專利名稱：高壽命綠色節(jié)能應(yīng)急照明燈的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明涉及應(yīng)急照明燈領(lǐng)域，具體涉及一種消防器材，旨在發(fā)生火災(zāi)時(shí)為受害者的逃離提供生命的保障的高壽命綠色節(jié)能應(yīng)急照明燈。
背景技術(shù)：
現(xiàn)在的消防應(yīng)急照明燈多采用的是鉛酸、鎳鎘、鋰電池作為蓄電元件，此種電池在使用中存在很多的問(wèn)題。首先，眾所周知，鉛酸、鎳鎘、鋰電池都屬于化學(xué)電池一類，都是通過(guò)電化學(xué)反應(yīng)，產(chǎn)生法拉第電荷轉(zhuǎn)移來(lái)儲(chǔ)存電荷的和放出電量的，因此往復(fù)的電化學(xué)反應(yīng)消耗使得這一類的電池使用壽命縮短，并且電化學(xué)反應(yīng)受溫度影響較大，對(duì)工作溫度要求也很苛刻；其次這一類電池的都是由重金屬和化學(xué)藥劑充當(dāng)電解液來(lái)制造的，一旦廢棄后對(duì)現(xiàn)有環(huán)境的污染是相當(dāng)嚴(yán)重的，據(jù)專家實(shí)驗(yàn)證明一個(gè)廢棄紐扣鋰電池可以污染600t的水，這個(gè)水量是一個(gè)人一生中的飲水量。同時(shí)，不穩(wěn)定的大電流會(huì)直接影響這些電池的壽 命。因此，對(duì)于要求高壽命、高可靠性、耐高溫等苛刻條件的消防應(yīng)急照明燈來(lái)說(shuō)，這些基于電化學(xué)反應(yīng)的電池就顯出了種種的不足。而且在燈源方面現(xiàn)有的應(yīng)急照明燈大多采用普通的熱能燈源進(jìn)行照明，這種照明燈源聚光性不好使得其指向性差，導(dǎo)致火災(zāi)發(fā)生時(shí)不能準(zhǔn)確的照亮人們的逃離路線，而且其還存在耗能率高等問(wèn)題。綜上所述我們現(xiàn)如今急需一種高壽命、節(jié)能環(huán)保的新型消防應(yīng)急照明燈。
發(fā)明內(nèi)容本發(fā)明研究的應(yīng)急照明燈由光源、電池(或蓄電池)、燈體和電氣部件等組成，我們采用超級(jí)電容器為主要元件，超級(jí)電容器大多是雙電層結(jié)構(gòu)，同電解電容器相比，這種超級(jí)電容器能量密度和功率密度都非常高。同傳統(tǒng)的電容器和二次電池相比，超級(jí)電容器儲(chǔ)存電荷的能力比普通電容器高，并具有充放電速度快(充電10秒至10分鐘可達(dá)到其額定容量的95%以上)、功率密度高(可達(dá)300W / KG 5000W / KG，相當(dāng)于電池的5 10倍)、循環(huán)使用壽命長(zhǎng)(深度充放電循環(huán)次數(shù)可達(dá)50萬(wàn)次以上，是鋰電池的500倍，是鉛酸和鎳鎘電池的1000倍，而且沒(méi)有“記憶效應(yīng)”)，大電流放電能力超強(qiáng)(能量循環(huán)效率> 90%)、使用溫度范圍寬(_40°C 70°C)、檢測(cè)方便(剩余電量可直接讀出)、安全性高、長(zhǎng)期使用免維護(hù)等特點(diǎn)，而且超級(jí)電容在原材料的構(gòu)成、生產(chǎn)過(guò)程中均采用環(huán)保材料而工作過(guò)程均屬于環(huán)保的物理過(guò)程，廢棄后對(duì)環(huán)境可達(dá)零污染的標(biāo)準(zhǔn)。(圖表為超級(jí)電容與其它電池的性能對(duì)比)
電池名稱I溫度范圍I耐高溫性I記憶效應(yīng)I工作方式I污染性
鎳鎘電f-20°c ~60°C不好—有化學(xué)反應(yīng)有
鋰電池 -20°C ^60°C一般無(wú)化學(xué)反應(yīng)_有
鉛酸電f-20°C ~40°C不好—有化學(xué)反應(yīng)有
