DESCRIPCIÓN OBJE TO DE LA INVENCIÓN

La invención consiste en una lámpara de diodos emisores de luz (LED) que tiene por objeto sustituir las lámparas convencionales de las luminarias de alumbrado público.

ANTECEDENTES DE LA INVENCIÓN

Es conocido que la tecnología de generación de luz mediante diodos emisores de luz (LED, Ligh Emitting Diode) proporciona un ahorro de energía muy importante en comparación con el resto de tecnologías de iluminación existentes debido a que los dispositivos LED generan la luz a partir de energía eléctrica con mayor rendimiento en términos de lúmenes por vatio y con mayor calidad en términos de reproducción crómica. Además, tienen un tiempo de funcionamiento superior al resto de las lámparas del estado de la técnica.

Debido a las ventajas señaladas, son numerosos los desarrollos realizados para resolver diferentes aplicaciones de iluminación mediante dispositivos LED.

Una de las aplicaciones posibles es su utilización en luminarias de alumbrado público: áreas públicas urbanas, vías públicas, parques, aparcamientos, etc.

La forma convencional de abordar un proyecto de alumbrado público con tecnología LED es mediante la instalación de nuevas luminarias específicamente diseñadas para esta tecnología, reemplazando en su caso las luminarias convencionales que pudieran existir previamente. Esta necesidad de sustitución se debe a los requerimientos térmicos y ópticos específicos de las fuentes de luz LED. El hecho de tener que sustituir las luminarias completas implica un coste muy elevado que en muchas ocasiones no está compensado con el ahorro energético aportado por la tecnología LED.

Se han hecho numerosos intentos para solventar este inconveniente, mediante la adaptación de luminarias de otras tecnologías a la tecnología LED. La idea en todos estos intentos ha sido el desarrollo de una lámpara construida con tecnología LED que permitiese su uso en una luminaria existente reemplazando la lámpara convencional. A estas lámparas se les denomina por ello lámparas LED de sustitución .

Las lámparas LED de sustitución para el ámbito de alumbrado doméstico están técnicamente resueltas y existen productos comerciales adecuados.

Sin embargo, para el ámbito del alumbrado público, aunque existen soluciones comerciales de lámparas LED de sustitución, éstas adolecen de una serie de carencias o inconvenientes que limitan muchos usos. Las principales dificultades para el desarrollo de una lámpara LED de sustitución para el alumbrado público son las siguientes:

Las lámparas convencionales de alumbrado público ofrecen valores de flujo luminoso muy elevados.

Para conseguir valores equivalentes con dispositivos LED se requiere una potencia eléctrica muy superior a la de las lámparas LED de uso doméstico, aunque inferior a la de las lámparas de alumbrado público convencionales. A pesar del alto rendimiento de la tecnología LED, el calor generado por las lámparas LED, unido al hecho de que éstas no pueden operar a temperaturas mayores de 80°C ó 90°C, so pena de perder rendimiento y tiempo de vida, y a las limitaciones que presentan las luminarias convencionales para la evacuación del calor generado en su interior, hacen que no se hayan conseguido lámparas LED de sustitución para alumbrado público que funcionen de forma suficientemente eficiente y fiable.

Las luminarias convencionales para alumbrado público disponen de reflectores de luz previstos para lámparas que radian de forma omnidireccional . Los dispositivos LED por su naturaleza, radian de forma direccional. Esta característica es ventajosa para la construcción de luminarias LED específicas, pues se evita el uso de reflectores de luz, pero es un inconveniente a la hora de construir una lámpara LED de sustitución.

La tecnología LED requiere, además del propio dispositivo radiante LED, del empleo de un convertidor de alimentación que adapte la tensión de suministro, habitualmente alterna, a la requerida por los dispositivos semiconductores LED, que como es sabido es la corriente continua. Las luminarias convencionales no disponen de dicho convertidor de alimentación, el cual hay que instalarlo dentro de la luminaria o bien dentro de la propia lámpara, opción esta última que es la más ventajosa en cuanto a simplicidad de instalación, pero que obliga al convertidor de alimentación a operar en condiciones de temperaturas elevadas, lo que dificulta el que pueda hacerlo de forma fiable. Existen invenciones que pretenden resolver los inconvenientes referidos, pero que no lo logran de forma satisfactoria o no son aplicables al uso en alumbrado público.

