FI123058B - Led lighting fixture - Google Patents
Led lighting fixture Download PDFInfo
- Publication number
- FI123058B FI123058B FI20105326A FI20105326A FI123058B FI 123058 B FI123058 B FI 123058B FI 20105326 A FI20105326 A FI 20105326A FI 20105326 A FI20105326 A FI 20105326A FI 123058 B FI123058 B FI 123058B
- Authority
- FI
- Finland
- Prior art keywords
- lighting fixture
- cooling
- led
- luminaire
- leds
- Prior art date
Links
Classifications
-
- F—MECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
- F21—LIGHTING
- F21V—FUNCTIONAL FEATURES OR DETAILS OF LIGHTING DEVICES OR SYSTEMS THEREOF; STRUCTURAL COMBINATIONS OF LIGHTING DEVICES WITH OTHER ARTICLES, NOT OTHERWISE PROVIDED FOR
- F21V29/00—Protecting lighting devices from thermal damage; Cooling or heating arrangements specially adapted for lighting devices or systems
-
- F—MECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
- F21—LIGHTING
- F21V—FUNCTIONAL FEATURES OR DETAILS OF LIGHTING DEVICES OR SYSTEMS THEREOF; STRUCTURAL COMBINATIONS OF LIGHTING DEVICES WITH OTHER ARTICLES, NOT OTHERWISE PROVIDED FOR
- F21V11/00—Screens not covered by groups F21V1/00, F21V3/00, F21V7/00 or F21V9/00
- F21V11/02—Screens not covered by groups F21V1/00, F21V3/00, F21V7/00 or F21V9/00 using parallel laminae or strips, e.g. of Venetian-blind type
-
- F—MECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
- F21—LIGHTING
- F21S—NON-PORTABLE LIGHTING DEVICES; SYSTEMS THEREOF; VEHICLE LIGHTING DEVICES SPECIALLY ADAPTED FOR VEHICLE EXTERIORS
- F21S8/00—Lighting devices intended for fixed installation
- F21S8/08—Lighting devices intended for fixed installation with a standard
- F21S8/085—Lighting devices intended for fixed installation with a standard of high-built type, e.g. street light
- F21S8/086—Lighting devices intended for fixed installation with a standard of high-built type, e.g. street light with lighting device attached sideways of the standard, e.g. for roads and highways
-
- F—MECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
- F21—LIGHTING
- F21V—FUNCTIONAL FEATURES OR DETAILS OF LIGHTING DEVICES OR SYSTEMS THEREOF; STRUCTURAL COMBINATIONS OF LIGHTING DEVICES WITH OTHER ARTICLES, NOT OTHERWISE PROVIDED FOR
- F21V29/00—Protecting lighting devices from thermal damage; Cooling or heating arrangements specially adapted for lighting devices or systems
- F21V29/50—Cooling arrangements
- F21V29/70—Cooling arrangements characterised by passive heat-dissipating elements, e.g. heat-sinks
- F21V29/74—Cooling arrangements characterised by passive heat-dissipating elements, e.g. heat-sinks with fins or blades
- F21V29/75—Cooling arrangements characterised by passive heat-dissipating elements, e.g. heat-sinks with fins or blades with fins or blades having different shapes, thicknesses or spacing
-
- F—MECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
- F21—LIGHTING
- F21V—FUNCTIONAL FEATURES OR DETAILS OF LIGHTING DEVICES OR SYSTEMS THEREOF; STRUCTURAL COMBINATIONS OF LIGHTING DEVICES WITH OTHER ARTICLES, NOT OTHERWISE PROVIDED FOR
- F21V29/00—Protecting lighting devices from thermal damage; Cooling or heating arrangements specially adapted for lighting devices or systems
- F21V29/50—Cooling arrangements
- F21V29/70—Cooling arrangements characterised by passive heat-dissipating elements, e.g. heat-sinks
- F21V29/74—Cooling arrangements characterised by passive heat-dissipating elements, e.g. heat-sinks with fins or blades
- F21V29/76—Cooling arrangements characterised by passive heat-dissipating elements, e.g. heat-sinks with fins or blades with essentially identical parallel planar fins or blades, e.g. with comb-like cross-section
- F21V29/763—Cooling arrangements characterised by passive heat-dissipating elements, e.g. heat-sinks with fins or blades with essentially identical parallel planar fins or blades, e.g. with comb-like cross-section the planes containing the fins or blades having the direction of the light emitting axis
-
- F—MECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
- F21—LIGHTING
- F21S—NON-PORTABLE LIGHTING DEVICES; SYSTEMS THEREOF; VEHICLE LIGHTING DEVICES SPECIALLY ADAPTED FOR VEHICLE EXTERIORS
- F21S2/00—Systems of lighting devices, not provided for in main groups F21S4/00 - F21S10/00 or F21S19/00, e.g. of modular construction
- F21S2/005—Systems of lighting devices, not provided for in main groups F21S4/00 - F21S10/00 or F21S19/00, e.g. of modular construction of modular construction
-
- F—MECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
- F21—LIGHTING
- F21W—INDEXING SCHEME ASSOCIATED WITH SUBCLASSES F21K, F21L, F21S and F21V, RELATING TO USES OR APPLICATIONS OF LIGHTING DEVICES OR SYSTEMS
- F21W2131/00—Use or application of lighting devices or systems not provided for in codes F21W2102/00-F21W2121/00
- F21W2131/10—Outdoor lighting
- F21W2131/103—Outdoor lighting of streets or roads
-
- F—MECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
- F21—LIGHTING
- F21Y—INDEXING SCHEME ASSOCIATED WITH SUBCLASSES F21K, F21L, F21S and F21V, RELATING TO THE FORM OR THE KIND OF THE LIGHT SOURCES OR OF THE COLOUR OF THE LIGHT EMITTED
- F21Y2105/00—Planar light sources
- F21Y2105/10—Planar light sources comprising a two-dimensional array of point-like light-generating elements
-
- F—MECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
- F21—LIGHTING
- F21Y—INDEXING SCHEME ASSOCIATED WITH SUBCLASSES F21K, F21L, F21S and F21V, RELATING TO THE FORM OR THE KIND OF THE LIGHT SOURCES OR OF THE COLOUR OF THE LIGHT EMITTED
- F21Y2115/00—Light-generating elements of semiconductor light sources
- F21Y2115/10—Light-emitting diodes [LED]
Description
Keksinnön kohteena on tie- tai julkisten tilojen jäähdytyselementeillä varustettu led-valaisin.The invention relates to an LED luminaire with cooling elements for road or public spaces.
