ОСВЕТИТЕЛЬНОЕ УСТРОЙСТВО

Полезная модель относится к области техники сверхвысоких частот (СВЧ), электротехники и светотехники, в частности, к осветительным устройствам на основе безэлектродной газоразрядной лампы с СВЧ-возбуждением и может быть использована в системах освещения различных объектов, например, внешних поверхностей общественных зданий, внутренних объемов производственных помещений и спортивных залов, внешней части транспортной инфраструктуры, а также, внутренних объемов сельскохозяйственных объектов, например, теплиц, аэро- и гидропонных шкафов, внутренних и внешних поверхностей объектов специального назначения, прожекторных устройств, обеспечивающих высокий уровень разрешающей способности при визуальном наблюдении.
Эффект инициирования и поддержания газового разряда СВЧ-электромагнитными полями без электродов и возникновения при этом оптического излучения известен специалистам, разрабатывающим и применяющим СВЧ-приборы в различных исследованиях и системах. Потенциальные области применения безэлектродных СВЧ-разрядных источников света чрезвычайно разнообразны. Это и прожекторы, и светильники, и модули засветки оптических систем полых световодов, используемых, в частности, для освещения взрыво- и пожароопасных помещений.
Обычно безэлектродное осветительное устройство представляет собой устройство, эмитирующее видимые лучи или ультрафиолетовые лучи путем излучения микроволны на безэлектродную лампу. Вдобавок безэлектродное осветительное устройство имеет более длительный срок службы, чем устройство на основе лампы накаливания или флуоресцентной лампы и более высокую светоотдачу.
Осветительные устройства на основе безэлектродной газоразрядной лампы с СВЧ возбуждением широко известны и находят широкое применение.
Актуальной задачей при разработке любого осветительного устройства, в том числе и на основе безэлектродной газоразрядной лампы с СВЧ возбуждением является повышение электрического КПД.
Так, известна конструкция осветительного устройства, защищенная патентом РФ №2185005 «Сверхвысокочастотный (СВЧ)-возбудитель безэлектродной газоразрядной лампы», МПК H01J 65/04, опубл. 10.07.2002. В известном осветительном устройстве СВЧ-возбудитель безэлектродной газоразрядной лампы содержит сферическую лампу, размещенную в зоне пучности электрического СВЧ-поля осесимметричного СВЧ-резонатора, имеющего светопрозрачную цилиндрическую боковую стенку и две торцевые стенки, по меньшей мере одна из которых выполнена светонепроницаемой. Торцевые стенки выполнены в виде сегментов сферических поверхностей, центры кривизны которых совмещены с центром сферы безэлектродной лампы. Использование известного осветительного устройства повышает качество формирования светового потока, однако, не позволяет предотвратить потери световой энергии.
Наиболее близким аналогом полезной модели является осветительное устройство, защищенное патентом РФ №172286, МПК H01J 65/04, опубл. 04.07.2017. Известное осветительное устройство содержит свето-прозрачную колбу, заполненную наполнителем, имеющим возможность создавать разряд, резонатор в виде сетчатого элемента, внешний отражатель и корпус, в котором размещены сверхвысокочастотный генератор, электрическая схема, прямоугольный волновод, роторный двигатель и вентилятор. Снаружи периметра внешнего отражателя известного осветительного устройства жестко закреплены кронштейны с установленными на них светодиодными модулями, каждый из которых состоит из светодиодной ленты, размещенной на металлическом профиле. Известное осветительное устройство позволяет изменять спектральные энергетические характеристики в широких диапазонах в реальном времени, однако, наличие дополнительного источника питания светодиодных модулей значительно снижает электрический КПД известного осветительного устройства.
Задачей, на решение которой направлена полезная модель, является повышение электрического КПД осветительного устройства.
Техническим результатом предлагаемого технического решения является разработка конструкции осветительного устройства с полупроводниковыми светоэнергетическими панелями для дополнительного электропитания светодиодных модулей, повышающими светоэнергетический КПД осветительного устройства, снижающими энергопотребление.
Указанная задача решена благодаря тому, что осветительное устройство содержит колбу, заполненную наполнителем, имеющим возможность создавать разряд, резонатор в виде сетчатого элемента, корпус, в котором размещены сверхвысокочастотный генератор, электрическая схема, прямоугольный волновод, роторный двигатель и внешний отражатель с закрепленными на нем светодиодными модулями, состоящими из светодиодных лент. На внутренней стенке внешнего отражателя, по его окружности, в зоне неиспользуемого светового потока установлены полупроводниковые светоэнергетические панели со светооптическими корректорами. Светооптические корректоры выполнены просветленными, ребристыми и закреплены по всей поверхности светоэнергетических панелей. Электрические выходы светоэнергетических панелей соединены со входами светодиодных лент светодиодных модулей посредством электрической схемы.
