Светильник светодиодный уличный

 

Полезная модель относится к световым приборам на твердотельных полупроводниковых источниках света и состоит из корпуса из теплопроводящего материала и световых модулей, также может содержать плафоны. Предназначена для освещения преимущественно небольших улиц, дворовых территорий и им подобных и призвано сократить стоимость такого класса изделий путем сокращения избыточной материалоемкости корпусной части светильника. Технический результат достигается тем, что для рассеивания тепла от работающего устройства используются внешние по отношению к светильнику конструкции консолей опор освещения или кронштейнов крепления.

Область техники.

Полезная модель относится к области светодиодных осветительных приборов и предназначено для использования в целях освещения преимущественно улиц, дорог, небольших незагруженных шоссе.

Уровень техники.

Известен ряд решений светодиодных светильников, использующихся для освещения преимущественно улиц и крепящихся на трубу - консоль опоры освещения:

- RU 123 495 U1, F21S 13/00, 25.05.2012;

- RU 122 749 U1, F21S 13/00,15.06.2012;

- RU 120 190 U1, F21S 13/00, 10.02.2012;

- RU 109 827 U1 F21S 8/00, 09.03.2010;

- ЕР 2 206 945 В1, F21S 8/00, F21V 29/00, F21K 99/00, 30.12.2008;

- RU 2 473 007 C1, F21V 19/00, 10.06.2011;

- RU 91 617 U1, F21S 13/00, 27.10.2009;

- RU 125 299 U1, F21S 13/10, 13.06.2012;

- RU 83 587 U1, F 21S 13/10, 20.01.2009;

- RU 117 571 U1,F21S4/00, 15.12.2011;

- RU 112 340 U1,F21S 4/00, 11.08.2011;

- RU 83 314 U1, F21S 4/00, F21V 14/00, 30.12.2008.

Все они отнесены к аналогам заявляемой полезной модели. При этом, наиболее близкими из аналогов являются решения:

- RU 109 827 U1 F21S 8/00, 09.03.2010;

- RU 125 299 U1, F21S 13/10,13.06.2012;

- RU 83 314 U1, F21S 4/00, F21V 14/00, 30.12.2008.

Они содержат минимум компонентов, корпус-радиатор здесь выполнен цельнолитым из теплопроводящего материала (как правило, алюминиевого сплава).

За прототип принят аналог - RU 83 314 U1, F21S 4/00, F21V 14/00, 30.12.2008: корпус-радиатор-кронштейн с креплением на консоль опоры освещения. Недостатком устройства является повышенная материалоемкость при его применении на небольших улицах и подобных по характеру территорий с мощностью устройства в диапазоне от 70 до 150 Вт.

Указанный прибор справляется с задачей освещения, однако при его масштабировании в меньшую сторону (уменьшении величины светового потока, за счет установки меньшего количества и меньшей мощности источников излучения) он становится менее экономически оправданным, поскольку, в этом случае корпус-радиатор-кронштейн имеет избыточную поверхность рассеивания тепла, а следовательно, и массу, что с учетом его выполнения из теплопроводящего материала (алюминиевого сплава) делает его в разы дороже.

Технической задачей при разработке данного устройства являлась задача обеспечения требуемых условий освещения с минимальными затратами на материал, сборку изделия, его монтаж и эксплуатацию, что особенно актуально для устройств массового использования.

Сущность полезной модели.

Идея полезной модели состоит в использовании внешних, по отношению к изделию, конструкций, а именно металлических консолей опор освещения, крепежных кронштейнов, для целей дополнительного отведения тепла от работающего устройства, т.е. фактически - использование консолей опор освещения (крепежных кронштейнов) в качестве радиатора светильника. Опыт эксплуатации аналогичных устройств показывает, что часть тепла от светильника передается внешним конструкциям. Кроме того, в таких изделиях, мощность светового потока, как правило, избыточна и больше нормы. Т.е. налицо потери, они сравнительно небольшие, однако при длительных сроках эксплуатации (а светодиодные приборы к ним относятся) потери достигают значительных величин. Следовательно, если подобрать близкое к оптимальному значение мощности светильника, то внешние конструкции будут играть существенную роль в рассеивании тепла и их можно рассматривать как часть светильника.

