охлаждающая установка для осветительного устройства

Формула изобретения

1. Охлаждающая установка, содержащая:

электрод истока для генерации аэроионов;

первый и второй электроды-мишени, расположенные на расстоянии от электрода истока; и

схему управления для управления напряжением, прилагаемым между электродом истока и, по меньшей мере, одним из первого и второго электродов-мишеней,

причем приложенное напряжение контролируется таким образом, что воздушный поток, являющийся результатом разности потенциалов между электродом истока и одним из первого и второго электродов-мишеней, регулируется, чтобы иметь попеременно изменяющееся напряжение посредством чередующегося приложения напряжения между электродом истока и первым электродом-мишенью и между электродом истока и вторым электродом-мишенью.

2. Охлаждающая установка по п.1, дополнительно содержащая полую структуру, имеющую оболочку, причем электрод истока и первый и второй электроды-мишени расположены внутри полой структуры.

3. Охлаждающая установка по любому из пп.1 или 2, в которой электрод истока является коронирующим электродом.

4. Охлаждающая установка по любому из пп.1 или 2, в которой расстояние между электродом истока и, по меньшей мере, одним из первого и второго электродов-мишеней больше расстояния, при котором возникает электрический пробой при упомянутом напряжении.

5. Охлаждающая установка по любому из пп.1 или 2, в которой разность потенциалов между электродом истока и, по меньшей мере, одним из первого и второго электродов-мишеней достаточна для ионизации молекул в окружающем воздухе у коронирующего электрода и последующего возникновения воздушного потока от упомянутого электрода к электроду-мишени.

6. Охлаждающая установка по любому из пп.1 или 2, в которой электрод истока и, по меньшей мере, один из первого и второго электродов-мишеней расположены на подложке.

7. Охлаждающая установка по п.6, в которой полая структура содержит первый и второй участки, а подложка закреплена между первым и вторым участками.

8. Охлаждающая установка по любому из пп.1 или 2, в которой электрод истока и первый и второй электроды-мишени покрыты благородным металлом.

9. Охлаждающая установка по п.2, в которой полая структура содержит впускной участок и выпускной участок.

10. Охлаждающая установка по п.2, в которой полая структура содержит, по меньшей мере, одно отверстие, имеющее конусообразную форму в направлении внутрь полой структуры для обеспечения эффекта Вентури.

11. Осветительное устройство, содержащее источник света и охлаждающую установку по п.1.

12. Осветительное устройство по п.11, в котором источник света содержит, по меньшей мере, один светодиод (LED).

13. Осветительное устройство по любому из пп.11 или 12, в котором полая структура содержит, по меньшей мере, одно отверстие, имеющее конусообразную форму в направлении внутрь полой структуры, а внутренняя поверхность конуса, выступающая наружу из полой структуры, содержит отражающий элемент.

14. Способ охлаждения осветительного устройства, содержащий этапы, на которых:

обеспечивают несущий элемент;

размещают электрод истока для генерации аэроионов на несущем элементе;

размещают первый и второй электрод-мишень на несущем элементе,

причем первый и второй электроды-мишени располагают на расстоянии от электрода истока;

управляют напряжением, прилагаемым между электродом истока и, по меньшей мере, одним из первого и второго электродов-мишеней,

причем управляют напряжением таким образом, чтобы регулировать воздушный поток, образующийся в результате разности потенциалов между элементом истока и, по меньшей мере, одним из первого и второго электродов-мишеней так, чтобы иметь попеременно изменяющееся направление посредством чередующегося приложения напряжения между электродом истока и первым электродом-мишенью и между электродом истока и вторым электродом-мишенью.

15. Способ по п.14, в котором электрод истока является коронирующим электродом.

