RU2680383C1 - Мощная филаментная светодиодная лампа - Google Patents
Мощная филаментная светодиодная лампа Download PDFInfo
- Publication number
- RU2680383C1 RU2680383C1 RU2017136719A RU2017136719A RU2680383C1 RU 2680383 C1 RU2680383 C1 RU 2680383C1 RU 2017136719 A RU2017136719 A RU 2017136719A RU 2017136719 A RU2017136719 A RU 2017136719A RU 2680383 C1 RU2680383 C1 RU 2680383C1
- Authority
- RU
- Russia
- Prior art keywords
- filaments
- bulb
- filament
- led
- radiation
- Prior art date
Links
- 230000005855 radiation Effects 0.000 claims abstract description 46
- 230000002787 reinforcement Effects 0.000 claims abstract description 23
- 239000011521 glass Substances 0.000 claims abstract description 17
- 230000003287 optical effect Effects 0.000 claims abstract description 16
- 229920001296 polysiloxane Polymers 0.000 claims abstract description 16
- OAICVXFJPJFONN-UHFFFAOYSA-N Phosphorus Chemical compound [P] OAICVXFJPJFONN-UHFFFAOYSA-N 0.000 claims abstract description 13
- 229910052751 metal Inorganic materials 0.000 claims abstract description 9
- 239000002184 metal Substances 0.000 claims abstract description 9
- 239000005368 silicate glass Substances 0.000 claims abstract description 7
- 239000000463 material Substances 0.000 claims abstract description 6
- 229910052782 aluminium Inorganic materials 0.000 claims abstract description 5
- XAGFODPZIPBFFR-UHFFFAOYSA-N aluminium Chemical compound [Al] XAGFODPZIPBFFR-UHFFFAOYSA-N 0.000 claims abstract description 5
- 239000004020 conductor Substances 0.000 claims abstract description 4
- 150000001875 compounds Chemical class 0.000 claims description 10
- PXHVJJICTQNCMI-UHFFFAOYSA-N Nickel Chemical compound [Ni] PXHVJJICTQNCMI-UHFFFAOYSA-N 0.000 claims description 6
- 230000004907 flux Effects 0.000 claims description 4
- 229910001369 Brass Inorganic materials 0.000 claims description 3
- 239000010951 brass Substances 0.000 claims description 3
- 229910052759 nickel Inorganic materials 0.000 claims description 3
- 229910001220 stainless steel Inorganic materials 0.000 claims description 3
- 239000010935 stainless steel Substances 0.000 claims description 3
- 206010012601 diabetes mellitus Diseases 0.000 claims 1
- 230000013011 mating Effects 0.000 claims 1
- 239000004417 polycarbonate Substances 0.000 abstract description 4
- 229920000515 polycarbonate Polymers 0.000 abstract description 4
- 239000004065 semiconductor Substances 0.000 abstract description 2
- 238000009792 diffusion process Methods 0.000 abstract 1
- 230000000694 effects Effects 0.000 abstract 1
- 230000007717 exclusion Effects 0.000 abstract 1
- 239000000126 substance Substances 0.000 abstract 1
- 239000007789 gas Substances 0.000 description 8
- 239000000203 mixture Substances 0.000 description 5
- IJGRMHOSHXDMSA-UHFFFAOYSA-N Atomic nitrogen Chemical compound N#N IJGRMHOSHXDMSA-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 4
- 239000001307 helium Substances 0.000 description 3
- 229910052734 helium Inorganic materials 0.000 description 3
- SWQJXJOGLNCZEY-UHFFFAOYSA-N helium atom Chemical compound [He] SWQJXJOGLNCZEY-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 3
- 239000001257 hydrogen Substances 0.000 description 3
- 229910052739 hydrogen Inorganic materials 0.000 description 3
- 230000005540 biological transmission Effects 0.000 description 2
- 244000309464 bull Species 0.000 description 2
- 239000000919 ceramic Substances 0.000 description 2
- 238000001816 cooling Methods 0.000 description 2
- 238000010438 heat treatment Methods 0.000 description 2
- 150000002431 hydrogen Chemical class 0.000 description 2
- 238000009434 installation Methods 0.000 description 2
- 238000000465 moulding Methods 0.000 description 2
- 229910052757 nitrogen Inorganic materials 0.000 description 2
- 239000004033 plastic Substances 0.000 description 2
- LIVNPJMFVYWSIS-UHFFFAOYSA-N silicon monoxide Chemical compound [Si-]#[O+] LIVNPJMFVYWSIS-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 2
- 102220565735 Acid-sensing ion channel 4_F21S_mutation Human genes 0.000 description 1
- 229910052684 Cerium Inorganic materials 0.000 description 1
- UFHFLCQGNIYNRP-UHFFFAOYSA-N Hydrogen Chemical compound [H][H] UFHFLCQGNIYNRP-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 1
- 238000005299 abrasion Methods 0.000 description 1
