EA028004B1 - Осветительная установка - Google Patents

Abstract

Изобретение относится к средствам освещения территорий преимущественно в аварийных условиях. Оно предназначено для использования в случаях отключения электроэнергии при авариях и катастрофах, а также в случаях проведения строительных или ремонтных или поисково-спасательных работ в ночное время суток. Технический результат заключается в повышении надежности и эксплуатационных характеристик осветительной установки. Осветительная установка содержит основание, закрепленную на нем надувную оболочку, нагнетатель воздуха, сообщенный с полостью оболочки, и расположенный в оболочке по меньшей мере один электрический источник света. Осветительная установка оснащена закрепленным внутри оболочки полым модулем, на котором установлен источник света, а полость модуля сообщена с системой охлаждения источника света. Источник света является светодиодным, а система охлаждения является жидкостной и включает в себя насос, сообщенный с полостью модуля гибкими трубками.

Description

Данное техническое решение относится к средствам освещения территорий преимущественно в аварийных условиях. Оно предназначено для использования в случаях отключения электроэнергии при авариях и катастрофах, а также в случаях проведения строительных или ремонтных или поисковоспасательных работ в ночное время суток.

Из патентных публикаций известны надувные осветительные установки (И8 6322230В1, опубл. 27.11.2001; КИ 2192581С1, опубл. 26.02.2001; КИ 2286510 С9, опубл. 10.04.2006; «О 02/063207 А1, опубл. 15.08.2002), у каждой из которых имеется надувная гибкая оболочка, являющаяся опорой для источника света, закрепленного внутри оболочки, в верхней ее части, при этом опора имеет основание, посредством которого она связана с землей или с любым известным несущим нагрузку конструктивным элементом (полом, зданием, рамой).

Недостатком известных осветительных установок, является то, что их конструкция не предполагает возможности применения для освещения светодиодных источников света, обеспечивающих освещенность, сопоставимую с традиционно используемыми в таких установках газоразрядными, в частности натриевыми, лампами.

Известна аварийная осветительная установка, включающая основание, связанную с ним опору, выполненную из гибкой воздухонепроницаемой и прозрачной оболочки, образующей замкнутую внутреннюю полость опоры, с разъемной молнией и вставкой, регулирующими ее высоту, средства соединения оболочки опоры с основанием и верхней торцевой частью опоры, по крайней мере один фонарь в кожухе с основанием его крепления к верхней торцевой части опоры, растяжки, связанные с верхней частью опоры и землей. Аварийная осветительная установка содержит по крайней мере одну светодиодную импульсную накладную строб-лампу, установленную при помощи винтов сверху на торцевую часть аварийной осветительной установки над основанием кожуха фонаря, растяжки выполнены полностью из световозвращающего материала или с элементами из световозвращающего материала. Светодиодная лампа установлена сверху основания, при этом такие лампы могут быть установлены по боковой поверхности оболочки (снаружи) в требуемом количестве и на требуемой высоте с помощью поликарбонатных прокладок, размещаемых на оболочке под основаниями светодиодных ламп. Оснащение установки светодиодной лампой повышает эффективность сигнализирующих функций установки и расширяет ее эксплуатационные возможности (КИ 139894 И1, опубл. 27.04.2014).

Данная установка также не решает задачу освещения территории светодиодными источниками света в связи с тем, что в аварийных установках данного типа не имеется устройств для надежного охлаждения мощных светодиодных источников света. Светодиодная строб-лампа выполняет только лишь сигнализирующую функцию и не может быть использована для освещения.

Между тем светодиодные источники света имеют ряд существенных преимуществ перед другими известными источниками освещения, а именно превосходят их по сроку службы, имеют более низкое энергопотребление, мгновенно зажигаются при подаче питающего напряжения и показывают стабильную работоспособность в широком диапазоне температур, обеспечивают высокую контрастность, что обеспечивает лучшую четкость освещаемых объектов.

Однако для обеспечения достаточной надежности работы светодиодов необходимо наличие теплоотводящего радиатора. Известно, в частности, осветительное устройство, содержащее корпус, съемную крышку с рассеивателем, светодиоды на плате, питающее устройство, отличающееся тем, что оно дополнительно снабжено радиатором, жестко закрепленным к корпусу осветительного устройства, при этом на базовой поверхности радиатора установлена и жестко закреплена плата со светодиодами, подключенными к питающему устройству. Известное устройство предназначено для освещения производственных, складских и других помещений различного назначения, а также на транспорте для вспомогательных помещений и тамбуров железнодорожных вагонов, где не требуется высокая степень освещенности (КИ 77024 И1, опубл. 10.10.2008).

Применение подобных устройств в составе надувных осветительных установок не будет отвечать необходимым требованиям к освещенности, поскольку такие установки, как правило, применяются для освещения больших площадей при проведении различных видов работ, связанных с повышенной опасностью (ликвидации аварий, последствий катастроф и т.д.), при которых требуется намного более высокий уровень освещенности.