En este sentido puede citarse la solicitud de patente internacional WO2011/135151, que describe una lámpara de sustitución que presenta como inconveniente principal el carecer de disipadores adecuados para evacuar el calor al exterior. Los disipadores que presenta son muy poco efectivos por encontrarse confinados en el interior de unos recintos bi-cónicos con mínima apertura al exterior. Otro inconveniente que presenta es que la luz que emiten los dispositivos LED no se radia directamente al exterior de la lámpara, sino que lo hace reflejada en unos reflectores cónicos metálicos susceptibles de sufrir oxidación y, por tanto, de ver mermadas sus propiedades ópticas. Además, la lámpara descrita carece de adaptador de alimentación integrado, lo que obliga a proveer de un adaptador de alimentación exterior.

También cabe citar la solicitud de patente estadounidense US2009/0267509, que describe una lámpara de sustitución en la que los elementos radiantes tipo LED se encuentran confinados en el interior de una ampolla de vidrio, lo que impide la disipación del calor generado por los dispositivos LED. La luz se radia en una sola dirección, lo que también la hace inadecuada como lámpara de sustitución para alumbrado público.

Además puede citarse la solicitud de patente estadounidense US2010/0134046. Describe una solución para adaptar una luminaria convencional de alumbrado público a la tecnología de iluminación LED, pero no puede considerarse una lámpara de sustitución por requerir un nivel de manipulación en la luminaria muy elevado: no se conecta al portalámparas existente y requiere anclajes mecánicos adicionales.

La solicitud de patente estadounidense US2011/0134239, describe una lámpara de sustitución que radia en una sola dirección, por lo que no es utilizable en luminarias que requieren lámparas omnidireccionales . El elemento disipador no es modular, sino formado por un único bloque dispuesto sobre un panel de dispositivos LED, lo que hace que la superficie útil del disipador sea reducida. Además, la efectividad del disipador se ve muy comprometida por la ubicación que ocupa: entre el panel LED y el alimentador, elementos ambos que obstaculizan el movimiento del aire por el disipador.

El documento más próximo a la invención lo constituye CN 202203704 U (QINZHENG HUANG) , en el que se describe una lámpara LED para alumbrado que comprende una base dotada de casquillo de fijación a un portalámparas de una luminaria y de conexión eléctrica, que también comprende un convertidor de corriente alterna a corriente continua requerido por los LEDs . La lámpara LED descrita en este documento también incluye una pluralidad de módulos disipadores de calor fijados sobre la base para facilitar la refirgeración de la lámpara. Sin embargo, estos módulos no están configurados para fijar en su periferia tarjetas portadoras de una pluralidad de LEDs, lo que simplifica su incorporación.

Sin embargo en el documento CN 202091825 U (DUJIANGYAN HUAGANG ELECTRONIC TECHNOLOGY CO LTD) publicado el 28.12.2011 se describe la incorporación de una pluralidad de módulos disipadores de calor fijados sobre la base y configurados para fijar en su periferia al menos una tarjeta portadora de una pluralidad de LEDs y además dichos módulos disipadores comprenden una pluralidad de aletas de refrigeración (Fig. 1), pero en este documento no se prevé que la tarjeta de LEDs se monta sobre módulos disipadores contiguos aprovechando el propio montaje de dichos módulos disipadores .

La invención proporciona una nueva configuración de los módulos disipadores que permite, al realizar el montaje de los módulos disipadores, que simultáneamente se efectúe el montaje de las tarjetas de LEDs, lo que simplifica su fabricación .

