СВЕТОВОЙ ПРИБОР ДЛЯ ОСВЕЩЕНИЯ ОТКРЫТЫХ ПРОСТРАНСТВ

Световой прибор для освещения открытых пространств.
г. о  q 013 1 4, о 7
МГЖ:Р2181/00
Полезная модель относиться к светотехнике, в частности к области освещения открытых пространств и может быть иснользована в конструкциях световых приборов несимметричного светораспределения для искусственного освещения мест производства мероприятий или работ вне зданий на относительно больших площадях.
Световые приборы такого типа находят применение для освещения городских и сельских улиц, площадей, железнодорожных и аэродромных территорий, котлованов и карьеров, строительных площадок, а также различных устройств трансформаторных подстанций и других наружных технологических объектов.
В настоящее время наибольшее распространение получила так называемая верхнебоковая система освещения на основе световых приборов прямого света с широким несимметричным светораспределением. Основные требования к световым приборам для освещения открытых пространств таковы  обеспечение общего равномерного и не слепящего освещения, обеспечивающего беспрепятственную визуальную ориентацию в темное время суток с учетом вида и сложности выполняемых работ, экономичность и высокая надежность при длительной эксплуатации.
Светотехнические данные светового прибора определяются его светооптической системой, т.е. совместной работой источника искусственногооптическогоизлучения(света)и
светоперераспределяющего устройства. Эффективность их совокупного действия зависит в первую очередь от свойств источника света. Источники света, применяемые в световых приборах для освещения открытых пространств делятся на две группы - лампы накаливания и разрядные лампы, причем в настоящее время наиболее употребимы разрядные лампы, которые отличаются от ламп накаливания большей световой отдачей и, как правило, большими размерами светящихся тел, что позволяет при существенном снижении потребляемой мощности значительно повысить уровень освещенности. Так в работе 1 показано, что при освещении площадей свыше ЗООм более выгодно использовать в качестве источников света разрядные лампы с ксеноновым наполнением (например типа ДКсТ), т.к. решающее значение при расчете стоимости капитальных затрат на установку светового прибора и его эксплутационных расходов приобретает единичная мощность источника и коэффициент усиления осветительного устройства.
ПЗС-45 установить 4 мачты с 8-ю световыми приборами КНУО1-20000. Этот световой прибор, выбранный в качестве прототипа, содержит протяженный электрический источник света (ксеноновая лампа ДОсТ20000) и светоперераспределяющее устройство, выполненное в виде охватывающего лампу отражателя с открытым световым отверстием, центральная часть активной поверхности которого выполнена в виде параболоцилиндра.
Недостатком конструкции светового прибора для освещения открытых пространств, выбранного в качестве прототипа, является его недостаточная эксплутационная надежность. Во-первых, в связи с отсутствием резервирования источника света в случае отказа лампы, в том числе при попытке нарочитого ее разрушения, от надежного функционирования которого зависит безопасность людей и бесперебойная работа оборудования на освещенной территории, а, во-вторых, в связи со снижением прозрачности и прочности колбы лампы в процессе ее эксплуатации за счет кристаллизации кварца, из которого изготовлена трубчатая колба лампы. Кроме того, указанный световой прибор подвержен интенсивному загрязнению в весене-летний период, что приводит к явному снижению его светотехнических характеристик и увеличению эксплуатационных затрат.
Причина - ночные летающие насекомые. Установлено, что они реагируют главным образом на голубое, фиолетовое и УФ - излучения (с X от 350 до 400нм). При соприкосновении с нагретой лампой и другими частями светильника (в том числе отражателем) насекомые гибнут, загрязняя светооптическую систему светового прибора.
Задача, на рещение которой направлена полезная модель, состоит в создании светового прибора для освещения открытых пространств, обладающего высокой степенью эксплуатационной надежности при минимальном обслуживании в течение длительного времени.
Указанная задача реализуется за счет специальной конструкции светового прибора, в котором использован модульный принцип построения его светотехнической системы с учетом физиологических особенностей человеческого зрения.
