СВЕТИЛЬНИК

Область техники
Полезная модель относится к области долговечных осветительных устройств и/или источников света с использованием полупроводниковых устройств (светодиодов) в качестве непосредственно источников света как таковых, и корпуса-радиатора как его составной части в качестве несущего элемента и может быть использовано для уличного, промышленного, бытового и архитектурно-дизайнерского освещения.
Уровень техники
Известен аналог настоящей полезной модели - дорожный светильник, (патент CN101082394, МПК F21S4/00; F21V23/00; F21W131/103), представляющий собой разновидность уличных фонарей, в котором для улучшения теплоотвода и передачи его от светоизлучающих светодиодов непосредственно на корпус-радиатор используется теплопроводящий силикагель.
Недостатком аналога является трудоемкость изготовления изделия, которая характерна как для сборочных операций, так и для непосредственного изготовления комплектующих (сложность конструкции корпуса-радиатора, содержащего крепежные бобышки, как следствие - повышенные требования к изготовлению самого корпуса-радиатора, либо компенсация погрешностей и подгонка уже при сборке изделий; наличие в конструкции большого ряда уникальных элементов). Пристутствие в изделии силикагеля, хотя и решает проблему улучшенного теплоотвода (при отсутствии оного в данной конструкции эффективность рассеивания тепла резко падает и вообще сомнительна, поскольку тепло на корпус-радиатор, во-первых, передается через ряд составляющих светильник элементов, а во-вторых, реализуется только по местам контакта крепежных узлов), однако несет собою дополнительные повышенные требования по герметизации изделия и дополнительные трудности, возникающие не только при сборке изделия, но и при его эксплуатации.
Известен также аналог - светильник, использующийся для уличного и промышленного освещения, содержащий, установленные в корпусе-радиаторе, по меньшей мере, две матрицы светодиодов, особенностью корпуса, которого является использование его центральной секции в качестве функционального и технологического отсеков, а, по меньшей мере, двух периферийных - непосредственно для размещения источников света (патент РФ №77022, F21S8/00; F21W131/00).
Недостатком данного аналога является дополнительный расход материала на изготовление как верхней, так и нижней частей светильник, обусловленный разнесением ниш под матрицы светодиодов по периферии.
К недостаткам обоих вышеуказанных аналогов относится их большие габариты во всех 3-х взаимноперпендикулярных направлениях, что влечет за собой дополнительные расходы на их размещение на складах, логистику, материалы.
В качестве наиболее близкого аналога того же назначения является осветительное устройство, основание корпуса-радиатора которого профилировано под светоизлучающие диоды в виде буквы «V» (патент CN200982551, МПК F21S4/00; F21V17/00; F21Y101/02).
Недостатками прототипа являются, во-первых, его ориентирование на специализированные источники света, во-вторых, потеря эффективной площади рассеивания, при указанном размещении источников света.
Кроме того, общим недостатком, характерным для всех указанных образцов является их привязка к строго определенным комплектующим, в частности источникам света, обусловленным получением определенной диаграммы направленности светового излучения.
Раскрытие полезной модели
Техническая задача, которую решает заявляемая полезная модель - обеспечение требуемых нормативных оптических характеристик осветительного устройства в широких пределах, в зависимости от условий эксплуатации, при сохранении высоких показателей эксплуатационной надежности и срока службы изделия, а также при минимальных затратах на изготовление и обслуживание.
Технический результат достигается тем, что дополнительно используются светоотражающие поверхности; за счет эффективного теплоотвода обеспечиваются комфортные условия работы светоизлучающих диодов; конструкция светильника упрощена за счет минимального состава компонентов и их собственной конструкции;
конструкция предусматривает использование ряда комплектующих, в зависимости от требуемых параметров освещенности и преследуемых целей.
Сущность настоящей полезной модели - светильника, основным элементом которого является корпус-радиатор-кронштейн, состоит в том, что его ниша, предназначенная для размещения и крепления на ней, по меньшей мере, двух матриц светодиодов профилирована в виде буквы «W» с отходящими теплорассеивающими ребрами, предусматривает также и крепление к ней (при необходимости) сменных клиньев. Крайние поверхности ниши являются зеркальными, для чего на них нанесено светоотражающее покрытие. Матрицы светодиодов крепятся на корпус-радиатор-кронштейн или на клинья через теплопроводящий материал (например, термопасту), клинья также сажаются на корпус-радиатор также через теплопроводящий материал. Кронштейн корпуса-радиатора, который может быть изготовлен как с ним монолитно, так и отдельно с последующим жестким соединением (например, сваркой) обеспечивает крепежные функции к элементам конструкций, в качестве которых могут быть использованы консоли столба, потолочные или пристенные узлы крепления. Между кронштейном и нишей под матрицы светодиодов и (или) сменные клинья размещается ниша под источник тока. В качестве источника тока используется двуканальный источник в случае двух матриц светодиодов, и многоканальный - в случае, если количество матриц превышает две штуки. В качестве светодиодов, в зависимости от преследуемых целей, используются их различные типы, дифференцируемые по мощности, цветности, диаграммам направленности и т.д.
