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WO2008128635A1 - Light with a cooling system - Google Patents

Light with a cooling system Download PDF

Info

Publication number
WO2008128635A1
WO2008128635A1 PCT/EP2008/002742 EP2008002742W WO2008128635A1 WO 2008128635 A1 WO2008128635 A1 WO 2008128635A1 EP 2008002742 W EP2008002742 W EP 2008002742W WO 2008128635 A1 WO2008128635 A1 WO 2008128635A1
Authority
WO
WIPO (PCT)
Prior art keywords
pump
recessed ceiling
light source
luminaire
housing
Prior art date
Application number
PCT/EP2008/002742
Other languages
German (de)
French (fr)
Inventor
Gerald Ladstätter
Erich Schwärzler
Günther SEJKORA
Original Assignee
Zumtobel Lighting Gmbh
Ledon Lighting Gmbh
Priority date (The priority date is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the date listed.)
Filing date
Publication date
Application filed by Zumtobel Lighting Gmbh, Ledon Lighting Gmbh filed Critical Zumtobel Lighting Gmbh
Priority to EP08735062A priority Critical patent/EP2137458B1/en
Publication of WO2008128635A1 publication Critical patent/WO2008128635A1/en

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Classifications

    • FMECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
    • F21LIGHTING
    • F21SNON-PORTABLE LIGHTING DEVICES; SYSTEMS THEREOF; VEHICLE LIGHTING DEVICES SPECIALLY ADAPTED FOR VEHICLE EXTERIORS
    • F21S8/00Lighting devices intended for fixed installation
    • F21S8/02Lighting devices intended for fixed installation of recess-mounted type, e.g. downlighters
    • FMECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
    • F21LIGHTING
    • F21VFUNCTIONAL FEATURES OR DETAILS OF LIGHTING DEVICES OR SYSTEMS THEREOF; STRUCTURAL COMBINATIONS OF LIGHTING DEVICES WITH OTHER ARTICLES, NOT OTHERWISE PROVIDED FOR
    • F21V29/00Protecting lighting devices from thermal damage; Cooling or heating arrangements specially adapted for lighting devices or systems
    • F21V29/50Cooling arrangements
    • F21V29/60Cooling arrangements characterised by the use of a forced flow of gas, e.g. air
    • FMECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
    • F21LIGHTING
    • F21VFUNCTIONAL FEATURES OR DETAILS OF LIGHTING DEVICES OR SYSTEMS THEREOF; STRUCTURAL COMBINATIONS OF LIGHTING DEVICES WITH OTHER ARTICLES, NOT OTHERWISE PROVIDED FOR
    • F21V29/00Protecting lighting devices from thermal damage; Cooling or heating arrangements specially adapted for lighting devices or systems
    • F21V29/50Cooling arrangements
    • F21V29/60Cooling arrangements characterised by the use of a forced flow of gas, e.g. air
    • F21V29/63Cooling arrangements characterised by the use of a forced flow of gas, e.g. air using electrically-powered vibrating means; using ionic wind
    • HELECTRICITY
    • H05ELECTRIC TECHNIQUES NOT OTHERWISE PROVIDED FOR
    • H05BELECTRIC HEATING; ELECTRIC LIGHT SOURCES NOT OTHERWISE PROVIDED FOR; CIRCUIT ARRANGEMENTS FOR ELECTRIC LIGHT SOURCES, IN GENERAL
    • H05B45/00Circuit arrangements for operating light-emitting diodes [LED]
    • FMECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
    • F21LIGHTING
    • F21YINDEXING SCHEME ASSOCIATED WITH SUBCLASSES F21K, F21L, F21S and F21V, RELATING TO THE FORM OR THE KIND OF THE LIGHT SOURCES OR OF THE COLOUR OF THE LIGHT EMITTED
    • F21Y2115/00Light-generating elements of semiconductor light sources
    • F21Y2115/10Light-emitting diodes [LED]

Definitions

  • the present invention relates to a luminaire, in particular a recessed ceiling luminaire with a housing, a light source disposed within the housing and a device for generating a guided through the housing gas flow for cooling the light source.
  • a light source of a luminaire heats up during operation of the luminaire, so that in general the problem of cooling the light source or the luminaire is given.
  • the light source is a light-emitting diode (LED)
  • the light flux produced by the LED will be smaller under normal conditions the warmer the LED is.
  • the life of an LED is usually reduced if it is not cooled during operation.
  • LEDs must be effectively cooled in order to operate at the best possible level of performance can.
  • the invention is based on the object to provide a lamp whose light source can be effectively cooled, especially in the case that no free convection flow can form.
  • a luminaire in particular a recessed ceiling luminaire, which has a housing, a light source arranged inside the housing, and a device for generating a gas flow guided through the housing for cooling the light source.
  • the device comprises a pump.
  • the gas stream may be, for example, an air stream.
  • the luminaire can also be, for example, a recessed wall luminaire.
  • said plane may be the ceiling plane, that is to say that plane which is defined by the underside of the ceiling which, when installed, surrounds the luminaire.
  • the light source comprises at least one LED.
  • the pump is a positive displacement pump, in particular a piston pump or a diaphragm pump.
  • a positive displacement pump in particular a piston pump or a diaphragm pump.
  • Compared to a fan, such pumps can be operated to perform slower movements. This has the advantage that a quieter operation is possible.
  • such pumps generally have a longer life.
  • a diaphragm pump is particularly advantageous because, in this case, seal problems between piston and cylinder can not occur in comparison with a piston pump.
  • the pump comprises a pumping chamber and an outlet channel for the gas flow, wherein the outlet channel connects the pumping chamber with the space outside the luminaire.
  • the term "pumping chamber” here refers to that space in the pump in which the compression of the gas takes place, which is caused by the movement of the displacement body of the pump, for example, the piston or the membrane.
  • the exhaust passage may terminate at an exhaust port located in a wall of the housing of the lamp so that gas from the exhaust port may flow into the space outside the lamp.
  • the outlet opening can be arranged in the above-mentioned plane, that is, for example, in the intended ceiling plane.
  • the pump may comprise an inlet channel for the gas flow, which connects the outer space of the lamp with the pumping chamber.
  • the inlet duct may begin at an inlet opening located in a wall of the housing of the luminaire so that gas from the space outside the luminaire can effectively flow into the pumping chamber.
  • the inlet opening can be arranged in the above-mentioned plane, that is, for example, in the intended ceiling plane.
  • valves for controlling the direction of the gas flow are arranged at the inlet channel and at the outlet channel.
  • a particularly effective gas flow may be generated if the pump further comprises a second pumping chamber.
  • the lamp has an electric motor for driving the pump, wherein preferably a device is provided, with which the rotational movement of the electric motor via a crank drive or an eccentric can be converted into a linear movement.
  • the luminaire has a system for driving the pump, which comprises a magnetic coil and a submersible magnet.
  • a system for driving the pump which comprises a magnetic coil and a submersible magnet.
  • the coil can be operated with a low-frequency alternating voltage, preferably less than 20 Hz. This allows a particularly quiet operation.
  • a break contact is provided, which preferably opens when the displacement body, so for example, the piston of the pump is in an extreme position.
  • a piezoelectric actuator for example a bimorph, is provided for controlling the pump,
  • a Stirling engine is provided for driving the pump.
  • the light source may in this case be thermally connected to the "hot region" of the Stirling engine, thus allowing the heat generated by the light source to be used to drive the pump.
  • the Stirling engine may also advantageously be a flat plate Stirling engine, the light source accordingly This form of Stirling engine already works with comparatively very small temperature differences
  • FIG. 1 is a sketch of a lamp according to the invention with a driven by a Stirling engine diaphragm pump
  • FIG. 2 shows a sketch of an embodiment with a piston pump
  • FIG. 3 is a sketch of an embodiment with a diaphragm pump
  • Fig. 6 is a sketch of a pump drive by means of a magnetic coil and a submersible magnet
  • Fig. 7 is a sketch of an alternative channel guide.
  • Fig. 1 shows a sketch of a lamp according to the invention.
  • the luminaire may in particular be a recessed ceiling luminaire which is intended to be installed in a corresponding installation opening in a ceiling 4.
