JP2012003854A - Led lamp used for nuclear power plant facilities and led lighting fixture - Google Patents

Led lamp used for nuclear power plant facilities and led lighting fixture Download PDF

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Abstract

PROBLEM TO BE SOLVED: To provide an LED lamp which has long lifetime and low power consumption as a lighting means used in a nuclear reactor containment vessel which does not use an incandescent lamp, and an LED lighting fixture.SOLUTION: In the LED lamp used for a nuclear power plant facilities having a light-emitting section where a plurality of LED elements are arranged, a heat radiation member connected to the light-emitting section, and a base electrically connected to the light-emitting section and detachably installed to a socket for an electric bulb arranged in an enlarged diameter member, the heat radiation member comes in contact with the enlarged diameter member for an electric bulb at a fixed or more area. The LED lighting fixture uses the LED lamp.

Description

本発明は、加圧水型原子炉(PWR)の原子炉格納容器内などの原子力発電施設の高放射線環境に設置されるLEDランプおよびLED照明器具に関する。   The present invention relates to an LED lamp and an LED lighting apparatus installed in a high radiation environment of a nuclear power generation facility such as in a reactor containment vessel of a pressurized water reactor (PWR).

一般に使用されている照明器具の光源として、白熱電球(一般照明用電球、クリプトン電球、ハロゲン電球)、蛍光ランプ、HIDランプ(水銀ランプ、メタルハライドランプ、高圧ナトリウムランプ)、LED(発光ダイオード)など多くの種類のものが利用されているが、加圧水型原子炉(PWR)の原子炉格納容器内などの原子力発電施設の高放射線環境下に設置されている照明器具の光源には白熱電球が使用されている。
LED照明器具を原子炉格納容器内で使用した例はこれまで知られていないが、他の分野においては白熱電球等のLEDへの置き換えが近年急速に行われている。LEDは、長寿命で省電力であり、光エネルギー以外の無駄なエネルギーの消費が少なくてすむこと、紫外線や熱の放射が少なく、COの排出量が少ないことなどの優れた特徴を有している。
LEDランプの問題点の一つとして、その寿命が温度と相関関係があることが知られている。LEDの寿命は、LED素子の接合部温度が120℃では約10万時間以上、150℃では約4万時間、200℃では約1000時間という報告例がある(図2参照)。そこで、LEDの温度を上げないように冷却することによりLEDランプの寿命および光束維持を向上させる技術が数多く提案されている。
Incandescent light bulbs (general lighting bulbs, krypton bulbs, halogen bulbs), fluorescent lamps, HID lamps (mercury lamps, metal halide lamps, high-pressure sodium lamps), LEDs (light-emitting diodes), and many more However, incandescent light bulbs are used as light sources for lighting fixtures installed in high-radiation environments of nuclear power generation facilities, such as in the containment vessels of pressurized water reactors (PWRs). ing.
An example of using an LED lighting apparatus in a reactor containment vessel has not been known so far, but in other fields, replacement with an LED such as an incandescent light bulb has been rapidly performed in recent years. LEDs have excellent characteristics such as long life and power saving, low consumption of energy other than light energy, low emission of ultraviolet rays and heat, and low CO 2 emission. ing.
As one of the problems of LED lamps, it is known that the lifetime has a correlation with temperature. There is a report example that the lifetime of the LED is about 100,000 hours or more when the junction temperature of the LED element is 120 ° C., about 40,000 hours at 150 ° C., and about 1000 hours at 200 ° C. (see FIG. 2). Therefore, many techniques for improving the life of the LED lamp and maintaining the luminous flux by cooling the LED without increasing the temperature have been proposed.

例えば、熱媒体を使用して冷却する装置としては、熱交換基部の外面に位置するLED配列面および中央の中空部を備える熱交換基部、それぞれのLEDが熱交換基部のLED配列面に複数のLEDを備えるLEDアレイ、加熱部、冷却部および加熱部を冷却部に接続する伝導部を備え、加熱部が熱交換基部の中央の中空部に挿入され、接続路が熱交換基部から伸びる動作流体を含むヒートパイプ、ならびにヒートパイプの冷却部に配置される熱放散モジュールを備えるLED照明組品において、LEDによって発生される熱エネルギーは、熱交換基部からヒートパイプの加熱部に伝導され、それによってヒートパイプの動作流体を加熱および蒸発させ、熱放散モジュールで、伝導部から冷却部へと放散のため流れるように構成されたLED照明器具が提案されている(特許文献1)。   For example, as a device for cooling using a heat medium, an LED array surface located on the outer surface of the heat exchange base and a heat exchange base including a central hollow portion, each LED has a plurality of LEDs on the LED array surface of the heat exchange base. Working fluid in which an LED array including LEDs, a heating unit, a cooling unit, and a conductive unit that connects the heating unit to the cooling unit are provided, the heating unit is inserted into the central hollow portion of the heat exchange base, and the connection path extends from the heat exchange base In the LED lighting assembly comprising a heat pipe including a heat dissipation module disposed in a cooling part of the heat pipe, the heat energy generated by the LED is conducted from the heat exchange base to the heating part of the heat pipe, thereby LED configured to heat and evaporate the working fluid of the heat pipe and flow in the heat dissipation module for dissipation from the conduction part to the cooling part Luminaire has been proposed (Patent Document 1).

また、LEDからの発熱を、熱伝導により放熱板となる部材に拡散させて冷却する装置としては、一端に口金が設けられ、他端の開口部に向けてラッパ状に拡がるラッパ状金属放熱部、このラッパ状金属放熱部の開口部に取付けられた透光性カバーと、ラッパ状金属放熱部と透光性カバーにより形成された略球体の内部に設けられた金属基板と、この金属基板の透光性カバーに対向する外面に実装されたLED素子とを備えた冷却構造により、LED素子の発熱を抑制して高い発光効率で長寿命のLED電球を提供するLED電球(特許文献2)や、ランプソケット、光源部材、導光体、ランプハウジングなどの主要部材から組成され、光源部材は、複数個のLEDを基板に設置し、導熱媒介でランプソケットに接着してランプソケットが光源部材の動作温度を伝導発散させることにより冷却する省電力で高性能なLED照明器具が提案されている(特許文献3)。   Moreover, as a device for diffusing the heat generated from the LED to a member serving as a heat dissipation plate by heat conduction and cooling, a trumpet-shaped metal heat dissipating part provided with a base at one end and expanding in a trumpet shape toward the opening at the other end A translucent cover attached to the opening of the trumpet-shaped metal heat dissipating portion, a metal substrate provided inside a substantially spherical body formed by the trumpet-shaped metal heat dissipating portion and the translucent cover, An LED bulb (Patent Document 2) that provides a long-life LED bulb with high luminous efficiency by suppressing the heat generation of the LED element by a cooling structure including an LED element mounted on the outer surface facing the translucent cover It consists of main components such as lamp socket, light source member, light guide, lamp housing, etc. The light source member has a plurality of LEDs installed on the substrate and bonded to the lamp socket through heat conduction, and the lamp socket is lighted High-performance LED lighting apparatus in the power saving of cooling has been proposed by which the operating temperature of the members is conducted divergence (Patent Document 3).

