RU2650346C1 - Method of design of a lighting device, led lamp - Google Patents
Method of design of a lighting device, led lamp Download PDFInfo
- Publication number
- RU2650346C1 RU2650346C1 RU2016141439A RU2016141439A RU2650346C1 RU 2650346 C1 RU2650346 C1 RU 2650346C1 RU 2016141439 A RU2016141439 A RU 2016141439A RU 2016141439 A RU2016141439 A RU 2016141439A RU 2650346 C1 RU2650346 C1 RU 2650346C1
- Authority
- RU
- Russia
- Prior art keywords
- light
- transmitting
- led
- light source
- compound
- Prior art date
Links
- 238000000034 method Methods 0.000 title claims abstract description 13
- 150000001875 compounds Chemical class 0.000 claims abstract description 48
- 239000000463 material Substances 0.000 claims abstract description 17
- 230000004907 flux Effects 0.000 claims description 16
- 230000003287 optical effect Effects 0.000 claims description 2
- 239000000126 substance Substances 0.000 abstract description 4
- 238000010276 construction Methods 0.000 abstract 3
- 230000000694 effects Effects 0.000 abstract 1
- 239000011521 glass Substances 0.000 description 12
- 239000007789 gas Substances 0.000 description 7
- 238000004519 manufacturing process Methods 0.000 description 7
- OAICVXFJPJFONN-UHFFFAOYSA-N Phosphorus Chemical compound [P] OAICVXFJPJFONN-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 5
- 230000001066 destructive effect Effects 0.000 description 4
- 229920001296 polysiloxane Polymers 0.000 description 4
- 241000258971 Brachiopoda Species 0.000 description 3
- 238000001816 cooling Methods 0.000 description 3
- 230000005855 radiation Effects 0.000 description 3
- XAGFODPZIPBFFR-UHFFFAOYSA-N aluminium Chemical compound [Al] XAGFODPZIPBFFR-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 2
- 229910052782 aluminium Inorganic materials 0.000 description 2
- 230000005540 biological transmission Effects 0.000 description 2
- 238000005266 casting Methods 0.000 description 2
- 239000003086 colorant Substances 0.000 description 2
- 239000012634 fragment Substances 0.000 description 2
- 238000000465 moulding Methods 0.000 description 2
- 239000000049 pigment Substances 0.000 description 2
- 229920000139 polyethylene terephthalate Polymers 0.000 description 2
- 239000005020 polyethylene terephthalate Substances 0.000 description 2
- 230000035939 shock Effects 0.000 description 2
- 239000000758 substrate Substances 0.000 description 2
- XLYOFNOQVPJJNP-UHFFFAOYSA-N water Substances O XLYOFNOQVPJJNP-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 2
- 239000012463 white pigment Substances 0.000 description 2
- UFHFLCQGNIYNRP-UHFFFAOYSA-N Hydrogen Chemical compound [H][H] UFHFLCQGNIYNRP-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 1
- 239000000654 additive Substances 0.000 description 1
- 239000011324 bead Substances 0.000 description 1
- 230000006378 damage Effects 0.000 description 1
- 230000001419 dependent effect Effects 0.000 description 1
- 239000000945 filler Substances 0.000 description 1
- 230000005484 gravity Effects 0.000 description 1
- 238000010438 heat treatment Methods 0.000 description 1
- 239000001307 helium Substances 0.000 description 1
- 229910052734 helium Inorganic materials 0.000 description 1
- SWQJXJOGLNCZEY-UHFFFAOYSA-N helium atom Chemical compound [He] SWQJXJOGLNCZEY-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 1
- 239000001257 hydrogen Substances 0.000 description 1
- 229910052739 hydrogen Inorganic materials 0.000 description 1
- 230000007774 longterm Effects 0.000 description 1
- 230000014759 maintenance of location Effects 0.000 description 1
- 230000007257 malfunction Effects 0.000 description 1
- 239000004005 microsphere Substances 0.000 description 1
- 230000035515 penetration Effects 0.000 description 1
- 239000004033 plastic Substances 0.000 description 1
- 229920003023 plastic Polymers 0.000 description 1
- -1 polyethylene terephthalate Polymers 0.000 description 1
- 230000001681 protective effect Effects 0.000 description 1
- 229920005989 resin Polymers 0.000 description 1
- 239000011347 resin Substances 0.000 description 1
- 229910052594 sapphire Inorganic materials 0.000 description 1
- 239000010980 sapphire Substances 0.000 description 1
- 238000007789 sealing Methods 0.000 description 1
- 239000002023 wood Substances 0.000 description 1
Images
Classifications
-
- F—MECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
- F21—LIGHTING
- F21V—FUNCTIONAL FEATURES OR DETAILS OF LIGHTING DEVICES OR SYSTEMS THEREOF; STRUCTURAL COMBINATIONS OF LIGHTING DEVICES WITH OTHER ARTICLES, NOT OTHERWISE PROVIDED FOR
- F21V15/00—Protecting lighting devices from damage
Landscapes
- Engineering & Computer Science (AREA)
- General Engineering & Computer Science (AREA)
- Non-Portable Lighting Devices Or Systems Thereof (AREA)
Abstract
Description
Представленная группа изобретений относится к конструкциям осветительных устройств, в частности к конструкциям светодиодных светильников и светодиодных ламп.The presented group of inventions relates to the design of lighting devices, in particular to the design of LED lamps and LED lamps.
