Низкопрофильный радиатор с прикрепленным источником светодиодного освещения
Изобретение относится к области светотехники и может быть использовано для уличных светильников. Техническим результатом является повышение эффективности теплоотвода. Источник светодиодного освещения с прикрепленным радиатором включает большие пластины, меньшие пластины, установочную платформу и светодиоды, прикрепленные к установочной платформе. Большие пластины ориентированы параллельно меньшим пластинам. Большие пластины образуют с первым основанием единое целое, а меньшие пластины образуют со вторым основанием единое целое. Нижняя поверхность второго основания контактирует с большими пластинами, которые более чем в два раза выше, чем меньшие пластины. Меньших пластин более чем в два раза больше, чем больших пластин, на одинаковом расстоянии, перпендикулярном пластинам. Каналы формируются между большими пластинами и нижней поверхностью второго основания. Впускные отверстия проходят через первое основание внутрь каждого канала рядом с концом канала, который блокируется конечной стенкой. Установочная платформа со светодиодами крепится к нижней части первого основания. 4 н. и 11 з.п. ф-лы, 10 ил.
ОБЛАСТЬ ТЕХНИЧЕСКОГО ПРИМЕНЕНИЯ
Настоящее изобретение относится в основном к радиатору, а именно к радиатору с прикрепленным светодиодом, который висит снаружи на уличном фонаре.
ИНФОРМАЦИЯ О ПРЕДПОСЫЛКАХ ИЗОБРЕТЕНИЯ
Светодиоды (LED) предоставляют источник освещения с низким энергопотреблением и все чаще используются вместо флуоресцентных и галогенных газовых ламп для мощных световых потребностей, например уличных фонарей. Для увеличения количества генерируемого освещения светодиоды часто встраиваются в уличные фонари, что может привести к значительным проблемам перегрева. Производительность и срок службы светодиодов снижаются, если температура работы превышает пороговый уровень. Срок эксплуатации светодиодного уличного фонаря иногда указывается как количество часов работы, прежде чем значение выходного освещения снизится наполовину от своего изначального значения выходного освещения. Опытные данные указывают на то, что существует обратно пропорциональная экспоненциальная зависимость между сроком эксплуатации светодиодного фонаря и значением, указывающим, насколько средняя температура при работе превышает пороговый уровень. Например, свойства некоторых видов светоизлучающих веществ в светодиодах ухудшаются, если температура светоизлучающего вещества превышает 165 градусов по Цельсию на протяжении длительного периода времени. Таким образом, рассеивание тепла, сгенерированного светодиодами в уличном фонаре, является проблемой, которая должна быть решена.
Светодиоды уличного фонаря закрываются корпусом уличного фонаря. Корпус обычно имеет металлическую верхнюю крышку и прозрачную нижнюю крышку. Корпус обычно имеет отверстия сверху, которые обеспечивают выход тепла, сгенерированного светодиодами. Однако отверстия сверху позволяют попадание в корпус пыли, влаги и насекомых, которые могут скапливаться на прозрачной нижней крышке и блокировать большое количество света, генерируемого светодиодами.
На ФИГ. 1 (известный уровень техники) изображен существующий светодиодный уличный фонарь 10, который не позволяет пыли, влаге и насекомым заграждать прозрачную нижнюю крышку 11, через которую сгенерированный свет светит на улицу. Прозрачная нижняя крышка 11 защищается от пыли, влаги и насекомых путем полной герметизации нижнего отделения корпуса уличного фонаря. Следовательно, большая часть тепла, сгенерированного светодиодами, должна быть рассеяна через верхнее отделение. Тепло передается от светодиодов теплопроводящему листу 12. Затем тепло передается на теплорассеивающие пластины 13 через направляющую тепло часть 14. Тепло рассеивается из верхнего отделения с помощью вентиляторов 15, которые выдувают нагретый воздух через вентиляционные щелевые отверстия 16 в верхней крышке 17. Чтобы узнать дополнительные подробности данного способа известного уровня техники рассеивания тепла из уличного фонаря, смотрите Патент США №7278761 на имя Kuan под названием «Heat Dissipating Pole Illumination Device».
Данный способ известного уровня техники рассеивания тепла из светодиодного уличного фонаря имеет множество недостатков. Во-первых, несмотря на то, что предотвращено попадание пыли, влаги и насекомых в нижнее отделение корпуса уличного фонаря, они все равно попадают в верхнее отделение через вентиляционные щелевые отверстия 16 в верхней крышке 17. Пыль, влага и насекомые, которые проскакивают через вентиляционные щелевые отверстия 16, будут собираться в верхнем отделении и засорять вентиляторы 15 и пространства между пластинами 13, тем самым снижая способность уличного фонаря к рассеиванию тепла. Во-вторых, вентиляторы 15 имеют подвижные части и, вероятно, будут неправильно работать, особенно если они подвергаются воздействию пыли, влаги и насекомых, которые попадают через вентиляционные щелевые отверстия 16. Кроме того, вентиляторам 15 также необходим источник питания, который не может быть использован для питания светодиодов. В довершение ко всему, вентиляторы 15 увеличивают цену уличного фонаря.
