Світильник дорожньо-вуличний

Реферат: Світильник дорожньо-вуличний містить ковпак, джерело світла, тепловідведення, конструкцію кріплення. Ковпак виконаний у вигляді випуклої форми з прозорого полікарбонату. Джерело світла виконане з n-ної кількості світлодіодних модулів Acrich2. Тепловідведення виконане у вигляді пустотілого прямокутного паралелепіпеда з зовнішніми пластинами (радіаторами), виконаними із сплаву алюмінію, всередині якого може знаходитись рідинний охолоджувач. Конструкція кріплення виконана у вигляді зрізаного конуса з втулкою із металу і кріпильними болтами. UA 89693 U (54) СВІТИЛЬНИК ДОРОЖНЬО-ВУЛИЧНИЙ UA 89693 U UA 89693 U 5 10 15 20 25 30 35 40 45 50 55 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 (прототипом) запропонованої корисної моделі є світильник з дуговою ртутною лампою (ДРЛ) потужністю 500 Вт [1]. Світловий потік світильника 7600 лм. Він складається з ДРЛ, корпусу з алюмінію, пускорегулювального апарата (ПРА), дзеркального відбивача і патрона 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 створення такого світильника 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, який дозволяє використовувати рідинний теплоносій. На кресленні зображений світильник дорожньо-вуличний (СДВ): вигляд СДВ в перерізі по АА (фіг. 1), вигляд СДВ за стрілкою А (фіг. 2), вигляд СДВ за стрілкою В (фіг. 3), загальний вигляд СДВ (фіг. 4), переріз по С-С (фіг. 4а), СДВ потужністю 12×8 Вт=96 Вт (варіант І) (фіг. 5), СДВ потужністю 24×4 Вт=96 Вт (варіант ІІ (фіг. 6), СДВ потужністю 9×12 Вт=108 Вт (варіант III) (фіг. 7), СДВ потужністю 7×16 Вт=112 Вт (варіант IV) (фіг. 8), СДВ потужністю 18×8 Вт=144 Вт (варіант V) (фіг. 9), СДВ потужністю 36×4 Вт=144 Вт (варіант VI) (фіг. 10), СДВ потужністю 20×12 Вт=240 Вт (варіант VII) (фіг. 11), СДВ потужністю 9×16 Вт=144 Вт (варіант VIII) (фіг. 12). Запропонований світильник (фіг. 1-4) містить: 1 - ковпак, виконаний з прозорого полікарбонату у вигляді випуклої форми; 2 - світлодіодний модуль (СДМ) Acrich2, 8 Вт (прийнятий для прикладу); 3 - ємність (бачок), об'єм 1,9 л, виконана з алюмінію у вигляді прямокутного паралелепіпеда 300×300×20, в якій може знаходитись рідинний охолоджувач; 4 пластини радіатора (=3 мм), виконані зі сплаву алюмінію і приварені до ємності 3; 5 - трубка з алюмінію 4 мм для циркуляції рідини; 6 - панель ввідна, на якій розташовані апарати захисту (запобіжник, конденсатор, варистор); 7 - втулка (метал) для кріплення СДВ; 8 - штуцер для заливу рідини; 9 - кріпильні болти. Габаритні розміри СДВ: В=400 мм, В1=300 мм, В2=260 мм, В3=130 мм, В4=530 мм, В5=50 мм, В6=50 мм, В7=30 мм, В8=100 мм, Ш=300 мм, Ш1=315 мм, Ш2=3 мм, Ш3=24 мм, Г=150 мм, Г1=100 мм, Г2=50 мм, Г3=39 мм, Г4=50 мм, Г5=20 мм, Г6=3 мм, Г7=6 мм, D=50 мм, d=4 мм. Потужність СДВ складає 96 Вт, світловий потік - 7680 лм, що аналогічно світильнику з ДРЛ 500 Вт, 7600 лм. Потужність СДВ менша за потужність ДРЛ в 5,2 разу при практично однаковому світловому потоці, чим забезпечується економія електроенергії. Застосування високоефективного тепловідведення дає можливість зменшити вагу СДВ, 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 СДВ - більше 80 тис. годин, світлова віддача більше 80 лм/Вт і коефіцієнт потужності (cos ) - більше 0,98. До 112 Вт СДВ може працювати ефективно без рідинного охолоджувача, тому що 2 співвідношення площі поверхні тепловідведення (8400 см ) до потужності СДВ (112 Вт) складає 2 87,5 см /Вт, чим забезпечується більше, ніж трикратний запас прямого відведення тепла в атмосферу. Крім того, надійність СДВ 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  cp і зменшуються витрати в СДМ і живильній мережі, поліпшується електромагнітна сумісність з іншими електричними апаратами. Для більш ефективного охолодження поверхні світильника