ОСВЕТИТЕЛЬНОЕ УСТРОЙСТВО Российский патент 2012 года по МПК F21S8/00 

Область техники, к которой относится изобретение

Изобретение относится к светотехнике и может быть использовано в производстве различных светильников для наружного и внутреннего освещения, в том числе производственных помещений с неблагоприятной взрывоопасной атмосферой.

Уровень техники

Известно осветительное устройство с источником света на основе светоизлучающих диодов, размещенных в индивидуальных рефлекторах, выполненных в виде тонкостенной параболической оболочки (см. патент US 0303711, МПК F21V 29/00, F21S 8/00, опубл. 10.12.2009 и патент RU 61388 U1, МПК F21V 13/00, опубл. 27.02.2007 г.). Параболическая форма рефлекторов наиболее часто используется в осветительных устройствах, однако круглая форма выходных отверстий рефлекторов обусловливает низкую эффективность использования площади светильника. Кроме того, упомянутые светильники отличаются высокой трудоемкостью сборки из-за наличия большого числа единичных элементов, между которыми необходимо выдержать установочные размеры. Поэтому чаще формируют сразу всю совокупность рефлекторов в виде единой панели, изготавливаемой, например, методом штамповки из листовой заготовки.

Известны осветительные устройства с источником света на основе светодиодов, снабженных индивидуальными отражателями, выполненными в виде углублений в единой отражающей панели (см. патент US 7303316, опубл. 04.12.2007 г. и патент US 7497606, опубл. 03.03.2009 г.). За счет того, что углубления выполнены с частичным перекрытием друг друга, вся панель работает как отражающая поверхность, что обеспечивает высокую эффективность использования площади светильника. Использование единой панели отражателей обеспечивает простоту и удобство сборки светильника. Основным недостатком упомянутых решений является необходимость разработки индивидуальной технологической оснастки для каждого конкретного светильника, что значительно повышает стоимость последнего.

Известно осветительное устройство, в котором использован модульный принцип формирования отражающей поверхности на основе одинаковых типовых индивидуальных отражателей, выполненных в форме полой усеченной четырехгранной пирамиды (см. патент US 7654691, МПК F21V29/00, F21V7/00, опубл. 02.02.2010 г.). Предварительно установке в светильнике отражатели собирают в линейные модули, каждый из которых предназначен для линейки светодиодов. Сборку такого линейного модуля осуществляют путем установки отражателей в швелерообразной направляющей, обеспечивающей строгое расположение последних в ряд и на расстоянии друг от друга, равном ширине вставки-перемычки, размещаемой в направляющей между двумя соседними отражателями. Число таких линейных модулей в одном светильнике и их взаимное расположение на теплоотводящем основании может быть различным.

Достоинством упомянутого решения является возможность использования типовых деталей массового производства, что удешевляет стоимость светильников, и возможность формирования множества разнообразных конструкций на основе однотипных модулей. Использование направляющих обеспечивает простоту и технологичность сборки светильника, однако они существенно утяжеляют его конструкцию и ограничивают возможности формирования световой поверхности.

В качестве наиболее близкого, по наличию сходных конструктивных признаков, аналога для заявляемого решения принято осветительное устройство, содержащее источники света в виде закрепленных на теплоотводящем основании светодиодных излучателей, снабженных индивидуальными отражателями, выполненными в виде типовой детали, имеющей форму, близкую к форме четырехгранной усеченной пирамиды, в малом основании которой размещен светодиодный излучатель, а большое основание пирамиды является выходным отверстием для светового пучка (патент на полезную модель RU №91474, МПК F21V 7/00, H01L 33/00, опубл. 10.02.2010 г.). Отражатели состыкованы между собой сторонами больших оснований пирамид. Соединение отражателей может производиться в любом количестве и в любом направлении, что позволяет создавать разнообразные светильники, используя однотипные детали. Прямоугольная форма отражателей и их соединение боковыми сторонами выходных прямоугольных отверстий обеспечивают максимальную эффективность использования площади поверхности светильника.

К недостаткам известного решения следует отнести высокую трудоемкость сборки, что обусловлено необходимостью закрепления каждого индивидуального отражателя к радиатору, а также ограниченные конструктивные возможности формирования светового пятна, обусловленные исполнением индивидуального отражателя в виде правильной пирамиды, в основании которой лежит квадрат.

