專利名稱：高架機(jī)場(chǎng)led照明裝置的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明涉及用于機(jī)場(chǎng)的基于LED光源的高架燈標(biāo)。具體地，本發(fā)明涉及高強(qiáng)度機(jī)場(chǎng)燈，例如機(jī)場(chǎng)跑道邊緣燈、盡頭燈、跑道入口燈、和進(jìn)場(chǎng)燈。
背景技術(shù)：
LED光源逐漸用于機(jī)場(chǎng)燈。LED優(yōu)于白熾光源或鹵素光源的優(yōu)勢(shì)是眾所周知的。本領(lǐng)域的技術(shù)人員還知道，盡管LED具有高能量效率，但是在LED及其電源與控制系統(tǒng)中還是產(chǎn)生大量的熱。確保LED光源的長壽命要求使LED的發(fā)光結(jié)(light emitting junction) 保持在臨界值以下，該臨界值比白熾燈的臨界值低得多(400° K與3000° K)。因此，產(chǎn)生的熱必須有效地排盡。
在US 2008/002410中，公開了利用LED的全向標(biāo)志燈，其包括作為第一散熱器的底板和布置在彼此同中心地堆疊的支撐件上的LED陣列。熱傳導(dǎo)元件(被稱為熱導(dǎo)管)將 LED陣列耦接至布置于標(biāo)志燈頂部上的第二散熱器。第二散熱器可以由用于通過自然對(duì)流散熱的多個(gè)散熱片制造。
這種標(biāo)志燈的缺點(diǎn)是，最底部的LED陣列產(chǎn)生的熱在通過第二散熱器消散之前必須沿著燈的高度向上行進(jìn)。因此，最上面的LED陣列暴露于從最下方LED陣列及其電源產(chǎn)生的熱下。
W02009/103246在一個(gè)實(shí)施例中公開了 LED障礙燈，其包專用于消散LED產(chǎn)生的熱的至少一個(gè)散熱器以及專用于消散電源產(chǎn)生的熱的至少一個(gè)散熱器，這兩個(gè)熱消散路徑被分離。電源提供在金屬外殼中，所述金屬外殼用作其散熱器，并且所述金屬外殼位于用于連接所述燈與基部夾具的連接器環(huán)上。在電源頂部上設(shè)有凹形彎曲的反射表面和面向下方的 LED，以便于光從側(cè)面發(fā)射出去。在電源和反射表面之間提供有熱絕緣體。LED產(chǎn)生的熱通過設(shè)在LED頂部的散熱器消散。
該同一文獻(xiàn)在另一個(gè)實(shí)施例中公開了面向上方的LED,散熱器設(shè)置在下方。在該實(shí)施例中，散熱器具有中央開口，用于接收容納有電源的底部構(gòu)件。所述底部構(gòu)件包括豎直脊，所述豎直脊與設(shè)置在散熱器的開口內(nèi)部的豎直溝槽互鎖。因此，在后一個(gè)實(shí)施例中，LED 和電源共用同一個(gè)散熱器，該散熱器設(shè)置在障礙燈的中間部分中。
關(guān)于以上文獻(xiàn)，應(yīng)當(dāng)注意到，噴流阻力一般不是障礙燈的問題。因此， US2008/002410和WO 2009/103246的第一個(gè)前述實(shí)施例的燈有以下劣勢(shì)，即，第二散熱器增大了暴露于暴風(fēng)的區(qū)域。因此，該設(shè)計(jì)無法在使燈不受到噴流損壞的情況下應(yīng)用于機(jī)場(chǎng)跑道邊緣燈和進(jìn)場(chǎng)燈。在以上所述的W02009/103246的第二實(shí)施例中稍微減少了前面的區(qū)域，盡管以相互混合電源和LED的散熱為代價(jià)，如上所述的這可能降低LED壽命。
文獻(xiàn)WO 02/066889公開了 LED標(biāo)志燈，其包括安裝在模件上、布置在伸縮套管周圍、且固定至基部的多個(gè)LED。所述模件由透明燈罩覆蓋。每個(gè)模件均包括安裝在內(nèi)部散熱器托架上的LED組件，所述內(nèi)部散熱器托架包括對(duì)流片?；亢屯庹謨烧呔ㄔ试S空氣在燈內(nèi)流動(dòng)的網(wǎng)屏(screen)部分。LED驅(qū)動(dòng)和控制電路被容納在電氣外殼內(nèi)，該電氣外殼連接至用于翻新改裝在現(xiàn)有燈位置的現(xiàn)有控制器。
以上說明的文檔未公開電氣外殼要安裝在哪里，盡管根據(jù)附圖能夠推斷出，電氣外殼被構(gòu)造為將被安裝到現(xiàn)有控制器封裝中的箱。這不僅看起來不總是可能的，而且控制器安裝在高架位置的情況下，會(huì)導(dǎo)致增加暴露于暴風(fēng)的區(qū)域。
在機(jī)場(chǎng)跑道邊緣燈和進(jìn)場(chǎng)燈的特定情況中，還存在其他問題，例如組合由監(jiān)管機(jī)構(gòu)(例如ICA0、FAA、或IEC)具體指定的不同準(zhǔn)則；燈的最終用戶具體指定的不同準(zhǔn)則，其可以具體指定用于環(huán)境需求的其他操作標(biāo)準(zhǔn)，包括氣候、噴流、和電磁屏蔽；以及燈的制造商和光源的制造商具體指定的不同準(zhǔn)則。
具體地，在產(chǎn)生大量熱的高架高強(qiáng)度機(jī)場(chǎng)燈的情況中，存在以下問題，一方面要提供對(duì)于熱消散來說足夠大的表面，另一方面又要提供足夠小的噴流暴露區(qū)域，以使照明裝置可以承受ICAO易碎性標(biāo)準(zhǔn)(暴露于483km/h的噴流)。隨著更大飛機(jī)(例如空客(Airbus) A380)的擴(kuò)大使用，該問題的解決將變得更加迫切。
