RU2702342C1

RU2702342C1 - Led lamp with internal cooling

Info

Publication number: RU2702342C1
Application number: RU2019113221A
Authority: RU
Inventors: Виктор Викторович Сысун; Татьяна Николаевна Хорошева
Original assignee: Виктор Викторович Сысун; Татьяна Николаевна Хорошева
Priority date: 2019-04-29
Filing date: 2019-04-29
Publication date: 2019-10-08

Abstract

FIELD: lighting engineering.

SUBSTANCE: invention relates to the field of lighting equipment, namely to LED lamps with a volume LED module cooled by coolant air, the movement of which is organized by natural draft. Lamp comprises light-transmitting bulb filled with heat-conducting gas bulb with bulky LED module assembled in it based on two, three or more LED filaments or LED lines with heat-conducting base, cooled by pipeline coaxially installed in bulb – conductive-convective heat exchanger with pipeline of round, polygonal or stellar cross-section, which is tightly connected at opposite ends to holes in walls of bulb and forms in it a longitudinal channel, which transmits air-coolant. Pipe fittings at that create internal heat radiator of LED lamp module with natural air draft due to difference of temperature and pressure during operation inside pipeline and in lamp surrounding space. Heat exchanger pipeline can be made with cooling ribs on surface facing bulb transmitting walls, simultaneously forming cells of concave reflectors with LED filaments installed in them or LED lines with the possibility of redistribution of radiation of light-emitting diodes on walls of the bulb and simultaneous shading of radiation of adjacent LED filaments or LED lines, excluding radiation heat exchange between them, as well as confining conductive-convective heat exchange in the flask. Heat exchanger pipeline fittings are made of heat-conducting metal, for example, from aluminum alloy, or from the same material as the lamp bulb. Driver is also cooled, separated from it by air gap and arranged protruding from base of lamp in pipeline channel. Lamp can be made with light-emitting diodes of filaments and lines of short-wave, for example, blue radiation with re-radiation and scattering into white light by remote luminophore, which is applied or integrated into walls of bulb that transmit radiation.

EFFECT: high efficiency of heat exchange between light-emitting diodes and their reinforcement with a surrounding medium, high power and improved lighting and operational characteristics in bulb flasks of minimized dimensions, which is achieved by using internal cooling.

10 cl, 2 dwg

Description

Изобретение относится к полупроводниковой светотехнике, в частности, к светодиодным /СД/ лампам преимущественно с объемным СД модулем, образованным совокупностью нескольких СД минимодулей, филаментов или протяженных линеек с собранными на них светодиодами с р-n переходами, генерирующими оптическое излучение, покрытыми слоем оптически прозрачного компаунда, в том числе с интегрированным в нем люминофором, изменяющим спектральный состав излучения светодиодов.The invention relates to semiconductor lighting technology, in particular, to LED / LED / lamps mainly with a volumetric LED module formed by a combination of several LEDs of minimodules, filaments or extended lines with LEDs assembled on them with pn junctions generating optical radiation coated with a layer of optically transparent compound, including with the integrated phosphor in it, which changes the spectral composition of the radiation of LEDs.

Лампы предназначены для бытового, общепромышленного и специального применения для замены ламп накаливания и газоразрядных ламп малой и средней мощности.The lamps are designed for domestic, general industrial and special applications for replacing incandescent and discharge lamps of small and medium power.

Известны светодиодные лампы с полым объемным СД модулем, принудительно охлаждаемым изнутри тепловыми трубами /1, 2/ или электровентиляторами /3, 4/, установленными в теплорассеивающем оребренном корпусе лампы.Known LED lamps with a hollow volumetric LED module, forced to be internally cooled by heat pipes / 1, 2 / or electric fans / 3, 4 /, installed in a heat-dissipating finned lamp housing.

Наряду с возможностями существенного повышения мощности ламп за счет интенсификации теплообмена, лампы обладают недостатками, обусловленными необходимостью усложнения конструкции, увеличения габаритов, связанных с применением металлоемких наружных радиаторов и средств принудительного охлаждения (вентиляторов), повышения стоимости.Along with the possibilities of a significant increase in lamp power due to the intensification of heat transfer, lamps have drawbacks due to the need to complicate the design, increase the dimensions associated with the use of metal-intensive external radiators and forced cooling (fans), increase the cost.

