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1. WO2017075721 - VERFAHREN ZUM KÜHLEN EINES AN EINEM KÜHLKÖRPER ANGEORDNETEN LED-LEUCHTMITTELS

Anmerkung: Text basiert auf automatischer optischer Zeichenerkennung (OCR). Verwenden Sie bitte aus rechtlichen Gründen die PDF-Version.

[ DE ]

Patentansprüche

1. Verfahren zum Kühlen eines an einem Kühl- körper (1) angeordneten LED-Leuchtmittels (2), umfassend die Schritte:

a) Anordnen des Kühlkörpers (1) mit dem daran angeordneten LED-Leuchtmittel (2) in einem fluiddichten, insbesondere hermetisch geschlossenen und mit einem Fluid (6), insbesondere mit Luft (6), gefüllten Gehäuse (5), welches einen ersten Teilbereich (5a) aufweist, in wel- chem die Gehäusewände im Wesentlichen aus einem transpa- renten Material, insbesondere aus Glas, sind und als Aus- trittsfläche für das von dem LED-Leuchtmittel (2) erzeug- te Licht dienen; und

b) Erzeugen mindestens einer Umlaufströmung (8, 9, 10) aus dem im Gehäuse (5) befindlichen Fluid (6) innerhalb des Gehäuses (5) mittels einer Fördereinrich-tung (3), insbesondere mittels eine Pumpe oder eines Lüf-ters (3), derart, dass diese Umlaufströmung (8, 9, 10) entlang von Kühlflächen des Kühlkörpers (1) und von Ge-häusewandflächen geführt wird und beim Umlaufen fortwäh-rend Wärme von dem Kühlkörper (1) aufnimmt und an die Gehäusewände abgibt.

2. Verfahren nach Anspruch 1, wobei der Kühl-körper (1) in einem Gehäuse (5) angeordnet wird, welches einen zweiten Teilbereich (5b) aufweist, in dem die Ge-häusewände im bestimmungsgemässen Betrieb nicht als Aus-trittsfläche für das von dem LED-Leuchtmittel (2) erzeug-te Licht dienen, und insbesondere, in dem die Gehäusewän-de im Wesentlichen aus einem nicht-transparenten Materi-al, insbesondere aus Metall, sind,

und wobei die mindestens eine Umlaufströmung (8, 9, 10) derartig erzeugt wird, dass sie entlang von Gehäusewandflächen des ersten Teilbereichs (5a) des Ge-häuses (5) und/oder entlang von Gehäusewandflächen des zweiten Teilbereichs (5b) des Gehäuses (5) geführt wird.

3. Verfahren nach Anspruch 2, wobei als min- destens eine Umlaufströmung mehrere Umlaufströmungen (8, 9, 10), insbesondere genau zwei Umlaufströmungen (8, 9), erzeugt werden, derart, dass eine erste Umlaufströmung (8) entlang von Kühlflächen des Kühlkörpers (1) und von Gehäusewandflächen des ersten Teilbereichs (5a) des Ge- häuses (5) geführt wird und eine zweite Umlaufströmung (9) entlang von Kühlflächen des Kühlkörpers (1) und von Gehäusewandflächen des zweiten Teilbereichs (5b) des Ge- häuses (5) geführt wird.

4. Verfahren nach Anspruch 3, wobei die meh- reren Umlaufströmungen (8, 9, 10) mit einer gemeinsamen Fördereinrichtung (3) erzeugt werden.

5. Verfahren nach einem der Ansprüche 3 bis 4, wobei die erste Umlaufströmung (8) derartig erzeugt wird, dass sie im Wesentlichen in einer vertikalen Ebene umläuft und die zweite Umlaufströmung (9) derartig er- zeugt wird, dass sie im Wesentlichen in einer vertikalen oder horizontalen Ebene umläuft.

6. Verfahren nach einem der Ansprüche 3 bis

4, wobei die mehreren Umlaufströmungen (8, 9, 10) derar-tig erzeugt werden, dass sie jeweils im Wesentlichen in einer horizontalen Ebene umlaufen.

