Светодиодный светильник
Изобретение относится к области светотехники, в частности к светодиодным уличным светильникам. Техническим результатом является повышение эффективности теплоотвода. Светодиодный светильник включает корпус с закрепленным на нем радиатором, элементами крепления светодиодной матрицы, защитного стекла и держателя с отверстием и механизмом крепления трубчатой консоли опоры при этом корпус светильника выполнен сборно-разборным в виде основания над окнами, в центральной части которого смонтирован радиатор и, по меньшей мере, одна светодиодная матрица. На основании над окнами смонтирован радиатор. По бокам основания закреплены продольные боковые стенки, связанные при помощи пазов-прорезей с направляющими воздушного потока, установленными над радиатором и по, меньшей мере, с двумя направляющими воздушного потока держателя, выполненными в виде ребер и установленными перпендикулярно продольной оси светильника. Головная часть корпуса выполнена в виде направляющих воздушного потока, выполненных, преимущественно, параллельно продольной оси светильника. Держатель светильника выполнен из набора направляющих воздушного потока дополнительно связанных друг с другом при помощи, по меньшей мере, трех пластин, верхняя из которых, при помощи пазов-прорезей связана с, по меньшей мере, двумя направляющими корпуса. 10 з.п. ф-лы, 12 ил.
Изобретение относится к области энергосберегающих устройств к светодиодным светильникам, в частности к уличным светильникам, обеспечивающим освещение улиц, магистралей, дорог, площадей и т.д., в том числе с различными расстояниями между опорами.
Известен светильник по патенту на изобретение №2366120 М. кл. H05B 33/02, F21S 4/00. Публ. 27.08.2009, содержащий светодиодные группы, соединенные последовательно или параллельно, или последовательно-параллельно, каждая из которых соединена с импульсным блоком питания с возможностью плавного ограничения температуры нагрева светодиодов, входящих в состав каждой из указанных светодиодных групп. Светодиоды установлены на печатной плате с подложкой из стеклотекстолита или алюминия, которая закреплена на корпусе светильника путем вальцевания или прижатия к поверхности корпуса светильника с загибом краев корпуса, который выполнен из металла, выполняющего роль корпуса-радиатора. Импульсный блок питания, установленный на печатной плате, содержит электронный самовосстанавливающийся токовый предохранитель, двухполупериодный выпрямитель, импульсный преобразователь напряжения в стабилизированный ток для питания светодиодных групп. В состав импульсного преобразователя напряжения в стабилизированный ток для питания светодиодных групп входит датчик температуры на основе терморезистора, который нагревается за счет конвекционных потоков воздуха внутри корпуса, датчик автоматического включения-выключения светильника при наступлении темноты-света и датчик движения, реагирующий на движение субъектов, находящихся в зоне освещения светильника. Датчик движения выполнен на основе КМОП матриц, ПЗС матриц или инфракрасных лучей и подключен к питающей сети переменного или постоянного тока. Датчик движения электрически соединен с датчиком автоматического включения-выключения светильника, с возможностью управления работой последнего. Технический результат - расширение функциональных возможностей, повышение надежности при эксплуатации светильника с нестабильными сетями, защита от внешних воздействий, улучшение теплоотвода и повышение экономии электроэнергии.
К недостаткам известного устройства можно отнести невысокую эффективность отвода тепла от светодиодных групп, матриц.
Известен наиболее близкий по технической сущности и совокупности существенных признаков к заявляемому техническому решению светильник уличный светодиодный см. патент на полезную модель №83587 МПК F21S 13/10, - прототип - закрепляемый на опоре, содержащий корпус с источником света, установленным внутри корпуса, и блок питания, при этом вся поверхность корпуса является охлаждающим радиатором, выполненным в виде пластин оребрения, установленных с трех сторон по периметру корпуса, источник света выполнен в виде светодиодного модуля, в котором светоизлучающие элементы объединены, по меньшей мере, в четыре параллельные линейки последовательно соединенных сверхмощных светодиодов, при этом каждый из светодиодов крепится не только за счет пайки контактных выводов, но и за счет пайки теплоотводящей пятки светодиода к специальным электрически нейтральным контактам печатной платы. Задача, положенная в основу известной полезной модели, по мнению авторов полезной модели заключается в создании уличного светильника с малым потреблением электроэнергии и повышенными светотехническими параметрами, простой конструкции, универсальной по способам установки, с улучшенными условиями охлаждения источника света. Технический результат, достигаемый при использовании известной полезной модели, заключается в улучшении условий охлаждения источников света (светодиодов) и расширении функциональных возможностей.