發(fā)明目的
因此，本發(fā)明旨在提供克服現(xiàn)有技術(shù)的缺點(diǎn)的高架機(jī)場(chǎng)照明裝置。
具體地，本發(fā)明的目的旨在提供基于LED技術(shù)的高架機(jī)場(chǎng)照明裝置，其使得熱消散的外表面與暴露于噴流力的橫截面的比率最大化。
本發(fā)明的目的是提供易于維護(hù)和提供簡(jiǎn)單安裝與調(diào)節(jié)的高架機(jī)場(chǎng)照明裝置。發(fā)明內(nèi)容
因此，根據(jù)本發(fā)明的方面，提供了如相關(guān)權(quán)利要求中所陳述的高架機(jī)場(chǎng)照明裝置。 高架機(jī)場(chǎng)照明裝置包括主體和至少一個(gè)燈單元。主體能夠固定于支撐件，使得能將主體固定在離地面較高的位置處。燈單元包括至少一個(gè)LED。
主體封裝用于為LED提供動(dòng)力以及驅(qū)動(dòng)LED的電子電路。其包括熱耦接至電子電路的第一散熱器。燈單元包括用于消散LED產(chǎn)生的熱的第二散熱器。
根據(jù)本發(fā)明，燈單元形成為與主體分離的單獨(dú)(不同)本體。
燈單元能夠(可移除地)連接至主體。如此形成燈單元和主體，即，當(dāng)燈單元附接至主體時(shí)，第二散熱器介于在主體和燈單元之間并且環(huán)境空氣能在主體和燈單元之間穿過， 以使得第二散熱器可以通過自然對(duì)流將熱消散至環(huán)境空氣。
根據(jù)本發(fā)明的方面，燈單元包括正面和背面。正面布置成用于發(fā)射來自LED的光。 因此，正面布置在從LED發(fā)射的光的光學(xué)路徑上。背面包括后表面，并且第二散熱器的至少部分提供在后表面處。當(dāng)燈單元附接至主體時(shí)，后表面以及第二散熱器的至少部分介于燈單元的正面與主體之間。
因此，用于環(huán)境空氣的(部分打開的)流體通道提供/形成在主體與燈單元之間，因此由第二散熱器消散的熱可以通過自然對(duì)流排放到穿過流體通道的環(huán)境空氣中。
通過與所述驅(qū)動(dòng)電子電路相分離地提供燈單元，并且它們每個(gè)均具有其自己的散熱器，可以更加高效地控制燈單元內(nèi)的溫度，從而延長LED的壽命。而且，通過在燈單元的背面處提供介于燈單元的正面與主體之間的散熱器，獲得了更加緊湊化的設(shè)計(jì)，同時(shí)可以使得用于傳熱的表面最大化。由此得出結(jié)論，能夠使得傳熱表面與暴露于噴流的橫截面的比率最優(yōu)化。
根據(jù)本發(fā)明的照明裝置優(yōu)選地布置成用作機(jī)場(chǎng)跑道邊緣燈和/或機(jī)場(chǎng)跑道進(jìn)場(chǎng)燈。這些照明裝置也可以用作機(jī)場(chǎng)跑道盡頭燈或入口燈。這些燈需要高發(fā)光強(qiáng)度，本發(fā)明的照明裝置的結(jié)構(gòu)特別適于高發(fā)光強(qiáng)度。
優(yōu)選地，燈單元能夠可移除地附接至主體的外表面。
優(yōu)選地，當(dāng)附接時(shí)，燈單元的后表面與主體彼此面對(duì)。換句話說，后表面與主體的外表面彼此面對(duì)。
優(yōu)選地，主體包括外蓋。外蓋布置在外表面處。外蓋優(yōu)選地包括頂面和至少一個(gè)正面。燈單元優(yōu)選地附接至正面。
優(yōu)選地，如此形成燈單元和主體，以使得當(dāng)燈單元附接至主體時(shí)，第二散熱器不會(huì)加劇照明裝置的噴流暴露區(qū)域。
當(dāng)使用時(shí)第一散熱器和第二散熱器能夠彼此熱耦接。可替換地，當(dāng)燈單元附接至主體時(shí)，第二散熱器與第一散熱器熱隔離。因此，在LED與它的驅(qū)動(dòng)電路之間獲得完全的熱去耦，因此由驅(qū)動(dòng)電子器件產(chǎn)生的熱不會(huì)影響LED的溫度，并且能夠容易地管理LED的熱電器。因此，可以同時(shí)優(yōu)化兩種子組件(即燈單元和電源)的工作溫度。
優(yōu)選地，第二散熱器包括布置在后表面處的散熱片和/或銷(pin)。散熱片和/或銷使得用于熱消散的表面最大化。通過將散熱片和/或銷提供在后表面處，它們不會(huì)導(dǎo)致增加暴露于噴流的面積，也不會(huì)阻礙照明裝置發(fā)射的光信號(hào)。
優(yōu)選地，第二散熱器包括位于后表面處的散熱片，其具有大致直立定向的脊和谷。 散熱片由缺口(indentation)中斷，以允許空氣繞過散熱片。因此空氣能從旁邊流過缺口進(jìn)入谷。
優(yōu)選地，主體的外表面由至少部分地由導(dǎo)熱材料制成的外殼(蓋)形成，以構(gòu)成第一散熱器的至少部分。由于光源與主體隔離，所以不再需要主體的半透明外殼，并且主體可被設(shè)計(jì)用于優(yōu)化至環(huán)境空氣的傳熱。
優(yōu)選地，電子電路嵌入導(dǎo)熱罐封材料中。所述罐封材料優(yōu)選地?zé)狁罱又恋谝簧崞?，例如主體的外殼。罐封材料可以提高從電子電路到第一散熱器的傳熱。
