ЗАЩИЩЕННЫЙ СВЕТИЛЬНИК Российский патент 1997 года по МПК F21S3/02 F21V7/09 

Изобретение относится к светотехнике, в частности, к светильникам с газоразрядными источниками света, имеющими протяженное светящее тело, защищенными от вандализма и предназначенными преимущественно для освещения подземных переходов, охранных зон, подъездов и лестничных клеток зданий, садово-парковых ансамблей и т.п.

Известен встраиваемый в стену или в потолок пешеходных переходов, лестничных клеток и т.п. защищенный светильник [1] выполненный в виде прямоугольного корпуса с выпуклой крышкой, имеющей окно, перекрытое плоским рифленым защитным стеклом. Внутри корпуса собраны круглосимметричный вогнутый зеркальный отражатель, газоразрядная лампа с протяженным светящим телом, установленная поперек к оптической оси отражателя и пускорегулирующая аппаратура.

Недостатки светильника обусловлены сравнительно узким формируемым им светораспределением, что требует применения увеличенного количества светильников для равномерного освещения относительно низких и длинных подземных и других пешеходных переходов. Кроме того, светильник недостаточно защищен от вандализма, так как плоское защитное стекло легко может быть разрушено при механическом воздействии (удары твердыми предметами, лыжными палками, бутылками и т.п.).

Известен световой прибор [2] с оптической системой, выполненной на основе комбинированного круглосимметричного вогнутого зеркального отражателя, состоящего из рабочей передней параболоидной и центральной эллипсоидной зон с разнесенными фокусами и источника света с протяженным светящим телом, установленным вдоль оси отражателя в пределах расположения указанных фокусов.

Оптическая система прибора формирует узкий пучок и неэффективна для применения в светильнике при поперечной ориентации светящего тела источника света и размещении его в любом из фокусов. Кроме того, в этом случае существенно усложняется конструкция прибора.

В качестве прототипа выбран световой прибор [3] содержащий корпус с рамкой, в которой установлено защитное стекло, по крайней мере один источник света с протяженным светящим телом, установленный в координатно-цилиндрическом зеркальном отражателе, имеющем сопряженные между собой центральную вогнутую зону с эллиптическим профилем и периферийную вогнутую зону с параболическим профилем, образующие оптическую систему с единой фокальной линией для эллипсоцилиндрической и параболоцилиндрических зон, а также второй корпус с установленной в нем пускорегулирующей аппаратурой для лампы.

Световой прибор не обеспечивает необходимое для светильника широкое светораспределение в одной из плоскостей, конструктивно сложен и не имеет эффективной защиты от вандализма.

Целью изобретения является улучшение светотехнических и тепловых параметров светильника при одновременном повышении его защиты от вандализма.

Цель достигается тем, что в защищенном светильнике, содержащем корпус с крышкой и упрочненным выпуклым защитным стеклом, по крайней мере один источник света с протяженным светящим телом, установленный в координатно-цилиндрическом зеркальном отражателе, имеющем сопряженные между собой центральную и периферийную вогнутые зоны, образующие оптическую систему с единой фокальной линией, на которой размещено светящее тело упомянутого источника света, указанные вогнутые зоны отражателя имеют профиль в форме двух симметрично ориентированных относительно источника света пар сопряженных между собой частей эллипсов, образующих две эллипсоцилиндрические зоны с первым фокусом, располагаемым на единой для них фокальной линии и тремя или четырьмя несовпадающими между собой вторыми фокусами оптической системы, располагаемыми в пространстве между выходным отверстием отражателя и защитным стеклом вблизи его внутренних стенок.

Цель достигается также тем, что две примыкающие друг к другу центральные эллипсоцилиндрические вогнутые зоны отражателя светильника установлены относительно источника света таким образом, что их фокальные плоскости образуют между собой угол, превышающий 90^o, а их вторые фокальные линии располагаются по разные стороны от источника света в выходном отверстии отражателя на периферии защитного стекла, причем две периферийные эллипсоцилиндрические вогнутые зоны отражателя установлены с фокальными плоскостями, образующими между собой острый угол в пределах от 0 до 60^o, и вторые фокальные линии располагаются вблизи друг от друга или совпадают в центральной части выходного отверстия отражателя вблизи защитного стекла. Достижению цели способствует также то, что угол поворота фокальных плоскостей эллипсоцилиндрических вогнутых зон отражателя выбран таким, чтобы формируемый каждой из них сходящийся световой пучок проходил вне источника света.

На фиг.1 изображен светильник, вид сбоку, частично в разрезе; на фиг.2 - то же, вид сверху без крышки; на фиг.3 разрез А-А на фиг.1; на фиг.4 вид по стрелке Б на фиг.1.