その他にも、LEDを数W〜数十Wの総出力のものとして、このLEDを装着した基体の背面側にLEDからの発熱を放熱して冷却する放熱体を所定の放熱面積として多重の筒状体として配設し、該放熱体をLEDの中心軸線と同心円筒状の多重の同心円筒体とし、各筒状体間に熱を伝達する熱伝導連結材を連結して配設して、発熱量の大きい明るい高輝度、超高輝度のLEDランプであっても、その冷却を十分に行えて耐久性が得られるようにしたLEDランプ(特許文献4)や、発熱体を冷却するためのヒートシンクを帯状の金属板を巻き中心軸を中心に巻き物状に巻いて形成するとともに、径方向外側から径方向中央部に向けて中心軸方向の一方の高さが漸次高くなるよう構成し、中心軸方向の他端側には、金属板の板厚方向に貫通する複数の空気取り込み口を設けている冷却装置(特許文献5)が提案されている。   In addition, an LED having a total output of several watts to several tens of watts, and a heat radiating body that radiates and cools the heat generated from the LED on the back side of the base body on which the LED is mounted is used as a predetermined heat radiation area. Disposed as a body, the heat dissipating body is a multiple concentric cylindrical body that is concentric with the central axis of the LED, and a heat conduction connecting material that transfers heat between the cylindrical bodies is connected and disposed. Even a bright high-intensity and ultra-high-intensity LED lamp with a large calorific value can be cooled sufficiently to achieve durability, and can be used to cool a heating element. The heat sink is formed by winding a band-shaped metal plate around a central axis and winding it in a roll shape, and is configured so that one height in the central axis direction gradually increases from the radial outer side toward the radial central part. The other end side in the axial direction penetrates in the thickness direction of the metal plate. Cooling device is provided with a plurality of air intake (Patent Document 5) have been proposed.

しかしながら、これらのLED照明器具を、原子力発電施設用としてそのまま利用することはおよそ難しい。半導体に放射線を照射すると、特性が著しく低下することがあるからである。
また、万一、原子炉に原子炉冷却材喪失事故(LOCA)が発生した場合には、原子炉格納容器の内圧を速やかに低下させるためにヒドラジン、または苛性ソーダを含む、ホウ酸などからなる原子炉格納容器スプレイ水が散布される。この際、これらの薬品とアルミニウムが接触すると化学反応を引き起こして、水素などの可燃性ガスを生成し危険である。かかる観点からも筺体や放熱材料にアルミニウムを使用し、電気回路に半導体を使用している通常用途のLED照明器具を原子炉格納容器内において使用することは難しい。
However, it is almost difficult to use these LED lighting fixtures as they are for nuclear power generation facilities. This is because when the semiconductor is irradiated with radiation, the characteristics may be remarkably deteriorated.
Also, in the unlikely event that a nuclear reactor coolant loss accident (LOCA) occurs in the reactor, an atom made of boric acid or the like containing hydrazine or caustic soda to quickly reduce the internal pressure of the reactor containment vessel Furnace containment spray water is sprayed. At this time, when these chemicals come into contact with aluminum, a chemical reaction is caused to generate a flammable gas such as hydrogen, which is dangerous. From this point of view, it is difficult to use a normal-use LED lighting apparatus that uses aluminum for the casing or heat dissipation material and uses a semiconductor for the electric circuit in the reactor containment vessel.

特開2008−243780号報JP 2008-243780 特開2001−243809号公報Japanese Patent Laid-Open No. 2001-243809 登録実用新案3135001号公報Registered Utility Model No. 313001 登録実用新案3125101号公報Registered Utility Model No. 3125101 特開2009−16674号公報JP 2009-16664 A

一般照明器具の光源としては、白熱電球、蛍光ランプ、HIDランプ、LEDなど多くの種類のものが使用されているが、原子炉格納容器内で使用されるものは専ら水銀を使用していない白熱電球であった。なぜならば、水銀を使用する照明器具から水銀が器具外に漏れると、周囲の機器類で使用されている銅合金、ニッケル・クロム・鉄合金などと反応する可能性があり、一次冷却系統内に混合した場合には、冷却系統などの材料として用いられているニッケル・クロム・鉄合金などに損傷を与える可能性があるからである。   Many types of light sources such as incandescent bulbs, fluorescent lamps, HID lamps, and LEDs are used as light sources for general lighting equipment, but those used in the reactor containment are incandescent that does not use mercury exclusively. It was a light bulb. This is because if mercury leaks out of the lighting equipment that uses mercury, it may react with copper alloys, nickel, chromium, iron alloys, etc. used in surrounding equipment, and in the primary cooling system. This is because when mixed, nickel, chromium, iron alloys, etc. used as materials for cooling systems and the like may be damaged.

しかしながら、原子炉格納容器内において、従来使用されている白熱電球は寿命が短く毎年一定数量が球切れとなるため、電球の交換作業が定期に必要となる。交換作業は高所で行うため危険を伴うことからも交換作業をできるだけ少なくしたいとの要望もある。また、白熱電球やガラスグローブはガラス製であり衝撃などにより壊れ易いため、原子炉機器等の定期点検時に足場材などとの衝突によって破損することがあり、このような問題も解決すべき課題である。   However, incandescent light bulbs that have been used in the reactor containment vessel have a short life and a certain number of bulbs run out every year. Therefore, it is necessary to replace the bulbs regularly. Since the replacement work is performed at a high place and involves danger, there is a demand for reducing the replacement work as much as possible. Also, incandescent bulbs and glass globes are made of glass and are easily broken by impacts, etc., so they may be damaged by collisions with scaffolding materials during periodic inspections of nuclear reactor equipment, etc. is there.

さらに問題となることは、交換した後の白熱電球は、放射性廃棄物として然るべき処理をしなければならないことであり、このことからも白熱電球の交換数量すなわち放射性廃棄物を低減させることが求められていた。また、白熱電球は消費電力が大きいことから消費電力の低減も課題となっていた。
また、白熱電球に換えてLEDランプを使用した際には、LEDの寿命は熱により短縮されるため、その冷却が問題となる。高放射線環境下では故障の原因となる半導体により電圧・電流制御を行う構成は採用し難く、しかもグローブは一般には防滴の要望から密閉型構造とされるため空冷のみで放熱を行うことは容易ではないからである。効率よい冷却手段を備えるLEDランプを提供することも解決すべき課題である。
他方で、高放射線環境下で半導体の使用制限を受ける中で、アルミニウムを原則的には使用することなく、LEDランプを作製しなくてはならないという課題もある。
A further problem is that the incandescent bulb after replacement must be properly treated as radioactive waste, which also requires a reduction in the number of incandescent bulb replacement, that is, radioactive waste. It was. Further, since the incandescent lamp has a large power consumption, it has been a problem to reduce the power consumption.
Further, when an LED lamp is used instead of an incandescent lamp, the life of the LED is shortened by heat, so that cooling of the LED becomes a problem. In a high radiation environment, it is difficult to adopt a configuration that controls voltage and current with a semiconductor that causes failure, and the glove is generally a sealed structure due to the need for drip-proof, so it is easy to dissipate heat only by air cooling. It is not. Providing an LED lamp having an efficient cooling means is also a problem to be solved.
On the other hand, there is a problem that an LED lamp must be manufactured without using aluminum in principle, under the restriction of the use of semiconductors in a high radiation environment.

本発明は、白熱電球を使用しない原子炉格納容器内の照明手段を提供することを目的とするものであり、さらには長寿命かつ低消費電力であるLEDランプおよびLED照明器具を提供することを目的とする。   An object of the present invention is to provide an illumination means in a reactor containment vessel that does not use an incandescent bulb, and further to provide an LED lamp and an LED lighting apparatus that have a long life and low power consumption. Objective.

本発明者らは、原子炉格納容器内で使用されている照明器具の有する問題点を解消することを目標として、鋭意研究を積み重ねることにより、原子炉格納容器内での使用に最適なLEDランプおよびLED照明器具を創作した。   The inventors of the present invention have developed an LED lamp that is optimal for use in a reactor containment vessel by accumulating earnest research with the goal of eliminating the problems of lighting equipment used in the reactor containment vessel. And LED lighting fixtures were created.

