ES1305946U - LED LUMINAIRE THAT INCORPORATES A HEAT SINK - Google Patents
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Abstract
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).LED luminaire that incorporates a heat sink (11) that comprises a heat-conducting laminar body with two opposing faces (11.1, 11.2), and a perimeter surface (11.3) where at least one of the faces (11.1, 11.2) integrates one or more LED PCBs (5); where the face (11.1, 11.2) of the heat sink (11) where at least one LED PCB (5) is arranged is totally or partially covered by a light diffuser (3) of the LED luminaire; where one or several LED PCBs (5) can be integrated into the heat sink (11), both forming a single body; On one side (11.1) of the heat sink (11), a lighting assembly is arranged that is housed in a watertight enclosure consisting of the heat sink (11) and the light diffuser (3) of the LED luminaire; and where the conductive laminar body of the heat sink (11) has a rectangular cross section that is available in the housing (4) of the chassis (1) of a luminaire, being the two faces (11.1, 11.2) of the heat sink ( 11) completely flat on its entire surface, and completely covering the housing (4) of the chassis (1) of the luminaire where the heat sink (11) is located.
Description
DESCRIPCIÓNDESCRIPTION
LUMINARIA LED QUE INCORPORA UN DISIPADOR DE CALORLED LUMINAIRE THAT INCORPORATES A HEAT SINK
Sector de la técnicaTechnical sector
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. The present invention is related to lighting systems, proposing an LED luminaire that incorporates a heat sink that has improved characteristics with respect to traditional heatsinks provided with fins that are commonly used to dissipate the heat produced in LED luminaires.
Estado de la técnicaState of the art
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. In LED luminaires, light is generated by a printed circuit for light-emitting diodes, commonly called LED PCB, which can be either rigid or flexible. The heat produced by the LED PCB is one of the factors that most negatively affects the performance and useful life of the luminaires.
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. To dissipate the heat produced in the luminaires, the LED PCBs incorporate a heat sink formed by a metal structure provided with fins. The assembly formed by the heat sink and the LED PCB, as well as the equipment for powering the LED PCB, are arranged inside the luminaire.
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. Inside the luminaire there are space restrictions, and the volume occupied by the heat sink fins prevents the correct positioning of the LED PCB power supply equipment, or other equipment that the luminaire may need.
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. Furthermore, due to the limited space inside the luminaire, these devices must be positioned very close to the heat sink fins, so that they are more exposed to the heat generated by them. The geometry of this heat sink with fins concentrates heat dissipation on the only surface available for this purpose, that of the fins, consequently generating an air flow limited by the dissipating surface. One problem with the heat sink with fins is that, in the volume of air between the fins, the heat emitted by each of its corresponding faces is concentrated, contributing heat from one to the other.
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. Furthermore, in situations where the finned heat sink is exposed to the outside, dirt usually accumulates between the fins of the heatsink, which causes the thermal dissipation property to be considerably reduced, leaving the rest of the luminaire's equipment more exposed to heat damage.
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. An LED luminaire that incorporates a heat sink is therefore necessary to avoid the problems associated with heat sinks with conventional fins.
Objeto de la invenciónObject of the invention
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. According to the invention, an LED luminaire is proposed that incorporates a laminar configuration heat sink for LED luminaires that solves the problems associated with heat sinks provided with fins according to claim 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. The LED luminaire of the invention comprises a heat-conducting laminar body with two opposing faces, where at least one of the faces integrates the LED PCB. Thus, a heat sink is obtained with a laminar configuration that lacks fins.
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. The laminar configuration of the heat sink allows for a considerable increase in thermal dissipation efficiency compared to conventional luminaires provided with finned heat sinks. Thus, the heat sink of the invention has an improved heat dissipation capacity, which allows the size of the luminaires to be reduced both in their extension and in their thickness with respect to conventional luminaires that use heat sinks with fins.
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. The surface dimensions and thickness of the heatsink may vary depending on the thermal dissipation requirements of the LED PCB to guarantee its correct operation.
