ITUD20110001A1 - Dissipatore statico di calore - Google Patents

Description

Descrizione del trovato avente per titolo:

"DISSIPATORE STATICO DI CALORE"

CAMPO DI APPLICAZIONE

II presente trovato si riferisce ad un dissipatore statico di calore per strumenti di illuminazione a LED, in particolare per LED array di elevata potenza e quindi che producono elevate quantità di calore in uno spazio fortemente ridotto, calore che deve essere dissipato.

STATO DELLA TECNICA

È noto che tali emettitori di luce a diodo hanno raggiunto una notevole efficienza luminosa, ma tale efficienza è condizionata dalle caratteristiche di alimentazione e di dissipazione del calore.

La massima quantità di luce che può essere emessa da un tale emettitore di luce è limitata infatti dalla massima corrente media sopportabile, che è determinata, a sua volta, dalla massima potenza dissipabile dal chip. I recenti dispositivi progettati per impieghi professionali hanno una forma adatta ad accogliere un dissipatore termico, assolutamente necessario per smaltire il calore prodotto .

E' noto che i dissipatori utilizzati sono di due tipi: statici ed a flusso d'aria convogliata.

I dissipatori statici comprendono una piastra su cui viene applicato l'emettitore di luce, detta piastra essendo attrezzata, posteriormente o lateralmente all'emettitore, di protuberanze quali pioli, file colonnari, nervature, estensioni ramificate, e altro.

I dissipatori a flusso d'aria convogliata comprendono anch'essi una piastra su cui viene applicato un emettitore di luce, detta piastra essendo associata a nervature e cooperante con un corpo posteriore chiuso di posizionamento e sostegno.

Un inconveniente dei dissipatori noti è che essi, nei dispositivi di illuminazione, mal si adattano con le esigenze applicative, soprattutto, ma non solo, nel caso di dispositivi di illuminazione per interni per uso abitativo. Infatti, vuoi per la forma, o vuoi per la dimensione, da una parte esteticamente non sono idonei a rendere libera l'espressione estetica del progettista, dall'altra richiedono vani di contenimento particolari, ovvero un'esposizione totalmente visibile.

Per risolvere questi problemi, la Richiedente ha studiato, sperimentato e realizzato il presente trovato che permette di migliorare ed estenderne l'applicazione

ESPOSIZIONE DEL TROVATO

Il presente trovato è espresso e caratterizzato nelle rivendicazioni indipendenti. Le rivendicazioni dipendenti espongono altre caratteristiche del presente trovato o varianti dell'idea di soluzione principale.

Secondo il trovato, un emettitore di luce, in particolare formato da LED array di elevata potenza, viene applicato su un unico elemento a piastra avente dimensioni importanti e fungente da primo dispersore di calore.

Per dimensioni importanti, qui e nelle rivendicazioni, si intende una dimensione alcune volte maggiore della dimensione tipica dell'emettitore di luce e comunque tale da soddisfare le esigenze di dispersione del calore. Ad esempio, l'elemento a piastra può avere una superficie in pianta maggiore di almeno circa cinque volte quella dell'emettitore di luce.

La piastra è dimensionata in funzione dei parametri di temperatura di lavoro suggeriti per date condizioni di lavoro dell'emettitore di luce, ed avrà una dimensione minima dipendente dalla quantità di calore prodotto da quest'ultimo e dalla capacità di dispersione dell'ambiente ove viene collocata. Il materiale, ad esempio metallico, con cui è realizzata la piastra viene selezionato in base alle necessità di dissipazione termica richieste, esso può essere rame, alluminio o ferro, metalli intesi in senso comune o quali leghe.

Secondo una variante, detta piastra può avere una sezione costante mentre è nello spirito di un'altra variante il prevedere una sezione che varia progressivamente, ad esempio riducendosì verso la periferia .

Secondo una prima realizzazione, la piastra si estende, ovvero giace, su un piano.

