Устройство декоративного освещения Советский патент 1993 года по МПК F21V8/00 

Изобретение относится к бытовой светотехнике, в частности к устройствам декоративного освещения, и может быть использовано для создания системы подсветки в аквариумах в виде, например, светящихся водорослей, в качестве активного элемента в цветомузыкальных установках и для других бытовых целей.

Цель изобретения - расширение функциональных возможностей и повышения декоративного эффекта за счет увеличения гаммы световых эффектов и создания светового потока с цилиндрической симметрией вокруг излучателя при расширении параметров его изгиба.

На фиг, 1 изображено устройство декоративного освещения в разрезе с двумя электродами; на фиг. 2 - то же, с четырьмя электродами; на фиг. 3 - то же, со скруткой в виде круговой навивки одного электрода

вокруг другого; на фиг. 4 - устройство декоративного освещения заявленной конструкции двух различных модификациях с блоками питания, общий вид; на фиг. 5 и 6 - спектры излучения различных электролюминофоров при разных частотах возбуждающего напряжения; на фиг. 7 - спектры излучения электролюминофора ZnS-Cu (0,05%), Мп (0,35%) при разных частотах питающего напряжения 200 В; на фиг. 8 - зависимость светоотдачи от величины питающего напряжения при f 1 кГц; на фиг. 9 - зависимость яркости В свечения электролюминофоров от частоты f питающего напряжения 200 В; на фиг. 10 - вольт-яркостная характеристика образцов устройств декоративного освещения заявленной конструкции, выполненных на основе электролюминофора Э-515; на фиг. 11 - частотная f-зависимость яркости В свечения тех же образцов.

00

о

4 СЛ 00 CJ

со

Позициями обозначены: 1,2- электроды; 3 - дополнительный оптический прозрачный диэлектрик нитевидной фирмы; 4 - углубления рельефа поверхности скрутки или сплетения электродов; 5 - электролю- минофор с диэлектрическим связующим в углублениях рельефа скрутки или сплетения, образующий осветительные элементы; 6 - герметичная прозрачная изолирующая оболочка; 7 - защитное покрытие; 8 - сер- дечник устройства без электролюминофора; 9 - сердечник устройства, покрытый электролюминофором с диэлектрическим связующим; 10 - клеммы питания; 11 - блок питания; 12-устройство декоративного ос- вещения.

Устройство декоративного освещения состоит из двух или более электродов 1, 2, электроизолированных между собой прозрачным диэлектрическим материалом. Электроизоляция может быть выполнена также в виде покрытия диэлектриком одного из электродов (при двух электродах). Электроды 1, 2 (или один из двух) могут быть выполнены как в виде тонкой металличе- ской проволоки (или пучка тонких проволок), прочных на изгиб, так и в виде электропроводящей нити из другого материала, например, полимерного, в т.ч. из прозрачного.

Электроды 1, 2 скручены или сплетены между собой с формированием рельефной поверхности по длине скрутки или сплетения в виде углублений 4 рельефа скрутки или сплетения.

В углубления 4 рельефа поверхности скрутки или сплетения нанесен электролюминофор 5 с диэлектрическим связующим. Оптимальный размер углублений рельефа поверхности для нанесения электролюминофора достигается подбором толщин элек- тродов 1, 2 и дополнительного прозрачного диэлектрика 3 нитевидной формы, а также подбором шага их скрутки или сплетения.

Для обеспечения возможности регулирования параметров светового потока и ре- гулирования шага углублений рельефной поверхности скрутки или сплетения электродов 1, 2 в скрутке или сплетении электродов устройства может быть размещен дополнительный диэлектрик 3 (один, два или более) нитевидной формы, выполненный из прозрачного материала. Введение дополнительных диэлектриков 3, например, в виде оптически прозрачных полимерных нитей различной толщины, позволяет уп- равлять рельефом поверхности скрутки или сплетения и во всех случаях повышает прочность конечного изделия на растяжение.

Один из электродов 1 или 2 (или группа электродов) в скрутке или в сплетении могут

быть установлены при скрутке прямолинейно (фиг. 3), а оставшиеся электроды (также один или несколько) размещены с образованием вокруг прямолинейно установленного электрода круговой навивки (сплошной или с определенным шагом). При этом оставшиеся электроды могут быть навиты на прямолинейно установленный как совместно с дополнительным (одним, двумя или более) прозрачным диэлектриком 3 нитевидной формы с формированием смежнопарного рельефа поверхности скрутки спиралевидной формы, так и без него. Электроды могут быть также навиты на прямолинейно установленный как в прямом, так и в обратном направлениях с образованием сетчатого покрытия, а электролюминофор может быть нанесен на прямолинейно установленный электрод (или группу электродов).