Описание изобретения к патенту

ОБЛАСТЬ ТЕХНИКИ, К КОТОРОЙ ОТНОСИТСЯ ИЗОБРЕТЕНИЕ

Настоящее изобретение относится к установке, обеспечивающей охлаждение устройства, и конкретно к осветительному устройству, содержащему такую охлаждающую установку. Настоящее изобретение относится также к соответствующему способу.

ПРЕДШЕСТВУЮЩИЙ УРОВЕНЬ ТЕХНИКИ

За последние годы был достигнут большой прогресс в улучшении яркости светодиодов (LED). В результате светодиоды стали достаточно яркими и недорогими в обслуживании источниками света, используемыми, например, в осветительных установках, таких как лампы с регулируемым цветом. Сочетая по-разному окрашенные светодиоды, можно генерировать любое количество цветов, например белый. Осветительные системы с регулируемым цветом обычно создаются посредством использования ряда основных цветов, и в одном примере используются три основных цвета: красный, зеленый, синий. Цвет генерируемого света определяется тем, какие из светодиодов используются, а также коэффициентом смешения. Для генерации "белого" должны быть включены все три светодиода.

Например, в промышленной и потребительской продукции светодиоды высокой мощности используются для замены традиционных электрических ламп накаливания в таких областях применения, как автомобильные, промышленные, системы задней подсветки дисплея и системы освещения архитектурных деталей. Однако светодиоды высокой мощности страдают от высоких тепловых нагрузок, когда используются для традиционных осветительных целей. Важные параметры светодиодов, такие как эффективность, срок службы и цвет, очень чувствительны к температуре светодиода, что делает терморегулирование ключевой проблемой при использовании светодиодов для освещения, особенно в осветительных системах с регулируемым цветом, где управление цветом является необходимым для успешного применения. Конечно, то же самое имеет значение и применительно к "белым" светодиодам, таким, например, как разные типы светодиодов с люминофорным покрытием.

Популярный способ обеспечения терморегулирования для уменьшения тепловой нагрузки заключается в монтаже светодиодов на печатной плате (РСВ) и оборудовании печатной платы теплоотводом или выделении части металлического слоя печатной платы для этой цели. Такой тип охлаждающего устройства часто является громоздким, поскольку требуется, чтобы теплоотвод был достаточно большим для обеспечения необходимого охлаждения светодиода. При добавлении вентилятора, дующего воздух на теплоотвод, можно использовать теплоотвод меньшего размера. Однако вентилятор будет потреблять лишнюю энергию и часто вносить нежелательный шум в установку освещения.

Помимо этого вентиляторы подлежат износу, ограничивающему их срок службы и надежность. Кроме того, большая громоздкая конструкция препятствует созданию красивых и изящных осветительных устройств. Более эффективная и изящная охлаждающая установка, включающая в себя охлаждающее устройство с электростатическим преобразователем потока, раскрыта в публикации US 2007/0002534. В публикации раскрыт преобразователь потока для направления потока воздуха от вентилятора для улучшения передачи тепла с поверхности устройства, на которой расположен преобразователь потока. Однако даже охлаждающая установка согласно упомянутой заявке на патент не решает проблему избавления от громоздкого вентилятора.

СУЩНОСТЬ ИЗОБРЕТЕНИЯ

Следовательно, существует необходимость в улучшении охлаждения устройства и, более конкретно, в преодолении или в, по меньшей мере, смягчении проблем предшествующего уровня техники, касающихся громоздких охлаждающих компонентов.

Согласно аспекту изобретения поставленная задача решается посредством охлаждающей установки, содержащей электрод истока для генерации аэроионов, первый и второй электроды-мишени, расположенные на удалении от электрода истока, и схему управления для управления напряжением, приложенным между электродом истока и, по меньшей мере, одним из первого и второго электродов-мишеней, причем приложение напряжения управляется таким образом, что воздушный поток, возникающий в результате разности потенциалов между электродом истока и, по меньшей мере, одним из первого и второго электродов-мишеней, регулируется, чтобы иметь попеременное направление посредством чередующегося приложения напряжения между электродом истока и первым электродом-мишенью, и между электродом истока и вторым электродом-мишенью соответственно.

