Modelo de utilidad por "LUMINARIA LED QUE INCORPORA UN DISIPADOR DE CALOR"

Reivindicaciones:
+ ES-1305946_U1. Luminaria LED que incorpora un disipador de calor (11) que comprende un cuerpo laminar conductor del calor con dos caras (11.1, 11.2) contrapuestas, y una superficie perimetral (11.3) en donde al menos una de las caras (11.1, 11.2) integra una o varias PCB LED (5); donde la cara (11.1, 11.2) del disipador de calor (11) en donde se dispone al menos una PCB LED (5) está cubierta totalmente o parcialmente por un difusor de luz (3) de la luminaria LED; donde se puede integrar en el disipador de calor (11) una o varias PCB LED (5), formando ambos un único cuerpo; sobre una cara (11.1) del disipador de calor (11) se dispone un conjunto lumínico que queda alojado en un recinto estanco constituido por el disipador de calor (11) y el difusor de luz (3) de la luminaria LED; y donde el cuerpo laminar conductor del disipador de calor (11) tiene una sección transversal rectangular que es disponible en el alojamiento (4) del chasis (1) de una luminaria, siendo las dos caras (11.1, 11.2) del disipador de calor (11) completamente planas en toda su superficie, y cubriendo totalmente el alojamiento (4) del chasis (1) de la luminaria en donde se dispone el disipador de calor (11). 2. Luminaria LED, según la reivindicación 1, caracterizado porque el disipador de calor (11) tiene un tratamiento de anodizado. 3. Luminaria LED, según una cualquiera de las reivindicaciones anteriores, caracterizado porque la PCB LED (5) tiene unos LED (6) de una potencia superior a 1W. 4. Luminaria LED, según una cualquiera de las reivindicaciones anteriores, caracterizado porque sobre una de las caras (11.1, 11.2) del disipador de calor (11) se dispone una lámina de material térmicamente aislante. 5. Luminaria LED, según una cualquiera de las reivindicaciones anteriores caracterizado porque sobre una cara (11.2) del disipador de calor (11) se dispone un conjunto electrónico que queda alojado en un recinto estanco constituido por el disipador de calor (11) y una tapa (2) y un chasis (1) de la luminaria LED. 6. Luminaria LED, según una cualquiera de las reivindicaciones anteriores, caracterizado porque el disipador de calor (11) tiene un agujero (14) pasante, y/o una ranura (14') dispuesta en la superficie perimetral (11.3) del disipador de calor (11), en donde es insertable un dedo o herramienta para su manipulación.

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F21V 29/503 - F21V 29/508 - F21V 29/70 - F21V 29/71 - F21V 29/83

Descripciones:
+ ES-1305946_U LUMINARIA LED QUE INCORPORA UN DISIPADOR DE CALOR Sector de la técnica La presente invención está relacionada con los sistemas de alumbrado, proponiendo una luminaria LED que incorpora un disipador de calor que presenta unas características mejoradas respecto de los disipadores tradicionales provistos de aletas que vienen siendo habitualmente usados en la disipación del calor producido en las luminarias LED. Estado de la técnica En las luminarias LED, la luz es generada por un circuito impreso para diodos emisores de luz, comúnmente denominada PCB LED, que puede ser tanto rígida como flexible. El calor producido por la PCB LED es uno de los factores que más negativamente repercute en el rendimiento y vida útil de las luminarias. Para desalojar el calor producido en las luminarias, las PCB LED incorporan un disipador de calor formado por una estructura metálica provista de unas aletas. El conjunto formado por el disipador de calor y la PCB LED, así como el equipamiento para la alimentación eléctrica de la PCB LED, van dispuestos en el interior de la luminaria. En el interior de la luminaria existen restricciones de espacio, y el volumen ocupado por las aletas del disipador de calor impide que se pueda posicionar correctamente el equipo de alimentación de la PCB LED, u otros equipos que pueda necesitar la luminaria. Además, debido al poco espacio existente en el interior de la luminaria, estos equipos deben posicionarse muy próximos a las aletas del disipador de calor, de manera que quedan más expuestos al calor generado por estas. La geometría de este disipador de calor con aletas concentra la disipación de calor en la única superficie que tiene dispuesta para ello, la de las aletas, generándose en consecuencia un flujo de aire limitado por la