Rientra nello spirito del trovato prevedere una o più varianti in cui la piastra presenta una conformazione conica, tronco-conica, svasata, ovvero a campana. E ' pure nello spirito del trovato prevedere almeno parte della piastra conformata in modo ondulato.

Secondo una forma di realizzazione del presente trovato, la piastra vantaggiosamente presenta, od è associata ad, un elemento di contenimento in cui è alloggiato l'emettitore di luce e che presenta almeno una finestra frontale per il passaggio della radiazione luminosa.

Secondo una variante, l'elemento di contenimento presenta una forma geometrica quale cilindro, o a parallelepipedo avente pianta quadrata, rettangolare o poligonale con sezione costante o variabile. Secondo una variante, la conformazione della piastra genera essa stessa l'elemento di contenimento. Secondo un'altra variante, la piastra può presentare qualsivoglia forma in pianta e riportare anche più di un elemento emettitore di luce, ad esempio ognuno di essi essendo almeno parzialmente circondato da un elemento di contenimento.

Secondo un'ulteriore forma di realizzazione del presente trovato, la suddetta piastra può presentare una pluralità di fori per il passaggio dell'aria ricavati attorno all'elemento di contenimento, in prossimità dell'emettitore di luce, adatti quindi a favorire lo smaltimento del calore. La piastra può inoltre comprendere una o più feritoie, anche con profilo aperto verso l'esterno, anch'esse adatte ad aumentare, o comunque a favorire, lo scambio termico con l'ambiente.

Secondo un'ulteriore forma di realizzazione del presente trovato, il dissipatore statico è previsto per essere immurato in una parete. A tal fine, la suddetta piastra presenta fori passanti, distribuiti in modo idoneo a consolidare la posizione del dissipatore statico sulla superficie portante. Nel caso il dissipatore venga murato, esso può risultare a filo parete o annegato ad essa.

Secondo un'ulteriore forma di realizzazione del presente trovato, il dissipatore statico può essere installato in associazione ad un pannello che funge da parete o controsoffitto, che può essere di legno, di cartongesso, o altro. A tal fine, la suddetta piastra comprende alette che possono cooperare meccanicamente con la sede di installazione per determinare il posizionamento stabile del dissipatore ed eventualmente contribuire alla dissipazione del calore.

E' di tutta evidenza che un dissipatore di calore di questo tipo, oltre ad essere poco costoso, facile da realizzare ed efficiente, ammette soluzioni estetiche ed applicative le più varie.

ILLUSTRAZIONE DEI DISEGNI

Queste ed altre caratteristiche del presente trovato appariranno chiare dalla seguente descrizione di una forma preferenziale di realizzazione, fornita a titolo esemplificativo, non limitativo, con riferimento agli annessi disegni in cui:

- la fig. 1 è una vista in prospettiva di un dissipatore statico secondo il presente trovato;

- la fig. 2 è una sezione laterale di un'altra forma di realizzazione di un dissipatore statico secondo il presente trovato;

- la fig. 2a è una sezione laterale di una variante realizzativa del dissipatore statico di fig.

2;

la fig. 3 è una vista laterale parzialmente sezionata, di una forma di realizzazione del dissipatore statico secondo il presente trovato;

la fig. 3a è una vista laterale, parzialmente sezionata, di una variante realizzativa del dissipatore statico di fig. 3;

la fig. 4 è una vista in prospettiva di un'ulteriore forma di realizzazione di un dissipatore statico secondo il presente trovato;

la fig. 5 è una vista in prospettiva di un'ulteriore forma di realizzazione di un dissipatore statico secondo il presente trovato;

la fig. 6a è una vista in prospettiva dall'alto di un'altra forma di realizzazione di un dissipatore statico secondo il presente trovato;

la fig. 6b è una vista laterale del dissipatore statico di fig. 6a;

la fig. 6c è una vista in prospettiva dal basso del dissipatore statico di fig. 6a;

la fig. 6d è una vista in pianta dall'alto del dissipatore statico di fig. 6a;

la fig. 7a è una vista in prospettiva dal basso di un'ulteriore forma di realizzazione di un dissipatore statico secondo il presente trovato;

- la fig. 7b è una sezione laterale del dissipatore statico di fig. 7a montato incassato in una parete di muratura;

- la fig. 8a è una vista in prospettiva di un'ulteriore forma di realizzazione di un dissipatore statico secondo il presente trovato;

- la fig. 8b rappresenta una fase di installazione del dissipatore statico di fig. 8a;

- la fig. 8c rappresenta un'ulteriore fase di installazione del dissipatore statico di fig. 8a;

la fig. 8d rappresenta ancora un'altra fase di installazione del dissipatore statico di fig. 8a.