  • the installation opening may, for example, be an opening which is closed at the top, so that there is generally the problem of cooling the luminaire.
  • the lamp comprises a region which can be referred to as a heat sink 7 and in which a generally designated 3 pump is arranged, which is adapted to a gas flow - in the example shown, an air flow - to generate, which serves to cool the light source or the LEDs 2.
  • the heat sink 7 extends at least partially above the light source 2.
  • the gas flow is guided through the housing 1 or through the heat sink 7. With the help of the pump 3, therefore, an air flow can be generated which at least to a considerable extent removes the heat which is generated by the LEDs 2 during operation of the luminaire.
  • the pump 3 is a diaphragm pump 3 'with a membrane 12.
  • the diaphragm pump 3' further comprises a pumping chamber 5, the bottom of the membrane 12, laterally from the inner surface of a pumping cylinder 6 and top of a pump chamber ceiling 14 is limited.
  • the membrane 12 moves in operation with a central region alternately up and down, as indicated by the double arrow 13 in Fig. 1 and acts in this way as a displacement of the pump 3 to the air located in the pump chamber 5.
  • an inlet opening 11 is provided at the transition from the outer space AR in the housing 1, which is provided at the transition from the outer space AR in the housing 1, so that an inlet opening 11 is provided.
  • the inlet opening 11 lies in a plane E, which extends horizontally and thus above the LEDs 2 through the housing 1 or the heat sink 7 when the lamp is in the proper position.
  • the plane E can, for example - as sketched in FIG. 1 - coincide with that plane which is usually referred to as the ceiling plane DE, ie with the plane defined by the underside of the ceiling 4, which surrounds the luminaire in the installed state of the luminaire ,
  • an outlet channel 8 which connects the interior of the pumping chamber 5 with the outer space AR, so that the gas or the air can flow from the pumping chamber 5 into the outer space AR.
  • an outlet 10 is provided at the transition between the outlet channel 8 and the outer space AR.
  • the pump 3 'further comprises a suction or inlet valve 21, which may be arranged for example at the transition between the inlet channel 9 and the pumping chamber 5 and allows air flow from the outer space AR into the pumping chamber 5, but blocks in the opposite direction ,
  • a pressure or exhaust valve 20, which may be provided for example at the transition from the outlet channel 8 to the outer space AR, allows an air flow from the pumping chamber 5 in the outer space AR, but locks in the opposite direction.
  • the heat sink 7 has a channel system formed from the inlet channel 9 and the outlet channel 8, which allows an air flow from the ceiling level DE upwards into the pumping chamber 5 on the one hand and from the pumping chamber 5 downwards via the outlet opening 10 into the outside space AR on the other hand allows.
  • the arrangement is also suitable, for example, for a recessed wall luminaire, namely with a corresponding rotated by 90 ° orientation.
  • an inventive lamp an effective air flow through a vertical plane from the interior of the lamp can be effected in the outer space.
  • a Stirling engine for driving the diaphragm pump 3 ', in the form of a flat plate Stirling engine 30 with a lower flat plate or end plate 31 forming the "hot region" of the Stirling engine 30 and an upper one End plate 32, which forms the "cold area” of the Stirling engine 30.
  • the light source or LEDs 2 are thermally connected to the end plate 31, which forms the hot region.
  • the other end plate 32 is thermally connected to the heat sink 7.
  • a cylindrical working chamber is formed, in which a porous working piston 33 of the Stirling engine 30 can move.
  • the Stirling engine 30 draws its energy from the temperature difference of the two end plates 31, 32.
  • the diaphragm 12 of the pump 3 is moved.
  • the flow of air generated by the pump 3 cools the "cold" plate 32 of the Stirling engine 30 via the heat sink 7, thus maintaining the temperature difference not discussed in detail.
  • a Stirling engine to drive the pump is advantageous because in this way the existing thermal energy in the system can be used to drive the pump.
  • An external energy source for example in the form of electric current, is therefore not absolutely necessary here.
  • a flat plate Stirling engine is particularly suitable because with this type of engine already a comparatively very small temperature difference to the drive is sufficient.
  • a flat plate Stirling engine is relatively simple in construction and can be produced with relatively few components. Furthermore, it is possible to make the shape of the engine very flat, which is particularly advantageous for use in a lamp.
  • a piston pump 3 is provided instead of a diaphragm pump 3 ', separately sketched in Fig. 3, as sketched in Fig. 2.
  • a piston 15 acts as displacer on the pump chamber 5 The up and down movement of the piston 15 is indicated by a double arrow 16 in FIG.
  • the pump is a piston pump 3 '', which is driven by a Stirling engine 30.
  • Both diaphragm pumps and piston pumps are positive displacement pumps. Compared to a fan, a positive displacement pump can be operated so that it runs slower. This is advantageous because bearing noise is unavoidable due to the high speeds that typically occur during fan operation. A Positive displacement pump can therefore generally be operated quieter. In addition, the average life of a positive displacement pump is longer than that of a fan.
  • valve flaps 27 can be formed which act as inlet and outlet valves.
  • the membrane 12 and the valve technology can be realized in one part.
  • the channel guide is arranged on the circumference of the pump cylinder 6.
  • the inlet opening 11 and the outlet opening 12 it is generally advantageous if these two openings are clearly spaced, for example, substantially located on opposite areas on the underside of a recessed ceiling light to avoid heated air exiting the outlet opening quasi directly followed by the inlet opening to a considerable extent again.
  • Pump may be provided, for example, an electric motor 22.
  • the rotating movement of the electric motor 22 can be set, for example via a crank drive or an eccentric in a linear motion, which can then be used to drive the pump 3, so for example a diaphragm pump 3 'or a piston pump 3 ".
  • the pump 3 also has a second pumping chamber 5 'which is connected to the inlet channel 9 via a second inlet valve 21' and to the outlet channel 8 via a second outlet valve 20 '
  • a second pumping chamber 5 ' which is connected to the inlet channel 9 via a second inlet valve 21' and to the outlet channel 8 via a second outlet valve 20 '
  • a corresponding two-chamber system can also be realized in the case of a piston pump.
  • another possibility for driving the pump 3 is to generate the linear motion directly.
  • a system with a magnetic coil 24 and a submersible magnet 26 may be provided for this purpose.
  • the coil 24 is connected to the displacement of the pump 3, in the example shown so with the membrane 12.
  • the solenoid 26 is firmly connected to the heat sink 7.
  • the coil 24 moves in its longitudinal direction, in the example sketched in the vertical direction and thereby includes the heat sink 7 more or less deep. In this way, wear can be further reduced and further reduce noise during operation. In this case, it is particularly advantageous with regard to the noise development when the coil 24 is operated with a low-frequency alternating voltage, for example ⁇ 20 Hz.
  • the pump - as outlined - again have two pumping chambers 5, 5 '.
  • a variant with only one pumping chamber is possible.
  • control of the pump also takes place directly, for example with a break contact, which opens when the displacement body, that is, for example, the piston is in an extreme position.
  • a break contact which opens when the displacement body, that is, for example, the piston is in an extreme position.
  • a return of the displacer may be provided in this case, for example, a spring.
  • a bimetal 34 can serve as a further alternative for controlling the pump 3. It is also possible to use a piezoelectric actuator for this purpose, for example in the form of a bimorph.
  • a luminaire which has a pump 3, wherein the pump can be in particular a diaphragm pump 3 'or a piston pump 3 "The pump can have one or two pumping chambers in both cases Examples of means that can be used for this are: Stirling engine, electric motor, system with coil solenoid, breaker contact, bimetal, piezoelectric actuator. LIST OF REFERENCE NUMBERS

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  • Engineering & Computer Science (AREA)
  • General Engineering & Computer Science (AREA)
  • Reciprocating Pumps (AREA)
  • Arrangement Of Elements, Cooling, Sealing, Or The Like Of Lighting Devices (AREA)

Abstract

The invention relates to a light, especially a recessed downlight comprising a housing (1), a light source, for example at least one LED (2), arranged inside the housing, and a device for producing a gas flow for cooling the light source (2), said gas flow being guided through the housing (1). The device comprises a pump (3), for example a diaphragm or piston pump. The device may be driven, for example, by a Stirling engine (30), a motor or a system consisting of a magnetic coil and a solenoid. The system according to the invention allows the heat that is produced during operation of the light (2) to be dissipated effectively and with little noise. When a Stirling engine (30) is used, the heat of the light source (2) can be utilized for driving the Stirling engine (30).

