СВЕТОДИОДНЫЙ СВЕТИЛЬНИК ПРОМЫШЛЕННЫЙ Российский патент 2024 года по МПК F21S8/04 

Изобретение относится к светотехнике, в частности к конструкциям светодиодных светильников промышленных, которые применяются для промышленного и агропромышленного освещения.

Элементарными источниками света в таких светильниках являются светодиоды, объединенные в светодиодные модули. Известно, что повышенная температура оказывает негативное влияние на характеристики светодиодов и уменьшает срок службы и световую отдачу полупроводниковых приборов [1]. Для уменьшения температуры светодиодов посадочную поверхность их корпусов напрямую или через печатную плату на металлическом основании светодиодного модуля присоединяют к металлическим частям корпуса светильника, выполняющего роль радиатора и рассевающего тепловую энергию в воздушное пространство.

Известно техническое решение светодиодного светильника промышленного [2]. Светильник содержит устройство питания и кронштейн для крепления светильника, закреплённые на верхней плоскости корпуса, корпус содержит радиатор, выполненный в форме усечённого конуса, и отражатель, выполненный в виде полуцилиндрической поверхности со скругленными боковыми участками, корпус изготавливается как одно целое из алюминия, способом проката, на внутренней части корпуса смонтирован по меньшей мере один светодиодный модуль, на поверхности корпуса герметично закреплена съёмная полимерная пластина из светопропускающего материала, причем полимерная пластина крепится к отражателю с помощью двойного силиконового кольца.

Недостатком первого аналога является высокая температура светодиодного модуля, так как тепловая энергия снимается только с посадочной поверхности корпуса модуля.

Известен светильник светодиодный промышленный [3], который содержит корпус, имеющий трапециевидную форму в поперечном сечении с основанием и боковыми сторонами, расположенными под углом к основанию. С наружной стороны основания на корпусе установлен блок питания. В нижней части трапециевидного корпуса установлено светопрозрачное окно. Светильник снабжен зеркальным теплоотводящим отражателем, выполненным из аланода, повторяющим форму корпуса и соединенным с ним. Внутри корпуса трапециевидной формы смонтированы светодиоды, закрепленные на платах. Платы со светодиодами закреплены на зеркальном теплоотводящем отражателе. На боковых сторонах корпуса, также покрытых зеркальным теплоотводящим отражателем, дополнительно смонтированы платы со светодиодами.

Недостатком второго аналога является высокая температура плат со светодиодами так как тепловая энергия снимается только с посадочной поверхности плат.

Прототипом выбран светильник [4], который включает корпус со светопропускающей частью, внутри корпуса размещен источник света, а корпус и светопропускающая часть соединены герметично. На поверхности светопропускающей части закреплено светопроницаемое съемное покрытие, выполненное в виде полимерной пленки или блока таких пленок. Такое техническое решение выбрано в качестве прототипа.

Недостатком прототипа является высокая температура источника света, так как тепловая энергия снимается только с посадочной поверхности корпуса источника света.

Целью технического решения является уменьшение температуры источника света в виде светодиодного модуля в процессе эксплуатации светильника.

Цель достигается тем, что в светодиодный светильник промышленный , содержащий корпус со светопропускающей частью, внутри которого размещен по меньшей мере один светодиодный модуль, а корпус и светопропускающая часть соединены герметично, на корпусе максимально близко к светопропускающей части в меридональной плоскости, проходящей через центр массы, дополнительно введены два герметичных ввода, через один из которых пространство внутри корпуса заполнено газом с высокой теплопроводностью, а через другой проведён электрический провод, соединяющий светодиодный модуль с устройством питания, закреплённым на противоположной от светопропускающей части корпуса, причем корпус выполнен герметичным и снабжен кронштейном для крепления светильника.

Далее сущность изобретения поясняется чертежами.

Фиг. 1 – схематический вид конструкции светодиодного светильника промышленного. Здесь: 1 – устройство питания, 2 – кронштейн для крепления светильника, 3 – корпус, 4 – светодиодный модуль, 5 – электрический провод, соединяющий светодиодный модуль с устройством питания, 6 – светопропускающая часть, 7 – газ с высокой теплопроводностью, 8 – герметичные вводы.

