PT106926A

PT106926A - Luminária de díodos emissores de luz para aquariofilia com circuito de água incorporado e respetivo equipamento e processso de funcionamento

Info

Publication number: PT106926A
Application number: PT106926A
Authority: PT
Inventors: José Maria Da Silva Pereira
Original assignee: Aquatlantis Produtos Para Animais Domésticos S A
Priority date: 2013-05-07
Filing date: 2013-05-07
Publication date: 2014-11-07

Abstract

O PRESENTE INVENTO DIZ RESPEITO A UMA LUMINÁRIA PARA AQUÁRIOS OU EXPOSITORES DE FAUNA E FLORA AQUÁTICA RECORRENDO A UMA LUMINÁRIA DE DÍODOS EMISSORES DE LUZ, VULGARMENTE CONHECIDA POR LEDS, EM QUE A ÁGUA FLUI EM CIRCUITO CONTÍNUO PELO INTERIOR DA ESTRUTURA QUE SUPORTA A LUMINÁRIA, OPERANDO-SE, DESSE MODO, UMA TROCA ENERGÉTICA: A ÁGUA, AO FLUIR POR UM PERFIL INTERIOR DE CIRCULAÇÃO (8) ADJACENTE À PLACA DE DÍODOS EMISSORES DE LUZ (11), ARREFECE-OS, O QUE POTENCIA A SUA LUMINOSIDADE; POR OUTRO LADO, AO CIRCULAR EM CONTACTO COM A PLACA DOS LEDS, AQUECE LIGEIRAMENTE, O QUE TORNA DISPENSÁVEL A UTILIZAÇÃO DOS AQUECEDORES DE AQUÁRIOS. O PERFIL INTERIOR DE CIRCULAÇÃO É ENVOLVIDO POR UM PERFIL EXTERIOR DE COBERTURA (3), REMATADO POR UMA TAMPA DO TOPO (4) E TODA A ESTRUTURA É MONTADA LONGITUDINALMENTE SOBRE O AQUÁRIO (1) E O FLUXO DE ÁGUA IMPULSIONADO POR UM MOTOR (13).

Description

DESCRIÇÃO "LUMINÁRIA DE DÍODOS EMISSORES DE LUZ PARA AQUARIOFILIA COM CIRCUITO DE ÁGUA INCORPORADO E RESPETIVO EQUIPAMENTO E PROCESSSO DE FUNCIONAMENTO"

Domínio técnico

Trata-se de uma luminária para aquariofilia que, em lugar de recorrer às comuns lâmpadas fluorescentes, recorre a díodos emissores de luz e utiliza um perfil oco em alumínio ou material equiparado, montado sobre a superfície do aquário ou expositor, por onde circula a água, em circuito contínuo.

No invento, a água vai correr em circuito contínuo ao longo da estrutura da luminária, arrefecendo os díodos emissores de luz e, simultaneamente, aquecendo ligeiramente a água de modo a proporcionar um ambiente propício à fauna e flora do aquário ou expositor sem necessidade de aquecedores.

Com recurso a um vulgar motor eletromagnético - a conhecida bomba - existente na generalidade dos aquários, a água entra por uma extremidade da estrutura adjacente á luminária e é expelida pela outra extremidade, assegurando um fluxo ininterrupto. 1/13

Uma vez que a estrutura por onde circula a água é de alumínio - indicativamente, podendo sê-lo de outro material de condutividade semelhante - e aquela circula em zona em contacto direto com a placa de iluminação composta por díodos emissores de luz - os conhecidos leds - a dita água arrefece-os e, por sua vez, o fluxo contínuo de passagem da água proporciona um ligeiro mas constante aquecimento desta.

Ou seja, a água aquece ligeiramente, o que torna a respetiva temperatura adequada, sem o recurso à tradicional necessidade de utilização de aquecedores dedicados e, por outro lado, o fluxo contínuo adjacente aos ditos díodos arrefece-os, o que permite a manutenção da quantidade de luz emitida.

Este invento surgiu da necessidade de criar uma luminária com díodos emissores de luz para o mercado da aquariofilia que se diferenciasse claramente dos sistemas de iluminação já existentes.

