СВЕТИЛЬНИК С ИЗМЕНЯЕМОЙ ФОРМОЙ (ВАРИАНТЫ)

Полезная модель относится к осветительным устройствам, а именно к электрическим светильникам. Более конкретно, полезная модель относится к консольным креплениям и абажурам электрических светильников, форма которых автоматически регулируется за счет элементов из материала с эффектом памяти формы при различных температурах. Предлагаемая полезная модель может использоваться в конструкциях напольных, настенных, потолочных и других электрических светильников, снабженных как лампами накаливания, так и люминесцентными лампами и т.п.
Известен абажур, содержащий кольцевой пружинный элемент, концы которого соединены с помощью сплава с эффектом памяти формы, соединенный с подвижными жесткими затеняющими частями абажура в виде лепестков [заявка JP 1-154402 А, опубл. 16.06.1989]. Когда сплава с эффектом памяти формы нагревается за счет теплоты лампы накаливания после ее включения, то сплава с эффектом памяти формы удлиняется при достижении им определенной температуры, после чего кольцевой пружинный элемент расширяется и лепестки абажура, сомкнутые до включения лампы накаливания, раскрываются. Однако, теплоты лампы накаливания может не хватить, например в случае пониженной температуры окружающего воздуха. При этом такой абажур может быть использован только для ламп накаливания.
Известна настольная лампа, содержащая опорную стойку с источником света сверху, абажур в виде каркаса с затеняющим элементом вокруг источника света в форме зонтика, и механизм раскрытия абажура, смонтированный на опорной стойке [заявка JP 5-225812 А, опубл. 03.09.1993]. Механизм раскрытия включает приводные катушки из сплава с эффектом памяти формы, которые удлиняются при нагреве или укорачиваются при остывании, тем самым раскрывая или закрывая зонтик абажура соответственно. Нагрев приводных катушек осуществляется за счет подачи на них напряжения через соответствующую электрическую схему, что делает небезопасной эксплуатацию из-за повышенной вероятности поражения электрическим током или ожога при случайном соприкосновении с нагретой приводной катушкой, по которой протекает электрический ток. Кроме того, конструкция настольной лампы относительно сложна.
Известен светильник с абажуром, сформированным в виде лепестков цветка из термочувствительных элементов, включающих каркас из проволоки из сплава с эффектом памяти формы в форме петли, на котором натянута ткань [заявка JP 1-146204 А, опубл. 08.06.1989]. Когда напряжение подается на лампу накаливания, то ее нагрев за
счет встроенного в патрон зеркала передается на термочувствительные элементы, они деформируются за счет увеличения температуры, и абажур раскрывается в радиальном направлении подобно цветку. После выключения лампы накаливания, температура термочувствительных элементов снижается, и абажур закрывается подобно бутону цветка. В другой подобной конструкции абажура, петлевидный каркас лепестка абажура выполнен из проволоки из сплава с эффектом памяти формы, соединенной с пружинным элементом металлической соединительной деталью [заявка JP 7-262812 А, опубл. 13.10.1995]. В другом подобном абажуре, раскрывающиеся лепестки полностью выполнены из полимерного материала с эффектом памяти формы [заявка JP 8-077817 А, опубл. 22.03.1996]. Из вышеуказанных, известный светильник по заявке JP 1-146204 А выбран в качестве прототипа первого варианта предлагаемого светильника. В конструкциях абажуров данных светильников теплоты лампы накаливания также может не хватить для раскрытия абажура, в частности при пониженной температуры окружающего воздуха, причем использование дополнительных элементов типа зеркала или пружинного элемента усложняет конструкцию работы, а применение полимерного материала с эффектом памяти формы ограничено из-за его низкой долговечности в условиях периодического перепада температур. Кроме того, материал с эффектом памяти формы будет плохо нагреваться при его расположении ниже лампы накаливания. Все это определяет недостаточную стабильность и невысокую надежность в работе. Также, такие светильники могут использоваться только для ламп накаливания.
В качестве прототипа второго и третьего вариантов предлагаемого светильника выбран электрический светильник, содержащий абажур с лампой накаливания, смонтированные на одном конце консоли, включающий спиральную пружину и параллельный с ней элемент из сплава NiTi (никелид титана) с эффектом памяти формы, который изменяет форму с изменением температуры [заявка DE 4424656 А1, опубл. 18.01.1996]. Подобный элемент встроен в двухсекционный абажур. При включении светильника, благодаря нагреву, консоль смещается в другое положение, а абажур раскрывается. Эксплуатацию этого светильника также небезопасна из-за повышенной вероятности поражения электрическим током или ожога при случайном соприкосновении с нагретым элементом из сплава NiTi.
