Brevet FR2989447A1 — publié le 20131018

Lampe électrique portative à boîtier compact Domaine technique de l'invention L'invention est relative à une lampe électrique portative à boîtier compact, et en particulier à une lampe électrique portative frontale utilisée en alpinisme. État de la technique Actuellement, on utilise des lampes électriques portatives à boîtier compact comprenant un accumulateur intégré, ou des piles, et un module d'éclairage disposé dans un logement d'éclairage sans possibilité de refroidir efficacement le module d'éclairage. Le module d'éclairage comprend généralement des diodes électroluminescentes (LED) montées sur une carte électronique de commande, en particulier des diodes électroluminescentes de puissance, pour obtenir un éclairage efficace. Pour une disposition compacte dans le boîtier, les piles, ou accumulateurs, sont généralement situées à l'arrière de la carte électronique. Les LED de puissance ont tendance à chauffer, ce qui peut altérer leur fonctionnement ou endommager la carte électronique de commande, si les LED ne sont par refroidies correctement. Il est donc intéressant de pouvoir conserver une température de fonctionnement idéale de la LED lors de son utilisation. Objet de l'invention L'objet de l'invention consiste à remédier à ces inconvénients, et à réaliser une lampe électrique portative équipée de LED qui permette de dissiper la chaleur produite par les LED, tout en garantissant un éclairage efficace. Un autre objet de l'invention est de fournir une lampe électrique portative ayant un faible encombrement. Selon un aspect de l'invention, il est proposé une lampe électrique portative à boîtier compact subdivisé en un premier compartiment de logement d'un module d'éclairage comprenant une carte électronique et au moins une diode électroluminescente montée sur la carte, et un deuxième compartiment de logement d'une source d'alimentation pour alimenter le module d'éclairage, caractérisée en ce que le boîtier comprend de plus un compartiment intermédiaire ayant au moins une ouverture pour une circulation d'un écoulement d'air destiné au refroidissement de la diode électroluminescente. Ainsi, l'écoulement d'air circule à l'intérieur du compartiment intermédiaire à l'aide de l'ouverture afin d'évacuer la chaleur émise par la diode électroluminescente. En outre, le boîtier peut être configuré de manière que l'écoulement d'air circule directement sur la carte électronique. Le compartiment peut comporter deux ouvertures. Ce qui améliore l'évacuation de chaleur. Les ouvertures peuvent avoir des diamètres différents et l'écoulement d'air circule à travers les deux ouvertures par effet Venturi. Les ouvertures peuvent être situées respectivement sur deux parois distinctes du compartiment intermédiaire. Le compartiment intermédiaire peut avoir une forme sensiblement parallélépipédique, une première ouverture peut être située sur une paroi inférieure du compartiment intermédiaire et une deuxième ouverture peut être située sur une paroi supérieure opposée du compartiment intermédiaire, de manière à favoriser la circulation d'air de refroidissement par convection naturelle. Ainsi on favorise la dissipation de chaleur grâce à une convection naturelle qui s'établit entre la première et la deuxième ouverture. En d'autres termes, l'écoulement d'air circule à l'intérieur du compartiment intermédiaire de sorte qu'un flux d'air froid circule par la première ouverture depuis l'extérieur vers l'intérieur du boîtier et un flux d'air chaux circule par la deuxième ouverture depuis l'intérieur du boîtier vers l'extérieur. Le diamètre de la première ouverture peut être supérieur à celui de la deuxième ouverture, ce qui accélère la circulation d'air à l'intérieur du compartiment intermédiaire. La carte électronique peut comporter un dispositif de refroidissement faisant saillie dans le compartiment intermédiaire en étant léché par l'écoulement d'air. Le dispositif de refroidissement peut être un radiateur ayant une épaisseur adaptée au boîtier, par exemple une tôle assurant la dissipation thermique de la LED. Ainsi, le dispositif de refroidissement est en contact avec la carte électronique et transmet une partie de la chaleur émise par la LED vers l'écoulement d'air circulant à l'intérieur du compartiment intermédiaire. Le dispositif de refroidissement peut comporter un radiateur muni d'ailettes montées en saillie dans le compartiment