Корпус-радиатор-кронштейн светильника, а также сменные клинья изготавливаются из теплопроводящего материала (например, алюминия).
Для защиты от внешних воздействий, в зависимости от степени защиты используется либо светопрозрачный материал сам по себе с креплением к окантовке корпуса светильника, либо светопрозрачный материал совместно с герметизирующей прокладкой и защитной крышкой.
Из уровня техники неизвестно техническое решение с заявляемой совокупностью существенных признаков независимого пункта формулы полезной модели, что подтверждает ее соответствие условию патентоспособности - новизна.
Сущность полезной модели поясняется чертежами, где:
на фиг.1 - светильник (вид сверху);
на фиг.2 - светильник (вид снизу);
на фиг.3 - разрез А-А по фиг.2.
Светильник может быть осуществлен с реализацией своего назначения следующим образом. Основа светильника - корпус-радиатор-кронштейн 1 с ребрами 8 является базовой единой литьевой деталью функционально представленной в виде кронштейна 2, отсека под источник питания (на чертеже указана его ниша 4) и непосредственно самого корпуса-радиатора. Однако, возможно раздельное изготовление функциональных частей с использованием соответствующих технологических процессов с последующим их жестким соединением (например, сваркой). Во избежание засорения радиатора, ребра 8 выполнены с утолщением к корню, что также облегчает условия литья такой детали, и кроме этого в месте перехода ниш 3под матрицы светодиодов 7 в нишу 4 источника тока 10 предусмотрены отливы 11.
Кронштейн 2 корпуса-радиатора-кронштейна 1 предназначен для крепления светильника к элементам несущих конструкций (в зависимости от целей освещения используются опоры освещения, настенные или потолочные узлы крепления; на чертеже не показаны) и подвода проводов питающей сети (на чертеже не показаны).
Матрицы светодиодов 7 монтируются в нишах 3 либо одиночно, либо через сменные клинья 6. При этом контакт соприкасающихся поверхностей происходит через теплопроводящий материал (например, термопасту). Соединение указанных частей возможно при помощи винтов, заклепок, специального термоклея. Наличие и размер сменных клиньев 6, тип, мощность, количество светоизлучающих диодов, а также размеры конфигурации сечения в виде буквы «W», обуславливающие угловые размеры а, b, с определяются исходя из обеспечения желаемой силы и картины освещения. Например, для получения требуемых условий освещения магистралей и улиц согласно требованиям ГОСТ 17677-82, при высоте подвеса на типовые столбы в 12 м необходимо использование 70° светодиодов, а углы a, b и с должны составлять соответственно 140°, 90°, 110°.
Источник тока 10 для матриц светодиодов 7 размещается в предусмотренной для него нише 4.
Светопрозрачный материал 9 служит для герметизации светильника. При повышенных требованиях к степени защиты светильника светопрозрачный материал прижимается по контуру к корпусу-радиатору-кронштейну 1 крышкой-окантовкой (на чертеже не показана). При этом соединение реализуется через герметизирующую прокладку (на чертеже не показана) и осуществляется винтами или защелками (на чертеже не показаны).
Светильник работает следующим образом. При подключении светильника к электросети, источник питания 10 подает напряжение на матрицы светодиодов 7. Происходит выделение тепла, которое рассеивается преимущественно, предусмотренными для этих целей ребрами 8 корпуса-радиатора-кронштейна 1. В зависимости от целей освещения и требуемых условий, сменные клинья 6 могут, как присутствовать, так и отсутствовать. Кроме того, матрицы светодиодов 7 могут комплектоваться различным типом и составом светоизлучающих диодов.
Описанные средства и методы, с помощью которых возможно осуществление светильника, с реализацией указанного назначения, подтверждает соответствие заявленной полезной модели условию патентоспособности - промышленная применимость.
Светильник
Перечень позиций элементов чертежей прожектора.
1 - корпус-радиатор-кронштейн;
2 - кронштейн корпуса-радиатора;
3 - ниша под матрицы светодиодов;
4 - ниша под источник тока;
5 - светоотражающая поверхность;
6 - сменный клин;
7 - матрица светодиодов;
8 - ребро корпуса-радиатора;
9 - оптически прозрачный материал;
10 - источник тока;
11 - отлив.