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. It is planned that the LED PCB can be mechanically or chemically integrated into the heat sink, both forming a single body so that the thermal transmission between both is improved.
El disipador de calor de la luminaria LED de la presente invención puede instalarse en el interior 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. The heat sink of the LED luminaire of the present invention can be installed inside a hermetic LED luminaire that consists of a chassis with a housing inside in which one or more LED PCBs covered by a light diffuser are distributed, where each LED PCB can be made up of one or more LED units (in the form of both rigid and flexible printed circuit). Thanks to its flat design nature, the heat sink of the invention can adapt to the internal shapes of any LED luminaire.
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. The heat sink of the invention, in addition to being able to be installed inside a hermetic luminaire without contact with outside air, can be installed outside it in contact with air at room temperature.
Descripción de las figurasDescription of the figures
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. Figure 1A shows an exploded perspective view of a hermetic LED luminaire according to the prior art that is provided with a finned heat sink.
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. Figure 1B shows an exploded perspective view of an exemplary embodiment of a hermetic LED luminaire with a laminar configuration heat sink according to the invention.
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. Figure 1C shows an exploded perspective view of the hermetic LED luminaire of the previous figure with a laminar configuration heat sink with a through hole that facilitates its manipulation.
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. Figure 1D shows an enlarged view of the mounting detail of the heat sink in the LED luminaire housing of the previous figure.
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. Figure 1E shows a view of an example embodiment of the laminar configuration heat sink with a slot on its perimeter surface that facilitates its manipulation.
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. Figure 2A shows a profile view of an LED luminaire provided with a finned heat sink, in contact with the outside air, according to the prior art.
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 invención. Figure 2B shows a profile view of another embodiment of an LED luminaire with a laminar configuration heat sink, in contact with the outside air, according to the invention.
En la figura 3 se muestra una vista lateral del disipador de calor de configuración laminar de la invención. Figure 3 shows a side view of the laminar configuration heat sink of the invention.
La figura 4 muestra una vista en planta inferior del disipador de calor de la figura anterior. Figure 4 shows a bottom plan view of the heat sink of the previous figure.
La figura 5 muestra otro ejemplo de realización del disipador de calor de configuración laminar según la invención. Figure 5 shows another embodiment of the laminar configuration heat sink according to the invention.
La figura 6 muestra diferentes tipos de diseños que puede adoptar el disipador de calor de la invención. Figure 6 shows different types of designs that the heat sink of the invention can adopt.
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. Figure 7 shows an exploded perspective view of another embodiment of an LED luminaire with the laminar configuration heat sink of the invention.
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. Figure 8A shows a top view of the thermal image of a fin heat sink, in a hermetic LED luminaire, according to the prior art.
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. Figure 8B shows a profile view of the thermal image of a fin heat sink, in a hermetic LED luminaire, according to the prior art.
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. Figure 9A shows a top view of the thermal image of a laminar configuration heat sink, in a hermetic LED luminaire, according to the invention.
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. Figure 9B shows a profile view of the thermal image of a laminar configuration heat sink, in a hermetic LED luminaire, according to the invention.
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. Figure 10 shows a diagram of the heat dissipation obtained using a finned heat sink according to the prior art.
La figura 11 muestra un esquema de la disipación de calor obtenida empleando el disipador de calor de configuración laminar de la invención. Figure 11 shows a diagram of the heat dissipation obtained using the laminar configuration heat sink of the invention.
La figura 12 muestra una gráfica comparativa de las curvas de enfriamiento del disipador de calor aletas del estado de la técnica anterior y el disipador de calor de configuración laminar de la invención. Figure 12 shows a comparative graph of the cooling curves of the finned heat sink of the prior art and the laminar configuration heat sink of the invention.
