Светильник светодиодный Российский патент 2020 года по МПК F21S4/00 F21S13/00 

Изобретение относится к осветительным устройствам на основе светодиодов и может быть использовано для формирования кривых силы света КСС обеспечивающих нормативные показатели освещенности для уличного, промышленного освещения.

За аналог заявляемого изобретения принято техническое решение того же назначения - светильник, общими признаками с заявляемым техническим решением являются, подключенные к одному или нескольким блокам питания световые модули, включающие, светодиоды в корпусе с окном из светопроницаемого материала, установленные в несущих боковинах корпуса. [Описание к патенту РФ №112339 на полезную модель «Светильник», F21S 4/00 (2006.01); F21S 8/00 (2006.01); F21W 131/00(2006.01)].

Наиболее близким аналогом того же назначения, что и заявляемое изобретение является техническое решение - светильник, общими признаками с заявляемым техническим решением являются корпус, в котором установлены светодиодные модули с источниками питания, состоящие из печатных плат с установленными на них светодиодами, снабженными вторичной оптикой, которые закрыты окнами из светопроницаемого материала, корпус снабжен узлом крепления к опоре. [Описание к патенту РФ №122148 на полезную модель «Светильник», F21S 4/00 (2006.01); F21S 8/00, 23/02)].

К недостаткам известных технических решений, как аналога, так и прототипа, относятся невозможность изменения КСС светильника без смены типа вторичной оптики, заключающейся в необходимости изменения количества световых модулей их размеров и углов разворота. Конструкция аналогов и прототипа не позволяют изменять наклон световых пучков светодиодов в продольной плоскости светильника, так как разворот световых модулей в аналогах может осуществляться только вдоль продольной оси светильника, изменяя наклон световых пучков вдоль поперечной оси светильника.

Задача, на решение которой направлено изобретение, является оптимизация конструкции светильника светодиодного по количеству конструкционных материалов, его массе, габаритов с формированием заданных типов КСС, обеспечивающие различные зоны освещенности в соответствии с нормативными документами без смены типа вторичной оптики, на одной элементной базе при его изготовлении в соответствии с требованиями заказчика.

Технический результат, который может быть получен при осуществлении изобретения, заключается в возможности формирования различных сложных КСС светильника светодиодного, определяющих зону освещенности, например, полуширокой или широкой, путем сложения световых пучков светодиодов, каждый из которых направлен в заданную область рабочей поверхности путем установки вторичной оптики, соосно ее оптической оси с центром светодиода или со смещением относительно центра светодиода в заданном направлении и на заданную величину, в соответствии с техническим заданием.

Сущность изобретения - светильника светодиодного, содержащего корпус, в сторонах которого установлены светодиодные модули, подключенные к источнику питания, состоящие из печатных плат с установленными на них светодиода-ми, снабженными вторичной оптикой, стороны корпуса, в которых установлены светодиодные модули, закрыты окнами из светопроницаемого материала, корпус снабжен узлом крепления к опоре, состоит в том, что корпус выполнен, по меньшей мере, с двумя, симметричными относительно его горизонтального основания, сторонами, расположенными под углами 20-40°, при этом на печатных платах светодиодных модулей, под фиксирующие элементы вторичной оптики каждого светодиода выполнены установочные отверстия для крепления вторичной оптики соосно ее оптической оси центру светодиода и дополнительные установочные отверстия для крепления вторичной оптики со смещением ее оптической оси относительно центра светодиода, с возможностью, при изготовлении светильника, изменения направления световых пучков светодиодов в пространстве в соответствии с типом КСС, определяющего заданную зону освещенности на рабочей поверхности без смены типа вторичной оптики.

Решению поставленной задачи способствует признаки, характеризующие изобретение в частных случаях ее выполнения или использования.