superficie disipadora. Un problema del disipador de calor con aletas es que, en el volumen de aire que se encuentra entre las aletas, se concentra el calor emitido por cada una de sus caras correspondientes, aportándose calor de una a otra. Además, en las situaciones en las que el disipador de calor de aletas está expuesto al exterior, se suele acumular suciedad entre las aletas del disipador, lo cual hace que la propiedad de disipación térmica se reduzca considerablemente, quedando el resto de equipos de la luminaria más expuestos a la afectación por el calor. Se hace por tanto necesario una luminaria LED que incorpora un disipador de calor que permita evitar los problemas asociados a los disipadores de calor con aletas convencionales. Objeto de la invención De acuerdo con la invención se propone una luminaria LED que incorpora un disipador de calor de configuración laminar para luminarias LED que solventa los problemas asociados a los disipadores de calor provistos de aletas según la reivindicación 1. La luminaria LED de la invención comprende un cuerpo laminar conductor del calor con dos caras contrapuestas, en donde al menos una de las caras integra la PCB LED. Así, se obtiene un disipador de calor con una configuración laminar que carece de aletas. La configuración laminar del disipador de calor permite obtener un aumento considerable de la eficiencia de disipación térmica respecto de las luminarias convencionales provistas de disipadores de calor con aletas. Así, el disipador de calor de la invención presenta una capacidad de disipación de calor mejorada, lo cual permite que se pueda reducir el tamaño de las luminarias tanto en su extensión como en su espesor respecto de las luminarias convencionales que emplean los disipadores de calor con aletas. Las dimensiones de superficie y espesor del disipador pueden variar según las exigencias de disipación térmica de la PCB LED para garantizar su correcto funcionamiento. Se ha previsto que la PCB LED sea integrable mecánica o químicamente al disipador de calor formando ambos un único cuerpo de manera que se mejore la transmisión térmica entre ambos. El disipador de calor de la luminaria LED de la presente invención puede instalarse en el nterior de una luminaria LED hermética que consta de un chasis con un alojamiento en el interior en el que se distribuyen una o varias PCB LED cubiertas por un difusor de luz, donde cada PCB LED puede estar formada por una o más unidades LED (en forma de circuito impreso tanto rígido como flexible) . Gracias a su naturaleza de diseño plano, el disipador de calor de la invención puede adaptarse a las formas internas de cualquier luminaria LED. El disipador de calor de la invención, además de poder instalarse dentro de una luminaria hermética sin contacto con el aire exterior, puede instalarse en el exterior de la misma en contacto con el aire a temperatura ambiente. Descripción de las figuras La figura 1A muestra una vista en perspectiva explosionada de una luminaria LED hermética según el estado de la técnica anterior que está provista de un disipador de calor de aletas. La figura 1B muestra una vista en perspectiva explosionada de un ejemplo de realización de una luminaria LED hermética con un disipador de calor de configuración laminar según la invención. La figura 1C muestra una vista en perspectiva explosionada de la luminaria LED hermética de la figura anterior con un disipador de calor de configuración laminar con un agujero pasante que facilita su manipulación. La figura 1D muestra una vista ampliada del detalle de montaje del disipador de calor en el alojamiento de la luminaria LED de la figura anterior. La figura 1E muestra una vista de un ejemplo de realización del disipador de calor de configuración laminar con una ranura en su superficie perimetral que facilita su manipulación. La figura 2A muestra una vista en perfil de una luminaria LED provista de un disipador de calor de aletas, en contacto con el aire exterior, según el estado de la técnica anterior. La figura 2B muestra una vista en perfil de otro ejemplo de realización de una luminaria LED con un disipador de calor de configuración laminar, en contacto con el aire exterior, según la nvención. En la figura 3 se muestra una vista lateral del disipador de calor de configuración laminar de la invención. La figura 4 muestra una vista en