本発明は以下の技術的手段から構成される。
[1]多数のLED素子が配設された発光部と、発光部と連設された放熱部材と、発光部と電気的に接続される口金と、を備え、拡径部材内に配設された電球用ソケットに着脱自在に装着されるLEDランプであって、前記放熱部材が電球用拡径部材に一定以上の面積で接触することを特徴とする原子力発電施設用LEDランプ。
[2]前記放熱部材が、拡径部材の段部に当接して固定される板状体を含むことを特徴とする[1]に記載の原子力発電施設用LEDランプ。
[3]前記放熱部材が、拡径部材の段部と拡径部材に接合されるグローブの端部で挟んで固定可能であることを特徴とする[2]に記載の原子力発電施設用LEDランプ。
[4]前記口金を、放熱部材側に付勢して可動に固定する可動機構を備えることを特徴とする[1]ないし[3]のいずれかに記載の原子力発電施設用LEDランプ。
[5]前記発光部が、多数のLED素子を直列に接続してなるLEDモジュールを備えることを特徴とする[1]ないし[4]のいずれかに記載の原子力発電施設用LEDランプ。
[6]前記発光部が、前記LEDモジュールを複数並列に接続して構成されることを特徴とする[5]に記載の原子力発電施設用LEDランプ。
[7]LEDランプの温度変化に応じて温度スイッチを作動させることにより抵抗を制御する温度上昇抑制機構を備えることを特徴とする[1]ないし[6]のいずれかに記載の原子力発電施設用LEDランプ。
[8]前記温度上昇抑制機構が、LED素子の点灯数を制御することにより回路内にて相当する抵抗成分を制御することを特徴とする[7]に記載の原子力発電施設用LEDランプ。
[9]電源スイッチを備えることを特徴とする[1]ないし[8]のいずれかに記載の原子力発電施設用LEDランプ。
[10]前記放熱部材が、銅または黒鉛により構成されることを特徴とする[1]ないし[9]のいずれかに記載の原子力発電施設用LEDランプ。
[11][1]ないし[10]のいずれかに記載のLEDランプと、電球用ソケットが配設された拡径部材と、拡径部材に接合されるグローブと、を備える原子力発電施設用LED照明器具。
[12]グローブがポリカーボネート樹脂またはポリアリレート樹脂により構成されることを特徴とする[10]に記載の原子力発電施設用LED照明器具。
The present invention comprises the following technical means.
[1] A light-emitting part in which a large number of LED elements are arranged, a heat dissipating member connected to the light-emitting part, and a base electrically connected to the light-emitting part. An LED lamp for a nuclear power generation facility, wherein the LED lamp is detachably mounted on a socket for a light bulb, wherein the heat dissipating member is in contact with a diameter-expanding member for the light bulb over a certain area.
[2] The LED lamp for nuclear power generation facilities according to [1], wherein the heat radiating member includes a plate-like body fixed in contact with a stepped portion of the diameter-expanding member.
[3] The LED lamp for a nuclear power generation facility according to [2], wherein the heat dissipating member can be fixed by being sandwiched between a step portion of the diameter-expanding member and an end of the globe joined to the diameter-expanding member. .
[4] The LED lamp for nuclear power generation facilities according to any one of [1] to [3], further comprising a movable mechanism that urges the base toward the heat dissipating member and fixes the base movably.
[5] The LED lamp for nuclear power generation facilities according to any one of [1] to [4], wherein the light emitting unit includes an LED module formed by connecting a large number of LED elements in series.
[6] The nuclear power generation facility LED lamp according to [5], wherein the light emitting unit is configured by connecting a plurality of the LED modules in parallel.
[7] The nuclear power generation facility according to any one of [1] to [6], further including a temperature rise suppression mechanism that controls resistance by operating a temperature switch according to a temperature change of the LED lamp. LED lamp.
[8] The nuclear power generation facility LED lamp according to [7], wherein the temperature rise suppression mechanism controls a corresponding resistance component in the circuit by controlling the number of lighting of the LED elements.
[9] The LED lamp for nuclear power generation facilities according to any one of [1] to [8], further comprising a power switch.
[10] The nuclear power generation facility LED lamp according to any one of [1] to [9], wherein the heat dissipating member is made of copper or graphite.
[11] An LED for a nuclear power generation facility, comprising: the LED lamp according to any one of [1] to [10]; a diameter-expanding member provided with a socket for a light bulb; and a globe joined to the diameter-expanding member. lighting equipment.
[12] The LED lighting apparatus for a nuclear power generation facility according to [10], wherein the globe is made of polycarbonate resin or polyarylate resin.

本発明により奏される主要な効果は次のとおりである。
(1)LEDランプにより長寿命化が実現されるため、自然損耗による電球交換作業工数が低減される。
(2)電球交換作業の機会が減少するため、高所からの転落、転倒などの電球交換作業時の事故が減少する。
(3)原子炉機器等の定期点検時に、足場材等との衝突によるガラスグローブや電球の破損を減少させる事ができる。
(4)使用済み白熱電球の廃棄量が減少することにより、放射性廃棄物としての処理量が低減される。
(5)既存の白熱電球のソケット等をそのまま利用することができるので、LEDランプへの置き換え時の廃棄物の量も最小限で済む。
(6)LEDランプにより消費電力が低減される。
(7)地震発生時にも落下・破損する恐れの少ない強固な原子力発電施設用の照明器具を提供することができる。
The main effects achieved by the present invention are as follows.
(1) Since a long life is realized by the LED lamp, the number of work for replacing the bulb due to natural wear is reduced.
(2) Since the opportunities for replacing the bulbs are reduced, accidents during bulb replacement operations such as falling from a high place and falling are reduced.
(3) During periodic inspection of nuclear reactor equipment, damage to glass globes and light bulbs due to collision with scaffolding materials can be reduced.
(4) By reducing the amount of discarded used incandescent bulbs, the amount of radioactive waste is reduced.
(5) Since an existing incandescent bulb socket or the like can be used as it is, the amount of waste at the time of replacement with an LED lamp can be minimized.
(6) The power consumption is reduced by the LED lamp.
(7) It is possible to provide a robust lighting device for a nuclear power generation facility that is less likely to drop or break even when an earthquake occurs.

白熱電球を使用した従来の原子力発電施設用照明器具の要部断面図である。It is principal part sectional drawing of the conventional lighting fixture for nuclear power generation facilities using an incandescent lamp. LEDの温度と寿命の関係を示すグラフである。It is a graph which shows the relationship between the temperature of LED, and a lifetime. 実施例1に係るLED照明器具の要部断面側面図である。It is a principal part cross-sectional side view of the LED lighting fixture which concerns on Example 1. FIG. 従来のソケットホルダ(拡径部材)の要部断面側面図である。It is a principal part cross-sectional side view of the conventional socket holder (diameter expansion member). 実施例2に係るLED照明器具の要部断面側面図である。It is a principal part cross-sectional side view of the LED lighting fixture which concerns on Example 2. FIG. 実施例2に係るLEDランプの上面図である。6 is a top view of an LED lamp according to Example 2. FIG. LEDランプをソケットに装着する過程の説明図である。It is explanatory drawing of the process which mounts an LED lamp in a socket. 温度スイッチを用いたLEDランプの温度制御回路の回路構成図である。It is a circuit block diagram of the temperature control circuit of the LED lamp using a temperature switch. LEDランプの温度制御の電圧・電流特性のシミュレーション結果を示すグラフである。It is a graph which shows the simulation result of the voltage-current characteristic of the temperature control of an LED lamp. 図8の回路に電源スイッチを付加した回路構成図である。It is a circuit block diagram which added the power switch to the circuit of FIG. LED素子の電圧・電流特性の一例を示すグラフである。It is a graph which shows an example of the voltage and electric current characteristic of an LED element.

