Консольний світильник вуличний на основі потужних світлодіодних модулів

Реферат: Консольний світильник вуличний на основі потужних світлодіодних модулів (СДМ) містить ковпак, джерело світла, тепловідведення, конструкцію кріплення. Ковпак виконаний у вигляді прямокутної пластини з прозорого полікарбонату, джерело світла - з n-ної кількості СДМ Acrich2, тепловідведення - у вигляді ребристого пустотілого радіатора із сплаву алюмінію, всередині якого може знаходитись рідинний охолоджувач (наприклад, дистильована вода, антифриз, трансформаторне або силіконове масло та ін.), а конструкція кріплення виконана у вигляді U-подібної втулки з боковими кріпленнями, з можливістю регулювання кута розміщення світильника в вертикальній площині. UA 86414 U (12) UA 86414 U UA 86414 U 5 10 15 20 25 30 35 40 45 Корисна модель належить до напівпровідникової світлотехніки і призначена для освітлення вулиць, доріг, майданів, тунелів, пішохідних тротуарів, парків і скверів, АЗС, прибудинкових територій, парковок і автостоянок, промислових територій, залізничних перонів, складських терміналів, цехів і ін. Найближчим аналогом запропонованої корисної моделі є світильник РКУ-16У з дуговою ртутною лампою (ДРЛ) потужністю 400 Вт [1]. Світловий потік світильника 5700 лм. Він складається з ДРЛ, корпуса з алюмінію, пускорегулювального апарату (ПРА), дзеркального відбивача і патрону Е40 із кераміки. До недоліків світильника можна віднести: велике споживання електроенергії, тривалий процес розжарювання, низька передача кольору, пульсації світлового потоку, критичність до коливань напруги в мережі, наявність ртуті, невеликий термін служби - 15 тис. годин і ін. Крім того, цей світильник має одне джерело світла, що знижує експлуатаційну можливість та надійність життєдіяльності установки, обладнання та обслуговуючого персоналу. В основу корисної моделі поставлено задачу створити такий світильник із світлодіодів (СД), конструкція і робота якого дозволяли б варіювати потужностями в будь-яких межах та мали n-ну кількість незалежних джерел світла в одному світильнику, максимально підвищити світловіддачу, термін служби, коефіцієнт потужності, забезпечити оптимізацію теплового режиму, збільшити потужність світильника при існуючих габаритах і зменшити вагу та ін. Поставлена задача вирішується за рахунок того, що ефективність роботи світильника, надійність і термін служби збільшуються завдяки застосуванню n-ної кількості потужних світлодіодних модулів (СДМ) Acrich2 [2] і ефективного тепловідведення, виконаного з пустотілого алюмінієвого радіатора [3], який дозволяє використовувати рідинний охолоджувач (наприклад, дистильована вода, антифриз, трансформаторне або силіконове масло та ін.), конструкція кріплення виконана у вигляді U-подібної втулки з боковими кріпленнями, з можливістю регулювання кута розміщення світильника в вертикальній площині. Спільним з найближчим аналогом [1] є основа з втулкою для кріплення світильника. На кресленні зображені: консольний світильник вуличний на основі потужних світлодіодних модулів (КСВОПСДМ, далі - КС) (фіг. 1), вид КС за стрілкою А (фіг. 2), загальний вигляд КС (фіг. 3), КС потужністю 72 Вт (варіант I) (фіг. 4), КС потужністю 144 Вт (варіант II) (фіг. 5), КС потужністю 216 Вт (варіант III) (фіг. 6), КС потужністю 288 Вт (варіант IV) (фіг. 7). Запропонований світильник (фіг. 1-3) містить: 1 - ковпак, виконаний з прозорого полікарбонату у вигляді прямокутної пластини; 2 - СДМ Acrich2, 8 Вт (прийнятий для прикладу); 3 - джерело світла, яке складається з СДМ Acrich2, потужністю 8 Вт кожний, кількістю N=9 шт., сумарною потужністю - 72 Вт; 4 - тепловідведення, яке виконане у вигляді пустотілого радіатора з