planta inferior del disipador de calor de la figura anterior. La figura 5 muestra otro ejemplo de realización del disipador de calor de configuración laminar según la invención. La figura 6 muestra diferentes tipos de diseños que puede adoptar el disipador de calor de la invención. La figura 7 muestra una vista en perspectiva explosionada de otro ejemplo de realización de una luminaria LED con el disipador de calor de configuración laminar de la invención. La figura 8A muestra una vista superior de la imagen térmica de un disipador de calor de aletas, en una luminaria LED hermética, según el estado de la técnica anterior. La figura 8B muestra una vista en perfil de la imagen térmica de un disipador de calor de aletas, en una luminaria LED hermética, según el estado de la técnica anterior. La figura 9A muestra una vista superior de la imagen térmica de un disipador de calor de configuración laminar, en una luminaria LED hermética, según la invención. La figura 9B muestra una vista en perfil de la imagen térmica de un disipador de calor de configuración laminar, en una luminaria LED hermética, según la invención. La figura 10 muestra un esquema de la disipación de calor obtenida empleando un disipador de calor de aletas de acuerdo al estado de la técnica anterior. La figura 11 muestra un esquema de la disipación de calor obtenida empleando el disipador de calor de configuración laminar de la invención. La figura 12 muestra una gráfica comparativa de las curvas de enfriamiento del disipador de alor aletas del estado de la técnica anterior y el disipador de calor de configuración laminar de la invención. Descripción detallada de la invención En la figura 1A se muestra una vista en perspectiva explosionada de una luminaria LED hermética de acuerdo al estado de la técnica anterior. La luminaria LED hermética consta de un chasis (1) que en su parte superior se cierra por medio de una tapa (2) y que en su parte inferior presenta un difusor de luz (3) . El chasis (1) tiene en su interior un alojamiento (4) en donde se ubica la bandeja (9) donde se instala una, o varias, PCB LED (5) con el disipador de calor de aletas (8) , con unos LED (6) , y un equipo de alimentación (7) de la PCB LED (5) . La PCB LED (5) , en la parte opuesta a la que se disponen los LED (6) , va asociada a un disipador de calor (8) , el cual presenta una estructura provista de un conjunto de aletas. La geometría del disipador y la distribución de las aletas concentran el calor disipado en la única superficie dispuesta para ello, la de las aletas. Emplear un disipador de calor de aletas (8) limita el espacio en el alojamiento (4) El conjunto formado por la PCB LED (5) y el disipador de calor (8) va unido a una bandeja (9) que se une al chasis (1) , siendo esta bandeja (9) la que soporta a la PCB LED (5) . Para establecer la unión, el chasis (1) presenta unos agujeros (10) donde se enroscan unos tornillos para la fijación de la bandeja (9) portadora del disipador de calor de aletas (8) . En la figura 1B se muestra un ejemplo de realización de la invención, con una luminaria LED hermética que incorpora el sistema de disipación de la presente invención, en donde la luminaria está formada por un chasis (1) , que en su parte superior cierra con una tapa (2) y que en su parte inferior presenta un difusor de luz (3) y una, o más, PCB LED (5) adosada al disipador de calor (11) de la invención, el cual a diferencia del disipador de calor de aletas (8) del estado de la técnica anterior, no tiene un conjunto de aletas y no requiere de una bandeja (9) para apoyarse. En la figura 2A se muestra una vista en perfil de una luminaria LED de acuerdo al estado de la técnica anterior, la cual comprende una PCB LED (5) con unos LED (6) unidos a un disipador de calor de aletas (8) . En este caso, al igual que en la luminaria LED hermética, el calor se concentra en la única superficie disponible: la de las aletas. Además, las aletas ienden a acumular polvo y suciedad que disminuye el rendimiento del disipador de calor de aletas (8) , provocando un aumento de la temperatura en el interior del alojamiento (4) . Sin embargo, en la figura 2B se muestra otro ejemplo de realización de la invención, con una luminaria LED que incorpora el disipador de calor de la invención (11) , el cual resuelve los problemas asociados al disipador de calor con