Приведем теплофизические свойства используемых материалов и внешнего вещества:

Таблица 1
СтальАлюминийРазница вВоздух
Коэффициент теплопроводности Вт/(м·К)43200 4,70,026
Удельная теплоемкость Дж/(кг·К)4409002,3 1005

Следовательно, сталь хуже проводит тепло, чем алюминий в 4,7 раза, и чтобы нагреть единицу массы детали из стали на 1 градус нужно в 2,3 раза меньше тепла, чем для единицы массы детали из алюминия. Очевидно использование алюминия и сплавов на его основе в качестве радиаторов для световых приборов и не только для них. Однако консоли опор освещения выполнены из стали. Тем не менее:

Рассмотрим распределение температур на стальной консоли 48×3, L=1 м к одному из концов которой приложена температура 60°С (начальный порог ограничения теплового режим работы светового прибора), что соответствует работе 20 Вт светодиодного уличного светильника. Наружная температура принята 18°С, режим ламинарный (в помещении). Коэффициент теплоотдачи стальной трубы h=13,81 Вт/м2·К. Рассмотрим результаты моделирования (теоретический эксперимент):

Вывод: температура падает до комнатной уже через 20-25 см, т.е. работает только 1/5 часть трубы.

Если принять турбулентный режим (на улице), то коэффициент теплоотдачи стальной трубы будет в 2-2,5 раза больше, следовательно, на улице с помощью консоли можно дополнительно «снимать» тепло от светового прибора 40-50 Вт.

Практический эксперимент:

Приведем результаты испытания окрашенной краской в три слоя стальной трубы наружным диаметром 048 мм с толщиной стенки 3 мм, при следующих условиях:

Установка внутри помещения на расстоянии 0,5 м от пола горизонтально. Температура 18°С. Источник тепла - транзистор корпус ТО220 закреплен в двух см от конца трубы, термодатчик - так же, только на противоположной стенке трубы.

Нагрев трубы наблюдается на протяжении 40-50 см от источника тепла. Такая разница по сравнению с теоретическим экспериментом объясняется наличием краски, которая препятствует отдачи тепла (как изолятор) и труба прогревается по длине.

Таблица 2
Подводимая мощность, Вт20 181614 12108
Температура рядом с источником тепла, °С61595654 494340
Разница температур 434138 363125 22

Таким образом, в помещении, ограничение по мощности светового прибора - до 20 Вт (соответствует температуре 60°С). На улице - до 50 Вт.

Результаты испытания светильника 36 Вт, установленного на окрашенной трубе 48×3 в помещении, обнаруживают сходную картину. По показаниям тепловизора, температура корпуса светильника 55°С, температура на трубе в месте соединения со светильником 39-40°С и спадает на длине 50-60 см до комнатной. Из-за наличия краски «работает» собственно материал по длине консоли, и, конечно же, сам корпус светильника - в сравнении с 1-ым практическим экспериментом, где 20 Вт подводились непосредственно к трубе.

Если принять мощность светового прибора 100 Вт, то тогда половину излучаемого тепла способны рассеять внешние конструкции. Следовательно, массу корпуса светового прибора можно снизить в 2 раза, или изготовить не один, а два корпуса световых приборов с теми же затратами на материал, что с учетом стоимости сплавов на основе алюминия и массовости изделия, приводит к существенной экономии. Конечно, поскольку теплофизические свойства стали менее выгодны по сравнению с алюминием (или подобным теплопроводным материалом) внешними конструкциями будет рассеиваться меньшая часть тепла. Кроме того технический результат здесь проявляется при температуре окружающего воздуха 25-30°C т.е. в жаркую погоду (при меньшей температуре корпус будет справляться с задачей теплорассеивания самостоятельно). Однако именно жаркая погода является граничным условием функционирования светильника.