Известна СД филаментная лампа /5/, выбранная в качестве прототипа, выполненная в герметичной светопропускающей колбе с цоколем, заполненная газом с низким коэффициентом вязкости и приемлемой теплопроводностью (гелий, водород, их смеси) под давлением 50-1500 Тор, и установленным внутри объемным СД модулем из 4-6 СД филаментов, собранных на держателе, подключенных последовательно или параллельно-последовательно между собой, к драйверу и к стандартному цоколю.Known LED filament lamp / 5 /, selected as a prototype, made in a sealed light-transmitting bulb with a cap, filled with gas with a low viscosity coefficient and acceptable thermal conductivity (helium, hydrogen, mixtures thereof) under a pressure of 50-1500 Torr, and a volumetric LED installed inside a module of 4-6 LED filaments assembled on a holder, connected in series or parallel-sequentially with each other, to the driver and to the standard base.

Подобные лампы разработаны в колбах традиционных ламп накаливания и имеют мощность 6-8 Вт, а дальнейшее повышение мощности связано со снижением светоотдачи и срока службы ламп.Such lamps are designed in bulbs of traditional incandescent lamps and have a power of 6-8 W, and a further increase in power is associated with a decrease in light output and lamp life.

Недостатки известной СД лампы обусловлены трудностями организации эффективного теплообмена светодиодов и филаментов с окружающим лампу пространством.The disadvantages of the known LED lamps are due to the difficulties in organizing efficient heat transfer of LEDs and filaments with the space surrounding the lamp.

На долю конвективного теплообмена в замкнутом объеме колбы лампы согласно /6/ приходится 10% от общего отводимого тепла, а теплопроводность газов с низким коэффициентом вязкости не превышает 0,2 Вт/ (м.К.) /7/. Кроме того, в колбах ламп кроме кондуктивно-конвективного теплообмена между СД филаментами и стенками колбы происходит дополнительно взаимное нагревание СД филаментов между собой излучением, которое возрастает с увеличением их количества и мощности светодиодов, т.е. при повышении мощности лампы, а также при уменьшении габаритов колбы.According to / 6 /, convective heat transfer in the closed volume of the lamp bulb accounts for 10% of the total heat removed, and the thermal conductivity of gases with a low viscosity coefficient does not exceed 0.2 W / (m.K.) / 7 /. In addition, in the bulb of lamps, in addition to the conductive-convective heat exchange between the LED filaments and the walls of the bulb, there is an additional mutual heating of the LED filaments with each other by radiation, which increases with an increase in their number and power of LEDs, i.e. with increasing lamp power, as well as reducing the size of the bulb.

Целью предполагаемого изобретения является повышение эффективности теплообмена светодиодов и несущей их арматуры с окружающей лампу средой, повышение мощности лампы и улучшения светотехнических и эксплуатационных характеристик.The aim of the proposed invention is to increase the efficiency of heat transfer of LEDs and their supporting armature with the environment surrounding the lamp, increasing lamp power and improving lighting and operational characteristics.

Поставленная цель достигается тем, что в светодиодной лампе с внутренним охлаждением, содержащей колбу со светопропускающими стенками, заполненную оптически прозрачным теплопроводным газом, с собранными в ней объемным светодиодным модулем с двумя, тремя или большим количеством протяженных светодиодных /СД/ филаментов или СД линеек с теплопроводным основанием, подключенных между собой, с драйвером и с цоколем лампы, указанная колба лампы выполнена с коаксиально установленным трубопроводом- кондуктивно-конвективным теплообменником с арматурой трубопровода круглого, многоугольного или звездообразного поперечного сечения, герметично соединенного на противоположных концах с отверстиями в стенках колбы и образующего в ней продольный канал, пропускающий воздух-хладоноситель, и создающего внутренний радиатор охлаждения объемного СД модуля лампы с естественной тягой за счет разности температуры и давления при эксплуатации внутри трубопровода и в окружающем лампу пространстве.This goal is achieved by the fact that in an LED lamp with internal cooling, containing a bulb with light-transmitting walls, filled with an optically transparent heat-conducting gas, with a volumetric LED module assembled in it with two, three or more extended LED / LED / filament or LED rulers with heat-conducting a base connected to each other, with a driver and with a lamp base, the indicated lamp bulb is made with a coaxially mounted conduit-convective heat exchanger pipe with a piping of a round, polygonal or star-shaped cross-section, hermetically connected at opposite ends with openings in the walls of the bulb and forming a longitudinal channel in it that passes air-coolant, and creating an internal cooling radiator for the volumetric LED lamp module with natural draft due to the difference in temperature and pressure during operation inside the pipeline and in the space surrounding the lamp.