Увеличение количества и мощности светодиодных источников света неизбежно приведет к необходимости увеличения теплоотводящей поверхности радиатора и, как следствие, к увеличению его размеров и массы. Известен сверхмощный светодиодный прожектор характеризующийся тем, что он выполнен бескорпусным и содержит раму прямоугольной, круглой или эллипсоидальной формы, в проеме которой установлена светоизлучающая матрица с охлаждающим радиатором, причем светоизлучающая матрица содержит светоизлучающие элементы белого свечения, накрытые асферическими линзами. Результаты электротехнических испытаний опытного образца данного прожектора показали, что его световой поток составляет 15000 лм, а вес прожектора составляет 17 кг, даже при том, что он выполнен бескорпусным (КИ 144224 И1, опубл. 10.08.2014).

Использование объемного и массивного радиатора в составе надувных осветительных установок отрицательно скажется их на эксплуатационных характеристиках, поскольку подъем источника света

- 1 028004 вместе с таким радиатором посредством потока воздуха, нагнетаемого в надувную оболочку, может оказаться затруднительным, а в ряде случаев и невозможным, в связи с высокой массой радиатора и необходимостью поддержания более высокого давления воздуха внутри оболочки. Кроме этого, при сдувании оболочки возможно резкое падение радиатора, совмещенного с источником света, что может привести к травмам персонала и повреждению установки.

Задачей, на решение которой направлено заявляемое изобретение, является создание конструкции надувной осветительной установки, оснащенной светодиодным источником света, обеспечивающим высокий уровень освещенности и при этом не приводящей к существенному увеличению массы верхней части установки в ее рабочем положении.

Техническим результатом представленной в данном описании осветительной установки является повышение ее надежности и эксплуатационных характеристик.

Техническим результат достигается осветительной установкой, содержащей основание, закрепленную на нем надувную оболочку, нагнетатель воздуха, сообщенный с полостью оболочки, и расположенный в оболочке по меньшей мере один электрический источник света, отличающейся тем, что она оснащена закрепленным внутри оболочки полым модулем, на котором установлен источник света, полость модуля сообщена с системой охлаждения источника света, при этом источник света является светодиодным, а система охлаждения является жидкостной и включает в себя насос, сообщенный с полостью модуля гибкими трубками.

В отдельных вариантах исполнения осветительной установки ее система охлаждения может быть снабжена радиатором и расширительным бачком; трубки могут быть выполнены спиральными и зафиксированы на оболочке; радиатор может быть расположен на продольной оси нагнетателя воздуха. Система охлаждения может быть расположена внутри или снаружи осветительной установки.

На чертеже показан один из примеров реализации осветительной установки, выполненной в соответствии с заявляемым техническим решением.

Осветительная установка содержит основание 1, закрепленную на нем надувную оболочку 2, заполняемую воздухом, установленный в основании нагнетатель 3 воздуха, сообщенный с атмосферой и полостью 4 оболочки. Внутри оболочки 2 установлен по меньшей мере один электрический источник 5 света (на чертеже показаны четыре источника света), соединенный с источником питания электропроводом (не показан). Источник 5 света связан через фланец 6 и элементы 7 крепления с надувной оболочкой

2. В установке использован мощный светодиодный источник 5 света, выделяющий значительное количество тепла. Для отвода тепла и исключения перегрева источника 5 установка оснащена установленным в ее основании 1 радиатором 8, расположенным на оси движения потока воздуха от нагнетателя 3 воздуха. Радиатор 8 заполнен охлаждающей жидкостью. С радиатором 8 сообщены последовательно гидронасос 9 и расширительный бачок 10, который сообщен со сливной трубкой 11. В одном исполнении установки радиатор 8, гидронасос 9 и расширительный бачок 10 установлены внутри основания (см. чертеж), а в другом исполнении они могут быть расположены за пределами основания.

Радиатор 8 сообщен с полым модулем 12, предназначенным для крепления на ней источника 5 света, а также для охлаждения последнего. С этой целью герметичная полость 13 модуля 12 заполнена охлаждающей жидкостью и эта полость сообщена с радиатором 8 напорной трубкой 14. В случае одного электрического источника 5 света он установлен на нижней стороне модуля 12, а в случае нескольких источников 5 света они установлены на разных сторонах модуля 12. Осветительная установка может содержать несколько модулей 12, расположенных на одной высоте или друг под другом либо в иных комбинациях. Трубки 11 и 14 выполнены гибкими и упругими. Возможен вариант исполнения трубок 11 и 14 спиральными для увеличения площади теплоотдачи и предотвращения их перекручивания.

