КОМБИНИРОВАННАЯ СВЕТОДИОДНАЯ ЛАМПА ДЛЯ ЗАГРАДИТЕЛЬНЫХ ОГНЕЙ
COMBINED LED LAMP FOR OBSTRUCTION LIGHTS

Изобретение относится к световой технике и предназначено для применения в заградительных огнях и устройствах световой сигнализации, где требуется длительный срок службы, повышенная надежность и эксплуатация на открытом воздухе при отрицательных температурах.
В настоящее время в световой технике в качестве излучателей стали использоваться светодиоды, которые обеспечивают длительный срок службы и малое потребление.
Известны патенты США №522473 [1] на светодиодную лампу сигнального огня для маяка, №542943 [2] на светодиодную лампу с цоколем стандартной лампы накаливания, а также патенты РФ №2153623 [3] на светодиодную лампу, применяемую в качестве заградительного огня, №2245488 [4] на комбинированный прожектор, содержащий лампу накаливания с дополнительным излучательным светодиодным блоком, №2218627 [5] на комплекс светового ограждения препятствий заградительными огнями, содержащий для повышения надежности основной и резервный источники света и схему включения резервного источника света при выходе основного источника из строя, №2267053 [6] на универсальную светодиодную лампу. Известен также эффект Брока-Зульцера увеличения ощущения яркости источника света при вспышках, описанный в монографии [7]. Известно техническое решение, реализованное в промышленных образцах светодиодных ламп [8], где для обеспечения эксплуатации лампы на открытом воздухе при отрицательных температурах устанавливаются резистивные нагревательные элементы и схема их включения при отрицательной температуре окружающей среды для предотвращения оледенения и налипания снега на защитный колпак заградительного огня.
Наиболее близким к заявляемому изобретению является патент [6], в котором описывается универсальная светодиодная лампа, включающая:
- корпус с защитным колпаком;
- платы со светодиодами и отражателями, преобразователем напряжения, электрическим коммутатором и распределителем импульсов;
- контактные элементы, выполненные в виде цоколя стандартной лампы накаливания.
Универсальная светодиодная лампа [6] (Фиг1.) содержит корпус 1 с защитным колпаком 2, плату 3 со светодиодами 4 и отражателями 5, обеспечивающими необходимое излучение светодиодов в горизонтальном и вертикальном секторах освещения, плату 6 с преобразователем напряжения 7, электрическим коммутатором 8 и распределителем импульсов 9, обеспечивающими питание светодиодов 4, в т.ч. импульсное, контактные элементы 10, выполненные в виде цоколя стандартной лампы накаливания.
Электрически светодиоды 4 (Фиг.2) получают питание через контактные элементы 10, преобразователь напряжения 7 и электрический коммутатор 8. В свою очередь электрический коммутатор 8 получает сигналы от распределителя импульсов 9, обеспечивающий импульсное включение светодиодов 4.
Недостатком известной лампы [6] является катастрофический отказ лампы при выходе светодиодов из строя, ухудшение светоотдачи в зимних условиях эксплуатации из-за оледенения и налипания снега на защитный колпак, сложная конструкция лампы из-за наличия отражателей специальной формы для получения необходимого излучения светодиодов в горизонтальном и вертикальном секторах освещения, не полное использование светоотдачи от светодиодов при импульсном питании.
Задачей настоящего изобретения является достижение технического результата, заключающегося в повышении надежности лампы, предотвращении оледенения и налипания снега на защитный колпак заградительного огня, увеличении яркости лампы при импульсном питании светодиодов, а также упрощении ее конструкции.
Указанный результат достигается за счет того, что в универсальную светодиодную лампу [6], содержащую:
- корпус,
- платы со светодиодами, электрическим коммутатором;
- контактные элементы, выполненные в виде цоколя стандартной лампы накаливания,
дополнительно включены признаки, являющиеся отличительными признаками предлагаемого изобретения:
- в корпусе аксиально стандартному цоколю размещают патрон для резервной лампы накаливания «миньон»;
- на входе сетевого питания преобразователя напряжения вводят блок включения резервной лампы накаливания в режиме подогрева на малой мощности при отрицательной температуре окружающей среды и включения ее на полную мощность при выходе светодиодов из строя;
- преобразователь напряжения дополняют управляющим входом, обеспечивающим увеличение тока питания светодиодов, выдаваемого преобразователем напряжения, при импульсном режиме работы светодиодов;
- вводят генератор импульсов, соединенный с электрическим коммутатором и преобразователем напряжения, задающий частоту и длительность импульсов по максимальному ощущению яркости лампы в соответствии с эффектом Брока-Зульцера и выдающий на преобразователь напряжения сигнал импульсного режима работы светодиодов;
- платы со светодиодами выполняют в виде колец, соединенных друг с другом и с платой преобразователя напряжения этажеркой, по внешней окружности которых размещают с наклоном светодиоды так, чтобы их углы излучения равномерно покрывали необходимые горизонтальный и вертикальный сектора освещения, количество плат варьируют в зависимости от мощности лампы.