Цель достигается также тем, что трубопровод теплообменника выполнен цилиндрическим, в форме усеченного конуса или усеченной пирамиды, из теплопроводного материала с ребрами охлаждения на поверхности, обращенной к стенкам светопропускающей колбы, формирующими ячейки вогнутых зеркализованных или диффузно рассеивающих излучение отражателей с установленными на фокальных плоскостях протяженными СД филаментами или с установленными на дне ячеек СД линейками объемного СД модуля в тепловом контакте со стенками трубопровода.The goal is also achieved by the fact that the heat exchanger pipeline is cylindrical, in the form of a truncated cone or a truncated pyramid, of heat-conducting material with cooling fins on the surface facing the walls of the light-transmitting flask, forming cells of concave mirrored or diffusely scattering radiation of reflectors with extended LEDs installed on the focal planes filaments or with the volumetric SD module lines installed at the bottom of the SD cells in thermal contact with the walls of the pipeline.

Цель достигается и тем, что протяженные ребра охлаждения выполнены на наружных и/или внутренних стенках трубопровода, имеющего шероховатую поверхность для турбулизации пограничного слоя потока воздуха-хладоносителя.The goal is achieved by the fact that the extended cooling fins are made on the outer and / or inner walls of the pipeline having a rough surface for turbulence of the boundary layer of the air-coolant stream.

Поставленная задача решается также тем, что ребра охлаждения, выполненные на наружных стенках трубопровода и образующие вогнутые ячейки отражателей, перераспределяющих излучение светодиодов на стенки колбы, одновременно затеняют излучение соседних СД филаментов или СД линеек объемного СД модуля, исключая радиационный теплообмен между ними и ограничивая кондуктивно-конвективный теплообмен в колбе.The problem is also solved by the fact that cooling fins made on the outer walls of the pipeline and forming concave cells of reflectors that redistribute the light emitting diodes to the walls of the bulb simultaneously obscure the radiation of neighboring LED filaments or LED lines of the volume LED module, excluding radiation heat exchange between them and limiting the conductive convective heat transfer in the flask.

Достижению цели способствует и то, что арматура трубопровода теплообменника выполнена из того же материала, что и колба лампы, в частности, из силикатного стекла и зеркализована или покрыта диффузно отражающим излучение слоем в зоне, обращенной к светопропускающим стенкам колбы.Achieving the goal is also facilitated by the fact that the fittings of the heat exchanger piping are made of the same material as the lamp bulb, in particular, silicate glass and are mirrored or coated with a layer diffusely reflecting radiation in the zone facing the light-transmitting walls of the bulb.

Цель достигается и тем, что арматура трубопровода теплообменника выполнена из теплопроводного металла на основе алюминиевого сплава, латуни или ковара, зеркализована в зоне, обращенной к светопропускающим стенкам колбы и герметично соединена с патрубками отверстий в стенках колбы кремний -органическим компаундом или припоем.The goal is also achieved by the fact that the fittings of the heat exchanger piping are made of heat-conducting metal based on aluminum alloy, brass or kovar, mirrored in the area facing the light-transmitting walls of the flask and hermetically connected to the nozzle holes in the walls of the flask with a silicon-organic compound or solder.

Решению поставленной задачи способствует также то, что протяженные СД филаменты или СД линейки объемного СД модуля собраны на кольцевых изоляторах, установленных в арматуре трубопровода и/или/на патрубках отверстий в стенках колбы.The solution to this problem is also facilitated by the fact that extended SD filaments or SD lines of the volumetric SD module are assembled on ring insulators installed in the pipe fittings and / or / on the nozzle openings in the walls of the flask.

