SK6071Y1 - Lamp, especially with the directional flow reflector light - Google Patents

Abstract

Lamp, reflector especially with directional flow of light is formed molded body (1), the upper base is covered with a cover glass (13) sealing the interior of the housing (1), which is mounted a light source (2) connected via power supply (23 ) for external cabling. The light source (2) consists of a thermally conductive base (21), which is mounted in the interior of the body (1) between its base and cover glass (13), it is equipped with at least one LED chip (22) and is equipped with a peripheral contact surface (211), which are adapted for attachment to the shell wall (11) housing (1), the LED chips (22) are connected with power supply (23). LED chips (22) are connected with power supply (23) via at least one auxiliary terminal (4). External contact area (211) thermally conductive base (21) are formed simultaneously with the inner wall of the shell (11) towards the bottom of the lamp or are formed in parallel with the inner wall of the shell (11) towards a cover glass (13). LED chips (22) with the same or different form-making can be arranged on thermally conductive base (21) in rows or other patterns and LED chips (22) can be overlaid directional optical elements (24) formed by lenses made of plastic or plexiglass, or glass or other optical material.

Description

Oblasť techniky

Technické riešenie spadá do oblasti osvetľovacej techniky a týka sa konštrukcie svietidla, najmä reflektorového, s usmerneným tokom svetla, využívajúceho LED čipy, t. j. LED diódy integrované na určitej ploche v sériovo-paralelnom zapojení.

Doterajší stav techniky

V súčasnej dobe sú v oblasti osvetľovacej reflektorovej techniky využívané rôzne druhy osvetľovacích zariadení určených na intenzívne osvetlenie vymedzenej plochy exteriérov alebo interiérov priemyselnej alebo bytovej vybavenosti. Ako zdroje svetla sú spravidla využívané halogénové žiarovky, sodíkové žiarovky, úsporné žiarivky, ktoré sú v telese zariadenia osadené tak, aby svetlo zo zdroja bolo usmernené do požadovaného priestorového uhla. Príkladom takého zdroja svetla je osvetľovacia jednotka s výbojkami podľa spisu EP 1384943. Nevýhodou súčasných uskutočnení klasických halogénových žiaroviek je veľká prevádzková teplota svetelného zdroja, malá účinnosť a nízka životnosť. Pri úsporných žiarivkách je nevýhodou ich pomerne malá svietivosť a vysoká obstarávacia cena, ktorá v mnohých prípadoch nie je úmerná dosahovaným efektom prevádzky. Snahou je preto nahradiť tieto klasické svetelné zdroje svietidlami alebo osvetľovacími telesami využívajúcimi LED diódy, ktoré sa bežne používajú v širokej oblasti elektrických a elektronických zariadení.

Tvar, konštrukcia a materiálové vyhotovenie svietidiel obsahujúcich LED diódy sú závislé od požiadaviek užívateľa, t. j. prostredia a technických podmienkok, v ktorých budú svietidlá prevádzkované. V súvislosti s týmito požiadavkami je nutné, aby pri výbere konštrukčných materiálov zariadení boli splnené predovšetkým technicko-bezpečnostné normy prevádzky, bola zaistená jednoduchá montáž a údržba svietidla a splnené požiadavky na ekologické hľadiská prevádzky. Ako známe príklady konštrukcií svietidiel s využitím LED diód je možné uviesť zapojenie svetelného zdroja podľa spisu CZ 15825 Ul, elektrický zdroj svetla podľa spisu CZ 9684 Ul alebo riešenia podľa spisov US 2010118534 alebo WO 2010/112419. Konštrukcie chladičov diód svetelných zdrojov sú riešené napríklad v spisoch CZ 19147 Ul alebo CZ 2009-428 A1 a celková konštrukcia kompaktného zdroja svetla v spise CZ 8800 Ul. Ďalšie rozmanité konštrukcie svietidiel s využitím LED diód sú opísané napríklad v spisoch EP 501285, EP 972179, EP 782083, EP 980727, KR 10093909381, CN 101023295, EP 1735845, EP 2211086, EP 2131104 alebo EP 2211094. Väčšinou ide o pomerne zložité a tým i výrobne nákladné riešenia využiteľné len v špeciálnych prostrediach a podmienkach.

Snahou predkladaného technického riešenia je predstaviť nové uskutočnenie reflektorového svietidla uplatniteľné v rámci širokej škály statických aj dynamických aplikácií v bytových i priemyselných objektoch, ktoré je konštrukčne jednoduché a prevádzkovo spoľahlivé, má vysokú mieru životnosti svetelného zdroja i v rámci nepretržitých prevádzok a má nízku povrchovú prevádzkovú teplotu i vysokú účinnosť v pomere spotreby energie k svetelnému výkonu.

