專利名稱：高壽命綠色節(jié)能應急照明燈的制作方法
技術(shù)領域：
本發(fā)明涉及應急照明燈領域，具體涉及一種消防器材，旨在發(fā)生火災時為受害者的逃離提供生命的保障的高壽命綠色節(jié)能應急照明燈。
背景技術(shù)：
現(xiàn)在的消防應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題。首先，眾所周知，鉛酸、鎳鎘、鋰電池都屬于化學電池一類，都是通過電化學反應，產(chǎn)生法拉第電荷轉(zhuǎn)移來儲存電荷的和放出電量的，因此往復的電化學反應消耗使得這一類的電池使用壽命縮短，并且電化學反應受溫度影響較大，對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藥劑充當電解液來制造的，一旦廢棄后對現(xiàn)有環(huán)境的污染是相當嚴重的，據(jù)專家實驗證明一個廢棄紐扣鋰電池可以污染600t的水，這個水量是一個人一生中的飲水量。同時，不穩(wěn)定的大電流會直接影響這些電池的壽 命。因此，對于要求高壽命、高可靠性、耐高溫等苛刻條件的消防應急照明燈來說，這些基于電化學反應的電池就顯出了種種的不足。而且在燈源方面現(xiàn)有的應急照明燈大多采用普通的熱能燈源進行照明，這種照明燈源聚光性不好使得其指向性差，導致火災發(fā)生時不能準確的照亮人們的逃離路線，而且其還存在耗能率高等問題。綜上所述我們現(xiàn)如今急需一種高壽命、節(jié)能環(huán)保的新型消防應急照明燈。
發(fā)明內(nèi)容本發(fā)明研究的應急照明燈由光源、電池(或蓄電池)、燈體和電氣部件等組成，我們采用超級電容器為主要元件，超級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，超級電容器儲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分鐘可達到其額定容量的95%以上)、功率密度高(可達300W / KG 5000W / KG，相當于電池的5 10倍)、循環(huán)使用壽命長(深度充放電循環(huán)次數(shù)可達50萬次以上，是鋰電池的500倍，是鉛酸和鎳鎘電池的1000倍，而且沒有“記憶效應”)，大電流放電能力超強(能量循環(huán)效率> 90%)、使用溫度范圍寬(_40°C 70°C)、檢測方便(剩余電量可直接讀出)、安全性高、長期使用免維護等特點，而且超級電容在原材料的構(gòu)成、生產(chǎn)過程中均采用環(huán)保材料而工作過程均屬于環(huán)保的物理過程，廢棄后對環(huán)境可達零污染的標準。(圖表為超級電容與其它電池的性能對比)
電池名稱I溫度范圍I耐高溫性I記憶效應I工作方式I污染性
鎳鎘電f-20°c ~60°C不好—有化學反應有
鋰電池 -20°C ^60°C一般無化學反應_有
鉛酸電f-20°C ~40°C不好—有化學反應有
超級電容I-40°C~70°CI好I無I物理變化I無—鑒于上述問題現(xiàn)有應急燈照明燈一旦使用超級電容為主要儲能元件不僅僅能提升其自身的使用壽命和使用性能，同時在保護環(huán)境方面將會有著極其重要意義。此外我們采用LED發(fā)光二極管代替原有的普通照明燈，來解決其聚光性差、耗能率高等問題，具體原因如下I.發(fā)光效率高，LED經(jīng)過幾十年的技術(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)改良后將達到達50 200流明/瓦，而且其光的單色性好、光譜窄，無需過濾可直接發(fā)出有色可見光。目前，世界各國均加緊提高LED光效方面的研究，在不遠的將來其發(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，單管驅(qū)動電壓I. 5
3.5伏，電流15 18毫安，反應速度快，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，采用電子光場輻射發(fā)光，燈絲發(fā)光易燒、熱沉積、光衰減等缺點。而采用LED燈體積小、重量輕,環(huán)氧樹脂封裝,可承受高強度機械沖擊和震動，不易破碎。平均 壽命達10萬小時。LED燈具使用壽命可達5 10年。4.聚光性能強，LED光源的聚光性能極好，在火災發(fā)生時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，沒有污染。光源體積小，可以隨意組合，易開發(fā)成輕便薄短小型照明產(chǎn)品，也便于安裝和維護。當然，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電容作為主要儲能元件，以LED為應急照明燈芯的新型高壽環(huán)保應急照明燈。首先，它的使用壽命可達10年以上，而一般應急照明燈使用壽命只有2-3年，是一般應急照明燈壽命的4-5倍；其次，它的工作性能優(yōu)越穩(wěn)定，一旦意外發(fā)生時能夠及時的發(fā)揮作用，而不會因為受外界環(huán)境的影響失效最終造成人員的傷亡；最后，我們采用的超級電容器、LED均為綠色環(huán)保材料，一經(jīng)廢棄對環(huán)境沒有任何的影響。本發(fā)明通過合理使用超級電容器及其元件，替代原始鎳鎘、鋰電池，作為儲電元件，改良現(xiàn)有消防應急照明燈，使其使用壽命延長至十年以上，使用性更加可靠，完全解決了現(xiàn)實產(chǎn)品使用壽命短，工作不穩(wěn)定的缺點。而且用LED代替現(xiàn)有的普通照明燈用于照明，不僅提高了光亮強度，又減少對電能的損耗。本作品使用的均為環(huán)保材料，一旦作廢對環(huán)境可達到零污染標準，完全可推廣使用。