Изображенный на фиг. 1-3 защищенный светильник содержит высокопрочный корпус 1, имеющий с фронтальной стороны форму вытянутого шестиугольника с повторяющей его форму крышкой 2, в центре которой выполнено круглое отверстие, перекрытое упрочненным термозакалкой выпуклым защитным стеклом 3 с толщиной стенок 6-8 мм, незначительно выступающим из крышки. Стекло 3 уплотнено в крышке 2 прокладкой и защищено от механических повреждений стальной сеткой 4.

Внутри корпуса 1 установлены координатно цилиндрический зеркальный отражатель 5 зеркализованными торцевыми стенками 6 и 7 и по крайней мере один источник света 8 с протяженным светящим телом 9, например, натриевая газоразрядная лампа высокого давления типа ДНаТ-70, образующие оптическую систему, изображенную на фиг.4, совместно с защитным стеклом 3. Стекло 3 почти примыкает к выходному отверстию отражателя 5.

Источник света 8 подключен к пускорегулирующей аппаратуре, состоящей из дросселя 10, зажигающего устройства 11, конденсатора 12 и резистора, разнесенных и установленных в двух боковых отсеках корпуса 1.

Крышка 2 с собранным на ней защитным стеклом 3 и сеткой 4 монтируется на корпусе 1 через уплотнение и с возможностью удержания ее на шарнирных тягах 13 при доступе внутрь светильника при обслуживании.

Кроме того, в корпусе 1 установлены два замка 14, исключающих вскрытие светильника без специального ключа, а также два сальниковых ввода 15 для подключения и уплотнения трубопроводов с кабелями питающей сети (не показаны).

Светильник монтируется на стену, потолок или на специальный несущий кронштейн крепежными элементами, проходящими через уплотненные отверстия 16, выполненные в днище корпуса 1.

Вышеуказанный отражатель 5 светильника выполнен в виде сопряженных между собой двух центральных вогнутых зон 17 и двух периферийных вогнутых зон 18, образующих оптическую систему (фиг.1 и 2) с единой фокальной линией FF', на которой размещено светящее тело 9 источника света 8. Упомянутые вогнутые зоны 17 и 18 отражателя имеют профиль в форме двух симметрично ориентированных относительно источника света пар сопряженных между собой частей (соответственно om и mk, а также on и ne) различных эллипсов с первым единым для них фокусом F, располагаемым на фокальной линии FF', и тремя или четырьмя несовпадающими между собой осесмещенными вторыми фокусами F1, F2, F3 и F4, располагаемыми в пространстве между входным отверстием отражателя 5 и защитным стеклом 3 вблизи его внутренних стенок.

Две примыкающие друг к другу центральные эллипсоцилиндрические вогнутые зоны 17 отражателя установлены относительно светящего тела 9 источника света 8 таким образом, что их фокальные плоскости, проходящие через единую фокальную линию FF' (фиг.1) и большие оси эллипсов FF1 и FF4 (показаны пунктиром на фиг.4), образуют между собой тупой угол F1FF4, превышающий 90^o. Такая ориентация рабочих зон 17 позволяет формировать расходящиеся отраженные световые пучки на две фокальные линии (проходят перпендикулярно плоскости чертежа на фиг. 4) в точках F1 и F4, располагаемые по разные стороны от источника света 8 в выходном отверстии отражателя на периферии защитного стекла 3. В свою очередь две периферийные эллипсоцилиндрические вогнутые зоны 18 отражателя установлены относительно светящего тела 9 источника света 8 таким образом, что их фокальные плоскости, проходящие через единую фокальную линию FF' (фиг.1) и большие оси эллипсов FF2 и FF3 образуют между собой острый угол F2FF3, выбранный в пределах от 0 до 60^o. Это позволяет формировать сходящиеся отраженные рабочими зонами 18 световые пучки на одну или две близко расположенные фокальные линии, проходящие через точки F2 и F3, аналогично описанным выше, в центральной части выходного отверстия отражателя вблизи защитного стекла 3.

В одном из вариантов конструктивного исполнения (не показано) эллипсоцилиндрические вогнутые зоны 18 отражателя могут быть установлены относительно светящего тела 9 источника 8 таким образом, что их фокальные плоскости совпадут (угол F2FF3 0). В этом случае эллиптические кривые mk и ne становятся частями единого эллипса с первым фокусом в точке F и совпадающими вторыми фокусами F2 и F3, что обеспечит формирование отраженных рабочими зонами 18 световых пучков на одну фокальную линию в центральной части выходного отверстия отражателя вблизи защитного стекла 3.