Необходим способ рассеивания тепла из светодиодного уличного фонаря, который исключает попадание пыли, влаги и насекомых через вентиляционные щелевые отверстия в верхнюю крышку уличного фонаря и который не требует наличия вентиляторов.
СУЩНОСТЬ НАСТОЯЩЕГО ИЗОБРЕТЕНИЯ
Традиционный уличный фонарь модифицируется путем внешней установки источника светодиодного освещения с прикрепленным радиатором. Радиатор имеет профиль с очень малой высотой и незаметно висит вместе с источником светодиодного освещения несколько ниже пространства, которое бы в ином случае было занято защитным стеклом уличного фонаря. Источник освещения с радиатором включает первую пластинчатую конструкцию с большими пластинами, вторую пластинчатую конструкцию с меньшими пластинами, колбу, установочную платформу и светодиоды, закрепленные на установочной платформе. Большие пластины ориентированы параллельно меньшим пластинам. Большие пластины образуют с первым основанием единое целое, а меньшие пластины образуют со вторым основанием единое целое. Нижняя поверхность второго основания соприкасается с большими пластинами. Большие пластины более чем в два раза выше меньших пластин, а меньших пластин более чем в два раза больше, чем больших пластин, на одинаковом расстоянии, перпендикулярном пластинам. Каналы формируются между большими пластинами и нижней поверхностью второго основания. Один конец каждого канала блокируется конечной стенкой, и впускные отверстия проходят через первое основание в каждый канал рядом с конечной стенкой.
Установочная платформа со светодиодами крепится к нижней части первого основания. Колба крепится к нижней поверхности первого основания, так что установочная платформа и светодиоды ограничиваются колбой и нижней поверхностью. Окружающий воздух удаляется из пространства, и пространство заполняется инертным газом для предотвращения снижения свойств светодиодов. Пространство затем герметизируется. Тепло, генерируемое светодиодами, выводится через установочную платформу, первое основание и большие пластины в воздух в каналах. Распространяющийся нагретый воздух выходит из каналов через открытые концы напротив конечной стенки и втягивает холодный воздух в каналы через впускные отверстия. Установленный снаружи радиатор препятствует работе светодиодов на чрезмерно высоких температурах и предотвращает снижение свойств светодиодов и соответственных светоизлучающих веществ путем передачи тепла от светодиодов без использования вентиляторов и без необходимости вентиляционных щелевых отверстий в верхней крышке уличного фонаря.
Заменяемая лампа светодиодного освещения, которая может быть использована для модифицирования традиционного уличного фонаря, с возможностью съема крепится к радиатору, который несъемно крепится к уличному фонарю. Лампа светодиодного освещения включает основание, колбу, уплотнительное кольцо, установочную платформу и светодиоды, прикрепленные к установочной платформе. Установочная платформа крепится к основанию. Термопрокладка полностью покрывает установочную платформу и часть внешней поверхности основания. Поверхность установочной платформы напротив светодиодов в основном расположена в одной плоскости с частью внешней поверхности основания, покрытой термопрокладкой.
Камера, которая содержит светодиоды, формируется между основанием и колбой. Камера заполняется инертным газом и затем герметизируется. Уплотнительное кольцо размещается в пазу на внешней поверхности основания. Уплотнительное кольцо формирует воздухонепроницаемую границу между внешней поверхностью основания и радиатором, так что газ, который со временем вытекает из камеры через основание и вокруг установочной платформы, не выйдет за границу уплотнительного кольца.
Способ производства заменяемой лампы светодиодного освещения включает крепление установочной платформы к основанию лампы светодиодного освещения, покрытие установочной платформы термопрокладкой, крепление колбы к основанию для формирования камеры и заполнение камеры инертным газом. Установочная платформа с прикрепленными светодиодами крепится к основанию лампы светодиодного освещения. Затем используется термопаста для крепления термопрокладки к поверхности установочной платформы напротив светодиодов. Вся установочная платформа и часть внешней поверхности основания покрываются термопрокладкой. Колба крепится к основанию напротив внешней поверхности, так что формируется камера между основанием и колбой. Камера заполняется инертным газом, например аргоном, и затем герметизируется. Уплотнительное кольцо вставляется внутрь паза на внешней поверхности основания. Затем основание с возможностью съема крепится к радиатору, так что уплотнительное кольцо формирует границу между внешней поверхностью основания и радиатором, через которую инертный газ, который может вытечь из камеры через основание и вокруг установочной платформы, не сможет проникнуть за пределы границы.