Per facilitare la comprensione, numeri di riferimento identici sono stati utilizzati, ove possibile, per identificare elementi comuni identici nelle figure. Va inteso che elementi e caratteristiche di una forma di realizzazione possono essere convenientemente incorporati in altre forme di realizzazione senza ulteriori precisazioni.

DESCRIZIONE DI ALCUNE FORME PREFERENZIALI DI REALIZZAZIONE

Con riferimento alla figure allegate, un dissipatore statico 10 di calore secondo il presente trovato comprende una piastra 11, sulla quale viene applicato un emettitore di luce 13, nel caso di specie del tipo a LED. L'emettitore di luce 13 è vantaggiosamente costituito da una matrice di LED, tipo "LED array", generalmente con una potenza pari o maggiore a 5 Watt. La potenza emessa sotto forma di calore dall'emettitore deve essere, almeno parzialmente, dissipata dalla suddetta piastra 11 per evitare temperature di lavoro troppo elevate.

La piastra 11 è unica, ha dimensioni importanti e funge da primo dissipatore.

Il dissipatore 10 può comprendere, inoltre, un elemento di contenimento 15 che si protende dalla suddetta piastra 11, e che circonda, almeno parzialmente, l'elemento emettitore di luce 13, che può essere collocato ad altezze differenti entro detto elemento di contenimento 15.

L'elemento di contenimento 15, oltre ad avere la funzione di contenere le radiazioni luminose emesse dall'emettitore di luce 13, in forme di realizzazione può anche contribuire allo smaltimento del calore agendo da dissipatore secondario.

L'emettitore di luce 13 è disposto su un relativo piano di giacitura P, sullo stesso lato dell'elemento di contenimento 15.

In varianti di realizzazione, uno o più componenti del dissipatore del presente trovato possono essere, almeno in parte, rivestite con una vernice in polvere termoindurente con resina che favorisce la dissipazione termica, ad esempio resina a base di poliestere. La suddetta vernice, oltre a favorire lo scambio termico, protegge la piastra stessa dagli agenti ambientali, preservandone le caratteristiche. Un esempio di vernice adatta allo scopo è disponibile con il nome commerciale di "Alesta grey satine metallic fine texture".

Con riferimento alla fig. 1, secondo la forma di' realizzazione del presente trovato in cui il dissipatore è indicato con il riferimento numerico 10, la piastra 11 è di tipo piano, a sezione laterale costante. Vista dall'alto, la suddetta piastra 11 ha una forma sostanzialmente quadrata, tuttavia sono prevedibili anche altre forme quali poligonale, circolare, ovale o curvilinea in genere. Al suo centro è disposto un emettitore di luce 13.

Secondo un'ulteriore forma di realizzazione del dissipatore 10 e con riferimento alla fig. 2, la piastra 11 può avere una sezione a spessore variabile. Nel caso di specie, la piastra 11 ha, infatti, uno spessore che è massimo in prossimità dell'emettitore di luce 13, e diminuisce progressivamente, o gradualmente, avvicinandosi alle sue estremità. Nella forma di realizzazione di fig. 2, la piastra 11 è piana nella sua parte centrale, limitatamente all'interno dell'area relativa all'elemento di contenimento 15, perifericamente la piastra 11 è inclinata di un angolo a rispetto al piano di giacitura P dell'emettitore di luce 13. Secondo una possibile variante, la piastra 11 può essere inclinata di un qualsivoglia angolo a acuto, sia nel semispazio di giacitura dell'emettitore di luce 13 (angolo a positivo), che in quello opposto (angolo a negativo), oppure entrambi, come si vede in fig. 2a.