Решаемая техническая задача - повышение стабильности и надежности работы по изменению формы консоли крепления и/или по раскрытию и закрытию абажура с элементами из материала с эффектом памяти формы в широком диапазоне температуры окружающего воздуха и вне зависимости от используемого источника освещения и взаимной
ориентации источника освещения и абажура в пространстве. Другая решаемая техническая задача - повышение безопасности светильника с элементами из материала с эффектом памяти формы при его эксплуатации, включая снижение вероятности поражения электрическим током и предупреждение ожогов.
Для достижения поставленных технических задач предлагается три варианта светильников с изменяемой формой.
Согласно первому варианту светильник с изменяемой формой включает: источник света; абажур в виде двух или более консольных элементов проволочного каркаса, предназначенных для размещения на них светорассеивающих и/или светоотражающих элементов; термочувствительные элементы из материала с эффектом памяти формы, встроенные в консольные элементы проволочного каркаса; опорный элемент, расположенный с одной стороны от источника света, на котором консольные элементы проволочного каркаса закреплены одним концом, а другой конец консольных элементов проволочного каркаса является свободным, причем при температуре термочувствительных элементов равной температуре окружающей среды консольные элементы проволочного каркаса находятся в первом положении, когда они расположены вокруг источника света; средство нагрева для нагрева термочувствительных элементов до определенной температуры выше температуры окружающей среды, при которой консольные элементы проволочного каркаса принимают вторую форму, когда свободные концы консольных элементов проволочного каркаса по крайней мере расходятся в направлении от источника света. Новым является то, что средство нагрева выполнено в виде электронагревателя, встроенного в опорный элемент.
Консольные элементы проволочного каркаса могут быт выполнены петлевидными или в виде спиц.
Консольные элементы проволочного каркаса могут быть целиком выполнены из проволоки из материала с эффектом памяти формы с возможностью их дополнительного изгиба по их длине во втором положении, либо термочувствительные элементы выполнены в виде участков проволоки консольных элементов проволочного каркаса вблизи места их закрепления на опорном элемента.
Вокруг опорного элемента лучше выполнить защитный кожух.
Источник света может быть выполнен в виде лампы с электрическим патроном, а опорный элемент выполнен в виде манжеты, закрепленной вокруг патрона. При этом между электрическим патроном и манжетой лучше выполнить зазор для свободного прохода воздуха и/или слой теплоизоляционного материала.
Согласно второму варианту светильник с изменяемой формой включает: консольный стержень, на первом конце которого расположен источник света, а второй конец которого предназначен для прикрепления к опоре; термочувствительный элемент из материала с эффектом памяти формы, встроенный в консольный стержень так, что при температуре термочувствительного элемента не выше температуры окружающей среды консольный стержень имеет одну первую форму; и средство электрического нагрева для нагрева термочувствительного элемента до определенной температуры выше температуры окружающей среды, при которой термочувствительный элемент изменяет форму консольного стержня так, что он принимает вторую форму, отличную от его первой формы, т.е. положение источника света в пространстве изменяется. Новым является то, что термочувствительный элемент выполнен трубчатым и составляет по крайней мере участок по длине консольного стержня, а средство электрического нагрева выполнено в виде электронагревателя, расположенного внутри трубчатого термочувствительного элемента.
Весь консольный стержень может быть выполнен трубчатым.
Согласно третьему варианту светильник с изменяемой формой включает: консольный стержень, на первом конце которого расположен источник света с абажуром, а второй конец которого предназначен для прикрепления к опоре; термочувствительный элемент из материала с эффектом памяти формы, встроенный в консольный стержень так, что при температуре термочувствительного элемента не выше температуры окружающей среды консольный стержень имеет одну первую форму; и средство нагрева для нагрева термочувствительного элемента до определенной температуры выше температуры окружающей среды, при которой термочувствительный элемент изменяет форму консольного стержня так, что он принимает вторую форму, отличную от его первой формы, т.е. положение источника света в пространстве изменяется. Новым является то, что светильник включает два источника света с одним абажуром каждый, расположенных на концах двух консольных стержней соответственно, каждый абажур выполнен открытым так, что открытая часть абажура направлена по направлению наружу от первого конца стержня, а источник света не выступает за пределы открытой части абажура, термочувствительный элемент и средство нагрева встроены по крайней мере в один или в оба консольных стержня так, что при первой форме консольного стержня или стержней открытые части абажуров обращены друг к другу и находятся в непосредственной близости одна от другой, а при второй форме консольного стержня или стержней открытые части абажуров отдалены друг от друга.
Абажур лучше выполнять чашеобразным.
Лучше, когда форма и размеры открытой части обоих абажуров в плане являются одинаковыми.