Podstata technického riešenia

Stanovený cieľ je v značnej miere dosiahnutý technickým riešením, ktorým je svietidlo, najmä reflektorové, s usmerneným tokom svetla, tvorené tvarovaným telesom, ktorého horná základňa je prekrytá krycím sklom uzatvárajúcim vnútorný priestor telesa, v ktorom je osadený svetelný zdroj prepojený cez napájači zdroj k vonkajšiemu káblovému rozvodu, pričom podstatou riešenia je, že svetelný zdroj pozostáva z tepelne vodivej základne, ktorá je prichytená vo vnútornom priestore telesa medzi jeho dnom a krycím sklom, je osadená minimálne jedným LED čipom a je vybavená obvodovými dotykovými plochami, ktoré sú prispôsobené na pripevnenie k stenám plášťa telesa, pričom LED čipy sú prepojené s napájacím zdrojom.

Vo výhodnom vyhotovení sú LED čipy prepojené s napájacím zdrojom cez minimálne jednu pomocnú svorkovnicu a obvodové dotykové plochy tepelne vodivej základne sú tvarované súbežne s vnútornou stenou plášťa smerom ku dnu svietidla alebo sú tvarované súbežne s vnútornou stenou plášťa smerom ku kryciemu sklu.

Taktiež je výhodné, keď sú LED čipy s rovnakým alebo rôznym tvarovým uskutočnením usporiadané na tepelne vodivej základni do radov alebo iných obrazcov a sú prekryté smerovými optickými prvkami tvorenými šošovkami vyrobenými z plastu alebo plexiskla, alebo skla, alebo iného optického materiálu.

V optimálnych prípadoch je tepelne vodivá základňa tvorená doskou a je situovaná súbežne s krycím sklom alebo je tepelne vodivá základňa profilovaná stupňovito do stredu nadol, alebo stupňovito do stredu nahor, alebo je konkávne vypuklá, alebo je konvexné vypuklá, alebo má pílovitý profil, pričom napájači zdroj je osadený vo vnútornom priestore plášťa alebo je upevnený na vonkajšej stene plášťa, alebo je umiestnený mimo teleso svietidla.

SK 6071 Υ1

Novou konštrukciou reflektorového svietidla sa dosahuje veľký svetelný výkon, ktorý vďaka rozdeleniu vyžarovacej plochy na jednotlivé LED čipy nie je oslňujúci, ale zároveň produkuje dostatok prevádzkového svetla. Vlastné usporiadanie jednotlivých častí svietidla zabezpečuje pomocou vytvorených tepelných mostov efektívny odvod prevádzkového tepla z LED čipov na teleso a následné vyžiarenie do okolitého priestoru. Tým sa optimalizujú prevádzkové podmienky pre jednotlivé LED čipy a výrazne sa zvyšuje životnosť svietidla i maximalizuje svetelný výkon reflektora. Konštrukcia svietidla a použité materiály navyše zabezpečujú vysokú trvanlivosť a bezpečnosť prevádzky pri dlhodobo náročných prevádzkových a poveternostných podmienkach, vrátane otrasov a vysokej prašnosti v priemyselných areáloch stavebníctva, dopravy, chemického priemyslu a ťažkého strojárstva.

Prehľad obrázkov na výkresoch

Konkrétne príklady uskutočnenia technického riešenia sú schematicky znázornené na pripojených výkresoch, kde obr. 1 je pozdĺžny osový rez základným uskutočnením reflektorového svietidla s napájacím zdrojom umiestneným vnútri telesa svietidla a so znázornením elektrického prepojenia jeho jednotlivých častí, obr. 2 je pozdĺžny osový rez alternatívnym uskutočnením reflektorového svietidla s napájacím zdrojom umiestneným mimo plášť telesa svietidla a so znázornením elektrického prepojenia jeho jednotlivých častí, obr. 3 je pozdĺžny osový rez ďalším alternatívnym uskutočnením reflektorového svietidla s napájacím zdrojom umiestneným úplne mimo teleso svietidla a so znázornením elektrického prepojenia jeho jednotlivých častí, obr. 4 je pozdĺžny osový rez základným uskutočnením reflektorového svietidla z obr.l so znázornením tepelných mostov na odvod prevádzkového tepla, obr. 5a až obr. 5e sú schematické pozdĺžne rezy reflektorovým svietidlom vybaveným inou ako kotúčovo tepelne vodivou základňou, obr. 6 sú čelné pohľady na reflektorové svietidlá vybavené tepelne vodivou základňou štvorcového tvaru so znázornením alternatívnych príkladov použitia rôzneho počtu rôzne tvarovaných a rôzne rozmiestnených zostáv LED čipov a obr. 7 sú čelné pohľady na reflektorové svietidlá vybavené tepelne vodivou základňou iného ako štvorcového obrysu.