L'elemento di contenimento 15 può presentare la parte superiore 17 sagomata in qualunque modo.

Secondo la forma di realizzazione di fig. 3, il dissipatore 10 presenta la piastra 11 di forma, in pianta, sostanzialmente circolare od ovale, sagomata con una parte ondulata, ovvero con una pluralità di ondulazioni definite da successivi e continui avvallamenti e creste. Questa soluzione, oltre ad avere evidenti vantaggi estetici, consente di avere una maggiore superficie a parità di area in pianta, e quindi un maggiore scambio termico rispetto alla forma di realizzazione con piastra piana (fig. 1).

Analogamente a quanto esposto per la forma di realizzazione di fig. 2, secondo una variante realizzativa rappresentata nella fig. 3a, il dissipatore 10 può comprendere una piastra 11 ondulata che sia inclinata, anche solo in parte, nel semispazio comprendente l'elemento di contenimento 15 rispetto al piano di giacitura P (angolo β negativo in fig. 3), oppure può avere un angolo medio di inclinazione β nullo.

L'elemento di contenimento 15 ha una forma sostanzialmente cilindrica e comprende feritoie laterali 19, adatte a diffondere la luce emessa dall'emettitore di luce 13 in modo particolare, e secondo specifiche esigenze .

Nella forma di realizzazione di fig. 4, la piastra 11 è piana, di forma rettangolare e sezione costante, e su di essa è applicata, dallo stesso lato, una pluralità, nel caso di specie due, di emettitori di luce 13a e 13b. Attorno agli emettitori di luce 13a e 13b sono disposti rispettivi elementi di contenimento 15a e 15b.

Nella forma di realizzazione di fig. 5, il dissipatore 10 comprende una piastra 11 al centro della quale è applicato un elemento di contenimento 15 per un emettitore di luce 13. La piastra 11, a sua volta, è provvista di fori 22 per il passaggio dell'aria, come indicato dalle frecce G, disposti attorno all'elemento di contenimento 15, in prossimità dell'emettitore di luce 13. I suddetti fori 22 sono adatti al passaggio dell'aria attorno all'elemento di contenimento 15 contribuendo alla dissipazione del calore vicino alla sua fonte.

Inoltre, in alcune forme di realizzazione, la piastra 11 è provvista di feritoie 21, di forma longitudinale e ricavate, nel caso, con profilo laterale aperto verso l'esterno, dal bordo esterno della piastra 11 verso l'interno.

Le feritoie 21, oltre ad avere una funzione estetica, contribuiscono alla dissipazione del calore permettendo una maggiore circolazione dell'aria in prossimità dei bordi, determinando, come si vede in fig. 5, un flusso di aria G che lambisce una maggior superficie laterale della piastra 11.

Nella variante di realizzazione delle figg. 6a, 6b, 6c e 6d, il dissipatore 10 comprende una piastra 11, nel caso di specie, esemplificativo e non limitante dell'ambito di tutela del presente trovato, di forma circolare, al centro della quale piastra 11 è applicato un emettitore di luce 13. Sul lato opposto della piastra 11 rispetto all'emettitore di luce 13, sono fissati mezzi di supporto 23 per l'installazione del dissipatore 10 in associazione ad un pannello che funge da parete divisoria, controsoffitto, falso-soffitto o simile. I mezzi di supporto 23, nel caso di specie, sono formati da una piastra sagomata a "U", le cui pareti opposte presentano finestre con elementi di imperniamento per il montaggio di mezzi elastici di aggancio 25a, 25b che si estendono, da parti opposte rispetto al centro della piastra 11, oltre l'ingombro della stessa piastra 11 per cooperare con una superficie di trattenimento del pannello su cui viene installato il dissipatore 10.

Questa variante realizzativa è particolarmente adatta per l'installazione sui suddetti pannelli, che ad esempio possono essere in cartongesso, legno o altro.