aletas (8) . Como se observa en la figura 3, el disipador de calor de la invención (11) consta de un cuerpo laminar conductor, preferentemente de material de aluminio o de aleaciones de éste, con dos caras (11.1, 11.2) contrapuestas y una superficie perimetral (11.3) expuestas al exterior, en donde al menos en una de las caras (11.1, 11.2) se puede integrar la PCB LED (5) . De esta manera, la geometría laminar del disipador de calor (11) permite que la cara (11.1) que no dispone la PCB LED (5) , esté desprovista de aletas, y quede por tanto libre para disponer sobre ella el equipo de alimentación (7) de la PCB LED (5) , o cualquier otro tipo de equipamiento que precise incorporar la luminaria. Con esta geometría del disipador de calor (11) se consigue optimizar el espacio disponible en el alojamiento (4) del chasis (1) , que en el caso de las luminarias LED herméticas del estado de la técnica anterior quedaba ocupado por las aletas del disipador de calor (8) . Además, puesto que el disipador de calor (11) carece de aletas, se evita la acumulación de suciedad que afectaba a la capacidad de desalojo del calor. Además, cuando el disipador de calor (11) se dispone en una luminaria LED hermética, como la representada en las figuras 1B y 1C, el cuerpo laminar del disipador de calor (11) tiene una configuración recíproca a la del alojamiento (4) en donde es alojable, de manera que el propio cuerpo laminar del disipador de calor (11) hace la función de anclaje con el chasis (1) de la luminaria LED hermética, estando directamente unida a ella. El chasis (1) de la luminaria LED hermética se fija a la tapa (2) empleando unos tornillos que pasan a través de unos agujeros (10) dispuestos en el contorno perimetral interior del chasis (1) , y que enroscan en unos alojamientos recíprocos de la tapa (2) . Como se observa en las figuras 1C y 1D, el chasis (1) de la luminaria tiene un borde interno (12) que proyecta hacia el interior del alojamiento (4) y sobre el cual apoya el disipador de calor (11) a través de unos nervios (12) . Dichos nervios (12) tienen una configuración en forma de "L", en donde un ala de los nervios (12) apoya sobre el borde interno (12) del lojamiento (4) y la otra ala de los nervios (12) apoya sobre la pared interior (13) del chasis (1) , mientras que una de las caras (11.1, 11.2) del disipador de calor (11) apoya en el ala de los nervios (12) que están dispuestos sobre borde interno (12) . Con esta disposición, el disipador de calor (11) ocupa totalmente el alojamiento (4) del chasis (1) , consiguiendo maximizar el espacio en el alojamiento (4) y por tanto maximizar la eficiencia de disipación de calor sistema, asimismo, el empleo de los nervios (12) permite que el disipador de calor (11) se disponga suspendido en el alojamiento (4) y que el aire fluya entre las caras (11.1, 11.2) del disipador de calor (11) a través del espacio que dejan los nervios (12) entre sí, comunicando el aire dentro del recinto estanco que compone la luminaria y mejorando la disipación de calor. Precisamente, al ocupar el disipador de calor (11) la totalidad del alojamiento (4) del chasis (1) , se ha previsto que el disipador de calor (11) tenga un agujero (14) pasante que facilita su manipulación, tal y como se observa en la figura 1C, y/o una ranura (14) dispuesta en la superficie perimetral (11.3) del disipador de calor (11) , como se observa en la figura 1E, de manera que mediante la inserción del dedo o una herramienta en dicho agujero (14) y/o ranura (14) se facilita la extracción del disipador de calor (11) del alojamiento (4) cuando se realizan tareas de mantenimiento, reparación, o sustitución de la PCB LED (5) o los LED (6) . Con todo ello así, el cuerpo laminar conductor del disipador de calor (11) de la invención tiene una sección transversal rectangular que es disponible en el alojamiento (4) del chasis (1) de una luminaria, siendo las dos caras (11.1, 11.2) del disipador de calor (11) completamente planas en toda su superficie, y cubriendo totalmente el alojamiento (4) del chasis (1) de la luminaria en donde se dispone el disipador de calor (11) . La figura 7 muestra otro ejemplo de realización de una luminaria LED con el disipador de calor (11) de configuración laminar de la invención, en donde el disipador de calor (11) se dispone cubriendo totalmente el alojamiento (4) del