RU174559U1

RU174559U1 - LED RADIATOR HOUSING

Info

Publication number: RU174559U1
Application number: RU2016150056U
Authority: RU
Inventors: Денис Сергеевич Дегтярев
Original assignee: Общество с ограниченной ответственностью "ТДК"
Priority date: 2016-12-19
Filing date: 2016-12-19
Publication date: 2017-10-19

Abstract

Полезная модель относится к светотехнике, в частности к радиаторам для светодиодных светильников, которые могут быть использованы для уличного освещения, освещения дорог, автомобильных парковок, спортивных площадок и т.д. Использование полезной модели позволяет увеличить срок службы светодиодного светильника за счет снижения нагрева источника питания, расположенного внутри корпуса светильника. При этом повышается надежность работы светильника, что важно с точки зрения обслуживания особенно в труднодоступных и удаленных местах.Предлагаемый радиатор для светодиодного светильника содержит корпус с продольно ориентированными ребрами, выполненными вдоль всей длины корпуса светильника. Ребра корпуса светильника имеют коническое сечение и расположены веерным принципом с углом между ребрами в пределах от 17° до 40°. Радиатор имеет две замкнутые полости по сечению корпуса, где большая по размеру полость предназначена для размещения в ней источника питания, а малая отделяет последнюю от нижней части радиатора, где располагается светодиодная лента. 1 з.п. ф-лы, 2 ил.The utility model relates to lighting engineering, in particular to radiators for LED lamps, which can be used for street lighting, road lighting, car parks, sports fields, etc. Using the utility model allows to increase the life of the LED lamp by reducing the heating of the power source located inside the lamp housing. This increases the reliability of the luminaire, which is important from the point of view of service, especially in hard-to-reach and remote places. The proposed radiator for an LED luminaire includes a housing with longitudinally oriented fins made along the entire length of the luminaire housing. The ribs of the lamp housing have a conical section and are arranged with a fan principle with an angle between the ribs ranging from 17 ° to 40 °. The radiator has two closed cavities along the cross section of the housing, where a large cavity is designed to accommodate a power source, and a small one separates the latter from the bottom of the radiator, where the LED strip is located. 1 s.p. f-ly, 2 ill.

Description

Полезная модель относится к светотехнике, в частности к радиаторам для светодиодных светильников, которые могут быть использованы для уличного освещения, освещения дорог, автомобильных парковок, спортивных площадок и т.д. Использование полезной модели позволяет увеличить срок службы светодиодного светильника за счет снижения нагрева источника питания расположенного внутри корпуса светильника. При этом повышается надежность работы светильника, что важно с точки зрения обслуживания особенно в труднодоступных и удаленных местах.The utility model relates to lighting engineering, in particular to radiators for LED lamps, which can be used for street lighting, road lighting, car parks, sports fields, etc. Using the utility model allows to increase the life of the LED lamp by reducing the heating of the power source located inside the lamp housing. This increases the reliability of the lamp, which is important from the point of view of service, especially in hard-to-reach and remote places.

К основным требованиям к корпусам-радиаторам светодиодных светильников следует отнести технологичность, предполагающую изготовление профиля методом экструзии без дополнительной механической обработки или с минимальными механическими операциями, такими как распиловка и очистка торцевых поверхностей от заусенцев, а также эффективность отведения тепла. В последнем случае можно выделить два момента. Во-первых, эффективный теплообмен радиатора с окружающей средой, т.е. сброс тепловой энергии, полученной при работе светодиодных элементов. Во-вторых, обеспечение сброса тепла источника питания, расположенного внутри корпуса-радиатора. Использование встроенного источника питания является преимуществом с точки зрения эргономики, компактности осветительного прибора, удобства его монтажа и повышения степени защиты (IP). Однако, как правило, при разработке светодиодных светильников, корпуса которых выполнены в виде оребренного алюминиевого профиля, обеспечению тепловых режимов источника питания не уделяется внимание. Таким образом, даже при температуре окружающей среды 25°С, источник питания, расположенный внутри герметично закрытого корпуса, нагревается за счет собственной работы и подвержен дополнительному нагреву от радиатора, нагреваемого светодиодными элементами. В результате источник питания может нагреваться до температур близких к критическим для некоторых компонентов, таких как, например, электролитические конденсаторы, входящие в состав фильтра. Это, в свою очередь, снижает ресурс работы источника питания.The main requirements for the housing-radiators of LED luminaires include manufacturability, which involves the production of a profile by extrusion without additional machining or with minimal mechanical operations, such as sawing and cleaning end surfaces from burrs, as well as the efficiency of heat dissipation. In the latter case, two points can be distinguished. Firstly, the efficient heat exchange of the radiator with the environment, i.e. discharge of thermal energy received during operation of LED elements. Secondly, providing heat discharge of the power source located inside the radiator case. The use of an integrated power supply is an advantage in terms of ergonomics, compactness of the lighting fixture, ease of installation and increased degree of protection (IP). However, as a rule, when developing LED lamps, the housings of which are made in the form of a finned aluminum profile, attention is not paid to ensuring the thermal conditions of the power source. Thus, even at an ambient temperature of 25 ° C, the power source located inside the hermetically sealed enclosure is heated by its own work and is subject to additional heating from a radiator heated by LED elements. As a result, the power source can be heated to temperatures close to critical for some components, such as, for example, electrolytic capacitors included in the filter. This, in turn, reduces the life of the power source.