DESCRIPCIÓN DE LA INVENCIÓN

Para conseguir los objetivos y resolver los inconvenientes anteriormente indicados, la invención consiste en una lámpara de alumbrado público que está prevista para sustituir lámparas convencionales de las luminarias de alumbrado público, de forma que, al igual que las previstas en el estado de la técnica, comprende una base que incluye un casquillo de fijación a un portalámparas de una luminaria, constituyendo además el casquillo el medio de conexión a la red eléctrica. Además la invención comprende una pluralidad de módulos disipadores de calor ensamblables entre si, formando una sucesión de módulos disipadores fijados sobre la base. Los módulos disipadores comprenden una pluralidad de aletas de refrigeración, que están agrupadas formando n sectores separados una cierta distancia que definen n sectores de separación, para permitir la circulación de aire entre sectores de aletas de refrigeración. Además los módulos disipadores comprenden un cuerpo central del que emergen unas extensiones radiales a las que están fijadas las aletas de refrigeración, formando los sectores de aletas de refrigeración, y estando el extremo libre de las extensiones radiales dotados de medios de ensamblado de los distintos módulos disipadores y de medios de fijación de una tarjeta de LEDs, para fijar una tarjeta de LEDs por cada sector de aletas de refrigeración; donde las aletas están determinadas por extensiones laterales previstas en una o ambas caras laterales de las extensiones radiales; estando los extremos laterales de dichas extensiones laterales de cada extensión radial contigua separadas para formar los sectores de aletas de refrigeración y los sectores de separación.. Además, el interior de la base comprende un convertidor de corriente alterna a corriente continua, que es la corriente requerida por los LEDs . Dicho convertidor está conectado a un circuito de control de aplicación de la tensión de alimentación a los LEDs, que también está dispuesto en el interior de la base.

La principal novedad de la invención reside en que se prevé que los extremos libres de las extensiones radiales se encuentran rematados por una superficie vertical que sobresale por la parte superior e inferior de dichas extensiones radiales. Uno de los extremos de la superficie vertical está dotado de un escalonamiento interior en el que se acopla el extremo opuesto de la superficie vertical de un módulo disipador continuo. Además, dichos extremos de la superficie vertical están dotados de unos orificios, en correspondencia con los cuales la tarjeta de LEDs también comprende orificios, de forma que a través de dichos orificios se efectúa el ensamblado entre los módulos disipadores contiguos y, simultáneamente, la fijación de la tarjeta de LEDs sobre la superficie vertical formada por la agrupación de módulos de refrigeración, de manera que se establecen los medios de ensamblado entre módulos disipadores contiguos y, simultáneamente, los medios de fijación de una tarjeta de LEDs sobre la superficie vertical. En este caso, la tarjeta de LEDs presenta una configuración alargada de anchura igual o menor a la de las superficies verticales. Al sobresalir la superficie vertical por la parte superior e inferior de las extensiones radiales tras realizar la unión de los diferentes módulos disipadores entre si, éstos quedan separados entre si para permitir entre ellos la circulación de aire, consiguiendo una mayor refrigeración. Esta configuración determina que una sola tarjeta de LEDs se monta sobre módulos disipadores contiguos aprovechando además los orificios dispuesto en estos últimos para fijar la tarjeta, lo que no se describe en ninguno de los documentos del estado de la técnica.

Por tanto la tarjeta portadora de LEDs está fijada en la periferia de la sucesión de módulos disipadores ensamblados entre si. En la realización preferente, los sectores se encuentran dispuestos formando una simetría radial de orden 3, pero obviamente pueden adoptar cualquier otra configuración con n sectores de separación. En la realización preferida de la invención, se prevén tantas tarjetas de LEDs como extensiones radiales y sectores de aletas tengan los módulos disipadores.

Cada una de las extensiones radiales de un módulo disipador, presenta a su vez extensiones laterales en una o ambas caras laterales, hacia las extensiones radiales adyacentes del mismo módulo, sin que lleguen a entrar en contacto las extensiones laterales de dos extensiones radiales adyacentes de un mismo módulo, pues quedan separadas por el citado sector de separación.

Se ha previsto que el cuerpo central esté constituido por un cuerpo anular a través del cual se permite la circulación de aire.

Además, en la realización preferente de la invención, las extensiones laterales de las aletas de refrigeración están constituidas por un cuerpo alargado, uno de cuyos extremos está fijado transversalmente en un costado o cara lateral de las extensiones radiales. El cuerpo alargado que define las extensiones laterales de las aletas de refrigeración comprende, además, unas prolongaciones verticales de refrigeración que sobresalen superior e inferiormente respecto de dicho cuerpo alargado. Las extensiones radiales también están dotadas en su cara superior e inferior de una pluralidad de prolongaciones verticales de refrigeración, equivalentes a las dispuestas en el cuerpo alargado que constituyen las extensiones laterales de las aletas de refrigeración, obteniéndose un conjunto con un alto nivel de refrigeración.