Дальнейшие детали, варианты и методы описываются ниже в подробном описании. Данное краткое описание не предусмотрено для определения настоящего изобретения. Настоящее изобретение определяется формулой изобретения.
КРАТКОЕ ОПИСАНИЕ ЧЕРТЕЖЕЙ
На сопутствующих чертежах, на которых одинаковые цифры обозначают одинаковые компоненты, изображены варианты настоящего изобретения.
На ФИГ.1 (известный уровень техники) изображен перспективный вид существующего светодиодного уличного фонаря, который рассеивает тепло путем выдувания горячего воздуха из верхней части через вентиляционные щелевые отверстия.
На ФИГ. 2 изображен перспективный вид сбоку модифицированного уличного фонаря с установленными снаружи источником светодиодного освещения и прикрепленным радиатором.
На ФИГ. 3 изображен более подробный перспективный вид источника освещения с радиатором, изображенного на ФИГ. 2.
На ФИГ. 4А-В изображены виды в поперечном разрезе источника освещения с радиатором, изображенного на ФИГ. 2.
На ФИГ. 5 изображен перспективный вид снизу источника освещения с радиатором, изображенного на ФИГ. 2, без колбы.
На ФИГ. 6 изображен перспективный вид в поперечном разрезе заменяемой светодиодной лампы, которая может быть прикреплена к радиатору с возможностью снятия.
На ФИГ. 7 изображен более подробный вид в поперечном разрезе светодиодной лампы, изображенной на ФИГ. 6.
На ФИГ. 8 изображен перспективный вид внешней поверхности основания светодиодной лампы, изображенной на ФИГ. 6, расположенной напротив колбы.
На ФИГ. 9 изображен перспективный вид противоположной стороны основания светодиодной лампы, изображенной на ФИГ. 8.
На ФИГ. 10 изображена блок-схема этапов производства заменяемой лампы светодиодного освещения, изображенной на ФИГ. 6.
ПОДРОБНОЕ ОПИСАНИЕ
Сейчас будет осуществлена подробная ссылка на некоторые варианты настоящего изобретения, примеры которых изображены на сопутствующих чертежах.
На ФИГ. 2 изображен перспективный вид сбоку модифицированного уличного фонаря 20 с установленным снаружи источником 21 светодиодного освещения с прикрепленным радиатором. На Фиг. 2 изображен корпус осветительного устройства GE M400 в форме «голова кобры», но модифицированный уличный фонарь 20 может являться корпусом для любого традиционного ртутного, натриевого или металлогалоидного уличного фонаря, который имеет модификацию в виде источника светодиодного освещения. Корпус уличного фонаря 20 включает верхнюю крышку 22 и нижнюю крышку 23. Традиционный источник освещения и защитное стекло были удалены из конструкции уличного фонаря 20. Источник 21 освещения с радиатором свисает с решетки 24, которая крепится на внутренней стороне края вокруг отверстия в нижней крышке 23, в котором обычно крепилось удаленное защитное стекло. Решетка 24 закрепляется на нижней крышке 23 винтами изнутри. Источник 21 освещения с радиатором крепится к решетке 24 с помощью четырех проставок 25.
Источник 21 освещения с радиатором включает множество светодиодов (LED), прикрепленных к нижней поверхности 26 радиатора 27. Радиатор 27 имеет профиль с очень малой высотой для такого количества рассеиваемого тепла, что позволяет установить источник 21 освещения с радиатором снаружи незаметно под корпусом модифицированного уличного фонаря 20. Светодиоды в виде ряда заключены в корпус и закрыты колбой 28. Колба 28 крепится к нижней поверхности 26 с использованием уплотнительного кольца 29. В одном варианте Колба 28 изготавливается из прозрачного поликарбоната. Колба 28 также может быть изготовлена из стекла или органического стекла (поли[метилметакрилата]). На обе стороны уплотнительного кольца 29 нанесен адгезив, так что одна сторона приклеивается к нижней поверхности 26, а другая сторона приклеивается к колбе 28. Электрические драйверы для светодиодов спрятаны в корпусе уличного фонаря 20. В одном варианте провода, питающие светодиоды, проходят через щели в уплотнительном кольце 29. В другом варианте провода, обеспечивающие электричеством светодиоды, от корпуса проходят через полые проставки 25 и через радиатор 27 внутрь пространства, сформированного колбой 28. В еще одном варианте изобретения провода, обеспечивающие электричеством светодиоды, свободно опускаются через центральное отверстие в решетке 24, через отверстия в радиаторе 27 и затем в пространство, сформированное колбой 28. Таким же образом, отверстия, через которые колба 28 заполняется инертным газом и через которые окружающий воздух удаляется из колбы 28, могут также проходить через уплотнительное кольцо 29 или через нижнюю поверхность 26 радиатора 27. На ФИГ. 2 изображены отверстия 30 в нижней поверхности 26 радиатора 27, через которые окружающий воздух втягивается в радиатор 27, поскольку горячий воздух выходит с другой стороны (по направлению к обратной части, как изображено на ФИГ. 2) радиатора 27.