7. Verfahren nach einem der Ansprüche 3 bis 6, wobei die erste Umlaufströmung (8) derartig erzeugt wird, dass sie, nachdem sie entlang von Gehäusewandflä-chen des ersten Teilbereichs (5a) des Gehäuses (5) ge-führt worden ist, in die zweite Umlaufströmung (9) ge-führt wird und dann gemeinsam mit der zweiten Umlauf-Strömung (9) entlang von Gehäusewandflächen des zweiten Teilbereichs (5b) des Gehäuses (5) geführt wird, bevor dieser aus der ersten (8) und der zweiten (9) Umlaufströ-mung gebildete Gesamtström (4) wieder zum Kühlkörper (1) geführt wird.

8. Verfahren nach Anspruch 7, wobei an der

Stelle, an der die erste Umlaufströmung (8) in die zweite Umlaufströmung (9) geführt wird, durch die strömende zweite Umlaufströmung (9) ein Druckgefälle erzeugt wird, über welches die erste Umlaufströmung (8) in die zweite Umlaufströmung (9) hineingesaugt wird.

9. Verfahren nach einem der Ansprüche 3 bis 6, wobei die erste (8) und die zweite (9) Umlaufströmung, nachdem sie getrennt voneinander entlang von Gehäusewand- flächen des ersten (5a) bzw. zweiten (5b) Teilbereichs des Gehäuses (5) geführt worden sind, zusammengeführt werden und dann als Gesamtstrom (4) wieder zum Kühlkörper (1) geführt werden.

10. Verfahren nach einem der Ansprüche 7 bis 9, wobei die Aufteilung des von der Fördereinrichtung (3) zum Kühlkörper (1) geführten Gesamtstromes (4) im Kühl- körper (1) erfolgt, derart, dass die Fluidströme, welche die erste (8) und die zweite (9) Umlaufströmung bilden, den Kühlkörper (1) an unterschiedlichen Orten, insbeson-dere in entgegengesetzten Richtungen, verlassen.

11. Verfahren nach Anspruch 10, wobei die Fluidströme, welche die erste (8) und die zweite (9) Umlaufströmung bilden, im Kühlkörper (1) umgelenkt werden, insbesondere jeweils um 90°.

12 . Verfahren nach.einem der Ansprüche 7 bis 9, wobei die Aufteilung des zum Kühlkörper (1) geführten Gesamtstromes (4) stromabwärts von dem Kühlkörper (1) er-folgt.

13. Verfahren nach einem der vorangehenden Ansprüche, wobei der Kühlkörper (1) beabstandet von den Gehäusewänden angeordnet wird oder in Kontakt mit einer Gehäusewand angeordnet wird, zur Übertragung von Wärme vom Kühlkörper auf die Gehäusewandung mittels Wärmelei-tung.

14. Verfahren nach einem der vorangehenden Ansprüche, wobei die Förderleistung der Fördereinrichtung (3) in Abhängigkeit von der Umgebungstemperatur geregelt wird.

15. LED-Beleuchtungsanordnung zur Durchführ- ung des Verfahrens nach einem der vorangehenden Ansprü- che, umfassend:

a) mindestens ein an einem Kühlkörper (1) angeordnetes LED-Leuchtmittel (2);

b) mindestens eine Fördereinrichtung (3), insbesondere eine Pumpe oder ein Lüfter (3), zur Erzeugung eines Fluidstroms (4) zum Kühlen des Kühlkörpers (1); und

c) ein fluiddichtes, insbesondere herme- tisch geschlossenes Gehäuse (5), welches mit einem Fluid (6), insbesondere mit Luft (6), gefüllt ist, wobei das Gehäuse (5) einen ersten Teilbereich (5a) aufweist, in welchem die Gehäusewände im Wesentlichen aus einem transparenten LMaterial, insbesondere aus Glas, sind und im bestimmungsgemässen Betrieb als Austrittsfläche für das von dem mindestens einen LED-Leuchtmittel (2) er- zeugte Licht dienen,

wobei der Kühlkörper (1) mit dem daran angeordneten LED-Leuchtmittel (2) und die Fördereinrichtung (3) inner-halb des Gehäuses (5) angeordnet sind und wobei diese, insbesondere in Kombination mit zugeordneten Strömungs-leiteinrichtungen (7), derartig zusammenwirken, dass sich im bestimmungsgemässen Betrieb bei aktivierter Förderein-richtung (3) mindestens eine durch die Fördereinrichtung (3) erzeugte Umlaufströmung (8, 9, 10) des im Gehäuse (5) befindlichen Fluids (6) ergibt, welche entlang von Kühl-flächen des Kühlkörper (1) und sodann entlang von Gehäu-sewandflächen strömt und dabei fortwährend Wärme von dem Kühlkörper (1) aufnimmt und an die Gehäusewände abgibt.

