Світлодіодний освітлювальний пристрій

Реферат: Світлодіодний освітлювальний пристрій містить світлодіоди, розміщені на монтажній панелі, виконаній з теплопровідного матеріалу, з'єднаній з теплопровідним корпусом-радіатором. Корпус-радіатор виконаний у вигляді порожнистої ємності, спорядженої поздовжніми ребрами, герметично з'єднаної з монтажною панеллю. Порожнина корпуса-радіатора заповнена електроізоляційним наповнювачем, температура плавлення якого не перевищує 70 °C. UA 68158 U (54) СВІТЛОДІОДНИЙ ОСВІТЛЮВАЛЬНИЙ ПРИСТРІЙ UA 68158 U UA 68158 U 5 10 15 20 25 30 35 40 45 50 55 Корисна модель належть до області світлотехніки, зокрема до світлодіодних освітлювальних пристроїв, і може бути використана для вуличного, промислового та побутового освітлення. Найбільш близьким за технічною суттю і технічним результатом, що досягається, до пристрою, що заявляється, є світлодіодний освітлювальний пристрій (див. патент РФ на корисну модель №105968 від 14.02.2011 р., М. кл. F21V 1/00, опубл. 27.06.2011 p.), що містить світлодіоди, розміщені на монтажній панелі, виконаній з теплопровідного матеріалу, з'єднаній з теплопровідним корпусом-радіатором. У відомому пристрої монтажна панель, на якій розміщені світлодіоди, і корпус виконані з алюмінію. При цьому корпус виконаний збірним у вигляді профілю і одночасно є радіатором. Монтажна панель закріплена на корпусі-радіаторі і закрита кришкою з елементами герметизації для забезпечення надійності освітлювального пристрою. У відомому пристрої тепло, яке виділяється світлодіодами, відводиться від монтажної панелі на корпус-радіатор, охолодження якого відбувається за рахунок конвективного теплообміну з навколишнім середовищем. У випадку використання світлодіодов невеликої потужності забезпечується ефективний і рівномірний тепловідвід від світлодіодів за рахунок виконання монтажної панелі та корпуса з матеріалу з високою теплопровідністю та за рахунок виконання корпуса у вигляді радіатора. При використанні більш потужних світлодіодів для забезпечення тепловідводу від світлодіодів необхідно збільшувати масогабаритні показники корпусарадіатора. В противному випадку відбувається перегрів світлодіодів під час роботи, що погіршує світлотехнічні характеристики та призводить до виходу світлодіодного освітлювального пристрою з ладу. В основу корисної моделі поставлена задача вдосконалення світлодіодного освітлювального пристрою, у якому за рахунок нового виконання відомих елементів та використання нових речовин забезпечується зниження масогабаритних показників освітлювального пристрою при одночасному забезпеченні ефективного тепловідводу від потужних світлодіодів, за рахунок чого виключається їх перегрів і підвищується термін служби та потужність освітлювального пристрою. Поставлена задача вирішується тим, що у відомому світлодіодному освітлювальному пристрої, що містить світлодіоди, розміщені на монтажній панелі, виконаній з теплопровідного матеріалу, з'єднаній з теплопровідним корпусом-радіатором, новим, відповідно до технічного рішення, що заявляється, є те, що корпус-радіатор виконаний у вигляді порожнистої ємності, спорядженої поздовжніми ребрами, герметично з'єднаної з монтажною панеллю, при цьому порожнина корпуса-радіатора заповнена електроізоляційним наповнювачем, температура плавлення якого не перевищує 70 °C. Новим є також те, що як електроізоляційний наповнювач використовують парафін або церезин, або стеарин, або їх суміші. Причинно-наслідковий зв'язок між сукупністю суттєвих ознак корисної моделі, що заявляється, і технічним результатом, що досягається, полягає в наступному. Нове конструктивне виконання світлодіодного освітлювального пристрою, а саме: - виконання корпуса-радіатора у вигляді порожнистої ємності, спорядженої поздовжніми ребрами; - герметичне з'єднання монтажної панелі з корпусом-радіатором; - заповнення порожнини корпуса-радіатора електроізоляційним наповнювачем, температура плавлення якого не перевищує 70 °C; у сукупності з відомими ознаками корисної моделі забезпечують зниження масогабаритних показників освітлювального пристрою при одночасному забезпеченні ефективного тепловідводу від потужних світлодіодів, за рахунок чого