優(yōu)選地，主體的外殼至少部分地由導(dǎo)電材料制造，其布置成用于屏蔽使用時(shí)電子電路產(chǎn)生的電磁輻射。優(yōu)選地，主體具有至少部分地由導(dǎo)電材料制造的蓋。根據(jù)本發(fā)明的照明裝置的結(jié)構(gòu)允許將主體的外殼構(gòu)造為法拉第籠(Faraday cage)。因此，與現(xiàn)有技術(shù)相比較，更容易地實(shí)現(xiàn)電磁屏蔽。這在基于LED的燈中是非常重要的，因?yàn)長ED需要電子驅(qū)動(dòng)器電路。因此，存在LED功率裝置的電磁場(chǎng)的系統(tǒng)發(fā)射。為了不干擾飛機(jī)上設(shè)置的電子系統(tǒng)或從地面制導(dǎo)設(shè)備發(fā)射的電磁制導(dǎo)信號(hào)，需要良好的電磁屏蔽以遵守IEC/EN 61000或其他適用的航空標(biāo)準(zhǔn)。然而，與此同時(shí)，照明裝置必須能夠承受嚴(yán)重的干擾電磁波(例如雷達(dá)天線發(fā)射的電磁波)。由于電磁發(fā)射水平與受控的電功率成比例，所以與低強(qiáng)度的LED燈 (例如滑行道邊緣燈或障礙燈)相比較，對(duì)于高強(qiáng)度LED燈(例如機(jī)場(chǎng)跑道邊緣燈或進(jìn)場(chǎng)燈) 而言屏蔽水平更重要。
優(yōu)選地，主體具有的基部成型為具有不同長度的長軸和短軸(在水平面上的投影中)。實(shí)例示出了大致矩形或橢圓形的基部。因此，主體可被制造成優(yōu)選沿噴流方向?yàn)榧?xì)長的，從而使得表面在熱消散和視覺外觀方面均得以增強(qiáng)。通過提供例如黃色的主體(例如根據(jù)FAA AC通告150/5345-46的3. 10段)，當(dāng)未給燈通電時(shí)，照明裝置可以用作飛行員的目視標(biāo)志。
優(yōu)選地，燈單元包括布置在LED的光學(xué)路徑中的光束成型元件，能夠?qū)崿F(xiàn)預(yù)定義的光強(qiáng)度分布。光束成型元件可以包括折射裝置和/或反射裝置。由于所需的強(qiáng)度分布能夠隨燈類型(邊緣燈或進(jìn)場(chǎng)燈)改變，以及強(qiáng)度分布能夠由區(qū)域標(biāo)準(zhǔn)限定，所以僅更換光束成型元件就足夠了。因此，可以更容易地進(jìn)行生產(chǎn)和庫存以及維護(hù)后勤，使得成本降低。
能夠使得這些光束成型元件微型化，并且可以為每個(gè)LED提供其合適的特定的光束成型元件。這消除了對(duì)較大的復(fù)雜透鏡的需求。有利地，該光學(xué)元件整體形成在燈單元的前蓋中。而且，通過僅更換光束成型元件_例如，更換燈單元的前蓋-可以提供不同的燈類型。
優(yōu)選地，照明裝置包括用于調(diào)節(jié)燈單元相對(duì)于主體的位置的裝置。至少方位角是優(yōu)選可調(diào)節(jié)的。取決于應(yīng)用、國際標(biāo)準(zhǔn)和區(qū)域標(biāo)準(zhǔn)，例如ICAO或FAA發(fā)布的標(biāo)準(zhǔn)，需要光束的特定強(qiáng)度分布。相似的強(qiáng)度分布可以應(yīng)用于多種應(yīng)用中，所述應(yīng)用僅僅按照高度或方位角(前束)角方向來區(qū)分。通過使得燈單元相對(duì)于主體是可調(diào)節(jié)的，在應(yīng)用和機(jī)場(chǎng)的燈位置的應(yīng)用中，可以容易地調(diào)節(jié)該方向。
此外，高度/方位角的調(diào)節(jié)可以進(jìn)行場(chǎng)外預(yù)設(shè)，這允許更迅速地執(zhí)行安裝和更換， 因此可以節(jié)省寶貴的時(shí)間。
優(yōu)選地，用于調(diào)節(jié)燈單元相對(duì)于主體的位置的裝置包括螺釘和套筒，所述螺釘用于將燈單元附接至主體，所述套筒形成在燈單元中且其具有的尺寸允許相對(duì)于螺釘調(diào)節(jié)燈單元。優(yōu)選地，主體具有沿方位角方向彎曲的外表面，在外表面處燈單元附接至主體。
優(yōu)選地，主體包括基準(zhǔn)標(biāo)記，所述基準(zhǔn)標(biāo)記被構(gòu)造為與用于使照明裝置與外部基準(zhǔn)對(duì)準(zhǔn)的對(duì)準(zhǔn)工具相接合，以便于當(dāng)調(diào)節(jié)對(duì)準(zhǔn)工具時(shí)，主體被調(diào)節(jié)相同的量。優(yōu)選地，以構(gòu)造為用于與對(duì)準(zhǔn)工具接合的凹槽和/或凸起的形式提供基準(zhǔn)標(biāo)記。
優(yōu)選地，主體與支撐件之間的電氣連接由連接器插頭和插座提供。優(yōu)選地，主體包括用于將主體機(jī)械地連接至支撐件的可解除裝置。為此，將照明裝置固定于支撐件變得更加容易。因此，在出現(xiàn)故障的情況中，可以非常迅速地更換整個(gè)照明裝置，而不需要特殊工具，也不需要電氣連接和機(jī)械連接兩者的現(xiàn)場(chǎng)調(diào)節(jié)。
優(yōu)選地，照明裝置包括布置在主體的相對(duì)側(cè)處的至少兩個(gè)燈單元。