Из существующего уровня техники известны способы изготовления осветительных устройств, при котором с целью защиты и герметизации осуществляется покрытие источников света светопрозрачным затвердевающим компаундом. Известно прочное, водонепроницаемое осветительное устройство (патент US 6595671 В2, опубл. 22.07.2003). Водонепроницаемость известного устройства обеспечивается помещением светодиодов в монолитную светопропускающую обволакивающую среду. Недостатком способа конструирования известного устройства является высокая стоимость реализации, связанная со сложностью изготовления. Для защиты светодиодов в монолитной среде существует необходимость в применении корпуса с прочной светопропускающей крышкой. Устройства с вариантом применения монолитной заливки светодиодов без дополнительной защитной светопропускающей крышки имеют невысокую прочность, так как смолы, используемые для монолитной заливки, после затвердения хрупкие в массиве и имеют малую стойкость к износу поверхности массива. Кроме того, сама по себе монолитная заливка светодиодов в массив требует применения дополнительных пресс-форм, что повышает стоимость устройств, изготовленных таким способом.Methods for manufacturing lighting devices are known from the prior art, in which, for the purpose of protection and sealing, light sources are coated with a translucent hardening compound. Known durable, waterproof lighting device (patent US 6595671 B2, publ. 07/22/2003). The water resistance of the known device is ensured by placing the LEDs in a monolithic light-transmitting enveloping medium. The disadvantage of the method of constructing a known device is the high cost of implementation associated with the complexity of manufacturing. To protect LEDs in a monolithic environment, there is a need to use a housing with a strong light-transmitting cover. Devices with the application of monolithic casting LEDs without an additional protective light-transmitting cover have low strength, since the resins used for monolithic casting are brittle in the array after hardening and have low resistance to wear of the surface of the array. In addition, the monolithic pouring of LEDs into an array itself requires the use of additional molds, which increases the cost of devices manufactured in this way.
Наиболее близким прототипом первого изобретения группы, способа конструирования осветительного устройства, является способ, примененный при конструировании светодиодного светильника (описание полезной модели к патенту RU 117172 U1, опубл. 20.06.2012). В известном решении проблемы защиты светоизлучающего элемента решаются за счет его помещения в выемку корпуса и заполнения выемки светопрозрачным затвердевающим компаундом, при этом поверхность компаунда может быть дополнительно защищена ударопрочным стеклом. Недостатком известного решения является высокая стоимость изготовленных по такому способу осветительных устройств, связанная со сложностью изготовления корпуса с выемкой и светопрозрачной крышки из ударопрочного стекла. Кроме того, при таком способе конструирования осветительных устройств теряется часть светового потока от светоизлучающего элемента из-за его диафрагмирования краями выемки. Кроме того, ударопрочное стекло при разрушении рассыпается на мелкие осколки, поэтому такие светильники не могут применяться в пищевом производстве.The closest prototype of the first invention of the group, a method of constructing a lighting device, is the method used in the design of the LED lamp (utility model description to patent RU 117172 U1, publ. 20.06.2012). In the known solution, the problems of protecting the light-emitting element are solved by placing it in the recess of the housing and filling the recess with a translucent hardening compound, while the surface of the compound can be further protected by impact-resistant glass. A disadvantage of the known solution is the high cost of lighting devices made by this method, associated with the complexity of manufacturing a body with a recess and a translucent cover made of shockproof glass. In addition, with this method of designing lighting devices, a part of the light flux from the light-emitting element is lost due to its diaphragmation by the edges of the recess. In addition, impact-resistant glass breaks up into small fragments upon destruction, so such lamps cannot be used in food production.
Задача, решаемая первым изобретением группы, связанных единым изобретательским замыслом технических решений, и достигаемый технический результат заключаются в создании способа конструирования осветительных устройств, применение которого позволяет снизить их стоимость, повысить надежность, ударопрочность и стойкость к разрушающим нагрузкам.The problem solved by the first invention of the group, connected by a single inventive concept of technical solutions, and the technical result achieved are to create a method for designing lighting devices, the use of which allows to reduce their cost, increase reliability, impact resistance and resistance to destructive loads.
Для решения поставленной задачи и достижения заявленного технического результата, в способе конструирования осветительного устройства, при котором по крайне мере один светодиодный источник света защищают светопропускающей крышкой, а полость между светодиодным источником света и светопропускающей крышкой заполняют светопропускающим затвердевающим компаундом, в качестве светопропускающей крышки используют гибкую светопропускающую оболочку из жесткого материала, а полость между светодиодным источником света и гибкой светопропускающей оболочкой заполняют светопропускающим затвердевающим компаундом, эластичным после затвердения.To solve the problem and achieve the claimed technical result, in a method of designing a lighting device in which at least one LED light source is protected by a light-transmitting cover, and the cavity between the LED light source and the light-transmitting cover is filled with a light-transmitting hardening compound, a flexible light-transmitting cover is used as a light-transmitting cover the shell is made of hard material, and the cavity between the LED light source and the flexible light transmission guide light transmitting envelope filled with a hardening compound, elastic after hardening.