Descripción detallada de la invenciónDetailed description of the invention
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). Figure 1A shows an exploded perspective view of a hermetic LED luminaire according to the prior art. The hermetic LED luminaire consists of a chassis (1) that in its upper part is closed by means of a cover (2) and that in its lower part has a light diffuser (3). The chassis (1) has inside a housing (4) where the tray (9) is located where one, or several, LED PCB (5) with the finned heat sink (8) is installed, with some LEDs. (6), and a power supply unit (7) for the LED PCB (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) The LED PCB (5), on the opposite side to which the LEDs (6) are arranged, is associated with a heat sink (8), which has a structure provided with a set of fins. The geometry of the heatsink and the distribution of the fins concentrate the dissipated heat on the only surface provided for it, that of the fins. Using a finned heat sink (8) limits the space in the housing (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). The assembly formed by the LED PCB (5) and the heat sink (8) is attached to a tray (9) that is attached to the chassis (1), this tray (9) being the one that supports the LED PCB (5). ). To establish the connection, the chassis (1) has holes (10) where screws are threaded to fix the tray (9) carrying the finned heat sink (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. Figure 1B shows an example of carrying out the invention, with a hermetic LED luminaire that incorporates the dissipation system of the present invention, where the luminaire is formed by a chassis (1), which in its upper part closes with a cover (2) and which in its lower part has a light diffuser (3) and one, or more, LED PCB (5) attached to the heat sink (11) of the invention, which, unlike the heat sink of fins (8) of the prior art, does not have a set of fins and does not require a tray (9) to support it.
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 tienden 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). Figure 2A shows a profile view of an LED luminaire according to the prior art, which comprises an LED PCB (5) with LEDs (6) attached to a finned heat sink (8). In this case, as in the hermetic LED luminaire, the heat is concentrated on the only available surface: that of the fins. Furthermore, the fins tend to accumulate dust and dirt which decreases the performance of the fin heat sink (8), causing an increase in the temperature inside the housing (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). However, Figure 2B shows another example of embodiment of the invention, with an LED luminaire that incorporates the heat sink of the invention (11), which solves the problems associated with the heat sink with fins (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. As seen in Figure 3, the heat sink of the invention (11) consists of a conductive laminar body, preferably made of aluminum material or alloys thereof, with two opposing faces (11.1, 11.2) and a perimeter surface ( 11.3) exposed to the outside, where at least one of the faces (11.1, 11.2) can integrate the LED PCB (5). In this way, the laminar geometry of the heat sink (11) allows the face (11.1) that does not have the LED PCB (5) to be devoid of fins, and is therefore free to place the power supply equipment on it ( 7) of the LED PCB (5), or any other type of equipment that the luminaire needs to incorporate.
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. With this geometry of the heat sink (11) it is possible to optimize the space available in the housing (4) of the chassis (1), which in the case of the hermetic LED luminaires of the previous state of the art was occupied by the fins of the heatsink. of heat (8). Furthermore, since the heat sink (11) lacks fins, the accumulation of dirt that affected the heat dissipation capacity is avoided.
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). Furthermore, when the heat sink (11) is arranged in a hermetic LED luminaire, such as the one represented in Figures 1B and 1C, the laminar body of the heat sink (11) has a configuration reciprocal to that of the housing (4) in where it can be accommodated, so that the laminar body of the heat sink (11) acts as an anchor to the chassis (1) of the hermetic LED luminaire, being directly attached to it. The chassis (1) of the hermetic LED luminaire is fixed to the cover (2) using screws that pass through holes (10) arranged in the interior perimeter contour of the chassis (1), and that screw into reciprocal housings. of the cover (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 alojamiento (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). As seen in Figures 1C and 1D, the chassis (1) of the luminaire has an internal edge (12) that projects towards the interior of the housing (4) and on which the heat sink (11) rests through some nerves (12'). Said ribs (12') have an "L"-shaped configuration, where one wing of the ribs (12') rests on the internal edge (12) of the housing (4) and the other wing of the ribs (12') ) rests on the inner wall (13) of the chassis (1), while one of the faces (11.1, 11.2) of the heat sink (11) rests on the wing of the ribs (12') that are arranged on the inner edge (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. With this arrangement, the heat sink (11) completely occupies the housing (4) of the chassis (1), maximizing the space in the housing (4) and therefore maximizing the system's heat dissipation efficiency, as well as the use of the ribs (12') allows the heat sink (11) to be suspended in the housing (4) and for air to flow between the faces (11.1, 11.2) of the heat sink (11) through the space that They leave the ribs (12') with each other, communicating the air within the sealed enclosure that makes up the luminaire and improving heat dissipation.