- JNDMLEXHDPKVFC-UHFFFAOYSA-N aluminum;oxygen(2-);yttrium(3+) Chemical compound [O-2].[O-2].[O-2].[Al+3].[Y+3] JNDMLEXHDPKVFC-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 1
- -1 based on silicone Chemical class 0.000 description 1
- 230000008901 benefit Effects 0.000 description 1
- OSGAYBCDTDRGGQ-UHFFFAOYSA-L calcium sulfate Chemical compound [Ca+2].[O-]S([O-])(=O)=O OSGAYBCDTDRGGQ-UHFFFAOYSA-L 0.000 description 1
- 238000005266 casting Methods 0.000 description 1
- ZMIGMASIKSOYAM-UHFFFAOYSA-N cerium Chemical compound [Ce][Ce][Ce][Ce][Ce][Ce][Ce][Ce][Ce][Ce][Ce][Ce][Ce][Ce][Ce][Ce][Ce][Ce][Ce][Ce][Ce][Ce][Ce][Ce][Ce][Ce][Ce][Ce][Ce][Ce][Ce][Ce][Ce][Ce][Ce][Ce][Ce][Ce] ZMIGMASIKSOYAM-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 1
- 238000005516 engineering process Methods 0.000 description 1
- 230000006872 improvement Effects 0.000 description 1
- 238000000034 method Methods 0.000 description 1
- 239000006060 molten glass Substances 0.000 description 1
- 229910052754 neon Inorganic materials 0.000 description 1
- GKAOGPIIYCISHV-UHFFFAOYSA-N neon atom Chemical compound [Ne] GKAOGPIIYCISHV-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 1
- 230000008569 process Effects 0.000 description 1
- 238000000926 separation method Methods 0.000 description 1
- 230000003595 spectral effect Effects 0.000 description 1
- 230000007704 transition Effects 0.000 description 1
- 238000003466 welding Methods 0.000 description 1
- 229910019901 yttrium aluminum garnet Inorganic materials 0.000 description 1
Images
Classifications
-
- F—MECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
- F21—LIGHTING
- F21S—NON-PORTABLE LIGHTING DEVICES; SYSTEMS THEREOF; VEHICLE LIGHTING DEVICES SPECIALLY ADAPTED FOR VEHICLE EXTERIORS
- F21S8/00—Lighting devices intended for fixed installation
-
- F—MECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
- F21—LIGHTING
- F21K—NON-ELECTRIC LIGHT SOURCES USING LUMINESCENCE; LIGHT SOURCES USING ELECTROCHEMILUMINESCENCE; LIGHT SOURCES USING CHARGES OF COMBUSTIBLE MATERIAL; LIGHT SOURCES USING SEMICONDUCTOR DEVICES AS LIGHT-GENERATING ELEMENTS; LIGHT SOURCES NOT OTHERWISE PROVIDED FOR
- F21K9/00—Light sources using semiconductor devices as light-generating elements, e.g. using light-emitting diodes [LED] or lasers
- F21K9/20—Light sources comprising attachment means
- F21K9/23—Retrofit light sources for lighting devices with a single fitting for each light source, e.g. for substitution of incandescent lamps with bayonet or threaded fittings
- F21K9/232—Retrofit light sources for lighting devices with a single fitting for each light source, e.g. for substitution of incandescent lamps with bayonet or threaded fittings specially adapted for generating an essentially omnidirectional light distribution, e.g. with a glass bulb
-
- 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
- F21V7/00—Reflectors for light sources
- F21V7/04—Optical design
- F21V7/041—Optical design with conical or pyramidal surface
Landscapes
- Engineering & Computer Science (AREA)
- General Engineering & Computer Science (AREA)
- Physics & Mathematics (AREA)
- Microelectronics & Electronic Packaging (AREA)
- Optics & Photonics (AREA)
- Arrangement Of Elements, Cooling, Sealing, Or The Like Of Lighting Devices (AREA)
- Non-Portable Lighting Devices Or Systems Thereof (AREA)
Abstract
Изобретение относится к полупроводниковой светотехнике, в частности, к лампам с объемным светодиодным модулем повышенной мощности, образованным совокупностью нескольких филаментов со светодиодами. Техническим результатом является увеличение мощности филаментных ламп за счет исключения теплообмена излучением между филаментами и светодиодами, а также повышение светоотдачи ламп. Лампа содержит заполненную газом колбу, объемный светодиодный модуль с тремя, четырьмя или большим количеством филаментов в виде прозрачных стеклянных или металлических линеек или лент, с установленными в тепловом контакте на одной или на обеих сторонах светодиодами, подключенными к драйверу и к цоколю. Каждый филамент светодиодного модуля сопряжен с продольно вогнутым экраном-отражателем, которые совместно образуют арматуру, перераспределяющую экранированную часть оптического и теплового излучения светодиодов и филаментов на стенки колбы и одновременно затеняют оптическое и ограничивают передачу теплового излучения всех филаментов светодиодного модуля, исключая взаимное воздействие излучения между ними и ограничивая кондуктивно-конвективный теплообмен. Экраны-отражатели арматуры могут быть выполнены в виде совокупности ячеек из теплопроводного материала, в частности из алюминия, и установлены на держателе филаментов или на сопрягаемой с ним части колбы. Арматура с экранами-отражателями может быть выполнена из того же материала, что и колба лампы, т.