виключається їх перегрів і підвищується термін служби та потужність освітлювального пристрою. Виконання корпуса-радіатора у вигляді порожнистої ємності, спорядженої поздовжніми ребрами, герметично з'єднаної з монтажною панеллю, з одного боку, забезпечує ефективний тепловідвід і розсіювання тепла за рахунок великої теплообмінної поверхні корпуса, оскільки навколо ребер корпуса відбувається постійна циркуляція повітряних потоків внаслідок градієнта температур, а, з іншого боку, забезпечує можливість розміщення в порожнині корпуса-радіатора легкоплавкого електроізоляційного наповнювача, що дозволяє знизити масогабаритні показники освітлювального пристрою при використанні потужних світлодіодів з одночасним забезпеченням ефективного тепловідводу від них. Герметичне з'єднання монтажної панелі з корпусом-радіатором забезпечує тепловий контакт між ними, а також виключає можливість висипання твердого наповнювача або витікання розплавленого наповнювача в процесі роботи пристрою. 1 UA 68158 U 5 10 15 20 25 30 35 40 45 50 55 60 Заповнення порожнини корпуса-радіатора електроізоляційним наповнювачем, температура плавлення якого не перевищує 70 °C, забезпечує ефективний тепловідвід від монтажної панелі з розташованими на ній світлодіодами, що виключає їх перегрів і підвищує термін служби світлодіодного освітлювального пристрою, а також дозволяє підвищити потужність освітлювального пристрою за рахунок використання надпотужних світлодіодів, знизивши при цьому масогабаритні показники освітлювального пристрою. Це пояснюється наступним. При роботі заявленого світлодіодного освітлювального пристрою монтажна панель з розміщеними на ній світлодіодами, яка виконана з теплопровідного матеріалу та герметично з'єднана з порожнистим корпусом-радіатором, нагрівається, що викликає нагрівання і плавлення електроізоляційного наповнювача, розміщеного в порожнистому корпусі-радіаторі. При зміні агрегатного стану наповнювача відбувається різкий відбір тепла від нагрітої поверхні монтажної панелі. За рахунок конвективного охолодження зовнішньої поверхні корпусарадіатора, площа якої збільшена за рахунок поздовжніх ребер, усередині корпуса-радіатора відбувається охолодження і кристалізація електроізоляційного наповнювача. Таким чином, при роботі заявленого освітлювального пристрою в корпусі безупинно відбувається процес фазового перетворення наповнювача з твердого стану в рідкий біля поверхні монтажної панелі, що нагрівається, та з рідкого у твердий стан біля охолоджуваних поверхонь корпуса, що забезпечує інтенсивний тепловідвід від світлодіодів, виключає їх перегрів і підвищує термін служби та потужність освітлювального пристрою. Використання саме легкоплавкого електроізоляційного наповнювача з температурою плавлення не вище 70 °C виключає можливість перегріву монтажної панелі з розміщеними на ній світлодіодами вище нормативних значень. Як електроізоляційний наповнювач використовують парафін або церезин, або стеарин, або їх суміші. Температура плавлення парафіну становить 42-70 °C, стеарину - 53-65 °C, а церезин починає плавитися при 65 °C. Використовуючи зазначені речовини окремо або комбінуючи їх у різних пропорціях можна одержати наповнювач із температурою плавлення в діапазоні 4270 °C, що забезпечує при роботі заявленого світлодіодного освітлювального пристрою ефективний тепловідвід від монтажної панелі з розміщеними на ній світлодіодами, знизивши при цьому масогабаритні показники пристрою. Таким чином, заявлене виконання світлодіодного освітлювального пристрою забезпечує зниження масогабаритних показників освітлювального пристрою при одночасному забезпеченні ефективного тепловідводу від потужних світлодіодів, за рахунок чого виключається їх перегрів, підвищуються світлотехнічні характеристики освітлювального пристрою, термін його служби та потужність. Суть корисної моделі, що заявляється, пояснюється кресленням. Заявлений світлодіодний освітлювальний пристрій містить теплопровідний корпус-радіатор 1, виконаний у вигляді порожнистої ємності, спорядженої поздовжніми ребрами 2. Корпусрадіатор 1 герметично з'єднаний з монтажною панеллю 3, виконаною з теплопровідного матеріалу, на якій розміщені потужні