Для повышения степени светоотдачи поверхности электродов, например, как прямолинейно установленного в скрутке электрода, так и других электродов скрутки, могут быть выполнены светоотражающими, в частности, зеркальными, например, путем вакуумного напыления на поверхности электродов алюминия.

Электроды 1, 2 и дополнительный диэлектрик 3 могут быть выполнены как равного сечения (кругового - в виде окружности или овального, или в виде многогранника, или в виде неправильной формы), так и неравного сечения как по площади сечения, так и по его форме. Сечение электродов 1, 2 и диэлектрика 3 может также быть равным или переменным по длине скрутки или сплетения сердечника 8 устройства.

Поверхности электродов 1,2 и дополнительного диэлектрика могут быть выполнены как гладкими, например, кругового сечения, постоянного по всей их длине, так и рельефными, например, с периодическим изменением сечения по их длине. Последний вариант выполнения элементов сердцевины позволяет изменять глубину набивки электролюминофора в углублении поверхности рельефа.

Электроды 1,2 могут быть также выполнены из прозрачного токопроводящего материала, например, из токопроводящего прозрачного полимера.

Весь сердечник 9, состоящий из скрученных или сплетенных между собой электродов 1,2с дополнительным диэлектриком 3, углубления рельефа поверхности которых заполнены электролюминофором 5 с диэлектрическим связующим, помещен в герметичную гибкую оболочку 6 трубчатой формы, выполненную из прозрачного диэлектрического материала.

Пример конкретного выполнения, который иллюстрируется фиг. 1. В качестве электродов 1, 2 использован провод латунный без электроизоляции марки Л-62М диаметром 0,12 мм (электрод 1) и провод медный с изоляцией марки ПЭВ-1 диаметром 0,14 мм (электрод 2). В качестве дополнительного прозрачного диэлектрика 3 использована полимерная нить диаметром 0,10 мм. В результате скрутки электродов 1,2с полимерной нитью-диэлектриком 3 при шаге 930 витков/м получен сердечник 8 устройства, в образованные углубления рельефа поверхности которого размещен электролюминофор 5 в органической связке. Сформированный таким образом сердечник 9 с мозаичной структурой электролюминесцентного покрытия помещен в гибкую герметическую прозрачную изолирующую оболочку 6, выполненную из полиэтилена низкого давления толщиной 0,2 мм.

В другом примере конкретного выполнения использованы два оптически прозрачных электрода диаметром 1,2 мм с электроизоляционным слоем толщиной 0,2 мм скручены совместно с оптически прозрачным полимерным моноволокном диаметром 0,4 мм при шаге 410 витков/м. В углублениях скрутки размещен электролюминофор в связующем диэлектрике. Скрутка покрыта слоем полиэтилена толщиной 0,2 мм. Полученное устройство декоративного освещения позволяет создавать разнообразные формы путем его изгибания в любом направлении с радиусом изгиба до 5 мм,

При изготовлении электролюминесцентного состава были использованы промышленные электролюминофоры, смешиваемые с эпоксидными смолами.

При работе устройства в условиях повышенной влажности, например, в аквариуме, можно получить повышенную герметичность и изоляцию сердечника 9 объекта с оболочкой б, вводя, например, его внутрь гибкой прозрачной диэлектрической трубки, выполняющей функцию защитного покрытия 7, либо нанесением дополнительного диэлектрического прозрачного герметичного слоя, создавая на поверхности первого слоя дополнительное защитное покрытие.

При реализации многоэлектродных конструкций заявленного объекта (фиг. 2), которые характеризуются повышенной светоотдачей за счет увеличения площади излучаемой поверхности, электроды 1, 2, образующие сердечник, могут как скручиваться, так и сплетаться, что приводит к разнообразию мозаичной фактуры светоиз- : лучающей поверхности источника. Многоэлектродные источники света имеют и повышенную прочность при разрывном усилии. Основные технические характеристики заявленного объекта в примерах конкретно- го выполнения следующие:

- основные цвета свечения: красный, зеленый, синий, желтый, а также производные цвета;

- яркость свечения (в зависимости от 0 цвета свечения): 1-40 кд/кв.м;

- питание: сетевое (220 В, 50 Гц) или автономное, через преобразователь напряжения;

- потребляемая мощность: 120-150 5 мВт/м;

- инерционность (время вкл. и выкл.): 100-140 мкс;

- минимальный радиус г кривизны изгиба источника: не менее 20 (на отрыв), до 100 0 (при г 3 мм), до 500 (при г 5 мм);

- усилие на разрыв: не менее 10 Н;

- напряженность поля пробоя изоляции: (3-6) х 105В/см;

- удельная масса 1 пог. м объекта: 0,5- 5 15 г;

- температурный диапазон эксплуатации: (-20) - (+30)°С;

-допустимая влажность: 100%;

- время непрерывной работы: 100-1000 ч;

0 - срок хранения при нормальных условиях: не менее 2 лет.