Led-valaisinLed lamp
Tekniikan taso 5 Valaisimia voidaan toteuttaa useilla toisistaan poikkeavilla valon synnyttämistek-niikoilla. Eräs mahdollinen valaisintekniikka on ledien (Light Emitting Diode) hyödyntäminen valaisimen valoa synnyttävänä elementtinä. Tällainen valaisin koostuu useista ledeistä tai lediryhmistä, jotka on kytketty joko tasomaiselle tai kaarevalle pinnalle. Valaisimessa ledit muodostavat oleellisesti rajatun säteilypinnan, jonka 10 tuottama valovuo ohjataan käyttökohteeseen. Valon suuntaamisessa voidaan käyttää ledien edessä olevaa optista osaa. Optinen osa voi toimia myös valaisimeen kuuluvien ledien mekaanisena suojana.PRIOR ART 5 Luminaires can be implemented by a variety of different light generation techniques. One possible lighting technology is the utilization of Light Emitting Diode (LED) as a light generating element. Such a luminaire consists of several LEDs or groups of LEDs that are connected to either a flat or curved surface. In the luminaire, the LEDs form a substantially circumscribed radiation surface, the light flux 10 of which is directed to the application. The optical part in front of the LEDs can be used to direct the light. The optical part can also serve as mechanical protection for the LEDs in the luminaire.
Ledille on ominaista, että sen pintakirkkaus on suuri. Ledin huonona puolena on sen pienehkö hyötysuhde, jolla lediin syötetty sähköenergia saadaan muutettua 15 valoksi. On tavanomaista, että vain 20-40% lediin syötetystä sähköenergiasta muuttuu ledissä näkyväksi valoksi. Loppuosa syötetystä sähköenergiasta muuttuu hukkalämmöksi. Hukkalämmön johtaminen pois valaisimesta on suotavaa, koska jos ledin lämpötila nousee, niin ledin valoteho laskee, mikä ei ole valaisimen kannalta toivottava ominaisuus. On myös tunnettua, että korkea käyttölämpötila ajan 20 mittaan vaikuttaa ledin säteilemän valon aallonpituuksiin niin, että ledin säteilemän valon sävy muuttuu lähtötilanteesta. Lisäksi ledin käyttölämpötilan nousu lyhentää sen elinikää verrattuna tilanteeseen, jossa ledi toimisi alemmassa käyttölämpötilassa. Etenkin sellaisissa käyttökohteissa, joissa valaisimia on paljon tai niiden ^ huoltaminen ja vaihtaminen on työlästä, valaisimen pitkä käyttöaika ja valon mää- o 25 rän ja laadun stabiilius käyttöaikana ovat toivottavia ominaisuuksia. Eräitä esi- c0 merkkejä tällaisista käyttökohteista ovat julkisten tilojen valaisujärjestelmät sekä o q katu- ja tievalaisu.LED is characterized by high surface brightness. The downside of the LED is its low efficiency, which can be used to convert the electricity supplied to the LED to 15 light. It is common for only 20-40% of the electrical energy supplied to an LED to be converted into visible light. The remainder of the supplied electricity is converted into waste heat. Conducting waste heat away from the luminaire is desirable because if the temperature of the LED rises, the luminous efficacy of the LED will decrease, which is not desirable for the luminaire. It is also known that a high operating temperature over time affects the wavelengths of the light emitted by the LED so that the tone of the light emitted by the LED changes from the initial state. In addition, an increase in the operating temperature of an LED shortens its life compared to a situation where the LED would operate at a lower operating temperature. Particularly in applications where the luminaires are large or their maintenance and replacement are laborious, the long life of the luminaire and the stability of the amount and quality of light during use are desirable features. Some examples of such applications are public lighting systems and o q street and road lighting.
CVJCVJ
ir Eräs tapa alentaa ledien lämpötilaa on asentaa se piirilevylle tai alustalle, jonka ^ terminen vastus on pieni. Tällaisen pienen termisen vastuksen omaavan alustan co 30 kautta ledin synnyttämää hukkalämpöä on mahdollista johtaa erilliseen jäähdyit tyselementtiin. Ledin toiminnan ja käyttöiän kannalta on toivottavaa, että lämpöä o ^ tuottavan ledin ja jäähdytyselementin välissä on elementti tai elementtejä, joiden lämpöresistanssi on mahdollisimman pieni. Jäähdyttävänä elementtinä on tavan omaista käyttää jäähdytysripaa tai -ripoja, joiden välissä kulkeva ilmavirta jäähdyt- 2 tää jäähdytyselementtiä. Usein jäähdyttävänä elementtinä käytettävät jäähdytysri-vat sijaitsevat ledivalaisimen takapuolella, jolloin ledin ja jäähdytysripojen välissä on vain ledien asennuksessa tarvittava piirilevy tai muu asennusalusta ja mahdollinen valaisimen runkoelementti.ir One way to lower the temperature of the LEDs is to install it on a circuit board or substrate with a low thermal resistance. With such a low thermal resistance substrate co 30, it is possible to conduct the waste heat generated by the led into a separate cooling element. For the operation and life of the LED, it is desirable that there is an element or elements between the heat generating LED and the cooling element, which has a minimum thermal resistance. As a cooling element, it is customary to use a cooling strip or strips between which the flow of air cools the cooling element. Often used as a cooling element, the cooling fins are located on the backside of the LED luminaire, with only the printed circuit board or other mounting bracket for the installation of the LEDs and any luminaire body element between the LED and the cooling fins.