В качестве прототипа второго изобретения группы - светодиодного светильника, также выбрано известное решение (описание полезной модели к патенту RU 117172 U1, опубликовано 20.06.2012), в котором конструкция светодиодного светильника включает монолитный корпус с выемкой, с размещенным в выемке светоизлучающим элементом, при этом выемка полностью заполнена светопрозрачным компаундом, который может быть защищен ударопрочным стеклом.As a prototype of the group’s second invention, the LED lamp, a well-known solution was also chosen (utility model description for patent RU 117172 U1, published on June 20, 2012), in which the design of the LED lamp includes a monolithic housing with a recess, with a light-emitting element placed in the recess, while the notch is completely filled with a translucent compound, which can be protected by impact-resistant glass.
Недостатком известного решения является высокая стоимость светильника, связанная со сложностью изготовления корпуса с выемкой и ударопрочного стекла. Кроме того, светильники с ударопрочным стеклом находят ограниченное применение, например в пищевой промышленности, так как при разрушении ударопрочное стекло рассыпается на многочисленные осколки. Кроме того, известное решение имеет низкую эффективность, так как часть светового потока от светоизлучающего элемента диафрагмируется краями выемки.A disadvantage of the known solution is the high cost of the lamp, associated with the complexity of manufacturing a body with a recess and impact-resistant glass. In addition, luminaires with impact-resistant glass are of limited use, for example, in the food industry, since when destroyed, impact-resistant glass crumbles into numerous fragments. In addition, the known solution has low efficiency, since part of the luminous flux from the light-emitting element is diaphragmed by the edges of the recess.
Задача, решаемая вторым изобретением группы, и достигаемый технический результат заключаются в снижении стоимости, повышении надежности, эффективности, стойкости к разрушающим нагрузкам светодиодного светильника.The problem solved by the second invention of the group, and the technical result achieved are to reduce the cost, increase reliability, efficiency, resistance to destructive loads of the LED lamp.
Для решения поставленной задачи и достижения заявленного технического результата, в светодиодном светильнике, состоящем из светодиодного источника света, установленного на теплопроводящий корпус, светопропускающей крышки, установленной над светодиодным источником света, светопропускающего затвердевающего компаунда, заполняющего полость между установленным на теплопроводящий корпус светодиодным источником света и светопропускающей крышкой, светопропускающая крышка выполнена в виде светопропускающей гибкой оболочки из жесткого термодеформируемого материала, а светопропускающий затвердевающий компаунд выполнен в виде эластичного после затвердения светопропускающего затвердевающего компаунда.To solve the problem and achieve the claimed technical result, in the LED lamp, consisting of an LED light source mounted on a heat-conducting housing, a light-transmitting cover installed above the LED light source, a light-transmitting hardening compound filling the cavity between the LED light source and a light-transmitting installed on the heat-conducting body cover, light-transmitting cover is made in the form of a light-transmitting flexible shell of hard thermally deformable material, and the light transmitting hardening compound is made in the form of an elastic, after hardening, light transmitting hardening compound.
Кроме того:Besides:
- светодиодный источник света состоит из нескольких светодиодов;- LED light source consists of several LEDs;
- гибкая светопропускающая оболочка из жесткого термодеформируемого материала имеет форму одной или нескольких линз, обладающих в сочетании со светопропускающим затвердевающим компаундом после его затвердения оптическими свойствами, формирующими направление светового потока от светодиодного источника света;- a flexible light-transmitting shell of hard thermo-deformable material has the shape of one or more lenses, which, in combination with a light-transmitting hardening compound, after hardening, have optical properties that form the direction of the light flux from the LED light source;
- в полости между установленным на теплопроводящий корпус светодиодным источником света и гибкой светопропускающей оболочкой из жесткого термодеформируемого материала, заполняемой светопропускающим затвердевающим компаундом, установлен драйвер светодиодов;- a LED driver is installed in the cavity between the LED light source mounted on the heat-conducting body and the flexible light-transmitting shell of a rigid thermally deformable material filled with a light-transmitting hardening compound;
- в полости между установленным на теплопроводящий корпус светодиодным источником света и гибкой светопропускающей оболочкой из жесткого термодеформируемого материала, заполняемой светопропускающим затвердевающим компаундом, установлено термореле с температурой отключения ниже максимальной рабочей температуры светодиодного источника света.- in the cavity between the LED light source mounted on the heat-conducting casing and a flexible light-transmitting shell of rigid thermally deformable material filled with light-transmitting hardening compound, a thermal relay is installed with a shut-off temperature below the maximum operating temperature of the LED light source.
Наиболее близким аналогом третьего изобретения группы - светодиодной лампы, является «Светодиодная лампа» (Описание изобретения к патенту RU 2546469 C2, опубл. 10.04.2015). В известном решении в качестве источника света применены одна или несколько светодиодных лент (филаментов), которые установлены с помощью держателя в герметичной камере, наполненной газом, имеющим низкий коэффициент вязкости и высокий коэффициент теплопроводности. В процессе работы светодиодные ленты излучают тепло. Проблема отвода тепла от светодиодной ленты решается благодаря тепловым потокам и конвекции в газе, заполняющем камеру.The closest analogue of the third invention of the group - the LED lamp, is the "LED lamp" (Description of the invention to patent RU 2546469 C2, publ. 04/10/2015). In the known solution, one or more LED strips (filaments) are used as a light source, which are mounted with a holder in an airtight chamber filled with gas having a low viscosity coefficient and high thermal conductivity. During operation, LED strips emit heat. The problem of heat removal from the LED strip is solved by heat fluxes and convection in the gas filling the chamber.