На ФИГ. 3 изображен более подробный перспективный вид источника 21 освещения с радиатором. Источник 21 освещения с радиатором включает первую пластинчатую конструкцию 31 и вторую пластинчатую конструкцию 32. Первая пластинчатая конструкция 31 имеет множество параллельно ориентированных больших пластин 33, которые образуют с первым основанием 34 единое целое. Первое основание 34 имеет первую нижнюю поверхность 26, расположенную напротив больших пластин 33. Первая нижняя поверхность 26 первого основания 34 также является нижней поверхностью 26 радиатора 27. Вторая пластинчатая конструкция 32 имеет множество параллельно ориентированных меньших пластин 35, которые образуют со вторым основанием 36 единое целое. Второе основание 36 имеет вторую нижнюю поверхность 37, расположенную напротив меньших пластин 35. Вторая нижняя поверхность 37 соприкасается с верхними частями больших пластин 33. Вторая пластинчатая конструкция 32 плотно крепится винтами к первой пластинчатой конструкции 31 для обеспечения хорошей теплопроводности между большими пластинами 33 и нижней поверхностью 37. Большие пластины 33 более чем в два раза выше меньших пластин 35. Например, большие пластины 33 более шести сантиметров в высоту, в то время как меньшие пластины 35 менее трех сантиметров в высоту. Каналы 38 формируются между большими пластинами, второй нижней поверхностью 37 и первым основанием 34. Один конец каждого канала 38 блокируется конечной стенкой 39. Конечная стенка 39 является частью первого основания 34. Внешняя сторона конечной стенки 39 видна на ФИГ. 2. Впускные отверстия 30 проходят через первое основание 34 в каждый из каналов 38 в конце каждого канала, заблокированного конечной стенкой 39. В варианте, изображенном на ФИГ. 3, три впускных отверстия 30 выходят в каждый канал 38.
Тепло, сгенерированное светодиодами, прикрепленными к первой нижней поверхности 26, втягивается в первую пластинчатую конструкцию 31 и нагревает воздух вокруг больших пластин 33, тем самым удаляя некоторое количество тепловой энергии с поверхностей радиатора 27. Затем нагретый воздух выходит через открытые концы каналов 38, втягивая холодный воздух внутрь заблокированных концов каналов через впускные отверстия 30. Большие пластины 33 выше и находятся на большем расстоянии друг от друга, чем меньшие пластины 35, для обеспечения более свободного прохода воздуха через каналы 38 в горизонтальном направлении. Некоторое количество тепла передается от первой пластинчатой конструкции 31 второй пластинчатой конструкции 32 и нагревает меньшие пластины 35. Нагретый воздух может беспрепятственно подниматься вертикально из-за меньшей высоты меньших пластин 35. Следовательно, меньшие пластины 35 могут рассеять больше тепла, несмотря на более узкие каналы между пластинами, что обеспечивает большую площадь поверхности, чем вся вторая пластинчатая конструкция 32.
На ФИГ. 3 также изображена решетка 24, с которой свисает источник 21 освещения с радиатором. После установки источник 21 освещения с радиатором крепится к корпусу уличного фонаря 20 с помощью решетки 24 и размещается под корпусом. Во время установки верхняя крышка 22 корпуса уличного фонаря 20 снимается с нижней крышки 23 и источник светодиодного освещения с прикрепленным радиатором 21 вставляется с внутренней стороны корпуса через отверстие (для оригинального защитного стекла) в нижней крышке 23, так что решетка 24 остается на внутреннем краю отверстия. Решетка 24 имеет отверстие по центру и изогнутые ребра, которые обеспечивают проход воздуха через решетку.
На ФИГ. 4А-В изображены виды в поперечном разрезе источника 21 освещения с радиатором, прикрепленного к решетке 24 проставками 25. На ФИГ. 4А изображен вид в поперечном разрезе, ориентированном параллельно большим пластинами 33 и меньшим пластинам 35 и направленном вдоль каналов 38. На ФИГ. 4А показано, что меньших пластин 35, расположенных на втором основании 36, более чем в два раза больше на единицу расстояния, чем больших пластин 33, расположенных на первом основании 34, перпендикулярном меньшим пластинам 35. На ФИГ. 4А изображено тридцать пять меньших пластин 35 на каждые шестнадцать больших пластин 33 в перпендикулярном пластинам измерении. В варианте, в котором большие пластины 33 приблизительно шесть сантиметров в высоту, что эквивалентно приблизительно 1,17 меньших пластин на каждые 0,53 больших пластин на сантиметр расстояния, перпендикулярного меньшим пластинам 35.
