Наружный осветительный блок
Изобретение относится к области освещения. Наружный осветительный блок для освещения улиц, тротуаров, промышленных наружных установок имеет светодиодный источник света, который содержит несколько светодиодов с двумерным расположением, и корпус. Корпус имеет состоящий из одной части массивный элемент (15) корпуса, который имеет на нижней стороне по меньшей мере один плоский монтажный участок, на котором плоско расположена с возможностью обеспечения теплопроводности задняя сторона светодиодного источника света. Элемент корпуса имеет на нижней стороне дополнительно окружной участок (33) стенки, который проходит вниз от плоскости монтажного участка. Элемент корпуса имеет на верхней стороне свободнолежащий охлаждающий участок (37), который выпукло изогнут, и имеет несколько охлаждающих каналов (39), которые проходят вдоль выпуклого изгиба. Элемент корпуса имеет также удерживающий участок (41), с помощью которого обеспечивается свободнонесущее закрепление осветительного блока на удерживающем приспособлении (45). Техническим результатом является обеспечение защиты от окружающей среды. 35 з.п. ф-лы, 8 ил.
Изобретение относится к наружному осветительному блоку для освещения улиц, тротуаров, промышленных наружных установок и т.п. (например, железнодорожных установок, взлетно-посадочных полос для самолетов, парковочных мест, зданий, кемпингов, спортивных площадок и т.д.).
Для таких наружных осветительных блоков известно применение светодиодного источника света, который имеет несколько светодиодов и отличается высокой надежностью и продолжительным сроком службы. Однако при применении светодиодного источника света важно не превышать заданную рабочую температуру. Кроме того, важно защищать светодиодный источник света от загрязнения и погодных воздействий. Эти меры должны достигаться с небольшими затратами на изготовление. Кроме того, должна обеспечиваться возможность согласования наружного осветительного блока с различными применениями или пожеланиями клиентов.
Задачей изобретения является создание наружного осветительного блока, который при простоте изготовления обеспечивает эффективное охлаждение светодиодного источника света и защиту от воздействия окружающей среды.
Эта задача решена с помощью наружного осветительного блока с признаками пункта 1 формулы изобретения. Этот осветительный блок имеет светодиодный источник света с множеством светодиодов с двумерным, т.е. плоским расположением. Кроме того, осветительный блок имеет корпус, который содержит состоящий из одной части массивный элемент корпуса.
Этот элемент корпуса имеет на нижней стороне (относительно положения использования осветительного блока) по меньшей мере один плоский монтажный участок, на котором крепится плоско и с возможностью теплопроводности задняя сторона светодиодного источника света. Кроме того, элемент корпуса имеет на нижней стороне окружной краевой участок, который относительно плоскости указанного монтажного участка отогнут вниз (снова относительно положения использования осветительного блока). На верхней стороне элемент корпуса имеет свободнолежащий охлаждающий участок, который выпукло изогнут и имеет множество охлаждающих каналов, которые проходят вдоль выпуклого изгиба. Кроме того, элемент корпуса содержит удерживающий участок, с помощью которого обеспечивается свободнонесущее закрепление осветительного блока на удерживающем приспособлении, например на мачте.
Поскольку элемент корпуса с указанными различными участками выполнен в виде одной части и массивным, то элемент корпуса служит не только для размещения светодиодного источника света. Элемент корпуса образует также эффективный теплосток для светодиодного источника света с большой теплоемкостью и хорошей теплопроводностью от монтажного участка для светодиодного источника света ко всем указанным другим участкам элемента корпуса. Вследствие плоского расположения светодиодного источника света на монтажном участке элемента корпуса обеспечивается эффективная передача отходящего тепла от светодиодного источника света на элемент корпуса, при этом может быть предусмотрен непосредственный плоский контакт, опосредованный плоский контакт (например, через теплопроводную пасту) или небольшой воздушный зазор. Вследствие выполнения в виде одной части возможно также простое изготовление элемента корпуса и простой монтаж осветительного блока.
За счет окружного участка стенки элемента корпуса на его нижней стороне образуется монтажный объем, в котором может быть расположен светодиодный источник света, в частности, вместе с рефлекторным приспособлением. Отогнутое вниз расположение участка стенки (снова относительно положения использования осветительного блока) соответствует колоколообразному охвату светодиодного источника света, за счет чего обеспечивается особенно хорошая защита от воздействий окружающей среды.
В то время как весь элемент корпуса благодаря своему массивному выполнению действует в качестве теплостока для отходящего тепла светодиодного источника света, верхняя сторона элемента корпуса (т.е. в положении использования обращенная по существу вверх наружная сторона) служит в качестве охлаждающего участка для эффективного отвода в окружающую среду принимаемого от светодиодного источника света тепла. Этот охлаждающий участок лежит открыто, т.е. подвергается непосредственному воздействию окружающей среды осветительного блока. За счет выпуклой кривизны охлаждающего участка и выполнения множества каналов можно особенно эффективно использовать воздушный поток для целей охлаждения. А именно окружающий воздух, который нагревается от элемента корпуса и проходит вверх, направляется вдоль охлаждающих каналов, за счет чего происходит увеличение скорости прохождения потока (канальный эффект) и увеличение охватываемой воздушным потоком поверхности. Кроме того, возможны охлаждение элемента корпуса и эффекты самоочищения за счет осадков, которые воздействуют сверху на элемент корпуса и стекают вниз вдоль охлаждающих каналов (дождь, растаявший снег или растаявший лед).