chasis (1) de la luminaria por su parte inferior, para ello, el chasis (1) de la luminaria LED se fija al cuerpo laminar del disipador de calor (11) mediante unos tornillos que enroscan en unos alojamientos recíprocos (15) del disipador de calor (11) . En esta realización, al igual que en la figura 3, la cara (11.1, 11.2) del disipador de calor (11) en donde se dispone la PCB LED (5) está cubierta parcialmente por el difusor de luz (3) de la luminaria LED, de manera que el disipa disipador de calor (11) sobresale con respecto a la luminaria en la que se dispone. Como se muestra en las luminarias de figuras 1B, 1C y 7, el conjunto electrónico formado por el equipo de alimentación (7) que se dispone sobre una cara (11.2) del disipador de calor (11) queda alojado en un recinto estanco constituido por la tapa (2) , el chasis (1) y el disipador de calor (11) , mientras que el conjunto lumínico formado por la PCB LED (5) y los LED (6) que se dispone sobre la otra cara (11.1) del disipador de calor (11) queda alojado en otro recinto estanco constituido por el disipador de calor (11) y el difusor de luz (3) . La PCB LED (5) tiene unos LED (6) de una alta potencia superior a 1W, como por ejemplo High Power LED, OLED, o PLEP. Este tipo de LED genera una cantidad de calor muy superior a las bombillas LED pequeñas convencionales, por lo que el disipador de calor (11) de la invención es especialmente adecuado para la disipación el calor generado por este tipo de LED ya que tiene una sección transversal rectangular con dos caras (11.1, 11.2) de superficie completamente plana que cubren completamente el alojamiento (4) en el que se disponen, aprovechando al máximo el espacio disponible en la luminaria para la disipación de calor. Se ha previsto disponer una lámina de material térmicamente aislante sobre una de las caras (11.1, 11.2) del disipador de calor (11) , de manera que el conjunto electrónico formado por el equipo de alimentación (7) apoya sobre dicha lámina quedando aislado térmicamente del disipador de calor (11) . Se ha previsto que la PCB LED (5) sea directamente integrable en el disipador de calor (11) , de manera que ambos elementos formen un único cuerpo, mejorándose así la transmisión térmica entre la PCB LED (5) y el disipador de calor (11) . En la figura 1B y 1C, el disipador de calor (11) va integrado en el interior de una luminaria LED hermética, quedando cubierto el disipador de calor (11) por la tapa de cierre (2) , el chasis (1) y el difusor de luz (3) , mientras que en las figuras 2B, 3 y 4 el disipador de calor (11) se puede emplear en una luminaria LED al aire libre, de manera que el difusor de luz (3) va unido al disipador de calor (11) por su cara inferior (11.2) , cubriendo parcialmente dicha cara inferior (11.2) del disipador de calor (11) y quedando cubiertos totalmente el o los LED (6) de la o las PCB LED (5) . En esta realización que puede emplear una luminaria LED al aire libre, existe una zona del disipador de calor (11) que no queda cubierta por el difusor de luz (3) , y que por tanto queda expuesta al aire exterior, mejorándose así la trasmisión érmica de dicho disipador de calor (11) . Para evitar la oxidación, se ha previsto que el disipador de calor (11) , en su totalidad o en la superficie que queda en contacto con el aire exterior, pueda ser tratado mediante procesos de pintado, barnizado o anodizado. El tratamiento mediante un proceso de anodizado genera un recubrimiento sobre una o las dos caras (11.1, 11.2) del disipador de calor (11) que mejora la conductividad térmica del disipador de calor (11) , y por tanto aumenta su capacidad de disipación de calor. En la figura 5 se muestra otro ejemplo de realización de la invención en donde el cuerpo laminar del disipador de calor (11) puede integrar una PCB LED (5) sobre cada cara (11.1, 11.2) , consiguiendo una proyección de la luz desde ambas caras de la luminaria LED. En la figura 6 se muestran unas vistas en planta de algunos ejemplos del disipador de calor (11) , los cuales muestran algunas de las formas que se le pueden dar al disipador de calor (11) para adaptarse a las exigencias estéticas que pueda demandar el mercado. Se ha previsto la posibilidad de que una o ambas caras (11.1, 11.2) del disipador de calor (11) puedan contener textos, nombres, logotipos, estampados, firmas y/o signos, en forma de