PL224980B1 - Oprawa oświetleniowa LED, zwłaszcza składana na czas transportu bądź magazynowania - Google Patents

Description

Opis wynalazku

Przedmiotem wynalazku jest oprawa oświetleniowa z modułem LED, zwłaszcza składana na czas transportu bądź magazynowania. Oprawa tego typu może mieć zastosowanie szczególnie w oświetleniu hal przemysłowych i magazynów - potocznie określana jako „HIGH BAY LED”.

Podstawowym zagadnieniem związanym z działaniem opraw oświetleniowych wykorzystujących technikę LED, jest efektywne odprowadzenia ciepła wydzielonego w LED'ach w czasie ich pracy. Im mniejsza jest temperatura pracy złącza półprzewodnikowego LED, tym jest dłuższa jego żywotność i wydajność świecenia. Dlatego rozwiązanie konstrukcyjne oprawy ma decydujący wpływ na warunki pracy złącza półprzewodnikowego LED, masę całkowitą oprawy i jej koszt wytworzenia.

W chwili obecnej do chłodzenia opraw oświetleniowych wykorzystywane są radiatory wykonane z metali o dużej przewodności cieplnej, najczęściej z aluminium, w postaci odlewów ciśnieniowych (znany z zgłoszenia nr US2007041220A1; „LED-based luminaire”), wytłaczanych (znany z zgłoszenia nr PL 394494A1;2011-04-11; „Oświetleniowa Lampa LED” i zgłoszenia nr PL 401731; 2012-11-22; „Profil kształtowy, zwłaszcza do mocowania przesłony przezroczystej oprawy oświetleniowej typu LED”), obudów metalowych (znany z zgłoszenia nr PL 394866;2011-05-16; „Panel oświetleniowy LED”), lub składających się z blach połączonych na trwale w stos, z szczelinami powietrznymi. Istnieją rozwiązania radiatorów wykonanych z drutów lub rurek metalowych tworzących różne ukształtowane trwale konstrukcje przestrzenne. Wymiana ciepła wspomagana jest przez przepompowywanie czynnika chłodzącego (znane z zgłoszenia nr W02013036539A2; „Improved LED luminaire cooling system”), umieszczanie wentylatorów (znane z zgłoszenia nr WO2012167945A4; „Cooling system and LED-based luminaire comprising same”), czy przewodów cieplnych (znany z zgłoszenia nr CN103225793A; „Efficient heat radiating heat pipe device”). Duże znaczenie ma sposób przepływu powietrza wokół radiatorów, kształt radiatora i jego powierzchnia. Do odprowadzania ciepła z LED'ów wykorzystuje się również odbłyśniki wykonane z metali dobrze przewodzących ciepło.

Oprawa oświetleniowej z modułem LED, według wynalazku, posiada obudowę pełniącą funkcje radiatora, wykonaną z cienkiej metalowej blachy, dobrze przewodzącej ciepło. Oprawa składa się z rozkładanego radiatora wykonanego z cienkich płatków blachy, powyżej modułu LED. Część dolna poniżej modułu LED, ma odbłyśnik, który też może być wykonany z rozkładanych płatków blachy dobrze przewodzącej ciepło i pełnić dodatkowo funkcję radiatora. Górna część oprawy pełniąca funkcję głównego radiatora wykonana jest z cienkiej blachy tak powycinanej i wstępnie pozaginanej w formie płatków, że na czas transportu bądź magazynowania mogą być one złożone, możliwie równolegle do jego podstawy. W czasie instalowania są one rozginane, blokowane tworząc foremną bryłę w postaci ściętego ostrosłupa. Podstawa ściętego ostrosłupa, utworzonej bryły, poprzez kontakt z zamocowanym w jego środkowej części modułem LED odprowadza od niego ciepło do ścian bocznych bryły. Podstawa tej bryły, wzmocniona jest dodatkowymi grubszymi blachami, które usztywniają konstrukcję i ułatwiają transport ciepła od modułu LED, do ścian bocznych bryły. Powietrze opływając zewnętrzne ściany bryły odprowadza od nich ciepło. Podstawa bryły posiada przelotowe otwory znajdujące się pomiędzy centralnie umocowanym modułem LED, a zewnętrzną krawędzią podstawy bryły. Tworzy to dodatkowy układ chłodzenia powietrzem wewnętrznej części powierzchni oprawy, wykorzystując tzw. „efekt komina”.

Ściany boczne odbłyśnika mogą być również składane, na czas transportu bądź magazynowania, maksymalnie równolegle do podstawy radiatora. W czasie instalacji oprawy, ściany boczne odbłyśnika rozgina się i blokuje. Jeżeli odbłyśnik jest wykonany z metalu dobrze przewodzącego ciepło tworzy dodatkowy radiator, który oddaje ciepło przepływającemu wokół niego powietrzu. Wewnętrzna część odbłyśnika może mieć, w zależności od zastosowania, naniesiony materiał tworzący warstwę odblaskową lustrzaną lub rozpraszającą białą.

W celu zmniejszenia rezystancji cieplnej tak utworzonego radiatora, można zainstalować kolejne mniejsze elementy, podobne kształtem do głównego radiatora. Umieszcza się je koncentrycznie, w postaci mniejszych ostrosłupów ściętych, połączonych podstawami. W podstawach tak połączonych ściętych ostrosłupów znajdują się, przelotowe otwory , przez które przepływa powietrze odbierające ciepło z wnętrza oprawy. Ściany tak utworzonych ostrosłupów mogą też być składane możliwie równolegle do podstawy radiatora.

