Aparato de iluminación de LED reflectante sin deslumbramiento con montaje de disipador de calor.

Un aparato de iluminación (1) que comprende:

un alojamiento principal (57;

501);

un reflector (4; 502) dispuesto dentro del alojamiento principal, teniendo el reflector un lado frontal y un lado posterior; un borde superior (3; 503) acoplado térmicamente a un extremo del alojamiento principal;

un cuerpo termoconductor (2; 1000) situado frente al lado frontal del reflector;

al menos un diodo emisor de luz (6) acoplado térmicamente al cuerpo termoconductor, estando situado al menos un diodo emisor de luz directamente frente al lado frontal del reflector de manera que la luz emitida desde al menos por un diodo emisor de luz se dirija al lado frontal del reflector; caracterizado porque el cuerpo termoconductor comprende un tubo de transmisión de calor (8; 101) acoplado térmicamente al borde superior; y el cuerpo termoconductor (1000) tiene sustancialmente forma de S y comprende una porción central (1001) en forma de barra, y porciones de ala curvas (1002, 1003) que se extienden de la porción central, estando acoplada cada porción de ala curva al borde superior (503).

Aparato de iluminación de LED reflectante sin deslumbramiento con montaje de disipador de calor

Referencia cruzada a solicitudes relacionadas Esta es una solicitud PCT que reivindica la prioridad del Art. 35 U.S.C. § 119 (e) de la solicitud de patente provisional de Estados Unidos Nº de serie 61/055.858, presentada el 23 de mayo de 2008, la solicitud de patente provisional de Estados Unidos Nº de serie 61/057.289, presentada el 30 de mayo de 2008, y la solicitud de patente provisional de Estados Unidos Nº de serie 61/118.202, presentada el 26 de noviembre de 2008, cuya totalidad se incorpora en este documento por referencia.

A lo largo de esta solicitud, se hará referencia a varias patentes y referencias. La divulgación de estas patentes y referencias en su totalidad se incorpora en este documento por referencia en esta solicitud.

Campo de la invención La presente invención se refiere a dispositivos y sistemas de iluminación eléctricos y, más específicamente, aparatos de iluminación que usan al menos un diodo emisor de luz con uno o múltiples chips ("LED") , un sistema óptico de recolección de reflejos posteriores para LED, y un aparato mejorado de montaje de disipador de calor que promueve una disipación eficiente del calor generado por el LED al mismo tiempo que minimiza la obstrucción de la luz y el resplandor.

Antecedentes de la invención Durante años, la gente ha usado aparatos de iluminación incandescente o fluorescente tradicionales para resolver sus problemas de iluminación interior. Sin embargo, dichos aparatos de iluminación presentan varias desventajas. Por ejemplo, el popular aparato de halógeno AR111 presenta las siguientes desventajas: consumo de energía relativamente alto, ineficacia en la dispersión de luz debido a la colocación de su protector del metal en la línea de vista de la bombilla halógena, y su limitada eficacia en la prevención del resplandor de la bombilla halógena.

Recientemente, se han diseñado varios aparatos de iluminación de LED para reemplazar el aparato de halógeno AR111, así como otros aparatos de iluminación incandescente o fluorescente tradicionales. Típicamente, en dichos aparatos de iluminación de LED, la fuente de luz LED está situada en el centro de un reflector con su emisión de luz dirigida hacia fuera del reflector. Además, hay aparatos de iluminación de LED, tales como PAR38, que usan múltiples LED con sus emisiones de luz dirigidas hacia fuera de uno o más reflectores. Estas configuraciones no pueden alcanzar ángulos de haz estrechos, y dan como resultado un resplandor considerable ya que no protege a los observadores de la fuente de luz LED. Además, estas configuraciones distribuyen ineficazmente el calor; haciendo de esta manera el uso del LED de alta potencia en estas configuraciones prácticamente prohibitivo.

Para abordar estos problemas, se han desvelado aparatos de iluminación de LED alternativos que usan un espejo o una superficie reflectante para reflejar la parte posterior de la luz en la dirección de la fuente de luz LED. Véase, por ejemplo, la patente de Estados Unidos Nº 6.976.769 de McCullough y col., titulada "Light-Emitting Diode Reflector Assembly Having a Heat Pipe", la patente de Estados Unidos Nº 7.246.921 de Jacobson y col., titulada "Back-Reflecting LED Light Source", y la publicación internacional PCT WO 2006/033998 de Magna International Inc. titulada "Thermal Management System for Solid State Automotive Lighting".