Недостатком известного решения является ограничение мощности светодиодных лент, связанное с низкой теплопроводностью наполняющего камеру газа и слабой конвекцией, что связано с прогревом газа в малом объеме. Кроме того, для длительного удержания газа необходимо применять герметичные стеклянные колбы, что повышает стоимость лампы. Кроме того, известное устройство (светодиодная лампа) имеет повышенную хрупкость в виду применения стекла.A disadvantage of the known solution is the limitation of the power of LED strips due to the low thermal conductivity of the gas filling the chamber and weak convection, which is associated with heating of the gas in a small volume. In addition, for long-term gas retention, it is necessary to use sealed glass flasks, which increases the cost of the lamp. In addition, the known device (LED lamp) has an increased fragility due to the use of glass.
Задача, решаемая третьим изобретением группы и достигаемый технический результат, заключаются в создании очередного технического решения светодиодной лампы, имеющей высокую надежность, прочность, эффективность, низкую стоимость.The problem solved by the third invention of the group and the technical result achieved are to create the next technical solution for an LED lamp having high reliability, strength, efficiency, low cost.
Для решения поставленной задачи и достижения заявленного технического результата, в светодиодной лампе, состоящей из цоколя для фиксации и соединения с внешней электрической цепью, драйвера, по крайней мере одного светодиодного источника света, установленных в светопропускающую колбу, теплопроводящего вещества, заполняющего полости светопропускающей колбы, колба выполнена в виде гибкой светопропускающей оболочки из жесткого термодеформируемого материала, а теплопроводящее вещество выполнено в виде светопропускающего затвердевающего эластичного после затвердения компаунда.To solve the problem and achieve the claimed technical result, in the LED lamp, consisting of a base for fixing and connecting to an external electrical circuit, the driver, at least one LED light source installed in the light-transmitting bulb, a heat-conducting substance filling the cavity of the light-transmitting bulb, bulb made in the form of a flexible light-transmitting shell of a rigid thermally deformable material, and the heat-conducting substance is made in the form of light-transmitting hardening its elastic after hardening of the compound.
Кроме того,Besides,
- светодиодный источник света состоит из нескольких светодиодов;- LED light source consists of several LEDs;
- светодиодная лампа содержит дополнительный цоколь для фиксации и соединения с внешней электрической цепью.- The LED lamp contains an additional base for fixing and connecting to an external electrical circuit.
Сущность изобретений поясняется чертежами, на которых изображено:The invention is illustrated by drawings, which depict:
На фиг. 1 - светодиодный светильник (частично в разрезе).In FIG. 1 - LED lamp (partially in section).
На фиг. 2 - светодиодные светильники с матовым и прозрачным рассеивателями.In FIG. 2 - LED lamps with a matte and transparent diffusers.
На фиг. 3 - светодиодная лампа (в разрезе),In FIG. 3 - LED lamp (in section),
На фиг. 4 - светодиодная лампа с выпукло-вогнутой оболочкой.In FIG. 4 - LED lamp with a convex-concave shell.
На фиг. 5 - светодиодная лампа.In FIG. 5 - LED lamp.
На фиг. 6 - светодиодная лампа с двумя цоколями.In FIG. 6 - LED lamp with two caps.
Термины и определения:Terms and Definitions:
- под жесткостью подразумевается способность материала сопротивляться деформации при внешнем воздействии;- rigidity means the ability of a material to resist deformation under external influence;
- под эластичностью затвердевшего компаунда подразумевается его способность восстанавливать размер и форму после деформации;- the elasticity of the hardened compound implies its ability to restore size and shape after deformation;
- под светодиодным источником света подразумевается источник света с одним или несколькими светодиодами, установленными на одной плате, подложке.- LED light source means a light source with one or more LEDs mounted on one board, substrate.
Получение технического результата в части надежности, ударопрочности и стойкости к разрушающим нагрузкам у светодиодных устройств, сконструированных с применением заявленного способа, основано на свойствах гибкой оболочки из жесткого материала с наполнителем из затвердевшего эластичного компаунда сохранять объем и форму образованной оболочкой камеры. Сохранение объема происходит благодаря тому, что жесткая оболочка не растягивается, а затвердевший эластичный компаунд практически не сжимается. Жесткая оболочка, заполненная затвердевшим эластичным компаундом, упруго реагирует на удар, подобно закрытой пластиковой бутылке с водой. Кроме того, затвердевший эластичный компаунд сохраняет первоначальную форму оболочки, восстанавливает ее в случае деформации. Снижение стоимости осветительных устройств связано с низкой стоимостью оболочки и компаунда. Оболочка изготавливается методом вакуумной формовки, в котором применяются недорогие алюминиевые или деревянные матрицы.Obtaining a technical result in terms of reliability, impact resistance and resistance to destructive loads of LED devices designed using the claimed method is based on the properties of a flexible shell of a rigid material with a filler from a hardened elastic compound to maintain the volume and shape of the formed shell of the camera. Conservation of volume occurs due to the fact that the rigid shell does not stretch, and the hardened elastic compound practically does not compress. A rigid shell filled with a hardened elastic compound reacts elastically to shock, like a closed plastic water bottle. In addition, the hardened elastic compound retains its original shape and restores it in case of deformation. The decrease in the cost of lighting devices is associated with the low cost of the shell and compound. The shell is made by vacuum molding, which uses inexpensive aluminum or wood matrixes.