алюмінієвого сплаву [3] (технічні характеристики радіатора наведені в табл. 1); 5 - розподільна коробка виконанням ІР65, в якій розміщуються клемники і панелі захисту кожного СДМ; 6 - вузол кріплення і повороту світильника на заданий кут у вертикальній площині; 7 - штуцер із заглушкою верхнього кріплення; 8 - штуцер із заглушкою нижнього кріплення. Потужність КС складає 72 Вт, світловий потік - 5760 лм, що аналогічно світильнику з ДРЛ 400 Вт, 5700 лм. Потужність КС менша за потужність ДРЛ в 5,6 рази при практично однаковому світловому потоці, чим забезпечується економія електроенергії. Застосування високоефективного тепловідведення дає можливість зменшити вагу КС, не змінюючи його габаритних розмірів, температуру нагріву кристала СД (р-n- переходу) до 70 °C (на СДМ 50 °C). У зв'язку з цим збільшується термін служби КС - більше 80 тис. годин, світлова віддача більше 80 лм/Вт і коефіцієнт потужності (cos φ) - більше 0,98. До 100 Вт КС може працювати ефективно без рідини для охолодження, тому що 2 2 співвідношення площі поверхні радіатора (4800 см ) до потужності КС (72 Вт) складає 67 см /Вт, чим забезпечується більше, ніж трикратний запас відведення тепла в атмосферу. Таблиця 1 Технічні характеристики пустотілого радіатора з алюмінієвого сплаву Торгова марка Найменування Відстань між осями, мм Виробник Розмір В/Ш/Г, мм Максимальний робочий тиск, бар Теплова потужність, Вт Об'єм рідини в секції, л Вага, кг Гарантія, років GLOBAL Global ISEO 500 500 Італія 582/80/81 16 187 0,3 Без рідини - 2,6, з рідиною - 2,9 10 1 UA 86414 U 5 10 15 20 Крім того, надійність КС збільшується за рахунок n-ної кількості потужних СДМ, які з'єднані між собою паралельно і живляться прямо від мережі змінного струму напругою 220 В, частотою 50 Гц. Схема керування Acrich2 прийнята бездрайверна, що дозволяє за допомогою мікроконтролера індивідуально керувати кожним СД в СДМ. В зв'язку з цим збільшується cos φ і зменшуються витрати в СДМ і живильній мережі, поліпшується електромагнітна сумісність з іншими електричними апаратами. Застосування високоефективного тепловідведення дає можливість зменшити вагу КС в 2,3 рази з рідиною і в 2,6 рази - без рідини (див. табл. 2 і табл. 3). Для більшого охолодження поверхні світильника рекомендується використовувати заповнення його тепловідведення рідинним теплоносієм у вигляді дистильованої води, антифризу, трансформаторного або силіконового масла, що дозволить нормально працювати при температурі навколишнього середовища -40 °C….+60 °C. В закритих приміщеннях, що опалюються, можна застосовувати дистильовану воду або бідистилят. КС підлягає ремонту і швидкій заміні СДМ, чим забезпечується додаткове збільшення терміну служби. Потужність світильника можна регулювати дискретно - збільшувати або зменшувати кількість СДМ або їх потужність. Варіанти різних конструкцій КС показані на фіг. 4-7. Технічні характеристики розглянутих варіантів конструкцій КС наведені в табл. 2 (без рідинного охолодження) і в табл. 3 (при рідинному охолодженні). Таблиця 2 Номер варіанту Номер фігури Потужність КС, Вт Кількість СДМ Acrich2, шт. Потужність одного СДМ Acrich2, Вт Світловий потік одного СДМ Acrich2, лм Світловий потік КС, лм Потужність ДРЛ, Вт Коефіцієнт зменшення потужності порівняно з ДРЛ Світловіддача, лм/Вт Площа поверхні радіатора, см2 Співвідношення площі поверхні радіатора до потужності КС, см2/Вт Напруга, В, при 50 Гц Підключення живлення Термін служби, тис. годин Температура радіатора, °C Температура р-n- переходу, °C cos φ Вага без рідини, кг Габаритні розміри, мм: В В1 В2 В3 B4 Ш Ш1 Ш2 Г Г1 D Ш3 Ш4 Ш5 Ш6 Ш7 Ш8 Примітка І 1,2,3,4 72 9 8 640 5760 400 5,6 80 4800 II 5 144 18 8 640 11520 800 5,6 80 9600 