СВЕТОДИОДНЫЙ СВЕТИЛЬНИК С КОНВЕКЦИОННЫМ ОХЛАЖДЕНИЕМ

Полезная модель относится к области светотехники, а именно к осветительным устройствам и/или источникам света, с использованием полупроводниковых устройств -светодиодов и может быть использована в качестве светодиодного источника света для уличного, промышленного и бытового освещения.
Благодаря высокому световому потоку и длительному сроку жизни, светодиодные светильники являются очень конкурентоспособным решением. При этом особенно частой проблемой является проектирование правильного и надежного отвода тепла. Работа при повышенных температурах значительно уменьшает срок службы светодиодов. Обычно в светодиодных светильниках это передача тепла от радиатора в окружающую среду (как правило, воздух). При естественной конвекции тепло передается за счет уже существующих потоков воздуха, вызванных перепадом температур. Основная проблема в подсчете количества тепла, рассеянного при помощи конвекции, которая, в частности может меняться, в зависимости от геометрии радиатора, граничных условий и прочих параметров
Известен светодиодный светильник с конвекционным охлаждением, содержащий пустотелый корпус из теплопроводящего материала, на наружной поверхности которого установлен светодиодный источник света, подключенный к источнику питания. Оптическая линза, закрывающая светодиоды, имеет кольцеобразную форму, а корпус представляет собой радиатор, который выполнен из цилиндрического литого алюминиевого профиля, у которого с внутренней стороны срезается весь цилиндр, оставляя только внешние торцевые части в виде колец, формируя вертикальные узкие радиаторные решетки (патент РФ №2433577 на изобретение «СВЕТОДИОДНЫЙ СВЕТИЛЬНИК С ВЫСОКОЭФФЕКТИВНЫМ КОНВЕКЦИОННЫМ ОХЛАЖДЕНИЕМ», Н05В 33/00, опубл. 10.11.2011). Выполнение внешней боковой поверхности корпуса с не достаточно развитой формой ребер в виде вертикальных решеток приводит к недостаточно высокой эффективностью теплообмена внутреннего объема полого корпуса с окружающей средой.
Известен светодиодный светильник, на верхней стороне которого имеются верхние элементы охлаждения, образующие верхний игольчатый радиатор, выполненный заодно с верхним основанием, при этом предусмотрено нижнее основание с нижними элементами охлаждения, образующие нижний игольчатый радиатор, (патент РФ на полезную модель №129594, F21S 13/00 публ. 27.06.2013) В этом устройстве обеспечивается повышение площади охлаждения за счет использования корпуса-радиатора с ребрами, имеющими игольчатую форму. Элементы охлаждения выполнены в виде или цилиндров, или усеченных цилиндров, или пирамид, или призм. Однако, недостатком устройства также является относительно низкая надежность, обусловленная недостаточно эффективной системой охлаждения, поскольку не формируют достаточно конвенционных каналов отвода тепла вблизи от излучателя.
Наиболее близким по совокупности существенных признаков, по мнению заявителя, является светодиодный светильник с динамическим конвекционным охлаждением, содержащий, по меньшей мере, один пустотелый корпус из теплопроводящего материала, на наружной поверхности которого закреплен светодиодный источник света, подключенный к источнику питания, при этом корпус представляет собой отрезок полой трубы с открытыми концами, а светодиодный модуль, установлен в непосредственной близости к одному из открытых концов корпуса (патент РФ на полезную модель №124361, F21S 8/00, публ. 20.01.2013), который рассматривается в качестве прототипа. В некоторых случаях выполнения светодиодный модуль может быть закреплен на торцевой поверхности корпуса с возможностью входа воздуха во внутреннюю полость корпуса. В различных случаях выполнения каждый из корпусов может иметь прямоугольный, или квадратный, или круглый, или треугольный, или фигурный профиль с наружными размерами по ширине - 100,0 мм, по высоте - 30,0 мм, с толщиной стенок 2,0 мм. Предпочтительно, чтобы длина корпуса составляла диапазон 0,2 м - 0,5 м. Предпочтительно, чтобы в рабочем положении открытый конец трубы, в непосредственной близости от которого установлен светодиодный модуль, был размещен ниже уровня противоположного открытого конца трубы, обеспечивая слегка наклонное или вертикальное положение светильника
Недостатками известного устройства является достаточные габариты светильника, выполненного из одной или нескольких соединенных между собой труб, где не учитывается геометрия и оптимальная форма требуемого радиатора, обеспечивающего естественную конвекцию, а решается выбором объема корпуса.
Техническим результатом, на достижение которого направлена заявляемая полезная модель, является повышение уровня конвекции, что обеспечит повышении сроков службы устройства, его эксплуатационную надежность при оптимизации габаритов устройства.
Заявленный технический результат достигается тем, что светодиодный светильник с использованием конвекционного охлаждения, содержащий протяженный корпус из теплопроводящего материала, где плата светодиодных источников света закреплена на нижней торцевой поверхности корпуса, при этом корпус выполнен с продольными элементами охлаждения по внешнему периметру, при этом продольные ребра в средней части корпуса до области, прилегающей к диску светодиодных источников света, формируют область объемных скошенных сопел.
При этом сопла имеют фигурный профиль, геометрия которого усиливает конвекционные потоки воздуха.
Устройство поясняется приложенными графическими материалами, представленными на фигурах 1-3. Где корпус 1, в торце которого закреплена печатная плата светодиодов 2, соединенная с источником питания 3. Корпус выполнен с дополнительными продольными ребрами по периметру 4, при этом от средней части до области, прилегающей к диску печатной платы, ребра выполнены в виде объемных скошенных сопел 5 и имеют фигурный профиль 6.
Светодиодный модуль защищен оптической линзой (7), выполненной из оптически-прозрачного полимера (оптический поликарбонат), которая крепится через герметичную температуро- и влагостойкую прокладку из силиконового герметика и винтов. Использование защитной линзы позволяет исключить механическое повреждение светодиодов, запыление и обеспечивает полную пыле-влагозащиту излучающего светодиодного модуля. Светильник работает следующим образом. При подключении светильника к электросети блок питания со стабилизацией тока 3 подает напряжение на модуль светодиодов (2). Такая ребристо-полая форма корпуса-радиатора с сформированными соплами, способствующими созданию потоков воздуха, обеспечивает с одной стороны, большую площадь поверхности охлаждения, а также естественную конвекцию потоков воздуха вдоль корпуса-радиатора, давая возможность воздуху охлаждать светильник.