Дополнительные установочные отверстия около каждого светодиода выполнены со смещением, обеспечивающем сдвиг оптической оси вторичной оптики относительно центра светодиода обеспечивающем изменение направления световых пучков светодиодов в пространстве, которое определено по формуле:

L=H*tg(Y), где

L - расчетное значение смещения вторичной оптики относительно центра светодиода,

Н - расстояние от излучающей поверхности светодиода до основания линзы вторичной оптики,

Y - угол поворота светового пучка заданный техническим заданием. Длина светодиодных модулей и корпуса светильника выполнены пропорционально количеству установленных в них светодиодов, обеспечивающих необходимый световой поток.

Светодиоды в светодиодном модуле расположены в один или несколько рядов.

Каждый светодиодный модуль подключен к общему источнику питания. Каждый светодиодный модуль подключен к индивидуальному источнику питания.

Корпус выполнен монолитным.

Корпуса выполнена ребристой, с возможностью увеличения площади охлаждающей поверхности.

Поверхность корпуса выполнена гладкой.

Съемный узел крепления выполнен в виде кронштейна для крепления на опорную поверхность.

Из уровня техники неизвестны технические средства с заявляемыми совокупностями существенных признаков п. 1 независимого пункта формулы изобретения - светильник светодиодный, что подтверждает соответствие изобретения условию патентоспособности - новизна.

Существенные отличительные признаки технического решения по независимому пункту п. 1 формулы изобретения - светильник светодиодный, для специалиста явным образом не следуют из уровня техники, что подтверждает соответствие изобретения условию патентоспособности - изобретательский уровень.

Сущность изобретения поясняется чертежами, где:

на фиг. 1 - общий вид светильника спереди;

на фиг.2- расчетные данные для установки вторичной оптики.

На фиг. 3 - примеры вариантов установки вторичной оптики на плате светодиодного модуля.

Светильник уличный светодиодный может быть осуществлен с реализацией указанного назначения следующим образом. Светильник состоит из корпуса 1 с двумя, симметричными относительно его горизонтального основания 2, сторонами 3 и 4, расположенными под углами 20-40°. На рабочих поверхностях сторон 3 и 4 расположены светодиодные модули (позицией на чертежах не обозначены), включающие печатные платы 5, на которых установлены светодиоды 6, расположенные в один ряд. Возможно установление светодиодов 6 в несколько рядов. Длины светодиодных модулей и корпуса 1 обусловлены количеством установленных в них светодиодов 6, обеспечивающих необходимый световой поток и определяющих мощность светильника светодиодного.

Каждый светодиод 6 светодиодных модулей снабжен вторичной оптикой 7, которая включает линзу 8 и держатель (позицией на чертеже не обозначен). Вторичная оптика 7 светодиода 6 закреплена в установочных отверстиях 9, для совмещения оптической оси линзы 8 с центром светодиода 6 или в дополнительных установочных отверстиях 10 для смещения оптической оси линзы 8 относительно центра светодиода 6 и изменения угла наклона его светового пучка в соответствии с техническим заданием на светильник светодиодный. Количество дополнительных установочных отверстий 10 вторичной оптики 7 каждого светодиода 6 выполнено пропорционально количеству заданных вариантов КСС, определенных техническим заданием на светильник светодиодный. Смещение расположения дополнительных установочных отверстий 10, зависящих от заданных направления и угла поворота светового пучка светодиода 6, определенного техническим заданием, относительно установочных отверстий 9 для крепления вторичной оптики 7, когда оптическая ось линзы 8 соосна центру светодиода, определяется расчетным путем по формуле:

L=H*tg(Y), где

L - расчетное значение смещения вторичной оптики относительно центра светодиода,

Н - расстояние от излучающей поверхности светодиода до основания линзы вторичной оптики,

Y -угол поворота светового пучка заданный техническим заданием.