На основании интегрального выполнения удерживающего участка на указанном элементе корпуса (например, шарнирного участка или крепежного фланца) получается не только особенно простая конструкция с немногими конструктивными элементами, но также хорошая передача тепла на удерживающее приспособление, которое тем самым может служить в качестве дополнительного теплостока, в частности, для расположенных смежно электронных или электрических компонентов осветительного блока с особенно высокой отдачей тепла (например, сетевой блок, управляющий блок).
Описание предпочтительных вариантов выполнения приведено ниже, и они указаны в зависимых пунктах формулы изобретения.
Согласно одному предпочтительному варианту выполнения изобретения элемент корпуса проходит, исходя от указанного удерживающего участка, вдоль продольного направления, при этом охлаждающие каналы охлаждающего участка проходят по существу перпендикулярно этому продольному направлению. За счет этого осветительный блок, который вследствие выполнения в виде одной части указанного элемента корпуса и без того отличается высокой стабильностью, может выдерживать особенно высокие ветровые нагрузки. А именно, если ветер воздействует не на относительно узкую переднюю сторону или заднюю сторону, а на одну из продольных сторон элемента корпуса, то предпочтительно делается заметным уменьшенное сопротивление воздуху вследствие проходящих в поперечном направлении охлаждающих каналов. Это имеет, в частности, значение, когда осветительный блок используется для освещения улиц, поскольку в этом случае осветительный блок расположен обычно свободно стоящим и опирается лишь на мачту в качестве удерживающего приспособления, так что осветительный блок незащищенно подвергается воздействию воздушных потоков.
Особенно экономичное изготовление элемента корпуса обеспечивается, когда он выполнен в виде литой части, например, из легкого металла.
Предпочтительно элемент корпуса изготовлен из стойкого к морской воде алюминиевого сплава, а именно без специальной обработки поверхности на верхней стороне, т.е. на указанном охлаждающем участке. Для этого можно использовать, например, сплавы AlMg или AlMgMn (в частности, AlMg2Mn0,8 или AlMg4,5Mn). Если на элементе корпуса не образуется естественный слой оксида, а также не осуществляется анодное окисление (элоксирование), то обеспечивается лучший эффект самоочищения на верхней стороне элемента корпуса, за счет чего обеспечивается длительный улучшенный отвод тепла в окружающую среду. Кроме того, когда на верхнюю сторону не наносятся дополнительные слои (например, лак), то предотвращается теплоизоляция за счет наружных слоев, что также способствует хорошему переносу тепла в окружающую среду. Если такой дополнительный эффект не требуется для желаемого применения, то можно использовать также элемент корпуса из стойкого к морской воде алюминиевого сплава с дополнительной защитой поверхности (например, лака, покрытия).
Для достижения особенно эффективного обтекания расположенного на верхней стороне охлаждающего участка элемента корпуса указанные охлаждающие каналы на половине своей глубины имеют предпочтительно ширину, которая по меньшей мере в 2,5 раза (например, в 3 раза) больше ширины ребер, которые образованы на охлаждающем участке между охлаждающими каналами.
При этом предпочтительно, когда указанные охлаждающие каналы на половине своей глубины имеют ширину по меньшей мере 10 мм, в частности ширину по меньшей мере 15 мм. Кроме того, предпочтительно, когда охлаждающие каналы имеют глубину по меньшей мере 15 мм.
За счет указанных пропорций и ширины усиливается желательный эффект самоочищения на верхней стороне элемента корпуса, поскольку, например, дождевая вода без мешающих эффектов поверхностного напряжения может хорошо проникать в охлаждающие каналы, смачивать их и стекать из охлаждающих каналов, и при этом может также увлекать за собой загрязнения.
Охлаждающие каналы предпочтительно сужаются в направлении дна, при этом дно охлаждающих каналов вогнуто изогнуто в поперечном сечении, например, с радиусом кривизны примерно 5 мм. За счет этого на дне охлаждающих каналов могут возникать завихрения, которые положительно сказываются на переносе тепла с охлаждающего участка элемента корпуса в окружающую среду.
Дополнительно к указанному элементу корпуса корпус осветительного блока может иметь закрывающее приспособление, которое предназначено для крепления на нижней стороне элемента корпуса и прозрачно по меньшей мере в зоне светодиодного источника света. Такое закрывающее приспособление служит для защиты от влияния окружающей среды.
Указанное закрывающее приспособление может быть соединено с возможностью обеспечения теплопроводности с окружным участком стенки элемента корпуса, так что закрывающее приспособление также образует теплосток для отходящего тепла светодиодного источника света.
Предпочтительно расстояние между светодиодами светодиодного источника света и закрывающим приспособлением составляет по меньшей мере 10 мм, в частности по меньшей мере 15 мм. За счет этого обеспечивается, что внутри корпуса может образовываться достаточная циркуляция воздуха с целью отвода тепла от светодиодов также посредством конвекции и передачи на различные зоны корпуса и тем самым обеспечение равномерного распределения тепла.
Указанное закрывающее приспособление может быть шарнирно соединено с возможностью поворота с элементом корпуса с целью обеспечения возможности простого доступа к внутреннему пространству корпуса (например, для целей технического обслуживания).
Что касается указанного светодиодного источника света, то он имеет на задней стороне предпочтительно электрически изолирующий слой с целью обеспечения плоского механического соединения с монтажным участком обычно металлического элемента корпуса.
Светодиодный источник света может быть привинчен, приклепан или приклеен к монтажному участку элемента корпуса, в частности, с применением теплопроводного клея.
