LED防爆燈BC9308P——2017神燈獎申報產(chǎn)品

項目名稱：

LED防爆燈BC9308P

申報單位：

浙江通明電器股份有限公司

綜合介紹或申報理由：

隨著我國經(jīng)濟高速發(fā)展與工業(yè)化進程加快，在石油、化工、電力、制藥、冶金等行業(yè)中，安全生產(chǎn)已成為一個不容忽視的問題。而高質(zhì)量的照明技術(shù)在這些領(lǐng)域的推廣和應(yīng)用有著不可估量的社會效益及經(jīng)濟效益。照明系統(tǒng)涉及的場所和范圍很廣，既有在防水、高溫、振動、腐蝕、粉塵、可燃氣體等惡劣環(huán)境。由于普通的照明燈具在工作時不可避免地產(chǎn)生電火花或形成熾熱的表面，它們一旦與生產(chǎn)或救援現(xiàn)場的爆炸性氣體混合物相遇或粉塵，就會導(dǎo)致爆炸事故的發(fā)生，直接危及國家財產(chǎn)和公民的生命安全。因此，作為使用最廣泛的電氣設(shè)施，工業(yè)照明的防爆技術(shù)問題早已引起了人們的普遍關(guān)注和高度重視。 LED半導(dǎo)體照明屬于21世紀的綠色照明技術(shù)，相較于傳統(tǒng)的工業(yè)照明防爆燈，它具有溫度穩(wěn)定、耐振動、防爆等級高、抗震好等一系列優(yōu)異性能。近年來，隨著國外高新技術(shù)和工程項目中先進防爆設(shè)備的引進，促進了國內(nèi)防爆電氣行業(yè)發(fā)展。國內(nèi)LED防爆燈無論是從產(chǎn)品種類、外觀、結(jié)構(gòu)上，還是從內(nèi)部電氣元件和光源的性能方面來說都取得了很大的進步。但是與發(fā)達國家相比，還存在著不小的差距，產(chǎn)品質(zhì)量存在不少問題：在LED核心光源方面，技術(shù)主要依賴進口，自主研發(fā)能力不足；燈體散熱性能力差，主要是 LED光源、電源芯片產(chǎn)生多余熱量，如傳導(dǎo)、對流、輻射措施效果不好，產(chǎn)生熱應(yīng)力集中失效，影響燈具可靠性和使用壽命；結(jié)構(gòu)設(shè)計本末倒置，這是目前國內(nèi)LED防爆燈具普遍存在的一個重大的缺陷。由于防爆燈具大多為封閉式燈具 , 更換光源比較麻煩。因此，應(yīng)在結(jié)構(gòu)上將燈具設(shè)計得更加合理 , 并提高防爆性能。   上述問題都嚴重制約著國內(nèi)LED防爆燈在工業(yè)照明領(lǐng)域的發(fā)展和應(yīng)用。因此，本項目對LED防爆燈的可靠性進行了探索和研究，通過技術(shù)創(chuàng)新，對其防爆殼體結(jié)構(gòu)、散熱性能、光學設(shè)計等方面進行工藝改進和結(jié)構(gòu)創(chuàng)新，研發(fā)出一種大功率LED防爆燈，最高功率高達480W，是目前國內(nèi)外市場上已知的最大功率LED防爆燈 ，產(chǎn)品通過國際防爆認證，歐盟防爆認證，國內(nèi)防爆認證；該項目的研發(fā)成功，有效解決了化工廠、電廠戶外煤場，因揚塵需改造成室內(nèi)煤棚無高功率的防爆燈可用問題，還解決了化工廠高大車間的防爆照明，填補了市場空白。