Общая концепция настоящего изобретения основана на том факте, что можно транспортировать воздух посредством так называемого электрического ионного ветра, используя охлаждающую установку, содержащую электрод истока и, по меньшей мере, первый и второй электроды-мишени, предусмотренные ниже по ходу от электрода истока. Следует отметить, что это возможно, и укладывается в объем изобретения, использовать более чем первый и второй электроды-мишени. Предпочтительно электроды подсоединяются к соответствующим клеммам источника напряжения, имеющего такое напряжение, что электронный заряд, генерирующий аэроионы, возникает у электрода истока. Результатом электронного разряда являются аэроионы, имеющие ту же полярность, что и электрод истока, и также, возможно, заряженные так называемые аэрозоли, то есть твердые частицы или капли жидкости, присутствующие в воздухе, причем эти частицы или капли заряжаются от столкновения с заряженными аэроионами. Аэроионы двигаются быстро под воздействием электрического поля от электрода истока к, по меньшей мере, одному из первого и второго электродов-мишеней, где они оставляют свой электрический заряд и становятся перезаряженными молекулами воздуха. Во время этого движения аэроионы постоянно сталкиваются с незаряженными молекулами воздуха, и при этом электрические силы передаются этим молекулам воздуха, которые оттягиваются таким образом в направлении от электрода истока в сторону электрода-мишени, вызывая тем самым перемещение воздуха в форме, так называемого ионного ветра, через полую структуру.

Посредством такого аспекта настоящего изобретения возможно обеспечить охлаждение устройств, таких как осветительные устройства, имеющие подобные или более хорошие эксплуатационные характеристики, чем обычная система с теплоотводом и вентилятором, но с меньшими размерами и весом и с возможностью бесшумной работы. Благодаря генерации сгущенного (сфокусированного) потока воздуха вблизи источника тепла, например источника света в осветительном устройстве, может также оказаться возможным уменьшить необходимость в теплоотводах, вентиляторах, термопастах и т.п. Предпочтительно электрод истока является коронирующим электродом. Соответственно электронный разряд является коронным разрядом, генерирующим аэроионы.

Расстояние между электродом истока и, по меньшей мере, одним из первого и второго электродов-мишеней должно быть больше расстояния, при котором возникает электрический пробой. В варианте осуществления разность потенциалов между электродом истока, например коронирующим электродом, и, по меньшей мере, одним из первого и второго электродов-мишеней достаточна для ионизации молекул в окружающем воздухе у коронирующего электрода и результирующего потока воздуха от электрода истока в направлении электрода-мишени. Предпочтительно охлаждающая установка работает при низком уровне напряжения, что повышает возможность обеспечения безопасной и надежной установки.

Возможно разными путями располагать электрод истока и первый и второй электроды-мишени. В одном варианте осуществления электроды располагаются на несущем элементе без ограничения, представляемого, например, полой структурой, имеющей оболочку. В таком случае электроды могут быть нанесены на внутренней стороне полой структуры. Например, электрод истока и, по меньшей мере, один из первого и второго электродов-мишеней могут быть расположены внутри оболочки полой структуры (например, в виде покрытия на внутренней стороне оболочки). В другом варианте реализации электрод истока и, по меньшей мере, один из первого и второго электродов-мишеней могут вместо этого (или аналогично) располагаться на подложке (представляющей в этом случае несущий элемент), закрепленной, например, между первым и вторым участками полой структуры. Предпочтительно электрод истока, первый и второй электроды-мишени и/или внутренняя поверхность оболочки могут быть покрыты благородным металлом, который будет понижать содержание и, возможно, разрушать озон, который может образовываться на электроде истока.

