ОСВЕТИТЕЛЬНОЕ УСТРОЙСТВО

Область техники, к которой относится полезная модель
Полезная модель относится к светотехнике и может быть использована в производстве различных светильников для наружного и внутреннего освещения, в том числе производственных помещений с неблагоприятной взрывоопасной атмосферой.
Уровень техники
1
Известно осветительное устройство с источником света на основе светоизлучающих диодов, размещенных в индивидуальных рефлекторах, выполненных в виде тонкостенной параболической оболочки (см. патент US 0303711, МПК: F21V 29/00, F21S 8/00, опубл. 10.12.2009 и патент RU 61388 U, МПК: F21V 13/00, опубл. 27.02.2007 г). Параболическая форма рефлекторов наиболее часто используется в осветительных устройствах, однако круглая форма выходных отверстий рефлекторов обусловливает низкую эффективность использования площади светильника. Кроме того упомянутые светильники отличаются высокой трудоемкостью сборки из-за наличия большого числа единичных элементов, между которыми необходимо выдержать установочные размеры. Поэтому чаще формируют сразу всю совокупность рефлекторов в виде единой панели, изготавливаемой, например методом штамповки из листовой заготовки.
Известны осветительные устройства с источником света на основе светодиодов, снабженных индивидуальными отражателями, выполненными в виде углублений в единой отражающей панели (см. патент US 7303316, опубл. 04.12.2007 г. и патент US 7497606, опубл. 03.03.2009 г). За счет того, что углубления выполнены с частичным перекрытием друг друга, вся панель работает как отражающая поверхность, что обеспечивает высокую эффективность использования площади светильника. Использование единой панели отражателей обеспечивает простоту и удобство сборки светильника. Основным недостатком упомянутых решений является необходимость разработки индивидуальной технологической оснастки для каждого конкретного светильника, что значительно повышает стоимость последнего.
Известно осветительное устройство, в котором использован модульный принцип формирования отражающей поверхности на основе одинаковых типовых индивидуальных отражателей, выполненных в форме полой усеченной четырехгранной пирамиды (см. патент US 7654691, МПК: F21V 29/00, F21V 7/00 опубл. 02.02.2010 г). Предварительно установке в светильнике отражатели собирают в линейные модули, каждый из которых предназначен для линейки светодиодов. Сборку такого линейного модуля осуществляют путем установки отражателей в швелерообразной направляющей, обеспечивающей строгое расположение последних в ряд и на расстоянии друг от друга, равном ширине вставки-перемычки, размещаемой в направляющей между двумя соседними отражателями. Число таких линейных модулей в одном светильнике и их взаимное расположение на теплоотводящем основании может быть различным.
Достоинством упомянутого решения является возможность использования типовых деталей массового производства, что удешевляет стоимость светильников, и возможность формирования множества разнообразных конструкций на основе однотипных модулей. Использование направляющих обеспечивает простоту и технологичность сборки светильника, однако они существенно утяжеляют его конструкцию и ограничивают возможности формирования световой поверхности.
В качестве наиболее близкого, по наличию сходных конструктивных признаков, аналога для заявляемого решения принято осветительное устройство, содержащее источники света в виде закрепленных на теплоотводящем основании светодиодных излучателей, снабженных индивидуальными отражателями, выполненными в виде типовой детали, имеющей форму, близкую к форме четырехгранной усеченной пирамиды, в малом основании которой размещен светодиодный излучатель, а большое основание пирамиды является выходным отверстием для светового пучка (патент на полезную модель RU №91474, МПК: F21V 7/00, H01L 33/00, опубл. 10.02.2010 г). Отражатели состыкованы между собой сторонами больших оснований пирамид. Соединение отражателей может производиться в любом количестве и в любом направлении, что позволяет создавать разнообразные светильники, используя однотипные детали. Прямоугольная форма отражателей и их соединение боковыми сторонами выходных прямоугольных отверстий обеспечивают максимальную эффективность использования площади поверхности светильника.
К недостаткам известного решения следует отнести высокую трудоемкость сборки, что обусловлено необходимостью закрепления каждого индивидуального отражателя к радиатору, а также ограниченные конструктивные возможности формирования светового пятна, обусловленные исполнением индивидуального отражателя в виде правильной пирамиды, в основании которой лежит квадрат.
Раскрытие полезной модели
Задачей заявляемой полезной модели является повышение технологичности устройства, расширение конструктивных возможностей формирования светового пятна осветительного прибора.
Поставленная задача решена благодаря тому, что в осветительном устройстве с источником света в виде закрепленных на теплоотводящем основании светодиодных излучателей, снабженных индивидуальными отражателями, каждый из которых выполнен в форме, близкой к форме усеченной четырехгранной пирамиды, в малом основании которой размещен светодиодный излучатель, состыкованными между собой сторонами больших оснований пирамид, согласно заявляемой полезной модели, каждый отражатель снабжен стыковочными элементами в виде выступов, выполненных на двух сторонах большего основания пирамиды, и ответных выступам пазов, выполненных на двух других его сторонах, обеспечивающими соединение отражателей по типу «ласточкин хвост».