L'installazione avviene realizzando un foro di idonee dimensioni attraverso il pannello, in modo da consentire l'inserimento dei mezzi elastici di aggancio 25a, 25b che cooperano con una superficie del pannello opposta a quella su cui va in battuta la piastra 11 per trattenere stabilmente il dissipatore 10.

In seguito, dopo aver approntato le connessioni di tipo elettrico, si fanno ruotare i mezzi elastici di aggancio 25a, 25b (25a in senso orario e 25b in senso antiorario in fig. 6b) rispetto ai relativi elementi di imperniamento, per poi inserire i mezzi di supporto 23 attraverso il suddetto foro. Il rilascio elastico dei mezzi elastici di aggancio 25a, 25b determina il vincolo stabile della piastra 11 alla superficie esterna del pannello su cui è installato.

Il dissipatore 10 della variante di realizzazione delle figg. 7a e 7b è adatto ad essere installato ad incasso in una parete di muratura e comprende una piastra 11, di forma piana, nella fattispecie a pianta quadra, al centro della quale è applicato un emettitore di luce 13.

La piastra 11 è provvista di fori passanti 27, di dimensioni variabili, come nei disegni allegati, oppure costanti, nel caso di specie esemplificativamente disposti sostanzialmente lungo le diagonali.

Il dissipatore 10 è installato ad incasso nella parte di muratura come mostrato in figura 7b. L'emettitore di luce 13 è posizionato a filo con la superficie esterna della parete di muratura, mentre la piastra 11 è inglobata nella struttura della parete, in modo tale da essere celata alla a vista.

I fori passanti 27 della piastra 11 fungono da siti, o zone, di ancoraggio per la malta cementizia, o altro, usualmente impiegato nella tipologia di pareti in muratura di cui si discute.

II dissipatore 10 della variante di realizzazione delle figg. 8a, 8b, 8c e 8d è adatto ad essere installato a filo su un pannello 33, ad esempio di una parete, di un controsoffitto o simile e comprende una piastra 11 al centro della quale è applicato un emettitore di luce 13 ed alette di fissaggio 31 ricavate in corpo unico con la piastra 11 stessa e rivolte dallo stesso lato su cui è applicato l'emettitore di luce 13.

II procedimento per l'installazione del dissipatore statico 10 di calore sul pannello 33, che ad esempio può essere di legno, compensato, cartongesso, o altro, prevede una prima fase in cui si ricava, asportando una porzione sagomata 36, una sede di installazione 35 nel pannello 33, di forma coniugata a quella della piastra 11 e dimensioni sostanzialmente pari alla distanza tra coppie di alette 31 opposte.

In una seconda fase, il dissipatore 10 viene connesso all'alimentazione elettrica e inserito nella sede di installazione 35, facendo coincidere le alette 31 con i bordi di quest'ultima.

Successivamente, il dissipatore 10 è fissato al pannello 33 mediante viti (fig. 8b).

In una terza fase, si ricava, attraverso la porzione sagomata 36, un foro di dimensioni coordinate all'ingombro dell'emettitore di luce 13.

La porzione sagomata 36 è poi nuovamente posizionata nella sede di installazione 35 e fissata al dissipatore 10 mediante viti (fig. 8c). In una quarta fase si effettua la rasatura del pannello 33, ovvero la regolarizzazione della sua superficie pareggiando i livelli, come noto per un esperto del settore (fig. 8d).