К недостаткам известного светильника можно отнести недостаточную эффективность теплообмена, связанную с отводом тепла от светодиодов только с боковых сторон светильника светодиодных матриц и отсутствием теплоотводящих элементов непосредственно над светодиодами.
Опоры для освещения улиц в городах зачастую установлены на различных расстояниях друг от друга и обеспечить хорошее освещение улиц при помощи известного светильника не представляется возможным. На улицах между опорами образуются «мертвые» неосвещенные зоны. Требуются светильники позволяющие осуществить качественное освещение улиц.
Задачей, предполагаемого изобретения является разработка светильника, в котором более эффективно используются теплоотводящие его части, обеспечивается эффективное освещение улиц при различных расстояниях между опорами и обеспечивается возможность установки в светильнике светодиодных матриц различной мощности.
Поставленная предполагаемым изобретением задача достигается сочетанием известных признаков, включающих корпус с закрепленным на нем радиатором, элементы крепления светодиодной матрицы, защитного стекла и держателя, механизм крепления светильника на опоре с отверстием для трубчатой консоли опоры и новыми признаками, заключающимися в том, что корпус светильника выполнен сборно-разборным в виде основания в окнах которого в центральной его части смонтирована, по меньшей мере, одна светодиодная матрица, на основании над окнами смонтирован радиатор, по бокам основания закреплены продольные боковые стенки, связанные при помощи пазов-прорезей с направляющими воздушного потока, установленными над радиатором и по, меньшей мере, с двумя направляющими воздушного потока держателя, выполненными в виде ребер и смонтированными перпендикулярно продольной оси светильника, при этом головная часть корпуса выполнена в виде направляющих воздушного потока, смонтированных преимущественно параллельно продольной оси светильника, а держатель светильника выполнен из набора направляющих воздушного потока дополнительно связанных друг с другом при помощи, по меньшей мере, трех пластин, верхняя из которых при помощи пазов-прорезей связана с, по меньшей мере, двумя направляющими корпуса.
Светодиоды в матрице, и каждая матрица, смонтированные в окнах основания выполнены одинаковой или различной мощности.
Пластины, боковые стенки, радиатор и направляющие корпуса, головной части и держателя выполнены из теплоотводящего материала, например, алюминия, стали.
Направляющие воздушного потока держателя связаны между собой при помощи, по меньшей мере, трех пластин, наружные стороны нижних пластин держателя выполнены с пазами-прорезями для направляющих ступенчатыми для закрепления на них уменьшающихся по размерам направляющих.
Механизм фиксации светильника на трубчатой консоли опоры выполнен в виде планки держателя с резьбовыми отверстиями в ней для болтов-фиксаторов, смонтированной в пазах нижней части его направляющих.
Направляющие корпуса светильника выполнены полукольцевой овальной обтекаемой формы, образующие в совокупности в нижней части светильника углубление для размещения в нем, по меньшей мере, одной светодиодной матрицы с защитными стеклами.
Защитное стекло выполнено в виде, по меньшей мере, одной линзы смонтированной напротив светодиода, при этом в пазах каждой из направляющих в нижней части образующей углубление смонтировано дополнительное защитное стекло.
Верхняя и боковые наружные поверхности направляющих корпуса, его головной части и держателя при виде сверху выполнены овальной обтекаемой формы, расширяющейся к центру и уменьшающейся к ее краям или вогнутой.
Центральная часть корпуса светильника, образованная направляющими, при виде сверху выполнена цилиндрической, а направляющие головной части светильника и держателя выполнены в виде усеченных конусов или овальными, вершиной направленной к краям центральной части корпуса светильника.
Направляющие воздушного потока головной части корпуса выполнены регулируемыми с возможностью их установки радиально при помощи по меньшей мере, одного распределителя с пазами для направляющих под увеличивающимся от осевой линии углом от 0 до 30° к продольной оси светильника.
Отверстие для трубчатой консоли опоры в направляющих держателя выполнено с выемкой для фиксатора, предотвращающего поворот корпуса светильника относительно трубчатой консоли опоры, а на трубчатой опоре выполнен соответствующий выступ.