Принцип работы заявленного устройства основан на эффекте электролюминесценции полупроводников цинкосульфидной

5 группы, в соответствии с которым электролюминесцентный слой (электролюминофор 5), питаясь энергией электрического поля, испускает свечение рекомбинационнымили нерекомбинационным путем.

0 При приложении к электродам 1, 2 напряжения питания электролюминофор в органическом связующем в зависимости от марки светиться зеленым, синим, желтым или красным светом. Смешивая различные

5 марки электролюминофора можно получить различные оттенки полной гаммы цветов, в т.ч. и белый цвет.

Питание всех модификаций заявленного объекта обеспечивается как от авто0 немного источника с использованием преобразователя, так и с помощью преобразователя сетевого напряжения.

Спектры излучения заявленного объекта на основе электролюминофоров группы

5 ZnS главным образом определяются типом введенного активатора. Спектр свечения электролюминофоров этого класса сложный: кроме основной полосы свечения в нем присутствуют ясно выраженная вторая, а иногда и третья полосы. Спектры излучения

электролюминофоров, которые могут быть реализованы в заявленном объекте, показаны на фиг, 5-7, где отражена зависимость максимума спектра излучения от частоты питающего напряжения. На фиг. 8 приведена зависимость светоотдачи от величины питающего напряжения при f 1 кГц. Яркость - основная эксплуатационная характеристика света. Зависимость яркости В от величины приложенного напряжения U хорошо аппроксимируется степенной функцией

В IIs,

где 2 S 8. На фиг. 9 приведена типичная зависимость яркости свечения заявленного объекта от частоты питающего напряжения. Вольт-яркостная и частотная характеристики образцов заявленного объекта, работающих на основе электролюминофора Э-515, приведены на фиг. 10,11.

Формула изобретения 1. Устройство декоративного освещения, содержащее корпус трубчатой формы и электроды, скрученные между собой с формированием рельефной поверхности по длине скрутки, причем корпус выполнен из оптически прозрачного диэлектрического гибкого материала, отличающееся тем, что, с целью расширения функциональных возможностей и повышения декоративного эффекта за счет увеличения гаммы световых эффектов и создания светового потока с цилиндрической симметрией вокруг излучателя при расширении параметров его изгиба, углубления сформированного электродами

рельефа заполнены электролюминисцент- ным составом.

2. Устройство по п. 1,отличаю щее- с я тем, что электроды выполнены в виде электропроводящих нитей из полимерного материала.

3. Устройство поп. 1,отличающее- с я тем, что, с целью обеспечения возможности регулирования светового потока управ- лением шага скрутки электродов, в скрутке электродов размещен по меньшей мере один дополнительный диэлектрик нитевидной формы.

4. Устройство по п. 1,отличающее- с я тем, что по меньшей мере один из электродов в скрутке установлен прямолинейно, а остальные электроды размещены с образованием вокруг прямолинейного электрода круговой навивки.

5. Устройство по пп. 1 и 4, о т л и ч а ю- щ е е с я тем, что электроды размещены с образованием вокруг прямолинейного электрода круговой навивки в прямом и обратном направлениях. 6. Устройство по пп, 1-5, отличающееся тем, что электроды и дополнительный диэлектрик выполнены равного сечения.

7. Устройство по пп. 1-5, отличающееся тем, что электроды и дополнитель- ный диэлектрик выполнены неравного сечения.

8. Устройство по пп. 1-7, отличающееся тем, что, с целью повышения степени светоотдачи, поверхность электродов выполнена светоотражающей.

9. Устройство по пп. 1,3-8, отличающееся тем, что электроды выполнены из оптически прозрачного материала.

Фиг. 7

Использование: в бытовой светотехнике, в частности в устройствах декоративного освещения и для светового оформления жилых помещений, например при освещении новогодних елок, для создания системы подсветки в аквариумах в виде, например, светящихся водорослей, в качестве активного элемента в цветомузыкальных установках и для других бытовых целей. Сущность изобретения: устройство содержит электроды 1, 2, изолированные между собой диэлектриком 3 и сопряженные с электролюминофором 5, установленные с образованием сердечника 8 источника, который снабжен гибкой герметичной оболочкой 6 трубчатой формы, выполненной из прозрачного диэлектрического материала. Сердечник источника размещен в указанной оболочке, причем электроды скручены или сплетены между собой с формированием рельефной поверхности по длине скрутки или сплетения, а электролюминофор размещен в углублении сформированного электродами рельефа 4. 8 з.п. ф-лы, 11 ил.

Фиг 8

Ј,, кд/м5

Фиг. 9

Фиг. Ю

Б, KA/V,Ј

Фиг. 11