennwand kann auch als eine Kühlrippe angesehen werden und ermöglicht eine besonders gute Wärmeabfuhr von dem Kühlkörper mittels Konvektion .
Es ist noch eine weitere Ausgestaltung, dass die
Halbleiterlampe eine MR16- oder PARI 6-Retrofitlampe ist.
Jedoch ist die Halbleiterlampe nicht darauf beschränkt.
Jedoch sind auch andere Retrofitlampen möglich, z.B. zum Ersatz einer herkömmlichen Lampe einer anderen MR-Variante, z.B. MR11, oder einer anderen Art, z.B. vom Typ GU, z.B.
GU10.
Die oben beschriebenen Eigenschaften, Merkmale und Vorteile dieser Erfindung sowie die Art und Weise, wie diese erreicht werden, werden klarer und deutlicher verständlich im
Zusammenhang mit der folgenden schematischen Beschreibung von Ausführungsbeispielen, die im Zusammenhang mit den
Zeichnungen näher erläutert werden. Dabei können zur
Übersichtlichkeit gleiche oder gleichwirkende Elemente mit gleichen Bezugszeichen versehen sein.
Fig.l zeigt als Ansicht von schräg vorne eine bekannte
Halbleiterlampe in Form einer MR16-Retrofitlampe ;
Fig.2 zeigt als Schnittdarstellung in Seitenansicht die
Halbleiterlampe eingebaut in ein Gehäuse;
Fig.3 zeigt als Ansicht von schräg vorne eine
erfindungsgemäße Halbleiterlampe gemäß einem ersten Ausführungsbeispiel in Form einer MR16- Retrofitlampe ;
Fig.4 zeigt als Schnittdarstellung in Seitenansicht einen
Ausschnitt aus der Halbleiterlampe gemäß dem ersten
Ausführungsbeispiel mit einem Schnitt durch einen ersten, langen Luftleitkanal; 0
Fig.5 zeigt als Schnittdarstellung in Seitenansicht einen
Ausschnitt aus der Halbleiterlampe gemäß dem ersten Ausführungsbeispiel mit einem Schnitt durch einen zweiten, kurzen Luftleitkanal; und
Fig.6 zeigt als Schnittdarstellung in Seitenansicht einen
Ausschnitt aus einer Halbleiterlampe gemäß einem zweiten Ausführungsbeispiel mit einem Schnitt durch einen zweiten, kurzen Luftleitkanal.
Fig.l zeigt als Ansicht von schräg vorne eine bekannte
Halbleiterlampe 1 in Form einer MR16-Retrofitlampe, welche eine Längsachse L aufweist. Die Halbleiterlampe 1 weist einen Kühlkörper 2 auf, welcher eine in Bezug auf die Längsachse L vorderseitige (Lichtquellen- ) Aussparung 3 zur Aufnahme mindestens einer Halbleiterlichtquelle 4 (siehe Fig.4) aufweist. Die Aussparung 3 ist hier vorderseitig von einer lichtdurchlässigen Abdeckung 5 abgedeckt. Rückwärtig der Aussparung 3 schließt sich eine Treiberaufnahme 6 an, die an einem rückwärtigen Bereich mindestens einen elektrischen Kontakt (o.Abb.) aufweisen kann, z.B. einen Bipin-Anschluss . Die Aussparung 3 und die Treiberaufnahme 6 sind seitlich umlaufend von radial ausgerichteten Kühlrippen 7 umgeben. An einem vorderen Rand sind die Kühlrippen 7 von einem
geschlossenen Ring 8 umgeben, welcher als ein Montageanschlag dient .