Во всех рассмотренных вариантах исполнения отражателя светильника угол между фокальными плоскостями, проходящими через большие оси эллипсов FF1 и FF4 или FF2 и FF3, выбирается таким, чтобы формируемые каждой рабочей зоной 17 или 18 световые пучки проходили в сторону защитного стекла 3 вне колбы источника света 8. В частности, для показанного на фиг.1-3 светильника с лампой ДНаТ-70 (диаметр колбы 37 мм) защитным стеклом с радиусом кривизны выпуклой части, равным 84 мм, и диаметром 140 мм, равным ширине выходного отверстия отражателя, угол F1FF4 180^o, а угол F2FF3 выбран приблизительно равным 20^o.

Светильник работает следующим образом.

Генерируемое источником света оптическое излучение перераспределяется рабочими зонами 17 и 18, как это изображено стрелками на фиг.4 для крайних точек e, n, o, m, k соответствующих зон отражателей.

Лучи, исходящие из фокуса F (располагается на фокальной линии FF'), отражаясь от поверхностей центральных и периферийных эллипсоцилиндрических зон 17 и 18 с профилем om и on, а также em и kn собираются на фокальных линиях, проходящих через фокусы F1 и F4, а также F2 и F3 соответственно вблизи защитного стекла 3 и далее выходят из оптической системы светильника расходящимся пучком. Положения фокусов F1 и F4, а также F2 и F3 выбирается таким, чтобы максимально расширить после однократного отражения выходящий из светильника световой пучок, исключить при этом пересечение колбы источника света крайними лучами, исходящими из точек "о", "m", и "n", улучшая тем самым светотехнические (световой КПД, углы рассеяния) и тепловые параметры светильника.

Варьируя соотношениями ширины центральных 17 и периферийных 18 эллипсоидных зон отражателя, можно в широких пределах изменять пространственное светораспределение светильников с выходным отверстием, перекрытым защитным стеклом, незначительно выступающим из светильника, что особенно важно для светильников, защищенных от вандализма.

Для описанного выше светильника с защитным стеклом, выступающим из крышки на высоту 36 мм удалось получить почти прямоугольную кривую силы света с осевым значением более 2000 кд при угле рассеяния около 180^o и световом КПД примерно 50%
Формирование световых пучков зонами отражателя на четыре фокальные линии позволило улучшить тепловой режим светильника за счет более равномерного перераспределения светового потока на защитном стекле.

Использование: светотехника, для освещения подземных переходов, охранных зон, подъездов и лестничных клеток зданий, садово-парковых ансамблей и т. п. Сущность: устройство содержит корпус с крышкой и упрочненным защитным стеклом, незначительно выступающим из крышки, протяженный источник света, координатно-цилиндрический зеркальный отражатель, образующие оптическую систему с фокальной линией, на которой расположен указанный источник света. При этом отражатель выполнен с двумя центральными и двумя периферийными вогнутыми зонами, имеющими профиль в форме двух симметрично ориентированных относительно источника света пар сопряженных между собой частей эллипсов, образующих две эллипсоцилиндрические зоны с первым фокусом, располагаемым на единой для них фокальной линии и тремя или четырьмя несовпадающими между собой вторыми фокусами оптической системы, располагаемыми в пространстве между выходным отверстием отражателя и защитным стеклом вблизи его внутренних стенок. 2 з.п. ф-лы, 4 ил.

1. Защищенный светильник, содержащий корпус с крышкой и упрочненным защитным стеклом, незначительно выступающим из крышки, источник света с протяженным светящим телом, установленный в координатно-цилиндрическом зеркальном отражателе, имеющем центральную и периферийные вогнутые зоны, образующие оптическую систему с единой фокальной линией, на которой размещено светящее тело упомянутого источника света, отличающийся тем, что указанные вогнутые зоны отражателя имеют профиль в форме двух симметрично ориентированных относительно источников света пар сопряженных между собой частей эллипсов, образующих две эллипсоцилиндрические зоны с первым фокусом, располагаемым на единой для них фокальной линии, и тремя или четырьмя не совпадающими между собой вторыми фокусами оптической системы, располагаемыми в пространстве между выходным отверстием отражателя и защитным стеклом вблизи его внутренних стенок. 2. Светильник по п.1, отличающийся тем, что две примыкающие друг к другу центральные эллипсоцилиндрические вогнутые зоны отражателя установлены относительно источника света таким образом, что их фокальные плоскости образуют между собой угол, превышающий 90^o, а их вторые фокальные линии располагаются по разные стороны от источника света в выходном отверстии отражателя на периферии защитного стекла, причем две периферийные эллипсоцилиндрические вогнутые зоны отражателя установлены с фокальными плоскостями, образующими между собой острый угол в пределах от 0 до 60^o, и вторые фокальные линии располагаются вблизи друг от друга или совпадают в центральной части выходного отверстия отражателя вблизи защитного стекла. 3. Светильник по п.1 или 2, отличающийся тем, что угол поворота фокальных плоскостей эллипсоцилиндрических вогнутых зон отражателя выбран таким, чтобы формируемый каждой из них сходящийся световой пучок проходил вне источника света.