16. LED-Beieuchtungsanorcnung nach Anspruch 15, wobei das Gehäuse (5) einen zweiten Teilbereich (5b) aufweist, in welchem die Gehäusewände im bestimmungsge-mässen Betrieb nicht als Austrittsfläche für das von dem mindestens einen LED-Leuchtmittel (2) erzeugte Licht die- nen, und insbesondere, in welchem die Gehäusewände im We- sentlichen aus einem nicht-transparenten Material, insbe- sondere aus Metall, sind,

und wobei die Beleuchtungsanordnung derartig ausge- bildet ist, dass im bestimmungsgemässen Betrieb bei akti- vierter Fördereinrichtung (3) die mindestens eine Umlauf- strömung (8, 9, 10) entlang von Gehäusewandflächen des ersten Teilbereichs (5a) des Gehäuses (5) und/oder ent- lang von Gehäusewandflächen des zweiten Teilbereichs (5b) des Gehäuses (5) strömt.

17. LED-Beleuchtungsanordnung nach Anspruch

16, wobei die Beleuchtungsanordnung derartig ausgebildet ist, dass sich im bestimmungsgemässen Betrieb bei akti- vierter Fördereinrichtung (3) mindestens zwei Umlaufströ-mungen (8, 9, 10) ergeben, von denen eine erste Umlauf- strömung (8) entlang von Gehäusewandflächen des ersten Teilbereichs (5a) des Gehäuses (5) strömt und eine zweite Umlaufströmung (9) entlang von Gehäusewandflächen des zweiten Teilbereichs (5b) des Gehäuses (5) strömt.

18 . LED-Beleuchtungsanordnung nach Anspruch

17, wobei die Beleuchtungsanordnung derartig ausgebildet ist, dass die mindestens zwei Umlaufströmungen (8, 9, 10) von der gleichen Fördereinrichtung ( 3 ) erzeugt werden.

19. LED-Beleuchtungsanordnung nach einem der Ansprüche 17 bis 18, wobei die Beleuchtungsanordnung der-artig ausgebildet ist, dass die erste Umlaufströmung (8) im Wesentlichen in einer vertikalen Ebene umläuft und die zweite Umlaufströmung (9) im Wesentlichen in einer verti-kalen oder horizontalen Ebene umläuft.

20. LED-Beleuchtungsanordnung nach einem der Ansprüche 17 bis 18, wobei die Beleuchtungsanordnung der-artig ausgebildet ist, dass die Umlaufströmungen (8, 9, 10) im Wesentlichen in einer horizontalen Ebene umlaufen.

21. LED-Beleuchtungsanordnung nach einem der Ansprüche 17 bis 20, wobei die Beleuchtungsanordnung der-artig ausgebildet ist, dass die erste Umlaufströmung (8), nachdem sie entlang von Gehäusewandflächen des ersten Teilbereichs (5a) des Gehäuses (5) geströmt ist, in die zweite Umlaufströmung (9) eintritt und dann gemeinsam mit der zweiten Umlaufströmung (9) entlang von Gehäusewand- flächen des zweiten Teilbereichs (5b) des Gehäuses (5) strömt, bevor dieser aus der ersten (8) und der zweiten (9) Umlaufströmung gebildete Gesamtstrom (4) wieder zum Kühlkörper (1) strömt.

22. LED-Beleuchtungsanordnung nach Anspruch 21, wobei die Beleuchtungsanordnung derartig ausgebildet ist, dass an der Stelle (12), an der die erste Umlauf- strömung (8) in die zweite Umlaufströmung (9) eintritt, durch die strömende zweite Umlaufströmung (9) ein Druck-gefälle erzeugt wird, welches die erste Umlaufströmung (8) in die zweite Umlaufströmung (9) hineinsaugt.