根據(jù)本發(fā)明的另一個(gè)方面，提供了如任何一個(gè)前述段落中所述的燈單元，該燈單元可移除地機(jī)械地或電氣地附接至高架機(jī)場(chǎng)照明裝置的主體，從而接收用于LED的功率和控制。


圖I示意性地示出了根據(jù)本發(fā)明的高架照明裝置。
圖2示出了燈單元的前蓋。
圖3示出了根據(jù)本發(fā)明的照明裝置的俯視圖和前視圖，其中燈單元相對(duì)于主體具有兩個(gè)不同方位角(圖3A和圖3B)。
圖4示出了根據(jù)本發(fā)明的燈單元的后視圖，包括被缺口中斷的散熱片以允許側(cè)向風(fēng)穿過。
圖5示出了主體的具有基準(zhǔn)標(biāo)記的蓋和用于將所述主體相對(duì)于外部基準(zhǔn)對(duì)準(zhǔn)的對(duì)準(zhǔn)工具。
具體實(shí)施方式
圖I示出了根據(jù)本發(fā)明示例性實(shí)施例的照明裝置10，該照明裝置包括主體11和燈單元12、13。附圖I中照明裝置10被示為高架跑道邊緣燈。
主體11通過快速解除聯(lián)軸器16可移除地附接至支撐件14。因此，主體11可以迅速且容易地附接至支撐件14以及從支撐件14移除，而不需要任何工具。支撐件14可以是從地平面突伸出且固定于地面15的支架。因此，支撐件14能夠?qū)⒄彰餮b置10安裝在高出地平面的較高位置處。根據(jù)高架機(jī)場(chǎng)燈的易碎性需求，支撐件14優(yōu)選地包括弱化點(diǎn)(未示出)。
主體11封裝用于為一個(gè)或多個(gè)LED提供動(dòng)力和驅(qū)動(dòng)所述一個(gè)或多個(gè)LED的電子電路19。該主體還能夠封裝國際航空標(biāo)準(zhǔn)或區(qū)域航空標(biāo)準(zhǔn)所需的額外電路，例如防護(hù)閃電的過電壓保護(hù)。
主體11可以具有圓形基部111，但是橢圓形基部或矩形基部是優(yōu)選的，在2D投影中具有一個(gè)較大軸和一個(gè)較 小軸，因?yàn)槠湓试S增加主體的外表面，同時(shí)不會(huì)影響與噴流阻有關(guān)的橫截面。這增加了熱消散，并且對(duì)于飛行員而言提高了照明裝置10的視覺外觀，即使是短距離的。
主體包括外蓋110，其擱置于主體的基部111上。蓋由相對(duì)于基部111布置在較高位置處的頂面112以及由基部111與頂面112之間延伸的一個(gè)或多個(gè)正面113、114限定。 因此，正面113、114可以基本豎直地矗立。蓋110可以是圓頂狀的。
封裝在主體11中的LED功率和驅(qū)動(dòng)電子電路產(chǎn)生熱，為了限制溫度增加和避免電子器件出故障，需要從主體中排出產(chǎn)生的熱。
為了解決該問題，主體11裝備有第一優(yōu)選的無源散熱器。優(yōu)選地，主體11的外殼 (蓋)110作為第一散熱器。因此，蓋110優(yōu)選地由導(dǎo)熱材料制造，例如，由金屬(例如鋁)或金屬合金制成。蓋110可以由(導(dǎo)熱)聚合物材料制造,可能添加有金屬粉。通過將電子電路熱耦接至散熱器，熱可以通過自然對(duì)流和/或輻射消散到環(huán)境空氣中。
為了最有效的熱消散，蓋110的表面與主體(蓋110)的橫截面的比率盡可能高。可以通過為主體提供如上所述的矩形或橢圓形基部111而達(dá)到以上要求。在豎直的截面中， 如附圖I中所示，蓋110有利地具有梯形(截頭圓錐體)形狀。
電子電路可以額外地嵌入導(dǎo)熱罐封材料(例如環(huán)氧樹脂)中，所述導(dǎo)熱罐封材料可以填充到蓋110的內(nèi)部。罐封材料可以提高朝向散熱器(蓋110)的熱傳導(dǎo)/熱擴(kuò)散。
額外地或作為可選項(xiàng)，主體的基部111可以作為散熱器使用。
封裝在主體11中的LED功率和驅(qū)動(dòng)電子電路還產(chǎn)生電磁場(chǎng)(輻射)，其可能干擾飛機(jī)上的或基于地面的電子不可視監(jiān)控或制導(dǎo)設(shè)備，例如ILS、MLS、雷達(dá)、…、或干擾電磁信號(hào)。
為了解決該問題，主體11可另外地制成為用于屏蔽從電子電路發(fā)射的電磁場(chǎng)。通過將主體11形成為法拉第籠可以實(shí)現(xiàn)以上目的。電磁屏蔽優(yōu)選地遵守IEC標(biāo)準(zhǔn)EN 61000 和可能的其他航空標(biāo)準(zhǔn)中限定的等級(jí)?？蓪⑸w110的材料選擇為也能導(dǎo)電材料，例如鋁。可替換地，在蓋110下方可以提供導(dǎo)電材料的網(wǎng)狀或網(wǎng)格狀結(jié)構(gòu)。
除了快速解除聯(lián)軸器16之外，也可以在主體11與支撐件14之間提供快速解除電連接(例如通過插頭插座)。因此，通過解除機(jī)械連接16，主體也可以自動(dòng)地與電力電源脫離電連接。這使得安裝和修理更加容易。
主體優(yōu)選地具有至少IOOmm的高度，這確保對(duì)于飛行員而言良好的能見度。主體的高度應(yīng)當(dāng)優(yōu)選地限制為小于350_，以便于不會(huì)干擾飛機(jī)發(fā)動(dòng)機(jī)短艙。