е. из силикатного стекла или из оптического поликарбоната с продольно вогнутыми ячейками указанных отражателей, покрытыми зеркальным или диффузно отражающим излучение слоем, и приварена к стенкам колбы. Экраны-отражатели арматуры могут иметь параболо-коническую или параболо-цилиндрическую отражающую поверхность с установленными на фокальных линиях СД филаментами, формирующими объемный светодиодный модуль лампы. Филаменты могут быть покрыты слоем силикона, в том числе с размешанным в нем люминофором при использовании светодиодов коротковолнового излучения, либо люминофор может быть интегрирован в стенки колбы для переизлучения и рассеивания света. 9 з.п. ф-лы, 2 ил.
Description
Предлагаемое изобретение относится к полупроводниковой светотехнике, в частности, к светодиодным /СД/ лампам с объемным СД модулем, образованным совокупностью нескольких филаментов, каждый из которых представляет собой протяженную линейку с собранными на ней и подключенными между собой маломощными светодиодами /чипами/ с р-п переходами, генерирующими излучение, покрытыми слоем оптически прозрачного компаунда, в том числе с интегрированным в нем люминофором.
Лампы предназначены для бытового, общепромышленного и специального применения для замены ламп накаливания и газоразрядных ламп малой и средней мощности /1, 2/.
Известны /3, 4/ филаментные СД лампы, выбранные в качестве прототипа, выполненные в герметичной светопропускающей колбе со стандартным цоколем, заполненные газом с низким коэффициентом вязкости и сравнительно высокой теплопроводностью /гелий, водород, их смеси/ под давлением 50-1520 Тор, и установленным внутри объемным СД модулем, образованным из 4-6 филаментов 1-1,3 Вт, собранных на держателе. Филаменты в виде стеклянны, из прозрачной керамики, пластмассы или металлических линеек /лент/ со светодиодами подключены последовательно или параллельно-последовательно между собой, к драйверу и к стандартному цоколю лампы.
Подобные лампы разработаны и освоены в колбах традиционных ламп накаливания /ЛН/ мощностью 2-8 Вт для замены ЛН мощностью до 75 Вт.
Недостатки известных ламп связаны с трудностями организации эффективного теплообмена чипов филамента с окружающим лампу пространством. На долю конвективного теплообмена в замкнутом объеме колбы лампы согласно /2/ приходится ~10% от отводимого тепла, а теплопроводность газов с низким коэффициентом вязкости не превышает 0,2 Вт/м.К /5/. Кроме того, в колбах ламп кроме кондуктивно-конвективного теплопереноса между филаментами происходит дополнительно взаимное нагревание филаментов излучением, т.е. нагревание друг друга излучением филаментов в колбе, которое возрастает с увеличением их количества в лампе.
Целью предлагаемого изобретения является улучшение теплофизических и светотехнических параметров и повышение мощности ламп за счет увеличения количества и/или мощности филаментов в лампе.
Поставленная цель достигается тем, что в мощной филаментной светодиодной /СД/ лампе, содержащей колбу, заполненную оптически прозрачным газом, объемный СД модуль с тремя, четырьмя или большим количеством собранных на держателе филаментов в виде прозрачной стеклянной или металлической ленты с установленными в тепловом контакте на одной или на обеих сторонах светодиодами /чипами/, последовательно или параллельно-последовательно подключенных между собой, с драйвером и с цоколем, указанные каждый СД филамент объемного СД модуля сопряжен с продольно вогнутым экраном-отражателем, совместно образующими арматуру, перераспределяющую экранированную часть потока оптического и теплового излучения чипов и филаментов на стенки колбы, причем экраны-отражатели затеняют оптическое и ограничивают передачу теплового излучения чипов всех СД филаментов объемного СД модуля, исключая взаимное воздействие излучения между ними и ограничивая кондуктивно-конвективный теплообмен.
