СВЕТОДИОДНЫЙ МОДУЛЬ

Предложенная к защите патентом РФ полезная модель относится к области светотехники, а точнее - осветительным приборам и может быть использована при изготовлении осветительных приборов различного назначения для их применения как снаружи, так и внутри зданий, строений, сооружений.
Из уровня техники достаточно хорошо известны аналогичные решения.
Так из патентных публикаций: RU 83587 от 10.06.2009 г., RU 85784 от 10.08.2009 г., RU 88769 от 20.11.2009 г., RU 90165 от 27.12.2009 г., RU 92513 от 20.03.2010 г., RU 92714 от 27.03.2010 г. известны устройства, состоящие из светодиодов или светодиодных модулей, прочих электронных узлов, расположенных внутри металлических корпусов различной конструкции. При их эксплуатации обеспечивается герметизация светодиодов или светодиодных модулей и отвод тепла вне герметизированного объема с помощью специальных радиаторов, установленных снаружи или внутри самого металлического корпуса, имеющего развитую поверхность рассеивания тепла.
Также из уровня техники известна светодиодная лампа (полезная модель по патенту РФ №91475, 10.02.2010 г., ближайший аналог), содержащая печатную плату со светодиодами и термодатчиком, панель-радиатор, который имеет с задней стороны ребристую поверхность для увеличения площади охлаждающей поверхности, преобразователь электрического тока, включающий сетевой фильтр электромагнитных помех, высокочастотный преобразователь с функцией корректора мощности, стабилизатор тока.
Отличительной особенностью указанного решения является конструкция оптической линзы, которая позволяет равномерно распределить световой поток, чтобы обеспечить освещение определенной поверхности, в т.ч. и в виде прямоугольника с заданным соотношением сторон. Оригинальный способ крепления преобразователя электрического тока при помощи скоб позволяет ориентировать светодиодный блок в нужной плоскости и управлять направлением освещения. Панель-радиатор и преобразователь электрического тока соединены гибким электрическим кабелем, имеющим достаточную длину, чтобы преобразователь электрического тока можно было закреплять на панели-радиаторе без натяжения и вынимать его в случае необходимости.
Все перечисленные выше устройства сложны в производстве составных частей, имеют высокую стоимость и массу, а также не обеспечивают надежную герметизацию защищаемого объема ввиду эффекта засасывания внутрь герметичного объема через герметизирующие прокладки влаги при термическом расширении - сжатии (термоциклировании) корпуса в процессе работы.
Кроме того, при эксплуатации снаружи помещений (на улице), теплорассеивающие поверхности забиваются грязью, что приводит к ухудшению рассеивания тепла и нарушению тепловых режимов светодиодов и прочих электронных узлов.
Задачей полезной модели является устранение перечисленных выше недостатков и удешевление конструкции, а также унификация ее компонентов.
Один из наиболее существенных технических результатов, достигаемых при осуществлении полезной модели, заключается в упрощении конструкции светодиодного модуля. Также существенное значение имеет достижение повышения эффективности отвода тепла из модуля в процессе его эксплуатации.
Указанная задача достигается тем, что в известном светодиодном модуле, содержащем корпус, печатную плату и светодиоды, согласно заявленной полезной модели корпус модуля выполнен из светопропускающей оболочки, внутрь которой помещен полый воздуховод, сообщающийся внутренней поверхностью с внешней средой с целью обеспечения отвода тепла из модуля в процессе его работы, при этом герметичность модуля обеспечивается торцевыми заглушками.
В развитие - воздуховод может быть выполнен из металлической трубы, а на внешней поверхности воздуховода могут быть размещены печатная плата для сборки светодиодов и дополнительный источник питания.
Кроме того, часть светопропускающей оболочки, противоположная направлению излучения светодиодов, может быть выполнена непрозрачной, а торцевые заглушки - из силиконовой резины.
Полезная модель поясняется графическими материалами, никоим образом не ограничивающими все возможные варианты осуществления полезной модели.
На фиг.1 - представлен эскиз устройства в разрезе. На фиг.2 - представлено сечение устройства плоскостью, перпендикулярной его оси.
Устройство состоит из корпуса, представляющего собой светопропускающую оболочку (3), воздуховод (1), выполненный, например, из полого металлического профиля, изготовленного, например, из алюминиевого сплава.
На воздуховоде (1) размещена, по крайней мере, одна печатная плата (2) с установленными на ней светодиодами, электронными компонентами, вторичной оптикой. Материал печатной платы, тип вторичной оптики, способ крепления печатной платы к профилю значения не имеют и не влияют на суть полезной модели.
На воздуховод (1) может устанавливаться источник вторичного электропитания (5) либо любой другой электронный узел. Назначение узла также не влияет на суть полезной модели.
Воздуховод (1) помещен внутрь светопропускающей оболочки (3), выполняющей роль внешнего контура корпуса модуля. Материал оболочки также не имеет значения и не влияет на суть полезной модели.
Крепление воздуховода (1) и герметизация внутреннего объема оболочки (3) осуществляется с помощью торцевых заглушек (4), имеющих соответствующую профилям оболочки (3) и воздуховода (1) форму. Заглушки (4) могут быть изготовлены, в частности, из силиконовой резины. Материал заглушек принципиального значения не имеет и не влияет на суть полезной модели.
Через отверстие в заглушке (4) в герметизируемый объем проводится кабель (6).
Размеры заглушки (4) и отверстий для установки воздуховода (1) и ввода кабеля (6) выбираются исходя из требований герметичности сборки и эксплуатации модуля.
Часть поверхности оболочки (3), противоположная направлению излучения светодиодов, может быть выполнена непрозрачной любым известным способом.
Ниже приводится один из возможных примеров осуществления полезной модели, никоим образом не ограничивающий иные способы ее реализации.
Тепловыделяющие элементы печатных плат (2) и электронного блока (в частности, источника электропитания) (5) передают тепло воздуховоду (1).
Температура воздуха (Та) внутри воздуховода (1) повышается и оказывается выше температуры окружающей среды (То).
Под действием разности давлений нагретого (Та) и более холодного (То) воздуха, а также силы тяжести, в полости воздуховода возникает ламинарное течение воздуха, осуществляющее съем тепла с поверхности воздуховода (1).
Скорость потока воздуха и, соответственно, результирующее тепловое сопротивление воздуховод - окружающая среда зависят от конфигурации сечения воздуховода (1) и угла наклона оси воздуховода (1) к горизонту. Геометрические размеры и конфигурация воздуховода (1) определяются исходя из условий эксплуатации устройства.
Средняя установившаяся температура внутреннего герметизируемого объема (Ti) ниже средней температуры внутри полости воздуховода и близка к температуре окружающей среды То.
При правильном выборе размеров воздуховода (1) достигается снижение массы устройства в сравнении с аналогичными по назначению известными устройствами более чем в 2 раза.
Конструкция устройства обеспечивает практически полное отсутствие эффекта «засасывания» влаги и микрочастиц из воздуха при термоциклировании (циклах нагрев-охлаждение) за счет малой разности температур Та - То и эластичных элементов корпуса.
Устройство может быть изготовлено из стандартных профилей труб, выпускаемых промышленностью, что значительно снижает стоимость готовой продукции.
Устройство имеет предельно простую конструкцию и позволяет обеспечить гибкость конфигурирования при производстве светодиодных светильников.
Осуществлением полезной модели достигается существенное упрощение конструкции светодиодного модуля, унификация его элементов и, как следствие, снижение затрат на его изготовление. Также существенное значение имеет повышение эффективности отвода тепла из модуля в процессе его эксплуатации.