Description

Leuchte mit Kühlung Lamp with cooling
Die vorliegende Erfindung betrifft eine Leuchte, insbesondere eine Deckeneinbauleuchte mit einem Gehäuse, einer innerhalb des Gehäuses angeordneten Lichtquelle und einer Vorrichtung zur Erzeugung eines durch das Gehäuse geführten Gasstroms zur Kühlung der Lichtquelle.The present invention relates to a luminaire, in particular a recessed ceiling luminaire with a housing, a light source disposed within the housing and a device for generating a guided through the housing gas flow for cooling the light source.
Eine Lichtquelle einer Leuchte erwärmt sich in der Regel bei Betrieb der Leuchte, so dass im Allgemeinen das Problem der Kühlung der Lichtquelle bzw. der Leuchte gegeben ist. Handelt es sich beispielsweise bei der Lichtquelle um eine Licht emittierende Diode (LED), so ist der von der LED erzeugte Lichtstrom unter normalen Bedingungen umso kleiner, je wärmer die LED ist. Außerdem reduziert sich in der Regel die Lebensdauer einer LED, wenn sie im Betrieb nicht gekühlt wird. Allgemein besteht also das Problem, dass LEDs effektiv gekühlt werden müssen, um bei einem möglichst guten Leistungsgrad betrieben werden zu können.As a rule, a light source of a luminaire heats up during operation of the luminaire, so that in general the problem of cooling the light source or the luminaire is given. For example, if the light source is a light-emitting diode (LED), the light flux produced by the LED will be smaller under normal conditions the warmer the LED is. In addition, the life of an LED is usually reduced if it is not cooled during operation. In general, there is the problem that LEDs must be effectively cooled in order to operate at the best possible level of performance can.
Bei Anbau- oder Pendelleuchten mit Lichtquellen in Form von LEDs ist es bekannt, das Gehäuse der Leuchte als Kühlkörper auszubilden, an dessen Oberfläche sich eine Konvektionsströmung ausbilden kann, mit der die überschüssige Wärme abgeführt wird, so dass die Leuchte auf diese Weise gekühlt wird.In surface or pendant lights with light sources in the form of LEDs, it is known to form the housing of the lamp as a heat sink, on the surface of which a convection flow can form, with which the excess heat is dissipated, so that the lamp is cooled in this way.
Weiterhin ist bekannt, die LEDs einer Leuchte mit Hilfe eines Lüfters zu kühlen. Durch die hohen Drehzahlen, die bei derartigen Lüftern auftreten, sind jedoch Lagergeräusche unvermeidbar. Auch die Lebensdauer solcher Lüfter, die typischerweise wenige Tausend Stunden beträgt, ist vergleichsweise begrenzt.Furthermore, it is known to cool the LEDs of a lamp with the help of a fan. Due to the high speeds that occur in such fans, however, bearing noise is inevitable. The lifetime of such fans, which is typically a few thousand hours, is relatively limited.
Im Fall von Deckeneinbauleuchten, zum Beispiel in Form von Downlights, kann jedoch das Problem auftreten, dass sich keine entsprechende freie Konvektionsströmung bzw. Luftzirkulation ausbilden kann, und zwar wenn der Kühlkörper der Leuchte in einer - nach oben hin geschlossenen - Einbauöffhung in der Decke eingebaut ist. Der Erfindung liegt die Aufgabe zu Grunde, eine Leuchte anzugeben, deren Lichtquelle effektiv gekühlt werden kann, insbesondere auch in dem Fall, dass sich keine freie Konvektionsströmung ausbilden kann.In the case of recessed ceiling luminaires, for example in the form of downlights, however, there may be the problem that no corresponding free convection flow or air circulation can form, namely if the heat sink of the luminaire is installed in an upwardly closed installation opening in the ceiling is. The invention is based on the object to provide a lamp whose light source can be effectively cooled, especially in the case that no free convection flow can form.
Diese Aufgabe wird gemäß der Erfindung mit der in dem unabhängigen Anspruch genannten Leuchte gelöst. Besondere Ausfuhrungsarten der Erfindung sind in den abhängigen Ansprüchen angegeben.This object is achieved according to the invention with the lamp mentioned in the independent claim. Particular embodiments of the invention are specified in the dependent claims.
Gemäß der Erfindung ist eine Leuchte, insbesondere eine Deckeneinbauleuchte vorgesehen, die ein Gehäuse, eine innerhalb des Gehäuses angeordnete Lichtquelle, und eine Vorrichtung zur Erzeugung eines durch das Gehäuse geführten Gasstroms zur Kühlung der Lichtquelle aufweist. Die Vorrichtung umfasst dabei eine Pumpe. Bei dem Gasstrom kann es sich beispielsweise um einen Luftstrom handeln. Bei der Leuchte kann es sich auch beispielsweise um eine Wandeinbauleuchte handeln.According to the invention, there is provided a luminaire, in particular a recessed ceiling luminaire, which has a housing, a light source arranged inside the housing, and a device for generating a gas flow guided through the housing for cooling the light source. The device comprises a pump. The gas stream may be, for example, an air stream. The luminaire can also be, for example, a recessed wall luminaire.
Auf diese Weise kann mit Hilfe einer erzwungenen Gas- bzw. Luftströmung eine effektive Kühlung der Lichtquelle erzielt werden, und zwar insbesondere auch in dem Fall, dass sich nach oben hin keine freie Konvektion ausbilden kann, mit der die von der Lichtquelle erzeugte Wärme abtransportiert werden könnte. Dies kann beispielsweise der Fall sein, wenn die Leuchte in einer Öffnung eingebaut ist, die nach oben hin geschlossen ist, also beispielsweise bei einer Deckeneinbauleuchte, die in einer entsprechenden Deckenöffhung eingebaut ist.In this way, with the aid of a forced gas or air flow, effective cooling of the light source can be achieved, in particular also in the case that no free convection can form at the top with which the heat generated by the light source is removed could. This may for example be the case when the lamp is installed in an opening which is closed at the top, so for example in a recessed ceiling light, which is installed in a corresponding Deckenöffhung.
Ein besonders effektiver Wärmeabtransport ist dabei möglich, wenn der Gasstrom eine Ebene durchsetzt, die - wenn die Leuchte bezüglich der Vertikalen betriebsgemäß ausgerichtet ist - das Gehäuse horizontal durchsetzt und dabei durch die Lichtquelle oder oberhalb der Lichtquelle verläuft. Beispielsweise kann im Fall einer Deckeneinbauleuchte die genannte Ebene die Deckenebene sein, also diejenige Ebene, die durch die Unterseite der Decke bestimmt ist, die im eingebauten Zustand die Leuchte umgibt. Auf diese Weise kann also mittels der Pumpe eine erzwungeneA particularly effective heat dissipation is possible when the gas stream passes through a plane which - when the lamp is aligned with respect to the vertical operation - the housing passes horizontally and thereby passes through the light source or above the light source. For example, in the case of a recessed ceiling light, said plane may be the ceiling plane, that is to say that plane which is defined by the underside of the ceiling which, when installed, surrounds the luminaire. In this way, therefore, by means of the pump a forced
Gasströmung erzeugt werden, mit der die Wärme, die bei Betrieb der Leuchte von der Lichtquelle hervorgerufen wird und sich oberhalb der Lichtquelle ansammelt, nach unten in den Raum außerhalb der Leuchte abtransportiert werden. Vorteilhaft umfasst die Lichtquelle wenigstens eine LED.Gas flow are generated, with the heat that is generated during operation of the lamp from the light source and accumulates above the light source, are transported down into the space outside the lamp. Advantageously, the light source comprises at least one LED.