Claims (17)

1. RIVENDICAZIONI 1. Dissipatore statico di calore, comprendente un elemento (11) su cui viene montato almeno un emettitore di luce (13), caratterizzato dal fatto che detto elemento è a piastra (11) e presenta dimensioni importanti.
2. 2. Dissipatore statico come nella rivendicazione 1, caratterizzato dal fatto che comprende almeno un elemento di contenimento (15), che si protende da detta piastra (11), disposto sullo stesso lato del relativo emettitore di luce (13), in modo da circondare, almeno parzialmente, quest 'ultimo.
3. 3. Dissipatore statico come nella rivendicazione 1 o 2, caratterizzato dal fatto che detta piastra (11) ha una sezione trasversale con spessore sostanzialmente costante.
4. 4. Dissipatore statico come nella rivendicazione 1 o 2, caratterizzato dal fatto che detta piastra (11) ha una sezione trasversale con spessore che varia progressivamente verso la periferia.
5. 5. Dissipatore statico come in una qualsiasi delle rivendicazioni precedenti, caratterizzato dal fatto che detta piastra (11) si estende su un piano.
6. 6. Dissipatore statico come in una qualsiasi delle rivendicazioni da 1 a 4, caratterizzato dal fatto che detta piastra (11) presenta una conformazione conica, tronco-conica, svasata, ovvero a campana.
7. 7. Dissipatore statico come in una qualsiasi delle rivendicazioni da 1 a 4, caratterizzato dal fatto che detta piastra (11) presenta almeno una parte conformata ondulata .
8. 8. Dissipatore statico come nella rivendicazione 6 o 7, caratterizzato dal fatto che detta piastra (11) è inclinata almeno in parte di un voluto angolo (α, β), positivo o negativo, rispetto al piano di giacitura (P) di detto emettitore di luce (13), essendo inclinata nel semispazio opposto, oppure concorde, a quello comprendente detto emettitore di luce (13).
9. 9. Dissipatore statico come nella rivendicazione 7, caratterizzato dal fatto che detta piastra (11) ha un angolo medio di inclinazione (β) nullo rispetto al piano di giacitura (P) di detto emettitore di luce (13).
10. 10. Dissipatore statico come in una qualsiasi delle rivendicazioni precedenti, caratterizzato dal fatto che comprende una pluralità di emettitori di luce (13, 13a, 13b).
11. 11. Dissipatore statico come nelle rivendicazioni 2 e 10, caratterizzato dal fatto che ciascuno di detti emettitori di luce (13, 13a, 13b) è associato ad un relativo elemento di contenimento (15, 15a, 15b).
12. 12. Dissipatore statico come in una qualsiasi delle rivendicazioni precedenti, caratterizzato dal fatto che detta piastra (11) è provvista di una pluralità di fori di passaggio dell'aria (22) ricavati in prossimità di detto emettitore di luce (13).
13. 13. Dissipatore statico come in una qualsiasi delle rivendicazioni precedenti, caratterizzato dal fatto che detta piastra (11) è provvista di una o più feritoie (21).
14. 14. Dissipatore statico come in una qualsiasi delle rivendicazioni precedenti, caratterizzato dal fatto che detta piastra (11) è provvista di fori passanti (27) che fungono da zone di ancoraggio per l'installazione su pareti o soffitti.
15. 15. Dissipatore statico come in una qualsiasi delle rivendicazioni precedenti, caratterizzato dal fatto che comprende mezzi elastici di aggancio (25a, 25b) e/o alette (31) per cooperare con un pannello (33).
16. 16. Dispositivo di illuminazione comprendente un dissipatore come in una qualsiasi delle rivendicazioni precedenti .
17. 17. Procedimento per l'installazione ad incasso in un pannello (33) di un dissipatore statico di calore (10) comprendente una piastra (11) sagomata con alette (31) e un emettitore di luce (13), caratterizzato dal fatto che comprende una prima fase in cui si ricava, asportando dal pannello (33) una porzione sagomata (36), una sede di installazione (35) in detto pannello (33) adatta a cooperare con dette alette (31), una seconda fase in cui detto dissipatore statico di calore (10) è connesso all'alimentazione elettrica, inserito in detta sede di installazione (35) e fissato ad essa mediante le alette (31), una terza fase in cui si ritaglia la porzione sagomata (36) per alloggiare detto emettitore di luce (13) ed in cui detta porzione sagomata (36) è inserita nuovamente nella sede di installazione (35) e fissata a detta piastra (11) e una quarta fase in cui si effettua la rasatura del pannello (33).