主要技術(shù)參數(shù)：

(1)輸入電壓范圍：AC180-295。 

(2)整燈光效：109.8LM/W(符合標準：LM-79-08)；報告號：W01512215053） 

(3)8619小時光維持率：95.1% （符合標準：IES-LM-84:2014、報告號：W01512215053-2）。 

(4)防爆等級：Ex nRⅡC T3/T4Gc, Ex tD A21 T195℃/T130。 

(5)防腐性能：GB2423.18 一級標準；報告號：W0151211505。 

(6)防振性能：GB2423.10 垂、縱、橫各10萬次振動；報告號：W0151211504。 

(7)防護等級：IP6。 

(8)耐溫范圍：-40℃—55℃。

(9)顯色指數(shù)：Ra70( Ra 80)。 

(10)色溫： 5000K(3000K/4000K/2200K)。 

(11)引入裝置：適合φ8mm~φ12mm電纜。 

(12)外形尺寸：φ602×300×250mm。 

(13)重量：14Kg。

與國內(nèi)外同類產(chǎn)品或同類技術(shù)的比較情況：

1.配光設(shè)計：國內(nèi)同類產(chǎn)品： 傳統(tǒng)隔爆型LED燈長期以金鹵燈、熒光燈為參考物來設(shè)計其光學配光，如需改變光學配光，需要改變整個燈型結(jié)構(gòu)以及燈型模具，而且無法實現(xiàn)精準配光。     浙江通明的本項目采用多配光設(shè)計，自主研發(fā)出一種燈型10種配光角度，針對各種防爆場合及特殊場景要求，利用專業(yè)光學分析軟件建立不規(guī)則曲線模型，通過改變曲線優(yōu)化光學形狀，確定燈具最佳幾何光學結(jié)構(gòu)，滿足不同場合要求，而且實現(xiàn)精準配光。無需改變燈型結(jié)構(gòu)，不僅省略大量模具開發(fā)費用，降低產(chǎn)品的開發(fā)成本，從而提高產(chǎn)品的經(jīng)濟效益。

2. 隔爆燈罩：傳統(tǒng)固定式防爆燈都是透明罩固定在金屬燈蓋上，由于防爆燈對防爆燈間隙要求很高，所以兩者之間會選擇質(zhì)量及強度較高的膠水做為隔爆面粘接及間隙填充，以達到防爆及防水要求。由于工業(yè)環(huán)境惡劣，如長期使用在高溫或低溫環(huán)境中容易造成防爆安全問題及防水問題；浙江通明的本項目為提高現(xiàn)有LED燈防爆可靠性，本項目采用20151014080.7專利技術(shù)，用鋁材料作為隔爆面，燈罩通過注塑工藝內(nèi)嵌于燈罩固定座上，燈罩環(huán)壁與燈罩固定座的內(nèi)徑凹槽面緊密接觸，設(shè)有密封圈結(jié)構(gòu)，無需封膠，密封性和可靠性更好，有效提升了防爆性能；且連接處凸起部的截面為矩形，卡在凹槽內(nèi)，很難通過外力進行拆卸，大大提高了牢固性。同時采用的注塑一體結(jié)構(gòu)，使得發(fā)光面變大，在有效的空間提升照明舒適度。 

3. 工藝材料：傳統(tǒng)固定式防爆燈殼體材料通常采用ADC12，導(dǎo)熱系數(shù)僅為96.2W/m.k，防腐性能差；在高溫、腐蝕工業(yè)環(huán)境中散熱問題難以解決，而且殼體隔爆面容易出現(xiàn)嚴重的腐蝕； 殼體隔爆面腐蝕后則不符合GB3836.2-2010的質(zhì)量要求，在爆炸性環(huán)境中存在安全隱患。浙江通明企業(yè)的本項目為了保障光源快速將熱導(dǎo)出去，使熱系統(tǒng)發(fā)揮作用，提升光效率，同時具有優(yōu)異的防腐蝕性能，本項目采用導(dǎo)熱系數(shù)大的6063作為散熱材料，導(dǎo)熱系數(shù)為201W/m.k；本項目重點研究其加工工藝、模具結(jié)構(gòu)、鋁水溫度、保壓時間等工藝，并運用最新模具流道設(shè)計工藝，研制出適合6063作為壓鑄防爆燈殼材料；使用6063材料的防爆燈殼才能確保產(chǎn)品在惡劣環(huán)境下長期可靠工作。 

4. 散熱結(jié)構(gòu)：目前在 LED 防爆燈中普遍采用被動式散熱方法：一種在殼體背面加熱鰭片，另一種使用專用的散熱器傳熱類型。    浙江通明企業(yè)的本項目根據(jù)現(xiàn)有自主知識產(chǎn)權(quán)：發(fā)明專利，專利號：ZL201210007655.2，對防爆燈的散熱結(jié)構(gòu)進行了設(shè)計：（1）每個LED燈源上對應(yīng)的設(shè)有特殊結(jié)構(gòu)的 LED 燈散熱器，能有效對燈源進行散熱；（2）根據(jù)空氣動力學原理，熱量向上升騰把下面冷空氣吸入，形成冷熱交替自循環(huán)散熱。在殼體外側(cè)設(shè)置多個相互間隔的散熱格柵片，用于對LED燈源進行散熱，并通過分析研究格柵片的厚度、個數(shù)、表面積、數(shù)量等參數(shù)對散熱性能的影響，得出較優(yōu)的結(jié)構(gòu)參數(shù)組合，使LED光源工作溫度降低。

