СВЕТОДИОДНОЕ МНОГОМОДУЛЬНОЕ УСТРОЙСТВО
LIGHT DIODE MULTI-MODULAR DEVICE

Изобретение относится к осветительной технике, а именно к светодиодным устройствам наружного освещения.
В настоящее время все более широкое применение находят светодиодные устройства наружного освещения, в которых в качестве источников света используются светодиодные модули.
Так, например, известно светодиодное многомодульное устройство для освещения дорог [CN 101105272], которое включает совокупность закрепленных на общей раме светодиодных модулей, каждый из которых содержит расположенные на монтажной плате светодиоды. При этом модули соединены таким образом, что их светоизлучающие поверхности размещены с одной и той же стороны устройства и лежат практически в одной и той же плоскости.
Данное устройство за счет наличия нескольких светодиодных модулей обеспечивает значительную величину светового потока.
Однако конструкция рассматриваемого устройства не является компактной и при увеличении количества светодиодных модулей значительно увеличиваются габариты устройства.
Известно светодиодное многомодульное устройство [RU 84943], выбранное авторами в качестве ближайшего аналога.
Данное устройство содержит скрепленные с опорным рамным элементом светодиодные модули, каждый из которых содержит смонтированную на монтажной плате группу светодиодов. Модули расположены в ряд на опорном рамном элементе с зазорами между их боковыми поверхностями, ориентированы относительно рамного элемента вертикально и установлены с возможностью углового поворота относительно него.
Рассматриваемое устройство за счет наличия в нем ряда светодиодных модулей, расположенных в ряд на общем основании, позволяет достигнуть значительную величину светового потока при обеспечении компактности конструкции. Преимуществом рассматриваемого устройства является также то, что за счет углового поворота модулей на опорном рамном элементе обеспечивается возможность расширения диаграммы направленности светового излучения в горизонтальной плоскости.
Однако из-за вертикальной ориентации модулей на опорном рамном элементе не обеспечивается освещенность в ближней зоне освещения, расположенной вблизи места установки устройства.
Задачей заявляемого изобретения является обеспечение освещенности в дальней и ближней зонах освещения при обеспечении значительной ширины диаграммы направленности излучения в горизонтальной плоскости.
Сущность заявляемого изобретения заключается в том, что в осветительном многомодульном устройстве, содержащем опорный рамный элемент, а также скрепленные с ним светодиодные модули, каждый из которых содержит смонтированную на монтажной плате группу светодиодов, при этом светодиодные модули расположены в ряд с зазорами между их боковыми поверхностями, согласно изобретению модули установлены наклонно относительно плоскости горизонта таким образом, что их светоизлучающие поверхности образуют наружную светоизлучающую поверхность устройства и обращены вниз, при этом ширина каждого из зазоров между боковыми поверхностями модулей увеличивается по высоте модулей снизу вверх.
В частном случае выполнения изобретения модули расположены в ряд таким образом, что их светоизлучающие поверхности образуют выпуклую наружную светоизлучающую поверхность.
В частном случае выполнения изобретения модуль образован совокупностью светодиодных секций, имеющих коробчатую форму, причем указанные секции установлены последовательно по высоте модуля под углом друг к другу так, что их светоизлучающие поверхности образуют наружную светоизлучающую поверхность модуля, соответствующую части боковой поверхности выпуклого многогранника.
В частном случае выполнения изобретения, когда модуль образован совокупностью описанных выше светодиодных секций, модули расположены в ряд таким образом, что их светоизлучающие поверхности образуют чашеобразную наружную светоизлучающую поверхность.
Наличие в заявляемом осветительном устройстве нескольких расположенных в ряд светодиодных модулей, скрепленных с общим опорным рамным элементом, позволяет достигнуть значительных величин светового потока при обеспечении компактности конструкции.
За счет описанного выше наклонного положения модулей относительно плоскости горизонта заявляемое устройство обеспечивает освещенность поверхности как в ближней зоне освещения, расположенной вблизи места установки устройства, так и в дальней зоне освещения, удаленной от места установки устройства. При этом за счет того, что модули установлены в ряд веерообразно так, что зазоры между их боковыми поверхностями имеют ширину, увеличивающуюся по высоте модулей снизу вверх, в заявляемом устройстве обеспечивается увеличение диаграммы направленности светового излучения в горизонтальной плоскости.
Таким образом, техническим результатом, достигаемым при использовании заявляемого изобретения, является обеспечение освещенности в дальней и ближней зонах освещения при обеспечении значительной ширины диаграммы направленности излучения в горизонтальной плоскости.
В случае когда модули расположены в ряд таким образом, что их светоизлучающие поверхности образуют выпуклую наружную светоизлучающую поверхность, достигается еще большее увеличение ширины диаграммы направленности излучения в горизонтальной плоскости. В частности, светоизлучающие поверхности модулей могут образовывать наружную светоизлучающую поверхность устройства, соответствующую, по меньшей мере, части боковой поверхности усеченной пирамиды или усеченного конуса.
В случае когда модуль образован совокупностью светодиодных секций, имеющих коробчатую форму, причем указанные секции установлены последовательно по высоте модуля под углом друг к другу так, что их светоизлучающие поверхности образуют наружную светоизлучающую поверхность модуля, соответствующую части боковой поверхности выпуклого многогранника, обеспечивается возможность расширения диаграммы направленности светового излучения в вертикальной плоскости за счет формирования в указанной плоскости расходящегося пучка света. Это позволяет увеличить площадь ближней зоны освещения. При этом, выбирая количество секций в модуле, величину угла между ними, количество светодиодов в секциях и вид диаграмм направленности излучения светодиодов в секциях, можно достигнуть требуемых характеристик освещенности в разных зонах освещения, в том числе обеспечить одинаковую освещенность в ближней и дальней зонах освещения.