Элемент корпуса может иметь на своей нижней стороне по меньшей мере два отдельных монтажных участка для соответствующего модуля светодиодного источника света, при этом монтажные участки расположены вдоль различных плоскостей (т.е. на различной высоте) или наклонно относительно друг друга (т.е. под отличным от 180° углом).
Согласно одному особенно предпочтительному варианту выполнения светодиодный источник света имеет по выбору один или несколько модулей, которые имеют анизотропную угловую характеристику излучения, т.е. в различные по углу пространственные зоны излучается различный поток света (характеристика X/Y). В этом варианте выполнения монтажный участок элемента корпуса предназначен для размещения по выбору одного единственного модуля (с заданной угловой характеристикой излучения) или нескольких модулей (каждый с заданной угловой характеристикой излучения) с продольным расположением, или нескольких модулей светодиодного источника света с поперечным расположением. Другими словами, осветительный блок можно простым образом согласовывать с различными применениями или пожеланиями клиентов (различная комплектация монтажного участка элемента корпуса по принципу блоков конструктора).
Указанные модули светодиодного источника света могут иметь, например, по существу квадратный контур с целью обеспечения однократного или многократного расположения в различных направлениях. Однако в принципе возможно также, что указанные модули имеют, например, прямоугольную, круглую или шестиугольную форму.
Кроме того, предпочтительно, когда возможно изменение не только относительно различного расположения в разных направлениях. В качестве альтернативного решения или дополнительно может быть предусмотрено изменение ориентации, т.е. модуль источника света с определенной характеристикой X/Y можно закреплять на монтажном участке элемента корпуса выборочно также с повернутой на 90° ориентацией. За счет этого можно также легко согласовывать осветительный блок, при неизменной в остальном конструкции, с различными применениями или пожеланиями клиента. При этом возможны также любые промежуточные положения (т.е. другие углы вместо 90°), в частности, когда указанные модули светодиодного источника света выполнены круглыми или шестиугольными.
Особенно предпочтительно, когда монтажный участок элемента корпуса имеет форму «+», т.е. когда монтажный участок имеет по существу форму креста. В этом случае можно несколько модулей светодиодного источника света выборочно закреплять на монтажном участке с продольным расположением или с поперечным расположением рядом друг с другом.
Поверхность монтажного участка элемента корпуса имеет согласно дополнительному варианту выполнения меньшую шероховатость, чем поверхность охлаждающего участка. В то время как повышенная шероховатость на поверхности охлаждающего участка может способствовать лучшему переносу тепла с элемента корпуса в окружающую среду, относительно небольшая шероховатость поверхности монтажного участка приводит к лучшему переносу тепла со светодиодного источника света на плоско соединенный с ним монтажный участок элемента корпуса.
Светодиодный источник света содержит предпочтительно несущее приспособление, на котором закреплено несколько светодиодов с возможностью электрического соединения и обеспечения теплопроводности, при этом задняя сторона этого несущего приспособления является плоской и расположена с обеспечением теплопроводности на монтажном участке элемента корпуса. Предпочтительно указанное несущее приспособление выполнено с теплопроводностью по поверхности по меньшей мере вдоль одного слоя с целью распределения создаваемого светодиодами тепла по несущему приспособлению и передачи с несущего приспособления также по поверхности на монтажный участок элемента корпуса. За счет этого эффективно предотвращается образование нежелательных так называемых «горячих точек», которые могут отрицательно сказываться на рабочих характеристиках светодиодов.
Указанный окружной участок стенки на нижней стороне элемента корпуса может окружать монтажный объем, в котором расположен светодиодный источник света вместе с согласованным рефлекторным приспособлением.
Согласно особенно предпочтительному варианту выполнения светодиодный источник света имеет несколько рефлекторных элементов, которые расположены между несколькими светодиодами и соединены со светодиодами с возможностью теплопроводности. При этом рефлекторные элементы находятся на противоположной монтажному участку элемента корпуса стороне, т.е. в положении использования осветительного блока рефлекторные элементы обращены вниз. Рефлекторные элементы служат первично в качестве рефлекторных элементов с целью распределения отдаваемого светодиодами света в соответствии с желаемой угловой характеристикой излучения. Дополнительно к этому рефлекторные элементы обеспечивают улучшенное распределение тепла и эффективны в качестве дополнительного охлаждающего приспособления, поскольку они отбирают часть отходящего тепла светодиодов и отдают во внутреннее пространство корпуса.
Предпочтительно расстояние между закрывающим приспособлением корпуса или уже указанным закрывающим приспособлением на нижней стороне, с одной стороны, и указанными рефлекторными элементами, с другой стороны, составляет по меньшей мере 5 мм. За счет этого обеспечивается достаточная циркуляция воздуха во внутреннем пространстве корпуса с целью распределения принимаемого рефлекторными элементами тепла. Таким образом, светодиодный источник света охлаждается также за счет потока воздуха (т.е. конвективно), а не только за счет теплопроводности на задней стороне через монтажный участок элемента корпуса.
Кроме того, предпочтительно, когда каждый из указанных рефлекторных элементов имеет боковую поверхность, которая наклонена относительно нормали к плоскости двумерного расположения светодиодов и которая расположена прямолинейно в продольном сечении параллельно этой плоскости расположения. Было установлено, что за счет этого можно реализовывать для наружных осветительных блоков особенно подходящую угловую характеристику излучения, при этом характеристику можно устанавливать посредством выбора угла наклона.