La invención prevé que los cuerpos alargados de las extensiones laterales de las aletas de refrigeración, presenten una configuración curvada y paralela entre si. Además, la longitud de los cuerpos alargados de cada sector es creciente desde la más interior hasta la exterior, formando sectores circulares de aletas de refrigeración. Además, para facilitar la refrigeración, se prevé que las extensiones radiales comprendan una cierta anchura en la que se incluye una ranura central radial a través de la cual se permite la circulación de aire.

Para proteger los LEDs, la invención comprende un cobertor transparente que está constituido por un cuerpo semi- tubular longitudinal dotado en sus lados longitudinales de uñetas de fijación a la superficie vertical que remata el extremo libre de las extensiones radiales, de forma que el cobertor transparente se dispone por deslizamiento sobre la cara posterior de dichas superficies verticales que rematan los extremos libres de las extensiones, de forma que el cobertor transparente cubre y protege los diodos LEDs incluidos en la tarjeta, al mismo tiempo que permite que éstos irradien la luz hacia el exterior del cobertor transparente. Opcionalmente, dicho cobertor puede ser translúcido si se desea obtener mayor dispersión en la radiación de la luz.

Además, la invención prevé que un módulo disipador extremo, opuesto a la base, presente una cara externa configurada para fijar una tarjeta extrema de LEDs, de forma que en dicho extremo también se irradie luz. En la realización en la que los sectores de aletas de refrigeración forman sectores circulares, dicha tarjeta extrema presenta una configuración anular en la que están fijados un número de LEDs igual al número de sectores de aletas radiales.

En una realización de la invención, la tarjeta o tarjetas de LEDs comprenden un sensor de temperatura que está conectado al circuito de control, que a su vez está configurado para regular la alimentación de los LEDs en función de la temperatura detectada por el sensor, de forma que se evite que los LEDs puedan sobrecalentarse, como, por ejemplo, al encender la lámpara durante el día cuando la luminaria está muy caliente por efecto del sol, o evitando un sobrecalentamiento cuando el disipador de la lámpara acumula suciedad, por lo que no disiparía el calor de forma adecuada.

Otra característica de la invención consiste en que la lámpara comprende un módulo de comunicaciones, que igualmente puede estar alojado en la base. Dicho dispositivo de comunicaciones puede ser inalámbrico, o de transmisión a través de los propios conductores de energía eléctricos, de forma que en cualquiera de los casos se posibilita efectuar un control remoto de la lámpara para ajusfar su intensidad, controlar su encendido/apagado o supervisar su estado.

También cabe señalar que el circuito de control puede estar conectado a un mando para efectuar la regulación manual de intensidad luminosa de los LEDs, lo que permite que un mismo modelo de lámpara se pueda utilizar para reemplazar lámparas convencionales de diferente potencia sin más que ajusfar el nivel de corriente de los dispositivos LEDs. La configuración descrita proporciona una superficie muy amplia de contacto con el aire, lo que favorece la evacuación del calor producido por los LEDs al aire que circunda la lámpara.

A continuación, para facilitar una mejor comprensión de esta memoria descriptiva, y formando parte integrante de la misma, se acompañan una serie de figuras en las que con carácter ilustrativo y no limitativo se ha representado el objeto de la invención.

BREVE ENUNCIADO DE LAS FIGURAS

Figura 1.- Muestra una vista en perspectiva de un posible ejemplo de realización de la lámpara de la invención.

Figura 2.- Muestra una vista en alzado de la lámpara de la figura anterior. Figura 3.- Muestra una vista en perspectiva de un módulo disipador de calor empleado para la obtención de la lámpara representada en las figuras anteriores.

Figura 4.- Muestra una vista en alzado del módulo disipador de la figura anterior.

Figura 5.- Muestra una vista en planta del módulo disipador de la figura 3.