Цель достигается также тем, что перераспределяющие экранированную часть потока излучения СД филаментов экраны-отражатели выполнены в виде совокупности вогнутых ячеек единой полой кольцевой арматуры из теплопроводного материала, например, на основе алюминия, установленной на держателе филаментов или на сопрягаемой с ним части колбы.
Цель достигается и тем, что держатель СД филаментов выполнен протяженным из того же материала что и колба лампы, например, из силикатного стекла, в виде совокупности протяженно вогнутых ячеек единой полой кольцевой арматуры или стеклянного штабика с аналогичными ячейками на боковых стенках, покрытыми слоем, отражающим оптическое и тепловое излучение СД филаментов, и приваренных к стенкам колбы.
Задача решается также тем, что каждый, обращенный к стенкам колбы продольно вогнутый экран-отражатель, перераспределяющий излучение в колбе лампы, имеет параболо-цилиндрическую или параболо-коническую форму отражающей излучение поверхности с установленным на фокальной линии СД филаментом.
Цель достигается и тем, что на светопроницаемых филаментах объемного СД модуля установлены в тепловом контакте и электрически подключены между собой светодиоды /чипы/, покрытые вместе с филаментом слоем оптически прозрачного компаунда, например, на основе силикона.
Достижению цели способствует также выполнение филаментов в виде металлических лент, преимущественно из никеля, латуни или нержавеющей стали, покрытых теплопроводным компаундом, с установленными на них в тепловом контакте на одной или на обеих сторонах последовательно или параллельно-последовательно подключенными между собой светодиодами, покрытыми вместе с филаментами слоем оптически прозрачного компаунда на основе силикона.
В одном из вариантов исполнения цель достигается тем, что СД филаменты выполнены на светодиодах синего, голубого или фиолетов излучения и покрыты слоем оптически прозрачного силикона с интегрированным в него люминофором, переизлучающим большую часть коротковолнового излучения указанных светодиодов в белое свечение и рассеивающим его.
Цель также может быть достигнута тем, что филаменты объемного СД модуля выполнены на светодиодах синего, голубого или фиолетового излучения, покрыты слоем оптически прозрачного силикона, а внутренние стенки колбы покрыты слоем силикона с интегрированным в него люминофором или указанный люминофор интегрирован в стенки колбы для переизлучения коротковолнового излучения вышеуказанных светодиодов в белый свет и рассеивания его.
Решению поставленной задачи может способствовать монтаж каждого филамента объемного СД модуля в тепловом контакте со стенками экрана отражателя на дне его вогнутой части.
Цель достигается также тем, что подключенный к светодиодам филаментов объемного СД модуля драйвер установлен в полости кольцевой арматуры указанного СД модуля и/или в сопряженном с колбой цоколе лампы.
Наиболее предпочтительные варианты исполнения устройства по изобретению показаны на чертежах.
Фиг. 1. Мощная филаментная СД лампа с металлической кольцевой арматурой из параболо-конических экранов-отражателей. Вид сбоку, частично в разрезе и с поперечным сечением А-А.
Фиг. 2. Мощная филаментная СД лампа со стеклянной кольцевой арматурой из параболо-цилиндрических экранов-отражателей. Вид сбоку, частично в разрезе и с сечением А-А.
Показанная на фиг. 1 мощная филаментная светодиодная /СД/ лампа содержит типовую заполненную оптически прозрачным газом светопропускающую колбу 1, преимущественно из теплопроводного стекла, внутри которой установлен объемный светодиодный модуль 2 с тремя, четырьмя или большим количеством собранных на держателе 3 филаментов 4, каждый из которых выполнен в виде линейки /ленты/, с установленными в тепловом контакте на одной или обеих сторонах светодиодами 5 /чипами/, которые последовательно или параллельно-последовательно подключены на каждом из упомянутых филаментов между собой. При этом филаменты 4 также последовательно или параллельно-последовательно подключены между собой и к преобразователю питающей сети - драйверу 6 и к цоколю 7 лампы.
Каждый СД филамент 4 объемного СД модуля 2 сопряжен с ячейкой продольно вогнутого экрана-отражателя 8, т.е. установлен в его световом центре. Экраны-отражатели 8 совместно образуют арматуру 9 произвольной конфигурации, а преимущественно кольцевую арматуру со световыми центрами отражателей, равноудаленными от стенок колбы 1 лампы, перераспределяющую экранированную часть отраженного потока оптического и теплового излучения светодиодов /чипов/ и филаментов 4 на стенки колбы 1, причем, экраны-отражатели 8 при этом затеняют оптическое излучение и ограничивают передачу теплового излучения всех филаментов 4 объемного СД модуля 2 между собой, исключая взаимное воздействие излучения между ними и ограничивая кондуктивно-конвективный теплообмен в колбе, что обеспечивает существенное снижение температуры светодиодов 5 и несущих их лент филаментов за счет организации передачи тепла на ее стенки и цоколь лампы, преимущественно в результате радиационного теплообмена излучением.