Второе изобретение группы, светодиодный светильник, иллюстрируется фиг. 1. Светодиодный источник света поз. 1, со светодиодами поз. 10 установлен на теплопроводящий корпус поз. 2. Светодиодный источник света накрыт гибкой светопропускающей оболочкой поз. 3 (показана в разрезе), полость между светодиодным источником света и гибкой светопропускающей оболочкой заполнена светопропускающим затвердевшим эластичным компаундом поз. 4, (показан в разрезе).A second invention of the group, an LED lamp, is illustrated in FIG. 1. LED light source pos. 1, with LEDs pos. 10 is mounted on a heat-conducting casing pos. 2. The LED light source is covered with a flexible light-transmitting sheath pos. 3 (shown in section), the cavity between the LED light source and the flexible light-transmitting sheath is filled with light-transmitting hardened elastic compound pos. 4, (shown in section).
Технический результат согласно второму изобретению группы, светодиодного светильника, - повышение надежности и стойкости к разрушающим нагрузкам, получен благодаря применению в качестве светопропускающей крышки светильника светопропускающей оболочки из жесткого термодеформируемого материала и находящемуся под ней затвердевшему компаунду. Оболочка защищает светильник от проникновения посторонних предметов, компаунд от ударов, сдавливания. Заявленный технический результат, снижение стоимости, получен благодаря дешевизне изготовления оболочки и низкой стоимости компаунда. Повышение эффективности достигается благодаря применению теплопроводящего компаунда, что приводит к дополнительному охлаждению светодиодов, эффективность которых имеет обратную зависимость от рабочей температуры.The technical result according to the second invention of the group, an LED lamp, is to increase the reliability and resistance to destructive loads, obtained by using a light transmitting shell from a hard thermodeformable material and a hardened compound underneath as a light transmission cover of the lamp. The shell protects the lamp from the penetration of foreign objects, the compound from shock, squeezing. The claimed technical result, cost reduction, is obtained due to the low cost of manufacturing the shell and low cost of the compound. The increase in efficiency is achieved through the use of a heat-conducting compound, which leads to additional cooling of the LEDs, the effectiveness of which is inversely dependent on the operating temperature.
Фиг. 2 иллюстрирует светодиодные светильники, изготовленные с применением второго изобретения группы. Слева проиллюстрирован светильник с добавкой в компаунд рассеивающего пигмента. Мощность светильников 17,5 Вт, световой поток 1400 люмен, размеры 100×120 мм. В светильниках применены светодиодные источники света со встроенным драйвером SMJD-3V16W1P3. Теплоотводящими корпусами светильников являются алюминиевые пластины толщиной 3 мм. Светопропускающие крышки выполнены в виде гибкой светопропускающей оболочки, полученной методом вакуумной формовки из полиэтилентерефталата (ПЭТ, температура размягчения 260°С) толщиной 0.35 мм. Диаметр светопропускающего окна светильников составляет 100 мм. Полости под оболочкой заполнены прозрачным силиконом «Силагерм 2206» с коэффициентом теплопроводности 0.4 Вт/(м⋅К), твердостью 40 (по Шору) и рабочей температурой после затвердения -60°С+250°С. Для равномерности излучения со всей поверхности выходного окна в силикон левого светильника добавлен рассеивающий белый пигмент. Высота заполняемой силиконом полости в каждом светильнике составляет от 4.5 до 6.5 мм. Под оболочками установлены тепловые реле с температурой отключения 95°С в виде термоконтактов KSD-9700M-95-NC. Светильники выдерживают удары молотком, нагрузки в 100 кг, абсолютно герметичны.FIG. 2 illustrates LED fixtures manufactured using the second group invention. On the left is a luminaire with the addition of scattering pigment to the compound. The power of the luminaires is 17.5 W, the luminous flux of 1400 lumens, dimensions 100 × 120 mm. The luminaires use LED light sources with a built-in driver SMJD-3V16W1P3. The heat sinks of the luminaires are 3 mm thick aluminum plates. Light-transmitting covers are made in the form of a flexible light-transmitting shell obtained by vacuum molding from polyethylene terephthalate (PET, softening temperature 260 ° C) with a thickness of 0.35 mm. The diameter of the light-transmitting window of the fixtures is 100 mm. The cavities under the shell are filled with transparent Silagerm 2206 silicone with a thermal conductivity of 0.4 W / (m⋅K), a hardness of 40 (Shore) and a working temperature after hardening of -60 ° C + 250 ° C. For uniformity of radiation from the entire surface of the exit window, a scattering white pigment is added to the silicone of the left lamp. The height of the cavity filled with silicone in each lamp is from 4.5 to 6.5 mm. Thermal relays with a cut-off temperature of 95 ° C in the form of thermal contacts KSD-9700M-95-NC are installed under the shells. Lamps withstand hammer blows, loads of 100 kg, absolutely tight.