intermédiaire. Les ailettes du radiateur peuvent s'étendre sensiblement le long d'un axe passant par les deux ouvertures du compartiment intermédiaire. Le premier compartiment et le deuxième compartiment peuvent en outre être séparés de manière étanche du compartiment intermédiaire. Description sommaire des dessins D'autres avantages et caractéristiques ressortiront plus clairement de la description qui va suivre de modes particuliers de réalisation de l'invention donnés à titre d'exemples non limitatifs et représentés aux dessins annexés, dans lesquels, les figures 1 et 2 illustrent de façon schématique des modes de réalisation d'une lampe électrique portative selon l'invention. Description détaillée Sur les figures 1 et 2, on a représenté de façon schématique, une vue en coupe (figure 1) et une vue de trois-quarts (figure 2) d'une lampe électrique portative 1. La lampe 1 comporte un boîtier compact 2 comprenant un module d'éclairage 3. La lampe électrique portative 1 peut être une lampe frontale, ou une lampe torche, et le boîtier 2 peut être réalisé en matériau isolant ou métallique. Le module d'éclairage 3 comporte une LED, de préférence une LED de puissance, et une carte électronique 4 sur laquelle la LED est montée. Le module d'éclairage 3 peut comporter plusieurs LED, de puissance ou standards. La LED est montée sur une face avant 5 de la carte 4. La carte électronique 4 permet de contrôler l'allumage de la LED et son alimentation. Le boîtier 2 comporte en outre une source d'alimentation 6, formée par une batterie ou des piles, et configurée pour alimenter le module d'éclairage 3 par l'intermédiaire de connexions, non représentées sur les figures à des fins de simplification. Le boîtier 2 comporte un premier compartiment 11 de logement du module d'éclairage 3, un deuxième compartiment 12 de logement de la source d'alimentation 6 et un compartiment intermédiaire 13. Les compartiments 11, 12, 13 ont une forme sensiblement parallélépipédique. Préférentiellement, les premier et deuxième compartiments 11, 12 sont des compartiments étanches. Le compartiment intermédiaire 13 est adjacent au premier compartiment 11 et, de préférence, situé en arrière du premier compartiment 11. Le deuxième compartiment 12 peut être situé, quant à lui, en arrière du compartiment intermédiaire 13. Dans ce cas, les connexions qui couplent la source d'alimentation 6 à la carte électronique 4 passent par des cavités prévues dans les parois du compartiment intermédiaire 13. En variante, le deuxième compartiment 12 peut être situé latéralement par rapport au premier compartiment 11 et/ou au compartiment intermédiaire 13. Lorsque le deuxième compartiment 12 est adjacent au premier compartiment 11, les connexions qui couplent la source d'alimentation 6 à la carte électronique 4 peuvent passer, par exemple, par des cavités prévues dans la paroi qui sépare les deux premiers compartiments 11, 12. Le premier compartiment 11 comporte une paroi avant 14 comprenant une vitre 15 transparente à la lumière émise par la LED, et une paroi intermédiaire 16 opposée à la vitre 15. La paroi intermédiaire 16 comporte un support inférieur 17 et un support supérieur 18 sur lesquels est montée la carte électronique 4. Par ailleurs, la paroi intermédiaire 16 du premier compartiment 11 sépare, par exemple de manière étanche, le premier compartiment 11 et le compartiment intermédiaire 13. La face avant 5 de la carte électronique 4 est orientée vers le premier compartiment 11 et la carte électronique 4 comporte en outre une face arrière 8 orientée vers le compartiment intermédiaire 13. Le compartiment intermédiaire 13 comporte deux ouvertures 19, 20 orientées vers l'extérieur du boîtier 2 de façon à permettre une circulation d'un écoulement d'air à l'intérieur du compartiment intermédiaire 13 pour refroidir la LED. L'écoulement d'air peut s'établir par convection naturelle depuis les zones froides vers les zones chaudes du compartiment intermédiaire 13, ou grâce à une circulation d'air extérieur, ou encore lorsqu'on déplace la lampe 1. En variante, le compartiment intermédiaire 13 peut comporter une unique ouverture orientée vers l'extérieur du boîtier 2 et qui permet une circulation à la fois d'un flux d'air froid depuis l'extérieur vers l'intérieur du compartiment intermédiaire 13 et d'un flux d'air chaud depuis l'intérieur du compartiment intermédiaire 13 vers l'extérieur du boîtier 2 pour