ПРОЖЕКТОР СВЕТОДИОДНЫЙ
LED-BASED SPOTLIGHT

Область техники
Изобретение относится к области осветительных приборов с твердотельными полупроводниковыми источниками света и предназначено для получения направленного света с формированием различных КСС (кривых силы света) для применения преимущественно в железнодорожном хозяйстве, а также в промышленных и бытовых нуждах.
Уровень техники
За прототип заявляемого изобретения принято решение по патенту RU 82481 U1, МПК F21S 4/00, F21W 131/00 от 30.12.2008 «ПРОЖЕКТОР». Прожектор содержит корпус из теплопроводящего материала, матрицу светодиодов, источник тока (при необходимости управляющий контроллер), защитный светопрозрачный материал для использования в условиях помещений и защитный светопрозрачный материал совместно с герметизирующей прокладкой и защитной крышкой для применения на открытом воздухе, а также крепежную скобу для крепления и накладку-заглушку для декоративных целей. Недостатком прожектора является пониженная степень герметичности прибора даже при использовании защитной крышки, поскольку контур защитной крышки не позволяет равномерно зажать уплотнитель между светопрозрачным материалом и корпусом. Работы по сборке прибора при установке уплотнителя, декоративной накладки-заглушки, светопрозрачного материала, защитной крышки затруднительны, что негативно сказывается на трудоемкости сборки, а также качестве изделия. Область применения прожектора ограничивается выдаваемой КСС, формируемой матрицей светодиодов (светопрозрачный экран используется в качестве защитного светопропускающего материала).
Сущность изобретения
Техническая задача, решаемая при создании заявляемого изобретения, актуальна преимущественно для железнодорожного хозяйства и обусловлена проблемой освещения железнодорожных путей и составов на больших расстояниях, и больших территориях, особенно для крупных транспортных узлов, где для этих целей используются высокие опоры освещения со световыми приборами. К таким приборам предъявляются требования по формированию целого ряда КСС, в зависимости от высоты установки, т.е. по сути для их реализации нужен ряд различных приборов освещения. В заявляемом изобретении эта задача решается путем применения модульной оптики, выполненной за одно со светопрозрачным экраном. Требуемые различные КСС получаются за счет смещения твердотельных источников света относительно линз модульной оптики. При этом светопрозрачный экран выполнен в виде модульной оптики с набором линз или одной линзой, причем в зависимости от требуемой кривой силы света источники света располагаются либо в фокусе линз модульной оптики, либо со смещением относительно них. Хотя бы одна из линз может быть выполнена вогнутой или выпуклой.
Кроме того, в заявляемом изобретении улучшены теплорассеивающие способности корпуса за счет того, что охлаждающие ребра выступают за пределы габаритов тела корпуса и светопрозрачного экрана, а следовательно, циркуляция воздуха через них проходит более интенсивно. Возможность применения внешнего источника питания снижает эксплуатационные расходы (ресурс источника питания существенно меньше чем ресурс световых модулей, и при выходе из строя внешнего источника питания его достаточно легко заменить).
Корпус прожектора выполнен из теплопроводящего материала, имеет отсек светового модуля, в котором располагаются световые модули с твердотельными источниками света и отсек источника питания, размещенные сверху и снизу соответственно с перегородкой между ними и объединенные с тыльной стороны набором продольных теплорассеивающих ребер.
Прожектор по заявляемому изобретению содержит крепежную П-образную скобу с креплением к боковым сторонам корпуса для возможности его крепления.
Прожектор по заявляемому изобретению содержит светопрозрачный экран с лицевой стороны прожектора с креплением к усиленной окантовке корпуса через герметизирующий уплотнительный шнур. В отличие от прототипа, в котором для этих целей используются светопрозрачный материал и защитная крышка, выполненный единый светопрозрачный экран имеет большую жесткость, тем самым уплотнительный шнур зажимается равномерно, что позволяет обеспечить класс защиты по IP67 включительно.
Попутно решаются задачи повышения качества светового прибора и снижения его стоимости за счет расширения функций светопрозрачного экрана, служащего одновременно защитным, герметизирующим и оптическим компонентом прибора.
Заявляемый световой прибор ориентирован на использование световых модулей на основе твердотельных полупроводниковых источников как белого света, так и монохромных (в этом случае на внутреннюю поверхность светопрозрачного экрана наносится слой люминофора). Кроме того, световой модуль может быть выполнен по технологии «чип на плате» («chip-on-board»).
Заявляемый световой прибор может иметь взрывозащищенное исполнение, обеспечиваемое за счет заливки светового модуля и внутреннего источника питания электротехническим компаундом. При этом перегородка между двумя отсеками: световым и отсеком источника питания образует две независимые ниши, что позволяет снизить расход электротехнического компаунда.
Заявляемый световой прибор может комплектоваться внешним источником питания для быстрой замены в случае выхода прибора из строя, потому как источник питания имеет меньший ресурс по сравнению со светоизлучающей частью.