超級(jí)電容I-40°C~70°CI好I無(wú)I物理變化I無(wú)—鑒于上述問(wèn)題現(xiàn)有應(yīng)急燈照明燈一旦使用超級(jí)電容為主要儲(chǔ)能元件不僅僅能提升其自身的使用壽命和使用性能，同時(shí)在保護(hù)環(huán)境方面將會(huì)有著極其重要意義。此外我們采用LED發(fā)光二極管代替原有的普通照明燈，來(lái)解決其聚光性差、耗能率高等問(wèn)題，具體原因如下I.發(fā)光效率高，LED經(jīng)過(guò)幾十年的技術(shù)改良，其發(fā)光效率有了較大的提升。白熾燈、鹵鎢燈光效為12-24流明/瓦，熒光燈50 70流明/瓦，鈉燈90 140流明/瓦，大部分的耗電變成熱量損耗。LED光效經(jīng)改良后將達(dá)到達(dá)50 200流明/瓦，而且其光的單色性好、光譜窄，無(wú)需過(guò)濾可直接發(fā)出有色可見(jiàn)光。目前，世界各國(guó)均加緊提高LED光效方面的研究，在不遠(yuǎn)的將來(lái)其發(fā)光效率將有更大的提高。2.耗電量少，LED單管功率O. 03 O. 06瓦，采用直流驅(qū)動(dòng)，單管驅(qū)動(dòng)電壓I. 5
3.5伏，電流15 18毫安，反應(yīng)速度快，可在高頻操作。同樣照明效果的情況下，耗電量是白熾燈泡的八分之一，熒光燈管的二分之一。3.使用壽命長(zhǎng)，采用電子光場(chǎng)輻射發(fā)光，燈絲發(fā)光易燒、熱沉積、光衰減等缺點(diǎn)。而采用LED燈體積小、重量輕,環(huán)氧樹(shù)脂封裝,可承受高強(qiáng)度機(jī)械沖擊和震動(dòng)，不易破碎。平均 壽命達(dá)10萬(wàn)小時(shí)。LED燈具使用壽命可達(dá)5 10年。4.聚光性能強(qiáng)，LED光源的聚光性能極好，在火災(zāi)發(fā)生時(shí)我們急需的是集中照亮安全出口的逃生通道，而不是一種發(fā)散的低亮度光源。5.有利于環(huán)保，LED為全固體發(fā)光體，耐震、耐沖擊不易破碎，廢棄物可回收，沒(méi)有污染。光源體積小，可以隨意組合，易開(kāi)發(fā)成輕便薄短小型照明產(chǎn)品，也便于安裝和維護(hù)。當(dāng)然，節(jié)能是我們考慮使用LED光源的最主要原因，也許LED光源要比傳統(tǒng)光源昂貴，但是用一年時(shí)間的節(jié)能收回光源的投資，從而獲得4 9年中每年幾倍的節(jié)能凈收益期。綜上我們的作品便是采用超級(jí)電容作為主要儲(chǔ)能元件，以LED為應(yīng)急照明燈芯的新型高壽環(huán)保應(yīng)急照明燈。首先，它的使用壽命可達(dá)10年以上，而一般應(yīng)急照明燈使用壽命只有2-3年，是一般應(yīng)急照明燈壽命的4-5倍；其次，它的工作性能優(yōu)越穩(wěn)定，一旦意外發(fā)生時(shí)能夠及時(shí)的發(fā)揮作用，而不會(huì)因?yàn)槭芡饨绛h(huán)境的影響失效最終造成人員的傷亡；最后，我們采用的超級(jí)電容器、LED均為綠色環(huán)保材料，一經(jīng)廢棄對(duì)環(huán)境沒(méi)有任何的影響。本發(fā)明通過(guò)合理使用超級(jí)電容器及其元件，替代原始鎳鎘、鋰電池，作為儲(chǔ)電元件，改良現(xiàn)有消防應(yīng)急照明燈，使其使用壽命延長(zhǎng)至十年以上，使用性更加可靠，完全解決了現(xiàn)實(shí)產(chǎn)品使用壽命短，工作不穩(wěn)定的缺點(diǎn)。而且用LED代替現(xiàn)有的普通照明燈用于照明，不僅提高了光亮強(qiáng)度，又減少對(duì)電能的損耗。本作品使用的均為環(huán)保材料，一旦作廢對(duì)環(huán)境可達(dá)到零污染標(biāo)準(zhǔn)，完全可推廣使用。綜上所述，本產(chǎn)品解決了現(xiàn)有應(yīng)急燈壽命低，污染環(huán)境，耗電聞等缺點(diǎn)，是新一代的消防應(yīng)急廣品。應(yīng)急照明燈內(nèi)部的具體工作原理及其元件，其分別由以下電路元件組成K-單刀開(kāi)關(guān)、Rs (IA)-保險(xiǎn)絲、Β-220ν/6ν變壓器、RO-指示燈限流電阻50 Ω、Ll-LED工作指示燈、DZ-橋式整流電路、Jl-常開(kāi)繼電器線圈、D-限流二極管、R1_300Q、DW-穩(wěn)壓二極(5. 1V/2. 5A)、C1-超級(jí)電容器(800F/5. 