El documento WO 2004/111530 A2 se refiere a una linterna y, por lo tanto, un aparato de iluminación, que comprende un reflector en el interior de un alojamiento, teniendo el reflector un lado frontal y un lado posterior. Además, se monta un collar en el alojamiento, cuyo collar se describe como termoconductor, lo que también se aplica para el alojamiento, descrito como termoconductor. Adicionalmente, se monta un diodo emisor de luz en un disipador de calor que se sitúa opuesto al lado frontal del reflector. El diodo emisor de luz se sitúa opuesto directamente al lado frontal del reflector de manera que la luz emitida por al menos un diodo emisor de luz se dirija al lado frontal del reflector.

El documento US 2004/0252502 A1 refiere a un aparato de iluminación, que comprende un reflector con un lado frontal y un lado posterior. Además, un cuerpo termoconductor se sitúa opuesto al lado frontal del reflector, comprendiendo el cuerpo termoconductor un tubo de transmisión de valor. Adicionalmente, se acoplan térmicamente diodos emisores de luz a una placa de circuitos, que se acopla térmicamente al miembro de montaje de la placa de circuitos. Los diodos emisores de luz se sitúan opuestos directamente al lado frontal del reflector de manera que la luz emitida por los diodos emisores de luz se dirija al lado frontal del reflector. El cuerpo termoconductor se proporciona para disipar el calor de los LED que generan calor también por medio del reflector. D2 también describe que el reflector con propiedades termoconductoras también se proporciona para eliminar el calor de la porción de rebaje encerrada, en la que el calor generado por el conjunto de LED puede acumularse rápidamente.

El documento WO 2006/034755 se refiere a un faro frontal de vehículo con una fuente de luz semiconductora fijada a la superficie de un tubo de transmisión de calor. El calor de la fuente de luz se transfiere a través del tubo de transmisión de calor de un extremo a otro a una placa de guiado de calor para disipar el calor al espacio interior en la zona de una cubierta transparente para evitar el empañamiento de la cubierta transparente.

El documento WO 2007/146566 A2 describe una bombilla con LED montados en una placa de circuitos que está en contacto con una placa de expansión térmica. Además, se proporcionan tubos de transferencia de calor para conectar la placa de expansión térmica con un disipador de calor por debajo.

El documento US 2005/0185417 A1 describe una construcción de lámpara, en la que se usa un LED, estando montado el LED en frente de un reflector. Se describen las mediciones para la disipación de calor. Como un ejemplo para una medición, se proporciona una sección transversal del reflector de tal forma que la luz reflejada del reflector forme un patrón de haz deseado evitando al mismo tiempo el golpeteo de la estructura de soporte.

Resumen de la invención En vista de lo anterior, existe la necesidad de mejorar adicionalmente la técnica. Específicamente, existe la necesidad de un aparato de iluminación de LED que elimine o reduzca el resplandor, y que tenga un montaje termoconductor compacto mejorado que promueva la disipación eficiente del calor generado por el LED (tal como un LED de alta potencia) al mismo tiempo que minimice la obstrucción de la trayectoria de la luz y el número de componentes necesarios en dicho montaje.

De acuerdo con un aspecto de la presente invención, un aparato de iluminación comprende un alojamiento principal; un reflector dispuesto dentro del alojamiento principal, teniendo el reflector un lado frontal y un lado posterior; un borde superior acoplado térmicamente a un extremo del alojamiento principal; un cuerpo termoconductor colocado frente al lado frontal del reflector, comprendiendo el cuerpo termoconductor un tubo de transmisión de calor acoplado térmicamente al borde superior; al menos un diodo emisor de luz térmicamente acoplado al cuerpo conductor de calor, estando situado el al menos un diodo emisor de luz directamente frente al lado frontal del reflector para que la luz emitida por al menos un diodo emisor de luz se dirija al lado frontal del reflector. La luz emitida al menos de un LED se dirige sustancialmente o en su totalidad al lado frontal del reflector, y se refleja sustancialmente o en su totalidad al lado frontal del reflector más allá del al menos un LED y del cuerpo termoconductor.

De acuerdo con otro aspecto de la presente invención, el cuerpo termoconductor tiene sustancialmente forma de S y comprende una porción central que tiene forma de barra; y porciones de ala curva que se extienden desde la porción central, estando acoplada cada porción de ala curva al borde superior. La porción central del cuerpo conductor de calor también puede tener sustancialmente forma de barra.

De acuerdo con otro aspecto de la presente invención, el cuerpo termoconductor proporciona una trayectoria para que el calor fluya desde al menos un diodo emisor de luz hacia el borde superior.