світлодіоди 4. У порожнині корпуса-радіатора 1 розміщений електроізоляційний наповнювач 5, температура плавлення якого не перевищує 70 °C. Як електроізоляційний наповнювач можуть бути використані парафін або церезин, або стеарин, або їх суміші. Пристрій працює таким чином. При роботі заявленого світлодіодного освітлювального пристрою монтажна панель 3 з розміщеними на ній світлодіодами 4, яка герметично з'єднана з порожнистим корпусомрадіатором 1, нагрівається. При її нагріванні до температури плавлення електроізоляційного наповнювача 5, що не перевищує 70 °C, відбувається плавлення електроізоляційного наповнювача 5, розміщеного в порожнистому корпусі-радіаторі 1. Це супроводжується різким відбором тепла від нагрітої поверхні монтажної панелі 3 і передачею його на корпус-радіатор 1. Навколо ребер 2 корпуса-радіатора 1 відбувається постійна циркуляція повітряних потоків внаслідок градієнта температур, що забезпечує ефективний тепловідвід і розсіювання тепла. При цьому усередині корпуса-радіатора 1 відбувається охолодження і кристалізація електроізоляційного наповнювача 5, тобто в корпусі-радіаторі 1 безупинно відбувається процес фазового перетворення наповнювача 5 із твердого стану в рідкий біля поверхні монтажної панелі 3, що нагрівається, і з рідкого стану у твердий біля охолоджуваних поверхонь корпусарадіатора 1, що забезпечує інтенсивний тепловідвід від світлодіодів 4, виключає їх перегрів, підвищує світлотехнічні характеристики освітлювального пристрою, термін його служби та потужність при одночасному зниженні масогабаритних показників пристрою. Світлодіодний освітлювальний пристрій такої конструкції призначений для експлуатації при вертикальному розташуванні його в просторі, тобто монтажна панель із розміщеними на ній 2 UA 68158 U 5 10 15 20 світлодіодами повинна бути спрямована вниз, що забезпечує контакт наповнювача з усією поверхнею монтажної панелі, а герметичне з'єднання монтажної панелі з корпусом-радіатором виключає висипання або витікання електроізоляційного наповнювача з порожнини корпусарадіатора. Пристрій, що заявляється, було випробувано на дослідних моделях. Корпус-радіатор виготовляли з алюмінію марки АД-31В. На монтажній панелі, виконаній з алюмінію марки АД-31, розміщали потужні світлодіоди (світлодіоди фірми "Edisson-Opto" потужністю 3 Вт). У світлодіодних освітлювальних пристроях заявленої конструкції потужністю до 100 Вт як наповнювач використовували технічний парафін (ТУ У 14279336.001-2001), стеарин (ГОСТ 6484-96), церезин (ГОСТ 2488-79) і їх суміші. При цьому порожнину корпуса-радіатора 1 заповнювали наповнювачем 5 не більше, ніж на 75 % об'єму. Вага таких пристроїв склала не більше 3,0 кг, при цьому виключався перегрів монтажної панелі, внаслідок чого підвищувався термін служби пристрою і його світлотехнічні характеристики. Тоді як світлодіодний освітлювальний пристрій тієї ж потужності із суцільнометалевим корпусом-радіатором важить до 10 кг. Таким чином, заявлене конструктивне виконання пристрою забезпечує зниження масогабаритних показників освітлювального пристрою при одночасному забезпеченні ефективного тепловідводу від потужних світлодіодів, за рахунок чого виключається їх перегрів і підвищується термін служби і потужність освітлювального пристрою. Корисна модель, що заявляється, може бути виготовлена на існуючому устаткуванні з використанням відомих матеріалів і засобів, що підтверджує промислову придатність об'єкта. ФОРМУЛА КОРИСНОЇ МОДЕЛІ 25 30 1. Світлодіодний освітлювальний пристрій, що містить світлодіоди, розміщені на монтажній панелі, виконаній з теплопровідного матеріалу, з'єднаній з теплопровідним корпусомрадіатором, який відрізняється тим, що корпус-радіатор виконаний у вигляді порожнистої ємності, спорядженої поздовжніми ребрами, герметично з'єднаної з монтажною панеллю, при цьому порожнина корпуса-радіатора заповнена електроізоляційним наповнювачем, температура плавлення якого не перевищує 70 °C. 2. Світлодіодний освітлювальний пристрій за п. 1, який відрізняється тим, що як електроізоляційний наповнювач використовують парафін або церезин, або стеарин, або їх суміші. 3 UA 68158 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 4