В случае когда модули образованы описанными выше светодиодными секциями и при этом расположены в ряд таким образом, что их светоизлучающие поверхности образуют чашеобразную наружную светоизлучающую поверхность, достигается круговая диаграмма направленности излучения, при этом оказывается возможным увеличить площадь ближней зоны и обеспечить одинаковую освещенность в ближней и дальней зонах освещения во всех направлениях относительно места установки устройства.
На фиг.1 представлен чертеж общего вида фрагмента заявляемого устройства (вид спереди); на фиг.2 - то же (вид сверху); на фиг.3 - то же (вид сбоку); на фиг.4 представлен общий вид фрагмента заявляемого устройства в аксонометрии.
Светодиодное модульное устройство содержит светоизлучающие модули 1.
Каждый модуль, в частности, образован совокупностью светодиодных секций 2 (на фиг.1 и фиг.4 позицией обозначены секции для одного из модулей 1). Секции 2 выполнены в виде коробчатых тел, содержащих смонтированные на монтажной плате (на чертеже не показаны) светодиоды 3 (на фиг.3 позицией обозначен один светодиод). Секции 2 расположены по высоте модулей 1 последовательно одна за другой и установлены под углами α (см. фиг.3) друг к другу, величина которых может быть различной, в частности может увеличиваться по длине модуля 1 в направлении сверху вниз. При этом секции 2 скреплены друг с другом, в частности, с помощью крепежных П-образных планок 4 таким образом, что светоизлучающие поверхности 5 секций 2 каждого модуля 1 образуют его наружную светоизлучающую поверхность, форма которой соответствует форме части боковой поверхности выпуклого многогранника.
Модули 1 скреплены с опорным рамным элементом 6 и установлены наклонно относительно плоскости горизонта так, что светоизлучающие поверхности модулей 1, каждая из которых, в частности, образована светоизлучающими поверхностями 5 соответствующих секций 2, обращены вниз и при этом формируют наружную светоизлучающую поверхность устройства. Кроме того, модули 1 расположены с зазорами 7 между боковыми поверхностями модулей 1, при этом ширина каждого зазора 7 увеличивается по высоте модулей 1 снизу вверх.
Скрепление модулей 1 с опорным рамным элементом 6 осуществлено с помощью соединительных элементов, выполненных, в частности, в виде кронштейнов 8.
Опорный рамный элемент 6 выполнен, в частности, в виде прямоугольного рамного каркаса. Модули 1, в частности, объединены в группы по три модуля с помощью стяжек 9 и расположены вокруг рамного каркаса 6 тремя группами с каждой из его четырех сторон с образованием светоизлучающей наружной поверхности устройства, имеющей чашеобразную форму. При этом с каждой из четырех сторон рамного каркаса 6 в центральной группе из трех групп модулей 1 два крайних модуля 1 содержат четыре секции 2, а все прочие модули 1 во всех группах содержат три секции 2. Количество светодиодов 3, а также диаграммы направленности излучения светодиодов 3 в секциях 2 модулей 1 могут быть различны. При этом светодиоды 3 могут располагаться в секциях 2 на одной монтажной плате или на двух расположенных с небольшим заклоном друг относительно друга монтажных платах с обеспечением формирования несколько расходящегося пучка света с целью увеличения ширины площади освещаемой поверхности.
Так, в частности, модули 1, включающие три секции 2, содержат в первой верхней секции 2 две платы по 36 светодиодов с узкой диаграммой направленности, угол заклона между платами в указанной секции составляет около 5 градусов, угол наклона указанной секции к горизонту составляет около 68,5 градусов, во второй средней секции 2 - две платы по 6 светодиодов с узкой диаграммой направленности, угол заклона между платами в указанной секции составляет около 5 градусов, угол наклона указанной секции к горизонту составляет около 60 градусов, в третьей нижней секции 2 - две платы по 12 светодиодов с широкой диаграммой направленности, угол заклона между платами в указанной секции составляет около 5 градусов, угол наклона указанной секции к горизонту составляет около 50 градусов. Модули 1, включающие четыре секции 2, содержат в четвертой нижней секции 2 две платы по 6 светодиодов с широкой диаграммой направленности, угол заклона между платами в указанной секции составляет около 5 градусов, угол наклона указанной секции к горизонту составляет около 16 градусов.
В рабочем положении рамный каркас 6 с установленными на нем модулями 1 крепится на центральной мачте.
Устройство работает следующим образом.
При подаче электропитания к устройству светодиоды 3 модулей 1 излучают свет, обеспечивая освещение поверхности, местоположение и площадь которой определяются многоугольной системой позиционирования светодиодов 3 в устройстве и их световыми характеристиками.
При этом достигается освещенность в ближней и дальней зонах освещения.
Так, в частности, устройство создает круговую равномерную диаграмму направленности излучения (радиусом 80 м при высоте установки устройства 30 м), которая формируется взаимным перекрытием излучения в 232 направлениях (72 направления излучения от светодиодов 3 первой верхней секции 2 трех секционных модулей 1 для освещения дальней зоны, 72 направления излучения от светодиодов 3 второй средней секции 2 трех секционных модулей 1 для освещения средней зоны, 72 направления излучения от светодиодов 3 от третьей нижней секции 2 трех секционных модулей 1 для освещения ближней зоны, 16 направлений излучения от светодиодов 3 четвертой нижней в секции 2 четырех секционных модулей 1 для освещения зоны, расположенной непосредственно под устройством). При этом обеспечивается практически одинаковая освещенность во всех указанных зонах.