Neste sentido, uma das principais novidades resultantes deste invento consiste no desenvolvimento de novos sistemas de iluminação que incorporam um sistema de arrefecimento distinto dos demais já existentes no mercado e que preenchem os requisitos intrínsecos à aquariofilia, de modo a cumprir as características necessárias para a reprodução do habitat natural dos peixes, plantas e corais. 2/13

Trata-se de sistemas de iluminação de fácil instalação ou desmontagem pelo utilizador comum.

Para o desenvolvimento deste projeto, o inventor desenvolveu conhecimentos no que concerne a: - Estudo de metodologias para efetuar o arrefecimento do sistema de iluminação;

Estudo da evolução dos diodos emissores de luz e desenvolvimento de uma combinação particularmente adequada para aquários de água doce e água salgada.

Estado da técnica

Existem alguns fatores que são essenciais na iluminação de um aquário: nomeadamente, a temperatura de cor, o indice de restituição cromática e o fluxo luminoso. 0 mercado da iluminação em, geral, está a passar por mais uma revolução no que se refere à forma de emissão da luz elétrica, possibilitando novas aplicações e novas maneiras de iluminar ambientes e objetos, nomeadamente, através de luz gerada mediante componentes eletrónicos designados por LED - Light Emitting Diode (Diodo Emissor de Luz).

Os ditos diodos ou leds apresentam várias vantagens em relação a outras fontes de luz: 3/13

Maior vida útil (aproximadamente 50.000 horas) e consequente baixa manutenção; - Baixo consumo;

Elevada eficiência energética (em torno de 50 lúmen/Watt) ;

Resistência a impactos e vibrações, dado utilizar tecnologia de estado sólido, portanto, sem filamentos e sem vidro, o que aumenta a sua robustez.

No entanto, inicialmente, esta tecnologia apresentava, também, algumas desvantagens relativamente às restantes fontes de luz, de que se destacavam: - O custo de aquisição elevado; - O índice de restituição de cor (IRC) podia não ser o mais adequado; - A redução da quantidade de luz emitida pelo led com o aumento da temperatura.

Atualmente, parte dessas desvantagens foram já eliminadas pelos fabricantes dos díodos emissores de luz resistindo, todavia, uma: a quantidade de luz emitida pelo dito díodo diminui com o aumento da temperatura.

Alguns fabricantes de sistemas de iluminação com leds contornaram este problema, criando sistemas de arrefecimento mecânico, tais como a usual incorporação de 4/13 sistemas de ventilação (ventoinhas) que, para além de serem ruidosos, aumentam o consumo de energia do sistema.

Assim, o desafio colocado ao inventor traduziu-se em desenvolver um sistema de iluminação que pudesse ser adequado às diferentes exigência de aquários de água doce ou de água salgada, que cumprisse as caracteristicas intrínsecas à aquariofilia (fatores inerentes à iluminação de um aquário) mas que reduzisse a temperatura dos diodos emissores de luz através de um sistema de arrefecimento com canais de dedicados, permitindo a passagem de água através da estrutura da própria luminária, que arrefecerá o sistema e, assim, garantirá durante muito mais tempo, a quantidade de luz emitida pelos ditos diodos.

Aquela significativa mais-valia conjuga-se com uma outra de igual monta: A possibilidade de utilizar a água do aquário para alimentar o circuito e, ao mesmo tempo, reduzir a necessidade de aquecimento através de aquecedores no aquário, o que se traduz numa redução significativa do consumo energético. 0 estado da arte atual não conhece solução idêntica ou próxima do invento: neste, através da circulação de água em canal dedicado adjacente à luminária e incorporado na própria estrutura daquela, percorrendo-a longitudinalmente, arrefece os díodos - prolongando a sua eficiência luminosa - e aquece ligeiramente a água em regime contínuo, o que dispensa, em absoluto, os ditos aquecedores. 5/13

Nas soluções atuais, o que existe é um circuito de água interno, propulsionado por um motor com um filtro adjacente assegurando a filtragem continua da água. Tal filtragem não interfere com a temperatura da água nem, tampouco, com o sistema de iluminação: são dois sistemas autónomos, com finalidades e funcionamento que se não intercetam.