Задача решается также тем, что драйвер заключен в защищенный корпус, выполненный из теплопроводного материала и установлен в цоколе лампы с возможностью размещения его выступающей части в канале внутреннего радиатора охлаждения теплообменника с естественной тягой с подключением средствами токоподвода к СД филаментам и СД линейкам и теплоизолирован от арматуры трубопровода воздушным зазором.The problem is also solved by the fact that the driver is enclosed in a protected housing made of heat-conducting material and installed in the lamp base with the possibility of placing its protruding part in the channel of the internal heat sink of a heat exchanger with natural draft with connection by means of current supply to the LED filaments and LED lines and insulated from fittings pipeline air gap.

Достижению цели способствует и то, что протяженные СД филаменты или СД линейки выполнены на светодиодах синего, голубого, фиолетового или коротковолнового белого излучения, а обращенные к светодиодам внутренние стенки светопропускающей колбы покрыты слоем оптически прозрачного силикона с размешанным в нем люминофором или указанный люминофор интегрирован в стенки колбы для переизлучения коротковолнового излучения светодиодов в белый свет и рассеивания его.Achieving the goal is also facilitated by the fact that extended LED filaments or LED lines are made using blue, blue, violet or short-wave white LEDs, and the inner walls of the light-transmitting bulb facing the LEDs are covered with a layer of optically transparent silicone with a phosphor mixed in it or the specified phosphor is integrated into the walls flasks for reradiating short-wavelength radiation of LEDs into white light and scattering it.

Предпочтительные варианты исполнения устройства согласно изобретению показаны на чертежах.Preferred embodiments of the device according to the invention are shown in the drawings.

Фиг. 1. Светодиодная лампа с внутренним охлаждением в колбе с кондуктивно-конвективным теплообменником в виде металлической арматуры трубопровода с каналом для воздуха-хладоносителя и радиатором охлаждения. Вид сбоку, частично в разрезе и с поперечным сечением А-А.FIG. 1. LED lamp with internal cooling in a bulb with a conductive-convective heat exchanger in the form of metal fittings for the pipeline with a channel for air-coolant and a cooling radiator. Side view, partially in section and with a cross section AA.

Фиг. 2. Светодиодная лампа с внутренним охлаждением теплообменником со стеклянной арматурой трубопровода для воздуха-хладоносителя. Вид сбоку, частично в разрезе с сечением А-А.FIG. 2. LED lamp with internal cooling by a heat exchanger with glass pipe fittings for air-coolant. Side view, partially in section with a section AA.

Показанная на фиг. 1. светодиодная лампа с внутренним охлаждением содержит стеклянную или выполненную из оптического поликарбоната колбу 1 со светопропускающими стенками, заполненную оптически прозрачным газом преимущественно с низким коэффициентом вязкости и повышенной теплопроводностью, с собранным в ней объемным светодиодным (СД) модулем 2 с двумя, тремя или большим количеством протяженных СД линеек 3 с теплопроводным основанием со светодиодами 4 или СД филаментами (см. фиг. 2).Shown in FIG. 1. The LED lamp with internal cooling contains a glass flask 1 made of optical polycarbonate 1 with light-transmitting walls, filled with optically transparent gas, mainly with a low viscosity coefficient and high thermal conductivity, with a volumetric LED (LED) module 2 assembled in it with two, three or more the number of extended LED lines 3 with a heat-conducting base with LEDs 4 or LED filaments (see Fig. 2).

СД линейки 3 подключены последовательно или параллельно последовательно между собой и к электронному преобразователю питающей сети - к драйверу 5, установленному в цоколе 6 лампы.The LEDs of line 3 are connected in series or in parallel in series with each other and to the electronic converter of the power supply network - to driver 5 installed in the lamp base 6.