經(jīng)濟評價分析：

該項目的研發(fā)成功，有效解決了化工廠、電廠戶外煤場，因揚塵需改造成室內(nèi)煤棚無高功率的防爆燈可用問題，還解決了化工廠高大車間的防爆照明，填補了市場空白。 每個電廠該區(qū)域使用燈具數(shù)量平均在100盞以上，以5000個電廠計算， 使用燈具在50 0000盞以上；每個普通化工廠用量在1000套以上；按100化工廠計算，使用燈具在１0 0000盞以上； 480W燈平均售價在6000元左右； 銷售總額為：6000元/盞*50 0000+6000元/盞*10 0000=36億元; 利潤：36億元*0.09＝3.24億元; 實現(xiàn)利稅：2.59億元；　

技術(shù)及工藝創(chuàng)新要點：

本項目在前期技術(shù)基礎(chǔ)上，通過對配光、防爆燈罩，導(dǎo)熱材料、光源散熱殼體結(jié)構(gòu)、進行了改進和創(chuàng)新；

創(chuàng)新點1：自主研發(fā)出一種燈型10種配光角度（圖1、圖2），針對各種防爆場合及特殊場景要求，利用專業(yè)光學分析軟件建立不規(guī)則曲線模型，通過改變曲線優(yōu)化光學形狀，確定燈具最佳幾何光學結(jié)構(gòu)，滿足不同場合要求，而且實現(xiàn)精準配光。無需改變燈型結(jié)構(gòu)，不僅省大量模具開發(fā)費用，降低產(chǎn)品的開發(fā)成本，從而提高產(chǎn)品的經(jīng)濟效益。光學設(shè)計是燈具設(shè)計的重要環(huán)節(jié)，合理的光學設(shè)計不僅可以獲得良好的照明效果，也使燈具提升發(fā)光效率。傳統(tǒng)隔爆型LED防爆燈長期以金鹵燈、熒光燈為參照物來設(shè)計其光學配光，如需改變光學配光，需要改變整個燈型結(jié)構(gòu)以及燈型模具，而且無法實現(xiàn)精準配光。配光曲線如圖1，圖

2. 創(chuàng)新點2：隔爆型LED燈罩設(shè)計 防爆區(qū)域環(huán)境較為惡劣，要求燈具具有很強的可靠性。對于防爆等級較低的防爆燈，其燈罩直接一體成型安裝在防爆燈的安裝外殼上，而燈罩采用塑料材料制成，由于塑料和金屬的結(jié)合面很難通過隔爆型認證所需的燃燒試驗，不能適用于防爆要求高的環(huán)境。而市面上防爆性能較高的防爆燈，其燈罩主要通過膠水固定在燈殼上，由于膠水的粘結(jié)性能限制，結(jié)合面往往不夠牢靠，降低了防爆燈的可靠性，同時由于燈源的高溫性，會導(dǎo)致膠水的老化而使粘結(jié)不牢靠，影響整體防爆性能。 為提高現(xiàn)有LED燈防爆可靠性，本項目采用ZL201521122927.9專利技術(shù)，自主研制出一種隔爆型LED燈罩（如下圖3、4所示），采用鋁材料作為隔爆面，燈罩通過注塑工藝內(nèi)嵌于燈罩固定座上，燈罩環(huán)壁與燈罩固定座的內(nèi)徑凹槽面緊密接觸，設(shè)有密封圈結(jié)構(gòu)，無需封膠，密封性和可靠性更好，有效提升了防爆性能；且連接處凸起部的截面為矩形，卡在凹槽內(nèi)，很難通過外力進行拆卸，大大提高了牢固性。同時采用的注塑一體結(jié)構(gòu)，使得發(fā)光面變大，在有效的空間提升照明舒適度。結(jié)構(gòu)設(shè)計示意圖如圖3，圖4. 

創(chuàng)新點3：工藝材料：傳統(tǒng)固定式防爆燈殼體材料通常采用ADC12，導(dǎo)熱系數(shù)僅為96.2W/m.k，防腐性能差;在高溫、腐蝕工業(yè)環(huán)境中散熱問題難以解決，而且殼體隔爆面容易出現(xiàn)嚴重的腐蝕； 殼體隔爆面腐蝕后則不符合GB3836.2-2010的質(zhì)量要求，在爆炸性環(huán)境中存在安全隱患。 針對上述問題，為了保障光源快速將熱導(dǎo)出去，使熱系統(tǒng)發(fā)揮作用，提升光效率，同時具有優(yōu)異的防腐蝕性能，采用導(dǎo)熱系數(shù)大的6063作為散熱材料，導(dǎo)熱系數(shù)為201W/m.k，可廣泛適用于海洋平臺。本項目重點研究其加工工藝、模具結(jié)構(gòu)、鋁水溫度、保壓時間等工藝，并運用最新模具流道設(shè)計工藝，研制出新型壓鑄模具，可用6063作為壓鑄材料；確保產(chǎn)品在惡劣環(huán)境下長期可靠工作。 

