PL239897B1 - Lampa oświetleniowa LED COB chłodzona płynnym środkiem, zwłaszcza wodą - Google Patents

Description

Opis wynalazku

Przedmiotem wynalazku jest lampa oświetleniowa LED COB chłodzona płynnym środkiem, zwłaszcza wodą, stosowana do całorocznego oświetlania w szklarni roślin światłem LED tej lampy.

Okazało się, że światło w tym LED jak żadne inne światło na przykład typu HPS nadaje się do upraw roślin pod osłonami jak i ma zastosowanie w światłoterapii, gdyż oprócz zagwarantowania optymalnego promieniowania pozwala na dowolne modyfikacje procentowych składowych barw światła oraz jego długości fal świetlnych. Technologia LED pozwala modyfikować ilości procentowe poszczególnych spektrów światła, dobierając sposób naświetlania pod konkretną uprawę roślin szklarniowych z możliwością wykluczania światła słonecznego. Diody LED COB wyróżniają się wśród innych znanych lamp zwłaszcza w pełni płynnym światłem i jednolitą jego barwą. Poza tym są bardziej wydajne i zużywają mniej prądu i mogą być wykorzystywane także do naświetlania chodników, ulic, dróg, autostrad i tuneli, jak również mogą służyć jako oświetlenie halowe, budowlane lub światło UV stosowane na imprezach masowych.

Znane i stosowane są powszechnie moduły LED COB (Chip On Board) stosowane w oświetleniu ledowym, przy konstrukcji lamp ogrodowych, oświetleniowych konturowych LED oraz w oświetleniu sufitowym jako diody LED dekoracyjne i architektoniczne. Lampy tego typu wykorzystujące diody typu COB wymagają jednak dobrego chłodzenia i zwykle przykręcane są na stałe do obudowy z radiatorem. Poza tym pracują one maksymalnie na 24-28V, bowiem samo odprowadzanie ciepła radiatorem i wentylatorem nie jest w stanie schłodzić tego systemu.

Znana z polskiego opisu patentowego PL 221321 oświetleniowa lampa LED posiada prostopadłościenną obudowę, w której od dołu zamontowane są cztery emitery z możliwością zastosowania jednego emitera, a na czterech bocznych ścianach tej obudowy zamocowane są cztery radiatory, z których każdy zbudowany jest z usytuowanych równolegle względem siebie płyt wykonanych z materiału dobrze przewodzącego ciepło, a ponadto płyty radiatora są usytuowane prostopadle do bocznych ścianek tej obudowy, przy czym każdy z tych emiterów osadzony jest w oprawie z układem optycznym.

Znane jest również z amerykańskiego opisu patentowego nr US 2008117637 urządzenie chłodzące lampę LED wykorzystujące pulsacyjną rurkę cieplną w celu poprawy rozpraszania światła. Urządzenie to zawiera podłoże i wiele diod LED połączonych elektrycznie z tym podłożem i zamontowanych na nim oraz radiator do rozpraszania ciepła wytwarzanego przez te diody LED i pulsującą rurkę cieplną połączoną z tym radiatorem. Ta pulsacyjna rurka wypełniana jest płynem roboczym i zawiera kilka części odbierających ciepło. Podłoże tego urządzenia przymocowane jest do części odbierających ciepło pulsacyjnej rury cieplnej, a radiator jest przymocowany do części promieniujących ciepło tej pulsacyjnej rury. Ciepło generowane przez diody LED jest przenoszone z części odbierających ciepło do części promieniujących ciepło pulsującej rury cieplnej, poprzez pulsację lub oscylację płynu roboczego w tej pulsacyjnej rurze.

Znane jest także z japońskiego opisu patentowego nr JP2010272472 urządzenie oświetleniowe LED, w którym osiąga się stabilność mocy optycznej i żywotności diody LED przez kontrolowanie nadmiernego wzrostu temperatury oświetlenia LED do stabilnego stanu. Urządzenie to składa się z części lampowej połączonej ze źródłem światła LED, elementu wykrywającego temperaturę i płaszcza chłodzonego wodą, chłodzącego źródło światła LED oraz z mechanizmu rozpraszania ciepła chłodzonego cieczą, który chłodzi przez grzejnik chłodzący płyn, który otrzymał ciepło ze źródła światła LED, przez płaszcz chłodzony wodą. W części lampowej tego urządzenia źródło światła LED jest napędzane i sterowanym prądem w oparciu o wykrytą przez element wykrywający (czujnik) temperaturę w wyniku, czego tłumiony jest nadmierny wzrost temperatury podczas działania źródła światła LED.

Z kolei znane z koreańskiego opisu patentowego KR20160116207 urządzenie do chłodzenia korpusu źródła światła diodą LED za pomocą płynu wymieniającego ciepło w wielu korpusach promieniujących i płynu wymieniającego ciepło, powoduje krążenie ciepła wytwarzanego z korpusu źródła światła LED tak, aby skutecznie emitować ciepło na zewnątrz tego urządzenia. Zgodnie z tym wynalazkiem urządzenie to zawiera element kombinowany, dwa korpusy promieniujące, płyn wymieniający ciepło, zbiornik akumulacyjny i pompę cyrkulacyjną cieczy.