рекомендується використовувати заповнення його тепловідведення рідинним теплоносієм у вигляді дистильованої води, 1 UA 89693 U 5 10 антифризу, трансформаторного або силіконового масла, що дозволить нормально працювати при температурі навколишнього середовища від -40 °C до +60 °C. В закритих приміщеннях, що опалюються, можна застосовувати дистильовану воду або бідистилят. СДВ 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 СДВ показані на фіг. 5-12. Технічні характеристики розглянутих варіантів конструкцій СДВ наведені в табл. 1 (без рідинного охолодження) і в табл. 2 (при рідинному охолодженні). Таблиця 1 Номер варіанта І II III IV Номер фігури 1, 2, 3, 4, 5 6 7 8 Потужність СДВ, Вт 96 96 108 112 Кількість СДМ Acrich2, шт. 12 24 9 7 Потужність одного СДМ Acrich2, Вт 8 4 12 16 Світловий потік одного СДМ 640 330 970 1300 Acrich2, лм Світловий потік СДВ, лм 7680 7920 8730 9100 Потужність ДРЛ, Вт 500 516 570 592 Коефіцієнт зменшення потужності 5,2 5,4 5,3 5,3 порівняно з ДРЛ Світловіддача, лм/Вт 80 82,5 80,8 81,25 2 Площа поверхні радіатора, см 8400 8400 8400 8400 Співвідношення площі поверхні радіатора до потужності СДВ, 87,5 87,5 77,8 75,0 2 см /Вт Напруга, В, при 50 Гц 220 220 220 220 напряму від напряму від напряму від напряму від Підключення живлення мережі 220 В мережі 220 В мережі 220 В мережі 220 В Термін служби, тис. годин 80 80 80 80 Температура радіатора, °C 50 50 50 50 Температура р-n-переходу, °C 70 70 70 70 0,983 0,983 0,983 0,983 Cos  Вага без рідини, кг 2,6 5,2 7,8 10,4 Таблиця 2 Номер варіанта V VI VII VIII Номер фігури 9 10 11 12 Потужність СДВ, Вт 144 144 240 144 Кількість СДМ Acrich2, шт. 18 36 20 9 Потужність одного СДМ Acrich2, Вт 8 4 12 16 Світловий потік одного СДМ 640 330 970 1300 Acrich2, лм Світловий потік СДВ, лм 11520 11880 19400 11700 Потужність ДРЛ, Вт 742 766 1248 756 Коефіцієнт зменшення потужності 5,2 5,3 5,2 5,25 порівняно з ДРЛ Світловіддача, лм/Вт 80 82,5 80,8 81,3 2 Площа поверхні радіатора, см 8400 8400 8400 8400 Співвідношення площі поверхні радіатора до потужності СДВ, 58,3 58,3 35 58,3 2 см /Вт Напруга, В, при 50 Гц 220 220 220 220 Підключення живлення напряму від напряму від напряму від напряму від 2 UA 89693 U Термін служби, тис. годин Температура радіатора, °C Температура р-n-переходу, °C Cos  Вага з рідиною, кг Об'єм рідини, л 5 мережі 220 В 90 45 60 0,983 6,9 1,9 мережі 220 В 90 45 60 0,983 7,0 1,9 мережі 220 В 90 45 60 0,983 7,1 1,9 мережі 220 В 90 45 60 0,983 7,2 1,9 Конструкції виконання різних варіантів СДВ при рідинному охолодженні такі ж, як і без нього. Габаритні розміри однакові, змінюється тільки потужність кожного варіанта. СДВ може бути універсальним - з рідиною і без неї, з виконанням ІР65, він екологічно чистий, не має 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. 10 15 Джерела інформації: 1. Каталог светотехнической продукции корпорации АсКо-УкрЕМ, Киев, 2006 (прототип). 2. Бауэр Л. Светодиодные модули Acrich 2, облегчающие жизнь светотехника / Бауэр Л., Королев Г. // Полупроводниковая светотехника, 2012. - №2. - С. 22-24. ФОРМУЛА КОРИСНОЇ МОДЕЛІ 20 25 Світильник дорожньо-вуличний, що містить ковпак, джерело світла, тепловідведення, конструкцію кріплення, який відрізняється тим, що ковпак виконаний у вигляді випуклої форми з прозорого полікарбонату, джерело світла - з n-ної кількості світлодіодних модулів Acrich2, тепловідведення - у вигляді пустотілого прямокутного паралелепіпеда з зовнішніми пластинами (радіаторами), виконаними 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 зрізаного конуса з втулкою із металу і кріпильними болтами. 3 UA 89693 U 4 UA 89693 U 5 UA 89693 U 6 UA 89693 U 7 UA 89693 U 8 UA 89693 U 9 UA 89693 U Комп’ютерна верстка Д. Шеверун 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 10