Светодиодное осветительное устройство

Светодиодное осветительное устройство предназначено для уличного, промышленного и бытового освещения. Теплопроводный корпус (1) устройства соединен с обеспечением теплового контакта с монтажной панелью (2), выполненной из теплопроводного материала, на которой размещены светодиоды (3). Корпус (1) выполнен в виде трубы с продольными или поперечными ребрами (4), снабженной торцевой крышкой (5). Корпус (1) может быть соединен с монтажной панелью (2) и торцевой крышкой (5) герметично и выполнен в виде термосифона или тепловой трубы. За счет конструктивного выполнения повышается эффективность теплоотвода от мощных светодиодов, что исключает их перегрев и повышает срок службы и мощность осветительного устройства. 2 з.п. ф-лы, 3 ил.

Полезная модель относится к области светотехники, в частности к светодиодным осветительным устройствам, и может быть использована для уличного, промышленного и бытового освещения.

Наиболее близким по технической сущности и достигаемому техническому результату к заявляемому устройству является светодиодное осветительное устройство (см. патент Украины на полезную модель 20536 от 18.09.2006 г., М.кл.⁷ F21L 4/00, опубл. 15.01.2007 г.), содержащее светодиоды, размещенные на монтажной панели, выполненной из теплопроводного материала, соединенной с теплопроводным корпусом с обеспечением теплового контакта.

В известном устройстве монтажная панель, на которой размещены светодиоды, выполнена из алмазной керамики и одновременно является теплоотводом, связанным болтовым соединением с корпусом осветительного устройства, выполненным в виде листа алюминия.

За счет выполнения монтажной панели из материала с высокой теплопроводностью в устройстве обеспечивается эффективное и равномерное теплоотведение от светодиодов, однако только в случае использования светодиодов небольшой мощности. Это определяет использование известного осветительного устройства для жилого коммунального освещения (лестничные клетки, лифты, указатели зданий и улиц, пожарные гидранты и прочее), поскольку создаваемой освещенности недостаточно для уличного и промышленного освещения.

При использовании светодиодов с мощностью от 1 вт до 5 вт для использования известного осветительного устройства для уличного и промышленного освещения не обеспечивается эффективное теплоотведение от светодиодов, что приводит к их перегреву во время работы и выходу из строя.

В основу полезной модели поставлена задача усовершенствования светодиодного осветительного устройства, в котором за счет нового выполнения известных элементов обеспечивается повышение эффективности теплоотведения от мощных светодиодов, за счет чего исключается их перегрев и повышается срок службы и мощность осветительного устройства.

Поставленная задача решается тем, что в известном светодиодном осветительном устройстве, содержащем светодиоды, размещенные на монтажной панели, выполненной из теплопроводного материала, соединенной с теплопроводным корпусом с обеспечением теплового контакта, новым, в соответствии с заявляемым техническим решением, является то, что корпус выполнен в виде трубы с продольным или поперечным оребрением, снабженной торцевой крышкой.

Новым является также то, что корпус соединен с монтажной панелью и торцевой крышкой герметично и выполнен в виде термосифона.

Новым является также то, что корпус соединен с монтажной панелью и торцевой крышкой герметично и выполнен в виде тепловой трубы.

Причинно-следственная связь между совокупностью существенных признаков заявляемой полезной модели и достигаемым техническим результатом заключается в следующем.

Новое конструктивное выполнение светодиодного осветительного устройства, а именно выполнение корпуса в виде трубы с продольным или поперечным оребрением, снабженной торцевой крышкой, в совокупности с известными признаками полезной модели обеспечивает повышение эффективности теплоотведения от мощных светодиодов, что исключает перегрев светодиодов и повышает срок службы и мощность осветительного устройства.

За счет соединения монтажной панели, выполненной из теплопроводного материала, на которой размещены светодиоды, с теплопроводным корпусом с обеспечением теплового контакта происходит отвод тепла от светодиодов и передача его на корпус. Выполнение корпуса в виде трубы с продольным или поперечным оребрением (в зависимости от расположения осветительного устройства в пространстве при эксплуатации) обеспечивает эффективный теплоотвод за счет увеличения площади поверхности корпуса и рассеивание тепла, поскольку вокруг ребер корпуса происходит постоянная циркуляция воздушных потоков вследствие градиента температур. Повышение эффективности теплоотведения от светодиодов исключает их перегрев и повышает срок службы осветительного устройства, а также позволяет повысить мощность осветительного устройства за счет использования сверхмощных светодиодов.