Работает устройство следующим образом. Кронштейном 2 светодиодный светильник промышленный расположен светопропускающей частью вниз. От устройства питания 1 через электрический провод 5 электрический ток подается на светодиодный модуль 4, который излучает свет. В процессе функционирования светодиодный модуль 4 нагревается. Первый путь отвода тепла включает следующие участки: стенку модуля 4, соприкасающуюся с корпусом 3, и корпус 3 с последующим рассеиванием во внешнюю среду. Второй путь через стенки модуля 4, не соприкасающиеся с корпусом 3; газ с высокой теплопроводностью 7 внутри корпуса; корпус 3, также с последующим рассеиванием во внешнюю среду. Наличие второго дополнительного пути отвода тепла от светодиодного модуля 4 по сравнению с прототипом проводит к уменьшению температуры светодиодного модуля, чем и достигается положительный эффект.

Проведен вычислительный эксперимент в среде программирования Ansys. Размеры корпуса: верхняя плоскость диаметром 60 мм, высота 100 мм, светопропускающая часть диаметром 300 мм, размеры светодиодного модуля 27,35 × 27,35 × 1,7 мм, рассеиваемая тепловая мощность 23,4 Вт, теплопроводность воздуха и гелия соответственно 0,022 и 0,143°Вт / (м ×°С). В результате эксперимента установлено, что в предлагаемом техническом решении светодиодного светильника промышленного температура светодиодного модуля (107°С) на 11° меньше, чем у прототипа (118°С).

Расположение герметичных вводов 8 в нижней части корпуса способствует более длительному сохранению теплопроводящего газа, который имея меньшую атомную массу поднимается вверх, омывая светодиодный модуль 4.

Источники информации, использованные при составлении описания:

1. Определение температурной зависимости электрических и световых параметров светодиодных элементов в лампе общего назначения / В. С. Солдаткин, К. Н. Афонин, В. С. Каменкова [и др.] // Доклады Томского государственного университета систем управления и радиоэлектроники. – 2017. – Т. 20, № 3. – С. 148-151.

2. Патент на полезную модель № 201984 U1 Российская Федерация, МПК F21S 8/00. Светодиодный светильник промышленный: № 2020127468 : заявл. 18.08.2020 : опубл. 26.01.2021 / Д. А. Полторацкий, М. С. Якунин, М. В. Виноградов, В. С. Солдаткин ; заявитель Акционерное общество "Физтех-Энерго".

3. Патент на полезную модель № 179132 U1 Российская Федерация, МПК F21S 4/28. Светильник светодиодный промышленный : № 2017143482 : заявл. 13.12.2017 : опубл. 08.05.2018 / М. М. Криштал, Б. И. Сидлер, С. В. Пчелинцев.

4. Патент на полезную модель № 140367 U1 Российская Федерация, МПК F21S 8/00. Светильник : № 2013129395/07 : заявл. 26.06.2013 : опубл. 10.05.2014 / И. О. Вельганенко, И. В. Ворошилов ; заявитель Общество с ограниченной ответственностью "Тегас Электрик" (RU) (Прототип).

Изобретение относится к светотехнике, в частности к конструкциям светодиодных светильников промышленных. Светодиодный светильник промышленный содержит корпус со светопропускающей частью, внутри которого размещен по меньшей мере один светодиодный модуль, а корпус и светопропускающая часть соединены герметично. На корпусе максимально близко к светопропускающей части в меридональной плоскости, проходящей через центр массы, расположены два герметичных ввода, через один из которых пространство внутри корпуса заполнено газом с высокой теплопроводностью, а через другой проведён электрический провод, соединяющий светодиодный модуль с устройством питания, закреплённым на противоположной от светопропускающей части корпуса. Причем корпус выполнен герметичным и снабжен кронштейном для крепления светильника. Технический результат - уменьшение температуры светодиодного модуля в процессе эксплуатации светильника. 1 ил.

Светодиодный светильник промышленный, содержащий корпус со светопропускающей частью, внутри которого размещен по меньшей мере один светодиодный модуль, а корпус и светопропускающая часть соединены герметично, отличающийся тем, что на корпусе максимально близко к светопропускающей части в меридональной плоскости, проходящей через центр массы, расположены два герметичных ввода, через один из которых пространство внутри корпуса заполнено газом с высокой теплопроводностью, а через другой проведён электрический провод, соединяющий светодиодный модуль с устройством питания, закреплённым на противоположной от светопропускающей части корпуса, причем корпус выполнен герметичным и снабжен кронштейном для крепления светильника.