В частности, рефлекторные элементы могут быть выполнены в виде перегородок и иметь по существу трапециевидное или треугольное поперечное сечение, при этом указанные выше боковые поверхности могут иметь также вогнуто-изогнутое поперечное сечение. За счет этого рефлекторные элементы имеют особенно простую конструкцию для выполнения одновременно функции охлаждения и обеспечения желаемой угловой характеристики излучения, которую можно выбирать, например, в зависимости от высоты установки наружного осветительного блока.
Предпочтительно указанные рефлекторные элементы выполнены отдельно друг от друга, а также отдельно от указанного несущего приспособления светодиодного источника света. За счет этого обеспечивается модульная конструкция светодиодного источника света с регулируемой угловой характеристикой излучения.
Согласно другому варианту выполнения наружный осветительный блок имеет по меньшей мере один отдельный от светодиодного источника света электронный или электрический компонент, например трансформатор или управляющий блок, которые соединены с обеспечением теплопроводности с согласованным крепежным участком элемента корпуса. Это соединение может быть реализовано, например, посредством плоского контакта или с помощью крепежной цапфы (так называемого колпака). За счет этого создаваемое указанным компонентом тепло отдается вдоль элемента корпуса как в монтажный участок для светодиодного источника света, так и в охлаждающий участок. За счет этого можно достигать использования создаваемого указанным компонентом тепла для быстрого достижения светодиодным источником света после включения желаемой рабочей температуры, при этом перегревание предотвращается тем, что тепло (также как отходящее тепло светодиодного источника света) в конечном итоге передается на охлаждающий участок элемента корпуса.
Согласно предпочтительной модификации этого варианта выполнения указанный крепежный участок на нижней стороне элемента корпуса расположен между монтажным участком (для светодиодного источника света), с одной стороны, и указанным удерживающим участком (для крепления осветительного блока на удерживающем приспособлении), с другой стороны, так что создаваемое компонентом тепло также эффективно передается на соответствующее удерживающее приспособление. Другими словами, указанный электронный или электрический компонент, который приводит к особенно высокой отдаче тепла, расположен вблизи удерживающего участка элемента корпуса с целью обеспечения возможности эффективной отдачи отходящего тепла в соответствующее удерживающее приспособление.
Предпочтительно, когда элемент корпуса в зоне указанного крепежного участка (для электронного или электрического компонента) расположен выше относительно монтажного участка для светодиодного источника света и/или имеет увеличенную толщину материала. За счет этого достигается повышенная механическая стабильность в зоне указанного крепежного участка, в частности, когда он расположен между указанным монтажным участком и удерживающим участком элемента корпуса, и увеличенная толщина материала приводит также к улучшенному распределению тепла.
Ниже приводится лишь в качестве примера описание изобретения со ссылками на прилагаемые чертежи. Указываемые в последующем направления относятся к положению при использовании поясняемого наружного осветительного блока. На чертежах изображено:
фиг.1 - наружный осветительный блок в изометрической проекции сверху;
фиг.2 - осветительный блок (с двумя модулями источника света с поперечным расположением) в изометрической проекции снизу;
фиг.3 - осветительный блок (с двумя модулями источника света с продольным расположением) на виде снизу;
фиг.4 - осветительный блок (с одним единственным модулем источника света) в изометрической проекции снизу;
фиг.5 - нижняя сторона элемента корпуса осветительного блока, согласно фиг.1-4, в изометрической проекции;
фиг.6 - элемент корпуса на виде снизу;
фиг.7 - разрез в плоскости VII-VII на фиг.6;
фиг.8 - модуль источника света осветительного блока, согласно фиг.1-4, в изометрической проекции.
Показанный на фиг.1-4 наружный осветительный блок (в последующем осветительный блок) служит для освещения улиц, тротуаров, промышленных наружных установок и т.п. Осветительный блок имеет светодиодный источник 11 света и корпус 13. Корпус 13 содержит единственный выполненный в виде одной части элемент 15 корпуса, который выполнен массивным, т.е. по существу без полых пространств (не считая отверстий для механического или электрического соединения). Элемент 15 корпуса выполнен в виде литой части из стойкого к морской воде и тем самым устойчивого относительно погодных условий алюминиевого сплава без дополнительной обработки поверхности, например, из AlMg4,5Mn. Кроме того, корпус 13 содержит закрывающее приспособление 17 в виде пластины, которая с помощью двух шарниров 19 соединена с возможностью поворота с элементом 15 корпуса и выполнена в зоне светодиодного источника 11 света прозрачной. Закрывающее приспособление 17 с помощью не обозначенных фиксирующих приспособлений можно фиксировать в показанном на фиг.2-4 закрытом положении.
Светодиодный источник 11 света имеет несколько светодиодов 21 с двумерным расположением, а именно с расположением в несколько рядов 23. Кроме того, светодиодный источник 11 света содержит несколько имеющих форму перегородок рефлекторных элементов 25, при этом каждый рефлекторный элемент 25 расположен между двумя рядами 23 светодиодов 21 или смежно с самым наружным рядом 23 светодиодов 21 (см., в частности, фиг.3). Светодиоды 21 закреплены на плоском несущем приспособлении 27 с обеспечением электрических соединений и теплопроводности. Рефлекторные элементы 25 также закреплены на несущем приспособлении 27 с возможностью теплопроводности. Светодиодный источник 11 света может содержать несколько модулей 29, при этом каждый модуль 29 имеет собственное несущее приспособление 27 с расположенными на нем светодиодами 21 и рефлекторными элементами 25. На фиг.2 и 3 показаны два таких модуля 29. На фиг.4 показан единственный модуль 29.