Descrição das Figuras

Nota explicativa: As Figuras 1, 2 e 3 apresentam, nomeadamente, os componentes particularmente adequados a aquários em que a zona técnica se encontra em zona oculta, quer em área dedicada, quer sob o próprio aquário ou expositor, por exemplo, num móvel de suporte. Assim: A Figura 1 representa um aquário (1) com o perfil exterior de cobertura (3) - que alberga a luminária - sobreposto na zona superior vendo-se, em pormenor, o corte do dito perfil exterior de cobertura (3), o segmento tubular angular (6) de circulação da água e a tampa do topo (4) do dito perfil exterior de cobertura; A Figura 2 mostra um aquário (1) com a respetiva luminária montada sem o perfil exterior de cobertura (3) , evidenciando-se o circuito da água através do perfil interior de circulação (8), adjacente á luminária e representando-se o aro de ligação (2) e a peça de união (5), o perfil exterior de ocultação (9) e o perfil condutor 6/13 (9-1), o tubo que transporta a água (10), a tampa do topo (4) do perfil exterior de cobertura e o segmento tubular angular (6); A Figura 3 representa, de forma pormenorizada, os vários componentes do sistema de iluminação e circulação de água: O aro de ligação (2) dos dois perfis, uma peça de união (5) o perfil exterior de cobertura (3) e o perfil exterior de ocultação (9) do tubo que transporta a água (1), um perfil condutor (9-1) do dito tubo, a tampa do topo (4) do dito perfil de cobertura, uma peça de união (5) para a solidez da ligação do dito perfil exterior de cobertura (3) e perfil exterior de ocultação (9), o segmento tubular angular (6) que une o dito tubo que transporta a água (10), o perfil interior de circulação (8) os topos do perfil (7), as placas de diodos emissores de luz (11) e a tampa de fecho (12) da luminária.

Nota explicativa: As Figuras 4, 5 e 6 mostram, nomeadamente, os componentes aplicáveis aos diversos tipos de aquários ou expositores. Assim: A Figura 4 mostra um aquário (1) com a luminária montada e, em pormenor, é realçado o motor (13) e a respetiva caixa de ocultação (14), o perfil exterior de cobertura (3) em corte, com a respetiva tampa do topo (4) e denotando-se o perfil interior de circulação (8), em corte, por onde circula a água; 7/13 A Figura 5 representa o aquário (1), o perfil de exterior cobertura (3), destacando as respetivas tampas do topo (4) do dito perfil, bem como motor (13) e o sentido de circulação da água através do perfil interior de circulação (8); A Figura 6 realça, de fora pormenorizada, os vários componentes do sistema de iluminação e circulação da água no aquário: o perfil exterior de cobertura (3) e respetivas tampas dos topos (4), o segmento tubular angular (6), os topos do perfil (7), o perfil interior de circulação (8), o tubo que transporta a água (10), as placas de diodos emissores de luz (11), a tampa de fecho (12) da luminária, o motor (13) e respetiva caixa de ocultação (14); A Figura 7 mostra algumas possibilidades de combinações de placas de diodos emissores de luz, maiores ou mais pequenas, em função da dimensão do aquário ou expositor.

Descrição do melhor modo de realização do invento O invento - traduzindo-se, essencialmente, numa solução técnica que permite que um fluxo de água continuo atravesse toda a zona da luminária de diodos emissores de 8/13 luz (vulgarmente conhecidos por leds) de um aquário ou expositor, os arrefeça e, simultaneamente, permita o aquecimento da água e dispense qualquer tipo de aquecedor -pode ser aplicado a aquários ou expositores das mais variadas conceções, como os das Fig. 1, 2 e 3, onde o motor se aloja numa zona técnica dedicada, ou aquários e expositores como os das Fig. 4, 5, e 6, com o motor adjacente à extremidade da luminária. 0 invento proposto, que se reivindicará, criou um novo conceito de luminária para aquários ou expositores de fauna e flora aquática. Assim, em lugar de recorrer a um motor ou bomba que assegura a circulação da água pelo dito aquário e, noutro ponto do equipamento, de uma luminária (normalmente, através de uma longilinea lâmpada fluorescente), que providencia a iluminação, o invento ora descrito inovou no conceito: faz com que a água circule pela estrutura metálica onde se aloja a luminária de leds, e opera-se uma vantajosa troca de energia.

