Осветительное устройство Советский патент 1982 года по МПК F21V8/00 

(54) ОСВЕТИТЕЛЬНОЕ УСТРОЙСТВО

Изобретение относится к светотехнике, в частности к осветительным устройствам на основе щелевых световодов. Известно осветительное устройство, содержащее щелевой световод и размещенный в его торце источник света с оптическим устройством для ввода светового излучения 1. Несмотря на очевидные преимущества осветительных устройств со щелевыми световодами, особенно при работе в пожаро- и взрывоопасных средах (отсутствие источников света и источНиков тепла, а также электрического потенциала в помещении), им присущи и некоторые недостатки. Так, диффузный характер светораспределени светопрозрачной щели позволяет создавать толь ко равномерное общее освещение, когда же речь идет об освещении отдельных локальных рабочих мест в помещении с агрессивными сре дами, то приходится дополнительно устанавливать светильники местного освещения в соотг ветствующем исполнении, смонтированные в непосредственной близости от рабочего места, или зеркальные светильники с концснтрированной кривой силы света, установленные на потолке помещения. Наличие дополнительных световых приборов приводит, как правило, к снижению надежности работы осветительных установок в помещениях с агрессивными средами, увеличению капитальных затрат и эксплуатационных расходов. КПД известных щелевых световодов сравнительно небольщой (30-40%). Цель изобретения - повыщение эффективности использования осветительного устройства. Поставленная цель достигается тем, что осветительное устройство, содержащее щелевой световод и размещенный в его торце источник света с оптическим устройством для ввода светового излучения, имеет оптический зле-: мент для перераспределения светового потока, размещенный в другом торце щелевого световода. Оптический элемент может быть вьшолнен либо в виде призмы полного внутреннего отражения, либо в виде зеркала, размещенного под углом к оси световода, либо в виде двух зеркал, расположенных под углом друг к другу и к оси световода. 398 Причем каждое зеркало выполнено либо вогнутым либо плоским. На фиг. 1 показано освети ельное устройство с торцовым оптическим элементом, выполненным в виде плоского зеркала, расположенного под углом 45° к оси световода; на фиг. 2 - разрез А-А на фиг. 1; на фиг, 3 кривая силы света элемента в продольной плос кости; на фиг. 4 - то же, в Поперечной плоскости; на фиг. 5 - осветительное устройство с торцовым оптическим элементом, выполненным в виде двух зеркал, расположенных под углом одно к другому и к оси световода; на фиг. 6 - разрез Б-Б на фиг. 5; на фиг. 7 - кривая силы света элемента в продольной плоскости; на фиг. 8 - то же в поперечной плоскости; на фиг. 9 - освети-, тельное устройство с торцовым оптическим элементом, выполненным в виде двух зеркал, расположенных под углом одно к другому и к оси световода; на фиг. 10 - разрез В-В на фиг. 9; на фиг. 11 - кривая силы света элемента в продольной плоскости; на фиг. 12 - то же, в поперечной плоскости; на фиг. 13 осветительное устройство с торцовым оптичесКИМ элементом, вьшолненным в виде вогнутог зеркала; на фиг. 14 - разрез Г-Г на фиг. 13; на фиг. 15 - кривая силы света элемента в продольной плоскости; на фиг. 16 - то же, в поперечной плоскости. Осветительное устройство содержит щелевой световод I и размещенный в его торце источник 2 света с оптическим устройством 3 для ввода светового излучения. В другом торце щелевого световода 1 размещен оптический элемент дп перераспределения светового потока со свето прозрачной оболочкой 4, являющейся продолже нием световода 1 и служащей дпя защиты внутренних плоскостей осветительного устройст ва от пыли, влаги и т. д. Оптический элемент может быть вьшолнен в виде зеркала 5, расположенного под углом, к оси 6 световода, либо в виде лризмы 7 полного внутреннего оуражения, либо в виде двух зеркал 8 и 9, расположенных под углом к оси 6 световода и одно к другому, причем линия соединения зеркал (линия излома) может быть расположена в поперечной плоскости (фиг. 5 и 6) или в продольной (фиг. 9 ч, Ю) а зерк;апа могут быть либо плоскими (фиг. 1) либо вогнутыми (фиг„ 13).