Vorteilhaft ist die Pumpe eine Verdrängerpumpe, insbesondere eine Kolbenpumpe oder eine Membranpumpe. Im Vergleich zu einem Lüfter können derartige Pumpen so betrieben werden, dass sie langsamere Bewegungen ausfuhren. Dies bringt den Vorteil mit sich, dass ein leiserer Betrieb möglich ist. Außerdem haben derartige Pumpen im Allgemeinen eine längere Lebensdauer. Besonders vorteilhaft ist dabei eine Membranpumpe, weil es in diesem Fall im Vergleich zu einer Kolbenpumpe nicht zu Dichtungsproblemen zwischen Kolben und Zylinder kommen kann.Advantageously, the pump is a positive displacement pump, in particular a piston pump or a diaphragm pump. Compared to a fan, such pumps can be operated to perform slower movements. This has the advantage that a quieter operation is possible. In addition, such pumps generally have a longer life. A diaphragm pump is particularly advantageous because, in this case, seal problems between piston and cylinder can not occur in comparison with a piston pump.
Vorteilhaft umfasst die Pumpe eine Pumpkammer und einen Auslasskanal für die Gasströmung, wobei der Auslasskanal die Pumpkammer mit dem Raum außerhalb der Leuchte verbindet. Mit „Pumpkammer" sei dabei derjenige Raum in der Pumpe bezeichnet, in dem die Kompression des Gases stattfindet, die durch die Bewegung des Verdrängungskörpers der Pumpe, also beispielsweise des Kolbens bzw. der Membran hervorgerufen wird.Advantageously, the pump comprises a pumping chamber and an outlet channel for the gas flow, wherein the outlet channel connects the pumping chamber with the space outside the luminaire. The term "pumping chamber" here refers to that space in the pump in which the compression of the gas takes place, which is caused by the movement of the displacement body of the pump, for example, the piston or the membrane.
Dies ermöglicht eine effektive Gasströmung aus der Pumpkammer. Der Auslasskanal kann beispielsweise an einer Auslassöffhung enden, die in einer Wand des Gehäuses der Leuchte angeordnet ist, so dass Gas aus dem Auslasskanal in den Raum außerhalb der Leuchte strömen kann. Die Auslassöffnung kann dabei in der oben genannten Ebene, also beispielsweise in der vorgesehenen Deckenebene angeordnet sein.This allows effective gas flow from the pumping chamber. For example, the exhaust passage may terminate at an exhaust port located in a wall of the housing of the lamp so that gas from the exhaust port may flow into the space outside the lamp. The outlet opening can be arranged in the above-mentioned plane, that is, for example, in the intended ceiling plane.
Weiterhin kann die Pumpe einen Einlasskanal für die Gasströmung umfassen, der den Außenraum der Leuchte mit der Pumpkammer verbindet. Auf diese Weise wird eine effektive Strömung in die Pumpkammer ermöglicht. Die Einlasskanal kann beispielsweise an einer Einlassöffnung beginnen, die in einer Wand des Gehäuses der Leuchte angeordnet ist, so dass Gas aus dem Raum außerhalb der Leuchte effektiv in die Pumpkammer strömen kann. Die Einlassöffhung kann dabei in der oben genannten Ebene, also beispielsweise in der vorgesehenen Deckenebene angeordnet sein.Furthermore, the pump may comprise an inlet channel for the gas flow, which connects the outer space of the lamp with the pumping chamber. In this way, an effective flow into the pumping chamber is made possible. For example, the inlet duct may begin at an inlet opening located in a wall of the housing of the luminaire so that gas from the space outside the luminaire can effectively flow into the pumping chamber. The inlet opening can be arranged in the above-mentioned plane, that is, for example, in the intended ceiling plane.
Vorteilhaft sind dabei am Einlasskanal und am Auslasskanal Ventile zur Steuerung der Richtung der Gasströmung angeordnet. Eine besonders effektive Gasströmung kann erzeugt werden, wenn die Pumpe weiterhin eine zweite Pumpkammer umfasst.Advantageously, valves for controlling the direction of the gas flow are arranged at the inlet channel and at the outlet channel. A particularly effective gas flow may be generated if the pump further comprises a second pumping chamber.
Weiterhin vorteilhaft weist die Leuchte einen Elektromotor zum Antrieb der Pumpe auf, wobei vorzugsweise eine Vorrichtung vorgesehen ist, mit der die drehende Bewegung des Elektromotors über einen Kurbelantrieb oder einen Exzenter in eine Linearbewegung umgesetzt werden kann.Further advantageously, the lamp has an electric motor for driving the pump, wherein preferably a device is provided, with which the rotational movement of the electric motor via a crank drive or an eccentric can be converted into a linear movement.
Es kann auch vorteilhaft vorgesehen sein, dass die Leuchte ein System zum Antrieb der Pumpe aufweist, das eine magnetische Spule und einen Tauchmagneten umfasst. Dies ist vorteilhaft, weil hierbei im Vergleich zu einem Antrieb mit einem Elektromotor keine entsprechende Drehbewegung erforderlich ist; mit einer derartigen Drehbewegung ist zwangsläufig Verschleiß und erhöhte Geräuschentwicklung verbunden. Besonders vorteilhaft ist dabei vorgesehen, dass die Spule mit einer niederfrequenten Wechselspannung, vorzugsweise kleiner als 20 Hz betrieben werden kann. Dies ermöglicht einen besonders leisen Betrieb.It can also be advantageously provided that the luminaire has a system for driving the pump, which comprises a magnetic coil and a submersible magnet. This is advantageous because in this case no corresponding rotational movement is required in comparison to a drive with an electric motor; With such a rotational movement wear and increased noise is inevitably connected. It is particularly advantageous that the coil can be operated with a low-frequency alternating voltage, preferably less than 20 Hz. This allows a particularly quiet operation.
Es kann auch vorteilhaft vorgesehen sein, dass zur Ansteuerung der Pumpe ein Unterbrecherkontakt vorgesehen ist, der vorzugsweise öffnet, wenn sich der Verdrängerkörper, also beispielsweise der Kolben der Pumpe in einer Extremposition befindet. Es kann auch vorteilhaft vorgesehen sein, dass zur Ansteuerung der Pumpe ein piezoelektrischer Aktor, beispielsweise ein Bimorph, vorgesehen ist,It may also be advantageously provided that for controlling the pump, a break contact is provided, which preferably opens when the displacement body, so for example, the piston of the pump is in an extreme position. It can also be advantageously provided that a piezoelectric actuator, for example a bimorph, is provided for controlling the pump,
Besonders vorteilhaft ist ein Stirlingmotor zum Antrieb der Pumpe vorgesehen. Die Lichtquelle kann in diesem Fall thermisch mit dem „heiße Bereich" des Stirlingmotors verbunden sein. Auf diese Weise kann die von der Lichtquelle erzeugte Wärme zum Antrieb der Pumpe genutzt werden. Der Stirlingmotor kann weiterhin vorteilhaft ein Flachplatten-Stirlingmotor sein, wobei die Lichtquelle dementsprechend thermisch mit der entsprechenden Platte verbunden ist. Diese Form des Stirlingmotors arbeitet bereits bei vergleichsweise sehr geringen Temperaturdifferenzen. Außerdem ist einParticularly advantageously, a Stirling engine is provided for driving the pump. The light source may in this case be thermally connected to the "hot region" of the Stirling engine, thus allowing the heat generated by the light source to be used to drive the pump The Stirling engine may also advantageously be a flat plate Stirling engine, the light source accordingly This form of Stirling engine already works with comparatively very small temperature differences
Flachplatten-Stirlingmotor vergleichsweise einfach im Aufbau und in der Herstellung und kann in seinen Abmessungen sehr kleinformatig und insbesondere sehr flach ausgeführt werden, was hinsichtlich der Baugröße der Leuchte vorteilhaft ist. Die Erfindung wird im Folgenden an Hand von Ausführungsbeispielen und mit Bezug auf die Zeichnungen näher erläutert. Es zeigen:Flat plate Stirling engine comparatively simple in construction and in the production and can be made very small in size and in particular very flat dimensions, which is advantageous in terms of the size of the lamp. The invention will be explained in more detail below with reference to exemplary embodiments and with reference to the drawings. Show it:
Fig. 1 eine Skizze einer erfindungsgemäßen Leuchte mit einer von einem Stirlingmotor angetriebenen Membranpumpe,1 is a sketch of a lamp according to the invention with a driven by a Stirling engine diaphragm pump,
Fig. 2 eine Skizze zu einer Ausfuhrungsform mit einer Kolbenpumpe,2 shows a sketch of an embodiment with a piston pump,
Fig. 3 eine Skizze zu einer Ausfuhrungsform mit einer Membranpumpe,3 is a sketch of an embodiment with a diaphragm pump,
Fig. 4 eine Skizze zu einer Ausfuhrungsform mit zwei Purnpkammern, wobei die Pumpe von einem Elektromotor angetrieben wird,4 is a sketch of an embodiment with two Purnpkammern, wherein the pump is driven by an electric motor,
Fig. 5 eine Skizze zu einem Pumpenantrieb mit Hilfe einer Bimetall- Ansteuerung,5 is a sketch of a pump drive by means of a bimetallic control,
Fig. 6 eine Skizze zu einem Pumpenantrieb mit Hilfe einer magnetischen Spule und eines Tauchmagneten, undFig. 6 is a sketch of a pump drive by means of a magnetic coil and a submersible magnet, and
Fig. 7 eine Skizze zu einer alternativen Kanalführung.Fig. 7 is a sketch of an alternative channel guide.