В варианте осуществления полая структура содержит впускной участок и выпускной участок. Полая структура может быть также устроена таким образом, что она содержит, по меньшей мере, одно отверстие, имеющее конусообразный впускной участок для воздуха в направлении внутреннего объема полой структуры для обеспечения эффекта Вентури. Эффект Вентури по отношению к настоящему изобретению будет дополнительно обсуждаться ниже. Предпочтительно отверстие располагается в тесном контакте с устройством, которое нуждается в охлаждении, таким, например, как источник света.

В предпочтительном варианте осуществления изобретения охлаждающая установка располагается вместе с источником света, образуя тем самым осветительное устройство. Для достижения высокой энергетической эффективности источник света предпочтительно выбирается из группы, содержащей светодиоды (LED), органические светодиоды (OLED), полимерные светодиоды (PLED), неорганические светодиоды, флуоресцентные лампы с холодным катодом (CCFL), флуоресцентные лампы с горячим катодом (HCFL), плазменные лампы. Как отмечалось выше, светодиоды (LED) обладают более высокой энергетической эффективностью по сравнению с традиционными лампами накаливания, которые обычно выделяют в лучшем случае около 6% их электрической мощности, используемой в форме света. Специалистам в данной области техники должно быть понятно, что, конечно, можно будет использовать стандартные источники света с нитью накаливания, такие как аргоновые, криптоновые и/или ксеноновые источники света. Еще в одном предпочтительном варианте реализации источник света может содержать множество по-разному окрашенных светодиодов для обеспечения осветительного устройства с регулируемым цветом или, альтернативно, белый светодиод, например, как разные типы светодиодов с люминофорным покрытием (например, удаленные люминофорные LED ).

В возможном варианте осуществления осветительного устройства сторона конусообразного впускного отверстия для воздуха в полой структуре, обращенная в направлении наружной поверхности полой структуры, может содержать отражающий элемент. Такой отражающий элемент может быть предусмотрен в виде отражателя для источника света осветительного устройства, например, когда конусообразное отверстие выполнено в соединении с источником света. Следует отметить, что конусообразное отверстие, содержащее отражающий элемент, может быть предусмотрено в любом из обсуждавшихся выше вариантов осуществления охлаждающей установки согласно изобретению.

В соответствии с другим аспектом изобретения предусмотрен способ охлаждения осветительного устройства, содержащий обеспечение несущего элемента, размещение на несущем элементе электрода истока для генерации аэроионов, размещение на несущем элементе первого и второго электродов-мишеней, причем первый и второй электроды-мишени располагаются на удалении от электрода истока, управление напряжением, прилагаемым между элементом истока и, по меньшей мере, одним из первого и второго электродов-мишеней, причем это напряжение контролируется таким образом, что воздушный поток, создающийся в результате разности потенциалов между электродом истока и, по меньшей мере, одним из первого и второго электродов-мишеней, регулируется для попеременного изменения направления за счет чередующегося приложения напряжения между электродом истока и первым электродом-мишенью, и между электродом истока и вторым электродом-мишенью соответственно.

В этом аспекте настоящего изобретения можно путем, подобным и аналогичным тому, который был описан выше со ссылкой на первый аспект изобретения, обеспечить охлаждение устройств, таких как осветительные устройства, имеющих подобные или лучшие эксплуатационные характеристики, но при меньших размерах и весе, а также обеспечивающих возможность бесшумной работы. Благодаря способности к генерации сгущенного (сфокусированного) воздушного потока вблизи источника тепла, например источника света в осветительном устройстве, может также оказаться возможным уменьшить необходимость в теплоотводах, вентиляторах, термопастах и т.п. Дополнительно этот аспект обеспечивает также возможность использования разных типов несущих элементов, таких как полая структура, имеющая оболочку или подложку, такую, например, как печатная плата. Конечно, возможны другие конкретные решения.