根據(jù)本發(fā)明的一個(gè)方面，LED不是主體11的零件，而是一個(gè)或多個(gè)燈單元12、13的零件，所述燈單元設(shè)置成與主體11分離。燈單元優(yōu)選地可解除地(例如通過螺釘)固定于主體11的外表面。燈單元優(yōu)選地還裝備有與主體的迅速解除或其他標(biāo)準(zhǔn)電連接。
每個(gè)燈單元12封裝一個(gè)或多個(gè)LED 17。LED 17可以由燈單元12的前蓋121保護(hù)，在圖2中示出了其一個(gè)實(shí)例。如以下所述，對(duì)于每個(gè)LED17，光束成型元件21-27可整體形成在前蓋121中。所有LED 17均由封裝在主體11中的電子電路提供電力和驅(qū)動(dòng)。因此，燈單元優(yōu)選地不封裝可能發(fā)射不希望的(干擾的)不可視電磁輻射的電子電路。
前蓋121限定燈單元的前表面122、132，其中光從前表面發(fā)射至外部，也就是說， 前表面布置在由LED發(fā)射的光的光學(xué)路徑上。光以束的形式且根據(jù)預(yù)定光強(qiáng)度分布圖案被發(fā)射，其有利地包括沿垂直于前表面122、132的方向的發(fā)射。
LED 17安裝于印刷電路板(PCB) 18上，其中印刷電路板有利地布置成基本平行于前表面122、132。因此，考慮到垂直于前表面122、132的方向，可以了解的是，LED 17將介于PCB 18與前表面122、132之間，以便于朝著前表面122、132發(fā)射。有利地，使用頂面的顏色與從燈單元發(fā)射的光的顏色相似的PCB，用于增加日光可見性。
燈單元12、13在其背面進(jìn)一步包括相對(duì)于前表面122、132布置在燈的相對(duì)側(cè)處的后表面120、130。如圖I中所示的，PCB 18封裝在前表面122、132與后表面120、130之間。
燈單元12、13能夠可移除地附接至主體。因此，燈單元12、13在其背面處設(shè)置有安裝到主體11的相應(yīng)座部115的接觸表面125、135，所述相應(yīng)座部能夠設(shè)置在蓋110的正面113、114上。由于燈單元能夠從其背面附接至主體，因此當(dāng)附接時(shí)，燈單元12、13的后表面120、130與蓋110 (主體)的正面113、114彼此面對(duì)。
將電子處理與發(fā)光分離的優(yōu)勢(shì)是，電磁屏蔽不再是燈單元12、13的問題，而僅僅是主體11的問題。而且，主體11不需要裝備有用于光穿過的孔，因此可以最優(yōu)化電磁屏蔽。
每個(gè)LED 17產(chǎn)生光時(shí)均必然伴隨產(chǎn)生熱，為了使LED結(jié)(junction)內(nèi)的溫度保持在臨界值以下，需要排放產(chǎn)生的熱。否則，LED的壽命會(huì)顯著地縮短。因此，如圖3A-B的俯視圖中所示，每個(gè)燈單元32均裝備有第二散熱器322，其優(yōu)選地是無源散熱器。單個(gè)燈單元12、13、32內(nèi)的所有LED 17優(yōu)選地?zé)狁罱又恋诙崞?。例如LED能夠設(shè)置在金屬芯印刷電路板上，所述金屬芯印刷電路板熱耦接至燈單元32的熱消散外表面322。
為了不阻礙LED 17產(chǎn)生的光束，第二散熱器優(yōu)選設(shè)置在燈單元12、13的背面120、 130處。另外，或可替換地，第二散熱器能夠橫向地設(shè)置在燈單元12、13周圍。
為了使第二散熱器執(zhí)行其功能，燈單元12、13優(yōu)選地布置在距主體11 一定距離處，至少對(duì)于第二散熱器的功能區(qū)是如此。如此，允許空氣沿第二散熱器穿過，并且在主體 (第一散熱器)與第二散熱器之間穿過，因此如圖I中的虛箭頭線所示的能夠通過自然對(duì)流消散熱。
為了最有效地?zé)嵯?，通過任何合適的方式增加可用于第二散熱器的傳熱的面積。優(yōu)選地，散熱片和/或銷設(shè)置在燈單元12的背面和/或橫向設(shè)置在燈單元周圍。這在圖3A-B的俯視圖中示出。燈單元32在其背面320處包括具有散熱片323的第二散熱器 322。燈單元32在其前面裝備有蓋321。燈單元32的背面320處的接觸表面325位于主體 31的相應(yīng)座部315中。
圖4示出了燈單元42的實(shí)例性實(shí)施例的后視圖，清晰地示出了第二散熱器422。 散熱器422包括大致豎直(直立的)定向的散熱片423，以使散熱片423的峰424以及散熱片之間的谷425沿從頂部40到底部41的方向(豎直地)蔓延。
作為優(yōu)勢(shì)來說，散熱片423由缺口 426中斷，其允許空氣從側(cè)面進(jìn)入谷425，例如在側(cè)向風(fēng)的情況下。因此，空氣可以按照?qǐng)D4中虛線箭頭線所示的方式被引導(dǎo)。缺口 426提高了冷卻性能。
當(dāng)使用銷時(shí)可以獲得相似的效果。銷可以具有沿頂部-底部方向呈細(xì)長的形狀。
因此將電子處理與發(fā)光進(jìn)行分離的進(jìn)一步優(yōu)勢(shì)是，在兩者之間能夠?qū)崿F(xiàn)熱去耦， 從而能夠單獨(dú)且更高效地最優(yōu)化熱電器。