5 Eräs edellä kuvatun rakenteen ongelma on, miten valaisimen yläpinta pidetään puhtaana esimerkiksi lumesta, pulujen jätöksistä, puiden lehdistä ja muusta roskasta.5 One problem with the structure described above is how to keep the surface of the luminaire clean, such as snow, debris, tree leaves, and other debris.
Lisäksi julkisissa tiloissa yleisesti käytetyssä valaisimien uppo- tai pinta-asennuksessa ei mahdollista käyttää valaisimen takapuolella ilmanvirtausta hy-10 väksikäyttäviä jäähdytyselementtejä.In addition, recessed or surface mounted cooling elements, which are commonly used in public spaces, are not suitable for flush or surface-mounted cooling elements on the back of the luminaire.
Tunnetaan myös ledivalaisinrakenteita, joissa ledien tuottamaa lämpöä johdetaan erillisen jäähdytyskanavan kautta ledien kiinnitysalustan ulkopuolella olevaan erilliseen jäähdytyselementtiin. Esimerkki tällaisesta jäähdytysratkaisusta on esitetty patenttijulkaisussa CN 101266038.LED luminaire structures are also known in which the heat generated by the LEDs is conducted through a separate cooling duct to a separate cooling element outside the LED mounting base. An example of such a cooling solution is disclosed in CN 101266038.
15 Tunnetaan myös ledivalaisinrakenteita, joissa ledien jäähdytyksessä käytettäviä jäähdytysripoja on myös valaisimen valotuttavalla alapinnalla. Tunnetuissa ratkaisuissa lisäjäähdytysrivat sijaitsevat oleellisesti valaisimen reuna-alueilla. Esimerkkejä tällaisesta ledivalaisinratkaisusta on esitetty julkaisuissa CN 201262363 ja CN 101414588.15 LED luminaire structures are also known in which the cooling fins used for cooling the LEDs are also located on the exposed lower surface of the luminaire. In known solutions, the additional cooling fins are located substantially in the periphery of the luminaire. Examples of such an LED luminaire solution are disclosed in CN 201262363 and CN 101414588.
20 Kuvassa 1 on esitetty viitteestä CN 101414588 löytyvä ledivalaisimen jäähdytys-ratkaisu. Ledivalaisin 10 käsittää yhtenäisen valaisinrungon 11. Valoa tuottava le-diryhmä 12 on kiinnitetty valaisinrungon 11 alapinnalle. Lediryhmä 12 käsittää lukuisia erillisiä ledejä. Pääosa valaisimeen kuuluvista jäähdytysrivoista 14 sijaitsee20 Figure 1 shows a cooling solution for an LED luminaire found in CN 101414588. The LED luminaire 10 comprises a single luminaire body 11. The light-generating lamp assembly 12 is mounted on the lower surface of the luminaire body 11. The LED group 12 comprises a plurality of separate LEDs. Most of the cooling fins 14 of the luminaire are located
C\JC \ J
ς valaisimen 10 takapuolella. Kuitenkin myös valaisimen alapinnalla, valaisevalla ™ 25 puolella, sen kahdella reunalla on jäähdytysripoja 13a ja 13b. Valaisimen takapuo- co 9 lella oleviin yläpuolisiin jäähdytysripoihin 14 ledien tuottama hukkalämpö johtuu c\j suoraan valaisinrungon 11 kautta. Valaisimen alapinnalla oleviin jäähdytysripoihin | 13a ja 13b lediryhmässä 12 lämmennyt ilma ohjautuu lämmenneen ilman aikaan- saaman ilmavirtauksen kautta. Lämmenneen ilman tilalle virtaa valaisimen ulko- 30 puolelta kylmempää. Lediryhmässä 12 lämmenneen ilman konvektio jäähdytysri- ? poihin 13a ja 13b parantaa lediryhmän 12 jäähdytystä, oς on the back of the lamp 10. However, also on the underside of the luminaire, the illuminating side of the ™ 25, there are cooling fins 13a and 13b on its two edges. The waste heat generated by the LEDs to the overhead cooling fins 14 at the rear of the luminaire 9 is directly due to the luminaire body 11. To the cooling fins on the underside of the luminaire In led group 13a and 13b, the heated air is directed through the flow of air generated by the warmed air. The warmer air is replaced by a cooler 30 outside of the luminaire. In the group of 12, the convection of the warmed air by the cooling circuit? off 13a and 13b to improve cooling of LED array 12, o
C\JC \ J
Mikäli jäähdytysrivat sijoitetaan ledeistä etäälle valaisimen ulkoreunalle, kuten viitteessä CN 101414588, niin se johtaa vääjäämättä siihen, että lämpöä siirtävän rakenteen pitää olla erittäin paksu ja tällöin rakenteesta tulee myös raskas.If the cooling fins are placed far from the ledges on the outer edge of the luminaire, as in CN 101414588, this will inevitably result in the heat transfer structure having to be very thick and the structure also becoming heavy.
33
Tunnetaan myös ratkaisuja, jossa ilmankiertoa lediryhmässä tehostetaan pakko-toimisesti. Tällaisissa valaisimissa ilmankiertoa tehostetaan valaisimeen kuuluvalla puhaltimella.There are also known solutions where forced air circulation in the LED group is intensified. In such luminaires the air circulation is enhanced by the fan included in the luminaire.
