РАДИАТОР ДЛЯ СВЕТОДИОДНОГО СВЕТИЛЬНИКА

Полезная модель относится к светотехнике, в частности, к радиаторам для светодиодных светильников, которые могут быть использованы для освещения рабочих зон промышленного назначения с тяжелыми условиями окружающей среды, высоким содержанием пыли и влаги, в частности, для конвейеров, цехов, открытых площадок, мастерских и пр.
Основными требованиями, которые предъявляются к современным светильникам, являются высокий КПД преобразования электроэнергии в свет и длительный срок службы. Этому требованию удовлетворяют светильники, в которых в качестве источника света используются светодиоды.
Однако мощные светодиоды без охлаждения быстро перегреваются и выходят из строя. Для предотвращения перегрева используются, как правило, пассивные методы охлаждения, такие как теплоотвод посредством радиатора.
Радиаторы при минимальных массе и габаритах должны обеспечивать достаточное охлаждение светодиодов. Теплоотвод в радиаторных светильниках происходит за счет конвективного теплообмена и теплового излучения в окружающее пространство.
Для увеличения площади теплоотводящей поверхности внешнюю часть корпуса выполняют с оребрением. Так в известном светодиодном светильнике [Патент RU №113813 от 22.09.2011, опубл. 27.02.2012, F21S 13/00] наружная поверхность профиля выполнена в виде пластин оребрения и представляет собой теплоотдающий радиатор. Ребра профиля расположены под наклоном. Поверхности оребрения и стенок продольного канала, расположенного внутри профиля, для увеличения теплоотдающей площади выполнены волнистыми.
Такой светильник благодаря оребренному радиатору обеспечивает эффективное охлаждение светодиодов. Но конфигурация оребрения допускает скопление в пазах радиатора частиц пыли и грязи, находящихся в воздухе во взвешенном состоянии, а также других загрязнений. Это приводит к снижению теплоотвода, перегреву светодиодов и, как следствие, преждевременному выходу их из строя.
Задача, на решение которой направлена данная полезная модель, заключается в исключении скопления большого количества пыли и грязи в пазах радиатора и увеличении срока службы светильника.
Техническим результатом является обеспечение высокого уровня теплообмена между радиатором и окружающей средой.
Технический результат достигается за счет того, что радиатор охлаждения для светодиодного светильника содержит корпус с продольно ориентированными ребрами, расположенными под наклоном, при этом ребра корпуса имеют вертикальные пазы и выполнены с отрицательным углом наклона к линии горизонта, который, в частности, может составлять от -5° до -75°.
Кроме того, ребра корпуса имеют коническое сечение.
Коническое сечение ребер, а также их расположение с отрицательным углом наклона к линии горизонта препятствует загрязнению пространства между ребрами взвешенными частицами пыли и грязи, находящимися в воздухе, и способствует самоочищению оребрения или очищению естественными осадками при использовании радиатора вне помещений. Так теплообмен между радиатором и окружающим пространством поддерживается на уровне, необходимом для функционирования светильника.
Кроме того, указанная конфигурация ребер корпуса позволяет снизить массу радиатора при сохранении необходимой площади поверхности корпуса, обеспечивающей требуемую величину теплообмена радиатора с окружающей средой.
Вертикальные пазы, выполненные в оребрении, способствуют увеличению эффективной площади охлаждения, а также скорости конвективных потоков за счет подъема нагретого воздуха из оребрения.
Таким образом, полезная модель обеспечивает необходимый уровень теплообмена в условиях воздействия загрязняющих факторов, тем самым создавая условия для длительного функционирования светодиодов и светильника в целом.
Сущность предложенного технического решения поясняется чертежами:
Фиг.1 - общий вид радиатора;
Фиг.2 - радиатор в поперечном разрезе;
Фиг.3 - вид радиатора сбоку.
Предлагаемый радиатор для светодиодного светильника содержит оребренный (например, алюминиевый) корпус 1, в котором для целей монтажа выполнен Т-образный паз 2.
В корпусе 1 радиатора может быть выполнена продольная полость 3 для расположения блока питания светильника, где обеспечивается его защита от воздействия окружающей среды (пыли, грязи, влаги).
Для установки источников света в виде светодиодов, а также оптической системы в корпусе радиатора может быть выполнена полость 4. В таком случае светопропускающая пластина, выполненная, например, из стекла или прозрачных пластических материалов, фиксируется в нижней части светильника с помощью пазов 5 в полости 4 с последующей герметизацией полости 4, где располагаются светодиоды.
С торцов светильника могут быть установлены боковые крышки, которые фиксируются, например, с помощью винтов.
Ребра корпуса 1 имеют отрицательный угол наклона к линии горизонта, который предпочтительно составляет от -5° до -75°. Кроме того, в оребрении вдоль всей длины боковой части корпуса 1 выполнены вертикальные пазы 6. Также, ребра корпуса 1 могут иметь конусообразное сечение.
Работа радиатора охлаждения осуществляется следующим образом.
При включенном светильнике, снабженном блоком питания и источниками света, выполненными на основе светодиодов, происходит выделение тепла. В процессе теплообмена через внешнюю поверхность корпуса 1 радиатора тепло отводится в окружающее пространство. При этом нагретый в межреберном пространстве воздух через вертикальные пазы 6 поднимается вверх, обеспечивая конвективный теплообмен между радиатором и окружающим пространством.
В процессе эксплуатации на радиатор светильника может оседать пыль и другие загрязняющие вещества, которые под действием воздушных потоков и естественных осадков (при использовании на открытых площадках) легко удаляются с поверхности ребер радиатора, наклоненных к линии горизонта под отрицательным углом, не забивая при этом пространство между ребрами. Это, в свою очередь, способствует длительному сохранению эффективности теплообмена между радиатором и окружающим пространством.
Кроме того, ребра корпуса 1 имеют конусообразное сечение, что также обеспечивает снижение интенсивности загрязнения ребер и более равномерное распределение тепла на поверхности корпуса 1. При этом уменьшается тепловое сопротивление корпуса 1, что в свою очередь, ведет к повышению уровня теплоотвода и снижению температуры нагрева светодиодов.
Более того, такая конфигурация ребер позволяет снизить массу светильника, а также расход материала при его изготовлении, не уменьшая при этом теплоотводящую площадь и, тем самым, не снижая необходимый уровень теплообмена.
Предлагаемая полезная модель позволяет увеличить срок службы светильника за счет обеспечения необходимого уровня теплообмена в условиях воздействия загрязняющих факторов. Таким образом, повышается надежность светильника, что особенно важно в условиях производственных помещений, где выход из строя осветительных устройств не только останавливает производственный процесс, но может спровоцировать аварийные ситуации.