[发明专利]冷却系统和包括该冷却系统的基于LED的光源

说明书

背景技术

过去，提出用在危险区域中的多个照明器或光源，其中白炽灯光源或荧光灯光源由发光二极管（LED）所替代。这些新的光源也须满足将这些光源设置在诸如防火封壳之类危险区域中的特定需求，或者诸如Ex-e(增安型)、Ex-d(隔爆型)之类防爆产品所含的其它需求。此外，这些LED光源的光输出取决于温度，并且通常认为，环境温度例如从20℃升高至90℃会致使光通量从100％变为50％。因此，对于此种LED光源需要冷却系统来补偿光通量的减小。此种冷却系统也需要满足上文已提到的用在危险区域中的需求。

一种补偿光通量减小的可能方案是增大整个固定件和相对应的光源容纳件的冷却能力，以通过增大相对于环境大气的接触表面来至少部分地补偿此种光通量减小。另一种可能方案是，在光通量发生相应地减小的情形中、增加一些所使用的LED。

然而，上述那些方案都会导致成本增加并且还会导致相对应的光源或光源配件的尺寸增大。

发明内容

本发明的目的是利用最低的额外成本或最低的额外的光源重量或尺寸来补偿光通量的减小，其中，同时LED光源应能以宽泛的温度范围用在危险区域中。

可通过独立权利要求的特征来实现该目的。

根据本发明，相对应的LED光源的冷却系统并不仅仅包括冷却本体来作为冷却系统的一部分，其中该冷却本体设置在防火壳体内，该冷却系统还包括电气操作的空气循环装置。

通过该空气循环装置，可使得空气强有力地循环并且通过该循环的空气使得热量从LED光源充分地散除，以避免由于温度升高而导致的任何光通量减小。

当然，此种电气操作的空气循环装置也必须满足在危险区域操作该空气循环装置的要求。实现此种空气循环装置的一种简单的可能性是包括至少一个冷却风扇的装置。

为了使用光源的特定的防爆特性，还可将空气循环装置设置在防火壳体内。这意味着，在危险区域中无需采取额外的预警措施，但采用光源已履行的相对应措施。

防火壳体的一种可能性例如是隔爆型（ex-d）封壳，该隔爆型封壳提供防爆壳体。

通常，不仅需要一个LED光源，而且需要相当多数量的该LED光源。在该考虑上，如果基于LED的光源包括至少一个LED模块则会是有利的，该LED模块具有包括印刷电路板和多个LED的LED板。这些相对应的模块也可替代多个其它的光源，例如2或3个荧光灯或白炽灯。

此外，能以不同的形状和尺寸获得相对应的模块，通常这些相对应的LED直接设置在此种印刷电路板（PCB）上。还可直接使用相对应的端子，用以将此种LED板与端子电气地连接，以替代之前所述的白炽灯或荧光灯。

为了直接从LED板耗散热量，还可使得该LED板直接与例如包括多个冷却肋部的冷却本体接触。还可将冷却本体和LED板设计成一件式构造，以设置在光源内。

为了相对于LED获得有效气流，如果将空气循环装置设置在LED板和/或冷却本体的开口中则可被认为是有利的。经由此种空气循环装置，空气将在防火壳体内循环，以使得热量不仅由冷却本体及其冷却肋部传递至壳体的壁，而且通过壳体内的增大气流传递至壳体的壁。空气循环装置也可设置在壳体内的其它位置处，例如设置在空气循环腔室内。

此外，气流也会较佳地将热量从LED耗散至冷却本体及其肋部。

为了获得相当大的用于此种热耗散的表面，可提出在LED板和冷却本体周围形成空气循环腔室。这使得气流几乎与壳体的所有相对应内表面接触。

会需要将风扇设置在特定位置处用以优化冷却效果，且在该考虑上，当空气循环装置的风扇与相对应的风扇电动机分开时则是有利的，而在该空气循环装置的风扇和相对应的风扇电动机之间设有机械扭矩传递装置。这允许单独地设置风扇电动机和风扇。此种机械扭矩传递装置可以是转动轴线、心轴装置之类。当然，还可使得相对应的风扇电动机分配给壳体内的两个或多个风扇。

此外，还可将风扇电动机设置在防火壳体内，且将至少一个风扇分配给外部壳体，该外部壳体至少部分地覆盖防火壳体，而空气引导装置设置在该外部壳体和防火壳体之间。

这意味着，风扇设置在防火壳体的外部且仅仅需要满足与危险区域中布置相关的某些机械要求。然而，防火壳体和设置在其中的构件仍需满足所有的电气要求。

为了改进利用此种外部风扇和外部壳体的冷却，可考虑设置多个冷却肋部，这些冷却肋部在防火壳体的外表面和外部壳体之间延伸，并且具体设置在空气引导装置内。外部壳体也用于保护冷却肋部不受灰尘之类的污染。