Лучше, когда край открытой части абажура лежит в одной плоскости. При этом лучше, когда при первой форме консольного стержня или стержней открытые части абажуров смыкаются по краям вплоть до их соприкосновения.
Здесь и далее под термином «абажур» понимаются как рассеиватели, так и отражатели или их сочетание, а под термином «консольный стержень» понимаются любые удлиненные крепежные элементы, на одном конце которых установлен источник света, а второй конец которых предназначен для прикрепления к опоре или установки на опоре, например, типа стоек торшеров или настольных ламп, подвесы потолочных светильников, стрелы и кронштейны настенных и иных светильников и т.п.
Предлагаемая полезная модель поясняется фигурами чертежами, включающими:
Фиг.1 - вид спереди с частичным фронтальным разрезом узла освещения светильника по первому примеру предлагаемой полезной модели в выключенном состоянии.
Фиг.2 - вид спереди во фронтальном разрезе узла освещения светильника, показанного на фиг.1, во включенном состоянии.
Фиг.3 - вид спереди во фронтальном разрезе узла освещения светильника по второму примеру предлагаемой полезной модели в выключенном состоянии без чехла абажура.
Фиг.4 - вид спереди во фронтальном разрезе узла освещения светильника, показанного на фиг.3, во включенном состоянии без чехла абажура.
Фиг.5 - вид спереди светильника по третьему примеру предлагаемой полезной модели в выключенном состоянии.
Фиг.6 - местный вид в продольном разрезе в увеличенном масштабе стойки светильника, показанного на фиг.5.
Фиг.7 - схематичный вид спереди светильника, показанного на фиг.5, во включенном состоянии.
Фиг.8 - схематичный вид спереди светильника по четвертому примеру предлагаемой полезной модели в выключенном состоянии.
Фиг.9 - схематичный вид спереди светильника, показанного на фиг.8, во включенном состоянии.
Предлагаемая полезная модель поясняется на примерах предпочтительного осуществления.
Пример 1. Светильник с абажуром типа цветка.
Узел освещения этого светильника, представленный на фиг.1 и фиг.2, включает источник света в виде лампы 1 с электрическим патроном 2, закрепленные на стойке 3, и абажур, выполненный из консольных элементов проволочного каркаса в виде петель 4 в форме лепестков цветка, на которых размещены светорассеивающие и/или светоотражающие элементы 5 соответствующей формы из подходящего материала. Петли 4 целиком выполнены из проволоки из материала с эффектом памяти формы (ЭПФ), одновременно выполняя функцию термочувствительных элементов, и закреплены одним концом на опорном элементе, включающем металлическую манжету 6, в верхнюю часть которой встроен манжетный электронагреватель 7 с рабочей температурой нагрева 38-50°С, к которому и прикреплены соответствующие концы петель 4. Металлическая манжета 6 и манжетный электронагреватель 7 закрыты снаружи с зазором защитным кожухом 8 из термореактивной пластмассы, и расположены вокруг электрического патрона 2, причем на их внутренней поверхности выполнен теплоизоляционный слой 9 из асбеста, и имеется воздушный зазор 10 между теплоизоляционным слоем 9 и электрическим патроном 2. Металлическая манжета 5 закреплена на стойке 3 с помощью опорных стержней 11.
Материал с ЭПФ для петель 4 подобран так, чтобы в выключенном состоянии при температуре окружающего воздуха (до 28°С) абажур имел устойчивую форму закрытого бутона цветка, когда петли 4 имеют соответствующее устойчивое первое положение, как показано на фиг.1, а после включения светильника, т.е. после подачи напряжения на лампу 1 и манжетный электронагреватель 7 с последующим нагревом последнего до температура 40-50°С, абажур имел устойчивую форму распустившегося цветка, когда петли 4 имеют соответствующее устойчивое второе положение, расходясь и разгибаясь в радиальном направлении, как показано на фиг.2, при их нагреве манжетным электронагревателем 7 до температуры 38°С или более.
Защитный кожух 8 предохраняет от поражения электрическим током и предупреждает ожоги, а воздушный зазор 10 и теплоизоляционный слой 9 предотвращают перегрев электрического патрона 2.
Пример 2. Светильник с абажуром типа зонта.