一般的な白熱電球の定格寿命は2,000時間である。白熱電球をLEDランプに置き換えるに際し、可能な限り長期間の寿命が欲しいとのニーズがあり、例えば40,000時間以上の寿命が要求されている。これによれば、LEDランプは例えば実使用において20年以上の長期間放射線に曝露された状況の下で照明手段として要求された性能を維持できるものでなければならないこととなる。   A typical incandescent bulb has a rated life of 2,000 hours. When replacing an incandescent light bulb with an LED lamp, there is a need for a life as long as possible. For example, a life of 40,000 hours or more is required. According to this, the LED lamp must be able to maintain the performance required as the illumination means under the situation where it is exposed to radiation for a long period of 20 years or more in actual use, for example.

本発明は、LED素子の光源としての寿命がLEDの温度に影響されることから、放熱効率のよい放熱部材を設けることにより、温度上昇を抑制してLEDを長寿命とすることを可能としている。この際、廃棄物ができるだけ少なくなるように、既存の部品(ソケット、ソケットホルダ、グローブ等)をできるだけ多く流用できることも重要となる。
また、LEDランプを覆うグローブは従来のガラス製のものも使用できるが、これをポリカーボネートなどの難燃性で軽い材質に置き換えることで、照明器具の重量を軽減することができる。これにより、地震対策上優れた原子力発電施設用の照明器具を提供することが可能となる。
In the present invention, since the lifetime of the LED element as a light source is affected by the temperature of the LED, by providing a heat dissipation member with good heat dissipation efficiency, it is possible to suppress the temperature rise and extend the life of the LED. . At this time, it is also important to be able to divert as many existing parts (sockets, socket holders, gloves, etc.) as possible so as to minimize waste.
Moreover, although the glove which covers LED lamp can use the thing made from the conventional glass, the weight of a lighting fixture can be reduced by replacing this with a flame-retardant and light material, such as a polycarbonate. This makes it possible to provide a lighting apparatus for a nuclear power generation facility that is excellent in earthquake countermeasures.

次に、本発明を実施するための形態の一例を、従来の白熱電球と対比しながら説明する。
[1]従来の白熱電球を使用した照明器具
図1は、従来の白熱電球を使用した原子力発電施設用の照明器具の一例を示す要部断面側面図である。この照明器具は、白熱電球11、ソケット2、ソケットホルダ(拡径部材)3、電球を覆うグローブ4を備えており、天井や壁などの設置場所に電球が鉛直方向となるように取り付けられる。
ソケットホルダ3は、内部にソケット2が固設されたソケットカバーであって、拡径開口を有した釣鐘形状の鋳物である。
グローブ4はガラス製であり、ソケットホルダ3のネジ溝32にねじ込んで固定される構造となっている。なお、ガラスグローブを取付けているねじの緩み防止のためにゴムパッキン10が段部に配置されている。
Next, an example for carrying out the present invention will be described in comparison with a conventional incandescent bulb.
[1] Luminaire using a conventional incandescent bulb FIG. 1 is a cross-sectional side view of an essential part showing an example of a luminaire for a nuclear power generation facility using a conventional incandescent bulb. The lighting fixture includes an incandescent bulb 11, a socket 2, a socket holder (a diameter-expanding member) 3, and a globe 4 that covers the bulb, and the bulb is attached to an installation place such as a ceiling or a wall in a vertical direction.
The socket holder 3 is a socket cover in which the socket 2 is fixed, and is a bell-shaped casting having an enlarged diameter opening.
The globe 4 is made of glass and has a structure that is screwed into the screw groove 32 of the socket holder 3 and fixed. In addition, the rubber packing 10 is arrange | positioned at the step part in order to prevent the looseness of the screw which has attached the glass globe.

[2]本発明のLED照明器具
本発明のLED照明器具は、LEDランプ1、ソケット2、ソケットホルダ(拡径部材)3、LEDランプ1を覆うグローブ4を備えている。なお、本発明のLED照明器具は、アルミニウムは原則的には使用されておらず、仮に微量に使用されることがあったとしても外部に露出した態様で使用されてはいない。以下に各要素を詳細に説明する。
[2] LED lighting apparatus of the present invention The LED lighting apparatus of the present invention includes an LED lamp 1, a socket 2, a socket holder (diameter expanding member) 3, and a globe 4 that covers the LED lamp 1. In the LED lighting apparatus of the present invention, aluminum is not used in principle, and even if it is used in a very small amount, it is not used in an exposed state. Each element will be described in detail below.

[2−1]LEDランプ
本発明のLEDランプ1は、放熱部材を通してLEDより発生した熱を、熱容量および表面積の大きいソケットホルダ3に伝導拡散可能に構成することによりLEDの温度上昇を抑制することを特徴とする。
LEDの温度と寿命との関係は明らかにされていて、例えば、約40,000時間の寿命を維持するには、LEDの温度を約150℃以下に保持する必要がある(図2参照)。
本実施の形態のLEDランプ1は、多数のLED素子51を有する発光部5と、発光部5の上方に配置された円盤(板状体)91と、円盤91と接合される可動機構7と、可動機構に連設された口金6とを備えて構成される。
発光部5は、多数のLED素子51を直列に接続してなるLEDモジュールを複数並列に接続した回路構成である。直列に接続されるLED素子51の個数は、電源電圧と採用するLED素子の電圧・電流特性により決定され、その明るさは並列に接続されるLEDモジュールの数により調整する。図11にLED素子の電圧・電流特性の一例を示す。LED素子51が配設される筐体52は、内部空間が中空の檻状ないし格子状であり、暖められた空気が自由に流動するような形状に構成されている。連結部材92は、熱が効率よく伝達されるよう一定以上の断面積をもって筐体52および円盤91と接合されている。筐体52、円盤91、連結部材92は、銅または黒鉛により構成するのが好ましい。円盤91には、放熱フィンを形成したり、ソケットホルダ3の内周面ないし内縁部に当接させるための隆起部材を形成してもよい。
口金6は白熱電球と同じ規格サイズのものであり、ソケットホルダ3に配設された電球用ソケットに着脱自在に装着することができる。
[2-1] LED lamp The LED lamp 1 of the present invention suppresses the temperature rise of the LED by configuring the heat generated from the LED through the heat dissipating member so that it can be conducted and diffused to the socket holder 3 having a large heat capacity and surface area. It is characterized by.
The relationship between the LED temperature and the lifetime has been clarified. For example, in order to maintain the lifetime of about 40,000 hours, the LED temperature needs to be maintained at about 150 ° C. or less (see FIG. 2).
The LED lamp 1 according to the present embodiment includes a light emitting unit 5 having a large number of LED elements 51, a disk (plate-like body) 91 disposed above the light emitting unit 5, and a movable mechanism 7 joined to the disk 91. And a base 6 connected to the movable mechanism.
The light emitting unit 5 has a circuit configuration in which a plurality of LED modules formed by connecting a large number of LED elements 51 in series are connected in parallel. The number of LED elements 51 connected in series is determined by the power supply voltage and the voltage / current characteristics of the LED elements employed, and the brightness is adjusted by the number of LED modules connected in parallel. FIG. 11 shows an example of voltage / current characteristics of the LED element. The housing 52 in which the LED element 51 is disposed has a hollow bowl-like or lattice-like inner space, and is configured in such a shape that warmed air freely flows. The connecting member 92 is joined to the housing 52 and the disk 91 with a cross-sectional area of a certain level or more so that heat is efficiently transmitted. The casing 52, the disk 91, and the connecting member 92 are preferably made of copper or graphite. The disk 91 may be formed with heat radiating fins or a raised member for contacting the inner peripheral surface or inner edge of the socket holder 3.
The base 6 is of the same standard size as the incandescent bulb, and can be detachably attached to the bulb socket disposed in the socket holder 3.