Figura 6.- Muestra una vista en perspectiva de una realización de la tarjeta de LEDs .

Figura 7.- Muestra una vista en perspectiva de la unión de dos módulos disipadores de calor y la disposición de las tarjetas de LEDs sobre los mismos.

Figura 8.- Muestra una vista en perspectiva del cobertor transparente que protege la tarjeta de LEDs.

Figura 9.- Muestra una vista en planta del módulo disipador extremo en cuya cara extrema superior se dispone una tarjeta extrema de LEDs para emitir luz desde dicha cara extrema .

Figura 10.- Muestra un diagrama de bloques funcional electrónico de la lámpara.

DESCRIPCIÓN DE LA FORMA DE REALIZACIÓN PREFERIDA

A continuación se realiza una descripción de la invención basada en las figuras anteriormente comentadas.

La lámpara de la invención consta de una base 1 dotada de un casquillo 2 convencional, que en la realización preferente es del tipo E40, para la fijación mecánica al portalámparas de una luminaria y, simultáneamente, para realizar la conexión eléctrica de la lámpara con la red. Sobre la base 1 comprende una pluralidad de módulos disipadores 3 ensamblables entre si, para formar una sucesión de módulos disipadores 3 acoplados unos a otros y fijados sobre la base 1.

Los módulos disipadores 3 están materializados en aluminio para facilitar la disipación de calor.

Cada uno de los módulos disipadores comprenden un cuerpo central 4 de configuración tubular, del que emergen unas extensiones radiales 5 en las que están fijadas una pluralidad de aletas de refrigeración 6, constituidas por extensiones laterales previstas en ambas caras laterales de las extensiones radiales 5. Más concretamente, las extensiones laterales que constituyen las aletas de refrigeración 6 comprenden un cuerpo alargado 6a, uno de cuyos extremos está fijado transversalmente en una cara lateral de las extensiones radiales 5. El cuerpo alargado 6a está dotado de prolongaciones verticales 6b que sobresalen superior e inferiormente respecto del cuerpo alargado 6a. Dicho cuerpo alargado presenta una configuración curvada y una longitud en aumento desde el tramo alargado interior hasta el exterior, formando sectores circulares. En el ejemplo de realización se han representado tres sectores circulares separados un ángulo de 120°, separados por sectores de separación. La realización preferente de la invención prevé que los módulos disipadores 3 presentan asimetría radial de orden n, siendo en el ejemplo de realización n=3, y en la que los sectores de refrigeración ocupan 100° y 20° y corresponden a los sectores de separación. Por consiguiente, en lugar de tres sectores circulares se podrían emplear cuatro, cinco o seis, de forma que las extensiones radiales 5 estarían separadas respectivamente 90°, 72° ó 60°.

Además, las extensiones radiales 5 presentan una cierta anchura en cuyas caras superior e inferior también incluyen una pluralidad de prolongaciones verticales de refrigeración 5a.

Para materializar la unión entre los diferentes módulos disipadores 3, se prevé que el extremo libre de las extensiones radiales 5 se encuentre rematada por una superficie vertical 7 que sobresale superior e inferiormente respecto a las extensiones radiales 5, de forma que en uno de sus extremos comprende un escalonamiento interior 8 de acoplamiento del extremo opuesto de la superficie vertical 7 de un módulo disipador contiguo, y de manera que las diferentes superficies verticales 7 de los distintos módulos disipadores 3 quedan alineadas longitudinalmente, lo que determina que, igualmente, el resto de los elementos descritos que componen cada uno de los módulos disipadores 3 queden alineados longitudinalmente. En la configuración descrita, las extensiones verticales 6b y 5a de los diferentes módulos de refrigeración 3 quedan separadas entre si para permitir la circulación de aire entre los distintos módulos de refrigeración 3.