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). Precisely, since the heat sink (11) occupies the entire housing (4) of the chassis (1), it has been planned that the heat sink (11) has a through hole (14) that facilitates its manipulation, as is seen in Figure 1C, and/or a slot (14') arranged on the perimeter surface (11.3) of the heat sink (11), as seen in Figure 1E, so that by inserting the finger or a tool in said hole (14) and/or slot (14') facilitates the removal of the heat sink (11) from the housing (4) when carrying out maintenance, repair, or replacement of the LED PCB (5) or the LEDs (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). With all of this being the case, the conductive laminar body of the heat sink (11) of the invention has a rectangular cross section that is available in the housing (4) of the chassis (1) of a luminaire, the two sides (11.1, 11.2) being ) of the heat sink (11) completely flat on its entire surface, and completely covering the housing (4) of the chassis (1) of the luminaire where the heat sink (11) is arranged.
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. Figure 7 shows another example of an LED luminaire with the laminar configuration heat sink (11) of the invention, where the heat sink (11) is arranged completely covering the housing (4) of the chassis (1). of the luminaire from its lower part, to this end, the chassis (1) of the LED luminaire is fixed to the laminar body of the heat sink (11) using screws that screw into reciprocal housings (15) of the heat sink (11). ). In this embodiment, as in Figure 3, the face (11.1, 11.2) of the heat sink (11) where the LED PCB (5) is arranged is partially covered by the light diffuser (3) of the luminaire. LED, so that the heat sink (11) protrudes with respect to the luminaire in which it is arranged.
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). As shown in the luminaires of figures 1B, 1C and 7, the electronic assembly formed by the power supply equipment (7) that is arranged on one face (11.2) of the heat sink (11) is housed in a watertight enclosure made up of the cover (2), the chassis (1) and the heat sink (11), while the lighting assembly formed by the LED PCB (5) and the LEDs (6) that is arranged on the other side (11.1) of the The heat sink (11) is housed in another watertight enclosure made up of the heat sink (11) and the light diffuser (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. The LED PCB (5) has LEDs (6) with a high power greater than 1W, such as High Power LED, OLED, or PLEP. This type of LED generates a much higher amount of heat than conventional small LED bulbs, so the heat sink (11) of the invention is especially suitable for dissipating the heat generated by this type of LED since it has a section rectangular transverse with two faces (11.1, 11.2) with a completely flat surface that completely cover the housing (4) in which they are arranged, making the most of the space available in the luminaire for heat dissipation.
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). It is planned to place a sheet of thermally insulating material on one of the faces (11.1, 11.2) of the heat sink (11), so that the electronic assembly formed by the power supply equipment (7) rests on said sheet, remaining thermally insulated. of the heat sink (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). It is planned that the LED PCB (5) can be directly integrated into the heat sink (11), so that both elements form a single body, thus improving the thermal transmission between the LED PCB (5) and the heat sink ( eleven).