Poza tym z polskiego opisu ochronnego wzoru użytkowego nr PL69364 znane jest urządzenie do chłodzenia diody lub diod LED o dużej mocy zawierające radiator i rurkę wypełnioną cieczą odbierającą ciepło z tej lub tych diod. Urządzenie to składa się z pierścieniowej rurki cienkościennej z umieszczoną w niej niewielką ilością cieczy o niskiej temperaturze wrzenia i niskiej przewodności elektrycznej,

PL 239 897 B1 pod którą w rurce tej zamontowane jest podłoże diody LED stykające się z tą cieczą, natomiast naprzeciw tej diody rurka ta zaopatrzona jest w element przylegający do niej o wysokiej przewodności cieplnej stykający się z radiatorem. Korzystnie w tej cienkościennej rurce tego urządzenia zamontowanych jest kilka podłoży diod LED stykających się z cieczą w niej umieszczoną o dużej przewodności cieplnej, przy czym jako ciecz umieszczoną w rurce stosuje się węglowodory alifatyczne, zwłaszcza pentan lub etery, w tym eter dietylowy, lub eter tert-butylowo-metylowy lub jako ciecz stosuje się heksan lub aceton, lub czterochlorek węgla lub chloroform. Korzystnie w urządzeniu tym jego rurka wyposażona jest tylko w element o wysokiej przewodności cieplnej, a funkcję radiatora spełnia oprawa lampy LED, a ta cienkościenna rurka ma profil kołowy lub owalny.

Celem wynalazku jest opracowanie nowej, zwartej konstrukcji oświetleniowej lampy chłodzonej płynnym środkiem, zwłaszcza wodą, wykorzystującej znany moduł LED COB i tani, łatwo dostępny płynny środek chłodzący oraz eliminującej konieczność stosowania radiatora.

Lampa oświetleniowa LED COB chłodzona płynnym środkiem, zwłaszcza wodą, według wynalazku charakteryzuje się tym, że składa się z podzespołu nośno-oświetleniowego, posiadającego chłodzącą płytę z wykonanymi w niej poprzecznie usytuowanymi trzema nagwintowanymi otworami montażowymi, której wewnętrzna powierzchnia z wykonanymi w niej kanałami dla przepływającego przez nie płynu chłodzącego połączona jest nierozłącznie i szczelnie z pokrywą wyposażoną w magnesy neodymowe połączone magnetycznie ze stykającymi się z nimi magnesami neodymowymi uchwytów mocujących moduły LED COB wyposażone w diody LED COB i z soczewkami oraz z usytuowanego nad nim podzespołu chłodzącego składającego się z wentylatora chłodzącego i umieszczonej na nim oraz połączonej z nim rozłącznie chłodnicy wody.

Oba te podzespoły połączone są ze sobą za pomocą pierwszego łącznikowego zestawu rurowego i drugiego łącznikowego zestawu rurowego, tak że górne złącze pierwszego łącznikowego zestawu rurowego wkręcone jest w nagwintowany otwór komory wodnej tej chłodnicy wody, a złącza pierwszego łącznikowego zestawu rurowego i drugiego łącznikowego zestawu rurowego wkręcone są w nagwintowane otwory chłodzącej płyty podzespołu nośno-oświetleniowego, w której drugi otwór wkręcony jest nagwintowany króciec pompy wodnej, natomiast górne złącze drugiego łącznikowego zestawu rurowego wkręcone jest w nagwintowany otwór komory wodnej chłodnicy wody, a dolne złącze drugiego łącznikowego zestawu rurowego wkręcone jest w nagwintowany króciec pompy wodnej, przy czym oba podzespoły: nośno-oświetleniowy i chłodzący zamontowane są w obudowie o profilu dostosowanym do kształtu chłodzącej płyty i chłodnicy wody.

Chłodząca płyta na swej wewnętrznej powierzchni obok oraz pomiędzy jej kanałami ma wykonane nieprzelotowe okrągłe otwory z osadzonymi w nich magnesami neodymowymi, wystającymi ponad tę powierzchnię płyty, na których osadzona jest pokrywa poprzez jej otwory, połączona warstwą kleju z wewnętrzną powierzchnią tej płyty chłodzącej, zaś zewnętrzna powierzchnia pokrywy chłodzącej płyty pokryta jest warstwą termoprzewodzącą.

Zarówno w chłodzącej płycie jak i w jej pokrywie pomiędzy osadzonymi w nich magnesami neodymowymi wykonane są montażowe otwory przelotowe, w których osadzone są kable stykowych złącz elektrycznych, których miedziane płytki stykowe przylegają do płytek zasilających modułów LED COB osadzonych w uchwytach je mocujących, wyposażonych w magnesy neodymowe, połączone z magnesami neodymowymi osadzonymi w chłodzącej płycie i jej pokrywie podzespołu nośno-oświetleniowego, przy czym połączenie tych płytek stykowych z płytkami zasilającymi powoduje doprowadzenie prądu do tych modułów i świecenie ich diod LED.

Uchwyty mocujące moduły LED COB mają profile dostosowane do profili płytek oddających ciepło z tych modułów, pokrytych od góry warstwą termoprzewodzącą, a w swych osiach symetrii mają wykonane przelotowe otwory usytuowane naprzeciw diod LED COB tych modułów, zaś na jednych ich powierzchniach mają wykonane profilowe wyjęcia, w których osadzone są profilowe obudowy tych modułów, a przeciwległe ich płaskie powierzchnie na zaokrąglonych bokach mają po dwa usytuowane naprzeciw siebie łukowe odsadzenia, pomiędzy którymi osadzone są kołnierzowe odsadzenie soczewki o profilu paraboloidalnym rozpraszające lub skupiające promienie świetlne z diod LED COB, a ponadto każdy z tych uchwytów w swych czterech narożach ma wykonane otwory z osadzonymi w nich magnesami neodymowymi stykającymi się z magnesami neodymowymi, podzespołu nośno-oświetlającego. Poza tym obudowa podzespołu nośno-oświetleniowego i podzespołu chłodzącego wyposażona jest w kable zasilające połączone z zewnętrznym zasilaczem z zespołem elektronicznym i pokrętłami sterującymi przepływem prądu elektrycznego oraz w dwa wyświetlacze z osadzonymi w nich panelami.