Keksinnön tarkoituksena on tuoda esiin uusi tie- tai katuvalaisimeksi soveltuva le-5 divalaisinrakenne, jossa lediryhmän konvektion avulla aikaansaatavaa hukkaläm-mön poistoa on tehostettu.It is an object of the invention to provide a new construction of a le-5 dual luminaire suitable for use as a street or street lamp, in which the waste heat removal by convection of the LED array is enhanced.
Keksinnön tavoitteet saavutetaan ledivalasinrakenteella, jossa valaisimeen kuuluvat ledit on jaettu useampaan ryhmään, joista jokainen ryhmä on ympäröity omalla jäähdytysriparakenteella. Valaisimen ollessa käyttöasennossa jokaisen lediryhmän 10 konvektion kautta aikaansaatavaa jäähdytystä tehostaa sitä lähinnä olevat (ympäröivät) jäähdytysriparakenteet.The objects of the invention are achieved by an LED lamp structure in which the LEDs belonging to the luminaire are divided into several groups, each of which is surrounded by its own cooling rib structure. When the luminaire is in the operating position, the cooling provided by convection of each LED array 10 is enhanced by the adjacent (surrounding) heatsink structures.
Keksinnön mukaisen valaisimen etuna on, että se valaisimeen kuuluvien ledien käyttölämpötilaa saadaan laskettua verrattuna vastaavan valotehon omaaviin va-laisinrakenteisiin.An advantage of the luminaire according to the invention is that it can lower the operating temperature of the LEDs belonging to the luminaire in comparison with luminous structures having a corresponding luminous efficacy.
15 Lisäksi keksinnön etuna on se, että valaisimen käyttölämpötilaa saadaan laskettua ilman erillistä pakotettua jäähdytysjärjestelyä.Another advantage of the invention is that the operating temperature of the luminaire can be lowered without a separate forced cooling arrangement.
Lisäksi keksinnön etuna on se, että keksinnön mukaisen valaisimen pinnat pysyvät puhtaina valaisimen ollessa käyttöasennossaan painovoiman ja konvektiovir-tauksen avulla.A further advantage of the invention is that the surfaces of the luminaire according to the invention remain clean when the luminaire is in its operating position by means of gravity and convection flow.
20 Lisäksi keksinnön etuna on se, että valaisimen ulkopinta voidaan muotoilla lunta, roskia ja likaa hylkiväksi, koska ledien jäähdytyselementit sijaitsevat valaisimen alapinnalla.A further advantage of the invention is that the outer surface of the luminaire can be shaped to resist snow, debris and dirt, since the cooling elements of the LEDs are located on the lower surface of the luminaire.
C\JC \ J
o Edelleen keksinnön etuna on se, että valaisimen rakenne ei vaadi massiivista ja cd raskasta runkorakennetta ledien tuottaman hukkalämmön haihduttamiseksi, o iA further advantage of the invention is that the luminaire structure does not require a massive and cd heavy frame structure to evaporate the waste heat generated by the LEDs.
OO
c\j 25 Keksinnön mukaiselle led-valaisimelle on tunnusomaista, että valaisimen käyttö- | lämpötilan alentamiseksi valaisimen ledit on järjestetty toisistaan erillisiksi suora- ^ kulmaisiksi lediryhmiksi siten, että jokainen valaisimen pituus- ja poikkiakselin co määrittämän tason kanssa yhdensuuntaisessa tasossa oleva lediryhmä on ympä- ° röity jäähdytyselementeillä, jotka käsittävät valaisimen pituusakselin suuntaisia o ^ 30 jäähdytysripoja, ja että valaisimen poikittaisakselin suunnassa olevan kahden ledi ryhmän välissä olevista, valaisimen pituusakselin suuntaisista jäähdytysrivoista 4 keskimmäinen on korkein ja että jäähdytysripojen korkeus on järjestetty pienenemään kohden kumpaakin lediryhmää.The LED lamp according to the invention is characterized by the fact that the lamp is used to lower the temperature, the LEDs of the luminaire are arranged as separate rectangular LED groups such that each LED group in a plane parallel to the plane defined by the longitudinal and transverse axis of the luminaire is surrounded by cooling elements comprising the lanterns and in the transverse axis, the middle of the two cooling ribs 4 between the two LED groups in the longitudinal axis of the lamp is the highest and that the height of the cooling ribs is arranged to decrease towards each of the LED groups.
Keksinnön eräitä edullisia suoritusmuotoja on esitetty epäitsenäisissä patenttivaatimuksissa.Certain preferred embodiments of the invention are set forth in the dependent claims.
5 Keksinnön perusajatus on seuraava: Keksinnön mukaisessa valaisimessa valaisimen ledit on jaettu useaan erilliseen ryhmään. Jokainen valaisimen lediryhmä on ympäröity jäähdytyselementeillä. Sen vuoksi matka, jonka ledien lämmittämä ilma joutuu kulkemaan ledeistä jäähdytyselementtiin, on keksinnön mukaisessa valaisimessa lyhyt.The basic idea of the invention is as follows: In the luminaire according to the invention, the LEDs of the luminaire are divided into several separate groups. Each LED group is surrounded by heat sinks. Therefore, the distance that the led heated air has to travel from the leds to the cooling element is short in the lamp according to the invention.