В основе конструкции осветительного устройства, как и в прототипе, лежит принцип модульного конструирования, позволяющий на основе однотипных модулей создавать множество конструкций светильников различных по форме и размерам.
При этом вышеприведенная совокупность отличительных признаков заявляемого решения позволила получить новый положительный технический результат, а именно: возможность формирования из единичных однотипных модулей, которыми являются индивидуальные отражатели, единой панели отражателей, причем последняя отличается достаточно высокими прочностью и жесткостью конструкции, независящими от размеров и формы этой панели.
Благодаря использованию соединения «ласточкин хвост», собранная отдельных отражателей упомянутая панель представляет собой достаточно прочную, «цельную» конструкцию, которую можно переносить, устанавливать и закреплять, т.е. использовать как единый узел (деталь), что значительно упрощает сборку и монтаж осветительного устройства. При этом сохраняется возможность демонтажа или реконструкции светильника: например путем добавления дополнительных типовых элементов (модулей) можно увеличить мощность светильника, изменить его конфигурацию.
Таким образом, панель отражателей с одной стороны может использоваться как «единый» узел (деталь), что обеспечивает удобство и простоту сборки светильника, а с другой стороны, это модульный сборный узел со всеми вытекающими достоинствами.
Предлагаемая конструкция осветительного устройства отличается простотой компоновки, в ней исключена необходимость применения каких-либо вспомогательных деталей, направляющих и т.п., обеспечивающих соблюдение установочных размеров, но усложняющих и утяжеляющих конструкцию светильника.
На каждом отражателе сформированы по два выступа и два ответных паза, аналогичных выступам по форме и размерам. Таким образом, общая масса отражателя практически не изменяется при введении в его конструкцию соединительных элементов, и не оказывает существенного влияния на общую массу светильника.
Более того соединение выступ/паз является достаточно прочным и надежным, поэтому какие-либо другие крепежные элементы также не понадобятся. Отражатели фиксируются в корпусе за счет установки в нем светодиода и могут быть дополнительно прижаты к корпусу защитным стеклом.
Благодаря использованию унифицированных однотипных деталей, простоте соединения, экономичности изготовления, возможности компоновки из единичных деталей единой панели отражателей, обеспечивающей удобство сборки, заявляемая конструкция осветительного устройства является простой и высокотехнологичной.
С использованием однотипной комплектной базы единичных отражателей может быть составлено множество панелей различных форм и размеров, что позволит создать множество светильников различных форм, размеров, мощности и т.д.
Благодаря тому, что единичные отражатели имеют унифицированные размеры конструктору достаточно легко заранее определить место расположения светодиодных излучателей и другие конструктивные размеры светильника.
Предпочтительным воплощением заявляемой полезной модели является выполнение индивидуальных отражателей в форме неправильной пирамиды, в основании которой лежит прямоугольник с неравными сторонами. В этом случае выступы формируют на двух смежных сторонах большего основания пирамиды, а пазы - на двух других смежных его сторонах.
Такое исполнение индивидуальных отражателей позволяет значительно расширить конструкторские возможности по формированию светового пятна осветительного устройства, за счет возможности изменения длин сторон, взаимной ориентации отражателей и их компоновки в светильнике. Упомянутое предпочтительное решение позволит также уменьшить количество единичных отражателей, приходящихся на единицу площади светильника, что обеспечит дополнительное упрощение сборки устройства и повысит его технологичность.
Отражатель может быть снабжен фланцем, выполненным по периметру большего основания пирамиды. При этом пазы и выступы формируют в упомянутом фланце.
Для обеспечения равномерности светового потока и предотвращения слепящего воздействия устройства, предпочтительно, выполнение внутренней поверхности отражателей с рифлением.
Для создания достаточного теплоотвода в светильнике, работающем на мощных светодиодах, корпус выполняют с развитой наружной поверхностью, сформированной, например, в виде ребер охлаждения. Дополнительно на наружных поверхностях корпуса может быть выполнено продольное и/или поперечное рифление.
Светодиодные излучатели имеют достаточно большой срок службы, и наибольшее число отказов светодиодных светильников связано с выходом из строя обслуживающей электроники. Поэтому для повышения долговечности работы светильника и предотвращения выхода из строя сразу всех источников света, если их больше пяти в одном осветительном устройстве, целесообразным является объединение светодиодных излучателей в несколько независимых секций, каждая из которых оснащается своим блоком питания.
Блоки питания и другие электронные компоненты могут быть размещены в углублениях корпуса между светодиодными излучателями.