Для защиты от вандализма светопрозрачный экран выполняется из ударопрочного материала, например поликарбоната.
Из уровня техники неизвестно техническое решение с заявляемой совокупностью существенных признаков независимого пункта формулы изобретения, что подтверждает его соответствие условию патентоспособности - новизна.
Перечень чертежей
Сущность изобретения поясняется чертежами на фиг.1-14:
фиг.1 - прожектор светодиодный (светопрозрачный экран выполнен с линзами модульной оптики, вид в аксонометрии снизу);
фиг.2 - прожектор светодиодный (светопрозрачный экран выполнен с линзами модульной оптики, вид в аксонометрии сверху);
фиг.3 - прожектор светодиодный (светопрозрачный экран выполнен с линзами модульной оптики, вид снизу);
фиг.4 - прожектор светодиодный (светопрозрачный экран выполнен с линзами модульной оптики, вид сверху);
фиг.5 - прожектор светодиодный (светопрозрачный экран выполнен с линзами модульной оптики, вид спереди);
фиг.6 - прожектор светодиодный (светопрозрачный экран выполнен с линзами модульной оптики, вид сзади);
фиг.7 - прожектор светодиодный (светопрозрачный экран выполнен с линзами модульной оптики, вид сбоку);
фиг.8 - прожектор светодиодный (вид в аксонометрии снизу, светопрозрачный экран условно не показан);
фиг.9 - корпус прожектора светодиодного (вид в аксонометрии снизу);
фиг.10 - прожектор светодиодный с внешним источником питания (вид в аксонометрии сверху);
фиг.11 - прожектор светодиодный с крепежной скобой (вид в аксонометрии сверху);
фиг.12 - прожектор светодиодный (вид в аксонометрии снизу, светопрозрачный экран не содержит линзы модульной оптики, иллюстрация);
фиг.13 - прожектор светодиодный (светопрозрачный экран выполнен с линзами модульной оптики, иллюстрация);
фиг.14 - прожектор светодиодный (светопрозрачный экран не содержит линзы модульной оптики, иллюстрация).
Перечень позиций, указанных на фигурах
1. Корпус прожектора светодиодного;
2. Ниша светового модуля;
3. Ниша внутреннего источника питания;
4. Бобышки крепления внутреннего источника питания;
5. Желоб корпуса для укладки уплотнительного шнура;
6. Бобышки крепления внешнего источника питания;
7. Отверстие ввода кабеля электросети или кабеля от внешнего источника питания;
8. Отверстие для заземления прибора;
9. Конструктивный элемент корпуса для крепления крепежной скобы;
10. Перегородка между отсеками светового модуля и внутреннего источника питания;
11. Светопрозрачный экран;
12. Линза модульной оптики светопрозрачного экрана;
13. Световой модуль;
14. Источник питания внутренний;
15. Конструктивный элемент внешнего источника питания;
16. Крепежная скоба.
Осуществление изобретения
Прожектор светодиодный может быть осуществлен следующим образом. В ниши 2 корпуса 1 прожектора располагается световой модуль 13, содержащий не менее одного твердотельного полупроводникового источника света. В ниши 3 корпуса к бобышкам 4 крепится внутренний источник питания 14. Герметизация осуществляется экраном 11 прожектора уплотняющим шнуром по замкнутому контуру желоба 5 корпуса 1 ответным элементом замкнутого контура экрана. В случае использования внешнего источника питания последний закрепляется на тыльной стороне корпуса по бобышкам 6. Для ввода питающего кабеля электросети или внешнего источника питания используется отверстие 7, для заземления прибора - отверстие 8. Крепление крепежной скобы 16 осуществляется по элементам 9. В случае использования твердотельных полупроводниковых источников монохромного света предварительно на внутреннюю поверхность экрана наносится слой люминофора. Кроме того, световой модуль может быть выполнен по технологии «чип на плате» («chip-on-board»). Перегородка 10 между световым отсеком и отсеком внутреннего источника питания позволяет независимо заливать их компаундом.
Прожектор светодиодный работает следующим образом. После подачи напряжения через силовой кабель источник питания преобразует его и подает на твердотельные полупроводниковые источники света, последние начинают испускать свет, причем если источники монохромные, то свет преобразуется в белый после прохождения слоя люминофора на экране. Если источники света размещены в фокусах линз 12 модульной оптики, то излучаемый свет будет узконаправленным. Для формирования иных КСС подбираются светопрозрачные экраны и световые модули, либо одно из них, таким образом, чтобы между источниками света и фокусами линз 12 модульной оптики достигалось соответствующее нужной КСС смещение. При этом экран может содержать как набор линз, так и одну линзу, в зависимости от требуемых КСС. В случае выхода из строя внешнего источника питания последний легко может быть заменен без разбора корпуса и светопрозрачного экрана и демонтажа самого прожектора.