Fig. 1 zeigt eine Skizze einer erfindungsgemäßen Leuchte. Bei der Leuchte kann es sich insbesondere um eine Deckeneinbauleuchte handeln, die dafür vorgesehen ist, in eine entsprechende Einbauöffnung in einer Decke 4 eingebaut zu werden. Bei der Einbauöffnung kann es sich beispielsweise um eine nach oben hin geschlossene Öffnung handeln, so dass allgemein das Problem der Kühlung der Leuchte besteht.Fig. 1 shows a sketch of a lamp according to the invention. The luminaire may in particular be a recessed ceiling luminaire which is intended to be installed in a corresponding installation opening in a ceiling 4. The installation opening may, for example, be an opening which is closed at the top, so that there is generally the problem of cooling the luminaire.
Man erkennt ein Gehäuse 1 der Leuchte und eine Lichtquelle in Form von LEDs 2, die so im Gehäuse 1 bzw. an dessen Unterseite angeordnet sind, dass sie - wenn die Leuchte betriebsgemäß ausgerichtet ist - Licht in den unteren Halbraum abgeben.One recognizes a housing 1 of the lamp and a light source in the form of LEDs 2, which are arranged in the housing 1 or on its underside, that they - if the lamp is aligned in accordance with the operation - emit light in the lower half-space.
Weiterhin umfasst die Leuchte einen Bereich, der als Kühlkörper 7 bezeichnet werden kann und in dem eine allgemein mit 3 bezeichnete Pumpe angeordnet ist, die dazu ausgelegt ist, eine Gasströmung - im gezeigten Beispiel eine Luftströmung - zu erzeugen, die zur Kühlung der Lichtquelle bzw. der LEDs 2 dient. Der Kühlkörper 7 erstreckt sich dabei zumindest teilweise oberhalb der Lichtquelle 2. Die Gasströmung ist dabei durch das Gehäuse 1 bzw. durch den Kühlkörper 7 geführt. Mit Hilfe der Pumpe 3 kann also ein Luftstrom erzeugt werden, der zumindest zu einem nennenswerten Teil die Wärme abtransportiert, die bei Betrieb der Leuchte von den LEDs 2 erzeugt wird.Furthermore, the lamp comprises a region which can be referred to as a heat sink 7 and in which a generally designated 3 pump is arranged, which is adapted to a gas flow - in the example shown, an air flow - to generate, which serves to cool the light source or the LEDs 2. The heat sink 7 extends at least partially above the light source 2. The gas flow is guided through the housing 1 or through the heat sink 7. With the help of the pump 3, therefore, an air flow can be generated which at least to a considerable extent removes the heat which is generated by the LEDs 2 during operation of the luminaire.
In dem in Fig. 1 gezeigten Ausfuhrungsbeispiel ist die Pumpe 3 eine Membranpumpe 3' mit einer Membran 12. Die Membranpumpe 3' umfasst weiterhin eine Pumpkammer 5, die unten von der Membran 12, seitlich von der Innenfläche eines Pumpzylinders 6 und oben von einer Pumpkammerdecke 14 begrenzt ist. Die Membran 12 bewegt sich bei Betrieb mit einem mittleren Bereich abwechselnd auf und ab, so wie durch den Doppelpfeil 13 in Fig. 1 angedeutet und wirkt auf diese Weise als Verdrängerkörper der Pumpe 3 auf die in dem Pumpraum 5 befindliche Luft.In the exemplary embodiment shown in Fig. 1, the pump 3 is a diaphragm pump 3 'with a membrane 12. The diaphragm pump 3' further comprises a pumping chamber 5, the bottom of the membrane 12, laterally from the inner surface of a pumping cylinder 6 and top of a pump chamber ceiling 14 is limited. The membrane 12 moves in operation with a central region alternately up and down, as indicated by the double arrow 13 in Fig. 1 and acts in this way as a displacement of the pump 3 to the air located in the pump chamber 5.
Weiterhin erkennt man einen in dem Kühlkörper 7 angeordneten Einlasskanal 9, der von dem Raum außerhalb des Gehäuses 1 der Leuchte - oder kurz Außenraum AR - in die Pumpkammer 5 führt, so dass Luft, vom Außenraum AR durch den Einlasskanal 9 in das Innere der Pumpkammer 5 strömen kann. Am Übergang vom Außenraum AR in das Gehäuse 1 ist eine Einlassöffhung 11 vorgesehen.Furthermore, one recognizes an inlet channel 9 arranged in the heat sink 7, which leads from the space outside of the housing 1 of the luminaire - or briefly outer space AR - into the pumping chamber 5, so that air, from the outside space AR through the inlet channel 9 into the interior of the pumping chamber 5 can flow. At the transition from the outer space AR in the housing 1, an inlet opening 11 is provided.
Beim skizzierten Beispiel liegt die Einlassöffhung 11 in einer Ebene E, die bei betriebsgemäßer Ausrichtung der Leuchte horizontal und dabei oberhalb der LEDs 2 durch das Gehäuse 1 bzw. den Kühlkörper 7 verläuft. Die Ebene E kann beispielsweise - wie in Fig. 1 skizziert - mit derjenigen Ebene übereinstimmen, die üblicherweise als Deckenebene DE bezeichnet wird, also mit der Ebene, die durch die Unterseite der Decke 4 festgelegt ist, die im eingebauten Zustand der Leuchte die Leuchte umgibt.In the example sketched, the inlet opening 11 lies in a plane E, which extends horizontally and thus above the LEDs 2 through the housing 1 or the heat sink 7 when the lamp is in the proper position. The plane E can, for example - as sketched in FIG. 1 - coincide with that plane which is usually referred to as the ceiling plane DE, ie with the plane defined by the underside of the ceiling 4, which surrounds the luminaire in the installed state of the luminaire ,
Weiterhin erkennt man einen Auslasskanal 8, der das Innere der Pumpkammer 5 mit dem Außenraum AR verbindet, so dass das Gas bzw. die Luft von der Pumpkammer 5 in den Außenraum AR strömen kann. Am Übergang zwischen dem Auslasskanal 8 und dem Außenraum AR ist eine Auslassöffhung 10 vorgesehen. Durch Wahl einer entsprechenden Dimensionierung der Kanäle 8, 9 kann auf vergleichsweise einfache Art Einfluss auf die Luftströmung genommen werden.Furthermore, one recognizes an outlet channel 8, which connects the interior of the pumping chamber 5 with the outer space AR, so that the gas or the air can flow from the pumping chamber 5 into the outer space AR. At the transition between the outlet channel 8 and the outer space AR an outlet 10 is provided. By choosing an appropriate dimensioning of the channels 8, 9 can be taken in a relatively simple manner influence on the air flow.