創(chuàng)新點4：散熱結(jié)構(gòu)：從 LED 伏安特性的溫度特性可知，當溫度上升時，其效率急劇下降，而LED防爆燈具光效高、發(fā)熱量大，燈具散熱不好會直接導(dǎo)致LED快速老化，所以 LED防爆燈的散熱技術(shù)顯得尤其重要，是LED防爆燈具能否長壽的關(guān)鍵因素之一。同時，由于防爆燈需滿足保護要求，光源和電源均需要安裝在保護外殼中，因此 LED 防爆燈的散熱更加困難。其核心技術(shù)已取得1項。   本項目根據(jù)現(xiàn)有自主知識產(chǎn)權(quán)：發(fā)明專利，專利號：ZL201210007655.2，對防爆燈的散熱結(jié)構(gòu)進行了設(shè)計：（1）每個LED燈源上對應(yīng)的設(shè)有特殊結(jié)構(gòu)的 LED 燈散熱器，能有效對燈源進行散熱；（2）根據(jù)空氣動力學原理，熱量向上升騰把下面冷空氣吸入，形成冷熱交替自循環(huán)散熱。在殼體外側(cè)設(shè)置多個相互間隔的散熱格柵片，用于對LED燈源進行散熱，并通過分析研究格柵片的厚度、個數(shù)、表面積、數(shù)量等參數(shù)對散熱性能的影響，得出較優(yōu)的結(jié)構(gòu)參數(shù)組合，使LED光源工作溫度降低。 結(jié)構(gòu)示意圖如圖5.
   

實際運用案例和用戶評價意見：

實用案例：大唐國際發(fā)電股份有限公司張家口發(fā)電廠 用戶評價： 1. 應(yīng)用區(qū)域：煤場； 2. 開始使用時間：2016年11月 3. 產(chǎn)品類型：LED防爆燈 4. 使用效果：照明效果非常舒適 5. 產(chǎn)品質(zhì)量情況：質(zhì)量穩(wěn)定 6. 服務(wù)情況：服務(wù)及時
   

獲獎、專利情況：

發(fā)明專利（專利證書）、知識產(chǎn)權(quán)證明（專利證書）、科技查新報告
   

申報單位介紹：

浙江通明電器股份有限公司成立于2003年，是一家專業(yè)從事工業(yè)照明燈具研發(fā)、生產(chǎn)及銷售的國家高新技術(shù)企業(yè)。產(chǎn)品廣泛應(yīng)用于石油、化工、電力、碼頭、冶金等工業(yè)企業(yè)照明，是中國照明學會優(yōu)秀會員、國家輕工行業(yè)防爆燈具標準起草單位；榮獲了：“國家高新技術(shù)企業(yè)”、“國家火炬計劃”、“浙江省科技中小企業(yè)”、“溫州市專利示范企業(yè)” 、“專利重點保護企業(yè)” 、“溫州市企業(yè)技術(shù)研發(fā)中心”、“溫州名牌產(chǎn)品”、 “溫州市知名商標”等榮譽； 公司通過了ISO9001質(zhì)量認證、ISO14001環(huán)境認證、OHSAS18001職業(yè)健康安全管理體系認證，產(chǎn)品通過了IECEx國際防爆認證、歐洲ATEX防爆認證、CE、ROHS、3C、CQC、MA煤礦安全認證、國家燈具質(zhì)量監(jiān)督檢驗中心及國家防爆電氣產(chǎn)品質(zhì)量監(jiān)督檢驗中心等國內(nèi)外權(quán)威機構(gòu)認證；     公司擁有強大的技術(shù)研發(fā)和認真務(wù)實的團隊。通過不斷創(chuàng)新，綜合十多年市場經(jīng)驗，始終以用戶為導(dǎo)向，不斷解決用戶核心痛點，通過不斷改進，產(chǎn)品在爆炸性氣體、粉塵、腐蝕、振動、高溫以及高濕等惡劣環(huán)境中能長期安全、可靠工作，并且在產(chǎn)品使用、維護以及智能化上做了很多創(chuàng)新，更加高效人性化。公司產(chǎn)品不僅滿足了基本照明需求，更重視光與環(huán)境，光與生物學完美融合，為智慧照明時代提供更加安全和可靠的節(jié)能環(huán)保產(chǎn)品。     通明本著產(chǎn)業(yè)報國，樹百年品牌企業(yè)的決心，堅持客戶、員工、企業(yè)共贏為宗旨，為不斷加盟通明的精英創(chuàng)造一個卓越平臺，共同打造中國工業(yè)照明一流品牌。

產(chǎn)品圖片：