Коаксиально установленный внутри колбы 1 протяженный объемный СД модуль 2 собран на стенках трубопровода 7 арматуры 8, изготовленной из теплопроводного материала преимущественно на основе алюминиевого сплава с наружной поверхностью в форме усеченной пирамиды с фланцем 9, несущим и герметизирующим колбу. Арматура 8 выполнена с горловиной 10, трубопровода 7 - кондуктивно-конвективного теплообменника с продольным каналом 11 для истечения воздуха-хладоносителя (показан стрелками) и имеет круглое, многоугольное или звездообразное сечение, в частности, шестиугольное поперечное сечение.The coaxially installed inside the flask 1, an extended volumetric LED module 2 is assembled on the walls of the pipeline 7 of the valve 8, made of a heat-conducting material mainly based on aluminum alloy with an outer surface in the form of a truncated pyramid with a flange 9 that carries and seals the flask. The reinforcement 8 is made with a neck 10, a pipeline 7 — a conductive-convective heat exchanger with a longitudinal channel 11 for the outflow of refrigerant air (shown by arrows) and has a round, polygonal or star-shaped cross section, in particular, a hexagonal cross section.

Арматура 8 трубопровода 7 герметично соединена на противоположных концах с патрубками отверстий в стенках колбы 1 и таким образом образует продольный канал 11, пропускающий воздух-хладоноситель, создавая тем самым внутренний радиатор с ребрами 12 и 13 охлаждения лампы сестественной тягой за счет разности температуры и давления внутри трубопровода 7 при эксплуатации и в окружающем лампу пространстве.The valve 8 of the pipeline 7 is hermetically connected at opposite ends with the nozzle holes in the walls of the flask 1 and thus forms a longitudinal channel 11 that allows air to pass through the coolant, thereby creating an internal radiator with ribs 12 and 13 for cooling the lamp with a natural draft due to the difference in temperature and pressure inside pipeline 7 during operation and in the space surrounding the lamp.

Для повышения эффективности охлаждения внутреннего объема колбы, выполненный из теплопроводного материала трубопровод 7, содержит вышеупомянутые ребра охлаждения 12 на поверхности, обращенной к светопропускающим стенкам колбы. Дополнительно ребра охлаждения 13 могут быть выполнены также на внутренних стенках трубопровода 7. Ребра охлаждения 12 образуют протяженные вогнутые зеркализованные ячейки отражателей 14, которые могут иметь параболо-цилиндрическую или параболо-коническую форму отражающей поверхности, т.е. выполнены с профилем параболы в поперечном сечении.To increase the cooling efficiency of the inner volume of the flask, the pipeline 7 made of heat-conducting material contains the aforementioned cooling fins 12 on the surface facing the light-transmitting walls of the flask. Additionally, the cooling fins 13 can also be made on the inner walls of the pipeline 7. The cooling fins 12 form extended concave mirrored cells of the reflectors 14, which may have a parabolic-cylindrical or parabolic-conical shape of the reflecting surface, i.e. made with a parabola profile in cross section.

При этом ребра охлаждения 12 ячеек 14, выполненные на наружных стенках трубопровода 7, образуя светоотражающие ячейки, одновременно полностью или частично затеняют излучение остальных СД филаментов СД модуля или боковое излучение СД линеек, исключая радиационный теплообмен между ними и ограничивают кондуктивно-конвективный теплообмен в колбе.In this case, the cooling fins of 12 cells 14, made on the outer walls of the pipeline 7, forming reflective cells, simultaneously completely or partially obscure the radiation of the remaining LED filaments of the LED module or the side radiation of the LED bars, excluding radiation heat exchange between them and limit the conductive-convective heat transfer in the bulb.

Арматура 8 трубопровода 7 теплообменника выполнена из теплопроводного материала, в частности из алюминиевого сплава, латуни или ковара методом литья под давлением, экструзией или штамповкой с последующей гибкой, сваркой и зеркализацией зон, обращенных к светопропускающим стенкам колбы.The fittings 8 of the heat exchanger pipe 7 are made of heat-conducting material, in particular aluminum alloy, brass or Kovar by injection molding, extrusion or stamping, followed by bending, welding and mirroring of the zones facing the light-transmitting walls of the bulb.

Открытые концы арматуры 8 трубопровода 7 т.е. горловину 10 и основание, приваренное к фланцу 9 трубопровода 7 герметично соединяют с осевыми отверстиями в стенке колбы 1 лампы кремний-органическим компаундом или оловянным припоем с последующим вакуумированием и заполнением колбы рабочим газом с приемлемой теплопроводностью, например, смесью гелия и водорода с добавкой азота для повышения электрической пробивной прочности смеси.The open ends of the fittings 8 of the pipeline 7 i.e. the neck 10 and the base welded to the flange 9 of the pipeline 7 are hermetically connected to the axial holes in the wall of the lamp bulb 1 with a silicon-organic compound or tin solder, followed by evacuation and filling the bulb with a working gas with acceptable thermal conductivity, for example, a mixture of helium and hydrogen with nitrogen for increase the electrical breakdown strength of the mixture.