Элемент 15 корпуса содержит несколько участков, которые выполнены интегрально на элементе 15 корпуса и выполняют различные функции. На нижней стороне элемента 15 корпуса предусмотрен плоский, по существу имеющий форму «+» монтажный участок 31, на котором плоско закреплена задняя сторона несущего приспособления 27 светодиодного источника 11 света с возможностью теплопроводности (например, привинчена, приклепана или приклеена). Кроме того, элемент 15 корпуса содержит на нижней стороне окружной участок 33 стенки, который проходит вниз от плоскости прохождения указанного монтажного участка 31, т.е. участок 33 стенки выступает вниз относительно плоскости монтажного участка 31. За счет этого участок 33 стенки окружает монтажный объем 35 элемента 15 корпуса, в котором расположен светодиодный источник 11 света, включая рефлекторные элементы 25.
Кроме того, элемент 15 корпуса содержит на верхней стороне свободно лежащий охлаждающий участок 37, который выпукло изогнут (например, относительно плоскости прохождения монтажного участка 31) и имеет несколько охлаждающих каналов 39, которые проходят вдоль выпуклой кривизны. Кроме того, элемент 15 корпуса содержит удерживающий участок 41, который взаимодействует с шарнирным элементом 43 соответствующего удерживающего приспособления 45 (например, мачты), так что осветительный блок можно закреплять как свободнонесущий на удерживающем приспособлении 45. Исходя из удерживающего приспособления 41, элемент 15 корпуса проходит в продольном направлении Х. Указанные охлаждающие каналы 39 проходят по существу перпендикулярно этому продольному направлению Х, т.е. в поперечном направлении Y.
Кроме того, на нижней стороне элемент 15 корпуса имеет крепежный участок 47 (см. фиг.5 и 6). На нем закреплен электрический компонент 49 (например, блок питания от сети) с обеспечением теплопроводности (см. фиг.2-4).
Особое преимущество показанного наружного осветительного блока состоит в массивном исполнении в виде одной части элемента 15 корпуса с участками 31, 33, 37, 41 и 47. А именно за счет этого весь единственный элемент 15 корпуса может служить с оптимальным переносом тепла в качестве стока тепла для светодиодного источника 11 света. Поскольку закрывающее приспособление 17 прилегает к внутренней стороне окружного участка 33 стенки и тем самым соединено с обеспечением теплопроводности с участком 33 стенки, то закрывающее приспособление 17 может служить в качестве дополнительного теплостока для отходящего тепла светодиодного источника 11 света. Через удерживающий участок 41 тепло может также передаваться на соответствующее удерживающее приспособление 45.
Кроме того, вследствие проходящего вниз скошенного окружного участка 33 стенки элемент 15 корпуса имеет колоколообразную форму, при этом светодиодный источник 11 света предусмотрен с расположением на большей высоте относительно нижней стороны участка 33 стенки, так что светодиодный источник 11 света особенно эффективно защищен от влияний окружающей среды. Прилегающее к нижней стороне окружного участка 33 стенки пластинообразное закрывающее приспособление 17 обеспечивает при простой конструкции эффективную защиту внутреннего пространства элемента 15 корпуса от влияний окружающей среды.
Ниже приводится пояснение предпочтительных признаков показанного осветительного блока.
За счет выполнения охлаждающих каналов 39 на выпукло-изогнутом охлаждающем участке 37 достигается не только увеличение поверхности, но нагревание окружающего воздуха на верхней стороне элемента 15 корпуса также вызывает подъем нагретого воздуха, при этом более холодный воздух может постоянно поступать вдоль проходящих также в вертикальном направлении охлаждающих каналов 39. За счет этого используется по существу вся поверхность расположенного на верхней стороне охлаждающего участка 37 для эффективного переноса тепла в окружающий воздух. При этом важно, что ширина охлаждающих каналов 39 (на половине их глубины) по меньшей мере в 2,5 раза больше ширины ребер 51 (на половине высоты ребер), которые образованы на охлаждающем участке 37 между охлаждающими каналами 39.
Выполнение охлаждающих каналов 39 с такими соотношениями ширины особенно предпочтительно с точки зрения стабильности относительно ветровых нагрузок, которые действуют вдоль продольных сторон корпуса 13. А именно за счет широких охлаждающих каналов 39 обеспечивается лишь небольшое сопротивление воздуху в поперечном направлении Y, несмотря на удлиненную форму корпуса 13.
Кроме того, охлаждающие каналы 39 способствуют эффективному стеканию осадков с верхней стороны корпуса 13 с образованием эффекта самоочищения.
Что касается охлаждения светодиодного источника 11 света, то также особенно предпочтительно, что рефлекторные элементы 25 соединены с возможностью теплопроводности со светодиодами 21 (непосредственно или через несущее приспособление 27). Таким образом, рефлекторные элементы 25 служат в качестве дополнительного охлаждающего устройства.
В этой связи предпочтительно, что внутреннее пространство корпуса 13 имеет большую высоту в свету. Другими словами, предусмотрено достаточное расстояние между светодиодами 21 или рефлекторными элементами 25, с одной стороны, и верхней стороной закрывающего приспособления 17 с целью обеспечения создания циркуляции воздуха во внутреннем пространстве корпуса 13. Например, расстояние между нижней стороной (т.е. вершиной) рефлекторного элемента 25 и закрывающим приспособлением 17 может составлять по меньшей мере 5 мм. За счет этого обеспечивается возможность эффективного омывания воздухом светодиодов 21 для конвективного охлаждения.