Указанные гидравлические компоненты представляют собой жидкостную систему охлаждения светодиодного источника 5 света, причем радиатор 8, представляющий собой один из основных компонентов системы охлаждения, имеет на его внешней поверхности теплообменные ребра 15, установленные продольно потоку воздуха, исходящего от нагнетателя 3 воздуха снизу вверх. Этот поток воздуха проходит через каналы 16 между ребрами 15.

Благодаря высокой теплоемкости охлаждающей жидкости при определенных условиях (климатических, невысокой мощности источника света, низкой скорости движения жидкости по охлаждающему контуру) возможно использование системы охлаждения и без радиатора 8. В таком случае отвод тепла будет происходить непосредственно через стенки трубок 11 и 14.

Модуль 12 выполнен с входным и выходным отверстиями и штуцерами в них, сообщенными с трубками 11 и 14. При наличии нескольких модулей 12 они могут быть объединены в один контур системы охлаждения последовательно или параллельно либо каждый из модулей 12 может иметь автономную систему охлаждения.

Установка оснащена также энергоблоком 17. В различных вариантах исполнения энергоблок 17 может включать в себя электрогенератор и двигатель внутреннего сгорания либо электроаккумулятор (не показаны). Установка оснащена пусковой и регулировочной аппаратурой и средствами управления (не показаны).

Работает установка следующим образом.

- 2 028004

Подают электрический ток от энергоблока 17 на нагнетатель 3 воздуха. При вращении нагнетателя 3 в полость 4 оболочки 2 из атмосферы поступает воздух под давлением, оболочка надувается, поднимается вверх вместе со связанным с ней модулем 12, источником 5 света и трубками 11 и 14. Подают электрический ток от энергоблока 17 на светодиодный источник 5 света, при работе которого модуль 12 нагревается. Вместе с этим электрический ток подают на гидронасос 9, который прокачивает охлаждающую жидкость через систему охлаждения: гидронасос 9 - радиатор 8 - трубка 14 - полость 13 модуля 12 трубка 11 - расширительный бачек 10 - гидронасос 9. При движении жидкости по указанному контуру ей передается тепло от модуля 12, который нагревается от источника 5 света, а охлаждается жидкость радиатором 8. При этом источник света 5 охлаждается охлаждаемой жидкостью через стенку модуля 12.

Поступающая от гидронасоса 9 в радиатор 8 нагретая охлаждающая жидкость охлаждается в радиаторе 8 таким образом, что тепло от жидкости отводится радиатором наружу через теплообменные ребра 15, которые обдуваются работающим нагнетателем 3 воздуха. Охлажденная в радиаторе 8 жидкость поступает через трубку 14 в полость 13 опоры 12, и описанный цикл работы установки повторяется.

Конструкция данной осветительной установки позволяет повышать ее мощность и световой поток источников освещения в сравнительно больших пределах вследствие того, что в установке применена эффективная система жидкостного охлаждения, радиатор которой обдувается постоянно работающим нагнетателем воздуха установки. В результате применения светодиодных источников света освещение территории осуществляется наиболее эффективно в сравнении с известными из практики аналогами. Существенно повышена также надежность работы установки, так как повышена ее термостойкость и сопротивляемость источника света к ударным нагрузкам. При этом следует отметить, что поскольку компоненты системы охлаждения могут располагаться в основании установки или вне ее, то это позволяет существенно уменьшить массу верхней части установки, ее энергоемкость и габариты в рабочем положении.

Claims (8)

1. ФОРМУЛА ИЗОБРЕТЕНИЯ

   1. Осветительная установка, содержащая основание, закрепленную на нем надувную оболочку, нагнетатель воздуха, сообщенный с полостью оболочки, и расположенный в оболочке по меньшей мере один электрический источник света, отличающаяся тем, что она оснащена закрепленным внутри оболочки по меньшей мере одним полым модулем, на котором установлен источник света, полость модуля сообщена с системой охлаждения источника света, при этом источник света является светодиодным, а система охлаждения является жидкостной и включает в себя насос, сообщенный с полостью модуля гибкими трубками.
2. 2. Осветительная установка по п.1, отличающаяся тем, что система охлаждения снабжена радиатором.
3. 3. Осветительная установка по п.1, отличающаяся тем, что система охлаждения снабжена расширительным бачком.
4. 4. Осветительная установка по п.1, отличающаяся тем, что трубки выполнены спиральными.
5. 5. Осветительная установка по п.1, отличающаяся тем, что трубки зафиксированы на оболочке.
6. 6. Осветительная установка по п.2, отличающаяся тем, что радиатор расположен на продольной оси нагнетателя воздуха.
7. 7. Осветительная установка по пп.1-3, отличающаяся тем, что система охлаждения расположена внутри осветительной установки.
8. 8. Осветительная установка по пп.1-3, отличающаяся тем, что система охлаждения расположена снаружи осветительной установки.