Освітлювальний пристрій

Реферат: Винахід належить до галузі освітлювального обладнання. Освітлювальний пристрій складається з корпуса, що має множину посадочних місць, одного або декількох світлодіодних модулів, кожен з яких має тепловідвід та світлодіодний прилад, а також одного або декількох джерел живлення світлодіодних модулів. Кожен тепловідвід має множину ребер, утворених на його зовнішній поверхні. Кожен світлодіодний прилад має щонайменше один світлодіод. Кожен світлодіодний модуль входить в одне з множини посадочних місць корпусу так, що світлодіодний прилад з тепловідводом утримуються в посадочному місці. Корпус має вентиляційні отвори, виконані навколо тепловідводів. Технічний результат винаходу полягає в збільшенні кількості тепла, яке відводиться від кожного світлодіодного приладу. UA 107882 C2 (12) UA 107882 C2 UA 107882 C2 5 10 15 20 25 30 35 40 45 50 55 60 Запропонований винахід належить до галузі освітлювального обладнання і може бути використаний для внутрішнього та зовнішнього освітлення. Зокрема, освітлювальний пристрій може використовуватись для внутрішнього та зовнішнього освітлення, складських, промислових, торгових та інших приміщень, автошляхів, паркингів, вулиць, парків та інших територій, спортивних споруд та майданчиків, будівель, вітрин, рекламних площин. З рівня техніки відомий світлодіодний освітлювальний пристрій (опубліковано 12.06.2012р. Патентним відомством Сполучених Штатів Америки (United States Patent and Trademark Office), патент US 8197100B2). Зазначений світлодіодний освітлювальний пристрій вибраний за найближчий аналог і складається з корпуса, що має множину посадочних місць, одного або декількох світлодіодних модулів, кожен з яких має тепловідвід та світлодіодний прилад, встановлений своєю тильною стороною на тепловідвід, а також одного або декількох джерел живлення, кожне з яких виконано з можливістю подачі живлення на світлодіодні модулі, причому кожен тепловідвід має множину ребер, утворених на його зовнішній поверхні, кожен світлодіодний прилад має щонайменше один світлодіод, кожен світлодіодний модуль входить в одне з множини посадочних місць корпусу так, що світлодіодний прилад з тепловідводом утримуються в посадочному місці. Недоліками зазначеного світлодіодного освітлювального пристрою є відсутність вентиляційних отворів в корпусі світлодіодного освітлювального пристрою, виконаних навколо тепловідводів, що перешкоджає руху потоків повітря уздовж ребер тепловідводів. Зазначене вище ускладнює тепловідведення від світлодіодних приладів, що призводить до підвищення робочої температури світлодіодних приладів та їх перегрівання, обумовлює застосування тепловідводів більших розмірів та підвищеної маси. Підвищена робоча температура та перегрівання світлодіодних приладів викликають зниження надійності роботи та скорочення терміну служби світлодіодного освітлювального пристрою. Підвищена маса тепловідводів викликає перевитрати матеріалів для виготовлення світлодіодного освітлювального пристрою та збільшення його ваги. В основу винаходу покладена технічна задача створити такий освітлювальний пристрій, в якому за рахунок вентиляційних отворів корпусу, виконаних навколо тепловідводів, досягається можливість збільшити кількість тепла, яке відводиться від кожного світлодіодного приладу. Збільшення кількості тепла, яке відводиться від кожного світлодіодного приладу призводить до зниження робочої температури та зменшення перегрівання світлодіодних приладів, зменшення розмірів та маси тепловідводів освітлювального пристрою. Внаслідок зниження робочої температури та зменшення перегрівання світлодіодних приладів підвищується надійність роботи освітлювального пристрою та подовжується термін його служби. Внаслідок зменшення розмірів та маси тепловідводів світлодіодного модульного блока досягається економія матеріалів для його виготовлення та зменшення його ваги. Поставлена технічна задача вирішується шляхом створення освітлювального пристрою, який складається з корпуса, що має множину посадочних місць, одного або декількох світлодіодних модулів, кожен з яких має тепловідвід та світлодіодний прилад, встановлений своєю тильною стороною на тепловідвід, а також одного або декількох джерел живлення, кожне з яких виконано з можливістю подачі живлення на світлодіодні модулі, причому кожен тепловідвід має множину ребер, утворених на його зовнішній поверхні, кожен світлодіодний прилад має щонайменше один світлодіод, кожен світлодіодний модуль входить в одне з множини посадочних місць корпусу так, що світлодіодний прилад з тепловідводом утримуються в посадочному місці, в якому, згідно із запропонованим винаходом корпус має вентиляційні отвори, виконані навколо тепловідводів. Перераховані ознаки складають суть винаходу