取決于照明裝置的具體結(jié)構(gòu)，第一散熱器和第二散熱器可被熱耦接。例如，如果主體中的功率和驅(qū)動(dòng)電子器件是非常節(jié)能的，那么第一散熱器可以促進(jìn)由LED產(chǎn)生的熱的消散，尤其是對(duì)于包含大量LED的燈單元來說更是如此?；蛘?，例如，如果使用包含較少量LED 的燈單元，則第二散熱器322可以促進(jìn)來自功率和驅(qū)動(dòng)電子器件的熱消散。
可替換地，第一散熱器和第二散熱器可被熱隔離。這允許單獨(dú)地設(shè)計(jì)每個(gè)組件，并使每個(gè)組件在其最佳運(yùn)行溫度下工作。
根據(jù)本發(fā)明方面的照明裝置的又一個(gè)優(yōu)勢(shì)是，關(guān)于噴流阻可以實(shí)現(xiàn)更緊湊的設(shè)計(jì)，同時(shí)允許較大表面積用于熱消散，其是“隱藏的”，即，不會(huì)加劇噴流暴露區(qū)域。
由于每個(gè)LED均可被認(rèn)為是點(diǎn)光源，所以光學(xué)器件的設(shè)計(jì)可以微型化，并且每個(gè) LED可以具有其自己的特定光學(xué)器件。作為優(yōu)于標(biāo)準(zhǔn)光源的優(yōu)勢(shì)，其允許獨(dú)立地修整每個(gè) LED的強(qiáng)度分布，以使所有強(qiáng)度分布的集合形成所需的光束(信號(hào))。例如，第一 LED可包括發(fā)射第一強(qiáng)度分布的第一平行光管或與該第一平行光管相關(guān)聯(lián)。第二 LED可以包括發(fā)射第二強(qiáng)度分布的第二平行光管或與該第二平行光管相關(guān)聯(lián)。對(duì)于其余LED來說也可以是相同的，所有的LED均發(fā)射特定的光強(qiáng)度分布。所有這些光強(qiáng)度分布的集合可以形成期望的光強(qiáng)模式。
所述光學(xué)器件一般是折射器件，例如透鏡和平行光管。這些器件可以整體形成在 LED外殼中，和/或，如圖2中所示的，光學(xué)器件21-27可以整體形成在燈單元的外蓋121中， 以便于減少零件的數(shù)量。僅設(shè)計(jì)不同的蓋121來適應(yīng)不同標(biāo)準(zhǔn)的燈類型等就足夠了。可替換地，這些光學(xué)器件可以介于LED 17與前蓋121之間。
再次參考圖1，主體11可以支撐一個(gè)或多個(gè)燈單元12、13。優(yōu)選地，主體以對(duì)稱的方式支撐燈單元，例如兩個(gè)燈單元12、13布置在主體11的相對(duì)側(cè)處。
照明裝置10可以用作單向燈、雙向燈、或全向燈。
使燈單元12與主體11分離的另一優(yōu)勢(shì)是，可以提供用于調(diào)節(jié)燈單元32相對(duì)于主體31的定向的調(diào)節(jié)裝置36、37，如圖3中所示。
圖3C-D示出了燈單元32通過螺釘36附接至主體31。螺釘36適配于燈單元中的套筒37，布置成用于調(diào)節(jié)燈單元(光束)的方位角α，也被稱為前束。在圖3中以兩個(gè)不同的前束位置(參考圖3A和3C與圖3B和3D)示出了燈單元32。
有利地，主體可具有表明方位角的刻度尺，從而避免設(shè)定前束中出現(xiàn)誤差。
能提供相似的調(diào)節(jié)裝置用于燈單元相對(duì)于主體的高架定向(S卩，垂直于方位角)。
因此，能迅速且容易地執(zhí)行定向的調(diào)節(jié)，而不需要提供另外的昂貴光學(xué)器件。該調(diào)節(jié)可以在安裝之前或維護(hù)和/或更換期間在場(chǎng)外執(zhí)行。在兩種情況下，與現(xiàn)有的機(jī)場(chǎng)照明裝置相比較，降低了所需的時(shí)間。
機(jī)場(chǎng)燈的維護(hù)是有關(guān)機(jī)場(chǎng)交通控制的關(guān)鍵任務(wù)，因?yàn)榕艿篮突械佬枰P(guān)閉以允許技術(shù)人員進(jìn)入。因此，可以將具有各自主體11、31與燈單元12、13、和32的照明裝置10、 30分別提供為單個(gè)更換套件。由于能夠預(yù)先實(shí)現(xiàn)光學(xué)對(duì)準(zhǔn)，所以能非常迅速地更換本發(fā)明的照明裝置。
有利地，在主體中提供連接器，以便可移除地連接至外部計(jì)算機(jī)，從而能夠執(zhí)行用于LED 17的驅(qū)動(dòng)/控制程序的軟件更新。連接器提供了軟件更新的容易渠道，因?yàn)橹恍枰蜷_和關(guān)閉主體即可進(jìn)行軟件更新，可以通過如上所述的快速解除聯(lián)軸器進(jìn)行所述打開和關(guān)閉，并且照明裝置不需要重新對(duì)準(zhǔn)。
有利地，主體包括基準(zhǔn)標(biāo)記，用于在將主體緊固至支撐件14之前相對(duì)于外部基準(zhǔn)而對(duì)準(zhǔn)主體11。參考圖5，這些基準(zhǔn)標(biāo)記可以由一對(duì)凹槽或孔513、銷514、或其組合形成， 從而允許對(duì)準(zhǔn)工具52與主體(的預(yù)定基準(zhǔn))對(duì)準(zhǔn)?；鶞?zhǔn)標(biāo)記513、514與對(duì)準(zhǔn)工具52接合， 以使得當(dāng)調(diào)節(jié)對(duì)準(zhǔn)工具52使其與外部基準(zhǔn)對(duì)準(zhǔn)時(shí)(特別地沿方位方向?qū)?zhǔn)時(shí))，主體被調(diào)節(jié)了相同量。