10 Käyttötilanteessa ledien tuottama hukkalämpö aikaansaa ledejä ympäröivässä ilmassa konvektiovirran, joka kulkee valaisimen läpi jäähdytyselementtien suuntaisesti. Keksinnön mukaisessa valaisimessa yhden lediryhmän hukkalämmön aikaansaama ilmavirtaus kohtaa sitä lähinnä olevan jäähdytyselementin nopeasti, koska ledit ja niitä ympäröivät jäähdytyselementit on jaettu useampaan lediryh-15 mään. Täten keksinnön mukaisessa valaisinrakenteessa lämmönsiirto ledien lämmittämästä ilmasta jäähdytyselementtiin tehostuu, koska lediryhmässä lämmennyt ilma kohtaa vieressä olevan jäähdytyselementin välittömästi. Keksinnön mukaisessa ratkaisussa ilma ei myöskään ehdi lämmetä lediryhmässä niin paljon kuin tunnetuissa ratkaisuissa, joissa jäähdytyselementit ovat vain valaisimen reu-20 noilla. Lämmönsiirron tehostumisen vuoksi valaisimen ledien käyttölämpötila laskee, minkä seurauksena valaisimen valaisuteho pysyy vakiona ja sen käyttöaika pitenee.10 In use, the waste heat generated by the LEDs creates a convection current in the ambient air surrounding the LEDs, which passes through the luminaire in the direction of the cooling elements. In the luminaire according to the invention, the flow of air generated by the waste heat of one LED group rapidly meets the heatsink closest to it because the LEDs and the surrounding heatsinks are divided into several LED arrays. Thus, in the luminaire structure of the invention, the heat transfer from the air heated by the LEDs to the heat sink is enhanced because the heated air in the LED array immediately meets the adjacent heat sink. Also, in the solution according to the invention, the air does not have to warm up as much in the LED array as in the known solutions, in which the cooling elements are only at the edge of the luminaire. Due to the more efficient heat transfer, the operating temperature of the LEDs of the luminaire decreases, as a result of which the luminous efficacy of the luminaire remains constant and its operating time is prolonged.
Seuraavassa keksintöä selostetaan yksityiskohtaisesti. Selostuksessa viitataan ^ oheisiin piirustuksiin, joissa δ ^ 25 kuva 1 esittää tekniikan tasonmukaista ledivalaisimen rakennetta,The invention will now be described in detail. In the description, reference is made to the accompanying drawings in which δ ^ 25 in Figure 1 shows a state-of-the-art LED luminaire structure,
CDCD
o o kuva 2a esittää esimerkinomaisesti keksinnönmukaista ledivalaisinta perspek- x tiivikuvana,Fig. 2a is an exemplary perspective view of an LED lamp according to the invention,
CCCC
CLCL
to kuva 2b esittää kuvan 2a ledivalaisinta altapäin nähtynä,Figure 2b is a bottom view of the LED light of Figure 2a,
CDCD
m ° kuva 2c esittää kuvan 2a valaisinta nähtynä sen vapaasta päästä ja om ° Fig. 2c shows the lamp of Fig. 2a as seen from its free end and o
CVJCVJ
30 kuva 2d esittää erästä toista keksinnön edullista suoritusmuotoa valaisimen vapaasta päästä nähtynä.Figure 2d shows another preferred embodiment of the invention as seen from the free end of the lamp.
55
Seuraavassa selityksessä esitetyt suoritusmuodot ovat vain esimerkinomaisia ja alan ammattilainen voi toteuttaa keksinnön perusajatuksen myös jollain muulla kuin selityksessä kuvatulla tavalla. Vaikka selityksessä voidaan viitata erääseen suoritusmuotoon tai suoritusmuotoihin useissa paikoissa, niin tämä ei merkitse si-5 tä, että viittaus kohdistuisi vain yhteen kuvattuun suoritusmuotoon tai että kuvattu piirre olisi käyttökelpoinen vain yhdessä kuvatussa suoritusmuodossa. Kahden tai useamman suoritusmuodon yksittäiset piirteet voidaan yhdistää ja näin aikaansaada uusia keksinnön suoritusmuotoja.The embodiments set forth in the following description are exemplary only and one of ordinary skill in the art may implement the basic idea of the invention in a manner other than that described herein. While the specification may refer to one embodiment or embodiments at multiple locations, this does not imply that the reference is directed to only one embodiment described or that the feature described is useful in only one embodiment described. The individual features of two or more embodiments may be combined to provide new embodiments of the invention.
Kuva 1 on selitetty tekniikan tason kuvauksen yhteydessä.Figure 1 is explained in conjunction with the prior art description.
10 Kuvassa 2a on esitetty perspektiivikuvana eräs keksinnön mukainen ledivalaisin 20, jossa valo tuotetaan neljällä erillisellä lediryhmällä 23a, 23b, 23c ja 23d. Keksinnön mukainen valaisin voi olla tie-/katuvalaisin tai julkisten tilojen valaisin. Valaisin 20 kiinnitetään valaisinpylvääseen (ei esitetty kuvassa 2a) liitäntävälineillä 21. Valaisimen käyttöasento voi edullisesti poiketa oleellisesti vaakatasosta. Lii-15 täntävälineet 21 käsittävät edullisesti sekä valaisimen liittämisessä tarvittavat mekaaniset kiinnitysvälineet että sähköiset liitäntävälineet. Jäljempänä keksinnön mukaisen valaisimen pituusakseliksi kutsutaan sitä suuntaa, joka on yhdensuuntainen valaisimen 20 kiinnityselimien 21 mahdollistavan kiinnityksen suunnan kanssa.Fig. 2a is a perspective view of an LED lamp 20 according to the invention, wherein the light is produced by four separate LED groups 23a, 23b, 23c and 23d. The luminaire according to the invention may be a street / street luminaire or a public luminaire. The luminaire 20 is secured to the luminaire pole (not shown in Fig. 2a) by means of connecting means 21. The luminaire's operating position can preferably deviate substantially from the horizontal. Advantageously, the connecting means 21 comprise both the mechanical attachment means required for the connection of the luminaire and the electrical connection means. Hereinafter, the longitudinal axis of the lamp according to the invention is called the direction parallel to the direction of the fastening means 21 of the lamp 20 which enables it to be fastened.