На ФИГ. 4А также показано, что винты 40 проходят через полый центр проставок 25 и вкручиваются во второе основание 36. Другие винты 41 проходят через второе основание 36 и вкручиваются в первое основание 34. Еще одни меньшие винты 42 крепят установочную платформу 43 к первой нижней поверхности 26 первого основания 34. Установочная платформа 43 также крепится к первой нижней поверхности 26 с помощью термопасты, которой покрывают поверхности между первой пластинчатой конструкцией 31 и установочной платформой 43. Термопаста также улучшает передачу тепла от установочной платформы 43 к первой пластинчатой конструкции 31. Установочная платформа 43 проводит тепло, но не проводит электричество. Например, платформа 43 может быть изготовлена из оксида алюминия (Al2O3) или нитрида алюминия (AlN).
Кристаллы светодиодов (LED) крепятся к нижней поверхности установочной платформы 43 посредством диэлектрического слоя. Кристаллы светодиодов покрываются слоем светоизлучающего вещества 44, которое преобразовывает часть голубого света, сгенерированного светодиодами, в свет желтой области оптического спектра. Сочетание голубого света и желтого света воспринимается человеком в качестве «белого» света. Если устанавливается источник 21 освещения с радиатором, то свет, генерируемый кристаллами светодиодов и светоиздучающим веществом 44, светит вниз с установочной платформы 43 через колбу 28 на участок улицы под модифицированным уличным фонарем 20.
Колба 28 крепится к первой нижней поверхности 26 посредством уплотнительного кольца 29, так что уплотнительная платформа 43 и светодиоды закрываются колбой 28 и первой нижней поверхностью 26. Уплотнительное кольцо 29 может иметь несколько компонентов, например более широкое кольцо с адгезивом на обеих сторонах и более узкое высокое кольцо, на которое устанавливается колба 28. Более высокое кольцо имеет отверстия, через которые провода и газовые трубки могут проходить между более широким кольцом и колбой 28.
На ФИГ. 4В изображен вид в поперечном разрезе источника 21 освещения с радиатором, направленном перпендикулярно большим пластинам 33 и меньшим пластинам 35. Тепло, генерируемое светодиодами и светоизлучающим веществом 44, передается через установочную платформу 43 к первому основанию 34 и большим пластинам 33 к воздуху в каналах 38. Распространяющийся нагретый воздух выходит из каналов 38 через открытые концы напротив конечной стенки 39 и втягивает холодный воздух в каналы через впускные отверстия 30, как показано пунктирными линиями на ФИГ. 4 В. Воздух, нагретый меньшими пластинами 35, поднимается прямо вверх к решетке 24.
На ФИГ. 5 изображен перспективный вид снизу источника 21 освещения с радиатором. Колба 28 была удалена с чертежа, изображенного на ФИГ. 5, для демонстрации установочной платформы 43, прикрепленной к первой нижней поверхности 26 первой пластинчатой конструкции 31. В варианте, изображенном на ФИГ. 5, колба 28 несъемно крепится к первой нижней поверхности 26. Светодиоды 45, расположенные в виде матрицы 4х4, устанавливаются на установочную платформу 43 и покрываются слоем светоизлучающего вещества 44. В другом варианте светодиоды 45 располагаются в порядке 10х10. Четыре винтовых отверстия 46 в первой нижней поверхности 26 не используются в варианте, изображенном на ФИГ. 5. Однако в другом варианте колба 28 и светодиоды 45 крепятся не несъемно к первой нижней поверхности 26. Вместо этого установочная платформа 43 и светодиоды 45 включаются в заменяемую светодиодную лампу, которая крепится с помощью винтов в четырех винтовых отверстиях 46.
На ФИГ. 6 изображен перспективный вид в поперечном разрезе заменяемой светодиодной лампы 47, которая может быть прикреплена с возможностью съема к нижней поверхности 26 радиатора 27. Светодиодная лампа 47 включает основание 48, термопрокладку 49, установочную платформу 43, светодиоды 45, уплотнительное кольцо 50 и колбу 51. Светодиоды 45 крепятся к установочной платформе 43 таким же образом, как в варианте, изображенном на ФИГ. 5. Основание 48 изготавливается из металла, например алюминия, или ABS-пластика. Установочная платформа 43 садится на четыре столбика 52, которые выступают вверх (в направлении, указанном на ФИГ. 6) от выступов основания 48 внутрь выемок в установочной платформе 43. Термопрокладка 49 полностью покрывает установочную платформу 43 и часть внешней поверхности 53 основания 48. Установочная платформа 43 имеет первую поверхность 54, расположенную напротив светодиодов 45, которая находится в одной плоскости с частью внешней поверхности 53 основания 48, которая покрывается термопрокладкой 49. В одном варианте имеется неглубокая выемка на внешней поверхности 53, размер и глубина которой приблизительно равняются размеру и толщине термопрокладки 49. Выемка позволяет внешней поверхности термопрокладки 49 находиться в основном в одной плоскости с оставшейся частью внешней поверхности 53 основания 48. Прокладка приклеивается к внешней поверхности 53 посредством адгезива по краям термопрокладки 49. Термопаста также используется для крепления термопрокладки 49 к установочной платформе 43 и к части внешней поверхности 53.