Узел освещения этого светильника, представленный на фиг.3 и фиг.4, также как в примере 1, включает источник света в виде лампы 1 с электрическим патроном 2, закрепленные на стойке 3. Абажур выполнен из консольных элементов проволочного каркаса в виде спиц 12, на которых размещен светорассеивающий чехол абажура из подходящего мягкого материала в виде зонта (не показан). Спицы 12 выполнены из металлической проволоки, причем участки 13 этих спиц 12 выполнены из материала с ЭПФ, выполняя
функцию термочувствительных элементов, и закреплены концом этого участка на опорном элементе в виде кольцевого электронагревателя 14 с рабочей температурой нагрева 38-50°С. Кольцевой электронагреватель 14 закрыт сверху теплоизоляционной защитной шайбой 15 из асбеста и закреплен на стойке 3 с помощью опорных стержней 16, огибающих лампу 1.
Материал с ЭПФ для участков 13 спиц 12 подобран так, чтобы в выключенном состоянии при температуре окружающего воздуха (до 28°С) абажур имел устойчивую форму закрытого зонта, когда участки 13 и спицы 12 имеют соответствующее устойчивое первое положение с прямой осью, как показано на фиг.3, а после включения светильника, т.е. после подачи напряжения на лампу 1 и кольцевой электронагреватель 14 и нагрева последнего до температура 40-50°С, абажур имел устойчивую форму раскрытого зонта, когда участки 13 имеют соответствующее устойчивое изогнутое второе положение, при котором спицы 12 расходятся в радиальном направлении, как показано на фиг.4, при нагреве участков 13 кольцевым электронагревателем 14 до температуры 38°С или более. При использовании в этой конструкции в качестве лампы 1 лампы накаливания, рабочая температура кольцевого электронагревателя 14 может быть снижена ниже граничной температуры нагрева участков 13 для принятия ими устойчивого изогнутого второго положения, т.к. кольцевой электронагреватель 14 и участки 13 расположены вблизи и выше лампы 1, что приводит к их дополнительному нагреву. В частности, в этом примере при использовании в качестве лампы 1 лампы накаливания рабочая температура кольцевого электронагревателя 14 может составлять 35-40°
Теплоизоляционная защитная шайба 15 предохраняет от поражения электрическим током и предупреждает ожоги.
Пример 3. Светильник настольный или напольный.
Светильник, показанный на фиг.5-7, включает консольный стержень в виде стойки 16, прикрепленной к опоре 17 снизу, снабженный чашеобразным светоотражателем 18 с лампой, не выступающей за его края (не показана). Стойка 16 выполнена из круглой трубы из подходящего материала, например из сплава цветных металлов или пластмассы, причем ее участок 19 выполнен из материала с ЭПФ, выполняя функцию термочувствительного элемента, причем внутреннее пространство трубы сообщается с атмосферой с ее обоих концов. Внутри стойки 16 по ее оси на участке 19 проложен и закреплен термошнур 20 с рабочей температурой нагрева 38-50°С, который представляет собой удлиненный электронагревательный элемент, покрытый сверху изоляционным материалом.
Термошнур 20 может быть проложен путем плотной вставки внутрь трубы на участке 19, так и закрепляться там с зазором, как показано на фиг.6.
Материал с ЭПФ для участка 19 подобран так, чтобы в выключенном состоянии при температуре окружающего воздуха (до 28°С) стойка 16 имела устойчивую вертикальную форму, когда участок 19 имеет соответствующее устойчивое первое положение с прямой осью, как показано на фиг, 5, а после включения светильника, т.е. после подачи напряжения на лампу и термошнур и нагрева последнего до температура 40-50°С, стойка 16 имела устойчивую изогнутую форму, когда участок 13 имеет соответствующее устойчивое изогнутое второе положение при его нагреве термошнуром 20 до температуры 38°С или более.
Пример 4. Светильник сдвоенный настольный или напольный.
Конструкция этого светильника в общем подобна конструкции, описанной в примере 5, за исключением того, что имеется дополнительная стойка 21 с чашеобразным светоотражателем 22, одинаковым с чашеобразным светоотражателем 18, причем в выключенном состоянии чашеобразные светоотражатели 18 и 22 обращены друг к другу и находятся в непосредственной близости один от другого, как показано на фиг.8, а во включенном состоянии чашеобразные светоотражатели 18 и 22 направлены открытой частью в различные стороны, как показано на фиг.9. Здесь, дополнительная стойка 21 сконструирована также, как и стойка 16 в примере 3.
В качестве материала с ЭПФ термочувствительных элементов могут применяться любые известные материалы, например, сплавы на базе никелида титана (Ni-Ti), монокристаллические сплавы Cu-Al-Ni и т.п. В качестве источников электрических ламп могут использоваться как электрические лампы накаливания, так и других типов, в частности люминесцентные лампы.
Приведенные примеры использованы только для целей иллюстрации возможности осуществления полезной модели и ни в коей мере не ограничивает объем правовой охраны, представленный в формуле, при этом специалист в данной области техники относительно просто способен реализовать и другие пути осуществления полезной модели.