4v)、C2_0. I μ /63V、R2 為分壓電阻、L2-LED 消防照燈燈、電源要求為單相交流電220V/50HZ。應(yīng)急燈的具體工作原理，將民用電接通以后，220V的民用電通過(guò)變壓器降壓后電路中電壓降為6V，電路中的工作指示燈發(fā)光提示正常工作，接著通過(guò)橋式整流電路進(jìn)行整流，交流電變?yōu)榱丝梢灾苯舆M(jìn)行充電的直流電，通過(guò)穩(wěn)壓二極管DZ進(jìn)行穩(wěn)壓控制防止電壓過(guò)高擊穿超級(jí)電容器，一旦超級(jí)電容器充電完畢后防止其反向放電，在電路中安裝了 D反向放電控制的限流二極管，以避免超級(jí)電容器反向放電的問(wèn)題。一旦火災(zāi)發(fā)生時(shí)，民用電將會(huì)被摧毀，這樣導(dǎo)致電路中無(wú)電流通過(guò)，繼電器的常開(kāi)觸點(diǎn)線圈將會(huì)自動(dòng)閉合變?yōu)槌ｉ]觸點(diǎn)。這樣超級(jí)電容器、分壓電阻、LED應(yīng)急照明燈將會(huì)自動(dòng)工作形成一個(gè)工作電路，為人們逃離現(xiàn)場(chǎng)提供照明需求。本發(fā)明所述的高壽命綠色環(huán)保應(yīng)急照明燈在這種社會(huì)趨勢(shì)下必會(huì)有著很好的市場(chǎng)前景，主要有以下幾點(diǎn)優(yōu)勢(shì)I.使用壽命長(zhǎng)節(jié)約能源，我們的消防應(yīng)急燈壽命為10年以上是一般應(yīng)急燈的4-5倍，不僅節(jié)省了很多的制造原料和加工工藝，同時(shí)省去了 2-3年更換一次消防應(yīng)急燈所浪費(fèi)的人力和物力。2.制造材料環(huán)保無(wú)污染，普通應(yīng)急照明燈廢棄后，往往是丟棄或掩埋，但是其中的儲(chǔ)能元件大多為鉛酸、鎳鎘、鋰電池等等由重金屬制造加工的化學(xué)電池，因而其污染環(huán)境的威力可想而知的。若廢電池混入生活垃圾進(jìn)入焚燒廠，則其中的汞、鎘等金屬將會(huì)在高溫下氣化排入大氣，使大氣環(huán)境受污染。隨著人們環(huán)保意識(shí)的加強(qiáng)，急需一種替代產(chǎn)品來(lái)抑制這種電池廢棄量增長(zhǎng)，而我們新型的應(yīng)急照明燈采用的是超級(jí)電容器為儲(chǔ)能元件，其儲(chǔ)能過(guò)程方能過(guò)程都為物理過(guò)程，對(duì)環(huán)境絕對(duì)沒(méi)有任何污染，而其制造材料也絕無(wú)有害物質(zhì)一旦廢棄時(shí)也不會(huì)對(duì)環(huán)境造成任何危害。消防應(yīng)急燈是人們生活中保證生命安全不可缺少的物品，隨著人們對(duì)安全意識(shí)的不斷提高，社會(huì)對(duì)該種產(chǎn)品的需求量也越來(lái)越大。
以下結(jié)合附圖
和實(shí)施案例進(jìn)一步闡述本發(fā)明。圖I是本發(fā)明的的內(nèi)部電路原理圖。
具體實(shí)施方式
以下結(jié)合實(shí)施例來(lái)說(shuō)明本發(fā)明所述的高壽命綠色節(jié)能應(yīng)急照明燈。實(shí)施例I。應(yīng)急照明燈內(nèi)部的具體工作原理及其元件，如圖I所示為應(yīng)急照明燈的內(nèi)部電路原理圖，其分別由以下電路元件組成K-單刀開(kāi)關(guān)、Rs (1Α)-保險(xiǎn)絲、Β-220ν/6ν變壓器、RO-指示燈限流電阻50 Ω、Ll-LED工作指示燈、DZ-橋式整流電路、Jl-常開(kāi)繼電器線圈、D-限流二極管、R1-300 Ω、Dff-穩(wěn)壓二極(5. 1V/2. 5Α)、Cl-超級(jí)電容器(800F/5. 4ν)、C2-0. I μ /63V、R2為分壓電阻、L2-LED消防照燈燈、電源要求為單相交流電220V/50Hz。