FR2970546A1 - Ampoule a diode avec isolation - Google Patents

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Abstract

L'invention a pour objet une ampoule à diode électroluminescente comprenant une source de lumière 4, un support 2 tubulaire logeant une électronique de commande de la source de lumière, un radiateur 5 concentrique au support tubulaire cette ampoule étant caractérisée en ce que la face 2A externe du support tubulaire 2 est maintenue écartée de la face 15 A interne du logement du radiateur par des moyens 17 de centrage pour définir une chambre 16 concentrique isolante autour du support tubulaire.

Description

AMPOULE A DIODE AVEC ISOLATION L'invention se rapporte à une source de lumière du type à diode électroluminescente. Pour réduire la consommation d'énergie, il est préconisé de substituer aux 5 ampoules à filament incandescent des sources de lumière du type connues sous les abréviations CFL ou LED. Les lampes fluorescentes compactes (CFL) ont un inconvénient majeur qui est leur encombrement. En effet, à ce jour on ne sait pas produire des lampes de petites tailles comme cela était possible avec les ampoules à filament. Par 10 ailleurs, l'allumage de ces lampes nécessite un délai et une mise en température que les utilisateurs n'aiment pas. Les lampes à diode électroluminescente ne présentent pas les inconvénients des ampoules CFL et peuvent être de taille plus réduite. Elles présentent cependant des inconvénients lorsqu'on souhaite augmenter le 15 flux lumineux . En effet, plus la température de fonctionnement est haute, plus les diodes électroluminescentes perdent en performances. De plus, les LED sont pilotées par une électronique qui est elle aussi sensible aux températures élevées (dégradation du rendement et dégradation de la durée de vie des composants). 20 Sur ces lampes à diode on estime que 75% de l'énergie consommée est transformée en chaleur. Pour augmenter le flux lumineux , Il faut consommer plus d'énergie et donc produire plus chaleur.
Les lampes type led sont généralement construites de la manière suivante : Une électronique de commande est logée dans un tube dont l'une des extrémité se trouve à proximité de la source de lumière (LED). Ce tube est engagé dans un logement axial d'une pièce formant un radiateur qui 5 va dissiper la chaleur produite par la source de lumière. Pour la dissipation, la pièce formant un radiateur présente extérieurement des ailettes qui augmentent la surface d'échange avec l'extérieur. Le dimensionnement des ailettes et leur nombre permet de déterminer la quantité d'énergie pouvant être dissipée. 10 Ce radiateur est parfois recouvert d'une ceinture qui a pour fonction d'éviter de toucher directement le radiateur lorsqu'il est chaud. Pour dissiper plus de chaleur, il n'est pas possible d'augmenter la taille du radiateur car la contrainte d'encombrement des lampes ne permet pas de le faire pour les lampes de substitution 15 Comme précisé plus avant, l'électronique est logée dans un tube qui a pour fonction principale d'isoler électriquement le module électronique de la pièce formant un radiateur qui est souvent en aluminium et incidemment constitue une protection thermique de l'électronique par la nature du matériau. Un contact est réalisé entre la diode et ce radiateur. 20 Pour éviter les mouvements du support dans le logement, la section externe du support tubulaire est identique à la section interne du logement du radiateur. L'épaisseur du support tubulaire détermine avec la nature du matériau la résistivité thermique.
L'invention se propose d'améliorer l'isolation thermique de l'électronique. A cet effet, l'invention a pour objet une ampoule à diode électroluminescente comprenant une source de lumière, un support tubulaire logeant une électronique de commande de la source de lumière, un radiateur concentrique au support tubulaire présentant un logement axial pour le support tubulaire ,cette ampoule étant caractérisée en ce que la face externe du support tubulaire est maintenue à distance de la face interne du logement axial par des moyens de centrage pour constituer une chambre annulaire isolante. L'invention sera bien comprise à l'aide de la description ci après faite à titre 10 d'exemple non limitatif en regard du dessin qui représente : FIG 1 : un éclaté d'une ampoule FIG 2 une coupe axiale FIG 3 : le radiateur FIG 4 : le dissipateur supplémentaire 15 FIG 5 :le dissipateur supplémentaire monté sur le radiateur FIG 6 : une coupe transversale du support tubulaire monté dans le radiateur. FIG 7 à 9 : Différentes ampoules En se reportant au dessin, on voit une ampoule type LED. Cette ampoule 1 à diode électroluminescente comprend un support tubulaire 2 20 logeant une électronique 3 de commande d'une source 4 de lumière type diode électroluminescente disposée à proximité de l'une des extrémités du support tubulaire, un radiateur 5 concentrique au support tubulaire présentant éventuellement des ailettes 6 radiales.
Un culot 7 métallique à vis ou à baïonnette localisé à la base constitue au moins un contact électrique pour alimenter l'ampoule. Un bulbe 8 au moins translucide coiffe la source de lumière . La forme globale du radiateur est un tronc de cône, la petite base étant située au 5 niveau du culot et la grande base au niveau du bulbe Cette source de lumière est constituée par une ou plusieurs diodes électroluminescentes. L'évacuation de la chaleur a pour objectif de protéger l'électronique de commande de la source et plus précisément éviter de dépasser une température 10 limite. Cette électronique est logée dans un support 2 tubulaire dont le matériau a été choisi pour être un isolant électrique et thermique. Ce support tubulaire est logé dans un logement 15 axial du radiateur. L'énergie dissipée par le radiateur en direction du support tubulaire chauffe donc l'intérieur du tube. 15 Avantageusement, la face 2A externe du support tubulaire 2 est maintenue écartée de la face 15A interne du logement