Рассеивающий белый пигмент, примененный в одном из светильников, частично поглощает световой поток от светодиодного источника света. Для рассеивания светового потока светильника возможно применение рассеивающего рельефа на поверхности гибкой светопропускающей оболочки. Рельеф оболочки может быть выполнен в форме одной или нескольких линз для формирования кривой силы света светильника. В светильнике могут быть применены светодиоды с излучением голубого света и удаленный люминофор, излучающий дополнительные цвета под действием излучения голубого цвета. Отдаленный люминофор может наноситься на светопропускающую оболочку или равномерно размешан в прозрачном компаунде.The scattering white pigment used in one of the fixtures partially absorbs the luminous flux from the LED light source. To diffuse the luminous flux of the lamp, it is possible to use a scattering relief on the surface of a flexible light-transmitting shell. The relief of the shell can be made in the form of one or more lenses to form a curve of the light intensity of the lamp. In the luminaire, LEDs with blue light emission and a remote phosphor emitting additional colors under the influence of blue radiation can be used. The distant phosphor can be applied to a light-transmitting shell or evenly mixed in a transparent compound.
В полости между установленным на теплопроводящий корпус светодиодным источником света и светопропускающей крышкой, заполняемой светопропускающим затвердевающим компаундом, может быть установлен драйвер светодиодов.An LED driver can be installed in the cavity between the LED light source mounted on the heat-conducting body and the light-transmitting lid filled with the light-transmitting hardening compound.
При нарушении теплообмена тепло, выделяемое светодиодами и драйвером светильника, может привести к повышению температуры светильника и к его неисправности. Для предотвращения таких ситуаций в полости, заполняемой компаундом, может быть размещено термореле с температурой отключения, соответствующей максимальной температуре элементов светильника. Термореле в виде термоконтактов KSD-9700M-95-NC, установленные в светильниках, проиллюстрированных фиг. 2, имеют низкую стоимость и высокую.If the heat exchange is disturbed, the heat generated by the LEDs and the lamp driver can lead to an increase in the temperature of the lamp and to its malfunction. To prevent such situations, a thermal relay with a shutdown temperature corresponding to the maximum temperature of the luminaire elements can be placed in the cavity filled with the compound. Thermal relay in the form of thermal contacts KSD-9700M-95-NC installed in the luminaires illustrated in FIG. 2, have low cost and high.
Третье изобретение группы, светодиодная лампа, иллюстрируется фиг. 3. На фиг. 3 поз. 1 - светодиодные источники света, поз. 10 - светодиоды, поз. 3 - гибкая светопропускающая оболочка, поз. 4 светопропускающий затвердевший эластичный компаунд, поз. 5 - драйвер, поз. 6 - тепловое реле, поз. 7 - держатель, поз. 8 - цоколь. В отличие от прототипа лампа имеет гибкую светопропускающую оболочку, выделенное светодиодами тепло отводится благодаря тепловым потокам в затвердевшем светопропускающем компаунде.The group's third invention, an LED lamp, is illustrated in FIG. 3. In FIG. 3 poses 1 - LED light sources, pos. 10 - LEDs, pos. 3 - flexible light-transmitting shell, pos. 4 light transmitting hardened elastic compound, pos. 5 - driver, pos. 6 - thermal relay, pos. 7 - holder, pos. 8 - base. Unlike the prototype, the lamp has a flexible light-transmitting shell, the heat released by the LEDs is removed due to heat fluxes in the hardened light-transmitting compound.
Технический результат - высокая надежность, прочность, низкая стоимость, достигается аналогично второму изобретению группы за счет применения гибкой светопропускающей оболочки, заполненной затвердевшим эластичным компаундом. Повышение эффективности лампы достигается за счет улучшения охлаждения светодиодов и драйвера благодаря применению теплопроводящего вещества с большим коэффициентом теплопроводности. Коэффициент теплопроводности применяемых в прототипе для отвода тепла газов (водород и/или гелий) при рабочих температурах светодиодов не превышает 0.2 Вт/(м⋅К). Гравитационная конвекция, оговоренная в описании прототипа, не оказывает существенного влияния на охлаждение лампы ввиду малого объема колбы. Применяемый для отвода тепла компаунд имеет теплопроводность выше, чем теплопроводность газов. Например, прозрачный затвердевающий силикон «Силагерм 2206» имеет коэффициент теплопроводности 0.4 Вт/(м⋅К). Коэффициент теплопроводности компаунда повышают путем введения в него теплопроводящих прозрачных добавок, например стеклянных микрошариков.The technical result - high reliability, strength, low cost, is achieved similarly to the second invention of the group through the use of a flexible light-transmitting shell filled with hardened elastic compound. Improving the lamp efficiency is achieved by improving the cooling of the LEDs and the driver through the use of a heat-conducting substance with a large coefficient of thermal conductivity. The thermal conductivity coefficient used in the prototype for heat removal of gases (hydrogen and / or helium) at the operating temperatures of the LEDs does not exceed 0.2 W / (m⋅K). Gravity convection, as specified in the description of the prototype, does not significantly affect the cooling of the lamp due to the small volume of the bulb. The compound used to remove heat has a thermal conductivity higher than the thermal conductivity of gases. For example, Silagerm 2206 transparent hardening silicone has a thermal conductivity of 0.4 W / (m⋅K). The thermal conductivity of the compound is increased by introducing heat-conducting transparent additives, for example glass beads.