[2−2]ソケットおよびソケットホルダ
ソケット2、ソケットホルダ3は、従来の白熱電球用として使用されているものをそのまま使用することができるが、それに限定されるものではない。
本実施の形態のソケット2は、モーガルソケットである。
ソケットホルダ3はLEDからの熱を全体に分散させるとともにその表面から外環境に放熱する機能を有するものであるから、熱伝導がよくまた放熱性のよい材質であることが必要であり、金属が適している。本実施の形態のソケットホルダ3は鋳鉄である。ソケットホルダ3には、段部31が形成されており、段部31の下面に円盤91の上面を当接させることにより一定以上の接触面積を確保し、熱伝導により効率的な放熱を行うことを可能としている。
[2-2] Socket and socket holder The socket 2 and the socket holder 3 can be used as they are for conventional incandescent lamps, but are not limited thereto.
The socket 2 of the present embodiment is a mogul socket.
Since the socket holder 3 has a function to disperse heat from the LED as a whole and to dissipate heat from the surface to the outside environment, the socket holder 3 needs to be a material having good heat conduction and good heat dissipation. Is suitable. The socket holder 3 of the present embodiment is cast iron. The socket holder 3 is formed with a step portion 31, and a contact area of a certain level or more is secured by bringing the upper surface of the disk 91 into contact with the lower surface of the step portion 31, and efficient heat dissipation is performed by heat conduction. Is possible.

[2−3]LEDランプの電圧変化に対応した温度制御
原子力発電施設内で使用されている電源の電圧は変動することがあるが、電圧が上がるとLEDの温度は上昇し、LEDの寿命を短縮することとなる。特に、LEDは使用時の温度が120℃以上になると寿命の短縮傾向が強くなるため100℃以上への温度の上昇は避けることが望ましい。大幅な電圧の変動が起こった場合にはLEDランプに配設した放熱部材による放熱だけでは温度上昇を抑制することができず、別途の温度上昇抑制機構を設けることが望ましい。
電流・電圧の制御には、IC回路が使用されるのが一般的であるが、IC回路は放射線に長期間曝されると機能しなくなるため原子炉格納容器内などの放射線が強い場所で使用することは好ましくない。ツェナーダイオードのようなシンプルな回路によりある程度の電圧変動を吸収することはできるが、原子力発電施設内での電圧変動に対応するためには別途の温度上昇抑制機構を設けることが望ましい。そこで、本発明では温度スイッチにより通電されるLED素子の数を制御することにより、電圧変動に伴う温度上昇に対応することを可能としている。
[2-3] Temperature control corresponding to the voltage change of the LED lamp The voltage of the power supply used in the nuclear power generation facility may fluctuate, but when the voltage rises, the temperature of the LED rises and the life of the LED is reduced. It will be shortened. In particular, it is desirable to avoid an increase in temperature to 100 ° C. or higher because LEDs have a tendency to shorten their lifetime when the temperature during use is 120 ° C. or higher. When a large voltage fluctuation occurs, the temperature rise cannot be suppressed only by the heat radiation by the heat radiating member provided in the LED lamp, and it is desirable to provide a separate temperature rise suppression mechanism.
IC circuits are generally used for current and voltage control, but IC circuits do not function when exposed to radiation for a long period of time, so they are used in places where there is strong radiation such as in a containment vessel. It is not preferable to do. Although a certain level of voltage fluctuation can be absorbed by a simple circuit such as a Zener diode, it is desirable to provide a separate temperature rise suppression mechanism in order to cope with the voltage fluctuation in the nuclear power generation facility. Therefore, in the present invention, it is possible to cope with a temperature rise accompanying voltage fluctuation by controlling the number of LED elements energized by the temperature switch.

温度スイッチとしては放射線による影響が少ないものであればいかなるものを用いてもよいが、磁性体スイッチ、バイメタルスイッチが好ましいものとして例示される。 温度スイッチによるLEDの温度を制御する方式としては、例えば、多数個(N個)のLED素子が直列に結合されたLEDモジュールに、数個(n個)のLEDをバイパスする回路を設け、LEDランプの温度に応じて温度スイッチを開閉し、N個またはN−n個のLEDを発光させることにより温度を制御するものが開示される。   Any temperature switch may be used as long as it is less affected by radiation, but a magnetic switch and a bimetal switch are preferred. As a method for controlling the temperature of the LED by the temperature switch, for example, a circuit for bypassing several (n) LEDs is provided in an LED module in which a large number (N) of LED elements are coupled in series, and the LED A device is disclosed in which the temperature is controlled by opening and closing a temperature switch according to the temperature of the lamp and causing N or Nn LEDs to emit light.

[2−4]機器への放射線による影響
半導体に放射線を照射すると、特性が著しく低下することがあり、その一例を以下に示すと次のとおりである。
(1)LED駆動用のICにγ線を照射すると、全く動作しなくなった。
(2)ダイオードに中性子線を照射するとI−V特性(電流一電圧特性、電気的特性のうち最も代表的な特性)が製品によっては10%以上低下した。ただし、ほとんど劣化が見られない製品もあったので、本発明のLED照明器具では、劣化のないダイオードを選定して使用した。(3)LEDに中性子線を照射するとI−V特性の劣化は見られないが、発光強度が10%以上低下した。
これらのことから、格納容器向けのLED照明器具には耐放射線性能が高い部品を使うこと、故障が少なくなるように簡単な回路構成とすることが好ましいことが判明した。
本発明のLED照明器具では、放射線に強い回路構成にするために、LEDと全波整流用のダイオード以外には半導体を使用していない。これにより、放射線による電気的および光学的特性の劣化を極力抑えることが可能である。
[2-4] Effect of radiation on equipment When a semiconductor is irradiated with radiation, the characteristics may be remarkably deteriorated. An example thereof is as follows.
(1) When γ-rays were irradiated to the LED driving IC, it stopped operating at all.
(2) When the neutron beam was irradiated to the diode, the IV characteristics (the most representative characteristic among the current-voltage characteristics and the electrical characteristics) decreased by 10% or more depending on the product. However, since there was a product that hardly deteriorated, a diode having no deterioration was selected and used in the LED lighting apparatus of the present invention. (3) When the LED was irradiated with a neutron beam, the IV characteristic was not deteriorated, but the emission intensity decreased by 10% or more.
From these facts, it has been found that it is preferable to use a component with high radiation resistance for the LED lighting apparatus for the containment vessel and to have a simple circuit configuration so as to reduce failure.
In the LED lighting apparatus of the present invention, no semiconductor is used other than the LED and the diode for full wave rectification in order to make the circuit configuration resistant to radiation. Thereby, it is possible to suppress deterioration of electrical and optical characteristics due to radiation as much as possible.