Новизной предполагаемого изобретения является выполнение корпуса светильника сборно-разборным в виде основания в окнах которого в центральной его части смонтирована, по меньшей мере, одна светодиодная матрица, на основании над окнами смонтирован радиатор, по бокам основания закреплены продольные боковые стенки, связанные при помощи пазов-прорезей с направляющими воздушного потока, установленными над радиатором и по, меньшей мере, с двумя направляющими воздушного потока держателя, выполненными в виде ребер и смонтированными перпендикулярно продольной оси светильника, при этом головная часть корпуса выполнена в виде направляющих воздушного потока, смонтированных преимущественно параллельно продольной оси светильника, а держатель светильника выполнен из набора направляющих воздушного потока дополнительно связанных друг с другом при помощи, по меньшей мере, трех пластин, верхняя из которых при помощи пазов-прорезей связана с, по меньшей мере, двумя направляющими корпуса.
Так, выполнение корпуса светильника сборно-разборным состоящим из основания со смонтированным на нем набором теплоотводящих направляющих, включающие направляющие воздушного потока головной и средней частей и направляющие держателя, обеспечивает эффективный отвод тепла от светодиодов, и от светодиодным матриц, позволяя устанавливать светодиоды и матрицы различной мощности, для обеспечения более эффективного освещения улиц, особенно при различных расстояниях между опорами, на которых смонтированы светильники.
Взаимосвязь направляющих с боковыми сторонами основания, пластинами при помощи пазов-прорезей обеспечивает строго заданные расстояния между направляющими, что позволяет более эффективно отводить тепло.
Признаки выполнения светодиодов в матрице, и каждой матрицы, смонтированные в окнах основания выполнены одинаковой или различной мощности, выполнение основания, боковых стенок, радиатора и направляющих корпуса, головной части и держателя из теплоотводящего материала, например, алюминия, стали, взаимосвязь направляющих воздушного потока держателя между собой при помощи, по меньшей мере, трех пластин, наружные стороны нижних пластин держателя выполнены с пазами-прорезями для направляющих ступенчатыми для закрепления на них уменьшающихся по размерам направляющих, выполнение механизма фиксации светильника на трубчатой консоли опоры в виде планки держателя с резьбовыми отверстиями в ней для болтов-фиксаторов, смонтированной в пазах нижней части его направляющих, выполнение направляющих корпуса светильника полукольцевой овальной обтекаемой формы, образующих в совокупности в нижней части светильника углубление для размещения в нем, по меньшей мере, одной светодиодной матрицы с защитными стеклами, выполнение защитного стекла в виде, по меньшей мере, одной линзы смонтированной напротив светодиода, при этом в пазах каждой из направляющих в нижней части образующей углубление смонтировано дополнительное защитное стекло, выполнение верхней и боковых наружных поверхностей направляющих корпуса, его головной части и держателя при виде сверху овальной обтекаемой формы, расширяющейся к центру и уменьшающейся к ее краям или вогнутой, а также выполнение центральной части корпуса светильника, образованной направляющими, при виде сверху цилиндрической, а направляющих головной части светильника и держателя в виде усеченных конусов или овальными, вершиной направленной к краям центральной части корпуса светильника, выполнение направляющих воздушного потока головной части корпуса регулируемыми с возможностью их установки радиально при помощи, по меньшей мере, одного распределителя с пазами для направляющих под увеличивающимся от осевой линии углом от 0 до 30° к продольной оси светильника более конкретно раскрывают конструктивные особенности светильника и позволяют достичь поставленную предполагаемым изобретением задачу.
Выполнение отверстий для трубчатой консоли опоры в направляющих держателя с выемкой для фиксатора и выполнение на трубчатой опоре соответствующего выступа предотвращает поворот корпуса светильника относительно трубчатой консоли опоры.
Согласно проведенного патентно-информационного поиска признаки предлагаемого устройства являются новыми, имеют изобретательский уровень и промышленно выполнимы.
На фиг.1 схематично представлен предлагаемый светодиодный светильник вид сбоку с отведенным от корпуса держателем с механизмом фиксации светильника на трубчатой опоре.
На фиг.2 представлено сечение светильника по А-А.
На фиг.3 представлена направляющая воздушного потока держателя с выполненным в ней отверстием.
На фиг.4 представлена крайняя направляющая воздушного потока, держателя, смонтированная между направляющими держателя и направляющими центральной части корпуса светильника.
На фиг.5 представлена направляющая воздушного потока центральной части корпуса, охватывающая радиатор.
На фиг.6 показана шпонка-фиксатор положения корпуса светильника на трубчатой консоли опоры.
На фиг.7 показан вид корпуса светильника сверху овальной выпуклой формы без радиатора, светодиодов и светодиодных матриц.