De acuerdo con otro aspecto de la presente invención, el reflector tiene un eje óptico central; comprendiendo adicionalmente el aparato de iluminación una plataforma de montaje acoplada al cuerpo termoconductor y situada cerca o en el eje óptico central del reflector y acoplada térmicamente al menos... [Seguir leyendo]

1. Un aparato de iluminación (1) que comprende: un alojamiento principal (57; 501) ; un reflector (4; 502) dispuesto dentro del alojamiento principal, teniendo el reflector un lado frontal y un lado

posterior; un borde superior (3; 503) acoplado térmicamente a un extremo del alojamiento principal; un cuerpo termoconductor (2; 1000) situado frente al lado frontal del reflector; al menos un diodo emisor de luz (6) acoplado térmicamente al cuerpo termoconductor, estando situado al menos un

diodo emisor de luz directamente frente al lado frontal del reflector de manera que la luz emitida desde al menos por

un diodo emisor de luz se dirija al lado frontal del reflector; caracterizado porque el cuerpo termoconductor comprende un tubo de transmisión de calor (8; 101) acoplado térmicamente al borde superior; y

el cuerpo termoconductor (1000) tiene sustancialmente forma de S y comprende una porción central (1001) en forma de barra, y porciones de ala curvas (1002, 1003) que se extienden de la porción central, estando acoplada cada porción de ala curva al borde superior (503) .

2. El aparato de iluminación de la reivindicación 1, en el que el cuerpo termoconductor proporciona una trayectoria para que el calor fluya desde al menos un diodo emisor de luz hacia el borde superior.

3. El aparato de iluminación de la reivindicación 1, en el que el reflector tiene un eje óptico central (300) ; comprendiendo adicionalmente el aparato de iluminación:

una plataforma de montaje (5) acoplada al cuerpo termoconductor y situada cerca o en el eje óptico central del reflector y acoplada térmicamente a al menos un diodo emisor de luz.

4. El aparato de iluminación de la reivindicación 3, en el que la plataforma de montaje está fabricada de cobre o de aluminio.

5. El aparato de iluminación de la reivindicación 1, que comprende adicionalmente un revestimiento metálico (550) acoplado al menos a una porción sustancial del cuerpo termoconductor.

6. El aparato de iluminación de la reivindicación 5, en el que el revestimiento metálico está fabricado de acero inoxidable, aluminio o cobre.

7. El aparato de iluminación de la reivindicación 1, en el que el reflector tiene forma de hipérbola, elipse o parábola.

8. El aparato de iluminación de la reivindicación 1, en el que el borde superior es circular y está fabricado de un material termoconductor.

9. El aparato de iluminación de la reivindicación 1, en el que el alojamiento principal tiene sustancialmente forma de cono truncado, cilíndrica o cúbica, y está fabricado de un material termoconductor.

10. El aparato de iluminación de la reivindicación 1, en el que el alojamiento principal comprende una o más las aletas de disipación del calor (58; 570) .

11. El aparato de iluminación de la reivindicación 9, que comprende adicionalmente: un alojamiento plástico (700) , acoplado al alojamiento principal; y una base de lámpara (701) acoplada al alojamiento plástico.

12. El aparato de iluminación de la reivindicación 11, en el que la base de lámpara es una base de lámpara E26, una base de lámpara GU10, una base de lámpara E27 o una base de lámpara GU10.

13. El aparato de iluminación de la reivindicación 1, que comprende adicionalmente: una placa de montaje (531) acoplada térmicamente al menos a un diodo emisor de luz; y una plataforma de montaje

(530) acoplada térmicamente a la placa de montaje y al cuerpo termoconductor.

14. El aparato de iluminación de la reivindicación 13, en el que la placa de montaje está fabricada de cobre.

15. El aparato de iluminación de la reivindicación 1, que comprende adicionalmente una cubierta de cristal

(800) acoplada al borde superior (503) , en el que la cubierta de cristal al menos cubre el reflector (502) , el cuerpo termoconductor (1000) , y al menos un diodo emisor de luz del entorno externo.

16. El aparato de iluminación de la reivindicación 1, en el que el alojamiento principal (57; 501) tiene una forma generalmente de cono truncado; en el que el reflector es un reflector con forma cónica con un eje óptico central (300) ; en el que el borde superior es circular; en el que el tubo de transmisión de calor tiene sustancialmente forma de S y se sitúa frente al lado frontal del

reflector de forma cónica, comprendiendo el tubo de transmisión de calor con forma sustancialmente de S una porción central (1001) que comprende una plataforma de montaje (530) situada en o cerca del eje óptico central del reflector de forma cónica, y dos porciones de ala curva (1002, 2003) , las porciones de ala curva acopladas respectivamente a cada extremo de la porción central y acopladas dentro del borde superior; y

en el que al menos un diodo emisor de luz está acoplado térmicamente a la plataforma de montaje.

17. El aparato de iluminación de la reivindicación 16, que comprende adicionalmente una PCI de núcleo metálico acoplada al menos a un diodo emisor de luz y a la plataforma de montaje.