Отсек источников света, со стороны выходных отверстий рефлекторов. предпочтительно закрыт защитным стеклом, прижатым к корпусу через уплотнитель с помощью рычагов.
Краткое описание чертежей
Конструкция осветительного устройства поясняется чертежами, где на
фиг.1 - изображено осветительное устройство, общий вид;
на фиг.2 - вид А с фиг.1,
на фиг.3 - вид В с фиг.2 с частичным сечением;
на фиг.4 - панель отражателей в сборе;
на фиг.5 - фрагмент с фиг.4, увеличено,
на фиг.6 и 7 - показаны возможные примеры формирования панели отражателей.
Осуществление полезной модели
Осветительное устройство (см. фиг.1-3) содержит источники света в виде светодиодных излучателей 1, каждый из которых размещен на оптической оси в фокусе индивидуального отражателя 2 и закреплен посредством монтажной платы 3 в корпусе 4, выполненном из алюминиевого профиля и герметично закрытом с торцов литыми алюминиевыми боковинами 5. Отсек источника света закрыт защитным стеклом 6, прижатым к корпусу 4 с помощью рычагов 7 через силиконовый уплотнитель. В углублениях корпуса 4 между светодиодными сборками размещены блоки питания 8, драйверы LED и другие элементы схемы. Вся наружная поверхность корпуса 4 для улучшения теплоотвода выполнена с оребрением 9.
Масса такого корпуса, выполняющего функции радиатора рассчитывается из условия: не менее 80 г на 1 Вт мощности светодиодов. В приведенном примере светильника в качестве источников света были использованы светодиодные излучатели с мощностью 3 Вт каждый. Количество светодиодов в одном осветительном приборе может составлять от одного до 60 штук. Показанный на чертежах светильник содержит 20 светодиодных излучателей, сгруппированных в четыре параллельные линейки, по пять штук в каждой. Каждая такая секция (линейка) светодиодов снабжена независимым блоком питания, что обеспечивает при выходе из строя электроники одной такой секции, продолжение работы светильника в целом.
Отражатель обеспечивает перераспределение светового потока, выдаваемого источником излучения - светодиодом, и его концентрацию в нужном направлении. Индивидуальный отражатель 2 имеет форму, близкую к форме полой усеченной пирамиды, в основании которой лежит прямоугольник с неравными сторонами. Строгое соответствие формы отражателя форме пирамиды не обязательно, и чаще всего грани пирамиды, они же стенки отражателя, выполняют слегка изогнутыми по параболе у малого основания, что улучшает направленность светового пучка.
Каждый индивидуальный отражатель 2 снабжен (см. фиг.4-5) стыковочными элементами в виде выступов 10, выполненных на двух смежных (большой и малой) сторонах большего основания пирамиды, и пазов 11, выполненных на двух других его смежных сторонах. Выступы 10 выполнены с расширением от основания к наружной кромке. Пазы 11 имеют ответную выступам 10 форму. По периметру большего основания пирамиды отражателя может быть сформирован фланец 12, в котором выполняют выступы 10 и пазы 11.
В процессе сборки светильника отражатели 2 соединяют между собой, формируя единую панель отражателей. Соединение отражателей осуществляют следующим образом. Выступ 10 одного отражателя вводится в зацепление с пазом 11 другого отражателя, образуя соединение 13 по типу «ласточкин хвост». Расширяющаяся форма выступов предотвращает разъединение отражателей. Соединение индивидуальных отражателей по типу «ласточкина хвоста» является простым и надежным, и позволяет создавать конструкции произвольных форм и размеров, отличающиеся достаточно высокой прочностью и жесткостью соединения. Из единичных деталей формируется панель отражателей, которая в дальнейшем используется: размещается в светильнике, устанавливается на основании и закрепляется как одна деталь.
На фиг.6 и 7 приведены примеры формирования панели отражателей. Приведенные примеры иллюстрируют только некоторые возможности конструкции.
Панель отражателей формируется в соответствии с заданной конструкцией светильника. Форма панели отражателей определяет форму светового пятна светильника. Прямоугольная форма выходного отверстия отражателей 2 и выполнение выступов (и пазов соответственно) на малой и большой смежных сторонах прямоугольника обеспечивают возможность создания большого количества самых разнообразных форм.
Для закрепления устройства к несущей конструкции или опоре на задней поверхности корпуса 4 предусмотрены крепежные элементы 14. Закрепление светильника не является предметом притязаний заявителя и может быть выполнено любым известным способом: на обычном или поворотном кронштейне, на подвесе или вертикальной опоре.
Питание светильника напряжением осуществляется по гибкому трехжильному кабелю, который вводится через специальный кабельный ввод, вмонтированный в корпус в боковой части светильника. Внутри корпуса кабель соединяется с блоками питания при помощи клеммной колодки, которая заливается компаундом, что обеспечивает необходимую изоляцию.
Сверху снаружи светильник может быть закрыт защитной решеткой.