Камера 55 или пространство формируется между основанием 48, установочной платформой 43 и колбой 51. Светодиоды 45 размещаются внутри камеры 55. Камера 55 заполняется азотом или инертным газом, например аргоном, для предотвращения снижения свойств светодиодов 45 и светоизлучающего вещества 44. Азот или инертный газ добавляется через первое клапанное отверстие 56, а воздух внутри камеры 55 удаляется через второе клапанное отверстие 57. Клапанные отверстия 56-57 закрываются после заполнения камеры 55 газом и камера 55 герметизируется. Провода 58, обеспечивающие питание светодиодов 45, проходят через отверстия в стенках основания 48. Отверстия для проводов включают расширяющуюся часть, содержащую уплотняющую втулку 59, через которую проходят провода 58. Эпоксидный клей 60 герметизирует небольшие пространства между уплотняющей втулкой 59 и отверстием, а также между уплотняющей втулкой 59 и проводами 58.
Перед установкой светодиодной лампы 47 на радиатор 27 с помощью термопасты и термопрокладки 49 создается герметичное уплотнение, которое предотвращает вытекание инертного газа из камеры 55 вокруг установочной платформы 43. Термопрокладка 49 и эпоксидный клей 60 вокруг уплотняющей втулки 59 используются для герметизации камеры 55. Однако герметичное уплотнение может со временем изнашиваться. При длительном эксплуатационном сроке службы светодиодной лампы 47 инертный газ может вытечь из камеры 55 путем протекания вокруг установочной платформы 43 и в нижней части термопрокладки 49. Таким образом, используется уплотнительное кольцо 50 для создания более долговечного уплотнения между внешней поверхностью 53 основания 48 и нижней поверхностью 26 радиатора 27. Хотя через некоторое время инертный газ может вытечь через установочную платформу 43, но он не протечет между внешней поверхностью 53 и нижней поверхностью 26 через уплотнение, созданное уплотнительным кольцом 50. Уплотнительное кольцо 50 размещается в пазу 61 на внешней поверхности 53 основания 48. Уплотнительное кольцо 50 впрессовывается в углы паза 61 для создания герметичного уплотнения, поскольку светодиодная лампа 47 крепится посредством винтов к радиатору 27, а внешняя поверхность 53 и нижняя поверхность 26 прикручиваются друг к другу.
Поскольку светодиодная лампа 47 устанавливается на радиаторе 27, то основание 48 крепится с помощью винтов прямо к радиатору без поворота внешней поверхности 53 основания 48 над нижней поверхностью 26 радиатора 27. Поворот светодиодной лампы 47 во время вдавливания внешней поверхности 53 в нижнюю поверхность 26 приведет к вращению термопрокладки 49 и смещению уплотнения, сформированного вокруг установочной платформы 43, и термопрокладки 49, которая предотвращает вытекание инертного газа из камеры 55. Таким образом, не вращающийся способ крепления светодиодной лампы 47 к радиатору 27 обеспечивает большую термопрокладку, которая может передать более 100 Вт тепловой энергии, оставаясь на месте, поскольку устанавливается светодиодная лампа 47. Вращающиеся методы крепления светодиодной лампы на данный момент не предусматривают наличие термопрокладок между светодиодами и внешним радиатором, которые могут передать большое количество энергии, например более 30 Вт.
На ФИГ. 6 также показано, что светодиодная лампа 47 включает отражатель 62, который распределяет свет, сгенерированный светодиодами 45 и светоизлучающим веществом 44, по широкой области на земле под уличным фонарем 20.
На ФИГ. 7 изображен более подробный вид в поперечном разрезе светодиодной лампы 47, изображенной на ФИГ. 6. На ФИГ. 7 показано, как термопрокладка 49 полностью покрывает установочную платформу 43 и часть внешней поверхности 53 основания 48. На ФИГ. 7 также показано, как эпоксидный клей 60 герметизирует отверстия для проводов вокруг уплотняющей втулки 59.