du radiateur des moyens 17 de centrage pour définir une chambre 16 concentrique isolante autour du support tubulaire. Les moyens 17 de centrage sont, de préférence ,portés par la face externe 2A du 20 support tubulaire. Ces moyens de centrage sont des plots 17 et/ou des nervures 17 . Les extrémités libres des moyens 17 de centrage sont de surface plus réduite que la section prise à un niveau différent Pour ce faire les plots sont coniques ou les nervures ont une section triangulaire. Dans le cas où le fond du support tubulaire est destiné à venir en buté en fond de logement 15 des plots 17 sont également prévus sur cette face extrême ( figure 2). On voit ici (figure 6) une version à nervures 17 qui coulissent dans des rainures 18 pour une immobilisation en rotation. On a donc créé une isolation en supprimant le transfert de chaleur par conduction en réduisant le contact entre les deux surfaces. L'air emprisonné dans la chambre 16 concentrique a des propriétés isolantes. Avantageusement, une jupe 9 en matériau bon conducteur de la chaleur montée 10 concentrique au radiateur est en contact serré avec le radiateur 5 pour former un dissipateur supplémentaire et cette jupe présente des lumières 10A, 10B pour la circulation de l'air. La jupe couvre le radiateur. La jupe est en contact au niveau des moyens de positionnement de la jupe sur le radiateur et avec les bords des ailettes du radiateur pour un transfert thermique 15 par conduction. Avantageusement, la géométrie de la jupe 9 est adaptée pour une mise en place de la jupe en force et serrage de la jupe sur les ailettes. Les bords des ailettes 6 sont en contact avec pression sur la face interne de la jupe en sorte de transmettre la chaleur des ailettes vers la jupe. Le bord des ailettes du radiateur 20 est conformé pour épouser la surface de la jupe sur une étendue proche de l'épaisseur de la lamelle. La portée d'appui de chaque lamelle a une largeur de l'ordre de l'épaisseur de la dite lamelle. L'assemblage en force peut être obtenu par le dimensionnement des pièces.
Le but de cet assemblage en force est de ne pas utiliser de la pate thermique cependant une pate thermique pourrait être mise en place préalablement à la mise en place de la jupe. Dans la forme de réalisation représentée, la surface externe de la jupe est sans 5 nervure mais cette face 9A externe de la jupe 9 pourrait comporter également des nervures ou reliefs participant à la dissipation. Suivant une forme de réalisation de ces nervures sur la jupe, les ailettes de la jupe seraient dans des plans parallèles à la petite base de sorte à favoriser le refroidissement lorsque l'ampoule est couchée. 10 Pour l'assemblage, la jupe comprend à ses deux extrémités des moyens 11, 12 de positionnement strict sur les extrémités du radiateur, les dits moyens étant éventuellement localisés pour que leur mise en place déforme la jupe de sorte que le contact avec les ailettes soit accentué. Les moyens 11, 12 de positionnement sont du type à emboitement d'une partie 15 male dans une partie femelle, l'emboitement étant possible dans un seul sens compte tenu de la forme tronconique Les moyens 11 de positionnement situés au niveau de la petite base sont des languettes 11A radiales venant se loger dans les creux d'un créneau 11B de la petite base du radiateur et prendre appui au fond des créneaux. Ces moyens 20 forment des butés pour un arrêt en translation. En ce qui concerne la grande base, le bord du radiateur présente des lame11es12A en forme de créneaux faisant saillis par rapport au plan de la grande base lesdites lamelles venant s'encastrer dans des empreintes 12B présentées dans l'épaisseur du bord de la jupe.
La souplesse des lamelles 12A permet, par construction géométrique une application élastique des lamelles sur la face interne de la jupe. C'est à ce niveau que la source génère la chaleur. C'est donc à ce niveau là qu'il faut améliorer le contact entre les deux pièces pour un transfert plus rapide de calories du radiateur vers la jupe. La position haute et basse des moyens de positionnement guide la contrainte d'assemblage. Cette jupe 9 constituant un dissipateur supplémentaire au radiateur forme également un carter qui délimite une chambre entourant le radiateur, cette chambre étant partitionnée par les ailettes du radiateur. Cette chambre est reliée à l'extérieur par des lumières 10A, 10B arrangées pour créer une circulation d'air entre la chambre et l'extérieur. Les lumières de la jupe sont réparties en deux groupes l'un 10A se localisant près d'une extrémité de la jupe et l'autre 10B près de l'autre extrémité en sorte 15 de créer une circulation. Les lumières peuvent être parallèles aux bases ou inclinées. La circulation d'air produite par la différence de température et les lumières de la jupe est canalisée selon l'axe longitudinal de l'ampoule. Du fait que les bords des ailettes soient appliqués sur la face interne de la jupe, 20 on a prévu des encoches 14 dans les ailettes du radiateur qui permettent une circulation transversale dans la chambre partitionnée. Ces encoches sont agencées dans deux plans parallèles au plan de la petite base l'un proche de la petite base et l'autre proche de la grande base.
Les encoches 14 de la petite base sont dans un plan qui coïncide avec celui contenant un groupe de lumières 10B de manière à limiter les effets visqueux de l'air et à permettre un effet pompage thermique (auto-ventilation). On parvient avec ces moyens à augmenter l'apport en énergie de la source de lumière en limitant l'effet sur l'électronique. Pour ce faire on dissipe plus de calories non seulement par augmentation de la surface d'échange mais en créant un pompage thermique dans l'espace aménagé entre le radiateur et la jupe formant carter, ce pompage étant produit par la présence des lumières. La jupe est matériau bon conducteur de la chaleur tel l'aluminium, le cuivre, la 10 céramique etc en opposition avec les matériaux dit plastiques issus du pétrole.