Fig.2 zeigt als Schnittdarstellung in Seitenansicht die
Halbleiterlampe 1 eingebaut in ein Gehäuse G. Das Gehäuse G ist bis auf eine unterseitige Montageöffnung M zumindest im Wesentlichen geschlossen. In die Montageöffnung M ist die
Halbleiterlampe 1 eingesetzt. Die Halbleiterlampe 1 ist dabei nach unten gerichtet, strahlt ihr Licht also in einen unteren Halbraum aus, und zwar in einer vertikalen Einbaustellung. Die Halbleiterlampe 1 ist über einen Montagering R mit dem Gehäuse G verbunden und sitzt dazu mit ihrem vorderen Ring 8 an dem Montagering R auf. Die Halbleiterlampe 1 ragt mit ihrem rückwärtigen Teil in das Gehäuse G hinein. Bei einem Betrieb der Halbleiterlampe 1 wird durch die zwischen den gleichartigen Kühlrippen 7 vorhandenen, offenen Luftleitkanäle keine stabile Luftströmung erzeugt, die einen ausreichenden Luftaustausch zwischen dem Inneren des Gehäuses G und einer Umgebung bzw. einem Außenraum A bewirken könnte. Folglich kommt es zu einer erheblichen Erwärmung in dem
Gehäuse G und dadurch auch der Halbleiterlampe 1,
insbesondere der Halbleiterlichtquellen und/oder einer in der Treiberaufnahme 6 untergebrachten Treiberelektronik 6a.
Fig.3 zeigt als Ansicht von schräg vorne eine
erfindungsgemäße Halbleiterlampe 11 gemäß einem ersten
Ausführungsbeispiel in Form einer MR16-Retrofitlampe . Die Halbleiterlampe 11 weist einen Kühlkörper 12 aus
Aluminium auf, welcher ebenfalls eine vorderseitige
Aussparung 3 zur Aufnahme mindestens einer
Halbleiterlichtquelle, hier: LED 4, aufweist, die von einer lichtdurchlässigen Abdeckung 5 abgedeckt ist.
Der Kühlkörper 12 weist mehrere seitlich zu der Aussparung 3 angeordnete und senkrecht ausgerichtete (d.h. hier: in einer Ebene zu der Längsachse L verlaufende) Luftleitkanäle 13, 14 auf .
Die Luftleitkanäle 13, 14 umfassen mehrere erste
Luftleitkanäle 13 und mehrere zweite Luftleitkanäle 14, die senkrecht (in einer die Längsachse L umfassenden Ebene) ausgerichtet sind. Die Luftleitkanäle 13, 14 weisen vordere Öffnungen 15 bzw. 16 auf, die an einer Vorderseite der
Halbleiterlampe 11 angeordnet sind. Die vorderen Öffnungen 15, 16 sind ringsektorförmig ausgeformt und sind in Reihe seitlich um die Aussparung 3 herum umlaufend angeordnet.
Benachbarte Luftleitkanäle 13, 14 sind jeweils durch eine sich radial ersteckende Trennwand 22 des Kühlkörpers 12 voneinander getrennt, welche ähnlich zu den Kühlrippen 7 ausgestaltet sind und auch eine ähnlich Funktion aufweisen. Die ersten Luftleitkanäle 13 weisen, wie auch in Fig.4
dargestellt, jeweils eine in Bezug auf die Längsachse L rückwärtige Öffnung 17 auf und sind durch den Kühlkörper 12 seitlich umlaufend umgeben. Der Luftleitkanal 13 führt sowohl an der die mindestens eine Leuchtdiode 4 aufnehmende
Aussparung 3 als auch an der Treiberaufnahme 6 entlang.
Die ersten Luftleitkanäle 13 weisen, wie auch in Fig.4
dargestellt, jeweils eine rückwärtige Öffnung 19 auf, die seitlich angeordnet ist und in Bezug auf die Längsachse L weiter vorne angeordnet ist als die rückwärtige Öffnung 17 des ersten Luftleitkanals 13. Die rückwärtigen Öffnungen 19 schließen unmittelbar hinter einem seitlich vorstehenden vorderen, ringförmigen Rand 8 des Kühlkörpers 12 an.
Da die vorderen Öffnungen 15 bzw. 16 auf gleicher Höhe in Bezug auf die Längsachse L angeordnet sind, ist die
(ununterbrochene) Länge LI der ersten Luftleitkanäle 13 größer als die (ununterbrochene) Länge L2 der zweiten
Luftleitkanäle 14.
