RU219968U1 - Светодиодная лампа - Google Patents

Abstract

Полезная модель относится к осветительной технике, а именно к световым приборам для выращивания рассады и растений. Светодиодная лампа, содержащая колбу, в которой размещен держатель со штенгелем и стойкой сердечника, на которой закреплена объемная излучающая свет конструкция из светодиодных нитей, цоколь и устройство питания, электрически соединенное с цоколем и светодиодными нитями, вершина колбы заполнена оптически прозрачным материалом, причем в оптически прозрачный материал в вершине колбы добавлен красный люминофор. Техническим результатом является обеспечение как досветки растений в красной области оптического спектра, так и искусственного освещения. 3 ил.

Description

Полезная модель относится к осветительной технике, а именно к световым приборам для выращивания рассады и растений, для освещения растений сверху и предназначена для применения в домашних условиях, в условиях «миниферм» и «ферм на подоконнике».

До 80% территории Российской Федерации находится в зоне рискованного земледелия[1], в которой в осенне - весенние времена года наблюдается недостаточная освещённость растений для обеспечения их фототропизма [2]. В этих случаях используется искусственная досветка растений. Количественно эффективность искусственных источников света для досветки растений характеризуется значением фотосинтетически активной радиации (ФАР) [3]. Значение ФАР однозначно определяется спектральными характеристиками источников света для досветки растений преимущественно в «красной» и «синей» частях видимого спектра излучения. Такие искусственные источники света относятся к специализированным и не могут использоваться для целей освещения, так как визуально такое излучение выглядит фиолетовым.

Известен облучатель для тепличных растений [4], содержащий несущий корпус, выполненный в виде протяженной профилированной детали из теплопроводящего материала, имеющий боковые стенки, сопряженные с основанием, и снабженный торцевыми крышками; по крайней мере, одну печатную плату, с, по крайней мере, одним светоизлучающим диодом с максимумом излучения в диапазоне 430-470 нм, размещенную на основании корпуса и снабженную выводом для подключения к питающему напряжению, при этом корпус снабжен отверстием для упомянутых выводов; отражатель, представляющий собой протяженную деталь с боковыми стенками и основанием, при этом отражатель и торцевые крышки выполнены из материала или покрыты материалом, имеющим коэффициент диффузного отражения 0,95-0,99, имеющий в поперечном сечении форму трапеции, и установленный в корпусе своим основанием на печатной плате со светодиодами, при этом основание отражателя снабжено прорезями для размещения светодиодов; светопреобразующий элемент, выполненный из оптически прозрачного материала с нанесенным на его внутреннюю и/или внешнюю поверхности слоем, содержащим диспергированные частицы с максимумами пиков флуоресценции в диапазоне длин волн 600-680 нм и полушириной в диапазоне 50-180 нм, закрепленный в корпусе на расстоянии от диодов; средства герметизации внутреннего пространства облучателя и средства крепления в корпусе светопреобразующего элемента, торцевой крышки, платы со светодиодами, отражателя.

Недостатком данного технического решения является узкая функциональность, область применения ограничена только досветкой растений.

Известен светодиодный облучатель [5] для предпосевной обработки семян, содержащий корпус прямоугольной формы, блок электрического питания, закрепленную на корпусе одну линейную плату светодиодов, центральные оси световых потоков которых направлены в одну сторону к лицевой поверхности корпуса и перпендикулярно его плоскости. При этом светодиоды представляют собой конструкцию, содержащую последовательно расположенные светодиодный кристалл с максимумом излучения в диапазоне 270-390 нм, и, как минимум, два слоя оптически полупрозрачного компаунда с различными коллоидными квантовыми точками со спектрами переизлучения, максимумы которых лежат диапазонах 430-480 и 620-680 нм, разделенными при необходимости буферными и защитными слоями светопрозрачного компаунда. Материал лицевой панели корпуса прозрачен для всех трех диапазонов длин волн.

Недостатком данного технического решения является узкая функциональность, область применения ограничена только досветкой растений.

В качестве прототипы выбрана светодиодная лампа [6] содержащая колбу, заполненную газом, в которой размещен держатель со штенгелем и стойкой сердечника, на которой закреплена объемная излучающая свет конструкция из светодиодных нитей, цоколь и устройство питания. Устройство питания установлено в цоколе и электрически соединено с ним и светодиодными нитями. Вершина колбы заполнена оптически прозрачным материалом, в который погружены светодиодные нити с объемной конструкцией на глубину, равную видимой металлизированной части светодиодных нитей. Материал выполняет функцию формирования более равномерного светового распределения в меридиональной плоскости.

Недостатком прототипа является узкая функциональность, область применения ограничена только освещением.

Целью полезной модели является расширение функциональных возможностей искусственного источника света: применение как для досветки растений, так и для искусственного освещения.

Техническим результатом является обеспечение как досветки растений в красной области оптического спектра, так и искусственного освещения.

Далее сущность полезной модели поясняется чертежами.

Фиг. 1 – Схематический вид конструкции светодиодной лампы.

Здесь: 1 – колба лампы, 2 – внутренний объем колбы, 3 – стойка сердечника, 4 – штенгель, 5 – светодиодные нити, 6 – цоколь лампы, 7 – устройство питания, 8 – оптически прозрачный материал с добавлением красного люминофора.