PL 239 897 B1

Korzystnym jest, gdy chłodząca płyta i jej pokrywa wykonane są z aluminium lub ze stali lub z tytanu lub z karbonu albo ceramiki, miedzi, żywicy epoksydowej lub tworzywa sztucznego, natomiast środek chłodzący stanowi woda, lub glikol lub alkohol lub olej.

Korzystnym jest także, gdy warstwę termoprzewodzącą (23”) stanowi pasta termoprzewodząca lub płynny metal lub sylikonowa mata termoprzewodząca.

Zastosowanie magnetycznego połączenia metalowej pokrywy chłodzącej płyty z modułami LED COB za pomocą dwóch zestawów magnesów neodymowych umożliwia szybkie ich odłączenie od siebie i w razie potrzeby łatwą wymianę diody lub diod LED COB w tych modułach. Z kolei kompaktowa budowa tej lampy zapewnia wydajne chłodzenie święcących diod LED COB, a odbierane z nich ciepło jest skupione i gromadzone w górnym podzespole chłodzącym tej lampy i odprowadzane na zewnątrz jako odzyskana energia cieplna, a ponadto zastosowanie pasty termoprzewodzącej pomiędzy płytkami oddającymi ciepło diod LED COB a płytką chłodzącą zapewnia również dobry odbiór ciepła z tych diod. Z kolei zastosowanie zamkniętego obiegu wody odbierającej ciepło od święcących diod LED COB z wykorzystaniem podzespołu chłodzącego złożonego z wirnikowego wentylatora chłodzącego i chłodnicy wody z użebrowaną ścianą i komorami wodnymi spowodowało stabilną wydajność chłodzenia tych diod i odzyskiwanie zgromadzonego w tej chłodnicy ciepła, co pozwoliło na wykorzystanie maksymalnej wydajności i mocy tych diod.

Poza tym zastosowane diody LED COB mogą świecić, w zależności od potrzeb, w różnych barwach świetlnych (w zakresie 3300-12000 Kelvin) i o zróżnicowanych ich długościach fal świetlnych w zakresie powyżej 100 nm światło UV oraz 350-840 nm w podczerwieni, co umożliwia wszechstronne zastosowanie tych lamp np. w budownictwie, medycynie, oświetlaniu dróg i chodników, a także poprzez możliwość doboru optymalnego oświetlenia do każdych warunków i każdego stadium rozwoju uprawianych roślin mają zastosowanie w szklarniach i tunelach.

Przedmiot wynalazku został uwidoczniony w przykładzie wykonania pierwszej odmiany jego wykonania na rysunku fig. 1 - fig.74 oraz w przykładzie wykonania jego drugiej odmiany na rysunku fig.75 - fig.80, na których fig. 1 przedstawia lampę oświetleniową chłodzoną wodą w widoku perspektywicznym, fig. 2 - tę samą lampę w widoku z boku, fig. 3 - tę samą lampę w widoku z boku wyposażonego w dwa wyświetlacze LED, fig. 4 - tę samą lampę w stanie rozłożonym jej obudowy i umieszczonego w niej podzespołu nośno-oświetleniowego i podzespołu chłodzącego połączonych ze sobą łącznikami rurowymi w widoku perspektywicznym w ujęciu od spodu, fig. 5 - lampę pokazaną na rysunku fig. 4 w widoku perspektywicznym od strony węższego boku obudowy tej lampy, fig. 6 - lampę pokazaną na rysunku fig. 4 w widoku perspektywicznym, lecz od strony szerszego boku obudowy wyposażonego w dwa wyświetlacze LED, fig. 7 - lampę pokazaną na rysunku fig.4 w widoku perspektywicznym w ujęciu od góry, fig. 8 - tę sama lampę oświetleniową w stanie rozłożonym jej wszystkich elementów składowych w widoku perspektywicznym, fig. 8/1 - dwa zestawy łączników rurowych łączących ze sobą podzespół nośno-oświetleniowy z chłodnicą zespołu chłodzącego w widokach perspektywicznych, fig. 8/2 - drugi łącznik rurowy łączący podzespół nośno-oświetleniowy z chłodnicą podzespołu chłodzącego w widoku perspektywicznym, fig. 9 - sam podzespół nośno-oświetleniowy tej lampy w stanie rozłożonym jego elementów składowych w widoku perspektywicznym, fig. 10 - ten sam podzespół nośno-oświetleniowy w widoku z przodu od strony krótszego boku jego płyty odbierającej ciepło i połączonej z nią pokrywy, fig. 11 - ten sam podzespół w powiększonym przekroju pionowym wzdłuż linii A-A, fig. 12 - ten sam podzespół w widoku z boku od strony dłuższego boku jego płyty odbierającej ciepło i połączonej z nią pokrywy, fig. 13 - ten sam podzespół w powiększonym przekroju pionowym wzdłuż linii B-B, fig. 14 - płytę odbierającą ciepło podzespołu nośno-oświetleniowego w widoku perspektywicznym w ujęciu z góry i dwóch bocznych jej ścian, fig. 15 - tę samą płytę odbierającą ciepło w widoku perspektywicznym, w ujęciu od spodu i dwóch bocznych jej ścian, fig. 16 - tę samą płytę odbierającą ciepło w widoku z góry, fig. 17 i 18 - tę samą płytę odbierającą ciepło w widoku obu dłuższych jej bocznych ścian z wykonanymi w nich otworami montażowymi, fig. 19 - pokrywę płyty odbierającej ciepło w widoku perspektywicznym, fig. 20 - tę samą pokrywę w widoku z góry, fig. 21 - tę samą pokrywę w widoku z przodu, fig. 22 - miedziane elektryczne złącze stykowe w widoku perspektywicznym w ujęciu od spodu, fig. 23 - to samo złącze stykowe w widoku perspektywicznym w ujęciu z góry, fig. 24 - to samo złącze w widoku z przodu, fig. 25 - to samo złącze w widoku z góry, fig. 26 - to samo złącze w widoku od spodu, fig. 27 - zestaw płyty odbierającej ciepło i jej pokrywy wyposażonej w cztery moduły diod LED COB (Chip On Board) w widoku perspektywicznym w ujęciu z góry oraz dwóch bocznych ścian tej płyty i jej pokrywy, fig. 28 - moduł z diodą LED COB w widoku perspektywicznym, fig. 29 - ten sam moduł w widoku z góry, fig. 30 - ten sam moduł w widoku z boku od strony zaokrąglonej jego płytki oddającej ciepło, fig. 31 - ten sam moduł