На фиг.8 показан вид корпуса светильника сверху вогнутой формы без радиатора, светодиодов и светодиодных матриц.
На фиг.9 показан вид корпуса светильника сверху с цилиндрической центральной частью без радиатора, светодиодов и светодиодных матриц.
На фиг.10 показана трубчатая опора со смонтированной на ней шпонкой-фиксатором.
На фиг.11 показан вариант выполнения распределителя направляющих головной части светильника На фиг.12 показан светильник снизу с тремя светодиодными матрицами.
Предлагаемый в качестве предполагаемого изобретения светодиодный светильник состоит из основания 1 с боковыми сторонами 2 на которых на заданном расстоянии «L» выполнены пазы-прорези 3 для установки в них направляющих 4 воздушного потока центральной части корпуса светильника. Направляющие 5 держателя смонтированы в соответствующих пазах трех пластин. Боковые стороны 2 основания 1 связаны с держателем при помощи, по меньшей мере, двух первых направляющих держателя примыкающих к корпусу и входящих в прорези 6, выполненные в направляющих держателя. На основании 1 смонтирован радиатор 7 с теплоотводящими продольно выполненными ребрами. Направляющие 5 держателя связаны между собой при помощи двух пластин 8, выполненных ступенчатыми для закрепления на них уменьшающихся по размерам направляющих держателя, а верхняя 9 пластина, при помощи прорезей 10 связана с направляющими держателя и при помощи пазов-прорезей 11 в направляющих связана с, по меньшей мере, двумя направляющими воздушного потока 4 центральной части корпуса, образующими дополнительный теплоотводной корпус, расположенный над радиатором 7 с зазором. Отверстие 12 для трубчатой консоли опоры 13 выполнено с углублением 14 для шпонки-фиксатора 15 положения светильника на трубчатой консольной опоре 13. В нижней части направляющих 5 держателя выполнены пазы 16 для планки 17 механизма фиксации светильника на консольной опоре 13. Крайняя направляющая 18 держателя, примыкающая к центральной части корпуса выполнена без отверстия для трубчатой консоли опоры с выполненными в ней прорезями 6 для боковых сторон 2 основания 1 для планки 17 механизма фиксации, для пластин 8 и для верхней пластины 9 держателя. Направляющие 19 воздушного потока головной части корпуса светильника в конкретном случае установлены параллельно продольной оси светильника. При этом направляющие 19 при помощи устанавливаемых между ними распределителей 20 с пазами 21 для направляющих 19 могут быть установлены под различными углами к продольной оси светильника. Распределитель 20 закрепляется на основании 1 при помощи винтов и отверстий 22. С увеличением расстояний между опорами, на которых установлены предлагаемые светильники, мощность светодиодов 23 и мощность светодиодных матриц 24 можно увеличивать, обеспечивая хороший отвод тепла от светодиодов и светодиодных матриц при помощи теплоотводящих элементов корпуса.
Защитное стекло 25 с выполненными в нем углублениями-линзами 26 может быть закрыто дополнительным стеклом 27 входящим в прорези 28 боковых направляющих 4 средней части корпуса. Наружный контур направляющих держателя, центральной и его головной частей корпуса при виде сверху могут быть выполнены выпуклыми, или вогнутыми, а центральная часть корпуса светильника может быть выполнена цилиндрической.
В выемке 29, образованной в нижней центральной части корпуса боковыми направляющими 4 на основании 1 закреплены, например, три матрицы 24, которые могут быть установлены различной мощности или со светодиодами в них различной мощности. Окна 30 в основании 1 выполнены для установки в них и закрепления при помощи отверстий 31 светодиодных матриц 24, контактирующих непосредственно с радиатором 7.
Предлагаемый светодиодный светильник работает следующим образом:
Первоначально осуществляется сборка светильника. При этом в зависимости от мощности светодиодов 23 или от мощности светодиодных матриц 24 выбирается расстояние «L» между теплоотводящими направляющими 4, 5, 19. После установки светодиодных матриц 24 и защитного стекла 25 и/или 27 светильник крепится к консольной трубчатой опоре 13 путем установки отверстий 12 направляющих 5 держателя на трубчатую консоль опоры 13 со шпонкой-фиксатором 15 положения корпуса, и последующей фиксации корпуса светильника на опоре при помощи болтов механизма фиксации установленных на планке 17.