基準(zhǔn)標(biāo)記有利地設(shè)在主體蓋51的頂面512上。在圖5中，附圖標(biāo)記515表示用于燈單元的座部。
本發(fā)明照明裝置的又一優(yōu)勢(shì)是，由于可以單獨(dú)地設(shè)計(jì)主體和燈單元，所以可以將主體形成得增加對(duì)于飛行員而言的可見性，特別是當(dāng)燈關(guān)閉時(shí)。
根據(jù)國際/區(qū)域標(biāo)準(zhǔn)，主體的表面修飾優(yōu)選地是黃色。
縮寫詞
LED ::發(fā)光二極管
ICAO:國際民航組織
IEC ::國際電工技術(shù)委員會(huì)
FAA ::美國聯(lián)邦航空管理局
ILS ::儀表著陸系統(tǒng)
MLS ::微波著陸系統(tǒng)
權(quán)利要求
1.高架機(jī)場(chǎng)照明裝置(10，30)，包括能夠固定于支撐件(14)的主體(11，31)，所述支撐件能夠?qū)⑺鲋黧w固定于距地面(15)的高架位置處；以及至少一個(gè)燈單元(12，13，32)， 所述燈單元包括至少一個(gè)LED (17)，其中，所述主體(11)封裝用于為LED提供電力以及驅(qū)動(dòng)所述LED的電子電路，且所述主體包括熱耦接至所述電子電路的第一散熱器，并且其中所述燈單元(12，13，32)包括用于消散所述LED產(chǎn)生的熱的第二散熱器(322，422)，其特征在于-所述燈單元(12，13，32)形成為獨(dú)立于所述主體(11，31)的分離本體，并且所述燈單元包括用于傳輸來自所述LED (17)的光的前部(122，132)以及包含后表面(120，130)的后部，所述第二散熱器設(shè)置于所述后表面處，并且-所述燈單元(12，13，32)能夠附接至所述主體(11，31)，其中當(dāng)附接時(shí)，所述后表面 (120，130)介于所述前部(122，132)與所述主體(11，31)之間，且在所述主體(11，31)與所述燈單元(12，13，32)之間形成流體通道，環(huán)境空氣能夠穿過所述流體通道，以使得所述第二散熱器(322，422 )能通過自然對(duì)流將熱消散至所述環(huán)境空氣。
2.根據(jù)權(quán)利要求I所述的高架機(jī)場(chǎng)照明裝置(10，30)，其中，所述燈單元(12，13，32)能夠可移除地附接至所述主體的外表面。
3.根據(jù)權(quán)利要求2所述的高架機(jī)場(chǎng)照明裝置(10，30)，其中，當(dāng)附接時(shí)，所述燈單元的所述后表面(120，130)與所述主體的所述外表面彼此面對(duì)。
4.根據(jù)任一項(xiàng)前述權(quán)利要求所述的高架機(jī)場(chǎng)照明裝置(10，30)，其中，所述主體(11，31)包括外蓋(110)，所述蓋(110)包括頂面(112)和至少一個(gè)正面(113，114)，并且其中所述燈單元(12，13)能夠附接至所述正面(113，114)。
5.根據(jù)任一項(xiàng)前述權(quán)利要求所述的高架機(jī)場(chǎng)照明裝置(10，30)，其中，所述第二散熱器(322，422)布置成使其不會(huì)加劇所述照明裝置的噴流暴露區(qū)域。
6.根據(jù)任一項(xiàng)前述權(quán)利要求所述的高架機(jī)場(chǎng)照明裝置，其中，當(dāng)所述燈單元(12，13，32)附接至所述主體(11，31)時(shí)，所述第二散熱器(322，422)與所述第一散熱器熱隔離。
7.根據(jù)任一項(xiàng)前述權(quán)利要求所述的高架機(jī)場(chǎng)照明裝置(30)，其中所述第二散熱器 (322，422)包括布置在所述后表面(120，130)處的用于增加傳熱表面的散熱片(323，423) 和/或銷。
8.根據(jù)權(quán)利要求7所述的高架機(jī)場(chǎng)照明裝置，包括位于所述后表面(120，130)處的具有大致直立定向的峰(424)和谷(425)的散熱片(423)，其中，所述散熱片(423)由缺口 (426)中斷，以允許空氣繞過所述散熱片(423)且從側(cè)面流入所述谷(425)中。
9.根據(jù)任一項(xiàng)前述權(quán)利要求所述的高架機(jī)場(chǎng)照明裝置(10，30)，其中，所述主體(11， 31)具有由蓋(110)形成的外表面，所述蓋至少部分地由導(dǎo)熱材料制成以構(gòu)成所述第一散熱器的至少部分。
10.根據(jù)權(quán)利要求9所述的高架機(jī)場(chǎng)照明裝置，其中，所述電子電路嵌在導(dǎo)熱罐封材料中，所述導(dǎo)熱罐封材料熱耦接至所述主體(11)的蓋(110)。
11.根據(jù)任一項(xiàng)前述權(quán)利要求所述的高架機(jī)場(chǎng)照明裝置(10，30)，其中所述主體(11， 31)具有由蓋(110)形成的外表面，所述蓋至少部分地由導(dǎo)電材料制成以屏蔽使用時(shí)所述電子電路產(chǎn)生的電磁輻射。
