СВЕТОДИОДНЫЙ СВЕТИЛЬНИК (ВАРИАНТЫ)

Полезная модель относится к осветительным устройствам и их деталям.
В настоящее время на рынке светотехнических изделий широко применяются различные светодиодные источники света, которые активно конкурируют с изделиями на основе ламп накаливания, люминесцентных и галогенных ламп. Изделия на основе светодиодов и светодиодных матриц используются в различных осветительных приборах (светильниках), сигнальных устройствах (светофоры, бакены, створные знаки), а также в различных информационных табло и рекламной продукции (1, 2, 3).
Известен источник 4, в котором приведен осветительный прибор с источником света и оптическим блоком.
Известен «Светодиодный декоративный светильник», содержащий корпус, источник света, в качестве которого использованы светодиоды, и световоды (5).
Наиболее близким аналогом по функциональному назначению относительно заявляемого решения является светодиодный светильник, содержащий корпус, источник света, в качестве которого использованы светодиоды, характеризующийся тем, что в корпусе размещены светодиоды, смонтированные на плату и подключенные к электропитанию, а элементы изделия скреплены между собой (6).
Однако, аналоги, включая прототип, имеют существенные ограничения относительно герметизации.
Задачей разработки заявляемого светильника является его достаточная и необходимая герметизация (от влаги, пыли, и т.п.), которая позволяет ему стабильно работать длительное время в уличных условиях. Техническим результатом является предотвращение конденсации влаги в корпусе светильника, работающего на улице (перепад температуры и др. факторы), и существенное снижение коррозии внутри элементов.
Предложен светильник (варианты).
Светодиодный светильник, содержащий корпус, в котором размещены светодиоды, смонтированные на плату и подключенные к электропитанию, а элементы светильника скреплены между собой, характеризующийся тем, что имеет войлочную прокладку, расположенную по контуру вверху крышки светильника, крышка представляет собой защитное стекло, выполненное, например, из поликарбоната, корпус выполнен сборным и служит радиатором, корпус и плата выполнены из алюминия.
Светодиодный светильник, содержащий корпус, в котором размещены светодиоды, смонтированные на плату и подключенные к электропитанию, а элементы светильника скреплены между собой, характеризуется тем, что имеет резиновую прокладку, расположенную по контуру вверху крышки светильника, фильтр войлочный, крышка представляет собой защитное стекло, выполненное, например, из поликарбоната, с отверстиями под фильтр, корпус служит радиатором, корпус и плата выполнены из алюминия.
Светодиодный светильник, содержащий корпус, в котором размещены светодиоды, смонтированные на плату и подключенные к электропитанию, а элементы изделия скреплены между собой, характеризуется тем, что герметизирующим материалом является светопроводящий компаунд, а заливают светопроводящим, например, кремнийорганическим компаундом, по уровню светодиода, крышка представляет собой защитное стекло, выполненное, например, из поликарбоната, корпус выполнен сборным и служит радиатором, корпус и плата выполнены из алюминия.
Светодиодный светильник, содержащий корпус, в котором размещены светодиоды, смонтированные на плату и подключенные к электропитанию, а элементы изделия скреплены между собой, характеризуется тем, что герметизирующим материалом является светопроводящий компаунд, а заливают светопроводящим, например, кремнийорганическим компаундом по уровню монтажных паек светодиода, крышка представляет собой защитное стекло, выполненное, например, из поликарбоната, корпус выполнен сборным и служит радиатором, корпус и плата выполнены из алюминия.
Проведенные исследования показали, что существуют варианты герметизации светодиодных светильников.
В ламповых светильниках применяются различные уплотняющие прокладки, которые необходимы для открывания и герметичного закрывания корпуса при замене ламп. Замена светодиодов не требуется, а если и требуется, то только на заводе-изготовителе. Это объясняется большим сроком службы светодиодов: срок службы светодиодов не менее 8 лет (50000 тысяч часов). При применении прокладок в полых корпусах внутри остается некий объем воздуха. Этот воздух из окружающей среды через некачественную или состарившуюся прокладку (в течении 8 лет) может накопить избыточную влагу и при перепаде температур эта влага сконденсируется на элементах светильника. Это приведет к снижению надежности (за счет коррозии и замыканий), и ухудшение светотехнических характеристик.
Альтернатива - герметизация, например, кремнийорганическим прозрачным компаундом. Компаунд имеет достаточно высокую светопропускаемость, и его можно заливать при нормальных производственных условиях. Компаунд нетоксичен.
Компаунды применяют, как правило, в качестве заливочного материала, например, для защиты и электроизоляции приборов, эксплуатирующихся в среде воздуха в условиях повышенной влажности при температурах от -90°С до +250°С. Весьма успешно их используют при изготовлении гибких литьевых форм для многократного тиражирования копий изделий сложной конфигурации из воска, различных смол, легкоплавких металлов, гипса и т.д. Наиболее часто для этих целей применяют "Пентэласт-710" марки А и В и компаунд КЛСЕ. Формы могут эксплуатироваться длительное время при температурах до +250°С (КЛСЕ - до +300°С).
Эксплуатация светильника осуществляется путем закрепления на несущих деталях (консоли на столбе, стене здания и т.п.), при этом светильник обращен светодиодами вниз. Указанные варианты герметизации следующие (на фигурах показан вид сбоку в разрезе).