Перераспределяющие экранированную часть потока излучения СД филаментов 4 экраны-отражатели 8 могут быть индивидуально установлены на держатель выводов филаментов /на фиг. не показано/ или выполнены в виде единой полой, преимущественно кольцевой арматуры 9 из теплопроводного материала, например, на основе алюминия, установленной основанием 10 на держателе 3 филаментов 4, а возможно и в тепловом контакте с ним.
Арматура 9 экранов-отражателей 8 может быть собрана также на сопрягаемой с держателем части колбы 1, в том числе с механическим креплением на ее вершине /на фиг. не показано/.
Каждый, обращенный рабочей поверхностью к стенкам колбы 1 продольно вогнутый экран-отражатель 8 арматуры 9, зеркализован со стороны, обращенной к указанным стенкам и перераспределяет излучение внутри колбы. Ход лучей в ячейке арматуры лампы показан стрелками на фиг. 2б.
Экраны-отражатели 8 имеют параболо-коническую форму отражающей излучение поверхности с установленными на фокальных линиях 00' СД филаментами 4, формирующими объемный СД модуль 2 в виде усеченней пирамида /или усеченного конуса/, боковые ребра /или образующие/ которых созданы на линиях разделения указанных ячеек, т.е. экранов-отражателей между собой. На светопроницаемых или непрозрачных филаментах 4 объемного СД модуля 2 установлены в тепловом контакте и электрически подключены между собой светодиоды 5 /чипы/, покрытые вместе с основанием - филаментом слоем оптически прозрачного компаунда, преимущественно на основе силикона.
Основание филаментов 4 может быть выполнено из теплопроводного силикатного стекле, из светопропускающей керамики, пластмассы /из оптического поликарбоната/ или в виде металлических линеек /лент/, преимущественно из никеля, латуни, нержавеющей стали, покрытых теплопроводным изоляционным компаундом. На лентах монтируют в тепловом контакте на одной или на обеих сторонах последовательно или параллельно-последовательно подключенные между собой светодиоды 5 /чипы/, также покрытые вместе с лентой филамента слоем оптически прозрачного компаунда, преимущественно на основе силикона, в том числе с интегрированным, т.е. размешанным в нем люминофором при использовании чипов коротковолнового излучения.
Показанный на фиг. 2 второй вариант конструкции мощной СД лампы содержит протяженный объемный СД модуль-держатель 11 СД филаментов 4, выполненный из того же материала, что и цилиндрическая колба 12 лампы, преимущественно из силикатного стекла, в виде совокупности протяженно вогнутых ячеек 13, т.е. экранов-отражателей единой полой кольцевой арматуры 14.
Каждая ячейка, т.е. экран-отражатель 13 представляет собой параболо-цилиндрический отражатель, на фокальной линии 00' которого установлен СД филамент 4, и которые совместно образуют СД модуль с последовательно подключенными между собой токопроводящими перемычками 15, механически удерживающими филаменты в арматуре 14 указанного модуля.
Стеклянные стенки 13 арматуры 14 покрыты слоем 16, отражающим оптическое и тепловое излучение СД филаментов 4, например, зеркализованы или покрыты диффузно-рассеивающей излучение моноокисью кремния.
Арматура 14 с обращенными к стенкам колбы 12 продольно вогнутыми экранами-отражателями 13 с филаментами приварена к стенкам колбы в нижней ее части, примыкающей к цоколю лампы.
Стеклянная арматура с экранами-отражателями может иметь форму, аналогичную той, которая предложена для первого варианта исполнения лампы, показанной на фиг. 1.
Кольцевая арматура, несущая филаменты и перераспределяющая оптическое и тепловое излучение в колбе, может быть выполнена в виде стеклянного штабика с продольно вогнутыми ячейками экранов-отражателей на боковых стенках, приваренного к стеклянному держателю, в том числе, с механическим креплением свободного конца на вершине цилиндрической колбы лампы /на фиг. не показано/.
Еще в одном варианте исполнения СД лампы монтаж каждого филамента объемного СД модуля допускает выполнение в тепловом контакте непосредственно со стенками экрана-отражателя арматуры на дне его вогнутой части /на фиг. не показано/.
Преобразователь питающей сети, т.е., драйвер 17 целесообразно установить в полости 18 арматуры 14 /показано пунктиром на фиг. 2б/, но возможно также монтаж его в цоколе 19 лампы.