Температура светодиодных источников света лампы зависит от температуры оболочки, длины теплового пути от источника света до оболочки, теплопроводящих сечений тепловых потоков и коэффициента теплопроводности материала теплопровода - компаунда и выражается известным уравнением теплопроводности Фурье:The temperature of the LED light sources of the lamp depends on the temperature of the shell, the length of the heat path from the light source to the shell, the heat-conducting cross sections of the heat fluxes and the thermal conductivity of the material of the heat conduit - compound and is expressed by the well-known Fourier heat equation
где ΔТ - разность температур между температурой источника света и оболочки лампы, Р - мощность теплового потока, L - длина теплового пути, k - коэффициент теплопроводности компаунда, S - площадь теплопроводящего сечения теплового потока. where ΔТ is the temperature difference between the temperature of the light source and the lamp shell, P is the heat flux power, L is the heat path length, k is the compound's thermal conductivity coefficient, S is the area of the heat-conducting cross section of the heat flux.
Температура оболочки лампы обратно пропорциональна ее площади, с которой тепло рассеивается в окружающий воздух благодаря конвекции и излучению. Увеличение площади оболочки может привести к возрастанию объема лампы и соответственно к чрезмерному увеличению ее веса, что связано с плотностью наполняющего ее компаунда. Изготовление оболочки из жесткого термодеформируемого материала позволяет без технологических затрат придать ей любую форму, например, как на фиг. 4. Впадины поз .9 на фиг. 4 могут уменьшить объем и соответственно вес лампы при сохранении или увеличении площади оболочки. Кроме того, расположение светодиодного источника в выступе оболочки лампы приводит к сокращению теплового пути L и увеличению площади теплопроводящего сечения теплового потока S (уравнение теплопроводности) и таким образом к снижению температуры светодиодных источников света.The temperature of the lamp shell is inversely proportional to its area with which heat is dissipated into the surrounding air due to convection and radiation. An increase in the sheath area can lead to an increase in the volume of the lamp and, accordingly, to an excessive increase in its weight, which is associated with the density of the compound filling it. The manufacture of a shell from a rigid thermally deformable material allows to give it any shape without technological costs, for example, as in FIG. 4. The depressions of .9 in FIG. 4 can reduce the volume and accordingly the weight of the lamp while maintaining or increasing the area of the casing. In addition, the location of the LED source in the protrusion of the lamp shell leads to a reduction in the heat path L and an increase in the area of the heat-conducting cross section of the heat flux S (heat equation) and thus lowering the temperature of the LED light sources.
Площадь теплопроводящего сечения теплового потока S определятся площадями теплопроводных сечений, через которые направляется тепловой поток, в том числе площадью поверхности колбы, с которой происходит рассеяние тепла и площадью поверхности светодиодного источника света, с которой происходит отвод тепла. В общем случае такая площадь определятся как:The area of the heat-conducting cross section of the heat flux S is determined by the areas of the heat-conducting cross sections through which the heat flux is directed, including the surface area of the bulb with which heat is dissipated and the surface area of the LED light source from which heat is removed. In general, such an area is defined as:
где F(x) - функция сечения переменного тела, L - длина теплового пути (теорема Гарвина). Таким образом, увеличение площади теплопроводящего сечения теплового потока S в лампе возможно за счет увеличения площади светодиодного источника света, например, увеличением площади теплопроводящей платы, на которой установлены светодиоды.where F (x) is the function of the cross section of the variable body, L is the heat path length (Garwin's theorem). Thus, an increase in the area of the heat-conducting section of the heat flux S in the lamp is possible by increasing the area of the LED light source, for example, by increasing the area of the heat-conducting board on which the LEDs are mounted.
В отличие от прототипа, в лампе может отсутствовать держатель светодиодных источников света - их удержит компаунд после затвердевания. Затвердевший компаунд может выполнять функции рассеивателя, для этого в него необходимо размешать рассеивающий пигмент или полые стеклянные микросферы. В лампе могут быть применены светодиоды с излучением голубого света и удаленный люминофор, излучающий дополнительные цвета под действием излучения голубого цвета. Отдаленный люминофор может наноситься на светопропускающую оболочку или равномерно размешан в прозрачном компаунде.Unlike the prototype, the lamp may not have a holder for LED light sources - the compound will hold them after hardening. The hardened compound can act as a diffuser; for this, it is necessary to mix diffusing pigment or hollow glass microspheres into it. The lamp can be used with blue light emitting diodes and a remote phosphor emitting additional colors under the influence of blue light. The distant phosphor can be applied to a light-transmitting shell or evenly mixed in a transparent compound.
Возможность практической реализации светодиодной лампы иллюстрируется фиг. 4.The practical implementation of the LED lamp is illustrated in FIG. four.