Дополнительные признаки и преимущества настоящего изобретения станут очевидными при изучении прилагаемых пунктов формулы изобретения и последующего описания. Специалисты в данной области техники понимают, что разные признаки настоящего изобретения могут быть объединены для создания вариантов реализации, отличающихся от описываемых в дальнейшем, без отклонения от объема настоящего изобретения.

КРАТКОЕ ОПИСАНИЕ ЧЕРТЕЖЕЙ

Различные аспекты изобретения, включающие в себя его конкретные признаки и преимущества, станут более понятными из следующего подробного описания и прилагаемых чертежей, на которых:

Фиг.1 изображает схематично концептуальную охлаждающую установку согласно предпочтительному варианту осуществления настоящего изобретения;

Фиг.2 изображает схематично охлаждающую установку согласно другому предпочтительному варианту осуществления настоящего изобретения;

Фиг.3 изображает схематично осветительное устройство, содержащее вариант охлаждающей установки, согласно настоящему изобретению;

Фиг.4 изображает схематично другое осветительное устройство, содержащее вариант охлаждающей установки согласно настоящему изобретению.

ПОДРОБНОЕ ОПИСАНИЕ ВАРИАНТОВ ОСУЩЕСТВЛЕНИЯ ИЗОБРЕТЕНИЯ

Настоящее изобретение будет теперь описано ниже более полно со ссылкой на прилагаемые чертежи, на которых представлены предпочтительные на текущий момент варианты осуществления изобретения. Однако это изобретение может быть реализовано во многих других формах и не должно рассматриваться как ограниченное изложенными здесь вариантами осуществления; скорее, эти варианты осуществления представлены для основательности, завершенности и полноты сообщения объема изобретения специалистам в данной области техники. Одинаковые ссылочные позиции относятся к одинаковым элементам по всему тексту.

Обратимся теперь к чертежам и, в частности, на фиг.1 представлено схематическое изображение охлаждающей установки согласно предпочтительному на текущий момент варианту осуществления настоящего изобретения. Фиг.1 изображает отдельную часть охлаждающей установки 100, содержащей электрод истока в форме коронирующего электрода 102, первый электрод-мишень 104 и второй электрод-мишень 106. Дополнительно охлаждающая установка 100 содержит первый и второй ограждающие элементы 108 и 110 соответственно, выполненные с возможностью надвигаться на коронирующий электрод 102 и электроды-мишени 104, 106 и обеспечивать оболочку для охлаждающей установки 100. Соответствующие ограждающие элементы предпочтительно содержат концевые участки, образованные для впуска и выпуска воздушного потока. На фиг.1b иллюстрируется принцип работы охлаждающей установки 100 с указанием направления воздушного потока в охлаждающей установке 100 при приложении разности потенциалов между коронирующим электродом 102 и электродами-мишенями 104, 106. В качестве примера на фиг.1b разность потенциалов обеспечена между коронирующим электродом 102 и электродом-мишенью 106, тогда как другой электрод-мишень 104 удерживается по существу при том же потенциале, что и коронирующий электрод 102. Соответственно, и как обсуждалось выше, разность потенциалов между коронирующим электродом 102 и электродом-мишенью 106 должна поддерживаться по возможности низкой, помимо прочего, и по соображениям безопасности. Однако в одном приведенном в качестве примера, но не ограничивающем варианте реализации, разность потенциалов между коронирующим электродом 102 и электродом-мишенью 106 составляет по меньшей мере 7 кВ и предпочтительно более 10 кВ, по возможности обеспечивая воздушный поток около 1-3 м/с. В том же варианте осуществления расстояние между коронирующим электродом 102 и электродом-мишенью 106 может быть выбрано приблизительно равным около 7 мм.