В варианте технического решения аксиально патрону резервной лампы накаливания устанавливают цилиндрический красный светофильтр при необходимости обеспечения красного свечения резервной лампы накаливания.
На Фиг.3 приведена конструкция предлагаемой комбинированной светодиодной лампы, где корпус 1 содержит контактные элементы, выполненные в виде цоколя 10 стандартной лампы накаливания, патрон 11 для резервной лампы накаливания 12 и цилиндрический красный светофильтр 13, установленные аксиально цоколю 10, а также плату 6 преобразователя напряжения 14, электрического коммутатора 8, генератора импульсов 15 и блока управления резервной лампой 16, соединенную стойками 17 с кольцевыми платами 3 со светодиодами 4. Светофильтр 13 устанавливается для обеспечения красного свечения лампы при включении резервной лампы накаливания 12. Количество плат со светодиодами 4 варьируется в зависимости от мощности лампы.
Электрически светодиоды 4 (Фиг.4) питаются через контактные элементы 10, преобразователь напряжения 14, электрический коммутатор 8, управляемый генератором импульсов 15. По входу сетевого питания преобразователя напряжения 14 расположен блок управления 16 резервной лампой накаливания 12, обеспечивающий включение резервной лампы накаливания 12 в режиме подогрева на малой мощности при отрицательной температуре окружающей среды и включения ее на полную мощность при выходе светодиодов 4 из строя. Генератор импульсов 15 обеспечивает импульсное включение светодиодов 4 требуемой частоты и скважности. Управляющий сигнал от генератора импульсов 15, подаваемый на преобразователь напряжения 14, обеспечивает выдачу на светодиоды 4 повышенного тока.
Предлагаемая лампа имеет более простую конструкцию по сравнению с аналогом за счет отсутствия защитного колпака и отражателей, поскольку лампа устанавливается внутри колпака заградительного огня, обеспечивающего защиту лампы и соединительной арматуры от атмосферных воздействий, а регулировка направленности освещения обеспечивается за счет размещения светодиодов по внешней окружности кольцевых плат и их наклона так, чтобы их углы излучения равномерно покрывали необходимые горизонтальный и вертикальный сектора освещения.
Лампа содержит в своей конструкции резервную лампу накаливания и обеспечивает работу заградительного огня при выходе светодиодов из строя за счет включения резервной лампы накаливания. Это позволяет отказаться в конструкции заградительного огня от установки отдельной резервной лампы.
В зимних условиях эксплуатации лампа накаливания включается на малой мощности при отрицательной температуре окружающей среды для обогрева защитного колпака заградительного огня и предупреждения его оледенения и налипания снега.
В режиме импульсного питания за счет увеличения тока яркость вспышек лампы может быть увеличена в два-три раза, по сравнению с режимом непрерывного питания светодиодов. Частота и длительность вспышек определяются требованиями эффекта Брока-Зульцера, в соответствии с которым при увеличении длительности вспышек ощущение яркости света определенной цветности возрастает до максимума (для красного цвета в два раза), а потом снижается до некоторого стационарного уровня. В результате яркость лампы при том же числе светодиодов может быть увеличена в несколько раз, что позволяет использовать ее для заградительных огней высокой интенсивности, или, соответственно, в несколько раз может быть сокращено число светодиодов при сохранении яркости лампы на прежнем уровне.
Источники информации
1. Патент США 542943. LED Lamp.
2. Патент США 522473. Lantern and Lens for the Same.
3. Патент РФ 2153623. Светосигнальный огонь кругового обзора.
4. Патент РФ 2245488. Комбинированный прожектор.
5. Патент РФ 2218677. Комплекс светового ограждения препятствий
заградительными огнями.
6. Патент РФ 2267053. Универсальная светодиодная лампа.
7. Мещерский P.M. Эффект Брока-Зульцера, отв. ред. Ю.М.Забродин, изд. М., Наука, 1985.
8. Заградительный огонь светодиодный ЗОС-3. ООО НПВФ «Свеча».