На горловине 10 арматуры 8 установлен кольцевой изолятор 15 для монтажа и последовательного или параллельно-последовательного подключения токоведущих выводов СД линеек модуля 2 между собой и последующего подключения к кабельным средствам токоподвода, установленным в каналах одного или двух полых кронштейнов 16, соединяющих СД модуль 2 со вторым кольцевым изолятором 17, на котором собран цоколь с подключением к выступающему из него в канал воздухопровода 11 драйвер 5, охлаждаемый потоком воздуха-хладоносителя /показано стрелками на фиг. 1/ при эксплуатации лампы. Драйвер 5отделен воздушным зазором 18 от фланца 9 арматуры 8, уменьшая теплообмен между ними/8/.An annular insulator 15 is installed on the neck 10 of the reinforcement 8 for mounting and serial or parallel-serial connection of the current-carrying leads of the LED lines of module 2 to each other and subsequent connection to the cable means of current supply installed in the channels of one or two hollow brackets 16 connecting the LED module 2 to the second ring insulator 17, on which the base is assembled with a driver 5 connected to the driver 5 protruding from it into the air duct 11 and cooled by the coolant air flow / shown by arrows in FIG. 1 / when using the lamp. The driver 5 is separated by an air gap 18 from the flange 9 of the valve 8, reducing heat exchange between them / 8 /.

Второй вариант исполнения СД лампы с внутренним охлаждением /см. фиг. 2 предусматривает монтаж в протяженной колбе 19, изготовленной из силикатного стекла, коаксиально внутри объемного СД модуля 20, образованного СД филаментами 21, арматуры 22 трубопровода 23 теплообменника, выполненной из того же материала, что и колба лампы.The second embodiment is an LED lamp with internal cooling / cm. FIG. 2 provides for mounting in a long bulb 19 made of silicate glass coaxially inside the volumetric LED module 20 formed by the LED filaments 21, the reinforcement 22 of the heat exchanger pipe 23 made of the same material as the lamp bulb.

Для повышения теплообмена стенки внутри трубопровода 23 теплообменника могут иметь шероховатую поверхность для турбулизации пограничного слоя потока воздуха-хладоносителя.To increase heat transfer, the walls inside the pipe 23 of the heat exchanger may have a rough surface for turbulization of the boundary layer of the flow of air-coolant.

Наружная поверхность трубопровода 23 зеркализована слоем 24 алюминия или покрыта диффузноотражающим излучение слоем моноокиси кремния и обеспечивает отражение части излучения СД филаментов 21 объемного СД модуля на светопропускающие стенки колбы 19.The outer surface of the pipe 23 is mirrored by a layer of 24 aluminum or coated with a diffuse reflective layer of silicon monoxide and provides a reflection of the radiation part of the LED filaments 21 of the volume LED module on the light-transmitting walls of the bulb 19.

На наружных боковых стенках трубопровода 23 могут быть изготовлены разделяющие СД филаменты ребра охлаждения со светоотражающими стенками, формирующие ячейки, перераспределяющие излучение светодиодов на стенки колбы /на фиг. 2 не показано/.On the outer side walls of the pipe 23, cooling LED filaments separating cooling fins with reflective walls can be made, forming cells that redistribute the LED radiation to the walls of the bulb / in FIG. 2 not shown.

Стенки открытых концов трубопровода 23 арматуры 22 приварены к краям аксиальных отверстий в стенках колбы 19.The walls of the open ends of the pipe 23 of the valve 22 are welded to the edges of the axial holes in the walls of the bulb 19.

СД филаменты объемного СД модуля лампы последовательно или параллельно-последовательно подключены между собой, собраны на стенках арматуры 22 и подключены к драйверу 25 и к цоколю 26 лампы.The LED filaments of the volumetric LED module of the lamp are connected in series or parallel-series to each other, assembled on the walls of the armature 22 and connected to the driver 25 and to the lamp base 26.