Исходя из полученного расчета на каждой печатной плате 5, около каждого светодиода 6 выполнена группа установочных отверстий 9 и 10 под вторичную оптику 7, определяющие положения вторичной оптики 7 для формирования зон освещенности в зависимости от количества вариантов КСС, определенных техническим заданием на светильник светодиодный. Выполнение для каждого светодиода 6 нескольких дополнительных установочных отверстий 10 под вторичную оптику 7, позволяет на одной элементной базе, не меняя тип вторичной оптики, получать светильники светодиодные с различными КСС, определяющими различные зоны освещенности. Проектные позиции установки вторичной оптики 7 для каждого светодиода 6 в зависимости от вида КСС, формируемой светильником светодиодным, разработаны и указаны в конструкторской документации. На фиг. 3 позицией 11 показан вариант установки вторичной оптики 7 соосно оптической оси линзы 8 центру светодиода 6. Позицией 12 показан вариант установки вторичной оптики 7 со смещением относительно центра светодиода 6 вдоль поперечной оси печатной платы 5 светодиодного модуля. Позицией 13 показан вариант установки вторичной оптики 7 со смещением относительно центра светодиода 6 вдоль продольной оси печатной платы 5 светодиодного модуля.

Светодиодные модули подключены к выходу источника питания 14, а его вход подключен к питающим проводам опоры освещения (на чертежах не изображен). Каждый светодиодный модуль может быть подключен к индивидуальному источнику питания. Стороны 3, 4 корпуса 1, в которых установлены светодиодные модули, закрыты окнами 15 из светопроницаемого материала. Корпус 1 светильника светодиодного выполнен монолитным. Возможно выполнение корпуса 1 с большим количеством сторон, исходя из технического задания заказчика. Внешняя поверхность корпуса 1 выполнена ребристой (позицией не обозначена), с возможностью увеличения площади охлаждающей поверхности. Внешняя поверхность корпуса 1 может быть выполнена гладкой. На внешней стороне корпуса 1 установлен узел крепления в виде кронштейна 16 для крепления светильника на консоль опоры (позицией на чертежах не обозначены).

Светильник светодиодный работает следующим образом. К консоли опоры освещения светильник светодиодный закреплен посредством кронштейна 16. С выхода источника питания 14 напряжение поступает к светодиодным модулям, вызывая свечение их светодиодов 6. Световой поток каждого светодиода 6, сформированный вторичной оптикой 7 в виде пучка, направлен в заданную область рабочей поверхности. Путем сложения с перекрытием всех световых пучков светодиодов 6, формируется зона освещенности в соответствии с заданной КСС светильника светодиодного, определенная техническим заданием. Выделяющееся при работе светодиодов 6 тепло рассеивается в окружающую среду через ребристую поверхность корпуса 1 светильника светодиодного. Заявляемое техническое решение светильника может быть использовано для светильников уличного или промышленного освещения.

Описанные средства и методы, с помощью которых возможно осуществление светильника светодиодного, с реализацией указанного назначения, подтверждает соответствие заявленного изобретения условию патентоспособности - промышленная применимость.

Экспликация чертежей изобретения:

1 - корпус

2 - горизонтальное основание

3 - сторона

4 - сторона

5 - печатная плата

6 -светодиод

7 - вторичная оптика

8 - линза

9 - установочные отверстия

10 - дополнительные установочные отверстия

11 - вариант установки вторичной оптики соосно ее оптической оси центру светодиода.

12 - вариант установки вторичной оптики со смещением ее оптической оси относительно центра светодиода, вдоль поперечной оси печатной платы светодиодного модуля.

13 - вариант установки вторичной оптики со смещением ее оптической оси относительно центра светодиода, вдоль продольной оси печатной платы светодиодного модуля.

