BR202020025421U2

BR202020025421U2 - Luminária led linear para áreas potencialmente explosivas

Info

Publication number: BR202020025421U2
Application number: BR202020025421-4U
Authority: BR
Inventors: Edmann Damazio Doellinger
Original assignee: Vilux Vitoria Lux Industrial Eireli Epp
Priority date: 2020-12-11
Filing date: 2020-12-11
Publication date: 2022-06-28

Abstract

LUMINÁRIA LED LINEAR PARA ÁREAS POTENCIALMENTE EXPLOSIVAS. O presente modelo de utilidade refere-se à disposição construtiva da luminária led linear com características de proteção e segurança para uso em iluminação de áreas que possuem maior concentração de gases e poeiras inflamáveis. As melhorias funcionais referentes as técnicas de aplicadas a placa de leds e fonte de energia da placa de leds (LED Driver) e em todas as conexões elétricas da luminária para evitar que a luminária seja uma fonte de ignição para explosão ou incêndio, e o formato linear, leve e compacto do único compartimento hermeticamente fechado formado pela lente, perfil de alumínio e duas caixas de conexões proporcionam agilidade na instalação em locais de difícil acesso e espaços confinados.

Description

LUMINÁRIA LED LINEAR PARA ÁREAS POTENCIALMENTE EXPLOSIVAS

Campo Técnico

[001] O presente modelo de utilidade refere-se à disposição construtiva da luminária led linear com características de proteção e segurança para uso em iluminação de áreas que possuem maior concentração de gases e poeiras inflamáveis

Descrição do Estado da Técnica

[002] A luminária do presente modelo de utilidade são utilizadas em indústrias dos mais variados segmentos, que tenham no seu processo produtivo a presença de gases, vapores, poeiras ou fibras combustíveis, ou seja, possuem locais em que se detecta a presença ou risco de desenvolvimento de atmosfera explosiva, denominadas áreas “Classificadas”.

[003] De acordo com a ABNT NBR IEC 60079-0: atmosferas explosivas são misturas com ar, em condições atmosféricas, de substâncias inflamáveis ou combustíveis, podem ser na forma de gás, vapor, poeira ou fibras. Assim, com a presença do oxigênio e substâncias combustíveis, basta uma fonte de ignição para se iniciar uma explosão nesses locais. Essa ignição pode acontecer tanto por meio de faíscas quanto por temperatura, ao atingir o grau para inflamação do combustível.

[004] O uso de luminárias em áreas potencialmente explosivas tem como principal risco a possibilidade de ser uma fonte de ignição, já que podem tanto gerar faíscas elétricas quanto ter o seu corpo aquecido com a energia. Portanto, é fundamental que as luminárias atendam às características de proteção e segurança para não colocarem em risco a vida dos profissionais que atuam nestas áreas e o património.

[005] Existem várias soluções para evitar a geração de faíscas e aquecimento do corpo das luminárias. Os documentos de patente a seguir revelam algumas destas soluções do estado da técnica, que foram reformuladas pelos inventores do presente modelo de utilidade para simplificação e melhoria funcional.

[006] O documento KR101615348B1, publicado em 26/04/2016, apresenta uma estrutura de luminárias cinco unidade em forma de “L”, onde a placa de leds é instalada perpendicularmente a fonte de energia em cada unidade, neste sistema notasse a utilização de um dissipador nas luminárias para evitar ignição pelo aquecimento da luminária.

[007] O documento CN107965713A, publicado em 27/04/2018, apresenta uma luminária linear que utiliza duas câmaras para alojamento em separado da fonte de energia e placa de leds, atribuindo ao reduzido espaço destas câmaras, chamadas nos documentos posteriores de cavidades ou compartimentos, a redução do risco de explosão. Apresenta a modularidade com a montagem com apenas uma câmara com a placa de leds de 40 W ou duas câmaras totalizando 80 W

[008] O documento de patente de modelo de utilidade CN209511950U, publicado em 18/10/2019, revela uma luminária linear com duas cavidades, sendo uma para a fonte de energia das placas de leds e outra para as placas de leds. A técnica revelada no CN209511950U propõe a simplificação de conexões elétricas e adota as medidas para evitar que a luminária seja uma fonte de ignição, através da vedação destas cavidades.

[009] O documento de patente de modelo de utilidade CN210035288U, publicado em 07/02/2020, apresenta uma luminária circular que igualmente revela a existência de dois compartimentos, porém com a fonte de energia da placa de leds encapsulada e alocada em uma das cavidades.

Solução Técnica

[010] As soluções técnicas do presente modelo de utilidade estão no perfil de alumínio, da lente e das caixas de conexões formando um único compartimento, e das técnicas de aplicadas a placa de leds e fonte de energia da placa de leds (LED Driver) e em todas as conexões elétricas da luminária para evitar que a luminária seja uma fonte de ignição para explosão ou incêndio.