Колба лампы, проиллюстрированной на фиг. 4, выполнена из компонентов, которые использовались при выполнении светодиодного светильника, проиллюстрированного на фиг. 2. Светодиодные источники света лампы выполнены в виде филаментов - светодиодных нитей, представляющих собой стеклянную или сапфировую подложку, на которой размещено множество светодиодов, покрытых общим люминофором. Применением двух цоколей возможно изготовление лампы, проиллюстрированной фиг. 6.The bulb of the lamp illustrated in FIG. 4 is made of components that were used in the implementation of the LED lamp illustrated in FIG. 2. LED light sources of the lamp are made in the form of filaments - LED filaments, which are a glass or sapphire substrate, on which there are many LEDs coated with a common phosphor. By using two plinths, it is possible to make the lamp illustrated in FIG. 6.
Claims (6)
Priority Applications (1)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
RU2016141439A RU2650346C1 (en) | 2016-10-21 | 2016-10-21 | Method of design of a lighting device, led lamp |
Applications Claiming Priority (1)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
RU2016141439A RU2650346C1 (en) | 2016-10-21 | 2016-10-21 | Method of design of a lighting device, led lamp |
Related Child Applications (1)
Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
---|---|---|---|
RU2018102781A Division RU2678901C1 (en) | 2018-01-24 | 2018-01-24 | Light-emitting diode lamp |
Publications (1)
Publication Number | Publication Date |
---|---|
RU2650346C1 true RU2650346C1 (en) | 2018-04-11 |
Family
ID=61976513
Family Applications (1)
Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
---|---|---|---|
RU2016141439A RU2650346C1 (en) | 2016-10-21 | 2016-10-21 | Method of design of a lighting device, led lamp |
Country Status (1)
Country | Link |
---|---|
RU (1) | RU2650346C1 (en) |
Citations (5)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
US20020030992A1 (en) * | 2000-05-10 | 2002-03-14 | Maxime Lefebvre | Rugged, waterproof LED array lighting system |
US6556671B1 (en) * | 2000-05-31 | 2003-04-29 | Genesys Telecommunications Laboratories, Inc. | Fuzzy-logic routing system for call routing with-in communication centers and in other telephony environments |
RU117172U1 (en) * | 2012-01-27 | 2012-06-20 | Юрий Александрович Прокофьев | LED LUMINAIRE (OPTIONS) |
RU140531U1 (en) * | 2013-11-15 | 2014-05-10 | Общество с ограниченной ответственностью "Констайлс" | LED LAMP |
RU2577679C1 (en) * | 2015-04-20 | 2016-03-20 | Виктор Викторович Сысун | High-power led lamp with forced cooling |
-
2016
- 2016-10-21 RU RU2016141439A patent/RU2650346C1/en active
Patent Citations (5)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
US20020030992A1 (en) * | 2000-05-10 | 2002-03-14 | Maxime Lefebvre | Rugged, waterproof LED array lighting system |
US6556671B1 (en) * | 2000-05-31 | 2003-04-29 | Genesys Telecommunications Laboratories, Inc. | Fuzzy-logic routing system for call routing with-in communication centers and in other telephony environments |
RU117172U1 (en) * | 2012-01-27 | 2012-06-20 | Юрий Александрович Прокофьев | LED LUMINAIRE (OPTIONS) |
RU140531U1 (en) * | 2013-11-15 | 2014-05-10 | Общество с ограниченной ответственностью "Констайлс" | LED LAMP |
RU2577679C1 (en) * | 2015-04-20 | 2016-03-20 | Виктор Викторович Сысун | High-power led lamp with forced cooling |
Similar Documents
Publication | Publication Date | Title |
---|---|---|
WO2005034197A3 (en) | Methods and apparatus for an led light | |
TW200513615A (en) | Methods and apparatus for an led light | |
JP2009135026A (en) | Led luminaire | |
CN106461165A (en) | Thermally dissipated lighting system | |
JP2015520491A (en) | Light-emitting diode lighting device with heat dissipation / waterproof / moisture-proof structure using fluid | |
ATE438828T1 (en) | LIGHTING DEVICE WITH HEAT DISSIPATION DEVICE | |
KR101556415B1 (en) | High Power Light Emitting Diode Lamp | |
US9752770B2 (en) | Light-emitting diode light fixture with channel-type heat dissipation system | |
RU2433577C1 (en) | Led lamp with high-efficiency convection cooling | |
US10222045B2 (en) | LED lamp with liquid sealant | |
JP3112794U (en) | Radiator for light-emitting diode lamp | |
US8981408B2 (en) | Light source having liquid encapsulant | |
RU2650346C1 (en) | Method of design of a lighting device, led lamp | |
JP5215081B2 (en) | Lighting device | |
RU161732U1 (en) | Convection Cooled LED Luminaire | |
KR101826260B1 (en) | Advanced LED lamp apparatus | |
US8789976B2 (en) | Integrated multi-layered illuminating unit and integrated multi-layered illuminating assembling unit | |
JP5392587B2 (en) | LED bulb and lighting fixture | |
KR101400069B1 (en) | Led light apperatus equipped with radiant heat and waterproof and moistureproof structure using liquid and illuminating all directions | |
KR102140707B1 (en) | Led floodlight with radiate heat means | |
TWI531758B (en) | Air-cooled and moisture-resistant led lamp and bulb | |
KR101687323B1 (en) | Light emiting diode flood light projector capable of preventing moisture permeability | |
RU2678901C1 (en) | Light-emitting diode lamp | |
KR101587834B1 (en) | Lamp For Outdoor | |
KR101412749B1 (en) | Led lighting fixture with blocking alien substance |