綜上所述，本產(chǎn)品解決了現(xiàn)有應急燈壽命低，污染環(huán)境，耗電聞等缺點，是新一代的消防應急廣品。應急照明燈內(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-單刀開關、Rs (IA)-保險絲、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。應急燈的具體工作原理，將民用電接通以后，220V的民用電通過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，接著通過橋式整流電路進行整流，交流電變?yōu)榱丝梢灾苯舆M行充電的直流電，通過穩(wěn)壓二極管DZ進行穩(wěn)壓控制防止電壓過高擊穿超級電容器，一旦超級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，以避免超級電容器反向放電的問題。一旦火災發(fā)生時，民用電將會被摧毀，這樣導致電路中無電流通過，繼電器的常開觸點線圈將會自動閉合變?yōu)槌ｉ]觸點。這樣超級電容器、分壓電阻、LED應急照明燈將會自動工作形成一個工作電路，為人們逃離現(xiàn)場提供照明需求。本發(fā)明所述的高壽命綠色環(huán)保應急照明燈在這種社會趨勢下必會有著很好的市場前景，主要有以下幾點優(yōu)勢I.使用壽命長節(jié)約能源，我們的消防應急燈壽命為10年以上是一般應急燈的4-5倍，不僅節(jié)省了很多的制造原料和加工工藝，同時省去了 2-3年更換一次消防應急燈所浪費的人力和物力。2.制造材料環(huán)保無污染，普通應急照明燈廢棄后，往往是丟棄或掩埋，但是其中的儲能元件大多為鉛酸、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入焚燒廠，則其中的汞、鎘等金屬將會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)保意識的加強，急需一種替代產(chǎn)品來抑制這種電池廢棄量增長，而我們新型的應急照明燈采用的是超級電容器為儲能元件，其儲能過程方能過程都為物理過程，對環(huán)境絕對沒有任何污染，而其制造材料也絕無有害物質(zhì)一旦廢棄時也不會對環(huán)境造成任何危害。消防應急燈是人們生活中保證生命安全不可缺少的物品，隨著人們對安全意識的不斷提高，社會對該種產(chǎn)品的需求量也越來越大。
以下結(jié)合附圖
和實施案例進一步闡述本發(fā)明。圖I是本發(fā)明的的內(nèi)部電路原理圖。
具體實施方式
以下結(jié)合實施例來說明本發(fā)明所述的高壽命綠色節(jié)能應急照明燈。實施例I。應急照明燈內(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-單刀開關、Rs (1Α)-保險絲、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。應急燈的具體工作原理，將民用電接通以后，220V的民用電通過變壓器降壓后電路中電壓由將會降為了 6V，電路中的工作指示燈發(fā)光提示正常工作，接著通過橋式整流電路進行整流，交流電變?yōu)榱丝梢灾苯舆M行充電的直流電，通過穩(wěn)壓二極管DZ進行穩(wěn)壓控制防止電壓過高擊穿超級電容器，一旦超級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，以避免超級電容器反向放電的問題。圖中的Jl正常情況下為常開觸點繼電器線圈，用Jl來控制發(fā)光的LED應急照明燈電路。一旦火災發(fā)生時，民用電將會被摧毀，這樣導致電路中無電流通過，繼電器的常開觸點線圈將會自動閉合變?yōu)槌ｉ]觸點。這樣超級電容器、分壓電阻、LED應急照明燈將會自動工作形成一個工作電路，為人們逃離現(xiàn)場提供照明需求。[0025]以上所述，僅為本發(fā)明較佳的具體實施方式
，但本發(fā)明的保護范圍并不局限于此，任何熟悉本技術(shù)領域的技術(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，都應涵蓋在本發(fā)明的保護范圍 之內(nèi)。
權(quán)利要求1.高壽命綠色節(jié)能應急照明燈，其特征在于由以下電路元件組成單刀開關(K)、保險絲(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)能應急照明燈，其特征在于將民用電接通以后，220V的民用電通過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，接著通過橋式整流電路進行整流，交流電變?yōu)榱丝梢灾苯舆M行充電的直流電，通過穩(wěn)壓二極管DZ進行穩(wěn)壓控制防止電壓過高擊穿超級電容器，一旦超級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，以避免超級電容器反向放電的問題。
專利摘要本實用新型所述的高壽命綠色節(jié)能應急照明燈，由以下電路元件組成單刀開關(K)、保險絲(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，不僅提高了光亮強度，又減少對電能的損耗。本作品使用的均為環(huán)保材料，一旦作廢對環(huán)境可達到零污染標準，完全可推廣使用。綜上所述，本產(chǎn)品解決了現(xiàn)有應急燈壽命低，污染環(huán)境，耗電高等缺點，是新一代的消防應急產(chǎn)品。
文檔編號H05B37/02GK202602963SQ20112049114
公開日2012年12月12日 申請日期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 申請人:大連海事大學