Филаменты 4, выполненные с применением светодиодов синего, голубого или фиолетового излучения, покрывают слоем оптически прозрачного силикона с интегрированным /размешанным в нем/ люминофором, преимущественно на основе иттрий-алюминиевого граната, легированного церием /YAC:Се+3/, переизлучающим большую часть коротко-волнового излучения светодиодов в белое свечение и рассеивающим его.
Вместе с тем, изготовленные на вышеуказанных светодиодах 5 филаменты 4 объемного СД модуля 2 /фиг. 1/ или 11 /фиг. 2а, б/ могут быть защищены слоем оптически прозрачного силикона и заключены в стеклянную или из оптического поликарбоната колбу 1 или 12 с внутренними стенками также покрытыми слоем 20 /см. фиг. 2/ силикона /или другого оптически прозрачного компаунда/ с интегрированным в него упомянутым выше люминофором или этот люминофор содержится в стенках колбы лампы для переизлучения коротковолнового излучения светодиодов филаментов в белый свет и рассеивания его.
Стеклянные колбы предложенных ламп заполнены не взаимодействующим с конструкционными материалами прозрачным при температурах эксплуатации газом, преимущественно с низким коэффициентом вязкости для интенсификации конвективного теплообмена и приемлемым коэффициентом теплопроводности, в частности, гелием, неоном, водородом, их смесями с добавкой азота для повышения электрической прочности смеси, состава 15% азота, 20% гелия и не более 65% водорода при давлении 0,3-0,9 бар.
Одноатомные и двухатомные газы с симметричными молекулами являются прозрачными для теплового излучения при низких и умеренных температурах /6, с. 23/, что гарантирует эффективный теплообмен излучением в колбах, заполненных перечисленными выше смесями газов.
Эффективность теплообмена излучением в светодиодных лампах достигает 83% по сравнению с охлаждением за счет конвекции /17%/, что иллюстрируется в работе /7/ на примере соотношения теплового сопротивления в тепловом процессе охлаждения корпуса лампы в газообразной среде.
Выполнение колб филаментных ламп и арматуры 14 модуля из силикатного стекла имеет ощутимое преимущество по сравнению с оптическим поликарбонатам, т.к. это стекло имеет в 5 раз более высокую теплопроводность, на 13-20% увеличенное светопропускание в полосе спектра 500-650 нм и в 6 раз более высокую абразивостойкость.
Металлическая кольцевая арматура 9 /см. фиг. 1/ с параболо-коническими экранами-отражателями 8 изготовлена из тонко-листовой алюминиевой полосы толщиной 0,5-1,0 мм методом штампования в развернутом виде с последующим формованием арматуры 9 в форме обечайки, устанавливаемой совместно с филаментами 4 на основании 10 и/или держателе 3.
Стеклянная кольцевая арматура 14 /см. фиг. 2а, б/ с параболо-цилиндрическими ячейками экранов-отражателей 13 изготовлена из того же материала, что и колба лампы, в частности, из силикатного стекла, например, методом формования нагретой заготовки из размягченного стекла или литья расплавленного стекла в заданную форму оснастки, с с последующей зеркализацией наружной рабочей поверхности экранов-отражателей, монтажа филаментов 4, драйвера 17 в арматуре или в цоколе, и приваривания сборки держателя 11 объемного СД модуля к стенкам колбы 12 лампы.
Предложенные варианты мощных филиментных СД ламп позволяют удвоить количество применяемых в них филаментов в колбах ∅60×100 мм и/или увеличить их мощность в 2-2,5 раза в габаритах ламп накаливания, сохранив или повысить при этом светоотдачу ламп за счет существенного улучшения теплофизических параметров при использовании теплообмена излучением.
Литература.
1. Абрашкина М., Доброзраков И. и др. "Филамент светодиодный на смену вольфрамовой спирали." Ж. "Полупроводниковая светотехника" №4, 2015, с. 6-10.
2. Доброзраков И.E. "Светодиодная филаментная лампа "Лисма": новое слово на рынке источников света". Ж. "Светотехника", №5, 2015, с. 48-50.
3. Шигао Г.Э. и др. "Светодиодная лампа". Пат. Китая RU №2546469, кл. F21V 19/00. Публ. 10.04.2015, Бюл. №10.
4. Силкин Е.М. "Светодиодная филаментная лампа". Пол. модель RU №164748, кл. F21S 8/00, Публ. 10.09.2016, Бюл. №25.
5. Титков С. "Способ конструирования осветительного устройства…" Ж. "Современная светотехника", №5/43/, 2016, с. 29.