20 Keksinnönmukaisessa valaisimessa ledit on jaettu erillisiin ryhmiin 23a, 23b, 23c ja 23d, joita jäljempänä kutsutaan myös ledimatriiseiksi. Jokainen ledimatriiseista käsittää edullisesti useita ledejä (viite 28 kuvassa 2b). Ledit voivat olla osa esimerkiksi LTCC-komponenttia (Low Temperature Co-fired Ceramic), joka on kiinnitetty mekaanisesti ja sähköisesti valaisimen runkoon 22. Kyseinen LTCC-^ 25 komponentti voi sisältää myös valaisimen 20 ohjaukseen ja sähkönsyöttöön liitty- ° viä komponentteja.In the luminaire according to the invention, the LEDs are divided into separate groups 23a, 23b, 23c and 23d, also referred to hereinafter as LED arrays. Each LED array preferably comprises a plurality of LEDs (ref. 28 in Figure 2b). The LEDs may be part of, for example, a LTCC (Low Temperature Co-fired Ceramic) component that is mechanically and electrically mounted to the luminaire body 22. This LTCC-25 component may also include control and power supply components of the luminaire 20.
CDCD
OO
q Jokainen valaisimen 20 ledimatriiseista 23a, 23b, 23c ja 23d on täysin ympäröity ^ jäähdytyselementeillä, jotka kuvan 2a esimerkissä ovat jäähdytysriparakenteita.Each of the LED arrays 23a, 23b, 23c and 23d of the luminaire 20 is completely surrounded by cooling elements, which in the example of Fig. 2a are cooling rib structures.
£ Jäähdytysripojen suunta on kuvan 2a esimerkissä valaisimen 20 pituusakselin to 30 suunta. Esimerkiksi valaisimeen 20 kuuluvan ledimatriisin 23a sulkevat sisäänsä g jäähdytyselementit 24a, 27, 26 ja 25a. Vastaavasti myös muut valaisimeen 20 5 kuuluvat ledimatriisit 23b, 23c ja 23d on ympäröity jollain jäähdytyselementtienThe direction of the cooling fins in the example of Fig. 2a is the direction of the longitudinal axis to 30 of the lamp 20. For example, the LED array 23a of the luminaire 20 is enclosed by the cooling elements 24a, 27, 26 and 25a g. Similarly, the other LED arrays 23b, 23c and 23d of the luminaire 205 are surrounded by some of the cooling elements
CVJCVJ
24a, 24b, 25a, 25b, 26 tai 27 yhdistelmällä. Kuvan 2a mukaisessa suoritusmuodossa ledien tuottama hukkalämpö aikaansaa valaisimessa 20 ilmavirran, jonka 35 suunta on sama kuin jäähdytysripojen suunta.24a, 24b, 25a, 25b, 26 or 27. In the embodiment of Figure 2a, the waste heat generated by the leds in the luminaire 20 provides an airflow 35 in the same direction as the cooling fins.
66
Kuvassa 2b on esitetty kuvan 2a valaisin 20 altapäin nähtynä. Kuvan 2b esimerkin mukainen valaisin 20 on edullisesti muodoltaan neliömäinen. Eräässä edullisessa keksinnön suoritusmuodossa valaisimen 20 ulkomitat ovat luokkaa 400 x 400 mm. Keksinnön mukaisessa valaisimessa ledimatriisit 23a, 23b, 23c ja 23d sijaitsevat 5 edullisesti valaisimen 20 pituus- ja poikkiakselien suhteen symmetrisesti.Figure 2b is a bottom view of the lamp 20 of Figure 2a. The lamp 20 according to the example of Fig. 2b is preferably square in shape. In one preferred embodiment of the invention, the outer dimensions of the luminaire 20 are of the order of 400 x 400 mm. In the lamp according to the invention, the LED arrays 23a, 23b, 23c and 23d are preferably located symmetrically in relation to the longitudinal and transverse axes of the lamp 20.
Kuvan 2b esimerkissä jokainen ledimatriisi 23a, 23b, 23c ja 23d käsittää esimerkinomaiset kaksikymmentäneljä lediä 28. Ledimatriisit 23a, 23b, 23c ja 23d sijaitsevat valaisimessa 20 siten, että kahden ledimatriisin väliin jäävän jäähdytysele-mentin leveys on edullisesti noin kaksi kertaa ledimatriisin ja valaisimen 20 ulko-10 reunan väliin jäävän jäähdytyselementin leveys. Jäähdytyselementit peittävät täten edullisesti kaiken ledimatriisien 23a, 23b, 23c ja 23d ulkopuolelle jäävän valaisimen 20 alapinnan.In the example of Figure 2b, each LED matrix 23a, 23b, 23c and 23d comprises exemplary twenty-four LEDs 28. The LED matrices 23a, 23b, 23c and 23d are located in luminaire 20 such that the width of the cooling element between the two LED matrices is -10 width of the heat sink between the edges. The cooling elements thus preferably cover any underside of the luminaire 20 outside the LED arrays 23a, 23b, 23c and 23d.
Kuvassa 2c esitetään valaisin 20 sen vapaasta päästä nähtynä. Valaisimen 20 runkoa/koteloa esittää viite 22. Keksinnön mukaisten jäähdytysripojen 24a, 24b, 15 25a ja 26 mittasuhteita on muutettu todellisesta kuvan 2c sisältämän asian selven tämiseksi.Figure 2c shows a lamp 20 as seen from its free end. The body / housing of the luminaire 20 is represented by reference 22. The dimensions of the cooling fins 24a, 24b, 15 25a and 26 of the invention have been altered from the actual one to clarify the matter in FIG. 2c.