При включении светодиодов светильника, излучаемый ими свет осуществляет освещение улицы, а излучаемое светодиодами 23 или светодиодными матрицами 24 тепло через радиатор 7, смонтированный на основании 1 и связанные с ним направляющие 4, 5, 19, образующие в том числе и дополнительный корпус эффективно отводится в окружающее пространство. При этом все направляющие держателя, центральной и головной частей обеспечивают подачу воздушных потоков к продольно выполненным ребрам радиатора 7.
При увеличенном расстоянии между опорами используют светодиоды 23 или светодиодные матрицы 24 большей мощности, чем и обеспечивается освещенность улиц в том числе и между опорами.
В настоящее время изготовлено несколько опытных образцов светильника, которые установлены на трубчатых консолях на опорах улиц г.Барнаула. Предварительные испытания показали положительные результаты.
По окончании испытаний будет принято решение о производстве предлагаемых корпусов.
1. Светодиодный светильник, включающий корпус с закрепленным на нем радиатором, элементами крепления светодиодной матрицы, защитного стекла и держателя с отверстием и механизмом крепления трубчатой консоли опоры, отличающийся тем, что корпус светильника выполнен сборно-разборным в виде основания, в окнах которого в центральной его части смонтирована, по меньшей мере, одна светодиодная матрица, на основании над окнами смонтирован радиатор, по бокам основания закреплены продольные боковые стенки, связанные при помощи пазов-прорезей с направляющими воздушного потока, установленными над радиатором и по, меньшей мере, с двумя направляющими воздушного потока держателя, выполненными в виде ребер и смонтированными перпендикулярно продольной оси светильника, при этом головная часть корпуса выполнена в виде направляющих воздушного потока, смонтированных преимущественно параллельно продольной оси светильника, а держатель светильника выполнен из набора направляющих воздушного потока, дополнительно связанных друг с другом при помощи, по меньшей мере, трех пластин, верхняя из которых при помощи пазов-прорезей связана с, по меньшей мере, двумя направляющими корпуса.
2. Светильник по п.1, отличающийся тем, что светодиоды в матрице и каждая матрица, смонтированные в окнах основания, выполнены одинаковой или различной мощности.
3. Светильник по п.1, отличающийся тем, что пластины, боковые стенки, радиатор и направляющие корпуса, головной части и держателя выполнены из теплоотводящего материала, например алюминия, стали.
4. Светильник по п.1, отличающийся тем, что направляющие воздушного потока держателя связаны между собой при помощи, по меньшей мере, трех пластин, наружные стороны нижних пластин держателя выполнены с пазами-прорезями для направляющих ступенчатыми для закрепления на них уменьшающихся по размерам направляющих.
5. Светильник по п.1, отличающийся тем, что механизм фиксации светильника на трубчатой консоли опоры выполнен в виде планки держателя с резьбовыми отверстиями в ней для болтов-фиксаторов, смонтированной в пазах нижней части его направляющих.
6. Светильник по п.1, отличающийся тем, что направляющие корпуса светильника выполнены полукольцевой овальной обтекаемой формы, образующие в совокупности в нижней части светильника углубление для размещения в нем, по меньшей мере, одной светодиодной матрицы с защитными стеклами.
7. Светильник по п.1, отличающийся тем, что защитное стекло выполнено в виде, по меньшей мере, одной линзы, смонтированной напротив светодиода, при этом в пазах каждой из направляющих в нижней части, образующей углубление, смонтировано дополнительное защитное стекло.
8. Светильник по п.1, отличающийся тем, что верхняя и боковые наружные поверхности направляющих корпуса, его головной части и держателя при виде сверху выполнены овальной обтекаемой формы, расширяющейся к центру и уменьшающейся к ее краям или вогнутой.
9. Светильник по п.1, отличающийся тем, что центральная часть корпуса светильника, образованная направляющими, при виде сверху выполнена цилиндрической, а направляющие головной части светильника и держателя выполнены в виде усеченных конусов или овальными, вершиной, направленной к краям центральной части корпуса светильника.
10. Светильник по п.1, отличающийся тем, что направляющие воздушного потока головной части корпуса выполнены регулируемыми с возможностью их установки радиально при помощи, по меньшей мере, одного распределителя с пазами для направляющих под увеличивающимся от осевой линии углом от 0 до 30° к продольной оси светильника.
11. Светильник по п.1, отличающийся тем, что отверстие для трубчатой консоли опоры в направляющих держателя выполнено с выемкой для фиксатора, предотвращающего поворот корпуса светильника относительно трубчатой консоли опоры, а на трубчатой опоре выполнен соответствующий выступ.