PL 239 897 B1 w widoku z przodu od strony prostej bocznej ścianki jego płytki oddającej ciepło, fig. 32 - płytkę oddającą ciepło modułu LED COB w widoku perspektywicznym, fig. 33 - tę samą płytkę oddającą ciepło w widoku z góry, fig. 34 - moduł z diodą LED COB jako źródłem światła w stanie rozłożonym jego elementów składowych w widoku perspektywicznym, fig. 35 - profilowy uchwyt modułu LED COB w widoku perspektywicznym, fig. 36 - ten sam profilowy uchwyt w widoku perspektywicznym w ujęciu od strony osadzania w nim soczewki rozpraszającej, fig. 37 - ten sam profilowy uchwyt w widoku z góry od strony osadzania w nim modułu LED COB, fig. 38 - ten sam profilowy uchwyt w widoku od strony zaokrąglonego jego boku, fig. 39 - ten sam profilowy uchwyt w widoku z boku z prostą jego ścianką, fig. 40 - magnes neodymowy w widoku perspektywicznym, fig. 41 - ten sam magnes w widoku z przodu, fig. 42 - ten sam magnes w widoku z góry, fig. 43 - soczewkę paraboloidalną rozpraszającą promienie świetlne wytworzone przez diodę LED COB jako źródło światła z dolnym odsadzeniem pierścieniowym w widoku perspektywicznym, fig. 44 - tę samą soczewkę paraboloidalną z dolnym odsądzeniem pierścieniowym w widoku z przodu, fig. 45 - tę samą soczewkę paraboloidalną w widoku z góry, fig. 46 - pompę wodną podzespołu nośno-oświetleniowego w widoku perspektywicznym, fig. 47 - tulejowy nagwintowany łącznik mosiężny łączący pompę wodną z płytą odbierającą ciepło w widoku perspektywicznym, fig. 48 - ten sam tulejowy łącznik w widoku od spodu, fig. 49 - jedno z czterech złączy mosiężnych łączących za pośrednictwem mosiężnych zestawów łączników rurkowych płytę odbierającą ciepło z chłodnicą wody w widoku perspektywicznym, fig. 50 - to samo złącze w widoku w kierunku strzałki „K”, fig. 51 - czujnik temperatury w widoku perspektywicznym, fig. 52 - ten sam czujnik w widoku z przodu, fig. 53 - ten sam czujnik w widoku z góry, fig. 54 - bezpiecznik temperaturowy w widoku perspektywicznym, fig. 55 - ten sam bezpiecznik w widoku z góry, fig. 56 - podzespół chłodzący w widoku perspektywicznym, fig. 57 - ten sam podzespół w widoku z przodu, fig. 58 - ten sam podzespół w przekroju pionowym wzdłuż linii C-C, fig. 59 - chłodnicę podzespołu chłodzącego w widoku perspektywicznym, fig. 60 - tę samą chłodnicę w widoku z przodu, fig. 61 - tę samą chłodnicę w widoku z boku, fig. 62 - tę samą chłodnicę w widoku z góry, fig. 63 - tę samą chłodnicę w widoku od spodu, fig. 64 - tę samą chłodnicę w przekroju pionowym wzdłuż linii D-D, fig. 65 - wyświetlacz LCD obudowy lampy w widoku perspektywicznym, fig. 66 - ten sam wyświetlacz w widoku z przodu, fig. 67 - ten sam wyświetlacz w widoku z boku, fig. 68 - ten sam wyświetlacz w widoku z góry, fig. 69 - ten sam wyświetlacz w widoku od spodu, fig.70 - zasilacz prądowy elementów lampy oświetleniowej w widoku perspektywicznym, fig. 71 - ten sam zasilacz w widoku z przodu, fig. 72 i 73 - ten sam zasilacz w widoku z obu jego bocznych ścian, fig. 74 - ten sam zasilacz w widoku z góry, fig. 75 - drugą odmianę zestawu płyty odbierającej ciepło i jej pokrywy wyposażonej w cztery moduły diod LED COB w widoku perspektywicznym w ujęciu z góry oraz dwóch bocznych ścian tej płyty i pokrywy wyposażonego w bolcowe elementy połączeniowe stanowiące odmianę zestawu pokazanego na rysunku fig. 27, fig. 76 - tę samą drugą odmianę zestawu w widoku z przodu, fig. 77 - tę samą odmianę zestawu w przekroju pionowym wzdłuż linii E-E, fig. 78 - tę samą drugą odmianę zestawu w widoku z przodu, fig. 79 - tę samą drugą odmianę zestawu w stanie rozłożonym jego elementów składowych w widoku perspektywicznym, a fig. 80 - profilową płytę oddającą ciepło umieszczoną na profilowej płycie zasilającej diodę LED z rozłożonymi elementami jej obu bolców w widoku perspektywicznym w ujęcia od spodu.