14 - источник питания

15 - окно

16 - кронштейн

Изобретение относится к осветительным устройствам на основе светодиодов и может быть использовано для формирования кривых силы света КСС, обеспечивающих нормативные показатели освещенности для уличного, промышленного освещения. Светильник светодиодный содержит корпус, на сторонах которого установлены светодиодные модули, подключенные к источнику питания, состоящие из печатных плат с установленными на них светодиодами, снабженными вторичной оптикой. Стороны корпуса, в которых установлены светодиодные модули, закрыты окнами из светопроницаемого материала. Корпус снабжен узлом крепления к опоре. Техническим результатом является обеспечение оптимизации конструкции светильника светодиодного по количеству конструкционных материалов, его массе, габаритов с формированием заданных типов КСС, обеспечивающих различные зоны освещенности в соответствии с нормативными документами без смены типа вторичной оптики, на одной элементной базе при его изготовлении в соответствии с требованиями заказчика, за счет сложения световых пучков светодиодов, каждый из которых направлен в заданную область рабочей поверхности путем установки вторичной оптики с соосностью ее оптической оси с центром светодиода или со смещением относительно центра светодиода в заданном направлении и на заданную величину в соответствии с техническим заданием. Технический результат достигается за счет того, что корпус выполнен, по меньшей мере, с двумя сторонами, симметричными относительно его горизонтального основания и расположенными под углами 20-40°. На печатных платах светодиодных модулей под фиксирующие элементы вторичной оптики каждого светодиода выполнены установочные отверстия для крепления вторичной оптики с соосностью ее оптической оси центру светодиода и дополнительные установочные отверстия для крепления вторичной оптики со смещением ее оптической оси относительно центра светодиода, с возможностью, при изготовлении светильника, изменения направления световых пучков светодиодов в пространстве в соответствии с типом КСС, определяющей заданную зону освещенности на рабочей поверхности без смены типа вторичной оптики. 9 з.п. ф-лы, 3 ил.

1. Светильник светодиодный, содержащий корпус, в сторонах которого установлены светодиодные модули, подключенные к источнику питания, состоящие из печатных плат с установленными на них светодиодами, снабженными вторичной оптикой, стороны корпуса, в которых установлены светодиодные модули, закрыты окнами из светопроницаемого материала, корпус снабжен узлом крепления к опоре, отличающийся тем, что корпус выполнен, по меньшей мере, с двумя симметричными относительно его горизонтального основания сторонами, расположенными под углами 20-40°, при этом на печатных платах светодиодных модулей под фиксирующие элементы вторичной оптики каждого светодиода выполнены установочные отверстия для крепления вторичной оптики с соосностью ее оптической оси центру светодиода и дополнительные установочные отверстия для крепления вторичной оптики со смещением ее оптической оси относительно центра светодиода, с возможностью, при изготовлении светильника, изменения направления световых пучков светодиодов в пространстве в соответствии с типом КСС, определяющей заданную зону освещенности на рабочей поверхности без смены типа вторичной оптики.

2. Светильник светодиодный по п. 1, отличающийся тем, что дополнительные установочные отверстия около каждого светодиода выполнены со смещением, обеспечивающим сдвиг оптической оси вторичной оптики относительно центра светодиода, обеспечивающим изменение направления световых пучков светодиодов в пространстве, которое определено по формуле:

L=H*tg(Y), где

L - расчетное значение смещения вторичной оптики относительно центра светодиода,

Н - расстояние от излучающей поверхности светодиода до основания линзы вторичной оптики,

Y - угол поворота светового пучка, заданный техническим заданием.

3. Светильник по п. 1, отличающийся тем, что длина светодиодных модулей и корпуса светильника выполнены пропорционально количеству установленных в них светодиодов, обеспечивающих необходимый световой поток.

4. Светильник по п. 1, отличающийся тем, что светодиоды в светодиодном модуле расположены в один или несколько рядов.

5. Светильник по п. 1, отличающийся тем, что каждый светодиодный модуль подключен к общему источнику питания.

6. Светильник по п. 1, отличающийся тем, что каждый светодиодный модуль подключен к индивидуальному источнику питания.

7. Светильник по п. 1, отличающийся тем, что корпус выполнен монолитным.

8. Светильник по п. 1, отличающийся тем, что поверхность корпуса выполнена ребристой с возможностью увеличения площади охлаждающей поверхности.

9. Светильник по п. 1, отличающийся тем, что поверхность корпуса выполнена гладкой.

10. Светильник по п. 1, отличающийся тем, что съемный узел крепления выполнен в виде кронштейна для крепления на опорную поверхность.