Výkresy, ktoré znázorňujú technické riešenie a následne opísané príklady konkrétnych uskutočnení v žiadnom prípade neobmedzujú rozsah ochrany uvedený v definícii, ale len objasňujú podstatu technického riešenia.

Príklady uskutočnenia

V základnom uskutočnení podľa obr. 1 a obr. 4 je reflektorové svietidlo tvorené tvarovaným telesom 1, ktorého plášť U. je tvorený zrezaným ihlanom, pri ktorom spodná základňa prechádza do pätice 12 uzatvárajúcej z jednej strany vnútorný priestor telesa 1 a horná základňa je prekrytá krycím sklom 13 uzatvárajúcim vnútorný priestor telesa 1 z druhej strany. Teleso 1 je pritom upravené a vybavené neznázornenými prostriedkami, napríklad náliatkami alebo konzolami so spojovacími otvormi, na upevnenie k takisto neznázornenej nosnej konštrukcii svietidla. Vo vnútornom priestore telesa 1 je osadený svetelný zdroj 2, ktorý pozostáva z tepelne vodivej základne 21 osadenej minimálne jedným LED čipom 22 prepojeným s napájacím zdrojom 23, ktorý je prepojený nešpecifikovanými vodičmi s hlavnou svorkovnicou 3 umiestnenou mimo plášť 11 a vybavenej na umožnenie pripojenia svietidla k neznázornenému vonkajšiemu káblovému rozvodu. Tepelne vodivá základňa 21 je osadená v hornej časti vnútorného priestoru telesa 1. súbežne s krycím sklom 13 a je vytvorená tak, že prekrýva celý prierez telesa 1 a jej obvodové dotykové plochy 211. výhodne vo forme lemov, sú prispôsobené na priľahnutie a možné pripevnenie k stenám plášťa 11, napríklad ohnuté smerom dole, ako vidieť z priložených vyobrazení. LED čipy 22 sú pritom prepojené tiež neoznačeným vodičmi cez minimálne jednu pomocnú svorkovnicu 4 s napájacím zdrojom 23, ktorý je vo vnútornom priestore telesa f osadený vo fixačnom puzdre 5 upevnenom k dnu pätice 12. LED čipy 22 sú výhodne prekryté smerovými optickými prvkami 24, tvorenými napríklad šošovkou vyrobenou z plastu alebo plexiskla, alebo skla, alebo iného optického materiálu.

Pri prevádzke svietidla sa prevádzkové teplo vznikajúce v LED čipoch 22 odvádza cez primárny tepelný most TMI vzniknutý upevnením tepelne vodivej základne 21 k plášťu 11 mimo telesa 1, kam sa tiež odvádza prevádzkové teplo vznikajúce pri činnosti napájacieho zdroja 23 a to cez sekundárny tepelný most TM2 vzniknutý osadením napájacieho zdroja 23 vo fixačnom puzdre 5 a jeho upevnením k pätici 12 telesa 1.

Opísané uskutočnenie nie je jedinou možnou konštrukciou svietidla podľa technického riešenia, lebo ako vyplýva z obr. 2, môže byť napájači zdroj 23 bez vplyvu na podstatu riešenia upevnený na vonkajšej stene

SK 6071 Υ1 plášťa 11 telesa 1 alebo môže byť napájači zdroj 23 pre určité prevádzkové podmienky svietidiel umiestnený úplne mimo teleso 1, čo je znázornené na obr. 3. LED čipy 22 nemusia byť prekryté smerovými optickými prvkami 24, ako je zrejmé z obr. 4 a obr. 5 a plášť 11 telesa £ nemusí mať tvar zrezaného ihlanu, ale môže byť tvorený zrezaným kužeľom, valcom alebo štvorbokým, alebo i iným viacbokým hranolom. Tepelne vodivá základňa 21 pritom môže byť vybavená obvodovým krycím rámčekom rôzneho uskutočnenia a dizajnu. Podľa požiadaviek užívateľa a spôsobu prevádzkovania svietidiel môže byť tepelne vodivá základňa 21 osadená jedným LED čipom 22 alebo do rôznych radov alebo iných obrazcov usporiadaných zostáv LED čipov 22 s možnosťou kombinácie ich tvarovania, ako je zrejmé z príkladov na obr. 6 a obr. 7. Tepelne vodivá základňa 21 nemusí byť bezpodmienečne nutne umiestnená v hornej časti vnútorného priestoru telesa £, ale podľa typu a dizajnu svietidla v ľubovoľnej oblasti plášťa 11 medzi dnom telesa £ a krycím sklom 13. Tepelne vodivá základňa 21 nemusí byť vykonaná v tvare dosky súbežnej s krycím sklom 13, ale môže byť rôzne profilovaná, napríklad stupňovito, ako je znázornené na obr. 5a, 5b, alebo môže byť konkávne alebo konvexné vypuklá, ako vyplýva z obr. 5d a 5e, prípadne môže byť pílovitého profilu, ako je znázornené na obr. 5c. Tepelne vodivá základňa 21 nemusí byť plošná, ale môže byť tvorená mriežkou pozostávajúcou zo vzájomne kolmo vedených plochých pásikov, medzi ktorými sú založené LED čipy 22. Taktiež obvodové dotykové plochy 211. t. j. lemy, tepelne vodivej základne 21 nemusia byť zahnuté súbežne s vnútornou stenou plášťa 11 smerom dole, ale pre určité veľkosti svietidiel a v závislosti od umiestnenia vo vnútornom priestore telesa £ môžu byť zahnuté smerom nahor ku kryciemu sklu £3.