Вследствие расположения крепежного участка 47 между монтажным участком 32 для светодиодного источника 11 света, с одной стороны, и удерживающим участком 41, с другой стороны, можно использовать создаваемое электрическим компонентом 49 тепло для быстрого достижения светодиодным источником 11 света после своего включения заданной термической рабочей точки.
Особое преимущество существует в отношении взаимодействия модулей 29 светодиодного источника 11 света с соответствующим монтажным участком 31 элемента 15 корпуса. А именно, по существу квадратные модули 29 имеют за счет имеющих вид перегородок рефлекторных элементов 25 анизотропную угловую характеристику излучения, т.е. вдоль первого направления излучается значительно больше света, чем вдоль перпендикулярного к нему направления. Модули 29 могут быть, с одной стороны, закреплены в разных угловых положениях на монтажном участке 31 (т.е. рефлекторные элементы 25 проходят параллельно или перпендикулярно продольному направлению Х). С другой стороны, на крестообразном монтажном участке 31 могут быть закреплены по выбору один единственный модуль 29 или несколько модулей 29 с продольным расположением или с поперечным расположением (т.е. рядом друг с другом в продольном направлении Х или рядом друг с другом в поперечном направлении Y). Таким образом, за счет изменения этих параметров (угловое положение, направление расположения) можно при сохранении одной и той же основной конструкции и с применением одних и тех же конструктивных элементов выполнять согласование с различными применениями или пожеланиями клиентов.
Наконец, ниже еще приводится более подробное пояснение точной конструкции светодиодного источника 11 света со ссылками на фиг.8. На фиг.8 показано, что светодиоды 21 закреплены на несущем приспособлении 27 в соответствии с двумерным растром (например, припаяны, присоединены или приклеены с обеспечением проводимости). При этом светодиоды 21 расположены в нескольких рядах 23, при этом между двумя соседними рядами 23 на несущем приспособлении 27 закреплен имеющий вид перегородки рефлекторный элемент 25 (например, привинчен). Таким образом, каждый рефлекторный элемент 25 действует в качестве рефлектора для нескольких светодиодов 21. Светодиоды 21 излучают обычно в номинальном угле излучения примерно 120є видимый свет по существу с белым спектром излучения. Светодиоды 21 являются светодиодами с большим световым потоком для обеспечения освещения больших поверхностей.
Несущее приспособление 27 является печатной платой или другой несущей пластиной со многими металлическими проводящими полосами 61 и многими соединительными поверхностями (т.е. поверхностями для пайки) 63. Несущее приспособление 27 выполнено с обеспечением теплопроводности по поверхности с целью распределения создаваемого светодиодами 21 тепла по поверхности вдоль несущего приспособления 27 и передачи по поверхности от несущего приспособления 27 на монтажный участок 31 элемента 15 корпуса (см. фиг.1-7). Для этого проводящие полосы 61 образуют вместе с соединительными поверхностями 63 прерванный в некоторых зонах теплопроводный слой на передней стороне несущего приспособления 27. Дополнительные теплопроводные слои (в частности, имеющие полную поверхность, не прерванные теплопроводные слои) могут быть также предусмотрены внутри несущего приспособления 27. Металлические проводящие полосы 61 на большей части покрыты расположенным на передней стороне тонким изолирующим слоем 64. Изолирующий слой 64 обеспечивает электрическую изоляцию и одновременно возможность эффективной термической связи рефлекторных элементов 25 через указанный теплопроводный слой 62 (т.е. через проводящие полосы 61) с задней стороной светодиодов 21, так что рефлекторные элементы 25 служат в качестве охлаждающего устройства для светодиодов 21. Для этого светодиоды 21 частично сидят на проводящих полосах 61, а рефлекторные элементы 25 перекрывают (через указанный изолирующий слой 64) боковые зоны проводящих полос 61. На задней стороне несущее приспособление 27 для светодиодного источника 11 света имеет электрически изолирующий слой 65 с целью обеспечения надежной электрической изоляции монтажного участка 31 элемента 15 корпуса.
Рефлекторные элементы 25 имеют трапециевидное поперечное сечение, при этом рефлекторные элементы 25 сужаются с увеличением расстояния от несущего приспособления 27, т.е. вдоль нормали к поверхности несущего приспособления 27. Каждый рефлекторный элемент 27 имеет вдоль своих обеих продольных сторон соответствующую боковую поверхность 67, которая образует собственно рефлекторную поверхность. Эти боковые поверхности 67 наклонены относительно нормалей к поверхности несущего приспособления на заданный угол наклона. На фиг.8 показано, что боковые поверхности 67 в продольном разрезе параллельно плоскости прохождения несущего приспособления 27 выполнены прямолинейными.
Поскольку рефлекторные элементы 25 выполнены отдельно от несущего приспособления 27, светодиодный источник 11 света имеет модульную конструкцию. За счет этого можно снабжать светодиодный источник света по выбору одним из нескольких различных комплектов рефлекторных элементов 25, которые различаются, в частности, относительно указанного угла наклона боковых поверхностей 67. За счет этого можно дополнительно осуществлять согласование наружного осветительного блока для различных применений или пожеланий клиентов.
При этом особым преимуществом является то, что на основании применения имеющих вид перегородки рефлекторных элементов 25 не обязательно требуются другие оптические элементы. В частности, светодиодный источник 11 света может быть выполнен без отдельных линз. Достаточно простой прозрачной крышки (закрывающего приспособления 17) в качестве защиты от загрязнения.