Как и световой прибор, выбранный в качестве прототипа, заявленный световой прибор для освещения открытьгх пространств содержит протяженный электрический источник света и светоперераспределяющее устройство. Но, в отличие от прототипа, протяженный источник электрического света выполнен в виде ряда установленных на равном расстоянии друг от друга натриевых ламп высокого давления (Н.ЛВД), а светоперераспределяющее устройство выполнено в виде охватывающих НЛВД отражательных секций, активные поверхности которых выполнены с возможностью направленно - рассеянного отражения. Световые отверстия отражательных секций имеют прямоугольный абрис. Количество
отражательных секций соответствует количеству НЛВД и зазор между световыми отверстиями примыкающих секций меньше порога пространственной разрешимости для типичных высот установки светового прибора над уровнем земли. Установка и взаимная ориентация отражательных секций и НЛВД осуществляются одним из известных в светотехнической практике способов, причем так, что каждая НЛВД и соответствующая секция образуют оптически связанную модульную пару. Установленные в ряд и примыкающие друг к другу модули образуют светооптическую систему светового прибора для освещения открытых пространств произвольной протяженности.
На фиг. 1 и 2 приведено схематическое изображение варианта исполнения заявляемого светового прибора для освещения открытых пространств. Фиг. 1 - продольное сечение светового прибора, фиг.2 - то же, поперечное сечение.
Световой прибор состоит из НЛВД 1 (в данном конкретном случае типа ДНАТ400 в количестве 3 шт.), расположенных в ряд так, что их продольные оси лежат на одной прямой 2, перпендикулярной оптической оси светового прибора 3. НЛВД 1 установлены в идентичных отражательных секциях 4, активные поверхности 5 которых выполнены «матовыми - из оксидированного алюминия. В данном конкретном случае центральные части активньгх поверхностей 5 выполнены в виде сегментов параболоцилиндра, а торцевые в виде плоскостей, установленных наклонно к оси 2. Зазор (А) между световыми отверстиями 6 примыкающих отражательных секций 4 в данном конкретном случае составляет 1,2см. Каждая отражательная секция 4 снабжена с тыльной стороны узлом крепления 7 к общей базе 8. Каждая НЛВД 1 для подключения к питающей электросети снабжена стандартной электротехнической арматурой (на фиг. не показана). НЛВД 1 подключены к электросети параллельно.
Нринцип работы заявляемого светового прибора основан на преобразовании электрической энергии в световое излучение с последующем его перераспределением в пространстве в соответствии с конструктивными особенностями светового прибора.
Каждая Н.11ВД 1 формирует световой поток, который перераспределяется в пространстве соответствующими отражательными секциями 4. В данном конкретном случае форма светящего тела каждой отдельно взятой НЛВД 1 представляет собой цилиндр длинной L и диаметром d. В светотехнике принято 3 классифицировать цилиндрические светящиеся тела источников света по соотношению их L и d. Так, при L/d 8, что имеет место для ламп типа ДНАТ, светящее тело имеет «нитевидную форму, т.е. при расчетах нет необходимости учитывать угловые размеры их торцов и неодинаковые угловые размеры по длине светящего тела. Светящее тело светового прибора в данном случае имеет вид нитевидного тела с равномерно распределенными разрывами длинной Lp. Принято считать 4, что если
,5h, где h - расстояние светящего тела от освещенной поверхности, то плотность светового потока сетящего тела характеризуется величиной Ф Фл/Ь+Ьр, где Фл - световой поток в сплошном светящем элементе длинной L. Поскольку величина Lp невелика по сравнению с L, то плотность светового потока по сравнению со сплошным нитевидным телом изменяется незначительно. Но, наличие разрывов в светящем теле приводит, вообще говоря, к неравномерности светового потока, формируемого протяженным источником света такого вида. Компенсация этой неоднородности обеспечивается светоперераспределяюпщм устройством в виде отражательных секций 4. Центральная часть активной поверхности 5 отражательных секций 4 (параболоцилиндр) с нитевидным источником 1 вдоль ее фокальной оси 2 ( в данном случае фокальные оси 2 отражательных секций 4 совпадают с прямой 2) формирует вееробразный световой пучек, поскольку в профильной секущей плоскости она работает аналогично параболоидному отражателю, а в продольном сечении плоскому зеркалу. Следовательно в плоскости светового отверстия 6 формируется прямоугольный пучок света, размеры которого соответственно Н - поперечный размер отражательной секции 4 (фиг. 2) и L - длина светящегося тела НЛВД 1 (фиг. 1), которое всегда меньше продольного размера светового отверстия 6 секции 4. Именно поэтому активная поверхность 5 выполнена направленно-рассеивающей, т. е. отражающий световой поток так, что направление оси телесного угла в отраженном свете подчиняется закону равенства углов падения и отражения (зеркального отражения) 3.Особенность таких отражателей состоит в том, что они перераспределяют световой поток источника света, не создавая изображения светящего тела.
