Светодиодный осветитель для улиц

Авторы патента:

Полезная модель относится к осветительным устройствам со светодиодами и может быть использована для изготовления мощных уличных фонарей с консольным креплением на опоре и со световым потоком не менее 6000 лм.

Задачей полезной модели является получение мощного осветителя на светодиодах, у которого внешняя поверхность корпуса имеет ровную гладкую форму, обеспечивая тем самым значительно снижение себестоимости и существенное повышение удобства эксплуатации.

Внешняя поверхность металлического корпуса осветителя выполнена гладкой, а общая площадь этой поверхности S равна величине, определяемой из соотношения SK×W, где K=(65÷75)×10^-4 м²/Вт, S - площадь поверхности корпуса осветителя, W - мощность электрической энергии, поступающей на светодиоды.

Известен осветитель на светодиодах, описанный в патенте РФ 96696 на полезную модель "Светодиодный светильник с высокоэффективным конвекционным охлаждением", опубликован 10.08.2010, приоритет от 18.02.2010, МПК H01H 33/00. Этот осветитель может быть использован для освещения улиц и содержит в качестве источника света мощные светодиоды, блок питания этих светодиодов, корпус-радиатор и оптическую линзу; при этом корпус-радиатор выполнен из полого профиля в виде вертикальных ребер-решеток, светодиоды установлены на наружной поверхности корпуса и электрически связаны с указанным блоком питания, а защитный плафон установлен также на наружной поверхности этого корпуса, закрывая светодиоды.

Осветитель на светодиодах содержит корпус-радиатор, поверхность которого выполнена в виде вертикальных ребер-решеток. Изготовление такой поверхности представляет значительную технологическую трудность, а в процессе эксплуатации этого осветителя между ребрами-решетками уже за короткое время скапливается значительное количество мусора и пыли, что требует регулярной очистки осветителя и значительно осложняет его эксплуатацию.

Известны светодиодные уличные светильники марки "L-STREET", изготавливаемые фирмой ООО "Светодиодные Технологии" г.Екатеринбург, опубликованные на сайте "samarasolar.ru/svetodiodnye-sve", опубликованном 30 марта 2012 г. Фирмой изготовлен светильник L-STREET-72, который дает световой поток 8064 лм и потребляет при этом 90 Вт электрической энергии.

Светильник содержит сплошной без полостей корпус, выполненный из алюминиевого сплава, на корпусе жестко закреплены три алюминиевых пластины со светодиодами, каждый из которых имеет световую эффективность не менее 90 люмен/Вт. Каждая из пластин выполнена в виде узкой линейки и на ней светодиоды установлены только с одной стороны и в один ряд, причем, все эти светодиоды установлены по известной технологии, обеспечивающей передачу тепла от светодиода через алюминиевую пластину на корпус. Линейки со светодиодами расположены таким образом, чтобы все установленные на них светодиоды находились в одной плоскости и чтобы у всех светоизлучающие окна были направлены в противоположную от алюминиевой пластины сторону. На всех алюминиевых пластинах установлено столько светодиодов, чтобы они интегрально испускали излучение со световым потоком 8064 лм, а на поверхности корпуса при этом выполнены металлические ребра, которые расположены равномерно.

Светильник требует регулярной очистки осветителя и значительно осложняет его эксплуатацию.

Ближайшим из известных является светодиодный уличный светильник "СВЕТЕКО" марки SVETECO-96/10752/120, изготавливаемый компанией ООО "Ледел" - Россия, Республика Татарстан, г.Казань, сайт http://www.ledel.ru/production1/street_/sveteco_96_10752/ 3 апреля 2012 г.

Светильник содержит сплошной алюминиевый корпус. На корпусе с одной его стороны закреплены три алюминиевые пластины, имеющие форму линейки, и на каждой из этих пластин установлены в один ряд светодиоды, причем, все светодиоды установлены по известной технологии, обеспечивающей передачу тепла от светодиода через слой теплопроводящего вещества на корпус. Алюминиевые пластины плотно прикреплены к корпусу осветителя стороной без светодиодов и расположены так, чтобы установленные на них светодиоды находились в одной плоскости, а их светоизлучающие окна были направлены в противоположную от корпуса сторону. На поверхности корпуса этого светильника со стороны без светодиодов, установлен драйвер, а на внешней поверхности корпуса выполнены металлические ребра, равномерно разнесенные по этой поверхности, что создает высокую площадь теплоотвода от светодиодов.

Из-за наличия ребер светильник имеет большие весогабаритные характеристики, сложен в изготовлении и неудобен в эксплуатации - между ребрами со временем набираются мусор и грязь, которые существенно снижают теплоотдачу корпуса, требуя регулярной очистки..

Задачей полезной модели является упрощение и удешевление светильника, как в изготовлении, так и в эксплуатации.