Перечень позиций
11 Светодиодный источник света
13 Корпус
15 Элемент корпуса
17 Закрывающее приспособление
19 Шарнир
21 Светодиод
23 Ряд
25 Рефлекторный элемент
27 Несущее приспособление
29 Модуль
31 Монтажный участок
33 Участок стенки
35 Монтажный объем
37 Охлаждающий участок
39 Охлаждающий канал
41 Удерживающий участок
43 Шарнирный элемент
45 Удерживающее приспособление
47 Крепежный участок
49 Электрический компонент
51 Ребро
61 Проводящая полоса
62 Теплопроводный слой
63 Соединительная поверхность
64 Изолирующий слой
65 Изолирующий слой
67 Боковая поверхность
Х Продольное направление
Y Поперечное направление
1. Наружный осветительный блок, содержащий светодиодный источник (11) света, который содержит несколько светодиодов с двумерным расположением, и корпус (13), имеющий состоящий из одной части элемент (15) корпуса, имеющий на нижней стороне по меньшей мере один плоский монтажный участок (31), на котором плоско и с возможностью обеспечения теплопроводности расположена задняя сторона светодиодного источника (11) света, элемент корпуса имеет на нижней стороне дополнительно окружной участок (33) стенки, который проходит вниз от плоскости монтажного участка (31), элемент корпуса имеет дополнительно на верхней стороне охлаждающий участок (37), который выпукло изогнут и имеет несколько охлаждающих каналов (39), которые проходят вдоль выпуклого изгиба, и элемент корпуса имеет удерживающий участок (41), с помощью которого обеспечивается закрепление осветительного блока на удерживающем приспособлении (45),
причем монтажный участок (31) элемента (15) корпуса имеет форму «+», и
светодиодный источник (11) света имеет по выбору один или несколько модулей (29), которые имеют анизотропную угловую характеристику излучения, при этом монтажный участок (31) элемента (15) корпуса предназначен для размещения по выбору одного единственного модуля, или нескольких модулей с продольным расположением, или нескольких модулей с поперечным расположением для обеспечения различной комплектации монтажного участка (31).
2. Осветительный блок по п.1, в котором элемент (15) корпуса проходит, исходя от указанного удерживающего участка (41), вдоль продольного направления (X), при этом охлаждающие каналы (39) проходят по существу перпендикулярно этому продольному направлению.
3. Осветительный блок по п.1, в котором элемент (15) корпуса является литой частью.
4. Осветительный блок по п.1, в котором элемент (15) корпуса изготовлен из стойкого к морской воде алюминиевого сплава без обработки поверхности на охлаждающем участке (37).
5. Осветительный блок по п.1, в котором охлаждающие каналы (39) на половине своей глубины имеют ширину, которая по меньшей мере в 2,5 раза больше ширины ребер (51), которые образованы на охлаждающем участке (37) между охлаждающими каналами.
6. Осветительный блок по п.1, в котором охлаждающие каналы (39) на половине своей глубины имеют ширину по меньшей мере 10 мм.
7. Осветительный блок по п.1, в котором охлаждающие каналы (39) имеют глубину по меньшей мере 15 мм.
8. Осветительный блок по п.1, в котором дно охлаждающих каналов (39) вогнуто изогнуто в поперечном сечении.
9. Осветительный блок по п.1, в котором корпус (13) осветительного блока дополнительно имеет закрывающее приспособление (17), которое предназначено для крепления на нижней стороне участка (33) стенки элемента (15) корпуса и прозрачно по меньшей мере в зоне светодиодного источника (11) света.
10. Осветительный блок по п.9, в котором закрывающее приспособление (17) соединено с возможностью обеспечения теплопроводности с окружным участком (33) стенки элемента (15) корпуса, так что закрывающее приспособление образует теплосток для отходящего тепла светодиодного источника (11) света.
11. Осветительный блок по п.9, в котором расстояние между светодиодами (21) светодиодного источника (11) света и закрывающим приспособлением (17) составляет по меньшей мере 10 мм с образованием внутри корпуса (13) циркуляции воздуха для конвективного охлаждения светодиодного источника (11) света.
12. Осветительный блок по п.9, в котором закрывающее приспособление (17) шарнирно соединено с возможностью поворота с элементом (15) корпуса.
13. Осветительный блок по п.1, в котором светодиодный источник (11) света имеет на задней стороне электрически изолирующий слой (65).
14. Осветительный блок по п.1, в котором светодиодный источник (11) света привинчен, приклепан или приклеен к монтажному участку (31) элемента (15) корпуса.
15. Осветительный блок по п.1, в котором элемент (15) корпуса имеет по меньшей мере два монтажных участка (31) для соответствующего модуля (29) светодиодного источника (11) света, при этом монтажные участки (31) проходят вдоль различных плоскостей или расположены наклонно относительно друг друга.
16. Осветительный блок по п.1, в котором модули (29) светодиодного источника (11) света имеют по существу квадратный контур.
17. Осветительный блок по п.1, в котором соответствующий модуль (29) предусмотрен для закрепления на монтажном участке (31) элемента (15) корпуса выборочно с продольной ориентацией или с поперечной ориентацией.
18. Осветительный блок по п.1, в котором поверхность монтажного участка (31) элемента (15) корпуса имеет меньшую шероховатость, чем поверхность охлаждающего участка (37).
19. Осветительный блок по п.1, в котором светодиодный источник (11) света содержит несущее приспособление (27), на котором закреплены светодиоды (21) с возможностью электрического соединения и обеспечения теплопроводности, при этом задняя сторона несущего приспособления расположена с прилеганием по поверхности и с обеспечивающим теплопроводность соединением на монтажном участке (31) элемента (15) корпуса.