W zależności od wymagań, oprawy oświetleniowe LED, według wynalazku, mogą być połączone między sobą krawędziami podstaw, z szczelinami powietrznymi pomiędzy nimi. Dla opraw, których

PL 224 980 B1 radiatory główne, mają podstawę w postaci sześciokąta foremnego, połączone oprawy będą tworzyły formy w postaci plastra miodu.

Oprawa oświetleniowa LED według wynalazku wykorzystuje skutecznie masę użytego metalu do odprowadzenia ciepła z modułu LED. Zaproponowana budowa oprawy wykorzystuje efektywnie zjawisko konwekcji do odprowadzania ciepła z modułu LED, dzięki czemu masa radiatora, a co za tym idzie, masa oprawy jest mała. Dodatkowo zaproponowana budowa oprawy LED umożliwia spakowanie jej w paczkę o gabarytach o wiele mniejszych, w porównaniu do gabarytów jakie tworzy oprawa z rozłożonymi ścianami bocznymi i odbłyśnikiem.

Dzięki wykorzystaniu tego wynalazku można wykonać oprawę LED o małej masie, zużywając mniej metalu. W czasie produkcji elementy składowe opraw, których głównym elementem są cienkie, powycinane blachy, mogą być łatwo transportowane bądź magazynowane. Po złożeniu ścian bocznych oprawy i odbłyśnika oprawa zajmuje mniej miejsca w czasie transportu bądź magazynowania. Mając opracowany jeden model oprawy oświetleniowej o danej mocy, może on stanowić pojedynczy moduł większej oprawy oświetleniowej. Łącząc takie moduły, krawędziami podstaw radiatorów, można wykonać, oprawy o mocach, które będą miały moc będącą wielokrotnością mocy pojedynczego modułu.

Przedmiot wynalazku w przykładzie wykonania, jest odtworzony na rysunku, na którym fig. 1 przedstawia oprawę oświetleniową LED z rozłożonym ścianami bocznymi 2 i rozłożonym odbłyśnikiem 3, gotową do zawieszenia. Fig. 2 przedstawia oprawę oświetleniową LED, złożoną, przygotowaną do transportu bądź magazynowania. Górna część oprawy, powyżej modułu LED 1, zrobiona jest z cienkiej blachy, dobrze przewodzącej ciepło, której ściany boczne 2, po rozłożeniu tworzą bryłę, w postaci ostrosłupa ściętego. Cienkie blachy radiatora 2 i ściany odbłyśnika 3 znajdują się pomiędzy grubszymi blachami 4 i 5 usztywniającymi całą konstrukcję.

Wszystkie blachy podstawy radiatora, są ze sobą ściśle połączone, tworząc podstawę radiatora głównego. Moduł LED 1 jest ściśle przymocowany, centralnie, do podstawy radiatora głównego. Przez wszystkie blachy, w podstawie głównego radiatora, pomiędzy modułem LED, a krawędzią oprawy wykonane są otwory wentylacyjne 6.

Fig. 3 przedstawia oprawę oświetleniową LED, w której w celu polepszenia parametrów cieplnych, wprowadzono w jej wnętrzu dodatkowy element, wykonany z cienkiej blachy dobrze odprowadzającej ciepło, w postaci mniejszego ostrosłupa ściętego 7. Jego podstawa połączona jest z podst awą głównego radiatora. Pomiędzy krawędzią dodatkowego ostrosłupa ściętego, a modułem LED, wykonane są kolejne otwory wentylacyjne 8. Fig. 4 przedstawia złożone ściany boczne radiatorów i odbłyśnika możliwie równolegle do podstawy radiatora. W przypadku opraw o dużej mocy, konstrukcja oprawy może zawierać większą liczbę radiatorów, w postaci coraz mniejszych, podobnych, ostrosłupów ściętych, połączonych koncentrycznie podstawami.

Oprawa oświetleniowa wg opisanego wynalazku, może stanowić moduł większej oprawy oświetleniowej, zrealizowanej z połączenia krawędziami podstaw większej ilości takich modułów - fig. 5.

Przedmiot wynalazku może mieć zastosowanie w oświetleniu pomieszczeń, szczególnie przemysłowych i magazynowych gdzie najważniejszym kryterium jest ilość strumienia świetlnego i masa oprawy. Stosując dobre wzornictwo można zaprojektować oprawy do oświetlania pomieszczeń użytku publicznego, biurowych czy domowych.

Claims (3)

1. Oprawa oświetleniowa LED, zbudowana głównie z blach dobrze przewodzących ciepło, posiadająca główny radiator, znamienna tym, że ściany boczne głównego radiatora (2), wykonane z cienkiej blachy, tworzą bryłę w postaci ściętego ostrosłupa, w podstawie którego umieszczony jest centralnie moduł LED (1).

2. Oprawa oświetleniowa LED według zastrzeżenia 1, znamienna tym, że ściany boczne głównego radiatora (2), na czas transportu bądź magazynowania, mogą być złożone, maksymalnie równolegle do płaszczyzny podstawy utworzonej bryły.

3. Oprawa oświetleniowa LED według zastrzeżenia 1, znamienna tym, że do podstawy radiatora zamontowany jest odbłyśnik, który składa się z połączenia pojedynczych ścian (3), które mogą być wykonane z cienkiej blachy dobrze przewodzącej ciepło lub innego materiału, które na czas transportu bądź magazynowania, mogą być złożone maksymalnie równolegle do płaszczyzny podstawy utworzonej bryły.