[011] A luminária apresenta também a solução na escolha de potências elétricas, e consequentemente de potência luminosa, na faixa de 30 a 120 W associando em um só compartimento de perfil e lente de tamanho adequado, de um a quatro conjuntos de placa de leds e LED Driver fechado em suas extremidades pelas caixas de conexões. As versões da luminária para potência acima de 30 W podem receber energia externa de dois diferentes geradores ou redes elétricas para que na falha de umas das fontes de alimentação da luminária o ambiente permaneça iluminado pelos conjuntos ligados a segunda fonte de alimentação.

Efeitos Vantajosos

[012] O aspecto vantajoso do presente modelo de utilidade está no formato linear, leve e compacto do único compartimento hermeticamente fechado formado pela lente, perfil de alumínio e duas caixas de conexões, que proporcionar agilidade na instalação em locais de difícil acesso e espaços confinados.

[013] O risco dos elementos elétricos da luminária causarem a ignição de uma explosão ou incêndio são mitigados nas técnicas aplicadas aos próprios elementos, sendo vantajoso em relação ao estado da técnica o uso:

1) De uma a quatro placas de leds com dissipação de calor e revestimento de resina translucida na altura e área que envolvem os leds, pontos de solda dos leds e o conector EX de alimentação da placa, garantindo uma proteção do tipo EX-m;
2) De um a quatro LED Driver’s em formato cilíndrico favorecendo a menor ocupação de espaço na luminária e construído conforme padrões de áreas classificadas como a prova de explosão, garantindo uma proteção do tipo EX-d;
3) De duas caixas de conexões que fecham hermeticamente as laterais da luminária e sendo as caixas isoladas da atmosfera potencialmente explosiva por tampas com vedação, prensa cabos e bornes de conexão do tipo EX-e para uso em áreas classificadas, sendo as caixas de conexões os únicos pontos de acesso do usuário a luminária durante sua instalação.
4) De bornes de ligação da fiação interna para alimentação dos LED Driver´s do tipo EX-e para uso em áreas classificadas.

[014] A descrição detalhada com apoio das figuras deixará mais claro como as soluções técnicas aplicadas na luminária contribuíram para as melhorias funcionais descritas acima.

Breve Descrição das Figuras

[015] A figura 1 é uma vista explodida em perspectiva da luminária led linear para áreas potencialmente explosivas

[016] A figura 2 é uma vista explodida em perspectiva do LED Driver da luminária led linear para áreas potencialmente explosivas.

[017] A figura 3a e 3b são as vistas em perspectiva dos isolamentos alternativos para a placa do circuito da fonte de alimentação dos leds no interior do LED Driver.

[018] A figura 4 é uma vista em perspectiva de parte do perfil de alumínio, lente e garra de fixação da luminária.

[019] A figura 5 mostra a configuração das trilhas de cobre e configuração série e paralela da soldagem dos leds SMD.

Descrição Detalhada

[020] O presente modelo de utilidade revela a nova disposição construtiva da luminária led linear para áreas potencialmente explosivas criada pelos inventores para proporcionar os efeitos vantajosos descritos anteriormente.

[021] A figura 1 mostra os principais componentes da luminária led linear com a configuração mínima, não representando na figura os cabos e fios das conexões elétricas, sendo estes componentes:

a) Perfil (1) de alumínio anodizado ou com pintura eletrostática ter aletas (20) em suas laterais que funcionam como dissipadores e trilho (21) para encaixe de presilha (22) para facilitar a instalação da luminária;
b) Placa de leds (2) em fibra de vidro e resina de epóxi conhecido como FR4, com revestimento de resina translucida que envolve os leds, os pontos de solda dos leds e conector EX-e de alimentação da placa;
c) Lente (3) em policarbonato projetada com ondulações na superfície, para passagem de luz mais distribuída, com desenho de suas laterais projetados para encaixar no perfil (1), sendo utilizado vedação de polímero no encaixe da lente (3) com o perfil (1), não mostrada na figura;
d) LED Driver (4) em formato cilíndrico projetado conforme as especificações a prova de explosão;
e) Caixa de conexões (5) de policarbonato com pigmentação, com tampas vedadas por juntas de polímero cloropreno, comercializado pela DuPont com a marca Neoprene, para atender a áreas classificadas, onde são instalados até dois prensa-cabos EX-e de entrada (6) para entrada do cabo de alimentação e um prensa-cabo EX-e de saída (7a) com inserto de vedação para saída de seis vias ou um prensa-cabo EX-e de saída (7b) com inserto de vedação para saída de três vias e onde são instalados os bornes (8) de ligação EX-e.

[022] A figura 2 detalha as disposições construtivas do LED Drive (4) em formato cilíndrico que proporcionam a proteção do tipo EX-d, formado por tubo (9) de alumínio nos são rosqueadas e travadas por parafuso transversal (10) nas extremidades do tubo (9) a tampa de alumínio (11) e a tampa alumínio com furo (12).

[023] Contribuem para a classificação EX-d do LED Driver (4) o uso do prensa cabo EX-d (13) a prova de explosão instalado na tampa com furo (11) para passagem do cabo (14) com cinco vias, sendo três para fase, neutro e terra e duas para positivo e negativo da alimentação da placa de leds.