Die zweiten Luftleitkanäle 14 weisen ferner jeweils eine zusätzliche rückwärtige Öffnung 20 auf, welche sich auf gleicher Höhe wie die rückwärtigen Öffnungen 17 der ersten Luftleitkanäle 13 befindet und damit hinter den seitlichen rückwärtigen Öffnungen 19. Die zweiten Luftleitkanäle 14 unterscheiden sich von den ersten Luftleitkanälen 13 im
Längsschnitt also vor allem durch das Vorhandensein der seitlichen rückwärtigen Öffnungen 19. Zudem sind die ersten Luftleitkanäle 13 zumindest ungefähr doppelt so breit (in Umfangsrichtung) wie die zweiten Luftleitkanäle 14.
Bei einem Betrieb der Halbleiterlampe 11 wird von der
mindestens einen Leuchtdiode 4 Abwärme erzeugt, die auf den Kühlkörper 12 übertragen wird. Dadurch erwärmt sich der
Kühlkörper 12 einschließlich der Wände seiner Luftleitkanäle 13, 14. Durch die Wände der Luftleitkanäle 13, 14 kann so ein Kamineffekt erzeugt. Dieser ist in den längeren ersten Luftleitkanälen 13 stärker ausgeprägt als in den (effektiv) kürzeren zweiten Luftleitkanälen 14. Folglich wird kühlere Luft aus der Umgebung A durch die ersten Luftleitkanäle 13 in das Gehäuse G eingesaugt und aufgewärmt durch die zweiten Luftleitkanäle 14 wieder ausgeblasen, wie durch die Pfeile in Fig.4 und Fig.5 angedeutet. Somit wird eine Halbleiterlampe 11 bereitgestellt, welche auch dann noch effektiv passiv kühlbar ist, wenn sie in ein ansonsten geschlossenes Gehäuse G eingebaut ist.
Bei dem gezeigten vertikalen Einbau in das ansonsten
geschlossene Gehäuse G tragen die zusätzlichen rückwärtigen Öffnungen 20 nur wenig zur Luftströmung bei und mag eine vergleichsweise geringe Luftströmung von den seitlichen rückwärtigen Öffnungen 19 zu den rückwärtigen Öffnungen 20 der zweiten Luftleitkanäle 14 in das Gehäuse hinein bewirken, wie in Fig.5 angedeutet. Durch die rückwärtigen Öffnungen 20 wird jedoch dann eine signifikante Luftströmung fließen, falls die Halbleiterlampe 11 offen eingebaut ist. Dann kann der mindestens eine zweite Luftleitkanal 14 eine ähnliche Kühlwirkung entfalten wie der mindestens eine erste
Luftleitkanal 13.
Fig.6 zeigt als Schnittdarstellung in Seitenansicht einen Ausschnitt aus einer Halbleiterlampe 31 gemäß einem zweiten Ausführungsbeispiel mit einem Schnitt durch einen zweiten, kurzen Luftleitkanal 32. Dieser Luftleitkanal 32 weist keine zusätzliche rückwärtige Öffnung 20 auf, so dass die
Querströmung von den seitlichen rückwärtigen Öffnungen 19 zu den rückwärtigen Öffnungen 20 vermieden werden kann.
Obwohl die Erfindung im Detail durch die gezeigten
Ausführungsbeispiele näher illustriert und beschrieben wurde, so ist die Erfindung nicht darauf eingeschränkt und andere Variationen können vom Fachmann hieraus abgeleitet werden, ohne den Schutzumfang der Erfindung zu verlassen. So kann allgemein dort, wo eine größere Länge des mindestens einen ersten Luftleitkanals angesprochen ist, zusätzlich oder alternativ eine größere Querschnittsfläche gemeint sein, solange dies nicht ausgeschlossen ist.