12.根據(jù)任一項(xiàng)前述權(quán)利要求所述的高架機(jī)場(chǎng)照明裝置，其中，所述主體具有形成為具有不同長度的長軸和短軸的基部。
13.根據(jù)任一項(xiàng)前述權(quán)利要求所述的高架機(jī)場(chǎng)照明裝置，其中，所述燈單元包括布置在所述LED的光學(xué)路徑中的至少一個(gè)光束成型單元，使得能夠?qū)崿F(xiàn)預(yù)定光強(qiáng)度分布。
14.根據(jù)任一項(xiàng)前述權(quán)利要求所述的高架機(jī)場(chǎng)照明裝置(30)，包括用于相對(duì)于所述主體(31)調(diào)節(jié)所述燈單元(32)的位置的裝置(36，37)，以使得至少能夠調(diào)節(jié)方位角。
15.根據(jù)權(quán)利要求14所述的高架機(jī)場(chǎng)照明裝置(30)，其中，用于相對(duì)于所述主體(31) 調(diào)節(jié)所述燈單元(32)的位置的所述裝置包括用于將所述燈單元(32)附接至所述主體(31) 的螺釘(36)，以及形成在所述燈單元(32)中且其尺寸允許相對(duì)于所述螺釘(36)調(diào)節(jié)所述燈單元(32)的套筒(37)。
16.根據(jù)權(quán)利要求14或15所述的高架機(jī)場(chǎng)照明裝置，其中，所述主體(31)具有沿方位方向彎曲的外表面(315)，所述燈單元(32)在所述外表面處附接至所述主體(31)。
17.根據(jù)任一項(xiàng)前述權(quán)利要求所述的高架機(jī)場(chǎng)照明裝置，其中，所述主體包括構(gòu)造為與對(duì)準(zhǔn)工具(52)接合的基準(zhǔn)標(biāo)記(413，514)，以將所述照明裝置與外部基準(zhǔn)對(duì)準(zhǔn)，以使得當(dāng)調(diào)節(jié)所述對(duì)準(zhǔn)工具時(shí)，所述主體以相同量被調(diào)節(jié)。
18.根據(jù)權(quán)利要求17所述的高架機(jī)場(chǎng)照明裝置，其中，所述基準(zhǔn)標(biāo)記(513，514)以構(gòu)造為與所述對(duì)準(zhǔn)工具(52)接合的凹槽(513)和/或凸起(514)的形式提供。
19.根據(jù)任一項(xiàng)前述權(quán)利要求所述的高架機(jī)場(chǎng)照明裝置，其中，所述主體與所述支撐件之間的電氣連接由連接器插頭和插座提供，并且其中所述主體包括用于將所述主體機(jī)械地連接至所述支撐件的可解除裝置。
20.根據(jù)任一項(xiàng)前述權(quán)利要求所述的高架機(jī)場(chǎng)照明裝置(10)，包括布置在所述主體(11)的相對(duì)側(cè)處的至少兩個(gè)燈單元(12，13)。
21.根據(jù)任一項(xiàng)前述權(quán)利要求所述的高架機(jī)場(chǎng)照明裝置，布置成用作機(jī)場(chǎng)跑道邊緣燈、 機(jī)場(chǎng)跑道進(jìn)場(chǎng)燈、機(jī)場(chǎng)跑道盡頭燈、機(jī)場(chǎng)跑道入口燈和/或跑道進(jìn)口燈。
22.根據(jù)權(quán)利要求21所述的高架機(jī)場(chǎng)照明裝置，其中，所述主體的尺寸大于所述燈單元的尺寸，并且具有黃色外觀，以構(gòu)成與所述燈單元的外觀無關(guān)的可見標(biāo)記。
23.根據(jù)任一項(xiàng)前述權(quán)利要求所述的燈單元(12，13，30)，能夠同時(shí)機(jī)械地和電地可移除附接至高架機(jī)場(chǎng)照明裝置(10，30)的主體(11，31)，以接收用于所述LED的電力和控制信號(hào)。
全文摘要
本發(fā)明提供了高架機(jī)場(chǎng)照明裝置(10)，其包括能夠固定于支撐件(14)的主體(11)，所述支撐件能夠使主體(11)固定于距離地面(15)的高架位置處；和包括至少一個(gè)LED(17)的至少一個(gè)燈單元(12，13)，其中所述主體(11)封裝用于為LED提供電力且驅(qū)動(dòng)LED的電子電路，且主體包括熱耦接至電子電路的第一散熱器(110)，并且其中該燈單元包括用于消散LED產(chǎn)生的熱的第二散熱器(120，130)。照明裝置(10)的特征在于，該燈單元(12，13)形成為獨(dú)立于主體(11)的分離本體，并且包括用于傳輸從LED發(fā)射的光的前部(122，132)和包含后表面的后部，第二散熱器設(shè)置在所述后表面處。燈單元能夠可移除地附接至主體，其中當(dāng)附接時(shí)，后表面(120，130)介于在前部與主體之間，且在主體(11)與燈單元(12，13)之間形成有流體通道，環(huán)境空氣能穿過該流體通道，因此第二散熱器能通過自然對(duì)流將熱消散到環(huán)境空氣中。
文檔編號(hào)B64F1/20GK102939245SQ201180021633
公開日2013年2月20日 申請(qǐng)日期2011年4月27日 優(yōu)先權(quán)日2010年4月28日
發(fā)明者彼得·德伯克, 斯泰恩·奧德貝克, 皮埃爾·特勒穆勒 申請(qǐng)人:Adb有限責(zé)任公司