Герметичное соединение корпуса осветительного устройства с монтажной панелью и торцевой крышкой обеспечивает возможность выполнения корпуса осветительного устройства в виде термосифона, что также обеспечивает повышение эффективности теплоотведения от светодиодов и, тем самым, исключает перегрев светодиодов и повышает срок службы и мощность осветительного устройства.

Термосифон представляет собой вакуумированную трубу, содержащую небольшое количество рабочей жидкости, в котором:

- корпус-труба с продольным оребрением на внешней поверхности;

- монтажная панель с размещенными на ней светодиодами, герметично соединенная с корпусом, - нижний нагреваемый конец термосифона;

- торцевая крышка, герметично соединенная с корпусом, - холодный конец термосифона.

Осветительное устройство такой конструкции предназначено для эксплуатации при вертикальном расположении устройства в пространстве, т.е. монтажная панель с размещенными на ней светодиодами должна быть направлена вниз.

При работе такого осветительного устройства нижний конец термосифона (монтажная панель с размещенными на ней светодиодами) нагревается, что вызывает испарение рабочей жидкости и движение пара к холодному концу термосифона (торцевая крышка корпуса), где пар конденсируется. Конденсат под действием гравитационных сил возвращается к монтажной панели. Так как скрытая теплота парообразования велика, то даже при очень малой разности температур между концами термосифона он может передавать значительное количество теплоты, что позволяет при эксплуатации осветительного устройства стабилизировать температуру монтажной панели на уровне, не превышающем температуру кипения рабочей жидкости в вакууме. Таким образом, выполнение корпуса, герметично соединенного с монтажной панелью и торцевой крышкой, в виде термосифона обеспечивает высокую эффективную теплопроводность, а за счет выполнения корпуса с продольным оребрением на внешней поверхности корпуса обеспечивается интенсивное рассеивание тепла, поскольку вокруг ребер корпуса происходит постоянная циркуляция воздушных потоков вследствие градиента температур, что исключает перегрев светодиодов и повышает срок службы и мощность осветительного устройства.

Герметичное соединение корпуса осветительного устройства с монтажной панелью и торцевой крышкой обеспечивает возможность выполнения корпуса осветительного устройства в виде тепловой трубы, что также обеспечивает повышение эффективности теплоотведения от светодиодов и, тем самым, исключает перегрев светодиодов и повышает срок службы и мощность осветительного устройства.

Тепловая труба по конструкции аналогична термосифону, т.е. также представляет собой вакуумированную трубу, содержащую небольшое количество рабочей жидкости, в которой:

- корпус-труба с продольным или поперечным оребрением на внешней поверхности;

- монтажная панель с размещенными на ней светодиодами, герметично соединенная с корпусом, - нагреваемый конец тепловой трубы (участок испарения);

- торцевая крышка, герметично соединенная с корпусом, - холодный конец тепловой трубы (участок конденсации).

Но, в отличие от термосифона, конденсат, образующийся на участке конденсации, возвращается на участок испарения не под действием гравитационных сил, а под действием капиллярных сил, для чего в тепловой трубе на внутренней стенке укреплен фитиль, сделанный, например, с нескольких слоев тонкой сетки. Возвращение конденсата на участок испарения в тепловой трубе может осуществляться и другими способами, например под действием центробежной силы.

Осветительное устройство такой конструкции предназначено для эксплуатации как при вертикальном расположении устройства в пространстве (в этом случае гравитационные силы будут действовать в одном направлении с капиллярными), так и при горизонтальном или наклонном расположении устройства в пространстве.

Таким образом, выполнение корпуса, герметично соединенного с монтажной панелью и торцевой крышкой, в виде тепловой трубы обеспечивает высокую эффективную теплопроводность, а за счет выполнения корпуса с продольным или поперечным оребрением на внешней поверхности корпуса обеспечивается интенсивное рассеивание тепла, поскольку вокруг ребер корпуса происходит постоянная циркуляция воздушных потоков вследствие градиента температур, что исключает перегрев светодиодов и повышает срок службы и мощность осветительного устройства.

Сущность заявляемой полезной модели объясняется чертежами, где изображены:

- на фиг.1 - осветительное устройство, корпус которого выполнен в виде трубы с продольным оребрением;

- на фиг.2 - корпус осветительного устройства с продольным оребрением (вид сверху без торцевой крышки);

- на фиг.3 - осветительное устройство, корпус которого выполнен в виде трубы с поперечным оребрением.

