Система охлаждения светодиодного светильника

Номер патента: U 9179

Опубликовано: 30.04.2013

Автор: Мазюк Виктор Васильевич

Скачать PDF файл.

Текст

Смотреть все

(51) МПК НАЦИОНАЛЬНЫЙ ЦЕНТР ИНТЕЛЛЕКТУАЛЬНОЙ СОБСТВЕННОСТИ СИСТЕМА ОХЛАЖДЕНИЯ СВЕТОДИОДНОГО СВЕТИЛЬНИКА(71) Заявитель Государственное научное учреждение Институт порошковой металлургии(72) Автор Мазюк Виктор Васильевич(73) Патентообладатель Государственное научное учреждение Институт порошковой металлургии(57) Система охлаждения светодиодного светильника, включающая цоколь, теплорассеивающие ребра и тепловую трубу, имеющую испаритель и конденсатор, отличающаяся тем, что в системе охлаждения используется контурная тепловая труба с неперевернутым мениском, в которой конденсатор совмещен с паропроводом и конденсатопроводом и выполнен в виде кольца, испаритель выполнен в виде прямой трубы, являющейся диаметром конденсатора-кольца, внутренняя поверхность испарителя покрыта слоем капиллярной структуры, а в одном из концов испарителя, на границе с конденсатором, расположен гидравлический затвор. 91792013.04.30 Полезная модель относится к теплотехнике и к осветительным устройствам на основе полупроводниковых светодиодов. Светильники на основе полупроводниковых светодиодов являются в настоящее время альтернативой лампам с вольфрамовой нитью накаливания, имеющим малый срок службы. Преимуществами светодиодов являются компактность, низкое напряжение и высокая скорость срабатывания, большой срок службы. Обычный светодиодный светильник включает цоколь, кожух и расположенный на цоколе светодиодный модуль. Тепло, выделяемое светодиодным модулем, передается теплопроводностью к кожуху светильника для рассеяния в окружающую среду. Однако такое удаление тепла неэффективно. С целью увеличения светового потока и яркости светодиодных ламп число светодиодов и их мощность постоянно повышаются, что ведет к увеличению генерируемого тепла. Если тепло не удалять немедленно, оно будет аккумулироваться в светодиодном модуле,что в итоге приведет к сокращению срока службы светодиодного светильника. Для более эффективного рассеяния тепла наружная поверхность металлического кожуха оснащается множеством теплорассеивающих ребер 1. При этом тепло, выделяемое светодиодами, передается посредством теплопроводности нижней части цоколя, нижней части теплорассеивающих ребер, верхней части кожуха и, наконец, верхней части теплорассеивающих ребер. Расстояние теплопередачи через конструкцию светильника оказывается длинным, соответственно, скорость теплопередачи - низкой. К тому же тепло передается неравномерно, так что тепло может аккумулироваться в нижней части кожуха. Таким образом, теплорассеивающая способность ребер используется неэффективно. В качестве прототипа системы охлаждения светодиодного светильника выбрана система охлаждения, включающая цоколь, теплорассеивающие ребра и изогнутую тепловую трубу, имеющую испаритель и конденсатор 2. Недостатком данной конструкции системы охлаждения светодиодного светильника является ограничение по размерам и рассеиваемой тепловой мощности. Традиционные тепловые трубы, в которых используется капиллярная структура, имеют ограничения по длине теплопередачи и величине передаваемой тепловой мощности, обусловленные гидравлическим сопротивлением капиллярной структуры движению теплоносителя. Так, для тепловых труб с порошковой капиллярной структурой предельной длиной целесообразного использования при работе в горизонтальном положении считается значение 0,5 м. Для тепловых труб с другими типами капиллярных структур предельная длина еще меньше. С учетом того, что на испаритель тепловой трубы, рсположенный в цоколе осветителя,должна приходиться длина по крайней мере 0,1 м, на кольцевой конденсатор придется не более 0,4 м, что соответствует диаметру кольца 0,12 м. Даже при таком малом диаметре изогнутой тепловой трубы (и светильника) мощность, которую способна передать тепловая труба, имеющая