Раскрытие изобретения

Задачей заявляемого изобретения является повышение технологичности устройства, расширение конструктивных возможностей формирования светового пятна осветительного прибора.

Поставленная задача решена благодаря тому, что в осветительном устройстве с источником света в виде закрепленных на теплоотводящем основании светодиодных излучателей, снабженных индивидуальными отражателями, каждый из которых выполнен в форме, близкой к форме усеченной четырехгранной пирамиды, в малом основании которой размещен светодиодный излучатель, состыкованными между собой сторонами больших оснований пирамид, согласно заявляемому изобретению каждый отражатель снабжен стыковочными элементами в виде выступов, выполненных на двух сторонах большего основания пирамиды, и ответных выступам пазов, выполненных на двух других его сторонах, обеспечивающих соединение отражателей по типу «ласточкин хвост».

В основе конструкции осветительного устройства, как и в прототипе, лежит принцип модульного конструирования, позволяющий на основе однотипных модулей создавать множество конструкций светильников, различных по форме и размерам.

При этом вышеприведенная совокупность отличительных признаков заявляемого решения позволила получить новый положительный технический результат, а именно возможность формирования из единичных однотипных модулей, которыми являются индивидуальные отражатели, единой панели отражателей, причем последняя отличается достаточно высокими прочностью и жесткостью конструкции, не зависящими от размеров и формы этой панели.

Благодаря использованию соединения «ласточкин хвост» собранная из отдельных отражателей упомянутая панель представляет собой достаточно прочную, «цельную» конструкцию, которую можно переносить, устанавливать и закреплять, т.е. использовать как единый узел (деталь), что значительно упрощает сборку и монтаж осветительного устройства. При этом сохраняется возможность демонтажа или реконструкции светильника: например, путем добавления дополнительных типовых элементов (модулей) можно увеличить мощность светильника, изменить его конфигурацию.

Таким образом, панель отражателей, с одной стороны, может использоваться как «единый» узел (деталь), что обеспечивает удобство и простоту сборки светильника, а с другой стороны, это модульный сборный узел со всеми вытекающими достоинствами.

Предлагаемая конструкция осветительного устройства отличается простотой компоновки, в ней исключена необходимость применения каких-либо вспомогательных деталей, направляющих и т.п., обеспечивающих соблюдение установочных размеров, но усложняющих и утяжеляющих конструкцию светильника.

На каждом отражателе сформированы по два выступа и два ответных паза, аналогичных выступам по форме и размерам. Таким образом, общая масса отражателя практически не изменяется при введении в его конструкцию соединительных элементов и не оказывает существенного влияния на общую массу светильника.

Более того, соединение выступ/паз является достаточно прочным и надежным, поэтому какие-либо другие крепежные элементы также не понадобятся. Отражатели фиксируются в корпусе за счет установки в нем светодиода и могут быть дополнительно прижаты к корпусу защитным стеклом.

Благодаря использованию унифицированных однотипных деталей, простоте соединения, экономичности изготовления, возможности компоновки из единичных деталей единой панели отражателей, обеспечивающей удобство сборки, заявляемая конструкция осветительного устройства является простой и высокотехнологичной.

С использованием однотипной комплектной базы единичных отражателей может быть составлено множество панелей различных форм и размеров, что позволит создать множество светильников различных форм, размеров, мощности и т.д.

Благодаря тому, что единичные отражатели имеют унифицированные размеры, конструктору достаточно легко заранее определить место расположения светодиодных излучателей и другие конструктивные размеры светильника.

Предпочтительным воплощением заявляемого изобретения является выполнение индивидуальных отражателей в форме неправильной пирамиды, в основании которой лежит прямоугольник с неравными сторонами. В этом случае выступы формируют на двух смежных сторонах большего основания пирамиды, а пазы - на двух других смежных его сторонах.

Такое исполнение индивидуальных отражателей позволяет значительно расширить конструкторские возможности по формированию светового пятна осветительного устройства за счет возможности изменения длин сторон, взаимной ориентации отражателей и их компоновки в светильнике. Упомянутое предпочтительное решение позволит также уменьшить количество единичных отражателей, приходящихся на единицу площади светильника, что обеспечит дополнительное упрощение сборки устройства и повысит его технологичность.

Отражатель может быть снабжен фланцем, выполненным по периметру большего основания пирамиды. При этом пазы и выступы формируют в упомянутом фланце.