Недостатком известных технических решений является то, что технические введения, направленные на повышение технологичности, не обеспечивают приемлемый теплообмен как с окружающей средой, так и со встроенным источником питания. С другой стороны, есть решения, которые имеют хороший теплообмен даже при условии повышенной загрязненности среды, но вместе с тем требуют дополнительной механической обработки при изготовлении. При этом проблема эффективного сброса тепла встроенного источника питания не решена. К такому решению можно отнести профиль-радиатор, описанный в [Радиатор для светодиодного светильника, патент на полезную модель №125303], принятый за прототип. Данная конструкция радиатора препятствует загрязнению пространства между ребрами взвешенными частицами пыли и грязи, находящимися в воздухе, и способствует самоочищению оребрения или очищению естественными осадками при использовании радиатора вне помещений. При этом пропилы в оребрении вертикальные по отношению продольной оси корпуса требуют дополнительной затратной механической обработки. Профиль имеет внутреннюю полость, в которой предполагается размещать плату с электронными компонентами источника питания. При этом линия, вдоль которой располагается линейка светодиодов, проходит по центру нижней стенки корпуса. В этом месте происходит максимальный нагрев. Таким образом, существенная часть тепловой мощности передается не стенкам радиатора, а воздуху, заключенному внутри полости, где располагается источник питания.A disadvantage of the known technical solutions is that technical introductions aimed at improving manufacturability do not provide acceptable heat transfer both with the environment and with the integrated power source. On the other hand, there are solutions that have good heat transfer even under conditions of increased environmental pollution, but at the same time require additional machining during manufacturing. In this case, the problem of efficient heat dissipation of the built-in power source is not solved. This decision can be attributed to the profile-radiator described in [Radiator for LED lighting, patent for utility model No. 125303], adopted as a prototype. This design of the radiator prevents the contamination of the space between the ribs with suspended particles of dust and dirt in the air and helps to clean the fins or to clean with natural deposits when using the radiator outdoors. In this case, the cuts in the fins vertical with respect to the longitudinal axis of the body require additional costly machining. The profile has an internal cavity in which it is supposed to place a board with electronic components of the power source. In this case, the line along which the LED line is located runs along the center of the lower wall of the housing. In this place, maximum heating occurs. Thus, a significant part of the thermal power is transferred not to the walls of the radiator, but to the air enclosed inside the cavity where the power source is located.

Решение задачи, на которое направлена заявляемая полезная модель, предлагает повысить технологичность производства корпуса радиатора для светодиодного светильника без существенного ухудшения его теплообменных характеристик при работе в условиях загрязнения взвешенными частицами и обеспечить лучшие тепловые режимы работы встроенного источника питания.The solution to the problem, which is claimed by the claimed utility model, proposes to increase the manufacturability of the radiator casing for the LED lamp without a significant deterioration in its heat transfer characteristics when operating in contaminated suspended particles and to provide the best thermal conditions of the built-in power source.

Техническим результатом является снижение нагрева встроенного источника питания от нагрева светодиодов, повышение технологичности при изготовлении корпуса-радиатора, а также улучшение передачи тепла от светодиодов оребрению.The technical result is to reduce the heating of the built-in power source from the heating of the LEDs, increase manufacturability in the manufacture of the radiator case, and also improve the heat transfer from the LEDs to the fins.