Посредством обеспечения разности потенциалов будет возникать электронный разряд у коронирующего электрода 102, который, в свою очередь, будет генерировать аэроионы. То есть результатом электронного разряда являются аэроионы, имеющие ту же полярность, что и коронирующий электрод 102, и, возможно, также заряженные, так называемые, аэрозоли, то есть твердые частицы или капли жидкости, присутствующие в воздухе, где эти частицы или капли заряжаются от столкновения с заряженными аэроионами. Аэроионы быстро, под действием электрического поля, движутся от коронирующего электрода 102 к электроду-мишени 106, где они оставляют свой электрический заряд и становятся перезаряженными молекулами воздуха. Во время этого движения аэроионы постоянно сталкиваются с незаряженными молекулами воздуха, и таким образом электрические силы передаются на эти молекулы воздуха, которые при этом направляются от электрода истока по направлению к электроду-мишени, создавая тем самым воздушный поток в форме ионного ветра через ограждающие элементы 108, 110. В концевой точке ограждающего элемента 110, ближайшей к электроду-мишени 106, будет образовываться выходящий поток, как показано стрелкой, тогда как входящий поток будет существовать в концевой точке ограждающего элемента 108, ближайшей к другому электроду-мишени 104. На фиг.1с разность потенциалов изменена таким образом, что в этом случае разность потенциалов приложена между коронирующим электродом 102 и первым электродом-мишенью 104, вызывая воздушный поток в противоположном направлении по сравнению с фиг.1. Подобным образом потенциал на втором электроде-мишени 106 может сохраняться практически на том же уровне, что и на коронирующем электроде 102. Дополнительно, в целях сведения к минимуму возможности генерации озона может быть целесообразным покрыть, обшить или изготовить коронирующий электрод 102 и/или электроды-мишени 104, 106 из благородного металла, такого, например, как золото или серебро.

Предпочтительно работа, проиллюстрированная на фиг.1b и 1с, будет, возможно, происходить последовательно и множество раз, вызывая тем самым попеременно изменяющийся воздушный поток, который может быть использован для охлаждения, например, осветительного устройства. При этом для управления чередующимся приложением разности потенциалов между коронирующим электродом 102 и, по меньшей мере, одним из первого 104 и второго 106 электродов-мишеней может быть использована, например, схема управления (не показана). Схема управления может включать микропроцессор, микроконтроллер, программируемый цифровой сигнальный процессор или другое программируемое устройство. Схема управления может также, или вместо этого, включать в себя интегральную схему специального применения, программируемую матричную логику программируемой вентильной матрицы, программируемое логическое устройство или цифровой сигнальный процессор. Если схема управления включает в себя программируемое устройство, такое как упомянутый выше микропроцессор или микроконтроллер, процессор может дополнительно включать в себя исполняемый компьютером код, который управляет работой программируемого устройства. Дополнительно схема управления может содержать вход для приема показания температуры от датчика, расположенного вблизи объекта, такого как светодиод или осветительное устройство, который должен охлаждаться посредством охлаждающей установки 100, что обеспечивает дополнительные возможности управления.

Обратимся теперь к фиг.2, на которой представлено схематическое изображение охлаждающей установки 200 согласно другому предпочтительному на текущий момент варианту осуществления настоящего изобретения. Охлаждающая установка 200 представлена в сочетании с подложкой, такой как печатная плата (РСВ), на которой расположены первый коронирующий электрод 202, второй коронирующий электрод 204, первый электрод-мишень 206 и второй электрод-мишень 208. Кроме того, на печатной плате дополнительно располагается источник света, такой как светодиод (LED) 210. Во время работы светодиода 210 используется распределитель 212 тепла для отвода образуемого тепла от светодиода 210 и распределения его по большому пространству.

Подобная установка может быть также предусмотрена на противоположной стороне печатной платы. При этом ионизация может эффективно происходить на обеих сторонах печатной платы. Ионизация будет происходить только у острых, положительно заряженных электродов или коронирующих электродов. Поэтому воздух будет перемещаться от одной стороны светодиода к другой только за полпериода. Направление движения воздуха изменяется в следующий полупериод в рассматриваемом в качестве примера случае использования высоковольтного генератора переменного тока. Поэтому изменение направления воздушного потока совпадает с частотой переменного тока.