grabados, mecanizados, troquelados, embutidos, o similares. Adicionalmente, se ha previsto que el difusor de luz (3) representado en las figuras, sea un difusor de luz antivandálico, de manera que a la vez que hace las funciones de difusor permita proteger a los LED (6) frente a posibles roturas. En las figuras 8A y 8B se presentan imágenes termográficas del disipador de calor de aletas (8) durante un ensayo realizado en el laboratorio, en el interior de una luminaria LED hermética, encendida y a régimen de funcionamiento, en condiciones controladas de temperatura ambiente y humedad. Con estas condiciones de ensayo se ha medido la temperatura máxima y mínima que alcanza el disipador de calor de aletas (8) . Esta temperatura, una vez alcanzado su valor máximo se mantiene constante durante todo el tiempo en el que la luminaria se encuentra en funcionamiento. La temperatura máxima que alcanza en el disipador de calor de aletas (8) es de 69°C, mientras que la temperatura mínima es de 67°C, en los puntos indicados en la figura 8A. Las figuras 9A y 9B son imágenes termográficas del disipador de calor de la invención (11) obtenidas durante un ensayo en las mismas condiciones de ensayo descritas anteriormente para el disipador de calor de aletas (8) . En este caso se observa que una vez alcanzado el punto de funcionamiento a régimen, la temperatura máxima en el disipador de calor de la invención (11) es de 64°C y la temperatura mínima es de 59°C, en los puntos indicados en la figura 9A. De esta forma queda demostrado que la disipación de calor en el disipador de calor de la invención (11) es más eficiente que en el disipador de calor de aletas (8) . El disipador de calor (11) , tal y como se muestra en la figura 11, tiene la ventaja de disipar el calor por sus dos caras (11.1, 11.2) , generándose un flujo de aire que favorece a la disipación de calor por la transferencia térmica que se da en ambas caras (11.1, 11.2) del disipador de calor (11) . Mientras que el disipador de calor de aletas (8) , tal y como se muestra en la figura 10, concentra la disipación del calor en la única superficie que tiene dispuesta para ello: la de las aletas, generando en consecuencia, un flujo de aire limitado por su superficie disipadora. El solicitante ha comprobado experimentalmente que el disipador de calor (11) de la invención, debido a su configuración laminar desprovista de aletas, tiene unas condiciones de disipación de calor mejoradas frente al disipador de calor de aletas (8) del estado de la técnica anterior. La comparativa se muestra en la figura 12, la cual se ha realizado bajo las mismas condiciones de ensayo, empleando la misma PCB LED (5) como fuente de calor y una misma envolvente. En la figura 12 se muestra una gráfica comparativa de las curvas de enfriamiento del disipador de calor de aletas (8) del estado de la técnica anterior y el disipador de calor (11) de la invención. La curva de enfriamiento mostrada mediante una línea continua se corresponde con el disipador de calor de aletas (8) , mientras que la curva de enfriamiento mostrada mediante una línea discontinua se corresponde con el disipador de calor de configuración laminar de la invención (11) . En dicha gráfica se observa que la curva de enfriamiento correspondiente al disipador de calor de la invención (11) muestra una reducción de temperatura en menor tiempo, comparándola con la curva de enfriamiento del disipador de calor de aletas (8) . Una de las caracterís ticas del d is ipador de ca lo r de a letas (8) que perjud ica la e fic iencia en la d is ipación de ca lo r es que en el vo lum en de aire que se encuentra entre una y otra aleta, se concentra el ca lo r em itido por cada una de sus caras correspond ientes aportando ca lor de una a leta a otra. Esta prob lem ática queda resuelta por el d is ipador de ca lo r de configuración lam inar de la invención (11) .

Publicaciones:
ES1305946 (23/02/2024) - U Solicitud de modelo de utilidad
Eventos:
En fecha 29/08/2023 se realizó Registro Instancia de Solicitud
En fecha 07/09/2023 se realizó Admisión a Trámite
En fecha 07/09/2023 se realizó 1001U_Comunicación Admisión a Trámite
En fecha 16/02/2024 se realizó Continuación del Procedimiento y Publicación Solicitud
En fecha 23/02/2024 se realizó Publicación Solicitud
En fecha 23/02/2024 se realizó Publicación Folleto Solicitud (U)