6. Э.М. Сперроу, Р.Д. Сеес. "Теплообмен излучением". Изд. "Энергия". Л.0., 1971, с. 23.
7. Мотойа, Каи М. и др. "Управление тепловым режимом светодиодных ламп". Ж. "Полупроводниковая светотехника", №4, 2011, с. 43-45.
Claims (10)
1. Мощная филаментная светодиодная лампа, содержащая светопропускающую колбу, заполненную оптически прозрачным газом, объемный светодиодный /СД/ модуль с тремя, четырьмя или большим количеством собранных на держателе филаментов в виде светопроницаемой стеклянной или металлической линейки или ленты, с установленными в тепловом контакте на них светодиодами-чипами, последовательно или параллельно-последовательно подключенными между собой, с драйвером и с цоколем, отличающаяся тем, что каждый филамент объемного СД модуля сопряжен с предельно вогнутым экраном-отражателем, совместно образующими арматуру, перераспределяющую экранированную часть потока оптического и теплового излучения чипов и филаментов на стенки колбы, причем экраны-отражатели затеняют оптическое и ограничивают передачу теплового излучения чипов всех филаментов объемного СД модуля в колбе, исключая взаимное воздействие излучения между ними и ограничивая кондуктивно-конвективный теплообмен.
2. Мощная филаментная СД лампа по п. 1, отличающаяся тем, что перераспределяющие в колбе экранированную часть потока излучения СД чипов и филаментов экраны-отражатели выполнены в виде совокупности вогнутых ячеек единой полой кольцевой арматуры из теплопроводного материала, например, на основе алюминия, установленной на держателе филаментов или на сопрягаемой с ним части колбы.
3. Мощная филаментная СД лампа по п. 1, отличающаяся тем, что держатель СД филаментов выполнен протяженным из того же материала, что и колба лампы, например из силикатного стекла в виде совокупности протяженно вогнутых ячеек, образующих экраны-отражатели единой полой кольцевой арматуры или стеклянного штабика с аналогичными ячейками на боковых стенках, покрытых зеркальным или диффузно отражающим оптическое и тепловое излучение чипов и филаментов слоем, и приваренных к стенкам колбы.
4. Мощная филаментная СД лампа по п. 1, отличающая тем, что каждый обращенный к стенкам колбы продольно вогнутый экран-отражатель, перераспределяющий излучение в колбе лампы, имеет параболо-цилиндрическую или параболо-коническую форму, отражающей излучение поверхности с установленным на фокальной линии СД филаментом.
5. Мощная филаментная СД лампа по п. 1, отличающаяся тем, что на светопроницаемых филаментах объемного СД модуля установлены в тепловом контакте и электрически подключены между собой светодиоды, покрыты вместе с филаментом слоем оптически прозрачного компаунда, например, на основе силикона.
6. Мощная филаментная СД лампа по п. 1, отличающая тем, что филаменты выполнены в виде металлических лент, преимущественно из никеля, латуни или нержавеющей стали, покрытых теплопроводным изоляционным компаундом, с установленными на них в тепловом контакте на одной или обеих сторонах последовательно или параллельно-последовательно подключенными между собой светодиодами, покрытыми вместе с филаментами слоем оптически прозрачного кремний-органического компаунда на основе силикона.
7. Мощная филаментная СД лампа по п. 1, отличающаяся тем, что СД филаменты выполнены на светодиодах синего, голубого или фиолетового излучения и покрыты слоем оптически прозрачного силикона с интегрированным в него люминофором, переизлучающим большую часть коротковолнового излучения указанных светодиодов в белое свечение и рассеивающим его.
8. Мощная филаментная СД лампа по п. 1, отличающаяся тем, что СД филаменты объемного СД модуля выполнены на светодиодах синего, голубого или фиолетового излучения и покрыты слоем оптически прозрачного силикона, а внутри стенки колбы покрыты слоем силикона с интегрированным в него люминофором или указанный люминофор интегрирован в стенки колбы для переизлучения коротковолнового излучения вышеуказанных светодиодов в белый свет и рассеивания его.
9. Мощная филаментная СД лампа по п. 1, отличающаяся тем, что каждый филамент объемного СД модуля смонтирован в тепловом контакте со стенками экрана-отражателя на дне его вогнутой части.
10. Мощная филаментная СД лампа по п. 1, отличающаяся тем, что подключенный к светодиодам филаментов объемного СД модуля драйвер установлен в полости арматуры объемного СД модуля и/или в сопряженном с колбой цоколе лампы.