Заявленное светодиодное осветительное устройство содержит теплопроводный корпус 1, например из алюминия марки АД-31, соединенный с монтажной панелью 2, выполненной из теплопроводного материала, например, из алюминиевого сплава. На монтажной панели 2 размещены мощные светодиоды 3, например светодиоды фирмы «Edisson-Opto» мощностью 3 Вт (19 штук). Корпус 1 выполнен в виде трубы с продольными (см. фиг.1, 2) или поперечными (см. фиг.3) ребрами 4, снабженной торцевой крышкой 5. Корпус 1 соединен с монтажной панелью 2 с обеспечением теплового контакта. Это может быть болтовое или нарезное соединения или соединение сваркой.

Корпус 1 может быть соединен с монтажной панелью 2 и торцевой крышкой 5 герметично (сваркой) и выполнен в виде термосифона, т.е. в виде вакуумированной трубы, содержащей небольшое количество рабочей жидкости. В качестве рабочей жидкости могут быть использованы, например, дистиллированная вода, ацетон, фреон. Такое осветительное устройство предназначено для вертикального размещения в пространстве монтажной панелью вниз при эксплуатации (см. фиг.1, 2).

Корпус 1 может быть соединен с монтажной панелью 2 и торцевой крышкой 5 герметично (сваркой) и выполнены в виде тепловой трубы, т.е. в виде вакуумированной трубы, содержащей небольшое количество рабочей жидкости и элемент, обеспечивающий возвращение конденсата к монтажной панели 2 под действием, например, капиллярных сил (на фигурах не показан). Такое осветительное устройство предназначено как для вертикального размещения в пространстве монтажной панелью 2 вниз, так и для горизонтального или наклонного расположения при эксплуатации.

Устройство работает следующим образом.

При работе осветительного устройства тепло, выделяющееся от светодиодов 3, по монтажной панели 2, выполненной из теплопроводного материала, передается на теплопроводный корпус 1, с которым монтажная панель 2 соединена с обеспечением теплового контакта. Выполнение корпуса 1 в виде трубы с продольными (фиг.1, 2) или поперечными (фиг.3) ребрами 4 обеспечивает эффективный теплоотвод от монтажной панели 2 за счет увеличения площади поверхности корпуса 1 и рассеивание тепла, поскольку вокруг ребер 4 корпуса 1 происходит постоянная циркуляция воздушных потоков вследствие градиента температур.

Дополнительное повышение эффективности теплоотведения от светодиодов 3 достигается при выполнении корпуса 1, герметично соединенного с монтажной панелью 2 и торцевой крышкой 5, в виде термосифона или в виде тепловой трубы.

При работе такого осветительного устройства монтажная панель 2 с размещенными на ней светодиодами 3 нагревается, что вызывает испарение рабочей жидкости и движение пара к холодному концу термосифона или тепловой трубы (торцевая крышка 5 корпуса 1), где пар конденсируется. Конденсат под действием гравитационных сил (в термосифоне) или капиллярных сил (в тепловой трубе) возвращается к монтажной панели 2. Такая конструкция осветительного устройства обеспечивает высокую эффективную теплопроводность, а за счет выполнения корпуса 1 с продольными или поперечными ребрами 4 на внешней поверхности корпуса 1 происходит эффективный теплоотвод и интенсивное рассеивание тепла, что исключает перегрев светодиодов и повышает срок службы и мощность осветительного устройства за счет использования сверхмощных светодиодов.

Таким образом, заявленное осветительное устройство обеспечивает повышение эффективности теплоотведения от светодиодов, что исключает их перегрев и повышает срок службы осветительного устройства, а также позволяет повысить мощность осветительного устройства за счет использования сверхмощных светодиодов и существенно расширить сферу использования осветительного устройства.

1. Светодиодное осветительное устройство, содержащее светодиоды, размещенные на монтажной панели, выполненной из теплопроводного материала, соединенной с теплопроводным корпусом с обеспечением теплового контакта, отличающееся тем, что корпус выполнен в виде трубы с продольным или поперечным оребрением, снабженной торцевой крышкой.

2. Светодиодное осветительное устройство по п.1, отличающееся тем, что корпус соединен с монтажной панелью и торцевой крышкой герметично и выполнен в виде термосифона.

3. Светодиодное осветительное устройство по п.1, отличающееся тем, что корпус соединен с монтажной панелью и торцевой крышкой герметично и выполнен в виде тепловой трубы.