Фиг. 2 иллюстрирует телесные углы светодиодной лампы с разным функциональным назначением. Здесь 9 – телесный угол излучения с высоким значением ФАР для досветки растений, 10 – телесный угол излучения для освещения.

Фиг. 3 – Спектры излучения в направлении продольной оси макетов прототипа (1) и предложенной светодиодной лампы (2).

Для достижения указанного технического результата в настоящей полезной модели в лампе, содержащей колбу, в которой размещен держатель со штенгелем и стойкой сердечника, на которой закреплена объемная излучающая свет конструкция из светодиодных нитей, цоколь и устройство питания, установленное в цоколе и электрически соединенное с ним и светодиодными нитями, вершина колбы заполнена оптически прозрачным материалом с люминофором красного цвета, например, фотолюминофор ФЛС-620 [7]. Красный люминофор возбуждается потоком излучения от светодиодных нитей и переизлучает свет в красной области оптического спектра с пиковой длиной волны 620 нм, таким образом, обеспечивается высокое значение ФАР в направлении продольной оси лампы, способствующий эффективному росту и развитию растений и рассады. В других пространственных направлениях, не проходящих через материал с красным люминофором, распространяется свет от светодиодных нитей, дающих белый цвет, применяемый для освещения.

При использовании лампы ее располагают в пространстве так, чтобы поток излучения в телесном угле 9 с высоким значением ФАР направлен на растение, обеспечивая эффективную досветку. При этом излучение в телесном угле 10 используется для освещения.

Изменяя объем оптически прозрачного материала с люминофором красного цвета в вершине колбы лампы можно изменять телесный угол излучения 9 с высоким значением ФАР, обеспечивающий эффективную досветку растений.

Для подтверждения технического результата изготовлены макеты и проведены исследовательские испытания, на основе которых подтверждён положительный эффект предлагаемого технического решения. Установлено, что у макета предлагаемой светодиодной лампы в направлении продольной оси интенсивность излучения на длине волн 620 нм выше на 33%, чем у светодиодной лампы – прототипа, а в направлениях излучения, не проходящих через материал с красным люминофором – совпадающий с излучением лампы – прототипа.

Конструкция универсальной светодиодной лампы имеет форму традиционной лампы накаливания, доступна для массового производства практически без изменения технологического заводского процесса и пригодна для установки в имеющиеся у потребителей осветительные установки: настольные лампы, бра и т.д.

Источники информации, использованные при составлении описания:

1. Официальный сайт «РБК». [Электронный ресурс]. – Режим доступа: https://www.rbc.ru/economics/04/12/2017/5a2570939a79473a66c042a7 (дата обращения: 19.12.2022 г.).

2. ГОСТ Р 58461-2019 Освещение растений в сооружениях защищенного грунта. Термины и определения. [Электронный ресурс]. – Режим доступа: https://docs.cntd.ru/document/561083295 (дата обращения: 19.12.2022 г.).

3. Юсупов C., Червинский М., Ильина Е., Смолянский В. Создание эффективных фитосветильников//Полупроводниковая светотехника, №1. – 2017. – С. 66-74.

4. Патент на полезную модель № 147319 U1 Российская Федерация, МПК A01G 1/00, F21S 19/00. Облучатель для тепличных растений: № 2014133265/13: заявл. 13.08.2014: опубл. 10.11.2014 / И.Д. Ляпин, М.Е. Маракулин, К.Н. Фролов; заявитель Общество с ограниченной ответственностью "Люмен".

5. Патент на полезную модель № 192891 U1 Российская Федерация, МПК A01G 7/04. Светодиодный облучатель: № 2019115062: заявл. 16.05.2019: опубл. 04.10.2019 / К.Н. Афонин, А.А. Вилисов, Е.Г. Незнамова [и др.]; заявитель Федеральное государственное бюджетное образовательное учреждение высшего образования "Томский государственный университет систем управления и радиоэлектроники" (ТУСУР).

6. Патент на полезную модель № 188947 U1 Российская Федерация, МПК F21V 29/10, F21V 15/04, F21K 9/66. Светодиодная лампа: № 2018119785: заявл. 23.05.2018: опубл. 30.04.2019 / К.Н. Афонин, А.А. Вилисов, В.С. Солдаткин [и др.]; заявитель Федеральное государственное бюджетное образовательное учреждение высшего образования "Томский государственный университет систем управления и радиоэлектроники" (ТУСУР).

7. Официальный сайт ЗАО НПФ Люминофор. [Электронный ресурс]. – Режим доступа: https://luminophor.ru/catalog/lyuminofory/fotolyuminofory/lyuminofory-dlya-svetodiodov/fotolyuminofor-fls-620/ (дата обращения: 19.12.2022 г.).

Claims (1)

1. Светодиодная лампа, содержащая колбу, в которой размещен держатель со штенгелем и стойкой сердечника, на которой закреплена объемная излучающая свет конструкция из светодиодных нитей, цоколь и устройство питания, электрически соединенное с цоколем и светодиодными нитями, вершина колбы заполнена оптически прозрачным материалом, отличающаяся тем, что оптически прозрачный материал вершины колбы заполнен красным люминофором, при этом белый цвет распространяется от светодиодных нитей через незаполненную красным люминофором часть колбы.