( i Принцип работы устройства заключается в следующем. Световой поток от источника 2 света напра ляется вводным устройством 3 в канал светойЬда 1, где многократно отражаясь от зеркаль ной поверхности канала 1, частичйо выходит через светопрозрачную щель в освещаемое по мещение. Другая часть потока достигает торцо вого оптического элемента 5 (8 и 9), где, отразивщись от наклонной зеркальной поверхности, выходит через прозрачную оболочку 4 также в освещаемое помещение. Так как в торцовый оптический элемент попадают в основном лучи, имеющие направление, близкое к оси 6 канала световода (лучи иных направлений претерпевают большое число отражений и теряют свою энергию), то поток, выщедший из элемента, имеет значительную концентрацию, необходимую дпя созда1шя .локализованного освещения рабочего места, расположенного под световодом. Польш торцовый оптический элемент целесообразно изго- iтавливать для щелевых световодов с каналом диаметром 200 мм и более. Для каналов малого диаметра (до 150 мм); можно применять элемент, вьщолненный в виде призмы, изготовленной, например, из прозрачного оргстекла. Таким образом, диффузный характер светорасприделения щели канала световода и наличие концентрированной кривой силы света от торцового оптического элемента обеспечивает в осветительНой установке от одного устройства комбинированное освещение. Кроме того, необходимая конфигурация торцового оптического элемента позволяет получать заданное распределение светового потока на расчетной поверхности в зоне локализованного освещения. Так, например, при поперечном изломе зеркальной поверхности (фиг. 5) кривая силь света элемента имеет два максимума в , продольной плоскости (фиг. 7) и один в поперечной (фиг. 8, по направлению утла). Продольный излом зеркальной поверхности элемента (фиг. 9) позволяет получить два максимума в поперечной плоскости (фиг. 11) и один в ; продольной (фиг. 12, по направлению угла а ). Увеличение числа изломов, а также совместное конструктивное решение представленных схем позволяет получить кривую силы света элемента с четырьмя и более ярко выраженными максимумами в продольной и поперечной плоскостях. При необходимости иметь более плавную кривую силы света зеркальная поверхность приставки должна иметь вьшуклую или вогнутую (фиг. 13) форму. Очевидно, что с целью управления пространственным распределением потока возможны и другие варианты формы торцового оптияеского элемента, а также их. комбинации. Световой поток, дощедцшй до торцового оптического элемента, не возвращается в канал световода, как это имело место в щелевом световоде без элемента, а после однократного от- . ражения от зеркальной поверхнйсти элемента выходит в освещаемое помещение, при этом КПД осветительного устройства возрастает до 45-55%. Возможность управления пространственным . распределением светового потока при решении задач :комбиннрованного освещения и высокий КПД значительно расширяют область применеГ„2 ™ЛГД„г;:;;„-«™световодов. Предлагаемые схемы осветительных устройст с торцовым оптическим элементом можно использовать для освещения высоких помещений с агрессивными и норм ьными средами . (фиг, 1), картинных галерей и выставочных залов (фиг. 5 и 9), больших открытых пространств, например карьеров и спортивных площадок (фиг. 13), железнодорожных путей и автострад (фиг. 9). Предлагаемое осветительное устройство позволяет расширить область применения щелевых световодов, обеспечивающих резкое сокращение расхода металла, проводов и трудозатрат. Кроме того, при использовании предлагаемого осветительного устройства от падает необходимость в дополнительной установке светильников местного освещения. Формула изобретения 1. Осветительное устройство, содержащее щелевой световод и размешенный в его торц сточник света с оптическим устройством яляввода светового излучения, отличаюееся тем, «гго, с целью повышения эффективности использования, оно имеет опти «--r-rjвого потока, размещенный в другом торце щелевого световода. 2.Устройство по п. 1, о т л н ч а го щ е е с я тем, что оптический элемент выполнен в виде призмы полного внутреннего отражения. 3.Устройство по п. 1, от ли чающееся тем, что оптический элемент выполнен в виде зеркала, р мещенного под углом к оси световода. 4.Устройство по п. 1, о т л и ч а ю щ е е с я тем, что оптический .элемент выполнен в виде двух зеркал, расположенных под углом одно к другому и к оси световода. 5. Устройство по пп. 1, 3 и 4, о т л и чающееся тем, что зеркало выполнено вогнутым., 6. Устройство по пп. 1, 3 и 4, о т л и чающееся тем, что зеркало вьшолнено плоским. Источники информации, принятые во внимание при экспертизе 1. Авторское свидетельство СССР № 609022, кл. F 21 М, 3/28, 1976.

А-А

VV XX

(риг. 1

фиё.г

270

Сриг.Цсриг5 L:

90

О

Т}с/г.7

270

27O .

qDus.13

Г-Г

Xnv

qpus. Щ

160

гто270фи5.1б