Таким образом, наиболее актуально это для устройств с мощностью до 100 Вт. При большей мощности из-за разницы в теплопроводности стали и алюминия (ему подобных) эффект теряется поскольку вклад внешних конструкций в общей картине становится не значительным.

Задача сводится к поиску наименьшей массы корпуса светильника и как следствие самого светильника с сохранением качества изделия и его эксплуатационных характеристик.

Технический результат:

- повышение эффективности теплоотдачи с единицы массы светильника, Вт/кг;

- повышение эффективности светоотдачи, светотехнических характеристик, например, светового потока с единицы массы светильника, Люмен/кг;

- снижение материалоемкости корпуса-радиатора-кронштейна, как следствие всего светильника.

Технический результат достигается:

- соотношением геометрической конфигурации, массы светильника и его мощности:

масса светильника при мощности до 50 Вт не превышает 0,9 килограмма;

масса светильника при мощности до 100 Вт не превышает двух килограмм;

- возможным использованием теплопроводного материала между корпусной частью и консолью.

Перечень чертежей.

Сущность одной из возможных реализаций полезной модели поясняется следующими графическими материалами, представленными на фиг.1-12:

Фиг.1 - Светильник светодиодный уличный (вид в аксонометрии снизу);

Фиг.2 - Светильник светодиодный уличный (вид спереди);

Фиг.3 - Светильник светодиодный уличный (вид сбоку);

Фиг.4 - Светильник светодиодный уличный (вид сверху);

Фиг.5 - Светильник светодиодный уличный (вид снизу);

Фиг.6 - Светильник светодиодный уличный (вид в аксонометрии снизу, плафоны условно не показаны);

Фиг.7 - Корпус-радиатор-кронштейн светильника светодиодного уличного (вид в аксонометрии снизу);

Фиг.8 - Светильник светодиодный уличный (вид в аксонометрии сверху);

Фиг.9 - Светильник светодиодный уличный увеличенной мощности (вид в аксонометрии сверху);

Фиг.10 - Светильник светодиодный уличный увеличенной мощности (вид в аксонометрии снизу);

Фиг.11 - Светильник светодиодный уличный (вид в аксонометрии снизу, иллюстрация);

Фиг.12 - Светильник светодиодный уличный увеличенной мощности (вид в аксонометрии сверху, иллюстрация).

Перечень позиций, указанных на фигурах

1 - Корпус-радиатор-кронштейн (корпус) светильника; 1-1 - Центральный отсек корпуса светильника;

1-2 - Опорная площадка центрального светового модуля светильника;

1-3 - Ниша для установки периферийных световых модулей светильника;

1-4 - Отверстие для проводки питающих проводов периферийных световых модулей;

1-5 - Кронштейн корпуса светильника;

1-6 - Конструктивный элемент для фиксации светильника на консоли;

1-7 - Внутренняя полость кронштейна корпуса светильника;

1-8 - Периферийный отсек корпуса;

2 - Источник питания;

3 - Центральный световой модуль светильника;

4 - Периферийный световой модуль светильника;

5 - Центральный плафон светильника;

6 - Периферийный плафон светильника;

6-1 - Линза модульной оптики периферийного плафона светильника.

Осуществление полезной модели.

Одна из возможных реализаций светильника осуществляется и работает следующим образом:

В центральный отсек 1-1 корпуса-радиатора-кронштейна 1 устанавливается источник(и) питания 2. Далее осуществляется монтаж световых модулей: центрального 3 - по опорной площадке 1-2, периферийных 4 - в ниши 1-3 периферийных светоизлучающих отсеков, при этом питающие провода для этих модулей подаются через отверстия 1-4. Наличие периферийных отсеков обусловлено полуширокой КСС. Светильник герметизируется двумя периферийными плафонами 6 и центральным 5, имеющие линзы модульной оптики для формирования различных КСС. Монтаж светильника осуществляется на консоль опоры освещения посредством кронштейна 1-5, фиксация производится болтами по конструктивным элементам 1-6. Предварительно на внутреннюю полость кронштейна 1-7 может наноситься теплопроводящий материал (термопаста, теплопроводные смазки и т.д.), уменьшающий тепловое сопротивление на границе корпус - консоль. При работе светильника периферийными зонами и центральной формируется необходимая КСС (широкая, полуширокая или иная, зависит от расположения источников света относительно фокуса линз модульной оптики). Часть тепла от периферийных зон рассеивается самостоятельно боковыми радиаторами, тепло от центрального светового модуля 3 по опорным площадкам 1-2 отводится центральной частью корпуса-радиатора-кронштейна и внешними конструкциями консоли.