refroidir la LED. Selon une autre variante le compartiment intermédiaire 13 peut également comporter plusieurs ouvertures orientées vers l'extérieur du boîtier. Par exemple, plusieurs ouvertures peuvent former une grille ou des barreaux. En outre, le compartiment intermédiaire 13 comporte une paroi supérieur 21, une paroi inférieure 22, une première paroi latérale 23, une deuxième paroi latérale (non représentée sur la figure), ainsi qu'une paroi arrière 24. On peut noter que la paroi intermédiaire 16 du premier compartiment 11 correspond à la paroi avant du compartiment intermédiaire 13. Les ouvertures 19, 20 peuvent être toutes deux situées sur une même paroi, comme par exemple la paroi inférieure 22, ou les parois latérales, et éventuellement sur la paroi supérieure 21. Selon un mode de réalisation préféré illustré par les figures 1 et 2, les ouvertures 19, 20 sont situées respectivement sur la paroi inférieure 22 et la paroi supérieure 21 de manière à améliorer la circulation de l'écoulement d'air par convection naturelle. Comme illustré sur la figure 2, lorsque la convection naturelle s'établit, un flux d'air froid 25 circule par la première ouverture 19, depuis l'extérieur du boîtier 2 vers l'intérieur du compartiment intermédiaire 13, et un flux d'air chaud 26 circule par la deuxième ouverture 20 depuis l'intérieur du compartiment intermédiaire 13 vers l'extérieur du boîtier 2, refroidissant ainsi la LED. Le flux d'air chaud 26 correspond à une partie du flux d'air froid 25 entrant dans le compartiment intermédiaire 13 qui est chauffé par la chaleur émise par la LED. Dans ce mode de réalisation préféré, on peut prévoir une grille au niveau de la deuxième ouverture 20 afin de permettre la circulation de l'écoulement d'air tout en empêchant l'entrée d'objets inappropriés à l'intérieur du compartiment intermédiaire 13. Bien entendu, un écoulement d'air peut également s'établir en sens inverse, c'est-à-dire depuis la deuxième ouverture 20 vers la première ouverture 19, lorsqu'il existe un écoulement d'air à l'extérieur du boîtier 2 ou lorsqu'on déplace la lampe 1. Par ailleurs, la lampe électrique portative 1 peut comporter, en outre, un dispositif de refroidissement 7 destiné à améliorer la dissipation de la chaleur émise par la LED. Le dispositif de refroidissement 7 est quant à lui monté sur la face arrière 8 de la carte électronique 4. Le dispositif de refroidissement 7 peut, par exemple, être un radiateur comportant une base 9 montée sur la face arrière 8 de la carte 4. Le radiateur 7 peut également comprendre des ailettes 10 afin d'augmenter la capacité dissipative du radiateur 7. Sur la figure 1, le radiateur 7 est monté sur la face arrière 8 de la carte électronique 4 et fait saillie dans le compartiment intermédiaire 13 de manière à transférer une partie de la chaleur émise par la LED vers l'intérieur du compartiment intermédiaire 13. Le radiateur 7 améliore l'évacuation de la chaleur émise par la LED. Par exemple, la carte électronique 4 peut être montée sur la base 9 du radiateur 7, et la base 9 peut être montée sur les supports inférieurs et supérieurs 17, 18 de la paroi intermédiaire 16 du premier compartiment 11. Dans ce cas, les ailettes 10 du radiateur 7 sont situées à l'intérieur du compartiment intermédiaire 13 et favorisent la dissipation de chaleur lorsque l'écoulement d'air circule entre les ailettes 10. De préférence, les ailettes 10 du radiateur 7 s'étendent sensiblement longitudinalement par rapport à un axe 27 qui passe par les deux ouvertures 19,20 du compartiment intermédiaire 13. En outre, la lampe 1 peut comprendre un support de lampe 28 sur lequel le boîtier 2 est monté fixe, ou mobile. Lorsque le boîtier 2 est monté mobile sur le support 28, on peut le déplacer entre une position haute et une position basse pour modifier l'orientation de l'éclairage de la LED. Dans la position haute, on favorise l'éclairage des objets éloignés et dans une position basse, on favorise celui des objets proches. Avantageusement, la carte électronique 4 est inclinée par rapport à l'axe 27 passant par les deux ouvertures, afin de favoriser l'éclairage des objets proches. Ainsi, on offre une lampe électrique portative compacte ayant un éclairage suffisamment puissant et dont l'échauffement est limité. Le dispositif de refroidissement réalisé est simple et efficace et ne nécessite aucun apport d'énergie depuis la source d'alimentation.