Светодиодное осветительное устройство для создания бестеневого светового потока

Полезная модель относится к осветительным устройствам, а именно к светодиодным осветительным устройствам для создания бестеневого светового потока (далее - светодиодным светильникам), предназначенным для наружного и внутреннего освещения конструктивных и декоративных элементов бытовых, промышленных зданий и сооружений.
Из уровня техники известна модульная система создания бестеневого светового потока по патенту RU №2649866 (МПК F21S 8/00, 05.04.2018), сформированная из отдельных светильников-модулей, число которых выбрано в количестве n1, по отношению к их общему количеству n в пределах (l+1/n)≤(n1+n)/n≤2, жестко скрепленных между собой стыковочными узлами, при этом каждый светильник-модуль выполнен протяженной формы и составлен из полу цилиндрического корпуса, изготовленного из экструзионного алюминиевого профиля, с которым жестко скреплены две симметричные криволинейные отражающие поверхности, с указанными криволинейными поверхностями жестко скреплены две разнонаправленные плоские поверхности, установленные с углами α и β их наклона, выбранными в пределах 5-85° к линии горизонта и противоположной направленности от вертикальной оси симметрии светильника-модуля, служащие основой для крепления на них светодиодных линеек с расположенными на них светодиодами, в месте соединения криволинейных поверхностей с корпусом изготовлены два симметрично расположенных паза, служащих направляющими салазками для стыковочных узлов и монтажной платы блока электрического питания, размещаемого во внутренней полости корпуса, в нижней части внутренней полости корпуса расположен электрический кабель, соединенный со светодиодными линейками электрическими проводами, проходящими через технологическое отверстие корпуса и плоских поверхностей, изготовленное вдоль всей длины светильника-модуля, позволяющее устанавливать крепежные элементы светильника-модуля к горизонтальным и наклонным потолочным поверхностям на стыковочные узлы и(или) монтажные платы.
Недостатком известного устройства является возможность использования указанной конструкции только в помещении, а также применяемая система рассчитана на получение бестеневого светового потока за счет отраженного света с ровной поверхности. Если на поверхности отражения света будет объект (элемент конструкции), то возникает тень.
Задачей, решаемой полезной моделью, является создание устройства для освещения, позволяющего избежать теней от элементов конструкций, расположенных на пути светового потока и обеспечение высокой равномерности освещения объектов архитектуры, конструктивных и декоративных элементов бытовых, промышленных зданий и сооружений.
Техническим результатом полезной модели является создание светодиодных светильников со специальным расположением светодиодов и оптики, которое позволяет избежать теней от элементов конструкций, расположенных на пути светового потока, а также создание бестеневого светового потока с обеспечением высокой равномерности освещения объектов архитектуры, конструктивных и декоративных элементов бытовых, промышленных зданий и сооружений.
Технический результат достигается за счет того, что светодиодное осветительное устройство для создания бестеневого светового потока, включает, корпус с расположенными в нем блоками светодиодов с линзами, рассеиватель и торцевые крышки. В корпусе расположены два блока светодиодов с линзами на расстоянии друг от друга, при этом блоки расположены на одной оси и в одной плоскости, светодиоды в блоках снабжены узконаправленными линзами КСС, расположенными на поверхности выхода светового потока, а их оптические оси перпендикулярны данной поверхности.
Рассеиватель выполнен радиусным, с двойным контуром уплотнения. Кроме того, рассеиватель выполнен из светопропускающего материала.
Дополнительно, узконаправленные линзы КСС выбирают с углом половинной яркости равным 8°.
Кроме того, в светодиодном осветительном устройстве рассеиватель выполнен радиусным с двойным контуром уплотнения.
Указанное расположение светодиодов и оптических линз позволяет избежать теней от элементов конструкций, расположенных на пути светового потока.
Кроме того, выполнение устройства указанным образом позволяет повысить эффективность и равномерность освещения объектов архитектуры.
Выполнение рассеивателя светодиодного светильника радиусным с двойным контуром уплотнения позволяет использовать данный светильник вне помещения, поскольку указанная конструкция позволяет задерживать осадкам на поверхности светодиодного светильника и не попадать внутрь, при этом, например, температурных расширениях/перепадах.