диаметр корпуса в разумных пределах, составит не более 100 Вт. Задача, которую решает предлагаемая полезная модель, заключается в увеличении размеров системы охлаждения и повышении ее теплорассеивающей способности. Поставленная задача реализуется тем, что в системе охлаждения светодиодного светильника, включающей цоколь, теплорассеивающие ребра и тепловую трубу, имеющую испаритель и конденсатор, используется контурная тепловая труба с неперевернутым мениском, в которой конденсатор совмещен с паропроводом и конденсатопроводом и выполнен в виде кольца, испаритель выполнен в виде прямой трубы, являющейся диаметром конденсатора-кольца, внутренняя поверхность испарителя покрыта слоем капиллярной структуры, а в одном из концов испарителя, на границе с конденсатором, расположен гидравлический затвор. Сущность полезной модели поясняется фигурой, на которой изображена конструкция системы охлаждения светодиодного светильника. 91792013.04.30 Система охлаждения включает цоколь 1 светильника, на котором монтируется светодиодный модуль, теплорассеивающие ребра 2 и тепловую трубу, имеющую конденсатор 3, выполненный в виде кольца и несущий теплорассеивающие ребра 2, и испаритель 4,выполненный в виде прямой трубы, являющейся диаметром конденсатора-кольца, и проходящий через цоколь 1. Внутренняя поверхность испарителя 4 покрыта слоем капиллярной структуры 5, а в одном из концов испарителя 4, на границе с конденсатором 3,расположен гидравлический затвор 6. Капиллярная структура 5, как и гидравлический затвор 6, может быть изготовлена из металлического порошка. Капиллярная структура 5 и гидравлический затвор 6 пропитаны жидким теплоносителем. Система охлаждения работает следующим образом. Тепло, выделяемое светодиодным модулем, передается через цоколь 1 к испарителю тепловой трубы 4, в котором происходит испарение из капиллярной структуры 5 жидкого теплоносителя. Образующийся пар 7 не может проникнуть в гидравлический затвор из-за действия капиллярных сил, поэтому пар по паровому каналу испарителя движется в сторону, противоположную гидравлическому затвору 6, и поступает в кольцевой конденсатор 3, где движется в две противоположные стороны и, отдавая тепло фазового перехода стенкам конденсатора 3, конденсируется в жидкое состояние. Тепло через стенки конденсатора 3 передается ребрам 2, которые посредством естественной конвекции рассеивают его в окружающую среду. Под действием давления пара 7 образовавшийся конденсат перемещается по конденсатору 3 в направлении гидрозатвора 6. Таким образом, в представленной конструкции тепловой трубы конденсатор 3 совмещает функции паропровода и конденсатопровода. Достигший гидравлического затвора 6 жидкий теплоноситель 8 впитывается в поры гидравлического затвора 6 и капиллярной структуры 5, замыкая испарительно-конденсационный цикл. Благодаря тому что контурная тепловая труба с неперевернутым мениском на большей части испарительно-конденсационного тракта (кольцевой конденсатор) не имеет капиллярной структуры, гидравлическое сопротивление движению теплоносителя существенно снижается. Поскольку капиллярная структура расположена только в испарителе, последний может быть выполнен длиной порядка 0,5 м. Тем самым размеры тепловой трубы, а значит, и светодиодного светильника могут быть увеличены в 4 раза по сравнению со светильником с известной системой охлаждения. Соответственно, при сопоставимых размерах светильников может быть значительно увеличена мощность, рассеиваемая системой охлаждения, а следовательно, сила света и яркость светильника. Национальный центр интеллектуальной собственности. 220034, г. Минск, ул. Козлова, 20. 3

МПК / Метки

МПК: H01J 7/24, F28D 15/00

Метки: система, светильника, охлаждения, светодиодного

Код ссылки

<a href="http://bypatents.com/3-u9179-sistema-ohlazhdeniya-svetodiodnogo-svetilnika.html" rel="bookmark" title="База патентов Беларуси">Система охлаждения светодиодного светильника</a>

Похожие патенты