Світлодіодна лампа для загороджувальних вогнів

Реферат: Світлодіодна лампа для загороджувальних вогнів містить джерело світла з світлодіодних елементів. Каркас виконаний з алюмінієвого сплаву методом лиття під тиском у вигляді усіченої піраміди з не менше ніж з шістьома гранями. На гранях піраміди встановлені друковані плати, на кожній з яких змонтовано не менше одного над'яскравого світлодіода потужністю 1 Вт, а на зворотній стороні каркасу встановлена друкована плата з перетворювачем змінної напруги у сталий струм, який з'єднаний з мережею живлення цоколем Е27. UA 98792 U (12) UA 98792 U UA 98792 U 5 10 15 20 25 30 35 40 45 50 55 60 Корисна модель належить до світлотехнічних приладів - світлодіодних ламп для загороджувальних вогнів малої інтенсивності, які позначають межі висотних об'єктів житлового та промислового господарства для забезпечення безпеки польотів повітряного транспорту. Світлотехнічні параметри ламп повинні відповідати вимогам АП-170 міждержавного авіаційного комітету (МАК), а лампи, призначені для роботи в умовах аеродромів, - і вимогам РЕГА-94. Конструктивно лампи повинні відповідати виконанню УХЛ2.1 (діапазон робочих температур від мінус 60 до плюс 50 °C, вологість повітря до 98 % при температурі +25 °C). Лампи повинні мати підвищену механічну міцність і пожежостійкість. Середній час напрацювання не менше 50000 годин. На сьогоднішній день відомі технічні рішення, реалізовані в промислових зразках світлодіодних ламп УПС3 та УПС5 [www.tdmegaprom.ru], ЛСД-48 та ЛСД-220 [www.energonovo.ru], або спеціалізованих ламп "Пермь" [ledperm.ru]. Відомі також патент РФ № 2395751 на комбіновану світлодіодну лампу для загороджувальних вогнів та патент РФ № 2153623 на світлосигнальний вогонь кругового огляду. Усі перелічені вище лампи виконані на над'яскравих світлодіодах діаметром 5 мм виробництва Kingbright або ТОВНВП "ОПТЕЛ" (Росія), а для забезпечення експлуатації лампи на відкритому повітрі при від'ємних температурах встановлюються резистивні нагрівальні елементи та схеми їх включення при низькій температурі навколишнього середовища для попередження зледеніння та налипання снігу на захисний ковпак загороджувального вогню. Використання резистивних нагрівальних елементів значно підвищує складність виготовлення лампи та споживану лампою потужність і зменшує термін її служби. Найбільш близькою до запропонованої моделі є "Універсальна світлодіодна лампа" [патент України № 70423, опубл. 11.06.2012]. У цій корисній моделі, як джерело світла, застосовують світлодіодні елементи, які монтуються на теплопровідних підкладках, які в свою чергу встановлені на каркасі, виконаному у вигляді арматури з високотеплопровідного матеріалу. Каркас лампи виготовлений з мідного листа товщиною 2-4 мм у вигляді чотирьохпроменевої зірки, промені якої вигнуті на кут в 60° відносно горизонтальної частини каркасу таким чином, щоб кути випромінювання світлодіодів покривали горизонтальний та вертикальний сектори освітлення (величина кута нахилу променів підібрана для забезпечення більшої світловіддачі у горизонтальну секцію освітлення). В нижній горизонтальній площині вигнутий каркас лампи приєднується до хрестоподібної пластини, виготовленої з міді, що виконує роль перехідної ланки і дає можливість паяного з'єднання несучої частини корпуса з стальним цоколем типу Н1. Як світловипромінююча частина на кожній з утворених бокових граней арматури корпусу та на верхній горизонтальній площині розташовано по 1 потужному світлодіоду CREE XP-G з кутом розсіювання 125°. Струмопідвід до світлодіодів здійснюється за рахунок дротів таким чином, щоб забезпечити оптимальні параметри живлення світло діодів. Від окремого спеціального джерела живлення, наприклад конвертора напруги 220/15 В, напруга подається на клеми цоколя лампи. Джерело живлення являє собою окремий пристрій, що розташований в корпусі світильника та характеризується електричними параметрами згідно типу використаних світлодіодів, і має діапазон температурного використання від -40 до +60 °C. Ця лампа поряд з перевагами, як то використання над'яскравих світлодіодів та каркасу з високотеплопровідного матеріалу, має ряд значних недоліків: - висока ціна - оскільки каркас виконується з листової міді, яка дорога сама по собі і, крім того, потребує багато ручних операцій по збиранню каркаса; - невисокий світловий потік - не більше 600 лм для п'яти світлодів CREE XP-G, що може бути замало в поганих погодних умовах навіть для загороджувальних вогнів малої інтенсивності; - можливість живлення лише від мережі змінного струму 220 В, 50 Гц; - потреба в окремому спеціальному джерелі живлення; - цоколь Н1, який не використовується у конструкціях загороджувальних вогнів. Задачею корисної моделі є створення світлодіодної лампи для загороджувальних вогнів вільної від вказаних вище недоліків: спрощеної конструкції, достатньо дешевої, з великим світловім потоком, вбудованим джерелом живлення та великим терміном служби. Поставлена задача вирішується тим, що у світлодіодній лампі для загороджувальних вогнів, яка містить джерело світла з світлодіодних елементів змонтованих на теплопровідних підкладках, що встановлені на каркасі, згідно з корисною моделлю, каркас виконаний з алюмінієвого сплаву методом лиття під тиском у вигляді