III 6 216 27 8 640 17280 1200 5,6 80 14400 IV 7 288 36 8 640 23040 1600 5,6 80 19200 66,7 66,7 66,7 66,7 220 напряму від мережі 220 В 80 50 70 0,983 2,6 220 220 220 582 500 200 150 732 80 120 200 95 150 50 2 напряму від напряму від напряму від мережі 220 В мережі 220 В мережі 220 В 80 50 70 0,983 5,2 80 50 70 0,983 7,8 80 50 70 0,983 10,4 582 500 200 150 732 80 120 200 95 150 50 190 450 582 500 200 150 732 80 120 200 95 150 50 460 760 582 500 200 150 732 80 120 200 95 150 50 630 950 UA 86414 U Таблиця 3 Номер варіанту Номер фігури Потужність КС, Вт Кількість СДМ Acrich2, шт. Потужність одного СДМ Acrich2, Вт Світловий потік одного СДМ Acrich2, лм Світловий потік КС, лм Потужність ДРЛ, Вт Коефіцієнт зменшення потужності порівняно з ДРЛ Світловіддача, лм/Вт Площа поверхні радіатора, см2 Співвідношення площі поверхні радіатора до потужності КС, см2/Вт Напруга, В, при 50 Гц Підключення живлення Термін служби, тис. годин Температура радіатора, °C Температура р-n- переходу, °C cos φ Вага з рідиною, кг Об'єм рідини, л Габаритні розміри, мм: В В1 В2 В3 В4 Ш Ш1 Ш2 Г Г1 D Ш3 Ш4 Ш5 Ш6 Ш7 Ш8 Примітка 5 10 15 І 1,2,3,4 96 8 12 970 7760 500 5,2 80,8 4800 II 5 192 16 12 970 15520 1000 5,2 80,8 9600 III 6 288 25 12 970 23280 1500 5,2 80,8 14400 IV 7 384 32 12 970 31040 2000 5,2 80,8 19200 50 50 50 50 220 напряму від мережі 220 В 90 45 60 0,983 2,9 0,3 220 напряму від мережі 220 В 90 45 60 0,983 5,8 0,6 220 напряму від мережі 220 В 90 45 60 0,983 8,7 0,9 220 напряму від мережі 220 В 90 45 60 0,983 11,6 1,2 582 500 200 150 732 80 120 200 95 150 50 582 500 200 150 732 80 120 200 95 150 50 190 450 582 500 200 150 732 80 120 200 95 150 50 460 760 582 500 200 150 732 80 120 200 95 150 50 630 950 Конструкція виконання різних варіантів КС при рідинному охолодженні такі ж, як і без нього (фіг. 4-7). Габаритні розміри однакові, змінюється тільки потужність кожного варіанту. КС може бути універсальним - з рідиною і без неї, з виконанням ІР65, він екологічно чистий із-за відсутності ртуті і дорогоцінних металів та ін. Його можна рекомендувати для застосування на дорогах, вулицях, майданах, пішохідних тротуарах, в тунелях, парках і скверах, на АЗС, прибудинкових територіях, парковках і автостоянках, промислових територіях, залізничних перонах, складських терміналах, цехах та ін. - практично у всіх галузях народного господарства. Джерела інформації: 1. Каталог светотехнической продукции корпорации АсКо-УкрЕМ, Киев, 2006 (найближчий аналог). 2. Л. Бауэр. Светодиодные модули Acrich2, облегчающие жизнь светотехника / Бауэр Л., Королев Г. // Полупроводниковая светотехника, 2012. - № 2. - С. 22-24. 3. Каталог радіаторів (http://www.radiator.in.ua). ФОРМУЛА КОРИСНОЇ МОДЕЛІ 20 Консольний світильник вуличний на основі потужних світлодіодних модулів (СДМ), що містить ковпак, джерело світла, тепловідведення, конструкцію кріплення, який відрізняється тим, що ковпак виконаний у вигляді прямокутної пластини з прозорого полікарбонату, джерело світла - з n-ної кількості СДМ Acrich2, тепловідведення - у вигляді ребристого пустотілого радіатора із сплаву алюмінію, всередині якого може знаходитись рідинний охолоджувач (наприклад, 3 UA 86414 U дистильована вода, антифриз, трансформаторне або силіконове масло та ін.), а конструкція кріплення виконана у вигляді U-подібної втулки з боковими кріпленнями, з можливістю регулювання кута розміщення світильника в вертикальній площині. 4 UA 86414 U 5 UA 86414 U 6 UA 86414 U 7 UA 86414 U Комп’ютерна верстка Л. Бурлак Державна служба інтелектуальної власності України, вул. Урицького, 45, м. Київ, МСП, 03680, Україна ДП “Український інститут промислової власності”, вул. Глазунова, 1, м. Київ – 42, 01601 8