Priemyselná využiteľnosť

Svietidlo podľa technického riešenia je určené na použitie pre všetky bytové alebo priemyselné aplikácie, kde sú kladené vysoké požiadavky na životnosť, bezpečnosť prevádzky a nízku prevádzkovú teplotu i pri dlhodobo náročných prevádzkových podmienkach, ako sú napríklad strojárenské prevádzky, stavby, osvetlenie športových a priemyselných areálov, zariadení dopravnej infraštruktúry a pod.

NÁROKY NA OCHRANU

Claims (9)

1. Svietidlo, najmä reflektorové, s usmerneným tokom svetla, tvorené tvarovaným telesom, ktorého horná základňa je prekrytá krycím sklom (13) uzatvárajúcim vnútorný priestor telesa (1), v ktorom je osadený svetelný zdroj (2) prepojený cez napájači zdroj (23) k vonkajšiemu káblovému rozvodu, vyznačujúce sa tým, že svetelný zdroj (2) pozostáva z tepelne vodivej základne (21), ktorá je prichytená vo vnútornom priestore telesa (1) medzi jeho dnom a krycím sklom (13), je osadená minimálne jedným LED čipom (22) a je vybavená obvodovými dotykovými plochami (211), ktoré sú prispôsobené na pripevnenie k stenám plášťa (11) telesa (1), pričom LED čipy (22) sú prepojené s napájacím zdrojom (23).

2. Svietidlo podľa nároku 1, vyznačujúce sa tým, že LED čipy (22) sú prepojené s napájacím zdrojom (23) cez minimálne jednu pomocnú svorkovnicu (4).

3. Svietidlo podľa nároku 1 alebo 2, vyznačujúce sa tým, že obvodové dotykové plochy (211) tepelne vodivej základne (21) sú tvarované súbežne s vnútornou stenou plášťa smerom ku dnu svietidla alebo sú tvarované súbežne s vnútornou stenou plášťa (11) smerom ku kryciemu sklu (13).

4. Svietidlo podľa niektorého z nárokov 1 až 3, vyznačujúce sa tým, že LED čipy (22) s rovnakým alebo rôznym tvarovým uskutočnením sú usporiadané na tepelne vodivej základni (21) do radov alebo iných obrazcov.

5. Svietidlo podľa niektorého z nárokov 1 až 4, vyznačujúce sa tým, že LED čipy (22) sú prekryté smerovými optickými prvkami (24).

6. Svietidlo podľa nároku 5, vyznačujúce sa tým, že smerové optické prvky (24) sú tvorené šošovkami vyrobenými z plastu alebo plexiskla, alebo skla, alebo iného optického materiálu.

7. Svietidlo podľa niektorého z nárokov 1 až 6, vyznačujúce sa tým, že tepelne vodivá základňa (21) je tvorená doskou a je situovaná súbežne s krycím sklom (13).

8. Svietidlo podľa niektorého z nárokov 1 až 6, vyznačujúce sa tým, že tepelne vodivá základňa (21) je profilovaná stupňovito do stredu nadol alebo stupňovito do stredu nahor, alebo je konkávne vypuklá, alebo je konvexné vypuklá, alebo má pílovitý profil.

9. Svietidlo podľa niektorého z nárokov 1 až 8, vyznačujúce sa tým, že napájači zdroj (23) je osadený vo vnútornom priestore plášťa (11) alebo je upevnený na vonkajšej stene plášťa (11), alebo je umiestnený mimo teleso (1) svietidla.