[2−5]グローブによるLEDランプの固定とグローブの材質
原子力発電施設内に設置する機器には耐震性が要求される。地震の揺れで機能を失わないこと、破損したとしても他の設備への波及影響がないよう配慮することが重要である。上述したように原子力発電施設用LEDランプではアルミニウムを使用できないため、約150gの白熱電球より相当程度重くなる(例えば1.5kg程度となる)。そのため、地震による振動によりソケット取付部であるソケット根元にかかる力が大きくなるので、白熱電球と同じ取付方法では地震時に破損が生じるおそれが大きくなる。そこで、本発明では、LEDランプの放熱部材をグローブとソケットホルダで挟み込んで強固に固定する構造とし、耐振動性を高めることとした(図3および図5参照)。このようにして円盤91を固定することにより、円盤91とソケットホルダ3との接触が良好となり放熱を一層向上させることができるという効果を得ることもできる。
[2-5] Fixing of LED lamp with globe and material of globe The equipment installed in the nuclear power generation facility is required to have earthquake resistance. It is important not to lose the function due to the shaking of the earthquake, and to consider that there is no ripple effect on other facilities even if it is damaged. As described above, since the LED lamp for nuclear power generation facilities cannot use aluminum, it is considerably heavier than an incandescent bulb of about 150 g (for example, about 1.5 kg). Therefore, since the force applied to the socket base that is the socket mounting portion is increased by the vibration due to the earthquake, the same mounting method as that of the incandescent light bulb is likely to be damaged during the earthquake. Therefore, in the present invention, the heat dissipation member of the LED lamp is sandwiched between the globe and the socket holder and is firmly fixed to improve the vibration resistance (see FIGS. 3 and 5). By fixing the disk 91 in this way, the contact between the disk 91 and the socket holder 3 is good, and an effect that heat dissipation can be further improved can be obtained.

また、上述したように、原子力発電施設用照明器具においては、グローブを開放型とすることはできないため、従来のガラス製グローブでは照明装置の重量を軽減することには限界がある。そこで、本発明ではグローブを、ポリカーボネート樹脂やポリアリレート樹脂などの難燃性で軽量の透光性材料で構成することにより、重量に起因する問題の改善をはかった。ただし、本発明のLEDランプにおいては、従来のガラス製グローブをそのまま使用することもできる。   Further, as described above, in the lighting equipment for nuclear power generation facilities, since the globe cannot be an open type, there is a limit in reducing the weight of the lighting device with the conventional glass globe. Therefore, in the present invention, the problem due to weight has been improved by configuring the globe with a flame-retardant and lightweight translucent material such as polycarbonate resin or polyarylate resin. However, in the LED lamp of the present invention, a conventional glass globe can be used as it is.

以下では、本発明を実施例に基づいて具体的に説明するが、本発明は以下の実施例によって何ら限定されるものではない。   Hereinafter, the present invention will be specifically described based on examples, but the present invention is not limited to the following examples.

実施例1のLEDランプ1は、加圧水型原子炉(PWR)の原子炉格納容器内に設置された照明器具で使用することができるものである。すなわち、実施例1のLEDランプ1は、図4に示す従来のソケットホルダ3に装着して使用される。
本実施例のLEDランプは、図3に示す如く構成され、多数のLED素子51を有する発光部5と、発光部5と接合される連結部材92と、連結部材の上方に配置された円盤91と、口金6とを備えて構成される。発光部5は、88個のLED素子51を直列に接続してなるLEDモジュールA、Bを並列に接続した回路構成である。各モジュールには、電力抵抗が設けられており、ある程度の電圧変動の影響を吸収できるようになっている(図8参照)。 筐体52、円盤91および連結部材92は銅製である。連結部材92の内部空間には、整流回路の収納部が設けられている。
口金6には、E39口金を使用した。
The LED lamp 1 of Example 1 can be used with the lighting fixture installed in the reactor containment vessel of a pressurized water reactor (PWR). That is, the LED lamp 1 of Example 1 is used by being mounted on the conventional socket holder 3 shown in FIG.
The LED lamp of the present embodiment is configured as shown in FIG. 3, and includes a light emitting unit 5 having a large number of LED elements 51, a connecting member 92 joined to the light emitting unit 5, and a disk 91 disposed above the connecting member. And a base 6. The light emitting unit 5 has a circuit configuration in which LED modules A and B formed by connecting 88 LED elements 51 in series are connected in parallel. Each module is provided with a power resistor so as to absorb the influence of a certain voltage fluctuation (see FIG. 8). The casing 52, the disk 91, and the connecting member 92 are made of copper. In the internal space of the connecting member 92, a rectifier circuit storage is provided.
The base 6 was an E39 base.

実施例1のLEDランプ1は、発光部5と口金6とが固定されておらず、口金がフリーとなっているため、円盤91のソケットホルダ3への当接はグローブ4のねじ込み圧により行う。ここで、ソケットホルダ3は金属の鋳物であり、その表面は平坦でなく凹凸が形成されている部分が多いため、ゴムパッキン10を介してグローブと段差31で円盤91を挟着する。   In the LED lamp 1 of the first embodiment, the light emitting portion 5 and the base 6 are not fixed, and the base is free. Therefore, the disk 91 is brought into contact with the socket holder 3 by the screwing pressure of the globe 4. . Here, since the socket holder 3 is a metal casting and the surface thereof is not flat and there are many portions where irregularities are formed, the disk 91 is sandwiched between the glove and the step 31 via the rubber packing 10.

以上の構成を備える実施例1のLEDランプ1は、従来原子炉格納容器内の照明器具で使用されていた白熱電球に置き換えて使用することが可能である。   The LED lamp 1 of Example 1 having the above configuration can be used in place of an incandescent bulb that has been conventionally used in a lighting fixture in a nuclear reactor containment vessel.

実施例2のLEDランプ1は、実施例1と同じ従来のソケットホルダ3に装着して使用されるものであり、円盤91と接合される可動機構7と可動機構に連接された口金6を備える点で実施例1のものと相違する。そこで、実施例1と同じ部分についての説明は割愛し、以下では可動機構7について説明する。
可動機構7は、一方の端部が円盤91に固定された連結支柱71と、連結支柱71が挿通されるバネ72と、連結支柱71が挿通される支持板73とから構成される。連結支柱71およびバネ72は、それぞれ4つずつあり、図6のように配置される。
バネ72の一方の端部は、支持柱71の上端に設けられたつば部により固定され、他端の端部は支持板73により固定される。バネ72により支持板73に固設された口金6は、通常時には下方に付勢された状態にある(図7(A)参照)。
The LED lamp 1 of the second embodiment is used by being mounted on the same conventional socket holder 3 as the first embodiment, and includes a movable mechanism 7 joined to the disk 91 and a base 6 connected to the movable mechanism. This is different from the first embodiment. Therefore, description of the same parts as those in the first embodiment is omitted, and the movable mechanism 7 will be described below.
The movable mechanism 7 includes a connection column 71 having one end fixed to the disk 91, a spring 72 through which the connection column 71 is inserted, and a support plate 73 through which the connection column 71 is inserted. There are four connecting struts 71 and four springs 72, and they are arranged as shown in FIG.
One end of the spring 72 is fixed by a collar provided at the upper end of the support column 71, and the other end is fixed by a support plate 73. The base 6 fixed to the support plate 73 by the spring 72 is normally biased downward (see FIG. 7A).