1. Светильник светодиодный уличный, содержащий корпус-радиатор-кронштейн из теплопроводящего материала, с установленным(и) в нем световым(и) модулем(ями), закрытыми или незакрытыми плафонами, каждый из которых имеет хотя бы один твердотельный источник света и источник(и) тока для их питания, отличающийся тем, что имеет центральный отсек и два периферийных для размещения световых модулей, причем центральный отсек предназначен для размещения источника(ов) питания и светового(ых) модуля(ей) или светового(ых) модуля(ей), при этом масса светильника и мощность светильника связаны соотношениями:

- масса светильника при мощности светильника до 100 Вт не превышает двух килограмм;

- масса светильника при мощности светильника до 50 Вт не превышает 0,9 килограмма;

2. Светильник светодиодный уличный по п. 1, отличающийся тем, что имеет плафон(ы) выполненные из прозрачного, либо полупрозрачного, либо непрозрачного, рассеивающего материала.

3. Светильник светодиодный по п. 1, отличающийся тем, что для уменьшения теплового сопротивления между внешними конструкциями и корпусом светильника применяется теплопроводный материал.

4. Светильник светодиодный уличный по п. 1, отличающийся тем, что каждый из световых модулей содержит хотя бы один твердотельный полупроводниковый источник света, выполненный по технологии chip-on-board (чип на плате).

5. Светильник светодиодный уличный по п. 1, отличающийся тем, что в каждом из световых модулей используются твердотельные полупроводниковые источники света монохромного света, при этом внутренняя поверхность плафонов покрыта люминофором, в результате чего монохромный свет преобразуется в белый.

6. Светильник светодиодный уличный по п. 1, отличающийся тем, что крепление световых модулей осуществляется саморезами, либо винтами, либо теплопроводным клеем, либо теплопроводной клейкой лентой.

7. Светильник светодиодный уличный по п. 1, отличающийся тем, что имеет плафоны, выполненные совместно с модульной оптикой, содержащей линзы.

8. Светильник светодиодный уличный по п. 7, отличающийся тем, что источники света располагаются в фокусе линз модульной оптики.

9. Светильник светодиодный уличный по п. 7, отличающийся тем, что источники света располагаются не в фокусе линз модульной оптики.

10. Светильник светодиодный уличный по п. 1, отличающийся тем, что корпус-радиатор-кронштейн имеет прорези охлаждения.

11. Светильник светодиодный уличный по п. 1, отличающийся тем, что корпус-радиатор-кронштейн светильника выполнен из профиля, литым, выштампован или является сборным из этих частей.



 

Похожие патенты:

Гибкие световые светодиодные трубки применяются для освещения, которое широко используется при оформлении садов, в коммерческой рекламе, при декоративном оформлении двориков или садиков за домом и т.д.

Трубчатая лампа относится к области светотехники, к осветительным устройствам с применением комбинаций источников света. Техническая задача предлагаемой лампы - при сохранении основных конструктивных и светотехнических характеристик замена трубчатых люминесцентных ламп в качестве ламп массового потребления для бытового освещения на трубчатые светодиодные лампы для экономия электроэнергии, увеличения срока службы.

Антивандальный уличный энергосберегающий прожектор-светильник направленного света серии жкх (жку) с мощной светодиодной лампой-фонарем относится к области долговечных осветительных устройств и/или источников света с использованием полупроводниковых устройств (светодиодов) и выступает в качестве альтернативы традиционным источникам света: лампам накаливания, люминесцентным лампам в т.ч. и энергосберегающим с потребляемой мощностью в диапазоне 80-200 Вт и световым потоком порядка 500-1000 Лм.