La alineación de las superficies verticales 7 permite fijar, sobre cada una de ellas, una tarjeta 9 portadora de una pluralidad de LEDs 10. Para efectuar esta fijación y la de los distintos módulos disipadores 3 entre si, se ha previsto que las superficies verticales 7 estén dotadas en sus extremos de unos orificios 11, en correspondencia con los cuales las tarjetas 9 incorporan unos orificios 12, de forma que el punto de unión entre los módulos disipadores 3 es, además, el punto de anclaje con las tarjetas 9 de LEDs 10, unión que se efectúa mediante un tornillo 14 que se introduce desde el exterior, atravesando la tarjeta 9 por uno de sus orificios 12 y atravesando también el orificio 11 de la superficie vertical 7 que finalmente se enrosca sobre el orificio 11 previsto en el escalonamiento 8 de la superficie vertical 7 contigua, proporcionando sujeción mecánica al conjunto y manteniendo presión en la unión de la tarjeta 9 de LEDs 10 sobre el disipador, lo que posibilita un adecuado contacto térmico entre la tarjeta 9 de LEDs 10 y los módulos disipadores 3. La fijación de la agrupación de los diferentes módulos disipadores 3 entre si a la base se realiza mediante el mismo sistema, es decir, en la base 1 se incluyen las superficies verticales 7, no representadas, para efectuar dicha fijación con la superficies verticales 7 del módulo que se fija a la base, pero obviamente podría efectuarse de cualquier otra forma. Las extensiones radiales 5 están dotadas de una ranura 13 de forma que se extiende a lo largo de los diferentes módulos disipadores 3, siendo dicha ranura radial respecto del eje de lámpara lo que facilita la refrigeración.

La configuración descrita proporciona una superficie muy amplia de contacto con el aire, lo que favorece la evacuación del calor producido por los LEDs 10 al aire que circunda la lámpara.

Las tarjetas 9 de LEDs 10 se protegen mediante un cobertor transparente 15 que los aisla de la intemperie, para lo que presenta una forma semi-tubular longitudinal que en sus lados longitudinales incorpora unas uñetas 16 de fijación a la superficie vertical 7. La fijación del cobertor transparente 15 se realiza por deslizamiento sobre las superficies verticales 7, una vez ensamblado el conjunto disipador mediante los tornillos 14 según fue descrito.

Para los casos en los que se requiera que la lámpara emita potencia de flujo lumínico en la dirección de su eje, se ha previsto una tarjeta extrema 17 portadora de LEDs 10 que se instala en el módulo disipador 3 más alejado de la base 1, y que en el ejemplo de realización presenta una configuración anular en la que se incluyen tres LEDs ubicados en correspondencia con cada una de las extensiones radiales 5, pero obviamente podría incorporarse cualquier otro número de LEDs .

La base 1 alberga en su interior un circuito de control 18 que mediante un filtro 19 y un conversor 20 de corriente alterna a corriente continua se conecta a la red, de forma que el circuito de control 18 está configurado para proporcionar la alimentación de corriente continua a los LEDs 10.

El filtro 19 y el conversor 20 también se encuentran incluidos en el interior de la base 1, lo que evita la necesidad de emplear ningún otro elemento de conversión externo .

La tarjeta 9 de LEDs 10 está dotada de un sensor de temperatura 23 que se emplea para la función de protección térmica, de forma que el circuito de control 18 está configurado para regular la intensidad de la corriente inyectada en los LEDs 10 en función de la temperatura que alcancen. De este modo que se evita el sobrecalentamiento, que podría tener efectos destructivos sobre la lámpara, tal y como ya fue comentado en el apartado descripción de la invención . Además, el circuito de control 18 está conectado a un mando 22 para la regulación manual de la intensidad luminosa de los LEDs . El mando 22 puede ser, por ejemplo, una resistencia variable o potenciómetro.

Además, el circuito de control 18 está conectado a un módulo de comunicaciones 21, que en el ejemplo de realización es un módulo de comunicaciones inalámbrico de radiofrecuencia, de forma que se permite gobernar la funcionalidad de la lámpara desde un dispositivo remoto, permitiéndose controlar su encendido/apagado, regulación de luminosidad o supervisar su estado. El módulo de comunicaciones 21 también puede ser del tipo de los que realizan la transmisión a través de los propios conductores eléctricos de energía.

El módulo de control 21 también se encuentra alojado en el interior de la base 1 y el mando 22 de regulación de luminosidad puede disponerse sobre la propia base 1, en un lugar accesible para el usuario.