При этом активные поверхности 5 светятся по всем направлениям по.пупространства и световые отверстия 6 могут быть приняты за самосветящуюся поверхность в данном случае прямоугольной формы со средней яркостью Еср Фл/пА, где Фд - световой поток ПЛВД 1, а А площадь светового отверстия 6.
Таким образом степень неравномерности освещенности наружного пространства определяется преимущественно величиной зазора между примыкающими отражательными секциями 4, световые отверстия 6 которых имеют прямоугольный абрис. Угловую разрешающую способность человеческого глаза (а) принято оценивать в одну угловую минуту 5. В этом случае средний линейный размер зазора (А) между примыкающими световыми отверстиями 6 можно определить из соотношения А  htga, где h - высота установки светового прибора над уровнем земли, т.е. величина зазора (А) не должна превышать 0,0004h. Выполнение этого условия исключает большие разрывы, воспринимаемые человеческим глазом, между светящимися модульными секциями светового прибора при их
расположении в ряд. В данном конкретном  высота установки светового прибора составляет 30м, а А - 1.2см и световой прибор обеспечивает высокую степень равномерности освещения открытого пространства.
Выбор в качестве источника света НЛВД обусловлен рядом свойственных им преимуществ. Высокая световая отдача (более в 3 раза превосходит световзто отдачу ксеноновых разрядных ламп), больщой срок службы (до 25000часов 6), стабильность характеристик в процессе эксплуатации делает НЛВД весьма экономичной. Кроме того использование Н1ГОД резко ограничивает слепящее воздействие светового прибора, а использование в них в качестве газа, облегчающего зажигание, ксенона (вместо ртути) 7 обеспечивает улучшенную цветопередачу и облегчает утилизацию ламп. Практическое отсутствие в спектре излучения ШГОД УФ - составляющей существенно уменьшает вероятность загрязнения светового прибора ночными насекомыми.
Для создания оптимальных условий освещения участков с любой геометрией световой прибор имеет возможность варьирования формы кривой силы света. Это достигается не только наклоном всего светового прибора на общей базе 8, но и изменением взаиморасположения отдельных «световых модульных элементов, которые установлены на общей базе 8 с возможного поворота в узлах крепления 7 вокруг продольной оси светового прибора.
Предлагаемая конструкция позволяет оперативно восстанавливать работоспособность светового прибора при разрущении (или выходе из строя) части световых модулей путем их простой замены без демонтажа всего прибора, а также формировать световой прибор произвольной длины в зависимости от задач освещения из унифицированных модульных элементов.
Промышленная применимость заявленного решения подтверждается возможностью его многократного воспроизведения в процессе производственного изготовления. Прибор разработан для серийного изготовления с использованием стандартного оборудования, современных технологий и комплектации. 1. М.С. Дадиомов «Технико-экономическое обоснование выбора источников света и осветительных приборов для освещения наружных Литература:
2.Светильник КНУО1-20000-001 УХЛ1, Руководство по эксплуатации РАПЛ676165.005РЭ.
3.В.В. Трембач «Световые приборы, М., «Высшая школа, 1990г.
4.Справочная книга по светотехнике, М., Энергоатомиздат, 1995г.
5.Р. Дитчберн «Физическая оптика. Наука, 1965г.
6.В.Ю. Погребной «Современные натриевые лампы высокого давления. Новости светотехники, Вып.7, М., Дом Света, 1998г.
7.Лампа Colosrtar DSX - Т - 80W, фирма Osram (Германия).
ЗАЯВИТЕЛИ:
/А.В. Куц/ /В.М. Пчелин/ /А.В. Стуклов/