Lampa oświetleniowa LED chłodzona wodą według wynalazku składa się z podzespołu nośno-oświetleniowego 1 i usytuowanego nad nim podzespołu chłodzącego 2, przy czym oba te podzespoły połączone są ze sobą za pomocą miedzianego pierwszego łącznikowego zestawu rurowego 3 i miedzianego drugiego łącznikowego zestawu rurowego 4 i umieszczone są w prostopadłościennej tulejowej obudowie 5, której górne dno 6 z prostokątnym wyjęciem 7 połączone jest za pomocą wkrętów 8’ z podzespołem chłodzącym 2 poprzez ich otwory montażowe 8 i 9, a dolne końce dwóch usytuowanych naprzeciw siebie ścian tej obudowy połączone są za pomocą wkrętów 10’ z podzespołem nośno-oświetleniowym 1 poprzez ich otwory montażowe 10 i 11, przy czym podzespół ten wyposażony jest w:

- wsporczą, prostopadłościenną aluminiową chłodzącą (odbierającą ciepło) płytę 12 z wykonanymi w połowie jej długości „L” trzema poprzecznie usytuowanymi nagwintowanymi otworami montażowymi 13, 14 i 15, oraz z wykonanymi na wewnętrznej jej powierzchni 16 profilowymi identycznymi i połączonymi ze sobą kanałami 17 z przepływającą przez nie wodą chłodzącą zaś pomiędzy nimi oraz wzdłuż jej obu dłuższych boków ma wykonane po cztery nieprzelotowe otwory 18 z osadzonymi w nich szesnastoma walcowymi magnesami neodymowymi 19, wystającymi ponad powierzchnię 16 tej płyty, natomiast pomiędzy tymi magnesami płyta ta posiada osiem przelotowych otworów montażowych 20, a na obu dłuższych ścianach bocznych ma wykonane po dwa nagwintowane otwory montażowe 11,

PL 239 897 B1

- prostopadłościenną aluminiową pokrywę 22 tej chłodzącej płyty 12, w której wykonane są przelotowe otwory 18’ i 20’ usytuowane naprzeciw otworów 18 i 20 chłodzącej płyty 12 tak, że magnesy neodymowe 19 osadzone są również w otworach 18’ tej pokrywy, która połączona jest nierozłącznie z powierzchnią 16 tej płyty 12 za pomocą warstwy kleju 23;

- osiem stykowych złącz elektrycznych 24 osadzanych poprzez otwory 20’ pokrywy 22 w otworach 20 chłodzącej płyty 12, przy czym każde z tych złącz elektrycznych posiada prostopadłościenną miedzianą płytkę stykową 25 osadzoną na powierzchni tworzywowej płytki 26 połączonej z tworzywową tulejową obudową izolującą 27 z osadzonym w niej kablem 28 zasilającym prądem elektrycznym tę płytkę stykową;

- cztery typowe moduły LED COB (Chip On Board) 29, a każdy z nich składa się z profilowej obudowy 30 z zaokrąglonymi wyjęciami narożnymi 31 i kwadratowym wyjęciem 32 na jej powierzchni, w którym osadzona jest kwadratowa dioda LED COB 33, o mocy 100W i napięciu 36V, przy czym obudowa ta umieszczona jest na profilowej płytce 34 zasilającej tę diodę LED w prąd elektryczny poprzez stykowe złącze elektryczne 24, której oba końce z wykonanymi w nich otworami montażowymi 36 i trzema wyjęciami prostokątnymi 37 wystają na zewnątrz tej obudowy, zaś ta płytka umieszczona jest na kolejnej płytce 38 z dwoma narożnymi otworami 39 posiadającej analogiczny kształt jaki posiada obudowa 30, z kolei ta płytka umieszczona jest na profilowej płytce 40 oddającej ciepło, pokrytej od góry warstwą pasty termoprzewodzącej 23”, o profilu wycinka okręgu z wykonanymi w jej narożach czterema otworami montażowymi 41 oraz dwoma kolejnymi otworami montażowymi 42 usytuowanymi naprzeciw otworów 39 płytki 38, przy czym wszystkie te elementy połączone są ze sobą metodą klejenia, a wystające na zewnątrz obudowy 30 końce 35 płytki 34 usytuowane są prostopadle do ściętych prostych boków 43 tej profilowej płytki 40, przy czym oba te końce 35 płytki 34 przylegają do dwóch miedzianych płytek stykowych 25 złącz elektrycznych 24;