Claims (9)

  1. REVENDICATIONS1. Ampoule à diode électroluminescente comprenant une source de lumière 4, un support 2 tubulaire logeant une électronique de commande de la source de lumière, un radiateur 5 concentrique au support tubulaire présentant un logement 15 pour le support tubulaire, cette ampoule étant caractérisée en ce que la face 2A externe du support tubulaire 2 est maintenue écartée de la face 15A interne du logement du radiateur par des moyens 17 de centrage pour définir une chambre 16 concentrique isolante autour du support tubulaire.
  2. 2. Ampoule à diode électroluminescente selon la revendication 1 caractérisée en ce que les moyens de centrage sont portés par la face externe du support tubulaire.
  3. 3. Ampoule à diode électroluminescente selon la revendication 1 ou 2 caractérisée en ce que les extrémités libres des moyens de centrage sont de surface plus réduite que la section prise à un niveau différent.
  4. 4. Ampoule à diode électroluminescente selon l'une quelconque des revendications précédentes caractérisée en ce que les moyens de centrage sont des plots ou des nervures.
  5. 5. Ampoule à diode électroluminescente selon la revendication 4 caractérisée en ce que les plots et/ou les nervures coopèrent avec des rainures 18.
  6. 6. Ampoule à diode électroluminescente selon la revendication 1 caractérisée en ce qu'une jupe 9 en matériau bon conducteur de la chaleur est montée concentrique au radiateur et en contact avec le radiateur pourformer un dissipateur supplémentaire et cette jupe présente des lumières 10A, 10B pour la circulation de l'air.
  7. 7. Ampoule à diode électroluminescente selon la revendication 6 caractérisée en ce que l'assemblage de la jupe sur le radiateur est fait en force par le dimensionnement des dites jupe et radiateur.
  8. 8. Ampoule à diode électroluminescente selon la revendication 6 ou 7 caractérisée en ce que la jupe comprend à ses deux extrémités des moyens Il, 12 de positionnement sur les extrémités du radiateur.
  9. 9. Ampoule à diode électroluminescente selon la revendication 6 caractérisée en ce que les lumières de la dupe sont réparties en deux groupes l'un 10A se localisant près d'une extrémité de la jupe et l'autre 10B près de l'autre extrémité en sorte de créer une circulation. IO.Ampoule à diode électroluminescente selon la revendication 1 caractérisée en ce que le radiateur présente des ailettes radiales qui présentent des encoches 14 pour une circulation transversale.
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