Соответственно при работе охлаждающей установки 200 во время первого периода разность потенциалов будет прилагаться между первым коронирующим электродом 202 и первым электродом-мишенью 206. Принцип работы подобен принципу работы, описанному в связи с фиг.1b. То есть воздушный поток начнет течь в направлении от первого коронирующего электрода 202 к первому электроду-мишени 206. Во время второго периода разность потенциалов будет прилагаться между вторым коронирующим электродом 204 и вторым электродом-мишенью 208, вызывая тем самым воздушный поток фактически в противоположном направлении. Увеличенный вид в разрезе первого коронирующего электрода 202 также представлен на фиг.2. На укрупненном виде показан типовой пример осуществления первого коронирующего электрода, включая четыре показателя L₁ -L₄ длины/ширины для определения размеров коронирующего электрода 202. В неограничивающем варианте осуществления длины L₁ и L₂ могут выбираться в диапазоне от 1 до 5 мм, тогда как ширина L₃ участка коронирующего электрода может поддерживаться приблизительно около 0,25 мм, имея, возможно, характерный треугольный край на открытом конце. Дополнительно расстояние между двумя разными участками коронирующего электрода может выбираться в пределах 1-3 мм. Специалистам в данной области техники будет, однако, понятно, что разные значения длины и ширины могут выбираться, например, в зависимости от разности потенциалов, приложенной между коронирующим электродом и электродом-мишенью. Вариант реализации, описанный выше, содержит только одну охлаждающую установку 200, однако понятно, что может быть построен массив таких устройств при использовании только одного высоковольтного генератора.

На фиг.3 представлена схема осветительного устройства 300, содержащего вариант охлаждающей установки 200 согласно изобретению. Сначала на фиг.3а показан концептуальный общий вид сбоку осветительного устройства 300, внутри которого на печатной плате может быть расположена охлаждающая установка 200. По сравнению с охлаждающей установкой 100, показанной на фиг.1, охлаждающая установка 200 на фиг.3а также включает в себя два ограждающих участка 302 и 304, которые выполнены с возможностью закрепления печатной платы, например, посредством защелок. Дополнительно осветительное устройство 300 содержит конусообразное отверстие 306 в, по меньшей мере, одном из ограждающих участков 302, 304. Во время работы охлаждающей установки 200 внутри осветительного устройства 300 отверстие 306 будет действовать как сопло Вентури, позволяя реализовать эффект Вентури. Под эффектом Вентури понимается давление текучей среды, например давление воздуха, которое возникает, когда несжимаемая текучая среда пропускается через суженную секцию трубы. Соответственно эффект Вентури может быть выведен из сочетания принципа Бернулли и уравнения неразрывности. То есть скорость движения воздушного потока через конструкцию должна возрастать, чтобы удовлетворять уравнению неразрывности, тогда как его давление должно падать вследствие сохранения энергии: усиление кинетической энергии достигается падением давления или силой, обусловленной градиентом давления. Таким образом, воздушный поток в первом направлении будет вызывать падение давления на обеих сторонах печатной платы, приводя к тому, что воздух будет засасываться через отверстие 306 и, возможно, дополнительное отверстие на противоположной стороне осветительного устройства 300. Это подобно ударной силе струи с той разницей, что воздушный поток через отверстие вызывается падением давления на выпускном участке отверстия, а не повышением давления на впускном участке отверстия.

Предпочтительно отверстие 306 может быть расположено вблизи светодиода 210, как показано на фиг.3b, и может быть также покрыто отражающим покрытием, что позволяет этому отверстию служить также в качестве отражателя для светодиода 210. На фиг.3b также дополнительно показано использование отверстия 308 на противоположной стороне осветительного устройства 300. Кроме того, стрелками на фиг.3b показаны попеременно изменяющиеся направления движения воздуха через осветительное устройство 300. Подобно охлаждающей установке на фиг.1 концевые участки ограждающих участков 302 и 304 открыты для свободного доступа воздушного потока, образуя тем самым впускное/выпускное отверстия для воздуха. Однако могут быть обеспечены другие структуры, включая, например, фильтрующий элемент, располагаемые внутри впускных/выпускных отверстий для воздуха.