Valaisimen molemmilla pituusakselin suuntaisilla reunoilla olevat jäähdytinelemen-tit 24a ja 24b sekä valaisimen 20 pituusakselin suuntainen jäähdytinelementti 26 koostuvat useammista, asteittain pitenevistä/lyhenevistä jäähdytysrivoista. Kuva-20 tulla rakenteella jäähdytyselementin jäähdytysteho kasvaa samassa suhteessa kuin valaisimen pituusakselin suuntaiseen konvektioilmavirtaan joutuvien jäähdytysripojen pinta-ala kasvaa. Toisaalta lyhyet jäähdytysrivat 27 ledimatriisien välissä ja lyhyet jäähdytysrivat 25a ja 25b valaisimen ulkoreunalla mahdollistavat suuren vapaan ilmanvirtauksen valaisimen 20 läpi sen pituusakselin suunnassa.The radiator elements 24a and 24b on both sides of the longitudinal axis of the luminaire and the radiator element 26 along the longitudinal axis of the luminaire 20 consist of a plurality of gradually extending / shortening cooling fins. With the structure of Fig. 20, the cooling power of the heatsink increases in proportion to the area of the heatsinks in the convection air flow along the longitudinal axis of the luminaire. On the other hand, the short cooling fins 27 between the LED arrays and the short cooling fins 25a and 25b at the outer edge of the luminaire allow a large free flow of air through the luminaire 20 along its longitudinal axis.
C\JC \ J
o 25 Kuvassa 2d on esitetty eräs keksinnön mukaisen valaisimen 20 edullinen suori- cd tusmuoto, jossa valaisimen runko 22a ja jäähdytyselementit 24a, 24b, 25a ja 26 o q on suulakepuristettu yhdeksi kokonaisuudeksi. Tässä suoritusmuodossa valaisi- men 20 yläpuoli 22a on muotoilut kaarevaksi, jolloin se ei kerää likaa tai lunta £ käyttötilanteessa.Figure 2d shows a preferred embodiment of the luminaire 20 according to the invention, wherein the luminaire body 22a and the cooling elements 24a, 24b, 25a and 26oq are extruded into a single unit. In this embodiment, the upper face 22a of the luminaire 20 is curved so that it does not collect dirt or snow during use.
CDCD
cd 30 Tehtyjen testien perusteella keksinnön mukaisella mitoituksella valaisimen 20 ° jäähdytystehoa voidaan parantaa. Jakamalla valaisimen 20 ledit 28 neljään ryh- o ^ mään 23a, 23b, 23c ja 23d syntyy valaisimen sisälle neljä kuumempaa kohtaa le- diryhmien keskikohtiin. Kunkin lediryhmän keskellä lämpötilamaksimi on noin 40 7 *C astetta. Vastaavasti jokaisen lediryhmän reuna-a lueella lämpötila on laskenut noin 35 Ό asteeseen.cd 30 Based on the tests performed, the design of the invention can improve the cooling efficiency of the lamp by 20 °. By dividing the LEDs 28 of the luminaire 20 into four groups 23a, 23b, 23c and 23d, four hotter points are created inside the luminaire at the center of the groups of lanterns. In the middle of each LED group, the maximum temperature is approximately 40 ° C. Correspondingly, the temperature in the peripheral region of each led group has dropped to about 35 Ό.
Tekniikan tason mukaisessa, kuvassa 1 esitetyssä ja saman valotehon tuottavassa ledivalaisimessa, jossa on yksi yhtenäinen lediryhmä, nousee lämpötila ledi-5 ryhmän keskipisteessä 65 QC asteeseen. Keksinnön mukainen valaisinrakenne laskee siten ledivalaisimen maksimilämpötilaa 25 QC asteella.In the state of the art, shown in Figure 1 and having the same luminous efficacy, a single LED group with a single LED group, the temperature at the center of the LED-5 group rises to 65 ° C. The luminaire structure of the invention thus reduces the maximum temperature of the LED luminaire by 25 ° C.
Edellä on kuvattu eräitä keksinnön mukaisen led-valaisimen edullisia suoritusmuotoja. Keksintö ei rajoitu juuri kuvattuihin ratkaisuihin, vaan keksinnöllistä ajatusta voidaan soveltaa lukuisilla tavoilla patenttivaatimusten asettamissa rajoissa.Some preferred embodiments of the LED lamp according to the invention have been described above. The invention is not limited to the solutions just described, but the inventive idea can be applied in numerous ways within the scope of the claims.