На ФИГ. 8 изображен перспективный вид внешней поверхности 53 основания 48. Термопрокладка 49 была удалена с чертежа, изображенного на ФИГ. 8, для того, чтобы показать установочную платформу 43, которая была посажена на четыре столбика 52, которые выступают вверх от выступов в основании 48 внутрь отверстий в установочной платформе 43. На ФИГ. 8 изображена неглубокая выемка 63 на внешней поверхности 53, площадь и глубина которой приблизительно равняются площади и толщине термопрокладки 49.
На ФИГ. 9 изображен перспективный вид противоположной стороны основания 48, показанной на ФИГ. 8. На ФИГ. 9 изображена установочная платформа 43, которая была посажена на четыре столбика 52, которые выступают вверх от выступов в основании 48. Слой светоизлучающего вещества 44 внутри круга, содержащего кольцо на установочной платформе 43, покрывает кристаллы 45 светодиодов. При удалении с чертежа, изображенного на ФИГ. 9, колбы 51 становится видна кольцевая стенка 64 основания 48, к которой крепится колба 51.
На ФИГ. 10 изображена блок-схема, на которой показаны этапы 65-70 способа изготовления заменяемой лампы светодиодного освещения для уличного фонаря. Лампа светодиодного освещения может быть заменена независимо от соответствующего радиатора, который остается прикрепленным к уличному фонарю.
На первом этапе 65 установочная платформа 43 крепится к основанию 48 светодиодной лампы 47. По меньшей мере один кристалл светодиода крепится к установочной платформе 43 перед креплением платформы к основанию светодиодной лампы 47. Установочная платформа 43 крепится к основанию 48 путем посадки платформы на поддерживающие столбики 52, которые выступают вверх от основания 48. Установочная платформа 43 крепится к основанию 48 с внешней поверхности 53 и покрывает прямоугольное отверстие в основании 48.
На этапе 66 установочная платформа 43 с внешней поверхности 53 (противоположной светодиоду) полностью покрывается термопрокладкой 49. Термопрокладка 49 также покрывает часть внешней поверхности, которая придает форму установочной платформе 43. С помощью адгезива склеиваются края термопрокладки 49 с внешней поверхностью 53. Кроме того, для крепления термопрокладки 49 к установочной платформе 43 и внешней поверхности 53 используется термопаста.
На этапе 67 уплотнительное кольцо 50 вставляется в паз 61 на внешней поверхности 53 основания 48. Во время установки уплотнительное кольцо 50 используется для создания герметичного уплотнения между внешней поверхностью 53 светодиодной лампы 47 и нижней поверхностью 26 радиатора 27, который крепится к уличному фонарю 20.
На этапе 68 колба 51 крепится к кольцевой стенке 64 основания 48, расположенной напротив внешней поверхности 53. При креплении лампы 51 формируется камера 55 между основанием 48, установочной платформой 43 и колбой 51.
На этапе 69 камера 55 заполняется инертным газом, например аргоном. Инертный газ добавляется в камеру 55 через первое клапанное отверстие 56, а воздух внутри камеры 55 удаляется через второе клапанное отверстие 57. После приблизительно пяти минут закачивания инертного газа внутрь камеры 55 почти весь окружающий воздух в камере уже удален, и камера содержит более 99% инертного газа. Затем камера 55 герметизируется.
На этапе 70 основание 48 светодиодной лампы 47 с возможностью съема крепится к двух листовому радиатору 27, так что уплотнительное кольцо 50 формирует границу между внешней поверхностью 53 основания 48 и нижней поверхностью 26 радиатора 27, через которую инертный газ из камеры 55, который может вытечь из камеры 55 вокруг установочной платформы 43, но не сможет проникнуть за пределы границы.
Несмотря на то, что некоторые конкретные варианты описываются выше в инструктивных целях, идеи данного патента имеют общую применимость и не ограничиваются конкретными вариантами, описанными выше. Соответственно, различные усовершенствования, доработки и сочетания различных особенностей описанных вариантов могут применяться на практике без отступления от объема настоящего изобретения, как указано далее в формуле изобретения.
1. Устройство, содержащее: первую пластинчатую конструкцию с первым рядом параллельно ориентированных больших пластин, образующих с первым основанием единое целое, где первое основание имеет первую нижнюю поверхность, расположенную напротив больших пластин; вторую пластинчатую конструкцию со вторым рядом параллельно ориентированных меньших пластин, образующих со вторым основанием единое целое, где второе основание имеет вторую нижнюю поверхность, расположенную напротив меньших пластин, где вторая нижняя поверхность соприкасается с большими пластинами, где большие пластины ориентированы параллельно меньшим пластинам, где большие пластины более чем в два раза выше меньших пластин, где меньших пластин, расположенных на втором основании, более чем в два раза больше на единицу расстояния, чем больших пластин, расположенных на первом основании, перпендикулярном меньшим пластинам, где между большими пластинами, второй нижней поверхностью и первым основанием сформированы каналы, где первый конец каждого канала блокируется конечной стенкой и где впускное отверстие проходит через первое основание внутрь каждого канала в первом конце каждого канала; установочную платформу, прикрепленную к первой нижней поверхности; и светодиод (LED), прикрепленный к установочной платформе.