Такое выполнение конструкции позволяет эффективно использовать светодиодные светильники как вне помещений, так и внутри помещений.
Существует возможность изготовления корпусов, рассеивателей и торцевых крышек светильников в любых цветовых сочетаниях и исполнениях.
Заявленная полезная модель поясняется чертежами, где на фиг. 1 представлен общий вид светодиодного осветительного устройства в разрезе. На фиг. 2 - представлен светодиодный светильник с двумя блоками светодиодов, по четыре светильника в каждом. На фиг. 3 - представлен светодиодный светильник с тремя блоками светодиодов. На фиг. 4 - представлен пример реализации полезной модели.
Перечень обозначений на чертежах:
1 - корпус светодиодного осветительного устройства
2 - светодиоды;
3 - линзы КСС;
4 - рассеиватель;
5 - торцевые крышки;
6 - блок светодиодов.
L1 расстояние между блоками линз;
L2 - это ширина затеняемого объекта;
H - расстояние от светильника до затеняемого объекта;
α - угол раскрытия луча КСС;
А - объект освещения.
Описание конструкции
Светодиодное осветительное устройство содержит корпус 1 (фиг. 1), с расположенными внутри светодиодами 2, снабженными светодиодными линзами 3 типа КСС (кривая силы света).
При подсветке зданий и объектов архитектуры, как правило, используют линзы с узконаправленной КСС углом половинной яркости 8°. Указанная линза расположена на поверхности откуда выходит световой поток, при этом оптическая ось КСС перпендикулярна этой поверхности. Т.е. при использовании линз можно изменить кривую силы света (КСС) светильника, которая является характеристикой, описывающей поведение пучка света и его распределение на освещаемом объекте.
Использование узконаправленных линз КСС позволяет сконцентрировать исходящий световой поток и осветить конкретную площадку без теней.
Угол раскрытия светового потока - от 0 до 60°.
При этом корпус светодиодного светильника закрыт рассеивателем 4 из светопропускающего материала. При этом рассеиватель 4 выполнен радиусным, с двойным контуром уплотнения. С торцов, расположенные в корпусе 1, светодиоды 2 с линзами 3 закрыты торцевыми крышками 5.
При этом, количество установленных линз равно количеству расположенных светодиодов в корпусе светодиодного осветительного устройства.
Светодиоды 2 с линзами 3 объединены в блоки 6 светодиодов. При этом, каждый блок 6 светодиодов образован по меньшей мере тремя светодиодами 2 с линзами 3.
Т.е. количество светодиодов 2 с линзами 3 в блоке 6 светодиодов - определяется необходимым световым потоком, требуемым для освещения объекта.
Количество блоков 6 светодиодов в корпусе 1 светодиодного осветительного устройства, выбирают равным двум. Указанное расположение светодиодов и оптических линз позволяет избежать теней от элементов конструкций, расположенных на пути светового потока.
Кроме того, выполнение устройства указанным образом позволяет повысить эффективность и равномерность освещения объектов архитектуры.
Также могут быть реализованы светодиодные светильники с тремя, четырьмя и т.д. блоками 6 светодиодов, расположенными в корпусе 1.
Блоки светодиодов подключают к драйверу (блоку электропитания).
На фиг. 1, 2 и 3 показано выполнение двух и трех блоков светодиодов, объединенных в едином корпусе.
Для каждого светодиодного светильника подбирают и устанавливают необходимое количество светодиодов в зависимости от габаритов (форм и размеров) объекта 7 освещения. При необходимости, для освещения сложного объекта 7, и получения бестеневого потока, в корпусе может устанавливаться необходимое количество блоков со светодиодами, исходя из светового потока, требуемым для освещения объекта 7.
При этом при этом расстояние между блоками линз определяется как расстояние между центрами крайних светодиодов с линзами, расположенными в каждом блоке светодиодов в светодиодном осветительном устройстве и рассчитывается по формуле:
где L2 - это ширина затеняемого объекта, м;
Н - расстояние от светильника до затеняемого объекта, м;
α - угол раскрытия луча КСС, °.