усіченої піраміди з не менше ніж з шістьома гранями, встановлений на круглій основі, діаметр якої дозволяє вставити лампу в 1 UA 98792 U 5 10 15 20 25 30 35 40 45 50 55 стандартний захисний ковпак загороджувального вогню, на гранях піраміди встановлені друковані плати, на кожній з яких змонтовано не менше одного над'яскравого світлодіода потужністю 1 Вт, а на зворотній стороні основи встановлена друкована плата з перетворювачем змінної (220 В, 50 Гц) або постійної (від 12 до 48 В) напруги у сталий струм, який з'єднується з мережею живлення цоколем Е27. Конструкція моделі, що заявляється, представлена на кресленні, де зображено загальний вигляд лампи зверху та її переріз по А-А. На кресленні зображена лампа з каркасом у вигляді шестигранної усіченої піраміди, де: 1. каркас; 2. корпус; 3. цоколь Е27; 4. перетворювач напруги; 5. друковані плати із світлодіодами; 6. світлодіоди. Каркас лампи 1 найкраще виконати з алюмінієвого сплаву методом лиття під тиском. Це дозволить виробляти ці деталі майже без затрат ручної праці з дешевого матеріалу з високою теплопровідністю. Корпус 2 виготовляють з міцного термостійкого пластику. Його основне призначення в тому, щоб з'єднати каркас 1 з цоколем 3 та захистити перетворювач напруги 4 від дії оточуючого середовища. Світлодіоди 6 розміщені на друкованих платах 5, які за допомогою теплопровідного клею встановлені на гранях та вершині каркасу. Схема розміщення та кількість світлодіодів у лампах для загороджувальних вогнів залежать від необхідної діаграми випромінювання та потрібної потужності світла. Для загороджувальних вогнів малої інтенсивності достатньо світлового потоку у 600…800 лм, а плоска кругова діаграма випромінювання під кутом 6…7° до горизонту забезпечується лінзою Френеля, яка відформована безпосередньо у захисному ковпаку. Таким чином, для досягнення рівномірної кругової діаграми випромінювання лампи каркас повинен мати якомога більше граней. Досліди показали, що достатньо каркасу з шістьома гранями, що забезпечує при використанні сучасних над'яскравих світлодіодів з енергетичною ефективністю 120…130 лм/Вт та кутом випромінювання 125° світловий потік біля 800 лм при рівномірній круговій діаграмі випромінювання. Живлення загороджувальних вогнів, згідно сучасних вимог, здійснюється або від мережі змінного струму 220 В, 50 Гц, або від мережі постійного струму напругою 48 В. Таким чином, перетворювач напруги, що вбудований в лампу, повинен мати два варіанти виконання: перший - перетворювач змінної напруги у сталий струм, другий - перетворювач постійної напруги у сталий струм. Після подачі напруги живлення на лампу світлодіоди починають випромінювати світло. Оскільки коефіцієнт корисної дії світлодіода не досягає 100 %, то частина споживаної енергії виділяється у вигляді тепла, яке нагріває каркас. Останній, в свою чергу, випромінює тепло у внутрішню порожнину лампи та нагріває захисний ковпак. Температура наріжної поверхні останнього буде на 5…8 °C вища оточуючої навіть при мінус 40 °C, що визве танення снігу або льоду. Використання світлодіодних ламп в світлосигнальних приладах дає масу переваг у порівнянні зі стандартним використанням ламп розжарювання. Використання світлодіодних ламп дозволяє істотно скоротити витрати по заміні перегорілих ламп, що, за умови установки загороджувальних вогнів на висотних об'єктах представляє певну складність - необхідно залучати працю монтажників-висотників, що тягне за собою чималі фінансові витрати. Ресурс безперервної роботи світлодіодних ламп - не менше 40000 годин (5 років), у порівнянні з лампами розжарювання - 1000 годин і енергозберігаючими люмінесцентними лампами - 8000 годин (плюс 50-ти відсоткове падіння яскравості люмінесцентних ламп через 2000 годин), дозволяє істотно скоротити витрати з обслуговування систем освітлення. Світлодіодні лампи мають досить низький рівень енергоспоживання, що, враховуючи промислові обсяги використання світлосигнальних приладів, теж має велике значення. Світлодіодні лампи споживають близько 5-7 Вт на одну лампу, енергозберігаючі люмінесцентні лампи споживають близько 23 Вт, лампи розжарювання - від 40 до 100 Вт. Економічний ефект від використання світлодіодних ламп підрахувати неважко. ФОРМУЛА КОРИСНОЇ МОДЕЛІ 60 1. Світлодіодна лампа для загороджувальних вогнів, що містить джерело світла з світлодіодних елементів, яка відрізняється тим, що каркас виконаний з алюмінієвого сплаву методом лиття 2 UA 98792 U 5 під тиском у вигляді усіченої піраміди з не менше ніж з шістьома гранями, на гранях піраміди встановлені друковані плати, на кожній з яких змонтовано не менше одного над'яскравого світлодіода потужністю 1 Вт, а на зворотній стороні каркасу встановлена друкована плата з перетворювачем змінної (220 В, 50 Гц) напруги у сталий струм, який з'єднаний з мережею живлення цоколем Е27. 2. Світлодіодна лампа для загороджувальних вогнів за п. 1, яка відрізняється тим, що на зворотній стороні каркасу встановлена друкована плата з перетворювачем постійної напруги (від 12 до 48 В) у сталий струм. Комп’ютерна верстка М. Мацело Державна служба інтелектуальної власності України, вул. Василя Липківського, 45, м. Київ, МСП, 03680, Україна ДП “Український інститут інтелектуальної власності”, вул. Глазунова, 1, м. Київ – 42, 01601 3