図7は、本実施例のLEDランプ1をソケットに装着する過程の説明図である。
図7(A)は、LEDランプ1をソケットホルダ3に下方から進入させ、口金6をソケット2の入口部分に当接させた状態を示すものである。この段階では、支持板73はバネ72により付勢され、円盤91と近接した状態にある。
図7(B)は、LEDランプ1を回転して口金6をソケット2にねじ込み、円盤91を段差31に当接させた状態を示すものである。この段階では、まだ支持板73はバネ72により付勢され、円盤91と近接した状態にある。
図7(C)は、LEDランプ1をさらに回転して口金6をソケット2により深くねじ込んだ状態を示すものである。この段階では、口金6の上昇に伴い支持板73がバネ72を圧縮させ、支持板73が円盤91と離間した状態となる。この際、鋳物製であるソケットホルダ3の形状がいびつな部分があっても、バネ72の伸縮により円盤91を確実にソケットホルダ3に当接させることができる。
FIG. 7 is an explanatory diagram of the process of mounting the LED lamp 1 of this embodiment in the socket.
FIG. 7A shows a state in which the LED lamp 1 is inserted into the socket holder 3 from below and the base 6 is brought into contact with the inlet portion of the socket 2. At this stage, the support plate 73 is biased by the spring 72 and is in a state of being close to the disk 91.
FIG. 7B shows a state in which the LED lamp 1 is rotated, the base 6 is screwed into the socket 2, and the disk 91 is brought into contact with the step 31. At this stage, the support plate 73 is still biased by the spring 72 and is in a state of being close to the disk 91.
FIG. 7C shows a state in which the LED lamp 1 is further rotated and the base 6 is screwed deeper into the socket 2. At this stage, the support plate 73 compresses the spring 72 as the base 6 is raised, and the support plate 73 is separated from the disk 91. At this time, even if the socket holder 3 made of a casting has an irregular shape, the disk 91 can be reliably brought into contact with the socket holder 3 by the expansion and contraction of the spring 72.

以上の構成を備える実施例2のLEDランプ1によれば、従来原子炉格納容器内に設置された鋳物製のソケットホルダ3においても、円盤91を一定以上の面積で確実に接触させることが可能である。   According to the LED lamp 1 of the second embodiment having the above-described configuration, the disk 91 can be reliably brought into contact with a certain area or more in the cast socket holder 3 installed in the conventional reactor containment vessel. It is.

実施例3は、実施例1または2のLEDランプにおいて、温度上昇抑制機構を設けたLEDランプに関する。
本実施例の発光部5は、88個のLED素子51を直列に接続してなるLEDモジュールA、Bを並列に接続した回路構成である。LEDモジュールAは第1の温度スイッチ(TRS1)を有し、LEDモジュールBは第2の温度スイッチ(TRS2)を有している。
A、Bの各系列のうち、LED1から4の4個のLED間、およびLED89から92のLEDの4個のLED間にはバイパス回路を設け、温度スイッチTRS1およびTRS2を開閉することにより、88個のLEDが直列に連結された第1の状態と、84個のLEDが直列に連結された第2の状態が実現される。第1の状態ではLED1個あたりの電圧は低くなり、回路に流れる電流が小さくなるので発熱量は低下する。第2の状態ではLED1個あたりの電圧は高くなり、回路に流れる電流が大きくなるので発熱量が増加することになる。スタート時には84個のLED素子に電圧を印加し、その後、LED素子の温度が、例えば、100℃以上になると温度スイッチをOFFとなり、88個のLED素子に通電することにより温度の上昇を抑制することが可能である。なお、バイパスするLED素子の数は、照明器具の上昇温度などの条件に応じて適宜選定することができる。また、A、B各系列の動作温度をずらす事もできる。たとえば、TRS1の動作温度を95℃、TRS2の動作温度を100℃にする事で段階的な温度制御が可能になる。
Example 3 relates to the LED lamp provided with a temperature rise suppression mechanism in the LED lamp of Example 1 or 2.
The light emitting unit 5 of this embodiment has a circuit configuration in which LED modules A and B formed by connecting 88 LED elements 51 in series are connected in parallel. The LED module A has a first temperature switch (TRS1), and the LED module B has a second temperature switch (TRS2).
By providing a bypass circuit between the four LEDs A1 to B4 and between the four LEDs 89 to 92 and opening and closing the temperature switches TRS1 and TRS2 in each of the series A and B, 88 A first state in which the LEDs are connected in series and a second state in which the 84 LEDs are connected in series are realized. In the first state, the voltage per LED is low, and the current flowing through the circuit is small, so the amount of heat generation is reduced. In the second state, the voltage per LED increases, and the current flowing through the circuit increases, so the amount of heat generation increases. At the start, voltage is applied to 84 LED elements, and then the temperature switch is turned OFF when the temperature of the LED elements reaches, for example, 100 ° C. or more, and the temperature rise is suppressed by energizing the 88 LED elements. It is possible. In addition, the number of LED elements to bypass can be suitably selected according to conditions, such as the raise temperature of a lighting fixture. In addition, the operating temperatures of the A and B series can be shifted. For example, by setting the operating temperature of TRS1 to 95 ° C. and the operating temperature of TRS2 to 100 ° C., stepwise temperature control becomes possible.

温度スイッチ(TRS1,2)は、リング状の感温磁性体、永久磁石及びギャップスペーサを組み合わせ、リング中心の穴にリードスイッチを挿入することで構成されている。感温磁性体は、キュリー温度では軟磁性の強磁性体であり、温度が上昇するに従い飽和磁束密度が減少し、キュリー温度に達すると常磁性体となる材料である。周囲の温度に反応した感温磁性体が、磁場を変化(熱エネルギーを磁場エネルギーに変換)させることにより、スイッチの開閉動作をする仕組みとなっている。   The temperature switch (TRS1, 2) is configured by combining a ring-shaped thermosensitive magnetic material, a permanent magnet, and a gap spacer, and inserting a reed switch into the hole at the center of the ring. The temperature-sensitive magnetic material is a soft magnetic ferromagnetic material at the Curie temperature, and the saturation magnetic flux density decreases as the temperature rises, and becomes a paramagnetic material when the Curie temperature is reached. A temperature-sensitive magnetic body that reacts to the ambient temperature changes the magnetic field (converts thermal energy into magnetic field energy), thereby opening and closing the switch.

図9に、図8に示した温度制御回路を使用した場合の電流・電圧特性をシミュレーションした結果を示す。通電するLED素子の個数は通常時は84個で、温度が100℃以上に上昇したときは88個とする。LED素子の個数が84個と88個に切り替わる電圧(灯具の温度が100℃になる電圧)は環境温度により変動するが、性能設計電圧200V〜221Vの範囲となるように制御することが好ましく、少なくとも安全設計電圧189V〜231Vの範囲となるように制御する。図9に示したケースでは、LED電流が150mAに達したとき灯具温度は100℃となったので、この時点で88個のLEDを作動するように温度スイッチをOFFとすると、LED電流は急激に低下し、灯具温度が低下することが示されている。   FIG. 9 shows the result of simulating current / voltage characteristics when the temperature control circuit shown in FIG. 8 is used. The number of LED elements to be energized is normally 84, and 88 when the temperature rises to 100 ° C. or higher. The voltage at which the number of LED elements switches between 84 and 88 (the voltage at which the temperature of the lamp becomes 100 ° C.) varies depending on the environmental temperature, but is preferably controlled so as to be in the range of the performance design voltage 200V to 221V. Control is performed so that it is at least in the range of safe design voltage 189V to 231V. In the case shown in FIG. 9, when the LED current reaches 150 mA, the lamp temperature becomes 100 ° C. Therefore, when the temperature switch is turned OFF so that 88 LEDs are operated at this time, the LED current suddenly increases. It has been shown that the lamp temperature decreases.

以上の構成を備える実施例3のLEDランプ1によれば、LEDランプの温度を常に一定温度以下に維持することができるので、長寿命化を実現することが可能である。   According to the LED lamp 1 of Example 3 having the above-described configuration, the temperature of the LED lamp can always be maintained at a constant temperature or lower, so that a long life can be realized.