Такое конструктивное исполнение осветительного устройства позволяет осуществлять рекуперацию потерь световой энергии в электрическую посредством полупроводниковых светоэнергетических панелей с последующим возвращением таких потерь в виде светового потока потребителю.
Настоящая полезная модель и ее преимущества будут более понятны путем ссылки на последующее подробное описание и прилагаемые чертежи. На фиг. 1 показан общий вид осветительного устройства, снабженного полупроводниковыми светоэнергетическими панелями с просветленными ребристыми светооптическими корректорами. На фиг. 2 схематично показано направление световых потоков при работе осветительного устройства.
Осветительное устройство (фиг. 1, 2) содержит колбу 1, резонатор 2, корпус 8, в котором размещены сверхвысокочастотный генератор 9, электрическая схема 7, прямоугольный волновод 6, роторный двигатель 5 и внешний отражатель 4. На внешнем отражателе 4 закреплены светодиодные модули 3, состоящие из светодиодных лент (на чертежах не показаны). На внутренней стенке внешнего отражателя 4, по его окружности, в зоне неиспользуемого светового потока установлены полупроводниковые светоэнергетические панели 10 с просветленными ребристыми светооптическими корректорами 11.
Осветительное устройство работает следующим образом.
Электрическая схема 7 подает постоянное напряжение на сверхвысокочастотный генератор 9, размещенный в корпусе 8, и светодиодные модули 3, а также переменное напряжение на роторный двигатель 5. Сверхвысокочастотный генератор 9 генерирует микроволны, которые через прямоугольный волновод 6 проникают внутрь резонатора 2. Внутри резонатора 2 в зоне пучности электрического СВЧ-поля размещена колба 1, соединенная посредством опорной ножки (на чертежах не показана) с роторным двигателем 5 для вращения колбы 1 с целью равномерного распределения температуры по поверхности колбы 1 для компенсации неравномерности возбуждающего СВЧ поля. Под действием СВЧ-энергии наполнитель, заполняющий колбу 1, возбуждается, образуя плазму. Плазма испускает оптическое излучение определенного спектра, которое отражается и направляется внешним отражателем 4 для освещения внешнего пространства. Установленные снаружи периметра внешнего отражателя 4 светодиодные модули 3 испускают излучение определенного спектра, которое примешивается к излучению колбы 1, расширяя спектральный диапазон излучения и добавляя определенные спектральные линии к излучению. Одновременно, на внутренней стенке внешнего отражателя 4, по его окружности, в зоне неиспользуемого светового потока установлены полупроводниковые светоэнергетические панели 10, по всей поверхности которых закреплены просветленные светооптические корректоры 11. Просветленные светооптические корректоры 11 выполнены ребристыми (фиг. 2) и обеспечивают полное поглощение падающего светового потока практически без отражения.
Применение созданного осветительного устройства на основе безэлектродной газоразрядной лампы с СВЧ возбуждением, выполненного с установленными по краю внешнего отражателя 4 полупроводниковыми светоэнергетическими панелями 10 с закрепленными на их поверхности ребристыми светооптическими корректорами 11, выполненными из оптически прозрачного материала, просветленными, препятствующие повторному отражению падающего светового потока и расположенными в зоне неиспользуемого светового потока от лампы, позволяет значительно повысить электрический КПД осветительного устройства.
Вышеизложенные сведения свидетельствуют о выполнении при использовании данной полезной модели следующей совокупности условий:
- средство, воплощающее данную полезную модель при ее осуществлении, относится к области техники сверхвысоких частот (СВЧ), электротехники и светотехники, в частности, к осветительным устройствам на основе безэлектродной газоразрядной лампы с СВЧ возбуждением и может быть использована в системах освещения различных объектов;
- для вышеприведенного осветительного устройства в том виде, как оно охарактеризовано в независимом пункте формулы полезной модели, подтверждена возможность его осуществления;
- средство, воплощающее полезную модель при ее осуществлении, способствует повышению электрического КПД путем рекуперации потерь световой энергии в электрическую посредством полупроводниковых светоэнергетических панелей с закрепленными на их поверхности ребристыми светооптическими корректорами.
Следовательно, данная полезная модель соответствует условию «промышленная применимость».