1. Войлочная (дышащая) прокладка по контуру вверху крышки (защитного стекла) светильника (фиг.1).
2. Резиновая прокладка прилегает по контуру, используется войлочный клапан (фиг.2).
На фиг.1, 2 изображено: 1 - защитное стекло (крышка), 2 - прокладка, 3 - алюминиевая печатная плата, 4 - светодиоды, 5 - корпус-радиатор, выполненный из алюминия в виде профиля для отвода тепла при эксплуатации светильника, 6 - отверстия, служащие для вентиляции светильника, 7 - войлочный фильтр.
Войлочный фильтр-прокладка предотвращает попадание грязи внутрь, но позволяет вентилировать внутренний объем светильника. Резиновая прокладка не позволяет вентилировать воздух внутри корпуса и при возникновении точки росы, влага сконденсированная на элементах долго не будет испаряться.
При негерметично установленной резиновой прокладке возникает эффект насасывания влаги внутрь корпуса. При периодическом включении и выключении светильника (например: день, ночь), внутренний объем нагреваясь расширяется и охлаждаясь сжимается. При нагревании воздух внутри корпуса расширяется и выходит наружу через негерметичную прокладку, а при охлаждении внутренний объем воздуха сжимается и всасывает новую порцию наружного влажного воздуха. Таким образом, количество влаги внутри светильника увеличится.
3. Герметизация светодиодных светильников, заливка светопроводящим компаундом по уровню светодиода (фиг.3, показано стрелками).
4. Герметизация светодиодных светильников, заливка светопроводящим компаундом по уровню крепления платы светодиода (фиг.4, показано стрелками).
На фиг.3, 4 изображена дополнительно деталь: 8 - заливочный кремнийорганический компаунд.
Компаунд залит по верхнему уровню светодиодов (фиг.3). Однако минус этого варианта заключается в том, что при использовании оптических линз (на фигурах не показаны) на светодиодах идет преломление света (кривая освещенности становится меньше, меньше световой поток) из-за попадания компаунда на линзу. Наиболее предпочтительным вариантом является заливка компаундом по уровню крепления платы, т.к. компаунд защищает многочисленные места пайки соединенных между собой элементов светильника. Срок службы светильника в последнем случае значительно продлевается (фиг.4).
Разработан консольный светильник со светодиодными источниками света, который предназначен для наружного освещения, в частности для организации освещения стоянок, дорог, дворов и т.п.
Светильник устанавливается на опоры или на кронштейны на стенах домов.
Рекомендуемые углы наклона к освещаемой площади 0-30.
Основные параметры и характеристики:
Потребляемая мощность (220 В), Вт не более
90 Вт
Световой поток, Лм не менее:
5500-6100
Кривая силы света по ГОСТ 17677-82
Д
Цветовая температура излучения, К
5000-6000
Индекс цветопередачи
70-75
Габаритные размеры (L×B×H), мм, не более
420×200×65
Масса, кг, не более
6,0
Степень защиты светильника от воздействия
окружающей среды по ГОСТ Р МЭК 60598-1
IP65
Класс защиты от поражения электрическим
током по ГОСТ Р МЭК 60598-1
1
Соответствует климатическому исполнению
У1
Диапазон рабочих температур, °С
-40…+50
Срок гарантийного хранения светильника до
ввода в эксплуатацию
2 года
Срок службы светильника, не менее
8 лет.
Светильник соответствует действующему техническому условию, а по требованиям безопасности - соответствующим ГОСТ-ам.
Все работы по монтажу и обслуживанию светильника должны производиться только при отключенной сети питания.
Светильник должен быть заземлен.
Конструктивно светильник состоит из алюминиевого корпуса-радиатора, закрытого поликарбонатным рассеивателем (крышкой).
Цвет корпуса - при заказе по шкале RAL.
Требуемая высота и угол установки светильника определяются светотехническим расчетом.
Светильник рекомендуется устанавливать на кронштейнах.
Диаметр посадочного размера кронштейна 48 мм
Рекомендуемая высота установки светильника 4,5-10 м
Теплоотвод от светильника осуществляется за счет его корпуса, сделанного из сплава алюминия в виде радиатора.
Источники информации
1. Хваловский В.В., Румянцев Д.М., Вознесенский Н.Б. Материалы Всесоюзной научно-технической конференции «Современная прикладная оптика» - Л., 1975.
2. Neumann Y., Hofinann W. XIX Yutem. Wiss/ Koll Т.Н. Ymenan, 1974, H.4.
3. Слюсарев Т.Т. «Расчет оптических систем» - Л., Машиностроение, 1975.
4. В.Г.Карпов и др. Расчет растровых оптических систем и оптических элементов Френеля (Учебное пособие по курсу «Техническая оптика»). Кафедра теории оптических приборов. Мин-во высш. и сред. спец. образования СССР, Ленинградский ордена Трудового Красного Знамени Институт точной механики и оптики. Л., 1986, стр.3-4, рис.1.
5. RU 2002125956/28, «Светодиодный декоративный светильник», МПК 7 F21V 1/00, заявл. 01.10.2002.
6. RU 95069, «Светильник светодиодный», МПК 7 F21V 8/00, заявл. 24.02.2010.