Для обеспечения равномерности светового потока и предотвращения слепящего воздействия устройства предпочтительно выполнение внутренней поверхности отражателей с рифлением.

Для создания достаточного теплоотвода в светильнике, работающем на мощных светодиодах, корпус выполняют с развитой наружной поверхностью, сформированной, например, в виде ребер охлаждения. Дополнительно на наружных поверхностях корпуса может быть выполнено продольное и/или поперечное рифление.

Светодиодные излучатели имеют достаточно большой срок службы, и наибольшее число отказов светодиодных светильников связано с выходом из строя обслуживающей электроники. Поэтому для повышения долговечности работы светильника и предотвращения выхода из строя сразу всех источников света, если их больше пяти в одном осветительном устройстве, целесообразным является объединение светодиодных излучателей в несколько независимых секций, каждая из которых оснащается своим блоком питания.

Блоки питания и другие электронные компоненты могут быть размещены в углублениях корпуса между светодиодными излучателями.

Отсек источников света со стороны выходных отверстий рефлекторов предпочтительно закрыт защитным стеклом, прижатым к корпусу через уплотнитель с помощью рычагов.

Краткое описание чертежей

Конструкция осветительного устройства поясняется чертежами, где

на фиг.1 изображено осветительное устройство, общий вид;

на фиг.2 - вид А с фиг.1,

на фиг.3 - вид В с фиг.2 с частичным сечением;

на фиг.4 - панель отражателей в сборе;

на фиг.5 - фрагмент с фиг.4, увеличено,

на фиг.6 и 7 показаны возможные примеры формирования панели отражателей.

Осуществление изобретения

Осветительное устройство (см. фиг.1-3) содержит источники света в виде светодиодных излучателей 1, каждый из которых размещен на оптической оси в фокусе индивидуального отражателя 2 и закреплен посредством монтажной платы 3 в корпусе 4, выполненном из алюминиевого профиля и герметично закрытом с торцов литыми алюминиевыми боковинами 5. Отсек источника света закрыт защитным стеклом 6, прижатым к корпусу 4 с помощью рычагов 7 через силиконовый уплотнитель. В углублениях корпуса 4 между светодиодными сборками размещены блоки питания 8, драйверы LED и другие элементы схемы. Вся наружная поверхность корпуса 4 для улучшения теплоотвода выполнена с оребрением 9.

Масса такого корпуса, выполняющего функции радиатора, рассчитывается из условия: не менее 80 г на 1 Вт мощности светодиодов. В приведенном примере светильника в качестве источников света были использованы светодиодные излучатели с мощностью 3 Вт каждый. Количество светодиодов в одном осветительном приборе может составлять от одного до 60 штук. Показанный на чертежах светильник содержит 20 светодиодных излучателей, сгруппированных в четыре параллельные линейки, по пять штук в каждой. Каждая такая секция (линейка) светодиодов снабжена независимым блоком питания, что обеспечивает при выходе из строя электроники одной такой секции продолжение работы светильника в целом.

Отражатель обеспечивает перераспределение светового потока, выдаваемого источником излучения - светодиодом, и его концентрацию в нужном направлении. Индивидуальный отражатель 2 имеет форму, близкую к форме полой усеченной пирамиды, в основании которой лежит прямоугольник с неравными сторонами. Строгое соответствие формы отражателя форме пирамиды не обязательно, и чаще всего грани пирамиды, они же стенки отражателя, выполняют слегка изогнутыми по параболе у малого основания, что улучшает направленность светового пучка.

Каждый индивидуальный отражатель 2 снабжен (см. фиг.4 - 5) стыковочными элементами в виде выступов 10, выполненных на двух смежных (большой и малой) сторонах большего основания пирамиды, и пазов 11, выполненных на двух других его смежных сторонах. Выступы 10 выполнены с расширением от основания к наружной кромке. Пазы 11 имеют ответную выступам 10 форму. По периметру большего основания пирамиды отражателя может быть сформирован фланец 12, в котором выполняют выступы 10 и пазы 11.