実施例4は、実施例3のLEDランプにおいて、電源スイッチを設けたLEDランプに関する。
実施例4のLEDランプ1は、電源基板と口金6との間に電源スイッチ(SW1
)を備えている。実施例4のLEDランプ1によれば、LEDランプ交換時に電源スイッチをOFFにすることにより、当該区画の電源を切る必要が無く、安全にLEDランプを交換することが可能となる。
Example 4 relates to the LED lamp provided with the power switch in the LED lamp of Example 3.
The LED lamp 1 of the fourth embodiment has a power switch (SW1) between the power supply board and the base 6.
). According to the LED lamp 1 of the fourth embodiment, it is possible to safely replace the LED lamp without turning off the power of the section by turning off the power switch when replacing the LED lamp.

本発明のLED照明器具は、原子炉格納容器内に設置されている白熱電球をLEDランプに代替する製品を提供するものである。本発明は、LEDを採用することにより、照明器具の長寿命化、消費電力の低減を実現するものであり、それに伴って照明器具の球切れ、破損による取り替え作業を軽減することが可能となり経済的な原子力発電施設の運用のための一手段を提供する。さらに、本発明により、従来の白熱電球を使用した灯具やグローブがそのまま使える形状、寸法の照明器具を提供することができることから取り替えが低コストで行え、さらに、振動に強い、すなわち耐地震構造とした新しい照明器具を提供することができる。
本発明は、高放射線環境下で安定して作動する照明器具を提供するものであり、安定した原子力発電施設の運用の一助となることによりCOの排出量の低減にも貢献する有用なものである。
The LED lighting apparatus of the present invention provides a product that replaces an incandescent bulb installed in a reactor containment vessel with an LED lamp. The present invention realizes a long life of the lighting fixture and a reduction in power consumption by adopting the LED, and it is possible to reduce the replacement work due to the breakage or breakage of the lighting fixture. Provide a means for the operation of a modern nuclear power plant. Furthermore, according to the present invention, it is possible to provide a lighting device having a shape and size that can be used as is by using a lamp and a glove using a conventional incandescent bulb, so that replacement can be performed at low cost, and it is resistant to vibration, that is, an earthquake resistant structure. New lighting fixtures can be provided.
The present invention provides a lighting apparatus that operates stably in a high radiation environment, and is useful for contributing to the reduction of CO 2 emissions by helping to operate a stable nuclear power generation facility. It is.

1:LEDランプ
2:ソケット(モーガルソケット)
3:ソケットホルダ(拡径部材)
4:グローブ
5:発光部
6:口金(装着部)
7:可動機構
8:整流器収納部
9:放熱部材
10:ゴムパッキン
11:白熱電球
31:段部
32:ネジ溝
41:傘部
42:底部
71:連結支柱
72:バネ
73:支持板
51:LED素子
52:筐体
91:円盤(板状体)
92:連結部材
1: LED lamp 2: Socket (Mogal socket)
3: Socket holder (expanded member)
4: Globe 5: Light emitting part 6: Base (mounting part)
7: Movable mechanism 8: Rectifier storage part 9: Heat radiation member 10: Rubber packing 11: Incandescent light bulb 31: Step part 32: Screw groove 41: Umbrella part 42: Bottom part 71: Connection support 72: Spring 73: Support plate 51: LED Element 52: Housing 91: Disk (plate-like body)
92: Connecting member

Claims (12)

多数のLED素子が配設された発光部と、発光部と連設された放熱部材と、発光部と電気的に接続される口金と、を備え、拡径部材内に配設された電球用ソケットに着脱自在に装着されるLEDランプであって、
前記放熱部材が電球用拡径部材に一定以上の面積で接触することを特徴とする原子力発電施設用LEDランプ。
For a light bulb provided with a light emitting part provided with a large number of LED elements, a heat dissipating member connected to the light emitting part, and a base electrically connected to the light emitting part. An LED lamp that is detachably attached to a socket,
An LED lamp for a nuclear power generation facility, wherein the heat dissipating member is in contact with a light-bulb expanding member with a certain area or more.
前記放熱部材が、拡径部材の段部に当接して固定される板状体を含むことを特徴とする請求項1に記載の原子力発電施設用LEDランプ。   2. The LED lamp for a nuclear power generation facility according to claim 1, wherein the heat radiating member includes a plate-like body fixed in contact with a step portion of the diameter-expanding member. 前記放熱部材が、拡径部材の段部と拡径部材に接合されるグローブの端部で挟んで固定可能であることを特徴とする請求項2に記載の原子力発電施設用LEDランプ。   3. The LED lamp for a nuclear power generation facility according to claim 2, wherein the heat dissipating member can be fixed by being sandwiched between a step portion of the diameter-expanding member and an end portion of a globe joined to the diameter-expanding member. 前記口金を、放熱部材側に付勢して可動に固定する可動機構を備えることを特徴とする請求項1ないし3のいずれかに記載の原子力発電施設用LEDランプ。   The LED lamp for a nuclear power generation facility according to any one of claims 1 to 3, further comprising a movable mechanism that urges the base toward the heat dissipating member and fixes the base in a movable manner. 前記発光部が、多数のLED素子を直列に接続してなるLEDモジュールを備えることを特徴とする請求項1ないし4のいずれかに記載の原子力発電施設用LEDランプ。   The LED lamp for a nuclear power plant according to any one of claims 1 to 4, wherein the light emitting unit includes an LED module formed by connecting a large number of LED elements in series. 前記発光部が、前記LEDモジュールを複数並列に接続して構成されることを特徴とする請求項5に記載の原子力発電施設用LEDランプ。   The nuclear power generation facility LED lamp according to claim 5, wherein the light emitting unit is configured by connecting a plurality of the LED modules in parallel. LEDランプの温度変化に応じて温度スイッチを作動させることにより抵抗を制御する温度上昇抑制機構を備えることを特徴とする請求項1ないし6のいずれかに記載の原子力発電施設用LEDランプ。   The LED lamp for a nuclear power generation facility according to any one of claims 1 to 6, further comprising a temperature rise suppression mechanism that controls resistance by operating a temperature switch in accordance with a temperature change of the LED lamp. 前記温度上昇抑制機構が、LED素子の点灯数を制御することにより回路内にて相当する抵抗成分を制御することを特徴とする請求項7に記載の原子力発電施設用LEDランプ。   8. The nuclear power generation facility LED lamp according to claim 7, wherein the temperature rise suppression mechanism controls the corresponding resistance component in the circuit by controlling the number of lighting of the LED elements. 電源スイッチを備えることを特徴とする請求項1ないし8のいずれかに記載の原子力発電施設用LEDランプ。   The LED lamp for a nuclear power generation facility according to any one of claims 1 to 8, further comprising a power switch. 前記放熱部材が、銅または黒鉛により構成されることを特徴とする請求項1ないし9のいずれかに記載の原子力発電施設用LEDランプ。   The LED lamp for a nuclear power generation facility according to any one of claims 1 to 9, wherein the heat dissipation member is made of copper or graphite. 請求項1ないし10のいずれかに記載のLEDランプと、電球用ソケットが配設された拡径部材と、拡径部材に接合されるグローブと、を備える原子力発電施設用LED照明器具。   11. An LED lighting apparatus for a nuclear power generation facility comprising: the LED lamp according to claim 1; a diameter-expanding member in which a bulb socket is disposed; and a globe joined to the diameter-expanding member. グローブがポリカーボネート樹脂またはポリアリレート樹脂により構成されることを特徴とする請求項10に記載の原子力発電施設用LED照明器具。   The LED lighting apparatus for nuclear power generation facilities according to claim 10, wherein the globe is made of polycarbonate resin or polyarylate resin.
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