[024] A placa do circuito eletrônico (15) do LED Driver é isolada do alumínio do tubo (9) por folha de poliéster enrolada (16) e recortes circulares (17), como mostrado na figura 2, sendo outras alternativas construtivas ao isolamento com a folha e recortes de poliéster os dois suportes com guias (18) nas extremidades da placa do circuito eletrônico (15) ou os dois anéis (19) instalados na região central da placa do circuito eletrônico (15), como mostrados nas figuras 3a e 3b.

[025] A figura 4 mostra em detalhes as aletas (20) em suas laterais para atuar como dissipadores e trilho (21) para encaixe de presilha (22), com o reforço de fixação pelo parafuso (23) que atravessa a presilha (22) e prender firmemente a presilha (22) no trilho (21).

[026] A placa de leds (2) foi projetada para que as trilhas de cobre (24) atuem como dissipadores de calor e com uma configuração em série (25) de dez conjuntos de três leds SMD em paralelo (26), por exemplo a ligação paralela dos leds SMD L10, L20 e L30, como mostra a figura 5, formando um conjunto de 30 leds SMD (28) para associar em paralelo com mais cinco conjuntos de 30 leds SMD com a mesma configuração série e paralelo do conjunto dos leds SMD de L1 a L30. Está configuração reduz a probabilidade da falha de poucos leds SMD interromperem a corrente do arranjo e prejudicar a iluminação.

[027] O presente modelo de utilidade foi descrito em termos de suas características entendidas como mais expressivas, entretanto, certas variações e modificações se tornarão aparentes para um técnico no assunto a partir da presente descrição e tais variações e modificações não são de forma alguma limitativas e estão incluídas no escopo da presente invenção.

Claims

Luminária led linear para áreas potencialmente explosivas com um único compartimento hermeticamente fechado caracterizado pelo compartimento ser formado por perfil (1) de alumínio e lente (3) em policarbonato com ondulações na superfície e laterais projetadas para encaixar no perfil (1), sendo utilizado vedação de polímero no encaixe da lente (3) com o perfil (1), com suas extremidades fechadas e vedadas, com polímero, por duas caixas de conexões, sendo instalado no interior do compartimento:
- a) LED Driver (4) em formato cilíndrico, formado por tubo (9) onde são rosqueadas e travadas, por parafuso transversal (10), nas extremidades do tubo (9) a tampa (11) e tampa com furo (12) e, onde se instala um prensa cabo EX-d (13) para passagem do cabo ou cabos (14) elétricos, contendo no interior do tubo (9) a placa do circuito eletrônico (15) isolada do tubo de alumínio por folha de poliéster enrolada (16) e recortes circulares (17) ou isolada por dois suportes com guias (18) nas extremidades da placa do circuito eletrônico (15) ou isolada por dois anéis (19) instalados na região central da placa do circuito eletrônico (15), e
- b) Placa de leds (2) em fibra de vidro e resina de epóxi (FR4), com revestimento de resina translucida que envolve os leds, os pontos de solda dos leds e conector EX-e de alimentação da placa, e projetada para que as trilhas de cobre (24) atuem como dissipadores de calor e com uma configuração em série (25) de dez conjuntos de três leds SMD em paralelo (26), por exemplo a ligação paralela dos leds SMD L10, L20 e L30, como mostra a figura 5, formando um conjunto de 30 leds SMD (28) para associar em paralelo com mais cinco conjuntos de 30 leds SMD com a mesma configuração série e paralelo do conjunto dos leds SMD de L1 a L30.
Luminária led linear para áreas potencialmente explosivas com um único compartimento formado pela lente e perfil de alumínio hermeticamente fechado conforme reivindicação 1 caracterizado pelo fato do perfil (1) ser fabricado em alumínio anodizado ou com pintura eletrostática e ter aletas (20) em suas laterais para atuar como dissipadores e trilho (21) para encaixe de presilha (22) para a instalação da luminária, com o reforço de fixação pelo parafuso (23) que atravessa a presilha (22) e prender firmemente a presilha (22) no trilho (21).
Luminária led linear para áreas potencialmente explosivas com um único compartimento formado pela lente e perfil de alumínio hermeticamente fechado conforme reivindicação 1 caracterizado pelo fato das caixas de conexões de policarbonato com pigmentação, com tampas vedadas por juntas de polímero cloropreno onde são instalados prensa- cabos e bornes de conexão EX-e para uso em áreas classificadas.
Luminária led linear para áreas potencialmente explosivas com um único compartimento formado pela lente e perfil de alumínio hermeticamente fechado conforme reivindicações 1 e 3 caracterizado pelo fato de ser instalados nas caixas de conexões até dois prensacabos EX-e de entrada (6) para entrada do cabo de alimentação e um prensa-cabo EX-e de saída (7a) com inserto de vedação para saída de seis vias ou um prensa-cabo EX-e de saída (7b) com inserto de vedação para saída de três vias.
Luminária led linear para áreas potencialmente explosivas com um único compartimento formado pela lente e perfil de alumínio hermeticamente fechado conforme reivindicações 1 e 3 caracterizado pelo fato de ser instalados nas caixas de conexões os bornes (8) de ligação EX-e.