В процессе сборки светильника отражатели 2 соединяют между собой, формируя единую панель отражателей. Соединение отражателей осуществляют следующим образом. Выступ 10 одного отражателя вводится в зацепление с пазом 11 другого отражателя, образуя соединение 13 по типу «ласточкин хвост». Расширяющаяся форма выступов предотвращает разъединение отражателей. Соединение индивидуальных отражателей по типу «ласточкина хвоста» является простым и надежным и позволяет создавать конструкции произвольных форм и размеров, отличающиеся достаточно высокой прочностью и жесткостью соединения. Из единичных деталей формируется панель отражателей, которая в дальнейшем используется: размещается в светильнике, устанавливается на основании и закрепляется как одна деталь.

На фиг.6 и 7 приведены примеры формирования панели отражателей. Приведенные примеры иллюстрируют только некоторые возможности конструкции.

Панель отражателей формируется в соответствии с заданной конструкцией светильника. Форма панели отражателей определяет форму светового пятна светильника. Прямоугольная форма выходного отверстия отражателей 2 и выполнение выступов (и пазов соответственно) на малой и большой смежных сторонах прямоугольника обеспечивают возможность создания большого количества самых разнообразных форм.

Для закрепления устройства к несущей конструкции или опоре на задней поверхности корпуса 4 предусмотрены крепежные элементы 14. Закрепление светильника не является предметом притязаний заявителя и может быть выполнено любым известным способом: на обычном или поворотном кронштейне, на подвесе или вертикальной опоре.

Питание светильника напряжением осуществляется по гибкому трехжильному кабелю, который вводится через специальный кабельный ввод, вмонтированный в корпус в боковой части светильника. Внутри корпуса кабель соединяется с блоками питания при помощи клеммной колодки, которая заливается компаундом, что обеспечивает необходимую изоляцию.

Сверху снаружи светильник может быть закрыт защитной решеткой.

Изобретение относится к светотехнике и может быть использовано в производстве различных светильников для наружного и внутреннего освещения. Техническим результатом является повышение технологичности устройства, расширение конструктивных возможностей формирования светового пятна осветительного прибора. Осветительное устройство содержит источники света в виде закрепленных на теплоотводящем основании светодиодных излучателей, снабженных индивидуальными отражателями. Каждый отражатель выполнен в форме, близкой к форме четырехгранной усеченной пирамиды, в малом основании которой размещен светодиодный излучатель. Технический результат достигается за счет того, что каждый отражатель снабжен стыковочными элементами в виде выступов, выполненных на двух сторонах большего основания пирамиды, и пазов, ответных выступам, выполненных на двух других его сторонах, обеспечивающих соединение отражателей по типу «ласточкин хвост». 8 з.п. ф-лы, 7 ил.

1. Осветительное устройство с источником света в виде закрепленных на теплоотводящем основании светодиодных излучателей, снабженных индивидуальными отражателями, каждый из которых выполнен в форме, близкой к форме четырехгранной усеченной пирамиды, в малом основании которой размещен светодиодный излучатель, при этом отражатели состыкованы между собой сторонами больших оснований пирамид, отличающееся тем, что каждый отражатель снабжен стыковочными элементами в виде выступов, выполненных на двух сторонах большего основания пирамиды, и ответных выступам пазов, выполненных на двух других его сторонах, обеспечивающими соединение отражателей по типу «ласточкин хвост».

2. Устройство по п.1, отличающееся тем, что основание пирамиды отражателя выполнено в виде неравностороннего прямоугольника, при этом выступы сформированы на двух смежных сторонах большего основания пирамиды, а пазы - на двух других смежных его сторонах.

3. Устройство по п.1 или 2, отличающееся тем, что отражатель снабжен фланцем, выполненным по периметру большего основания пирамиды, при этом пазы и выступы сформированы в упомянутом фланце.

4. Устройство по п.1, отличающееся тем, что внутренняя поверхность отражателя выполнена с рифлением.

5. Устройство по п.1, отличающееся тем, что светодиодные излучатели закреплены на алюминиевых монтажных платах, установленных на радиаторе, функцию которого выполняет корпус устройства, имеющий оребрение наружной поверхности.

6. Устройство по п.5, отличающееся тем, что наружные поверхности корпуса выполнены с рифлением.

7. Устройство по п.1, отличающееся тем, что светодиодные излучатели объединены в секции, каждая из которых снабжена независимым блоком питания.

8. Устройство по п.1, отличающееся тем, что блоки питания и другие электронные компоненты размещены в углублениях корпуса между светодиодными излучателями.

9. Устройство по п.1, отличающееся тем, что отсек источников света закрыт защитным стеклом, прижатым к корпусу через уплотнитель с помощью рычагов.