應(yīng)急燈的具體工作原理，將民用電接通以后，220V的民用電通過(guò)變壓器降壓后電路中電壓由將會(huì)降為了 6V，電路中的工作指示燈發(fā)光提示正常工作，接著通過(guò)橋式整流電路進(jìn)行整流，交流電變?yōu)榱丝梢灾苯舆M(jìn)行充電的直流電，通過(guò)穩(wěn)壓二極管DZ進(jìn)行穩(wěn)壓控制防止電壓過(guò)高擊穿超級(jí)電容器，一旦超級(jí)電容器充電完畢后防止其反向放電，在電路中安裝了 D反向放電控制的限流二極管，以避免超級(jí)電容器反向放電的問(wèn)題。圖中的Jl正常情況下為常開(kāi)觸點(diǎn)繼電器線圈，用Jl來(lái)控制發(fā)光的LED應(yīng)急照明燈電路。一旦火災(zāi)發(fā)生時(shí)，民用電將會(huì)被摧毀，這樣導(dǎo)致電路中無(wú)電流通過(guò)，繼電器的常開(kāi)觸點(diǎn)線圈將會(huì)自動(dòng)閉合變?yōu)槌ｉ]觸點(diǎn)。這樣超級(jí)電容器、分壓電阻、LED應(yīng)急照明燈將會(huì)自動(dòng)工作形成一個(gè)工作電路，為人們逃離現(xiàn)場(chǎng)提供照明需求。[0025]以上所述，僅為本發(fā)明較佳的具體實(shí)施方式
，但本發(fā)明的保護(hù)范圍并不局限于此，任何熟悉本技術(shù)領(lǐng)域的技術(shù)人員在本發(fā)明披露的技術(shù)范圍內(nèi)，根據(jù)本發(fā)明的技術(shù)方案及其發(fā)明構(gòu)思加以等同替換或改變，都應(yīng)涵蓋在本發(fā)明的保護(hù)范圍 之內(nèi)。
權(quán)利要求1.高壽命綠色節(jié)能應(yīng)急照明燈，其特征在于由以下電路元件組成單刀開(kāi)關(guān)(K)、保險(xiǎn)絲(RslA)、220v/6v變壓器(B)、指示燈限流電阻50Ω (RO), LED工作指示燈(LI)、橋式整流電路(DZ)、常開(kāi)繼電器線圈(J1)、限流二極管( )、300Ω (R1)、穩(wěn)壓二極(5. 1V/2. 5Α)(DW)、超級(jí)電容器800F/5. 4ν (Cl),O. I μ /63V、R2為分壓電阻(C2)、LED消防照燈燈(L2)、電源要求為單相交流電220V/50HZ。
2.根據(jù)權(quán)利要求I所述的高壽命綠色節(jié)能應(yīng)急照明燈，其特征在于將民用電接通以后，220V的民用電通過(guò)變壓器降壓后電路中電壓降為6V，電路中的工作指示燈發(fā)光提示正常工作，接著通過(guò)橋式整流電路進(jìn)行整流，交流電變?yōu)榱丝梢灾苯舆M(jìn)行充電的直流電，通過(guò)穩(wěn)壓二極管DZ進(jìn)行穩(wěn)壓控制防止電壓過(guò)高擊穿超級(jí)電容器，一旦超級(jí)電容器充電完畢后防止其反向放電，在電路中安裝了 D反向放電控制的限流二極管，以避免超級(jí)電容器反向放電的問(wèn)題。
專利摘要本實(shí)用新型所述的高壽命綠色節(jié)能應(yīng)急照明燈，由以下電路元件組成單刀開(kāi)關(guān)(K)、保險(xiǎn)絲(Rs1A)、220v/6v變壓器(B)、指示燈限流電阻50Ω(R0)、LED工作指示燈(L1)、橋式整流電路(DZ)、常開(kāi)繼電器線圈(J1)、限流二極管(D)、300Ω(R1)、穩(wěn)壓二極(5.1V/2.5A)(DW)、超級(jí)電容器800F/5.4v(C1)、0.1μ/63V、R2為分壓電阻(C2)、LED消防照燈燈(L2)、電源要求為單相交流電220V/50Hz。用LED代替現(xiàn)有的普通照明燈用于照明，不僅提高了光亮強(qiáng)度，又減少對(duì)電能的損耗。本作品使用的均為環(huán)保材料，一旦作廢對(duì)環(huán)境可達(dá)到零污染標(biāo)準(zhǔn)，完全可推廣使用。綜上所述，本產(chǎn)品解決了現(xiàn)有應(yīng)急燈壽命低，污染環(huán)境，耗電高等缺點(diǎn)，是新一代的消防應(yīng)急產(chǎn)品。
文檔編號(hào)H05B37/02GK202602963SQ20112049114
公開(kāi)日2012年12月12日 申請(qǐng)日期2011年12月1日 優(yōu)先權(quán)日2011年12月1日
發(fā)明者趙云云, 葉子青, 贠悅 申請(qǐng)人:大連海事大學(xué)