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| RU2017136719A RU2680383C1 (ru) | 2017-10-18 | 2017-10-18 | Мощная филаментная светодиодная лампа |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| RU2017136719A RU2680383C1 (ru) | 2017-10-18 | 2017-10-18 | Мощная филаментная светодиодная лампа |
Publications (1)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| RU2680383C1 true RU2680383C1 (ru) | 2019-02-20 |
Family
ID=65442732
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| RU2017136719A RU2680383C1 (ru) | 2017-10-18 | 2017-10-18 | Мощная филаментная светодиодная лампа |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| RU (1) | RU2680383C1 (ru) |
Cited By (2)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| WO2021194371A1 (ru) * | 2020-03-27 | 2021-09-30 | Вадим Викторович ФИЛАТОВ | Светодиодная лампа |
| CN114502877A (zh) * | 2019-10-10 | 2022-05-13 | 昕诺飞控股有限公司 | 照明设备 |
Citations (4)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| WO2013135153A1 (zh) * | 2012-03-12 | 2013-09-19 | 浙江锐迪生光电有限公司 | Led发光柱及使用其的led灯 |
| CN203743907U (zh) * | 2013-12-30 | 2014-07-30 | 兰溪市电光源有限公司 | 360度led灯丝灯泡一体灯 |
| RU2546469C2 (ru) * | 2010-09-08 | 2015-04-10 | Чжэцзян Ледисон Оптоэлектроникс Ко., Лтд. | Светодиодная лампа |
| RU164748U1 (ru) * | 2015-12-28 | 2016-09-10 | Евгений Михайлович Силкин | Светодиодная филаментная лампа |
-
2017
- 2017-10-18 RU RU2017136719A patent/RU2680383C1/ru not_active IP Right Cessation
Patent Citations (4)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| RU2546469C2 (ru) * | 2010-09-08 | 2015-04-10 | Чжэцзян Ледисон Оптоэлектроникс Ко., Лтд. | Светодиодная лампа |
| WO2013135153A1 (zh) * | 2012-03-12 | 2013-09-19 | 浙江锐迪生光电有限公司 | Led发光柱及使用其的led灯 |
| CN203743907U (zh) * | 2013-12-30 | 2014-07-30 | 兰溪市电光源有限公司 | 360度led灯丝灯泡一体灯 |
| RU164748U1 (ru) * | 2015-12-28 | 2016-09-10 | Евгений Михайлович Силкин | Светодиодная филаментная лампа |
Cited By (2)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| CN114502877A (zh) * | 2019-10-10 | 2022-05-13 | 昕诺飞控股有限公司 | 照明设备 |
| WO2021194371A1 (ru) * | 2020-03-27 | 2021-09-30 | Вадим Викторович ФИЛАТОВ | Светодиодная лампа |
Similar Documents
| Publication | Publication Date | Title |
|---|---|---|
| AU741920B2 (en) | Waterproof directed-beam light system | |
| TWI261937B (en) | Light-emitting apparatus and illuminating apparatus | |
| JP6138799B2 (ja) | 混合光学部品を有するｌｅｄベース照明器具 | |
| US20130113358A1 (en) | Lamp with remote led light source and heat dissipating elements | |
| KR20110053471A (ko) | 광 방출 다이오드 조명 장치 | |
| JP6217972B2 (ja) | 照明器具 | |
| RU2680383C1 (ru) | Мощная филаментная светодиодная лампа | |
| TW201233947A (en) | LED light bulb with light scattering optics structure | |
| KR20130079442A (ko) | Led 벌브용 방열 장치 및 고 방열을 가진 led 벌브 | |
| CN102147070A (zh) | Led灯 | |
| US3733482A (en) | Fluorescent luminaire with vertically oriented u-shaped lamp | |
| CN102549329A (zh) | 灯 | |
| US20200326043A1 (en) | Remote optical pumping of luminescent concentration rods | |
| JP5653290B2 (ja) | ランプ | |
| KR20110083900A (ko) | 발광효율을 개선한 엘이디 형광등 | |
| JP2015090775A (ja) | 照明器具 | |
| EP2893254A1 (en) | Lamp with remote led light source and heat dissipating elements | |
| CN102913792A (zh) | 照明led灯 | |
| RU2702342C1 (ru) | Светодиодная лампа с внутренним охлаждением | |
| RU181452U1 (ru) | Электрическая лампа | |
| CN210004174U (zh) | 一种新型led灯泡 | |
| CN217503380U (zh) | 一种基于小间距led的光源组件及其组成的灯具 | |
| WO2014025935A2 (en) | Led bulb having a uniform light-distribution profile | |
| CN202915100U (zh) | 一种led节能灯泡 | |
| CN110645541B (zh) | 光源装置及车灯 |
Legal Events
| Date | Code | Title | Description |
|---|---|---|---|
| MM4A | The patent is invalid due to non-payment of fees |
Effective date: 20201019 |