Um die Strömungsrichtung zu bestimmen, umfasst die Pumpe 3' weiterhin ein Saug- oder Einlassventil 21 , das beispielsweise am Übergang zwischen dem Einlasskanal 9 und der Pumpkammer 5 angeordnet sein kann und eine Luftströmung vom Außenraum AR in die Pumpkammer 5 ermöglicht, in Gegenrichtung jedoch sperrt. Ein Druckoder Auslassventil 20, das beispielsweise am Übergang vom Auslasskanal 8 zum Außenraum AR vorgesehen sein kann, lässt eine Luftströmung von der Pumpkammer 5 in den Außenraum AR zu, sperrt jedoch in der Gegenrichtung.In order to determine the flow direction, the pump 3 'further comprises a suction or inlet valve 21, which may be arranged for example at the transition between the inlet channel 9 and the pumping chamber 5 and allows air flow from the outer space AR into the pumping chamber 5, but blocks in the opposite direction , A pressure or exhaust valve 20, which may be provided for example at the transition from the outlet channel 8 to the outer space AR, allows an air flow from the pumping chamber 5 in the outer space AR, but locks in the opposite direction.
Mit der beschriebenen Anordnung ist es möglich, einen Luftstrom auszubilden, der die horizontale Ebene E durchsetzt, und zwar insbesondere von oben nach unten durchsetzt und auf diese Weise besonders effektiv die von den LEDs 2 erzeugte Wärme in den Außenraum AR abtransportieren kann. Im skizzierten Beispiel verfügt also der Kühlkörper 7 über ein aus dem Einlasskanal 9 und dem Auslasskanal 8 gebildetes Kanalsystem, das eine Luftströmung von der Deckenebene DE nach oben in die Pumpkammer 5 einerseits und aus der Pumpkammer 5 nach unten über die Auslassöffnung 10 in den Außenraum AR andererseits ermöglicht.With the described arrangement, it is possible to form an air flow that passes through the horizontal plane E, in particular penetrated from top to bottom and in this way can particularly effectively remove the heat generated by the LEDs 2 in the outer space AR. In the example sketched, therefore, the heat sink 7 has a channel system formed from the inlet channel 9 and the outlet channel 8, which allows an air flow from the ceiling level DE upwards into the pumping chamber 5 on the one hand and from the pumping chamber 5 downwards via the outlet opening 10 into the outside space AR on the other hand allows.
Die Anordnung eignet sich aber auch beispielsweise für eine Wandeinbauleuchte, und zwar bei einer entsprechend um 90° gedrehten Ausrichtung. In diesem Fall kann also mit einer erfindungsgemäßen Leuchte ein effektiver Luftstrom durch eine vertikale Ebene vom Inneren der Leuchte in den Außenraum bewirkt werden.However, the arrangement is also suitable, for example, for a recessed wall luminaire, namely with a corresponding rotated by 90 ° orientation. In this case, therefore, with an inventive lamp, an effective air flow through a vertical plane from the interior of the lamp can be effected in the outer space.
In der in Fig. 1 skizzierten Ausführungsform ist zum Antrieb der Membranpumpe 3 ' ein Stirlingmotor vorgesehen, und zwar in Form eines Flachplatten-Stirlingmotors 30 mit einer unteren Flachplatte bzw. Abschlussplatte 31, die den „heißen Bereich" des Stirlingmotors 30 bildet und einer oberen Abschlussplatte 32, die den „kalten Bereich" des Stirlingmotors 30 bildet.In the embodiment sketched in FIG. 1, a Stirling engine is provided for driving the diaphragm pump 3 ', in the form of a flat plate Stirling engine 30 with a lower flat plate or end plate 31 forming the "hot region" of the Stirling engine 30 and an upper one End plate 32, which forms the "cold area" of the Stirling engine 30.
Die Lichtquelle bzw. die LEDs 2 sind thermisch mit der Abschlussplatte 31 verbunden, die den heißen Bereich bildet. Die andere Abschlussplatte 32 ist thermisch mit dem Kühlkörper 7 verbunden. Zwischen den beiden Platten 31, 32 ist eine zylindrische Arbeitskammer gebildet, in der sich ein poröser Arbeitskolben 33 des Stirlingmotors 30 bewegen kann. Der Stirlingmotor 30 bezieht seine Energie aus der Temperaturdifferenz der beiden Abschlussplatten 31, 32. Über die Linearbewegung des Arbeitskolbens 33 wird der Verdrängerkörper, hier also die Membran 12 der Pumpe 3 bewegt. Die von der Pumpe 3 erzeugte Luftströmung kühlt über den Kühlkörper 7 die „kalte" Platte 32 des Stirlingmotors 30 und hält somit die Temperaturdifferenz aufrecht. Die Wirkungsweise eines Stirlingmotors und insbesondere diejenige eines Flachplatten-Stirlingmotors ist an sich bekannt. Daher wird hierauf an dieser Stelle nicht näher eingegangen.The light source or LEDs 2 are thermally connected to the end plate 31, which forms the hot region. The other end plate 32 is thermally connected to the heat sink 7. Between the two plates 31, 32, a cylindrical working chamber is formed, in which a porous working piston 33 of the Stirling engine 30 can move. The Stirling engine 30 draws its energy from the temperature difference of the two end plates 31, 32. About the linear movement of the working piston 33 of the displacer, in this case the diaphragm 12 of the pump 3 is moved. The flow of air generated by the pump 3 cools the "cold" plate 32 of the Stirling engine 30 via the heat sink 7, thus maintaining the temperature difference not discussed in detail.
Die Verwendung eines Stirlingmotors zum Antrieb der Pumpe ist vorteilhaft, weil auf diese Weise die im System vorhandene thermische Energie für den Antrieb der Pumpe verwendet werden kann. Eine externe Energiequelle, beispielsweise in Form von elektrischem Strom, ist hierbei also nicht zwingend erforderlich. Ein Flachplatten- Stirlingmotor ist besonders geeignet, weil bei dieser Art des Motors bereits eine vergleichsweise sehr kleine Temperaturdifferenz zum Antrieb genügt. Außerdem ist ein Flachplatten-Stirlingmotor im Aufbau vergleichsweise einfach und mit relativ wenigen Bauteile herstellbar. Weiterhin ist es möglich, die Form des Motors sehr flach zu gestalten, was für den Einsatz in einer Leuchte besonders vorteilhaft ist.The use of a Stirling engine to drive the pump is advantageous because in this way the existing thermal energy in the system can be used to drive the pump. An external energy source, for example in the form of electric current, is therefore not absolutely necessary here. A flat plate Stirling engine is particularly suitable because with this type of engine already a comparatively very small temperature difference to the drive is sufficient. In addition, a flat plate Stirling engine is relatively simple in construction and can be produced with relatively few components. Furthermore, it is possible to make the shape of the engine very flat, which is particularly advantageous for use in a lamp.
Gemäß einer Variante ist statt einer - in Fig. 3 separat skizzierten - Membranpumpe 3 ' eine Kolbenpumpe 3 " vorgesehen, wie in Fig. 2 skizziert. Anstelle einer Membran 12 wirkt in diesem Fall ein Kolben 15 als Verdrängerkörper auf die in der Pumpkammer 5 befindliche Luft. Die Auf- und Abbewegung des Kolbens 15 ist in Fig. 2 mit einem Doppelpfeil 16 angedeutet.According to a variant, a piston pump 3 "is provided instead of a diaphragm pump 3 ', separately sketched in Fig. 3, as sketched in Fig. 2. Instead of a diaphragm 12, in this case a piston 15 acts as displacer on the pump chamber 5 The up and down movement of the piston 15 is indicated by a double arrow 16 in FIG.
Es kann also vorgesehen sein, dass die Pumpe eine Kolbenpumpe 3 ' ' ist, die mit einem Stirlingmotor 30 angetrieben wird.It can therefore be provided that the pump is a piston pump 3 '', which is driven by a Stirling engine 30.
Sowohl Membranpumpen, als auch Kolbenpumpen sind Verdrängerpumpen. Im Vergleich zu einem Lüfter kann eine Verdrängerpumpe so betrieben werden, dass sie langsamer läuft. Dies ist vorteilhaft, weil durch die hohen Drehzahlen, die bei einem Lüfterbetrieb typischerweise auftreten, Lagergeräusche unvermeidbar sind. Eine Verdrängerpumpe kann also im Allgemeinen geräuschärmer betrieben werden. Außerdem ist die durchschnittliche Lebensdauer einer Verdrängerpumpe länger als diejenige eines Lüfters.Both diaphragm pumps and piston pumps are positive displacement pumps. Compared to a fan, a positive displacement pump can be operated so that it runs slower. This is advantageous because bearing noise is unavoidable due to the high speeds that typically occur during fan operation. A Positive displacement pump can therefore generally be operated quieter. In addition, the average life of a positive displacement pump is longer than that of a fan.