Por um lado, a água arrefece os leds, impedindo a perda de luminosidade que o aquecimento desencadearia neste tipo de dispositivos; por outro lado, a luminária aquece ligeiramente a água, o que permite dispensar os aquecedores tradicionais dos aquários e oferecer um habitat adequado.

Como demonstram, em pormenor, as Fig. 4 e 6 (cujas ligeiras 9/13 justificam com alterações de componentes apenas se alterações conceptuais menores do tipo de aquário), os elementos fundamentais da invenção radicam nos seguintes componentes: o perfil interior de circulação (8) por onde circula a água e a placa de diodos emissores de luz (11), ou leds. De notar que o dito perfil interior de circulação é oco e, em lugar de possuir no interior um canal convencional - do tipo tubular, por exemplo - ele próprio se apresenta como conduta do fluxo da água, de fundo plano e área expandida. A razão é simples: sendo o dito perfil em alumínio ou outra liga metálica equivalente, a passagem da água arrefece-a em maior extensão.A placa de diodos emissores de luz (11) é colocada imediatamente sob - e em contacto - com o referido perfil interior de circulação (8) sendo o sistema de iluminação rematado e hermeticamente fixado com a tampa de fecho (12) da luminária.

Sendo o dito perfil interior de circulação (8) colocado sobre o aquário (1) ou expositor (Fig.l, 2, 4 e 5) de forma longitudinal, ele é encoberto com um perfil exterior de cobertura (3), rematado com uma tampa de topo (4) nos topos respetivos, desempenhando o referido perfil uma dupla função: estética e de proteção contra a dissipação de temperatura. 10/13

Para assegurar a circulação da água, em circuito continuo, através do perfil interior de circulação (8) são fixados em cada extremidade do dito perfil, topos do perfil (7) que, por sua vez, se acoplam a segmentos tubulares angulares (6) . Estes, por sua vez, asseguram a ligação ao tubo que transporta a água (10) até ao motor (13). A placa de diodos emissores de luz (11) pode ter configuração e dimensão diversa.

Assim, como é demonstrado na Fig. 7, a dita placa pode alojar maior ou menor número de leds de acordo com a dimensão do aquário ou expositor. O motor (13), tanto pode ser alojado em zona técnica autónoma como, no caso da Fig. 6, ficar adjacente ao topo do perfil interior de circulação (8). O invento aplica-se a diferentes opções de projeto: assim, as Fig. 1, 2 e 3 possibilitam que a água ascenda por um tubo que a transporta (10) até ao motor. Este último, a titulo meramente exemplificativo, colocado sob o próprio aquário e a dita tubagem oculta por um perfil condutor (9-1) e um perfil exterior de ocultação (9). A água ascende pelo dito tubo e circula pelo interior do perfil interior de circulação (8) e precipita-se, em fluxo 11/13 contínuo, pela outra extremidade do dito perfil para o interior do aquário (1).

Aqueles que acabam por ser os únicos perfis visíveis exteriormente são o perfil exterior de cobertura (3) e o perfil exterior de ocultação (9), devidamente fixados entre si através de um aro de ligação (2) e um perfil em canto (5) para assegurar solidez.

Do mesmo modo, as Fig. 4, 5 e 6 demonstram o perfil interior de circulação (8) evidenciando-se o pormenor do canal de circulação no interior do dito perfil na Fig. 4.

Em ambos os casos, a mesma solução técnica fundamental: a água circula através da própria estrutura que suporta a luminária e promove a permuta de temperatura - arrefecendo os díodos e aquecendo-se ligeiramente - que proporciona um ambiente adequado à flora e fauna aquáticas e assegura não negligenciável poupança de energia.

No final do projeto foram concebidos 3 tipologias de sistemas de iluminação (variantes dimensão e aspeto exterior) todos com o mesmo princípio inicial: sistema de circulação da água do aquário pelo interior do sistema de iluminação.

Esta solução conduziu ao arrefecimento dos díodos emissores de luz, produziu significativo aumento temporal da quantidade de luz emitida pelos ditos díodos e proporcionou 12/13 clara diminuição do consumo energético global do sistema.