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 térmica de dicho disipador de calor (11). In Figure 1B and 1C, the heat sink (11) is integrated inside a hermetic LED luminaire, the heat sink (11) being covered by the closing cover (2), the chassis (1) and the light diffuser (3), while in Figures 2B, 3 and 4 the heat sink (11) can be used in an outdoor LED luminaire, so that the light diffuser (3) is attached to the heat sink. heat (11) on its lower face (11.2), partially covering said lower face (11.2) of the heat sink (11) and completely covering the LED(s) (6) of the LED PCB(s) (5). In this embodiment that can use an outdoor LED luminaire, there is an area of the heat sink (11) that is not covered by the light diffuser (3), and that is therefore exposed to the outside air, thus improving transmission. thermal of said heat sink (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. To avoid oxidation, it has been planned that the heat sink (11), in its entirety or on the surface that remains in contact with the outside air, can be treated by painting, varnishing or anodizing processes. The treatment using an anodizing process generates a coating on one or both sides (11.1, 11.2) of the heat sink (11) that improves the thermal conductivity of the heat sink (11), and therefore increases its heat dissipation capacity. heat.
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. Figure 5 shows another example of embodiment of the invention where the laminar body of the heat sink (11) can integrate an LED PCB (5) on each face (11.1, 11.2), achieving a projection of light from both. faces of the LED luminaire.
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. Figure 6 shows plan views of some examples of the heat sink (11), which show some of the shapes that can be given to the heat sink (11) to adapt to the aesthetic requirements that the device may demand. market.
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. The possibility has been foreseen that one or both sides (11.1, 11.2) of the heat sink (11) may contain texts, names, logos, prints, signatures and/or signs, in the form of engravings, machining, die-cutting, inlays, or similar.
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. Additionally, it has been planned that the light diffuser (3) represented in the figures is a vandal-proof light diffuser, so that while it functions as a diffuser it allows the LEDs (6) to be protected against possible breakage.
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. Figures 8A and 8B present thermographic images of the fin heat sink (8) during a test carried out in the laboratory, inside a hermetic LED luminaire, turned on and operating, under controlled conditions of ambient temperature and humidity. . With these test conditions, the maximum and minimum temperature reached by the fin heat sink (8) has been measured. This temperature, once its maximum value is reached, remains constant throughout the entire time that the luminaire is in operation. The maximum temperature reached on the fin heat sink (8) is 69°C, while the minimum temperature is 67°C, at the points indicated in Figure 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. Figures 9A and 9B are thermographic images of the heat sink of the invention (11) obtained during a test under the same test conditions described above for the fin heat sink (8). In this case, it is observed that once the operating point at full speed is reached, the maximum temperature in the heat sink of the invention (11) is 64°C and the minimum temperature is 59°C, at the points indicated in Figure 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). In this way, it is demonstrated that heat dissipation in the heat sink of the invention (11) is more efficient than in the fin heat sink (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. The heat sink (11), as shown in Figure 11, has the advantage of dissipating heat on both sides (11.1, 11.2), generating an air flow that favors heat dissipation through heat transfer. thermal that occurs on both faces (11.1, 11.2) of the heat sink (11). While the finned heat sink (8), as shown in Figure 10, concentrates the heat dissipation on the only surface it has available for it: that of the fins, consequently generating an air flow. limited by its dissipative surface.
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. The applicant has experimentally verified that the heat sink (11) of the invention, due to its laminar configuration devoid of fins, has improved heat dissipation conditions compared to the fin heat sink (8) of the prior art. . The comparison is shown in Figure 12, which has been carried out under the same test conditions, using the same LED PCB (5) as a heat source and the same enclosure.
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). Figure 12 shows a comparative graph of the cooling curves of the fin heat sink (8) of the prior art and the heat sink (11) of the invention. The cooling curve shown by a solid line corresponds to the fin heat sink (8), while the cooling curve shown by a dashed line corresponds to the laminar configuration heat sink of the invention (11). In said graph it is observed that the cooling curve corresponding to the heat sink of the invention (11) shows a temperature reduction in less time, compared to the cooling curve of the fin heat sink (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). One of the characteristics of the finned heat sink (8) that impairs the efficiency of heat dissipation is that the volume of air between one and another fin, the heat emitted by each of its corresponding faces is concentrated, providing heat from one fin to another. This problem is solved by the laminar configuration heat sink of the invention (11).
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