10 C\l δ10 C \ l δ
CMCM
CDCD
cpcp
OO
CMCM
XX
DCDC
CLCL
CDCD
CMCM
COC/O
LOLO
OO
OO
CMCM
Claims (9)
Priority Applications (4)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| FI20105326A FI123058B (en) | 2010-03-30 | 2010-03-30 | Led lighting fixture |
| EP11762076.5A EP2553333B1 (en) | 2010-03-30 | 2011-03-30 | Cooling and anti-glare arrangement for street light |
| RU2012146918/12A RU2543421C2 (en) | 2010-03-30 | 2011-03-30 | Cooling and antiglare device for street lighting lanterns |
| PCT/FI2011/050269 WO2011121183A1 (en) | 2010-03-30 | 2011-03-30 | Cooling and anti-glare arrangement for street light |
Applications Claiming Priority (2)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| FI20105326A FI123058B (en) | 2010-03-30 | 2010-03-30 | Led lighting fixture |
| FI20105326 | 2010-03-30 |
Publications (3)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| FI20105326A0 FI20105326A0 (en) | 2010-03-30 |
| FI20105326A FI20105326A (en) | 2011-10-01 |
| FI123058B true FI123058B (en) | 2012-10-15 |
Family
ID=42074429
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| FI20105326A FI123058B (en) | 2010-03-30 | 2010-03-30 | Led lighting fixture |
Country Status (4)
| Country | Link |
|---|---|
| EP (1) | EP2553333B1 (en) |
| FI (1) | FI123058B (en) |
| RU (1) | RU2543421C2 (en) |
| WO (1) | WO2011121183A1 (en) |
Families Citing this family (1)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| CN104566016A (en) * | 2014-12-05 | 2015-04-29 | 宁波市佛兰德光电科技有限公司 | LED (light emitting diode) road lamp and energy-saving reconstruction implementation method |
Family Cites Families (13)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| US6871983B2 (en) * | 2001-10-25 | 2005-03-29 | Tir Systems Ltd. | Solid state continuous sealed clean room light fixture |
| US20040195947A1 (en) * | 2003-04-04 | 2004-10-07 | Clark Jason Wilfred | High brightness LED fixture for replacing high intensity dishcharge (HID) lamps |
| US7336195B2 (en) * | 2005-04-07 | 2008-02-26 | Lighthouse Technologies Ltd. | Light emitting array apparatus and method of manufacture |
| US7766511B2 (en) * | 2006-04-24 | 2010-08-03 | Integrated Illumination Systems | LED light fixture |
| WO2008055387A1 (en) * | 2006-11-10 | 2008-05-15 | Lo, Mei-Liang | A heat dissipating apparatus for lamp and method thereof |
| KR100864585B1 (en) * | 2007-08-01 | 2008-10-20 | 이영섭 | Lamp structure utilizing a light emitting diode |
| US7695161B2 (en) * | 2007-11-08 | 2010-04-13 | Fu Zhun Precision Industry (Shen Zhen) Co., Ltd. | Heat dissipation device for light emitting diode module |
| CN201137877Y (en) * | 2007-11-28 | 2008-10-22 | 王勤文 | LED road lamp matching and grouping structure |
| CN201262363Y (en) * | 2008-07-17 | 2009-06-24 | 朱志明 | Cooling outer casing of road LED illumination road lamp |
| CN201246715Y (en) * | 2008-08-20 | 2009-05-27 | 鞍山鞍明热管制造有限公司 | LED heat pipe radiator |
| CN201259193Y (en) * | 2008-09-04 | 2009-06-17 | 李镭 | Heat radiator of high power LED street lamp |
| RU83314U1 (en) * | 2008-12-30 | 2009-05-27 | Владимир Аликович Пак | LAMP |
| RU83587U1 (en) * | 2009-01-20 | 2009-06-10 | Общество с ограниченной ответственностью "Технологии Энергосбережения" | LED STREET LIGHT |
-
2010
- 2010-03-30 FI FI20105326A patent/FI123058B/en not_active IP Right Cessation
-
2011
- 2011-03-30 RU RU2012146918/12A patent/RU2543421C2/en not_active IP Right Cessation
- 2011-03-30 EP EP11762076.5A patent/EP2553333B1/en not_active Not-in-force
- 2011-03-30 WO PCT/FI2011/050269 patent/WO2011121183A1/en active Application Filing
Also Published As
| Publication number | Publication date |
|---|---|
| EP2553333A1 (en) | 2013-02-06 |
| RU2543421C2 (en) | 2015-02-27 |
| WO2011121183A1 (en) | 2011-10-06 |
| EP2553333B1 (en) | 2016-05-04 |
| FI20105326A0 (en) | 2010-03-30 |
| FI20105326A (en) | 2011-10-01 |
| EP2553333A4 (en) | 2015-03-04 |
| RU2012146918A (en) | 2014-05-10 |
Similar Documents
| Publication | Publication Date | Title |
|---|---|---|
| KR100857058B1 (en) | Cooling structure of street lamp utilizing a light emitting diode | |
| AU2009298917B2 (en) | Lighting apparatus with heat dissipation system | |
| CA2554863C (en) | Directly viewable luminaire | |
| US7988321B2 (en) | LED lamp | |
| JP5096424B2 (en) | LED lighting device and heat dissipation waterproof cover thereof | |
| EP2365246B1 (en) | Convective heat-dissipating led illumination lamp | |
| TW201317504A (en) | Lamp | |
| JP2009032590A (en) | Led lamp attained by multi-stage layer substrate, and diffusing heat instantly | |
| KR101034482B1 (en) | Lamp | |
| US10101017B2 (en) | LED luminaire with internal heatsink | |
| JP4944221B2 (en) | LED lamp achieved by multi-layer substrate and dissipating heat instantly | |
| FI123058B (en) | Led lighting fixture | |
| JP2007149558A (en) | Luminaire | |
| KR100946625B1 (en) | Led lighting device | |
| KR101012685B1 (en) | Led lighter having air channel | |
| RU204579U1 (en) | LED LIGHT WITH CONVECTION COOLING | |
| RU82935U1 (en) | LED LIGHTING DEVICE | |
| JP2018113229A (en) | Luminaire | |
| KR101857266B1 (en) | Heat radiation structure for led lighting | |
| KR101827714B1 (en) | Lighting module and lighting apparatus comprising the same | |
| JP2023020156A (en) | Lighting fixture, and luminaire | |
| TWI420040B (en) | Led lamp assembly | |
| AU2013205909B2 (en) | Lighting Apparatus With Heat Dissipation System | |
| TWI396811B (en) | Light emitting module and an led lamp using the light source module | |
| JP6188413B2 (en) | Light source module and lighting fixture |
Legal Events
| Date | Code | Title | Description |
|---|---|---|---|
| FG | Patent granted |
Ref document number: 123058 Country of ref document: FI Kind code of ref document: B |
|
| MM | Patent lapsed |