- cztery uchwyty mocujące 44 o profilu dostosowanym do profili płytek 40 oddających ciepło modułów LED COB 29, w których za pomocą kleju 23’ osadzone są te płytki 40. Każdy z tych identycznych czterech uchwytów w osi jego symetrii ma wykonany przelotowy kwadratowy otwór 45 usytuowany naprzeciw diody LED COB 33, a na jednej jego powierzchni ma wykonane profilowe wyjęcie 46, w którym osadzona jest profilowa obudowa 30 modułu LED COB 29, a przeciwległa jego płaska powierzchnia 47 na okrągłym boku ma dwa usytuowane naprzeciw siebie łukowe odsadzenia 48, pomiędzy którymi osadzone jest i przymocowane do niej również za pomocą kleju 49 kołnierzowe odsadzenie 50 soczewki 51 o profilu paraboloidalnym rozpraszającej pod kątem 120° promienie świetlne z diody LED COB 33, a ponadto każdy z tych uchwytów w swych czterech narożach ma wykonane otwory 52 z osadzonymi w nich magnesami neodymowymi 53, które stykają się (są połączone) z magnesami neodymowymi 19 osadzonymi w chłodzącej płycie 12 i jej pokrywie 22 tego podzespołu nośno-oświetleniowego, przy czym zewnętrzna powierzchnia aluminiowej pokrywy 22 pokryta jest warstwą pasty termoprzewodzącej 23’’ (na przykład silikonowej).

Poza tym w nagwintowany otwór 13 chłodzącej płyty 12 wkręcone jest tulejowe złącze dystansowe 54, w które wkręcony jest dolny nagwintowany tulejowy króciec 54’ pompy wodnej 55 usytuowanej w osi symetrii tej płyty.

Z kolei podzespół chłodzący 2 składa się z typowego wentylatora chłodzącego 56 wyposażonego w wirnik z łopatkami uruchamiany silnikiem elektrycznym (niepokazanym na rysunku), zasilanego napięciem 12V i umieszczonej na nim chłodnicy wody 57, których korpusy w ich narożach poprzez ich otwory montażowe 58 i 59 połączone są ze sobą za pomocą śrub 60, przy czym chłodnica ta posiada prostopadłościenną obudowę 61 z użebrowaną jej dolną ścianą 62 oraz z dwoma bocznymi komorami wodnymi 63 i 64, przy czym komora wodna 63 na swej górnej powierzchni posiada szczelnie zamykany wlew 63’ środka chłodzącego, zwłaszcza wody, zaś boczne ścianki 65 tych komór wodnych mają wykonane nagwintowane otwory odpowiednio doprowadzający wodę 66 i odprowadzający wodę 67, natomiast wewnątrz tej obudowy zamontowane są wzdłuż jej długości równolegle usytuowane względem siebie kanały chłodzące 62’. Przez otwór wlewowy 63’ wlewana jest woda, która pierwszym łącznikowym zestawem rurowym 3 doprowadzana jest do otworów 14 i 15 chłodzącej płyty 12 ,wypełniając rozmieszczone na jej wewnętrznej powierzchni 16 kanały 17.

PL 239 897 B1

Podzespół nośno-oświetleniowy 1 połączony jest za pomocą pierwszego łącznikowego zestawu rurowego 3 i drugiego łącznikowego zestawu rurowego 4 z podzespołem chłodzącym 2, przy czym mosiężne górne złączne 68 pierwszego łącznikowego zestawu rurowego 3 wkręcone jest w nagwintowany otwór 66 komory wodnej 63 chłodnicy 57, a oba jego złącza 69 wkręcone są w nagwintowane otwory 14 i 15 prostopadłościennej płyty 12 podzespołu nośno-oświetleniowego 1, natomiast mosiężne górne złącze 70 drugiego łącznikowego zestawu rurowego 4 wkręcone jest w nagwintowany otwór 67 komory wodnej 64 chłodnicy wody 57, a dolne złącze 71 tego zestawu rurowego wkręcone jest w nagwintowany króciec 72 pompy wodnej 55, tworząc zamknięty obieg wody wypływającej z tej pompy, wyposażonej w kable zasilające 73 oraz w uchwyt mocujący 74.

Prostopadłościenna tulejowa obudowa 5 na dolnych końcach ich ścian bocznych posiada po cztery rzędy symetrycznie usytuowanych względem siebie prostokątnych przelotowych otworów 75, które służą do zasysania chłodnego powietrza, a na jednej z czterech jej ścian nad tymi otworami ma wykonane dwa prostokątne otwory 76 z osadzonymi w nich wyświetlaczami 77 LCD, których prostopadłościenne wydrążone wewnątrz obudowy 78 z zewnętrznymi odsadzeniami kołnierzowymi 79 wyposażone są w osadzone w nich panele 80 LCD, a w dolnej części wyposażone są w kable zasilające 80’, natomiast górna powierzchnia chłodzącej płyty 12 podzespołu nośno-oświetleniowego 1 ma wykonane gniazdo okrągłe 81, w którym osadzony jest bezpiecznik temperatury 82 oraz wykonane po obu jego stronach otwory 83 z osadzonymi w nich czujnikami temperatury 84 tej płyty, posiadającymi termoczułe tulejowe osłony 85 z umieszczonymi w nich kablami zasilającymi 86.