1
Bezugs zeichenliste
1 Halbleiterlampe
2 Kühlkörper
3 Aussparung
4 Leuchtdiode
5 Abdeckung
6 Treiberaufnähme
6a Treiberelektronik
7 Kühlrippe
8 Ringförmiger Rand
11 Halbleiterlampe
12 Kühlkörper
13 erster Luftleitkanal
14 zweiter Luftleitkanal
15 vordere Öffnung
16 vordere Öffnung
17 seitliche rückwärtige Öffnung
19 seitliche rückwärtige Öffnung
20 zusätzliche rückwärtige Öffnung
22 Trennwand
31 Halbleiterlampe
32 kurzer Luftleitkanal
L Längsachse
LI Länge der ersten Luftleitkanäle
L2 Länge der zweiten Luftleitkanäle
G Gehäuse
M Montageöffnung
R Montagering
A Außenraum

Claims

Halbleiterlampe (11; 31), aufweisend einen Kühlkörper
(12) , an welchem vorderseitig mindestens eine
Halbleiterlichtquelle (4) angeordnet ist und welcher mehrere seitlich zu der Halbleiterlichtquelle (4) angeordnete und senkrecht ausgerichtete Luftleitkanäle
(13, 14) aufweist, wobei die Luftleitkanäle (13, 14; 32) mindestens einen ersten Luftleitkanal (13) und
mindestens einen zweiten Luftleitkanal (14; 32)
aufweisen und der mindestens eine erste Luftleitkanal
(13) eine größere Länge (LI) und/oder eine größere
Querschnittsfläche aufweist als der mindestens eine zweite Luftleitkanal (14; 32).
Halbleiterlampe (11; 31) nach Anspruch 1, wobei vordere Öffnungen (15, 16) der Luftleitkanäle (13, 14; 32) an einer Vorderseite der Halbleiterlampe (11; 31) seitlich umlaufend um mindestens eine Halbleiterlichtquelle (4) angeordnet sind.
Halbleiterlampe (11; 31) nach einem der vorhergehenden Ansprüche, wobei der mindestens eine zweite
Luftleitkanal (14; 32) mindestens eine, insbesondere seitliche, rückwärtige Öffnung (19) aufweist, welche weiter vorne angeordnet ist als eine rückwärtige Öffnung (17) des mindestens einen ersten Luftleitkanals (13).
Halbleiterlampe (11; 31) nach Anspruch 3, wobei die mindestens eine rückwärtige Öffnung (19) des zweiten Luftleitkanals (14; 32) sich nahe an einem vorderen Rand (8) der Halbleiterlampe (11; 31) befindet.
Halbleiterlampe (11; 31) nach Anspruch 4, wobei die mindestens eine rückwärtige Öffnung (19) des zweiten Luftleitkanals (14; 32) unmittelbar an einen als
seitlich vorstehenden vorderen Rand (8) der
Halbleiterlampe (11; 31) anschließt.
6. Halbleiterlampe (11) nach einem der Ansprüche 3 bis 5, wobei der mindestens eine zweite Luftleitkanal (14) zusätzlich mindestens eine zusätzliche rückwärtige
Öffnung (20) aufweist, welche sich auf gleicher Höhe wie eine rückwärtige Öffnung (17) des mindestens einen ersten Luftleitkanals (13) und/oder in einer noch weiter rückwärtig gelegenen Position befindet.
7. Halbleiterlampe (11; 31) nach einem der vorhergehenden Ansprüche, wobei der Kühlkörper (12) eine vorderseitige Aussparung (3) zur Aufnahme der mindestens einen
Halbleiterlichtquelle (4) und eine rückwärtige
Treiberaufnahme (6) aufweist und die Luftleitkanäle (13, 14; 32) seitlich an der Aussparung (3) und der
Treiberaufnahme (6) entlangführen.
8. Halbleiterlampe (11; 31) nach einem der vorhergehenden Ansprüche, wobei benachbarte Luftleitkanäle (13, 14; 32) durch eine sich radial ersteckende Trennwand (22) des Kühlkörpers ( 12 ) voneinander getrennt sind.
9. Halbleiterlampe (11; 31) nach einem der vorhergehenden Ansprüche, wobei die Halbleiterlampe (11; 31) eine MR16- oder PARI 6-Retrofitlampe ist.
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