Оба варианта конструкции СД ламп построены на СД линейках или СД филаментах со светодиодами малой или средней мощности белого свечения, например, серии XL amp X-ТЕ компании CREE или с использованием СД филаментов компании «ГАУСС ИНТ.ГРУПП ЛТД», КНР.Both design options for LED lamps are based on LED lines or LED filaments with low or medium power LEDs of white light, for example, XL amp X-TE series from CREE or using LED filaments from GAUSS INT.GROUP LTD, China.

В лампах могут быть использованы светодиоды синего, голубого, фиолетового или коротковолнового белого излучения, применяемых названными компаниями. При этом обращенные к светодиодам и СД филаментам внутренние светопропускающие стенки колбы покрывают слоем оптически прозрачного силикона с размешанным в нем люминофором, преимущественно на основе иттрий-алюминиевого граната, легированного церием/ YAG: Се⁺³/, переизлучающим большую часть коротко-волнового излучения светодиодов в белое свечение и рассеивающим его. Указанный люминофор может быть интегрирован в стенки колбы для выполнения той же функции.The lamps can use LEDs of blue, cyan, violet or short-wave white radiation, used by these companies. In this case, the inner light-transmitting walls of the bulb facing the LEDs and LED filaments are covered with a layer of optically transparent silicone with a phosphor mixed in it, mainly based on yttrium-aluminum garnet doped with cerium / YAG: Ce ⁺³ /, which re-emits most of the short-wave radiation of the LEDs into white glow and scattering it. The specified phosphor can be integrated into the walls of the flask to perform the same function.

Предложенные варианты СД ламп с внутренним охлаждением обеспечивают повышение эффективности теплообмена светодиодов и СД филаментов в колбах 50 - 100 мм с окружающей лампу средой и/или увеличивают их мощности более чем в 3 раза, повысив при этом светоотдачу и срок службы за счет комбинированного ограничения теплообмена излучением, теплоизоляции драйвера от колбы лампы воздушным зазором и кондуктивно-конвективного теплообмена, организованного внутренним радиатором охлаждения с естественной тягой.The proposed options for LED lamps with internal cooling provide an increase in the heat exchange efficiency of LEDs and LED filaments in flasks 50 - 100 mm with the medium surrounding the lamp and / or increase their power by more than 3 times, while increasing light output and service life due to the combined limitation of heat transfer by radiation , thermal insulation of the driver from the bulb of the lamp by an air gap and conductive-convective heat exchange, organized by an internal cooling radiator with natural draft.

ЛитератураLiterature

1. В.В. Сысун «Мощная светодиодная лампа с охлаждением». Патент RU №2568105, опубл. Бюл. 31, 10.11.2015 г. 1. V.V. Sysun "Powerful LED lamp with cooling." Patent RU No. 2568105, publ. Bull. 11/31/2015

2. В.В. Сысун «Светодиодная лампа с охлаждением тепловой трубой». Патент RU №2636747, опубл. Бюл. 34, 30.09.2016 г. 2. V.V. Sysun "LED lamp with heat pipe cooling." Patent RU No. 2636747, publ. Bull. September 30, 2016

3. С. Никифоров, А. Архипов. «Ремикс по-светотехнически». Ж. Полупроводниковая светотехника», 2014, №5, с. 8-15.3. S. Nikiforov, A. Arkhipov. "Remix in the lighting industry." J. Semiconductor lighting technology ", 2014, No. 5, p. 8-15.

4. С.Ю. Буланова, В.В. Сысун. «Мощная светодиодная лампа с принудительным охлаждением». Патент RU №2577679, опубл. Бюл. 8, 20.03.2016 г. 4. S.Yu. Bulanova, V.V. Sysun. "Powerful LED lamp with forced cooling." Patent RU No. 2577679, publ. Bull. March 8, 2016

5. Г.Э. Шибао. и др. «Светодиодная лампа». Патент Китая RU №2546469, опубл. 10.04.2015, Бюл. 105. G.E. Shibao. and others. "LED lamp." Chinese patent RU No. 2546469, publ. 04/10/2015, Bull. 10

6. Доброзраков И.Е. «Светодиодная филаментная лампа «Лисма»: новое слово на рынке источников света», Ж. «Светотехника», №5, 2015, с. 48-50.6. Dobrozrakov I.E. “LED filament lamp“ Lisma ”: a new word in the market of light sources”, J. “Lighting Engineering”, No. 5, 2015, p. 48-50.