Wszystkie elementy tej lampy oświetleniowej wymagające zasilania ich prądem elektrycznym połączone są z zewnętrznym zasilaczem 87 z zespołem elektronicznym, nie pokazanym na rysunku, którego prostopadłościenna obudowa 88 wyposażona jest w pokrętło 89 sterujące napięciem prądu elektrycznego i w pokrętło 90 sterujące natężeniem tego prądu, a z jednego jego czoła wystaje na zewnątrz kabel sieciowy 91 (230V), zaś z drugiego jego czoła wystają na zewnątrz dwa wyjściowe kable sieciowe 92 (36V) oraz jeden 5V kabel wyjściowy 93, przy czym zasilacz ten połączony jest z kablami zasilającymi 94 tulejowej obudowy 5. Kable te poprzez odpowiednio zaprogramowany układ elektroniczny niepokazany na rysunku zasilają odpowiednim prądem elektrycznym pompę wodną 55, wyświetlacze LCD 77 czujniki temperatury 84, bezpieczniki temperatury 82 oraz poprzez stykowe złącze elektryczne 24 diody LED COB 33, przy czym układ ten zapewnia automatyczne sterowanie zarówno pracą tej pompy, jak i pozostałych elementów wymagających dostosowania ich parametrów do temperatury wody chłodzącej te diody. Dopływ prądu do każdej profilowej płytki 34 poprzez jej połączenie magnetyczne z miedzianą płytką 25 złącza elektrycznego 24, powoduje zapalenie się kwadratowej diody LED COB 33, która może świecić w różnych barwach świetlnych o zróżnicowanych długościach fal świetlnych w zakresie powyżej 100 nm światła UV oraz 350-840 nm podczerwieni.

Chłodzenie lampy LED COB polega na tym, że poprzez otwory 75 wykonane w obudowie 5 tej lampy chłodne powietrze jest zasysane z zewnątrz i wewnątrz tej obudowy odbiera ciepło ze wszystkich nagrzewających się elementów tej lamy, po czym, już lekko nagrzane, to powietrze jest przedmuchiwane przez wentylator 56 do chłodnicy wody 57, która również odbiera ciepło wytworzone przez diody LED COB 33, po czym po przejściu przez użebrowaną dolną ścianę 62 tej chłodnicy wydostaje się prostokątnym wyjęciem 7 obudowy 5 na zewnątrz.

W drugiej odmianie wykonania podzespołu nośno-oświetleniowego 1 przedstawionej na rysunku fig.75-80 w otworach profilowych płytek 34 zasilających diody LED COB 33 czterech modułów LED COB 29 osadzone są po dwie śruby 97 wkręcone w bolce 98, osadzone w tulejowych gniazdach 99 połączonych z kablami elektrycznymi 100, które wraz z tymi gniazdami osłonięte są tulejowymi osłonami 101, które po ich połączeniu ze sobą, spełniają funkcję stykowych złącz elektrycznych 24 opisanych w pierwszym przykładzie wykonania podzespołu nośno-oświetleniowego 1 tej lampy.

W kolejnym wykonaniu tej lampy oświetleniowej, niepokazanej na rysunku, zamiast wentylatora chłodzącego 56 zastosowano termoelektryczny moduł znany pod nazwą Peltier Element, bezpośrednio połączony z chłodnicą wody 57, uzyskując żądany efekt przy równoczesnym, znacznym obniżeniu hałasu oraz zastosowano soczewki skupiające lub rozpraszające promienie światła diod LED COB 30 w promieniu od 20° do 160°, przy czym soczewki te były wykonane ze szkła lub tworzywa sztucznego lub parafiny lub z epoksydu, uzyskując podobne efekty rozpraszania lub skupiania promieni tego światła, a ponadto zasilacz 87 zamontowany był wewnątrz obudowy prostopadłościennej 5.

Z kolei w odmianach wykonania tych lamp wsporczą chłodzącą płytę 12 i jej pokrywę 22 wykonano ze stali lub tytanu, lub z karbonu albo ceramiki, miedzi, żywicy epoksydowej lub tworzywa sztucznego, przy czym chłodzenia tego dokonano za pomocą glikolu lub alkoholu lub oleju, uzyskując również

PL 239 897 B1 należyte chłodzenie diod LED COB 33 modułów LED COB 29, a pastę termoprzewodzącą 23” zastąpiono płynnym metalem lub sylikonową matą termoprzewodzącą.

W kolejnej odmianie wykonania tej lampy oświetleniowej (nie pokazanej na rysunku) moduły LED COB 29 zastąpiono kilkoma modułami diodowymi z większą wydajnością, typu Mini Cob. MD oraz miniaturowymi diodami SSL lub w technologii OLED, osadzonymi na płytkach ceramicznych lub aluminiowych, co umożliwiło dobór parametrów światła z kilkunastu modułów diod, przy czym każda z tych diod mogła być sterowana elektronicznie samodzielnie, a ich ilość dostosowana jest do parametrów i gabarytów płyty chłodzącej, a wyświetlacze LCD zastawiono wyświetlaczami LED lub OLED. Ponadto oczywistym jest, że lampa oświetleniowa według wynalazku może być stosowana niezależnie od parametrów napięcia i natężenia prądu obowiązujących w danym państwie.