та забезпечують досягнення технічного результату - збільшення кількості тепла, яке відводиться від кожного світлодіодного приладу. Причинно-наслідковий зв'язок ознак винаходу та технічного результату полягає в тому, що за рахунок вентиляційних отворів корпусу, виконаних навколо тепловідводів, досягається можливість збільшити кількість тепла, яке відводиться від кожного світлодіодного приладу. Вентиляційні отвори, виконані навколо тепловідводів, забезпечують рух потоків повітря вздовж ребер тепловідводів та сприяють виникненню додаткових конвекційних потоків повітря вздовж ребер тепловідводів, що збільшує відведення тепла у довколишнє середовище в більшій, відносно найближчого аналога, кількості. Найпростішою реалізацією винаходу є приклад виконання, при якому корпус являє собою пласку панель з посадочними отворами та отворами для кріплення світлодіодних модулів, який має вентиляційні отвори, виконані навколо тепловідводів рівномірно по всій поверхні корпусу та на однаковій відстані від сусідніх тепловідводів. 1 UA 107882 C2 5 10 15 20 25 30 35 40 45 50 55 60 Крім того, в деяких випадках корпус складається з двох паралельних панелей, між якими закріплені світлодіодні модулі. Запропонований винахід проілюстрований доданими кресленнями, на яких зображено: Фіг. 1 - Загальний вигляд першого прикладу виконання освітлювального пристрою; Фіг. 2 - Приклад світлодіодного модуля; Фіг. 3 - Розріз А-А, зазначений на Фіг. 2; Фіг. 4 - Загальний вигляд другого прикладу виконання освітлювального пристрою; Фіг. 5 - Переріз освітлювального пристрою, зображеного на Фіг. 4. На Фіг. 1 показано загальний вигляд першого прикладу виконання освітлювального пристрою, який складається з: Корпусу 1, що має множину посадочних місць 2, декількох світлодіодних модулів 3. Корпус 1 освітлювального пристрою являє собою пласку панель. Посадочні місця 2 є отворами, в які вставляють світлодіодні модулі 3. Кожен з світлодіодних модулів 3 містить тепловідвід 4 та світлодіодний прилад 5. Світлодіодний прилад 5 встановлений своєю тильною стороною на тепловідвід 4. Крім того, освітлювальний пристрій містить джерело живлення 6, виконане з можливістю подачі живлення на світлодіодні модулі 3. Джерело живлення 6 встановлено на корпусі 1 в проміжку між світлодіодними модулями 3. Кожен тепловідвід 4 є прямим профілем постійного перерізу, має множину ребер 7, утворених на його зовнішній поверхні, кожен світлодіодний модуль 3 входить в одне з множини посадочних місць 2 корпусу 1 так, що світлодіодний прилад 5 з тепловідводом 4 утримуються в посадочному місці 2 за допомогою самонарізних гвинтів 8. В корпусі 1 виконані отвори 9 призначені для кріплення світлодіодних модулів 3 гвинтами 8. Корпус 1 має вентиляційні отвори 10, які виконані навколо тепловідводів 4 рівномірно по всій поверхні корпусу 1 та на однаковій відстані від сусідніх тепловідводів 4. На Фіг. 2 та Фіг. 3 показано приклад світлодіодного модуля, який містить: Світлодіодний прилад 5, встановлений своєю тильною стороною на тепловідвід 4. Світлодіодний прилад 5 складається з одного світлодіода 11, який встановлений на друкованій платі 12. В друкованій платі 12 світлодіодного приладу 5 виконані отвори 13 для закріплення світлодіодного приладу 5 на торцевій поверхні тепловідводу 4 самонарізними гвинтами 8. Світлодіодний прилад 5, закріплений на торцевій поверхні тепловідводу 4 має між друкованою платою 12 та торцевою поверхнею тепловідводу 4 теплопровідну пасту або прокладку 14 для забезпечення ефективного відводу тепла від друкованої плати 12 до тепловідводу 4. Світлодіодний прилад 5 містить світлопропускний ковпачок 15 з герметизуючою прокладкою 16 та оптичний елемент 17. Світлопропускний ковпачок 15 встановлений на герметизуючу прокладку 16 та закріплений на світлодіодному приладі 5 самонарізними гвинтами 8. У деяких випадках світлодіодний прилад може бути виконаний без світлопропускного ковпачка 15, без герметизуючої прокладки 16 і/або без оптичного елемента 17. Тепловідвід 4 має осердя 18 у вигляді циліндричного стрижня, з якого виходять ребра 7, які містять повздовжні пази циліндричної форми 19. Тепловідвід 4 є прямим профілем постійного перерізу та радіально-симетричним тілом. Повздовжні пази циліндричної форми 19 ребер 7 тепловідводів 4 є елементами постійного перерізу тепловідводу 4. Самонарізні гвинти 8 знаходяться у повздовжніх пазах циліндричної форми 19 тепловідводів 4. Перший приклад виконання запропонованого винаходу працює у такий спосіб: від джерела живлення 6 на кожний світлодіодний модуль 3 подають живлення. Світлодіоди 11 випромінюють світло та нагріваються. Тепло від світлодіода 11 через друковану плату 12 світлодіодного приладу 5, через теплопровідну пасту або теплопровідну прокладку 14, ефективно