Электронный блок управления офисными потолочными промышленными светодиодными светильниками относится к модулям питания светодиодных светильников общепромышленного назначения с дистанционно задаваемыми режимами работы.

Корпус настенного, потолочного, встраиваемого светодиодного светильника относится к светильникам, предназначенным для уличного, промышленного, бытового и архитектурного освещения.

Полезная модель относится к устройствам компактных люминесцентных интегрированных ламп и может использоваться для повышения их производительности без каких-либо конструктивных изменений технологии изготовления ламп.

Модульный светильник относится к светодиодному осветительному оборудованию, легко адаптируется для различных целей наружного освещения.

Промышленный светодиодный энергосберегающий уличный светильник-прожектор направленного света относится к светотехнике, в частности к осветительным устройствам на светодиодах и предназначен для освещения площадных объектов, удаленных от источника света на расстоянии до 70 метров, для целеуказания световым лучом объектов, удаленных от источника света на расстоянии более 70 метров, для уличного и магистрального освещения, а также может быть использован аварийно-спасательными подразделениями МЧС России в районах чрезвычайных ситуаций, особенно техногенного характера, вызванных авариями на предприятиях с химическими опасными производствами, при наличии в воздухе взрывоопасных и легковоспламеняющихся веществ.

Офисный или промышленный светодиодный светильник (потолочный, настенный, встраиваемый, подвесной) с улучшенными характеристиками относится к осветительной технике, а именно к светодиодным светильникам, предназначенным для промышленного, бытового и архитектурно-дизайнерского освещения.

Светодиодная лампа для бытовых и промышленных светильников относится к области светотехники, а именно к светодиодным лампам для применения в промышленном и бытовом освещении, преимущественно, в птицеводческих хозяйствах.

Устройство выполнено из алюминиевого профиля, имеет возможность крепления к нему светодиодного светильника и защитного стекла. Может входить в состав потолочного светодиодного светильника для дома, либо встраиваемого офисного светодиодного светильника. Купить корпус для светодиодного светильника можно как отдельно, так и в составе светодиодного светильника.

Светодиодный встраиваемый потолочно-настенный светильник относится к области электрического оборудования, а именно к осветительным приборам, и может быть использован в качестве потолочных светодиодных светильников, предназначенных для использования в быту (светодиодный светильник для дома), офисных помещениях (офисные потолочные светодиодные светильники) и на производстве (светильники светодиодные промышленные потолочные). Задачей, на решение которой направлено заявленное техническое решение, является создание светодиодного светильника привычного вида (как обычный люминесцентный светильник), позволяющего использовать в его конструкции плафонов настенно-потолочного освещения при одновременном повышении светотехнических характеристик и комфортности освещения.

Осветительный модуль относится к осветительным устройствам и может быть использован в системах декоративного освещения в дизайне интерьера кухни, прихожей и других помещений квартиры, а также открытых площадок.

Настенный или встраиваемый потолочный светильник со светодиодными лампами для дома, офиса, промышленных помещений относится к устройствам освещения и может быть использован для создания светильников со светодиодными лампами.

Линейный встраиваемый светодиодный потолочный светильник относится к светотехнике, а именно к светодиодным потолочным светильникам типа армстронг и может применяться в качестве осветительного прибора в офисных торговых, спортивных, промышленных и других помещениях, в том числе с повышенной влажностью и запыленностью.

Гибкие световые светодиодные трубки применяются для освещения, которое широко используется при оформлении садов, в коммерческой рекламе, при декоративном оформлении двориков или садиков за домом и т.д.

Трубчатая лампа относится к области светотехники, к осветительным устройствам с применением комбинаций источников света. Техническая задача предлагаемой лампы - при сохранении основных конструктивных и светотехнических характеристик замена трубчатых люминесцентных ламп в качестве ламп массового потребления для бытового освещения на трубчатые светодиодные лампы для экономия электроэнергии, увеличения срока службы.
Наверх