Светодиодный осветитель для улиц содержит плафон, металлический корпус, на внутренней поверхности которого выполнено посадочное место для крепления драйвера. К краям корпуса плотно прикреплена алюминиевая пластина, с внешней стороны которой расположена плата с электрической схемой питания и светодиоды. Плафон выполнен из листового светопрозрачного материала выпуклым по отношению к алюминиевой пластине и прикреплен к краям наружной поверхности алюминиевой пластины. Внешняя поверхность металлического корпуса выполнена гладкой, общая площадь этой поверхности S равна величине, определяемой из соотношения

SK×W,

где K=(65÷75)×10^-4 м²/Вт,

S - площадь поверхности корпуса осветителя,

W - мощность электрической энергии, поступающей на светодиоды.

На фиг.1 показан светодиодный осветитель для улиц в разрезе, вид сбоку.

На фиг.2 Приведен вид экспериментального образца в разобранном виде.

Светодиодный осветитель для улиц содержит плафон - 1, изготовленный из светопрозрачного материала. Корпус 2, изготовлен из алюминия и выполнен в виде колпака, на внутренней поверхности которого выполнено посадочное место 3 на котором располагается драйвера 4. К краям корпуса жестко прикреплена алюминиевая пластина 5. С внешней стороны алюминиевой пластины расположена плата 6 с электрической схемой питания и светодиодами 7. Светодиоды 7 установлены на одной стороне алюминиевой пластины 5. Установка светодиодов 7 осуществлена по известной технологии, обеспечивающей отведение тепла от светодиодов через пластину, на которой они установлены. Установленные на алюминиевой пластине 5 светодиоды 7 закрыты плафоном 1, который прикреплен краями к плоскости алюминиевой пластины 5 с той ее стороны, на которой установлены светодиоды 7. Внешняя поверхность металлического корпуса выполнена гладкой, общая площадь этой поверхности S равна величине, определяемой из соотношения

SK×W,

где K=(65÷75)×10^-4 м²/Вт,

S - площадь поверхности корпуса осветителя,

W - мощность электрической энергии, поступающей на светодиоды.

Для охлаждения светодиодов, расположенных на корпусе осветителя, тепло, выделяемое светодиодами и драйвером, отводится стенками корпуса, с которого оно переходит в окружающий эту поверхность воздух и рассеивается в пространство. При этом известно, что поверхность корпуса должна быть достаточно большой.

Проанализирован процесс перехода в тепло электрической энергии, поступающей на светодиоды, находящиеся внутри корпуса осветителя, и установлено, что в тепло переходит не более 50% электрической энергии, а остальная ее часть переходит в световой поток и рассеивается в пространстве без нагревания объема, в котором расположены светодиоды. Установлено, что при подаче на светодиоды электрической энергии мощностью от 90 до 120 Ватт на один Ватт, поступающей на светодиоды электрической энергии приходится (65÷75)×10^-4 м² площади поверхности корпуса, в котором установлены эти светодиоды вместе с драйвером и схемой их питания. Это соотношение взято применительно к максимально большой мощности подаваемой электрической энергии. Т.е. если на единицу мощности электрической энергии будет приходиться более 75×10^-4 м² площади поверхности корпуса, то отвод тепла будет достаточным для любой мощности меньше, чем 120 Ватт. Если же на единицу мощности подаваемой электроэнергии будет приходиться меньше 65×10^-4 м² площади поверхности корпуса, то находящиеся внутри корпуса светодиоды будут разогреваться, даже если количество поступающей на светодиоды электрической энергии будет всего лишь 90 Ватт. При этом 75×10^-4 м² площади поверхности корпуса на один Ватт подаваемой на светодиоды электроэнергии вполне достаточно, чтобы сам корпус имел небольшие габариты - сравнимые с габаритами выпускаемых в настоящее время осветителей, на поверхности которых всегда имеются ребра, если эти осветители потребляют электрической энергии больше, чем 90 Ватт.

Использование данного технического решения позволяет изготавливать светодиодные осветители, не имеющие на своей поверхности ребер или неровностей, служащих для увеличения площади этой поверхности. Такая конструкция корпуса осветителя существенно упрощает его изготовление, снижая себестоимость, упрощая его эксплуатацию - на поверхности корпуса не собирается грязь и мусор, которые требуется регулярно вычищать.

Светодиодный осветитель для улиц, содержащий плафон, металлический корпус, на внутренней поверхности которого выполнено посадочное место для крепления драйвера, к краям корпуса плотно прикреплена алюминиевая пластина, с внешней стороны которой расположена плата с электрической схемой питания и светодиоды, плафон выполнен из листового светопрозрачного материала выпуклым по отношению к алюминиевой пластине и прикреплен к краям наружной поверхности алюминиевой пластины, причем внешняя поверхность металлического корпуса выполнена гладкой, общая площадь этой поверхности S равна величине, определяемой из соотношения

SKW,