Технический результат достигается за счет того, что радиатор охлаждения для светодиодного светильника содержит корпус с продольно ориентированными ребрами, расположенными веерным способом. Ребра корпуса светильника имеют коническое сечение и расположены веерным принципом с углом между ребрами в пределах от 17° до 40°. Кроме того, верхнее ребро и боковая стенка корпуса имеют ребристую поверхность для улучшения теплоотдачи. Основания ребер расположены максимально близко друг к другу и к области приложения источника тепла, т.е. светодиодной линейки. Профиль имеет две замкнутые полости, большая из которых предназначена для размещения в ней источника питания, печатная плата которого вставляется в соответствующие пазы. Малая полость остается открытой для естественной конвекции. Таким образом, между источником нагрева и полостью, где располагается источник питания, находится еще одна воздушная камера. При этом основная часть теплового потока будет направлена по сечению ребер, и в первую очередь по внешней поверхности отражателя, который также для улучшения конвекции имеет ребристую поверхность тыльной стороны.The technical result is achieved due to the fact that the cooling radiator for the LED lamp contains a housing with longitudinally oriented fins arranged in a fan manner. The ribs of the lamp housing have a conical section and are arranged with a fan principle with an angle between the ribs ranging from 17 ° to 40 °. In addition, the upper rib and the side wall of the housing have a ribbed surface to improve heat transfer. The base of the ribs are located as close as possible to each other and to the area of application of the heat source, i.e. LED line. The profile has two closed cavities, the largest of which is designed to accommodate a power source in it, the printed circuit board of which is inserted into the corresponding grooves. The small cavity remains open for natural convection. Thus, between the heating source and the cavity where the power source is located, there is another air chamber. In this case, the main part of the heat flux will be directed along the cross section of the ribs, and primarily on the outer surface of the reflector, which also has a ribbed surface on the back side to improve convection.

Сущность предложенного технического решения поясняется чертежами:The essence of the proposed technical solution is illustrated by drawings:

Фиг. 1 - радиатор в поперечном разрезе, где:FIG. 1 - radiator in cross section, where:

1, 12 - элементы сцепления с другими светильниками из такого же профиля;1, 12 - elements of coupling with other fixtures from the same profile;

2, 10 - пазы для защитной прозрачной пластины из поликарбоната;2, 10 — grooves for a protective transparent polycarbonate plate;

3 - паз для светодиодной ленты на алюминиевой подложке;3 - groove for LED strip on an aluminum substrate;

4, 5 - пазы для фиксации печатной платы источника питания;4, 5 - grooves for fixing the printed circuit board of the power source;

6 - малая полость;6 - a small cavity;

7 - отражатель;7 - reflector;

8 - паз для крепления светильника;8 - groove for mounting the lamp;

9 - большая полость для размещения источника питания;9 - a large cavity to accommodate a power source;

11 - отверстия для винтового крепления боковых крышек.11 - holes for screw fastening of the side covers.

Фиг. 2 - общий вид радиатора.FIG. 2 - general view of the radiator.

С торцов светильника могут быть установлены боковые крышки, которые фиксируются, например, с помощью винтов, для которых предусмотрены специальные отверстия. При этом крышки должны быть изготовлены так, чтобы малая полость не была закрыта.Side covers can be installed from the ends of the lamp, which are fixed, for example, with screws, for which special holes are provided. In this case, the covers should be made so that the small cavity is not closed.

В процессе эксплуатации на радиатор светильника может оседать пыль и другие загрязняющие вещества, которые под действием воздушных потоков и естественных осадков (при использовании на открытых площадках) легко удаляются с поверхности ребер радиатора, т.к. пространство между ребрами достаточно велико и расширяется к краю ребер. Таким образом, частицы пыли и грязи не могут прочно удерживаться толстым слоем между ребрами. Возможное частичное скопление грязи у основания ребер повлияют на теплообмен несущественно, т.к. основной поток тепла проходит по сечению ребра. Так же предполагается, что светильник продольной стороной расположен под углом к линии горизонта на фонарном столбе. Это, в свою очередь, способствует длительному сохранению эффективности теплообмена между радиатором и окружающим пространством. Пыль и прочие загрязнения могут так же оседать и в малой полости, однако это не сможет существенно снизить теплообмен, т.к. ее назначение - это теплоизоляция полости, в которой находится источник питания от области нагрева светодиодной линейки.During operation, dust and other pollutants can settle on the radiator of the lamp, which under the influence of air currents and natural precipitation (when used in open areas) can easily be removed from the surface of the radiator fins, because the space between the ribs is large enough and extends to the edge of the ribs. Thus, dust and dirt particles cannot be held firmly by a thick layer between the ribs. A possible partial accumulation of dirt at the base of the ribs will affect the heat transfer insignificantly, as the main heat flow passes over the cross section of the rib. It is also assumed that the luminaire with its longitudinal side is located at an angle to the horizon line on the lamppost. This, in turn, contributes to the long-term preservation of the heat transfer efficiency between the radiator and the surrounding space. Dust and other contaminants can also settle in a small cavity, however, this will not significantly reduce heat transfer, because its purpose is the thermal insulation of the cavity in which the power source from the heating area of the LED line is located.

Claims

1. A radiator for an LED luminaire, comprising a housing with longitudinally oriented ribs that are inclined, characterized in that the housing has two closed cavities along the housing section, where a large cavity is designed to accommodate a power source, and a small one separates the latter from bottom of the radiator where the LED strip is located.

2. The radiator according to claim 1, characterized in that the edges of the housing are fan-shaped, i.e. the base of the ribs are located as close as possible to each other, and the central axes along the cross section of the ribs diverge at an angle relative to each other and converge at one point.