передається на осердя 18 тепловідводу 4. З осердя 18 тепло передається на ребра 7 тепловідводів 4. З ребер 7 тепло відводиться в довколишнє середовище. Конвекційні потоки повітря, які обтікають ребра 7 тепловідводів 4 збільшують відведення тепла у довколишнє середовище. Найпоширенішим прикладом конвекційних потоків повітря є природна конвекція, при якій тепле нагріте повітря рухається догори, а його місце займає більш прохолодне повітря знизу. Вентиляційні отвори 10, виконані навколо тепловідводів 4, забезпечують рух потоків повітря вздовж ребер 7 тепловідводів 4 та сприяють виникненню додаткових конвекційних потоків повітря вздовж ребер 7 тепловідводів 4, що збільшує відведення тепла у довколишнє середовище. Освітлювальний пристрій розміщують так, щоб повздовжній напрямок ребер 7 тепловідводів 4 був вертикальним або по можливості наближеним до напрямку руху конвекційних потоків повітря. Найбільший ефект тепловідведення досягається при повному співпадінні повздовжнього напрямку ребер 7 тепловідводів 4 з вертикаллю. Рекомендований кут між повздовжнім напрямком ребер 7 тепловідводів 4 та напрямком руху конвекційних потоків повітря не повинен перевищувати 45 градусів. 2 UA 107882 C2 5 10 15 20 25 Крім того для підвищення ефективності тепловідведення може бути використана примусова конвекція, наприклад із застосуванням вентиляторів. Освітлювальний пристрій може закріплюватись до зовнішніх об'єктів безпосередньо або за допомогою кронштейнів та інших конструктивних елементів, які в свою чергу з'єднані з корпусом 1 або його тепловідводами 4. При цьому найчастіше освітлювальний пристрій закріплюється безпосередньо до зовнішніх об'єктів або до кронштейнів самонарізними гвинтами, які входять в циліндричні пази 19 тепловідводів 4. На Фіг. 4 та Фіг. 5 показано другий приклад виконання освітлювального пристрою, який відрізняється від першого тим, що: освітлювальний пристрій має додаткову панель 20, яка має вентиляційні отвори 21. Світлодіодні модулі 3 закріплені між корпусом 1, який є панеллю, та додатковою панеллю 20. Вентиляційні отвори 21 додаткової панелі 20 знаходяться над вентиляційними отворами 10 корпусу 1. Додаткова панель 20 має отвори 22 для її закріплення до тепловідводів 4. Додаткова панель 20 прикріплена до торцевих поверхонь тепловідводів 4 світлодіодних модулів 3 за допомогою додаткових самонарізних гвинтів 8. Додаткова панель 20 має отвори 23 для закріплення освітлювального пристрою до зовнішніх об'єктів. Другий приклад виконання запропонованого винаходу працює у такий же спосіб, як було описано вище для першого приклада виконання, з тією лише різницею, що: застосування додаткової панелі 20 підвищує жорсткість конструкції освітлювального пристрою. Освітлювальний пристрій в такому виконанні може мати менше кріплень до зовнішніх об'єктів. Вентиляційні отвори 21 додаткової панелі 20, виконані навколо тепловідводів 4, забезпечують рух потоків повітря вздовж ребер 7 тепловідводів 4 та сприяють виникненню додаткових конвекційних потоків повітря вздовж ребер 7 тепловідводів 4, що збільшує відведення тепла у довколишнє середовище. Найчастіше освітлювальний пристрій закріплюється до зовнішніх об'єктів безпосередньо або за допомогою кронштейнів самонарізними гвинтами, які входять в отвори 23. Запропонований винахід не обмежується наведеними прикладами виконання. ФОРМУЛА ВИНАХОДУ 30 35 40 45 1. Освітлювальний пристрій, який складається з корпуса, що має множину посадочних місць, одного або декількох світлодіодних модулів, кожен з яких має тепловідвід та світлодіодний прилад, встановлений своєю тильною стороною на тепловідвід, а також одного або декількох джерел живлення, кожне з яких виконано з можливістю подачі живлення на світлодіодні модулі, причому кожен тепловідвід має множину ребер, утворених на його зовнішній поверхні, кожен світлодіодний прилад має щонайменше один світлодіод, кожен світлодіодний модуль входить в одне з множини посадочних місць корпусу так, що світлодіодний прилад з тепловідводом утримуються в посадочному місці, який відрізняється тим, що корпус виконаний у вигляді пласкої панелі, що має вентиляційні отвори, які виконані навколо тепловідводів для створення та направлення потоків повітря вздовж ребер останніх, при цьому кожен тепловідвід виконаний у вигляді прямого профілю та встановлений в посадочне місце таким чином, що кут між повзжовжнім напрямком його ребер та напрямком руху конвекційних потоків повітря не перевищує 45 градусів. 2. Освітлювальний пристрій за п. 1, який відрізняється тим, що паралельно першій пласкій панелі розміщена друга панель, а між ними встановлено та закріплено світлодіодні модулі. 3 UA 107882 C2 4 UA 107882 C2 5 UA 107882 C2 6 UA 107882 C2 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 7