RU161732U1

RU161732U1 - Convection Cooled LED Luminaire

Info

Publication number: RU161732U1
Application number: RU2015128912/07U
Authority: RU
Inventors: Артем Игоревич Когданин
Original assignee: Артем Игоревич Когданин
Priority date: 2015-07-16
Filing date: 2015-07-16
Publication date: 2016-05-10

Abstract

1. Светодиодный светильник с использованием конвекционного охлаждения, содержащий протяженный корпус из теплопроводящего материала, где плата светодиодных источников света закреплена на нижней торцевой поверхности корпуса, отличающийся тем, что 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.2. Светодиодный светильник по п. 1, отличающийся тем, что сопла имеют фигурный профиль, геометрия которого усиливает конвекционные потоки воздуха.1. LED lamp using convection cooling, containing an extended housing of heat-conducting material, where the board of LED light sources is mounted on the lower end surface of the housing, characterized in that the housing is made with longitudinal cooling elements along the outer perimeter, with longitudinal ribs in the middle of the housing to the area adjacent to the disk of the LED light sources, a region of volumetric beveled nozzles is formed. 2. The LED lamp according to claim 1, characterized in that the nozzles have a figured profile, the geometry of which enhances convection air flows.

Description

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.The utility model relates to the field of lighting engineering, namely to lighting devices and / or light sources, using semiconductor devices-LEDs and can be used as an LED light source for street, industrial and domestic lighting.

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 параметровDue to their high luminous flux and long life, LED luminaires are a very competitive solution. A particularly common problem is the design of proper and reliable heat dissipation. Operation at elevated temperatures significantly reduces the life of the LEDs. Usually in LED lamps, this is the transfer of heat from the radiator to the environment (usually air). In natural convection, heat is transferred through existing air flows caused by temperature differences. The main problem in calculating the amount of heat dissipated by convection, which, in particular, can vary, depending on the geometry of the radiator, boundary conditions and other parameters

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.Known LED lamp with convection cooling, containing a hollow body of heat-conducting material, on the outer surface of which is installed an LED light source connected to a power source. The optical lens that covers the LEDs has a ring-shaped shape, and the case is a radiator made of a cylindrical cast aluminum profile, the entire cylinder of which is cut off from the inside, leaving only the outer end parts in the form of rings, forming vertical narrow radiator grilles (RF patent No. 2433577 for the invention “LED LUMINAIRE WITH HIGH EFFICIENCY CONVECTION COOLING”, Н05В 33/00, published on November 10, 2011). The implementation of the outer side surface of the housing with a not sufficiently developed shape of the ribs in the form of vertical gratings leads to insufficiently high heat transfer efficiency of the internal volume of the hollow body with the environment.

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.Known LED lamp, on the upper side of which there are upper cooling elements forming the upper needle radiator, made integral with the upper base, while a lower base with lower cooling elements forming the lower needle radiator is provided (RF patent for utility model No. 129594, F21S 13 / 00 publ. 06/27/2013) This device provides an increase in the cooling area through the use of a radiator case with fins having a needle shape. The cooling elements are made in the form of either cylinders, or truncated cylinders, or pyramids, or prisms. However, the disadvantage of the device is also the relatively low reliability due to an insufficiently efficient cooling system, since they do not form sufficiently conventional channels for heat removal near the radiator.

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 светильникаThe closest set of essential features, according to the applicant, is a LED lamp with dynamic convection cooling, containing at least one hollow body made of heat-conducting material, on the outer surface of which a LED light source is connected, connected to a power source, while the housing represents a segment of a hollow pipe with open ends, and the LED module is installed in close proximity to one of the open ends of the housing (RF patent for useful model No. 124361, F21S 8/00, publ. 01.20.2013), which is considered as a prototype. In some cases, the implementation of the LED module can be mounted on the end surface of the housing with the possibility of air entering the internal cavity of the housing. In various cases, each of the cases can have a rectangular, or square, or round, or triangular, or figured profile with external dimensions in width - 100.0 mm, in height - 30.0 mm, with a wall thickness of 2.0 mm. Preferably, the body length is in the range 0.2 m - 0.5 m. It is preferable that in the working position the open end of the pipe, in the immediate vicinity of which the LED module is installed, is placed below the level of the opposite open end of the pipe, providing a slightly inclined or vertical lamp position

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.The disadvantages of the known device are the sufficient dimensions of the lamp made of one or more interconnected pipes, where the geometry and the optimal shape of the required radiator, which provides natural convection, are not taken into account, but is decided by the choice of the body volume.

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.The technical result, the achievement of which is claimed by the claimed utility model, is to increase the level of convection, which will increase the service life of the device, its operational reliability while optimizing the dimensions of the device.

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.The claimed technical result is achieved by the fact that the LED lamp using convection cooling, containing an extended housing of heat-conducting material, where the board of LED light sources is mounted on the lower end surface of the housing, the housing is made with longitudinal cooling elements along the outer perimeter, with longitudinal ribs in the middle part of the body to the area adjacent to the disk of the LED light sources, form a region of volumetric beveled nozzles.

При этом сопла имеют фигурный профиль, геометрия которого усиливает конвекционные потоки воздуха.In this case, the nozzles have a figured profile, the geometry of which enhances convection air flows.

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.The device is illustrated by the attached graphic materials presented in figures 1-3. Where is the case 1, in the end of which a printed circuit board of LEDs 2 is connected, connected to the power source 3. The case is made with additional longitudinal ribs around the perimeter 4, while from the middle part to the area adjacent to the disk of the printed circuit board, the ribs are made in the form of volumetric beveled nozzles 5 and have a figured profile 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.The LED module is protected by an optical lens (7) made of an optically transparent polymer (optical polycarbonate), which is mounted through a sealed temperature and moisture resistant gasket made of silicone sealant and screws. Using a protective lens eliminates mechanical damage to the LEDs, dusting and provides complete dust and moisture protection of the emitting LED module. The lamp operates as follows. When connecting the lamp to the mains, a power supply unit with current stabilization 3 supplies voltage to the LED module (2). Such a fin-hollow shape of the radiator body with formed nozzles that contribute to the creation of air flows provides, on the one hand, a large cooling surface area, as well as the natural convection of air flows along the radiator body, allowing air to cool the lamp.

Claims

1. LED lamp using convection cooling, containing an extended housing of heat-conducting material, where the board of LED light sources is mounted on the lower end surface of the housing, characterized in that the housing is made with longitudinal cooling elements along the outer perimeter, with longitudinal ribs in the middle of the housing to the area adjacent to the disk of the LED light sources, the area of the volumetric beveled nozzles is formed.

2. The LED lamp according to claim 1, characterized in that the nozzles have a figured profile, the geometry of which enhances convection air flows.