7. С. Титков. «Способ конструирования осветительного устройства». Ж. «Современная светотехника», №5/43/, 2016, с. 29.7. S. Titkov. "A method of constructing a lighting device." J. “Modern Lighting Engineering”, No. 5/43 /, 2016, p. 29.

8. В.В. Сысун. «Светодиодная лампа». Патент RU №2464488, опубл. Бюл. 29, 20.10.2012 г.8. V.V. Sysun. "LED lamp". Patent RU No. 2464488, publ. Bull. October 29, 2012

Claims

1. LED lamp with internal cooling, containing a bulb with light-transmitting walls, filled with optically transparent heat-conducting gas, with an assembled volume LED / LED / module with two, three or more extended LED filaments or LED rulers with a heat-conducting base connected to each other, with driver and lamp base, characterized in that the lamp bulb is made with a coaxially mounted pipeline - a conductive-convective heat exchanger with round pipe fittings, m angular or star-shaped cross-section, hermetically connected at opposite ends with openings in the walls of the bulb and forming a longitudinal channel with it passing air-coolant, and creating an internal cooling radiator for LED module of the lamp with natural draft due to the difference in temperature and pressure during operation inside the pipeline and in the space surrounding the lamp.

2. The LED lamp according to claim 1, characterized in that the heat exchanger pipeline is cylindrical in the form of a truncated cone or a truncated pyramid of heat-conducting material with cooling fins on the surface facing the light-transmitting walls of the bulb, forming cells of concave mirrored or diffusely scattering radiation of reflectors with extended SD filaments installed on focal planes or with bullets of a volume SD module installed on the bottom of the SD cells in thermal contact with the piping walls a.

3. The LED lamp according to claim 1 or 2, characterized in that the extended cooling fins are made on the outer and / or / inner walls of the pipeline having a rough surface for turbulence of the boundary layer of the coolant air flow.

4. The LED lamp according to claim 1 or 2, characterized in that the cooling fins made on the outer walls of the pipeline and forming concave cells of reflectors that redistribute the radiation of the LEDs to the walls of the bulb simultaneously obscure the radiation of neighboring LED filaments or LED lines of the volume LED module, excluding radiation heat transfer between them and limiting convective-conductive heat transfer in the flask.

5. The LED lamp according to claim 1, characterized in that the armature of the heat exchanger pipe is made of the same material as the bulb of the lamp, in particular of silicate glass, and is mirrored or coated with a diffuse-reflective radiation of the LEDs in a layer facing the light-transmitting walls flasks.

6. The LED lamp according to claim 1, characterized in that the pipe fittings of the heat exchanger are made of heat-conducting metal based on aluminum alloy, brass or kovar, mirrored in the area facing the light-transmitting walls of the flask, and hermetically connected by the ends of the pipeline to the nozzle holes in the walls of the flask using silicon-organic compound or solder.

7. The LED lamp according to claim 1, characterized in that the extended LED filaments or LEDs of the volumetric LED module are assembled on ring insulators installed on the neck of the valve and / or / directly in the valve of the heat exchanger pipeline.

8. The LED lamp according to claim 1, characterized in that the LEDs of the line or LED filaments are made with LEDs mounted on one or both sides of these lines or tapes of the volumetric LED module.

9. The LED lamp according to claim 1, characterized in that the driver is enclosed in a protected casing made of heat-conducting material and installed in the lamp base with the possibility of placing its protruding part in the channel of the internal heat sink of a heat exchanger with natural draft, connected by means of current supply to SD filaments or SD lines, and is insulated from pipeline fittings by an air gap.

10. The LED lamp according to claim 1, characterized in that the extended LED filaments or LED lines are made with blue, blue, violet or short-wave white light emitting diodes, and the inner light-transmitting walls of the bulb facing the LEDs are covered with a layer of optically transparent silicone with a phosphor mixed in it or the specified phosphor is integrated into the walls of the bulb to reradiate the short-wavelength radiation of the LEDs into white light and scatter it.