Eine Membranpumpe bietet gegenüber einer Kolbenpumpe den Vorteil, dassA diaphragm pump has the advantage over a piston pump that
Dichtungsprobleme des Kolbens gegenüber dem Zylinder, in dem der Kolben läuft, vermieden werden können.Sealing problems of the piston relative to the cylinder in which the piston is running, can be avoided.
Wie in Fig. 7 skizziert, können außerdem gemäß einer Variante in der Membran 12 Ventilklappen 27 ausgeformt sein, die als Einlass- und Auslassventil wirken. Hierbei kann also die Membran 12 und die Ventiltechnik in einem Teil realisiert sein. Bei der in Fig. 7 skizzierten Variante ist die Kanalführung am Umfang des Pumpzylinders 6 angeordnet. Mit Bezug auf die Einlassöffhung 11 und die Auslassöffnung 12 ist es im Allgemeinen vorteilhaft, wenn diese beiden Öffnungen deutlich beabstandet sind, beispielsweise im Wesentlichen auf gegenüberliegenden Bereichen auf der Unterseite einer Deckeneinbauleuchte angeordnet sind, um zu vermeiden, dass erwärmte, aus der Auslassöffhung austretende Luft quasi unmittelbar durch die Einlassöffnung zu einem erheblichen Teil wieder nachgezogen wird.As outlined in FIG. 7, furthermore, according to a variant in the membrane 12, valve flaps 27 can be formed which act as inlet and outlet valves. In this case, therefore, the membrane 12 and the valve technology can be realized in one part. In the variant sketched in FIG. 7, the channel guide is arranged on the circumference of the pump cylinder 6. With respect to the inlet opening 11 and the outlet opening 12, it is generally advantageous if these two openings are clearly spaced, for example, substantially located on opposite areas on the underside of a recessed ceiling light to avoid heated air exiting the outlet opening quasi directly followed by the inlet opening to a considerable extent again.
Wie in Fig. 4 angedeutet, kann alternativ zu einem Stirlingmotor zum Antrieb derAs indicated in FIG. 4, as an alternative to a Stirling engine for driving the
Pumpe beispielsweise ein Elektromotor 22 vorgesehen sein. Die drehende Bewegung des Elektromotors 22 kann beispielsweise über einen Kurbelantrieb oder einen Exzenter in eine Linearbewegung ungesetzt werden, die dann zum Antrieb der Pumpe 3, also beispielsweise einer Membranpumpe 3' oder einer Kolbenpumpe 3" verwendet werden kann.Pump may be provided, for example, an electric motor 22. The rotating movement of the electric motor 22 can be set, for example via a crank drive or an eccentric in a linear motion, which can then be used to drive the pump 3, so for example a diaphragm pump 3 'or a piston pump 3 ".
Wie weiterhin exemplarisch in Fig. 4 skizziert, kann vorgesehen sein, dass die Pumpe 3 außerdem eine zweite Pumpkammer 5 ' aufweist, die über ein zweites Einlassventil 21 ' mit dem Einlasskanal 9 verbunden ist, sowie über ein zweites Auslassventil 20' mit dem Auslasskanal 8. Durch ein derartiges Zweikammersystem kann die Effektivität der Pumpe 3 weiterhin gesteigert werden. Ein entsprechendes Zweikammersystem kann auch im Fall einer Kolbenpumpe realisiert sein. Wie in Fig. 6 skizziert, besteht eine weitere Möglichkeit für den Antrieb der Pumpe 3 darin, die Linearbewegung direkt zu erzeugen. Beispielsweise kann hierfür ein System mit einer magnetischen Spule 24 und einem Tauchmagneten 26 vorgesehen sein. Die Spule 24 ist dabei mit dem Verdrängerkörper der Pumpe 3, im gezeigten Beispiel also mit der Membran 12, verbunden. Der Tauchmagnet 26 ist fest mit dem Kühlkörper 7 verbunden. Die Spule 24 bewegt sich in ihrer Längsrichtung, im skizzierten Beispiel also in vertikaler Richtung und umfasst dabei den Kühlkörper 7 mehr oder weniger tief. Auf diese Weise lässt sich ein Verschleiß weiterhin verringern und eine Geräuschentwicklung beim Betrieb weiterhin reduzieren. Besonders vorteilhaft hinsichtlich der Geräuschentwicklung ist es in diesem Fall, wenn dabei die Spule 24 mit einer niederfrequenten Wechselspannung, beispielsweise mit < 20 Hz betrieben wird.As further illustrated by way of example in FIG. 4, it can be provided that the pump 3 also has a second pumping chamber 5 'which is connected to the inlet channel 9 via a second inlet valve 21' and to the outlet channel 8 via a second outlet valve 20 ' By such a two-chamber system, the effectiveness of the pump 3 can be further increased. A corresponding two-chamber system can also be realized in the case of a piston pump. As outlined in FIG. 6, another possibility for driving the pump 3 is to generate the linear motion directly. For example, a system with a magnetic coil 24 and a submersible magnet 26 may be provided for this purpose. The coil 24 is connected to the displacement of the pump 3, in the example shown so with the membrane 12. The solenoid 26 is firmly connected to the heat sink 7. The coil 24 moves in its longitudinal direction, in the example sketched in the vertical direction and thereby includes the heat sink 7 more or less deep. In this way, wear can be further reduced and further reduce noise during operation. In this case, it is particularly advantageous with regard to the noise development when the coil 24 is operated with a low-frequency alternating voltage, for example <20 Hz.
Bei der in Fig. 6 gezeigten Variante kann die Pumpe - wie skizziert - wiederum zwei Pumpkammern 5, 5' aufweisen. Natürlich ist auch eine Variante mit nur einer Pumpkammer möglich.In the variant shown in Fig. 6, the pump - as outlined - again have two pumping chambers 5, 5 '. Of course, a variant with only one pumping chamber is possible.
Weiterhin kann alternativ vorgesehen sein, dass die Ansteuerung der Pumpe auch direkt, zum Beispiel mit einem Unterbrecherkontakt erfolgt, der öffnet, wenn sich der Verdrängerkörper, also beispielsweise der Kolben in einer Extremposition befindet. Für eine Rückholung des Verdrängerkörpers kann in diesem Fall beispielsweise eine Feder vorgesehen sein.Furthermore, it may alternatively be provided that the control of the pump also takes place directly, for example with a break contact, which opens when the displacement body, that is, for example, the piston is in an extreme position. For a return of the displacer may be provided in this case, for example, a spring.
Wie in Fig. 5 skizziert, kann als weitere Alternative für die Ansteuerung der Pumpe 3 ein Bimetall 34 dienen. Es ist auch möglich, einen piezoelektrischen Aktor hierfür zu verwenden, beispielsweise in Form eines Bimorphs.As outlined in FIG. 5, a bimetal 34 can serve as a further alternative for controlling the pump 3. It is also possible to use a piezoelectric actuator for this purpose, for example in the form of a bimorph.