Após análise de resultados conclui-se que os sistemas de iluminação cumpriram todos os requisitos que inicialmente tinham sido propostos e podem sintetizar-se as mais-valias:

Maior vida útil (em comparação com os tradicionais sistemas de iluminação com lâmpadas fluorescentes T5/T8) e consequente baixa manutenção;

Baixo consumo (comparativamente aos sistemas de iluminação com lâmpadas fluorescentes T5/T8); - Resistência a impactos e vibrações: Utiliza tecnologia de estado sólido, portanto, sem filamentos e sem vidro, aumentando a sua robustez; - Boa relação custo/qualidade do produto; - 0 indice de restituição de cor (IRC) de 80; - Redução da temperatura dos led de modo a manter durante mais tempo a quantidade de luz emitida pelo led. - Otimização da temperatura de cor; - Fluxo luminoso adequado ao fim a que se destina; - Aspeto atrativo.

Porto, 9 de junho de 2013. 13/13

Claims

REIVINDICAÇÕES 1 - Luminária de diodos emissores de luz para aquariofilia com circuito de água incorporado e respetivo equipamento, caracterizada por ser dotada de um perfil interior de circulação (8) em aluminio ou material sucedâneo, colocado longitudinalmente sobre o aquário (1) ou expositor, por onde circula a água em circuito continuo.
2 - Luminária de diodos emissores de luz para aquariofilia com circuito de água incorporado e respetivo equipamento, de acordo com a reivindicação anterior, caracterizada por o perfil interior de circulação (8) ser oco, sem qualquer estrutura tubular interna.
3 - Luminária de diodos emissores de luz para aquariofilia com circuito de água incorporado e respetivo equipamento, de acordo com as reivindicações anteriores, caracterizada por o perfil interior de circulação (8) possuir, em cada extremo, topos do perfil (7) que unem e rematam a ligação entre o dito perfil e o segmento tubular angular (6) de ligação ao tubo que transporta a água (10). 1/3
4- Luminária de díodos emissores de luz para aquariofilia com circuito de água incorporado e respetivo equipamento, de acordo com as reivindicações anteriores, caracterizada por o perfil interior de circulação (8) ser envolvido por um perfil exterior de cobertura (3).
5 - Luminária de díodos emissores de luz para aquariofilia com circuito de água incorporado e respetivo equipamento, de acordo com as reivindicações anteriores, caracterizada por possuir uma placa de díodos emissores de luz (11) colocada sob a superfície inferior do perfil interior de circulação (8).
6 - Luminária de díodos emissores de luz para aquariofilia com circuito de água incorporado e respetivo equipamento, de acordo com as reivindicações anteriores, caracterizada por a placa dos díodos emissores de luz (11) ser fixada ao conjunto da estrutura da luminária através de uma tampa de fecho (12) da dita luminária.
7 - Processo de funcionamento da luminária de díodos emissores de luz para aquariofilia caracterizado por a água entrar por um dos topos do perfil interior de circulação (8) , em circuito contínuo, e sair pelo outro topo do dito perfil.
8 - Processo de funcionamento de luminária de díodos emissores de luz para aquariofilia de acordo com a reivindicação anterior, caracterizado por a água, no seu trajeto ao longo do perfil interior de circulação (8), arrefecer a placa dos díodos emissores de luz (11); 2/3
9 - Processo de funcionamento de luminária de diodos emissores de luz para aquariofilia, de acordo com as reivindicações anteriores, caracterizado por a água, no seu trajeto ao longo do perfil interior de circulação (8), aumentar ligeiramente a sua temperatura em resultado do contacto com a placa de diodos emissores de luz (11).
10 - Processo de funcionamento de luminária de diodos emissores de luz para aquariofilia, de acordo com as reivindicações anteriores, caracterizado por o circuito continuo da água através do perfil interior de circulação (8) ser impulsionado por um motor (13).
11- Processo de funcionamento de luminária de diodos emissores de luz para aquariofilia, de acordo com as reivindicações anteriores, caracterizado por o fluxo de água seguir por um tubo que transporta a água (10) com ligação ao motor (13), e entrar no perfil interior de circulação (8) através de segmentos tubulares angulares (6) e estando estes ditos segmentos fixados ao dito perfil interior de circulação mediante topos do perfil (7).
12 - Processo de funcionamento de luminária de diodos emissores de luz para aquariofilia, de acordo com as reivindicações anteriores, caracterizado por obter o aquecimento da água do aquário ou expositor sem necessidade do recurso a aquecedores. Porto, 9 de julho de 2013. 3/3