20. Осветительный блок по п.19, в котором несущее приспособление (27) выполнено с теплопроводностью по поверхности для распределения создаваемого светодиодами (21) тепла по несущему приспособлению и передачи с несущего приспособления по поверхности на монтажный участок (31) элемента (15) корпуса.
21. Осветительный блок по п.1, в котором участок (33) стенки элемента (15) корпуса окружает монтажный объем (35), в котором расположен светодиодный источник (11) света вместе с рефлекторным приспособлением.
22. Осветительный блок по п.1, в котором светодиодный источник (11) света имеет несколько рефлекторных элементов (25), которые расположены между светодиодами (21) и соединены со светодиодами с возможностью обеспечения теплопроводности, так что рефлекторные элементы действуют в качестве дополнительного охлаждающего приспособления.
23. Осветительный блок по п.22, в котором корпус (13) дополнительно имеет закрывающее приспособление (17), прикрепляемое к нижней стороне участка (33) стенки элемента (15) корпуса и являющееся прозрачным по меньшей мере в зоне светодиодного источника (11) света, и расстояние между закрывающим приспособлением (17) и рефлекторными элементами (25) составляет по меньшей мере 5 мм с образованием внутри корпуса (13) циркуляции воздуха для конвективного охлаждения светодиодного источника (11) света.
24. Осветительный блок по п.22, в котором каждый рефлекторный элемент (25) имеет по меньшей мере одну боковую поверхность (67), которая наклонена относительно нормали к плоскости расположения светодиодов (21) и которая в продольном разрезе параллельно плоскости расположения светодиодов выполнена прямолинейно.
25. Осветительный блок по п.22, в котором рефлекторные элементы (15) выполнены в виде перегородок и имеют по существу трапециевидное или треугольное поперечное сечение.
26. Осветительный блок по п.22, в котором каждый рефлекторный элемент (25) расположен вблизи ряда (23) светодиодов (21) или между двумя рядами светодиодов.
27. Осветительный блок по п.22, в котором рефлекторные элементы (25) выполнены отдельно друг от друга.
28. Осветительный блок по п.22, в котором светодиодный источник (11) света имеет несущее приспособление (27) с теплоизолирующим слоем (62), при этом светодиоды (21) соединены с обеспечением теплопроводности с теплопроводным слоем (62), и при этом рефлекторные элементы (25) также соединены с обеспечением теплопроводности с теплопроводным слоем (62).
29. Осветительный блок по п.1, в котором светодиодный источник (11) света выполнен без отдельных линз.
30. Осветительный блок по п.1, в котором осветительный блок имеет по меньшей мере один отдельный от светодиодного источника (11) света электронный или электрический компонент (49), который соединен с обеспечением теплопроводности с крепежным участком (47) элемента (15) корпуса, так что создаваемое компонентом тепло отдается вдоль элемента корпуса как в монтажный участок (31) для светодиодного источника (11) света, так и в охлаждающий участок (37).
31. Осветительный блок по п.30, в котором крепежный участок (47) для компонента (49) расположен на нижней стороне элемента (15) корпуса между монтажным участком (31) для светодиодного источника (11) света и удерживающим участком (41) с обеспечением передачи создаваемого компонентом тепла также эффективно на удерживающее приспособление (45).
32. Осветительный блок по п.30, в котором элемент (15) корпуса в зоне указанного крепежного участка (47) для компонента (49) расположен выше относительно монтажного участка (31) для светодиодного источника (11) света и/или имеет увеличенную толщину материала.
33. Осветительный блок по п.1, в котором светодиодный источник (11) света имеет по меньшей мере два модуля (29), которые имеют анизотропную угловую характеристику излучения и выполнены с возможностью размещения по выбору с продольным расположением или с поперечным расположением к монтажному участку (31) элемента (15) корпуса.
34. Осветительный блок по п.33, в котором в каждом модуле (29) светодиодного источника (11) света светодиоды (21) размещены в виде множества рядов (23), причем каждый модуль (29) светодиодного источника (11) света содержит множество имеющих форму перегородок рефлекторных элементов (25), размещенных вблизи рядов (23) светодиодов (21) или между двумя рядами (23) светодиодов (21), и каждый рефлекторный элемент (25) имеет по меньшей мере одну боковую поверхность (67), которая наклонена относительно монтажного участка (31) элемента (15) корпуса.
35. Осветительный блок по п.1, в котором светодиоды (21) размещены в виде множества рядов (23), причем светодиодный источник (11) света содержит множество имеющих форму перегородок рефлекторных элементов (25), размещенных вблизи рядов (23) светодиодов (21) или между двумя рядами (23) светодиодов (21), рефлекторные элементы (25) с возможностью обеспечения теплопроводности соединены со светодиодами так, что рефлекторные элементы действуют в качестве дополнительного охлаждающего приспособления, и светодиодный источник (11) света имеет несущее приспособление (27) с теплопроводным слоем (62), при этом светодиоды (21) соединены с обеспечением теплопроводности с теплопроводным слоем (62), и рефлекторные элементы (25) также соединены с обеспечением теплопроводности с теплопроводным слоем (62).
36. Осветительный блок по п.35, в котором задняя сторона несущего приспособления (27) выполнена плоской и с возможностью теплопроводного соединения с монтажным участком (31) элемента (15) корпуса так, что несущее приспособление (27) передает создаваемое светодиодами (21) тепло по поверхности на монтажный участок (31) элемента (15) корпуса.