Работа устройства
Освещение происходит благодаря установленным в корпусе блокам 6 светодиодов 2 с линзами 3, и подключенных к драйверу (не показан).
Совокупность установленных светодиодных осветительных устройств создает совокупность световых пучков, которые направляют на объект 7 для освещения. При этом, расстояние между группами позволяет разнести световые потоки, направленные на объект 7, что создает эффект бестеневого освещения.
На фиг. 1 также проиллюстрирован способ формирования светового потока, при котором обеспечивается высокая равномерность освещения элементов архитектуры (архитектурных объектов) и проч., а также позволяющего избежать теней от элементов конструкций, расположенных на пути светового потока.
Возможно использовать для создания подсветки архитектурных объектов как одно устройство, так и несколько. Количество устройств (светодиодных светильников), как и количество размещенных в корпусе 1 блоков 6 светодиодов с линзами, и их количество, выбираются исходя из размеров объекта 7 освещения.
При этом также при подборе светильника учитываются геометрические размеры препятствий, т.к. это влияет и на расположение и компоновку линз в светильнике, а также на его размеры. Поскольку чем больше размер препятствий, соответственно и больше расстояние между группами линз в светодиодном светильнике для исключения появления теней.
При этом количество линз 3 соответствует количеству светодиодов 2 и рассчитывается с учетом необходимого светового потока. Расстояние между линзами 3 в группе минимизировано для равномерной подсветки. Расстояние между группами линз 3 рассчитано с учетом стандартных размеров конструктивных элементов зданий.
Также расстояние между группами линз и количество линз зависит от модификации серийного светильника (мощности, габаритных размеров). Если по результатам светотехнических расчетов нет подходящего варианта, то расстояние между группами линз можно поменять.
Пример реализации.
Рассмотрим пример реализации светодиодного осветительного устройства, содержащего корпус 1, с размещенными в нем двумя блоками 6 светодиодов, снабженных линзами 3.
Задача, для решения которой был создан вышеуказанный светодиодный светильник, состоит в том, чтобы создать светильник со специальным расположением светодиодов и оптики которое позволит избежать теней от элементов конструкций, расположенных на пути светового потока, а также создать бестеневой световой поток с обеспечением высокой равномерности освещения.
Например, для подсветки был выбран объект - стена дома с элементом конструкции. Цель - получение равномерного освещение стены дома, при этом чтобы отсутствовала тень от расположенной на ней элемента конструкции. Ширина конструкции составляет - 0,1 м. Расстояние от элемента конструкции до светодиодного светильника составляет - 0,32 м. А линза, установленная на светодиоде, выбрана с углом раскрытия луча КСС, равным 8° (фиг. 2)
В частном случае реализации полезной модели, расстояние L1 между по меньшей мере двумя, блоками линз, расположенными в корпусе светодиодного осветительного устройства, рассчитывается по формуле:
где L2 - это ширина затеняемого объекта;
Н - расстояние от светильника до затеняемого объекта;
α - угол раскрытия луча КСС.
L1=0,1 м + 2 * 0,32 м * tg (8°/2)=0,145 м.
Таким образом, для подсветки здания (стены) будет изготовлен и использоваться светодиодный светильник с расположенными в его корпусе 1 двумя блоками 6 светодиодов, при этом расстояние между центрами двух ближайших друг к другу светодиодов 2 с линзами 3, расположенными в каждом блоке 6 светодиодов в светодиодном осветительном устройстве будет равным 0,145 м.
Варианты выполнения конструкции светодиодного светильника для создания бестеневого светового потока показаны на фиг. 3, фиг. 4 и фиг. 5.
При реализации полезной модели достигается создание светодиодных светильников со специальным расположением светодиодов и оптики которое позволяет избежать теней от элементов конструкций, расположенных на пути светового потока, а также создание бестеневого светового потока с обеспечением высокой равномерности освещения объектов архитектуры, конструктивных и декоративных элементов бытовых, промышленных зданий и сооружений.