23. LED-Beleuchtungsanordnung nach einem der Ansprüche 17 bis 20, wobei die Beleuchtungsanordnung der artig ausgebildet ist, dass die erste Umlaufströmung (8) nachdem sie entlang von Gehäusewandflächen des ersten Teilbereichs (5a) des Gehäuses (5) geströmt ist, und die zweite Umlaufströmung (9), nachdem sie entlang von Gehau sewandflächen des zweiten Teilbereichs (5b) des Gehäuses (5) geströmt ist, zusammenströmen und dann als Gesamt-strom (4) wieder zum Kühlkörper (1) strömen.

24. LED-Beleuchtungsanordnung nach einem der Ansprüche 21 bis 23, wobei die Beleuchtungsanordnung der artig ausgebildet ist, dass die Aufteilung des von der Fördereinrichtung (3) zum Kühlkörper (1) geführten Ge-samtstromes (4) im Kühlkörper (1) erfolgt, derart, dass die Fluidströme, welche die erste (8) und die zweite (9) Umlaufströmung bilden, den Kühlkörper (1) an unterschied liehen Orten, insbesondere in entgegengesetzten Richtun-gen, verlassen.

25. LED-Beleuchtungsanordnung nach einem der Ansprüche 21 bis 23, wobei die Beleuchtungsanordnung der artig ausgebildet ist, dass die Aufteilung des zum Kühl-körper (1) geführten GesamtStromes (4) stromabwärts vom Kühlkörper (1) erfolgt.

26. LED-Beleuchtungsanordnung nach einem der Ansprüche 15 bis 25, wobei der Kühlkörper (1) beabstandet von den Gehäusewänden ist oder in Kontakt mit einer Ge- häusewand steht, zur Übertragung von Wärme vom Kühlkörper auf die Gehäusewandung mittels Wärmeleitung.

27. LED-Beleuchtungsanordnung nach einem der Ansprüche 15 bis 26, des Weiteren umfassend einen Reflek- tor (11) zur Reflektion und/oder Bündelung des von dem LED-Leuchtmittel (2) erzeugten Lichts, wobei der Reflek- tor (11) im bestirnmungsgemässen Betrieb als Strömungs- leiteinrichtung für die mindestens eine Umlaufströmung und/oder als Kühlkörper für das mindestens eine LED- Leuchtmittel dient.

28 . LED-Beleuchtungsanordnung nach einem der Ansprüche 15 bis 27, wobei das Gehäuse (5) mit einem anderen Fluid (6) als Luft gefüllt ist, insbesondere mit Wasserstoff, Helium, Fluorkohlenwasserstoff, Stickstoff, Kohlendioxid oder Schwefelhexafluorid.

29. LED-Beleuchtungsanordnung nach einem der Ansprüche 15 bis 28, wobei das Fluid (6) im Gehäuse (5) unter einem Überdruck steht.

30. LED-Beleuchtungsanordnung nach einem der Ansprüche 15 bis 29, des Weiteren umfassend, angeordnet im Gehäuse (5) in einem Bereich, der im bestimmungsgemäs-sen Betrieb bei aktivierter Fördereinrichtung (3) von dem Fluid (6) durchströmt oder umströmt wird, Mittel zum Zu-rückhalten von Schmutzpartikeln und/oder zur Verhinderung von Kondensation, insbesondere Feinfilter, Elektrofilter, Zeolithe und/oder adsorbierende Stoffe, insbesondere Silikagel.

31. LED-Beleuchtungsanordnung nach einem der Ansprüche 15 bis 30, des Weiteren umfassend thermostati-sche und/oder auf Sonneneinstrahlung reagierende Sicher-heits- bzw. Stromsparvorrichtungen, welche eine Überhitz-ung des LED-Leuchtmittels (2) mittels einer Reduktion der Versorgungsenergie bzw. mittels Abschaltung verhindern, wenn zu hohe LED-Temperaturen, Gehäuseinnenraumtemperatu-ren und/oder direkte Sonneneinstrahlung auf das Gehäuse (5) festgestellt werden.

32. LED-Beleuchtungsanordnung nach einem der Ansprüche 15 bis 31, des Weiteren umfassend Einrichtungen zur Anpassung der Leistung der Fördereinrichtung (3) in Abhängigkeit von der Umgebungstemperatur an die aktuell erforderliche Wärmetransportleistung.