Наконец, на фиг.4а-4с показаны сечение, общий вид сверху и вид сбоку другого варианта осуществления осветительного устройства 400, содержащего охлаждающую установку согласно другому варианту осуществления настоящего изобретения. Осветительное устройство 400 дополнительно содержит светодиод 402, теплораспределяющий слой (например, из меди) 404, расположенный смежным со светодиодом 402, коронирующий электрод 406 и электрод-мишень 408, совместно образующие "верхнюю секцию" осветительного устройства 400. Дополнительно осветительное устройство 400 содержит множество распорных элементов 410, расположенных на "нижней секции", и расположенное посередине горлышко 412 (например, впускное/выпускное отверстие для воздуха). Верхняя и нижняя секции могут быть соединены друг с другом посредством, например, клея, сплавления, защелок или другим подходящим способом.

Принцип действия осветительного устройства 400 подобен описанному применительно к варианту осуществления, относящемуся к фиг.2 и 3. Однако разница заключается в том, что осветительное устройство 400 не использует эффект Вентури, а непосредственно вызывает охлаждающий эффект ударной силы струи, создавая падение давления у внутреннего центра объема, образованного множеством распорных элементов 410 на нижней секции и на верхней секции, посредством ветра коронного разряда. В этом случае холодный воздух всасывается через горлышко 412, нагревается посредством теплораспределяющей поверхности на печатной плате и выдувается в радиальном направлении наружу из центра.

Подводя итоги, нужно сказать, что согласно настоящему изобретению возможно обеспечить охлаждающую установку, содержащую электрод истока, первый и второй электроды-мишени, расположенные на удалении от электрода истока, полую структуру, имеющую оболочку, и схему управления для управления напряжением, прилагаемым между электродом истока и, по меньшей мере, одним из первого и второго электродов-мишеней. Напряжение контролируется таким образом, что воздушный поток, образующийся в результате разности потенциалов между электродом истока и, по меньшей мере, одним из первого и второго электродов-мишеней, регулируется, чтобы иметь попеременно изменяющееся направление. Посредством изобретения можно обеспечить охлаждение устройства, имеющее подобные или более хорошие эксплуатационные характеристики, чем обычная система с теплоотводом и вентилятором, но при меньших размерах и весе и отсутствии шума.

Хотя изобретение было описано со ссылкой на конкретные поясняющие примеры его осуществления, многие различные изменения, модификации и т.п. могут быть очевидны для специалистов в данной области техники. Например, охлаждение под воздействием ионов может быть применено в больших системах со светодиодными решетками, таких как системы задней подсветки, ретрофитные светодиодные лампы, светодиодные светильники направленного света и т.п. Кроме того, упомянутые выше охлаждающие установки были, в общем, описаны применительно к приложению разности потенциалов между коронирующим электродом и электродом-мишенью. Приложение разности потенциалов может быть обеспечено использованием напряжения либо переменного, либо постоянного тока. Дополнительно изменения к описанным вариантам реализации могут быть поняты и реализованы специалистами в данной области техники при практическом применении заявленного изобретения на основе чертежей, описания и прилагаемых пунктов формулы изобретения. В пунктах формулы изобретения слово "содержащий" не исключает других элементов и этапов, а указание признаков в единственном числе не исключает множественного числа. Один процессор или другое устройство может выполнять функции нескольких предметов, перечисленных в пунктах формулы изобретения. Тот факт, что определенные характеристики описаны во взаимно различных зависимых пунктах формулы изобретения, не указывает на то, что сочетание этих характеристик не может быть выгодно использовано.