2. Устройство по п. 1, дополнительно содержащее: колбу, прикрепленную к первой нижней поверхности, где установочная платформа и светодиод ограничены колбой и первой нижней поверхностью.
3. Устройство, содержащее: источник освещения с радиатором, включающий: первую пластинчатую конструкцию с параллельно ориентированными большими пластинами, образующими с первым основанием единое целое, где первое основание имеет первую нижнюю поверхность, расположенную напротив больших пластин; вторую пластинчатую конструкцию с параллельно ориентированными меньшими пластинами, образующими со вторым основанием единое целое, где второе основание имеет вторую нижнюю поверхность, расположенную напротив меньших пластин, где вторая нижняя поверхность соприкасается с большими пластинами, где большие пластины более чем в два раза выше меньших пластин, где каналы сформированы между большими пластинами, второй нижней поверхностью и первым основанием и где впускное отверстие проходит через первое основание внутрь каждого канала; и светодиод (LED), прикрепленный к первой нижней поверхности; и корпус уличного фонаря, где источник освещения с радиатором прикреплен к корпусу и размещен под корпусом.
4. Устройство по п. 3, где источник освещения с радиатором установлен снаружи на корпусе посредством проставок, прикрепленных ко второй пластинчатой конструкции.
5. Устройство по п. 3, где источник освещения с радиатором дополнительно включает установочную платформу, размещенную между светодиодом и первой нижней поверхностью, и, где светодиод прикреплен к первой нижней поверхности посредством установочной платформы.
6. Устройство по п. 3, где источник освещения с радиатором также включает колбу, прикрепленную к первой нижней поверхности, и где светодиод ограничен колбой и первой нижней поверхностью.
7. Устройство, содержащее: основание с внешней поверхностью; уплотнительное кольцо, размещенное в пазу на внешней поверхности; установочную платформу, прикрепленную к основанию; светодиод (LED), прикрепленный к установочной платформе; и колбу, где между основанием и колбой сформирована камера и где внутри камеры размещен светодиод.
8. Устройство по п. 7, где камера загерметизирована.
9. Устройство по п. 7, дополнительно содержащее: термопрокладку, которая полностью покрывает установочную платформу и часть внешней поверхности основания, где установочная платформа имеет первую поверхность, размещенную напротив светодиода, и где первая поверхность установочной платформы в основном находится в одной плоскости с частью внешней поверхности основания.
10. Устройство по п. 7, где устройство прикреплено с возможностью съема к радиатору и где радиатор несъемно прикреплен к уличному фонарю.
11. Устройство по п. 7, где устройство прикреплено с возможностью съема к радиатору и где уплотнительное кольцо формирует воздухонепроницаемую границу между внешней поверхностью основания и радиатором, так что газ не может выйти из камеры через основание за границу уплотнительного кольца.
12. Устройство по п. 7, где устройство с возможностью съема прикреплено к радиатору и где радиатор включает: первую пластинчатую конструкцию с параллельно ориентированными большими пластинами, образующими с первым основанием единое целое, где первое основание имеет первую нижнюю поверхность, расположенную напротив больших пластин, и где устройство с возможностью съема прикреплено к первой нижней поверхности; и вторую пластинчатую конструкцию с параллельно ориентированными меньшими пластинами, образующими со вторым основанием единое целое, где второе основание имеет вторую нижнюю поверхность, расположенную напротив меньших пластин, где вторая нижняя поверхность соприкасается с большими пластинами, где большие пластины более чем в два раза выше меньших пластин, где каналы сформированы между большими пластинами, второй нижней поверхностью и первым основанием и где впускное отверстие проходит через первое основание внутрь каждого канала.
13. Способ производства, включающий: крепление установочной платформы к основанию, где светодиод (LED) крепят к установочной платформе; вставку уплотнительного кольца в паз на внешней поверхности основания; крепление колбы к основанию напротив внешней поверхности, где камера формируется между основанием и колбой; и герметизацию камеры.
14. Способ по п. 13, дополнительно включающий: крепление с возможностью съема основания к радиатору, так что формируется граница между внешней поверхностью основания и радиатором, через которую инертный газ не может выйти из камеры через основание вокруг установочной платформы и за пределы границы.
15. Устройство по п.7, дополнительно содержащее отражатель, размещенный внутри камеры колбы, причем отражатель спроектирован таким образом, чтобы распределять свет, сгенерированный светодиодом.