Gemäß der Erfindung ist also eine Leuchte vorgesehen, die eine Pumpe 3 aufweist, wobei die Pumpe insbesondere eine Membranpumpe 3 ' oder eine Kolbenpumpe 3" sein kann. Die Pumpe kann in beiden Fällen eine oder zwei Pumpkammern aufweisen. Der Antrieb der Pumpe kann in auf verschiedene Art und Weise erfolgen. Beispiele für Mittel, die hierzu verwendet werden können sind: Stirlingmotor, Elektromotor, System mit Spule Tauchmagnet, Unterbrecherkontakt, Bimetall, piezoelektrischer Aktor. BezugszeichenlisteAccording to the invention, therefore, a luminaire is provided, which has a pump 3, wherein the pump can be in particular a diaphragm pump 3 'or a piston pump 3 "The pump can have one or two pumping chambers in both cases Examples of means that can be used for this are: Stirling engine, electric motor, system with coil solenoid, breaker contact, bimetal, piezoelectric actuator. LIST OF REFERENCE NUMBERS
1 Gehäuse1 housing
2 Lichtquelle, LED(s)2 light source, LED (s)
3 Pumpe3 pump
3' Membranpumpe3 'diaphragm pump
3" Kolbenpumpe3 "piston pump
4 Decke4 ceiling
5 Pumpkammer5 pumping chamber
5' zweite Pumpkammer5 'second pumping chamber
6 Pumpzylinder6 pump cylinders
7 Kühlkörper7 heat sink
8 Auslasskanal8 outlet channel
9 Einlasskanal9 inlet channel
10 Auslassöfmung10 outlet opening
11 Einlassöffhung11 intake opening
12 Membran12 membrane
13 Bewegung der Membran13 movement of the membrane
14 Pumpkammerdecke14 pump chamber ceiling
15 Kolben15 pistons
16 Bewegung des Kolbens16 movement of the piston
20 Auslassventil20 outlet valve
20' zweites Auslassventil20 'second exhaust valve
21 Einlassventil21 inlet valve
21 ' zweites Einlassventil21 'second inlet valve
22 Elektromotor22 electric motor
24 magnetische Spule24 magnetic coil
26 Tauchmagnet26 submersible magnet
27 Ventilklappen27 valve flaps
30 Stirlingmotor30 Stirling engine
31 untere Abschlussplatte am heißen Bereich31 lower end plate at the hot area
32 obere Abschlussplatte am kalten Bereich32 upper end plate at the cold area
33 Arbeitskolben des Stirlingmotors 34 Bimetall33 working piston of the Stirling engine 34 bimetal
AR Außenraum DE Deckenebene E Ebene AR Exterior DE Ceiling E Level

Claims

Ansprüche claims
1. Leuchte, insbesondere Deckeneinbauleuchte, aufweisend - ein Gehäuse (1),1. luminaire, in particular recessed luminaire, comprising - a housing (1),
- eine innerhalb des Gehäuses (1) angeordnete Lichtquelle (2), und- A within the housing (1) arranged light source (2), and
- eine Vorrichtung zur Erzeugung eines durch das Gehäuse (1) geführten Gasstroms zur Kühlung der Lichtquelle (2), dadurch gekennzeichnet, dass die Vorrichtung eine Pumpe (3) umfasst.- A device for generating a through the housing (1) guided gas flow for cooling the light source (2), characterized in that the device comprises a pump (3).
2. Deckeneinbauleuchte nach Anspruch 1, wobei der Gasstrom eine Ebene (E) durchsetzt, die - wenn die Leuchte bezüglich der Vertikalen betriebsgemäß ausgerichtet ist - das Gehäuse (1) horizontal durchsetzt und dabei durch die Lichtquelle (2) oder oberhalb der Lichtquelle (2) verläuft.2. Recessed ceiling luminaire according to claim 1, wherein the gas flow passes through a plane (E), which - when the lamp is aligned with respect to the vertical operationally - the housing (1) passes horizontally through the light source (2) or above the light source (2 ) runs.
3. Deckeneinbauleuchte nach Anspruch 1 oder 2, wobei die Lichtquelle wenigstens eine LED (2) umfasst.3. Recessed ceiling light according to claim 1 or 2, wherein the light source comprises at least one LED (2).
4. Deckeneinbauleuchte nach einem der vorhergehenden Ansprüche, wobei die Pumpe (3) eine Verdrängerpumpe, insbesondere eine Kolbenpumpe (3') oder eine Membranpumpe (3") ist.4. Recessed ceiling luminaire according to one of the preceding claims, wherein the pump (3) is a positive displacement pump, in particular a piston pump (3 ') or a diaphragm pump (3 ").
5. Deckeneinbauleuchte nach einem der vorhergehenden Ansprüche, wobei die Pumpe (3)5. Recessed ceiling luminaire according to one of the preceding claims, wherein the pump (3)
- eine Pumpkammer (5), und- A pumping chamber (5), and
- einen Auslasskanal (8) für die Gasströmung umfasst, wobei der Auslasskanal (8) die Pumpkammer (5) mit dem Außenraum verbindet.- Includes an outlet channel (8) for the gas flow, wherein the outlet channel (8) connects the pumping chamber (5) with the outside space.
6. Deckeneinbauleuchte nach Anspruch 5, wobei die Pumpe (3) weiterhin einen Einlasskanal (9) für die Gasströmung umfasst, wobei der Einlasskanal (9) den Außenraum mit der Pumpkammer (5) verbindet.6. recessed ceiling light according to claim 5, wherein the pump (3) further comprises an inlet channel (9) for the gas flow, wherein the inlet channel (9) the outer space with the pumping chamber (5). combines.
7. Deckeneinbauleuchte nach Anspruch 6, wobei am Einlasskanal (9) und am Auslasskanal (10) Ventile (20, 21) zur Steuerung der Richtung der Gasströmung angeordnet sind.7. Recessed ceiling light according to claim 6, wherein valves (20, 21) are arranged for controlling the direction of the gas flow at the inlet channel (9) and the outlet channel (10).
8. Deckeneinbauleuchte nach einem der Ansprüche 5 bis 7, wobei die Pumpe (3) weiterhin eine zweite Pumpkammer (5 ') umfasst.8. Recessed ceiling light according to one of claims 5 to 7, wherein the pump (3) further comprises a second pumping chamber (5 ').
9. Deckeneinbauleuchte nach einem der vorhergehenden Ansprüche, mit einem Elektromotor (22) zum Antrieb der Pumpe (3), wobei vorzugsweise eine Vorrichtung vorgesehen ist, mit der die drehende Bewegung des Elektromotors (22) über einen Kurbelantrieb oder einen Exzenter in eine Linearbewegung umgesetzt werden kann.9. Recessed ceiling light according to one of the preceding claims, comprising an electric motor (22) for driving the pump (3), wherein preferably a device is provided, with which the rotary movement of the electric motor (22) via a crank drive or an eccentric converted into a linear movement can be.
10. Deckeneinbauleuchte nach einem der vorhergehenden Ansprüche, mit einem System, umfassend eine magnetische Spule (24) und einen Tauchmagneten (26), zum Antrieb der Pumpe (3).10. Recessed ceiling light according to one of the preceding claims, comprising a system comprising a magnetic coil (24) and a submersible magnet (26) for driving the pump (3).
11. Deckeneinbauleuchte nach Anspruch 10, wobei die Spule (24) mit einer niederfrequenten Wechselspannung, vorzugsweise < 20 Hz betrieben werden kann.11. Recessed ceiling light according to claim 10, wherein the coil (24) with a low-frequency alternating voltage, preferably <20 Hz can be operated.
12. Deckeneinbauleuchte nach einem der Ansprüche 4 bis 11, wobei zur Ansteuerung der Pumpe (3) ein Unterbrecherkontakt vorgesehen ist, der vorzugsweise öffnet, wenn sich der Verdrängerkörper der Pumpe (3 ') in einer Extremposition befindet.12. Recessed ceiling light according to one of claims 4 to 11, wherein for controlling the pump (3) a break contact is provided, which preferably opens when the displacement of the pump (3 ') is in an extreme position.
13. Deckeneinbauleuchte nach einem der Ansprüche 4 bis 12, wobei zur Ansteuerung der Pumpe (3) ein piezoelektrischer Aktor, beispielsweise ein Bimorph, vorgesehen ist. 13. Recessed ceiling luminaire according to one of claims 4 to 12, wherein for driving the pump (3), a piezoelectric actuator, such as a bimorph, is provided.
14. Deckeneinbauleuchte nach einem der vorhergehenden Ansprüche, mit einem Stirlingmotor (30) zum Antrieb der Pumpe (3).14. Recessed ceiling light according to one of the preceding claims, with a Stirling engine (30) for driving the pump (3).
15. Deckeneinbauleuchte nach Anspruch 14, wobei der Stirlingmotor ein Flachplatten-Stirlingmotor ist. 15. Recessed ceiling light according to claim 14, wherein the Stirling engine is a flat plate Stirling engine.
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