Claims (7)

1. Lampa oświetleniowa LED chłodzona płynnym środkiem, zwłaszcza wodą, wyposażona w moduły LED COB (Chip On Board) posiadające źródło światła LED, których korpusy wsporcze z zamontowanymi w nich czujnikami temperatury chłodzone płynem chłodzącym, znamienna tym, że składa się z podzespołu nośno-oświetleniowego (1), posiadającego chłodzącą płytę (12) z wykonanymi w niej poprzecznie usytuowanymi trzema nagwintowanymi otworami montażowymi (13, 14 i 15), której wewnętrzna powierzchnia (16) z wykonanymi w niej kanałami (17) dla przepływającego przez nie płynu chłodzącego połączona jest nierozłącznie i szczelnie z pokrywą (22) wyposażoną w magnesy neodymowe (19) połączone magnetycznie ze stykającymi się z nimi magnesami neodymowymi (53) uchwytów (44) mocujących moduły LED COB (29) wyposażone w diody LED COB (33) i w soczewki (51), oraz z usytuowanego nad nim podzespołu chłodzącego (2) składającego się z wentylatora chłodzącego (56) i umieszczonej na nim oraz połączonej z nim rozłącznie chłodnicy wody (57), przy czym oba te podzespoły (1 i 2) połączone są ze sobą za pomocą pierwszego łącznikowego zestawu rurowego (3) i drugiego łącznikowego zestawu rurowego (4), tak że górne złącze (68) pierwszego łącznikowego zestawu rurowego (3) wkręcone jest w nagwintowany otwór (66) komory wodnej (63) tej chłodnicy wody, a złącza (69) pierwszego łącznikowego zestawu rurowego (3) i drugiego łącznikowego zestawu rurowego (4) wkręcone są w nagwintowane otwory (14 i 15) chłodzącej płyty (12) podzespołu nośno-oświetleniowego (1), w której otwór (13) wkręcony jest nagwintowany króciec (54’) pompy wodnej (55), natomiast górne złącze (70) drugiego łącznikowego zestawu rurowego (4) wkręcone jest w nagwintowany otwór (67) komory wodnej (64) chłodnicy wody (57), a dolne złącze (71) drugiego łącznikowego zestawu rurowego (4) wkręcone jest w nagwintowany króciec (72) pompy wodnej (55), przy czym oba te podzespoły (1 i 2) zamontowane są w obudowie (5) o profilu dostosowanym do kształtu chłodzącej płyty (12) i chłodnicy wody (57).

2. Lampa według zastrz. 1 znamienna tym, że chłodząca płyta (12) na swej wewnętrznej powierzchni (16) obok oraz pomiędzy jej kanałami (17) ma wykonane nieprzelotowe okrągłe otwory (18) z osadzonymi w nich magnesami neodymowymi (19), wystającymi ponad tę powierzchnię płyty, na których osadzona jest pokrywa (22) poprzez jej otwory (18’), połączona warstwą kleju (23) z wewnętrzną powierzchnią (16) tej płyty chłodzącej zaś zewnętrzna powierzchnia pokrywy (22) pokryta jest warstwą termoprzewodzącą (23”).

3. Lampa według zastrz. 1 albo 2 znamienna tym, że zarówno w chłodzącej płycie (12) jak i w jej pokrywie (22) pomiędzy osadzonymi w nich magnesami neodymowymi (19) wykonane są montażowe otwory przelotowe (20 i 20’), w których osadzone są kable (28) stykowych złącz elektrycznych (24), których miedziane płytki stykowe (25) przylegają do płytek zasilających (34) modułów LED COB (29) osadzonych w uchwytach je mocujących (44) wyposażonych w magnesy neodymowe (53), połączone z magnesami neodymowymi (19) osadzonymi w chłodzącej płycie (12) i jej pokrywie (22) podzespołu nośno-oświetleniowego (1), przy czym połączenie tych płytek stykowych (25) z płytkami zasilającymi (34) powoduje doprowadzenie prądu do tych modułów i świecenie ich diod LED COB (33).

4. Lampa według zastrz. 1 albo 2, albo 3 znamienna tym, że uchwyty mocujące (44) moduły LED COB (29) mają profile dostosowane do profili płytek (40) oddających ciepło z tych modułów, pokrytych od góry warstwą termoprzewodzącą (23”), a w swych osiach symetrii płytki

PL 239 897 BI te mają wykonane przelotowe otwory (45) usytuowane naprzeciw diod LED COB (33) modułów LED COB (29), a na jednych ich powierzchniach mają wykonane profilowe wyjęcia (46), w których osadzone są profilowe obudowy (30) tych modułów, a przeciwległe ich płaskie powierzchnie (47) na zaokrąglonych bokach mają po dwa usytuowane naprzeciw siebie łukowe odsądzenia (48), pomiędzy którymi osadzone są kołnierzowe odsądzenie (50) soczewki (51) o profilu paraboloidalnym rozpraszające lub skupiające promienie świetlne z diod LED COB (33), a ponadto każdy z tych uchwytów w swych czterech narożach ma wykonane otwory (52) z osadzonymi w nich magnesami neodymowymi (53) stykającymi się z magnesami neodymowymi (19) podzespołu nośno-oświetlającego (1).

5. Lampa według zastrz. 1 znamienna tym, że obudowa (5) podzespołu nośno-oświetleniowego (1) podzespołu chłodzącego (2) wyposażona jest w kable zasilające (94) połączone z zewnętrznym zasilaczem (87) z zespołem elektronicznym i pokrętłami (89) i (90) sterującymi przepływem prądu elektrycznego oraz w dwa wyświetlacze (77) z osadzonymi w nich panelami (80).

6. Lampa według zastrz. 1 albo 2, albo 3 znamienna tym, że chłodząca płyta (12) i jej pokrywa (22) wykonane są z aluminium lub ze stali, lub z tytanu, lub z karbonu albo ceramiki, miedzi żywicy epoksydowej lub tworzywa sztucznego, natomiast środek chłodzący stanowi woda lub glikol lub alkohol lub olej.

7. Lampa według zastrz. 1 albo 2, albo 4 znamienna tym, że warstwę termoprzewodzącą (23“) stanowi pasta termoprzewodzącą lub płynny metal lub sylikonowa mata termoprzewodzącą.