СВЕТОВОЙ БЛОК

Заявляемая полезная модель относится к светотехнике и предназначена для использования в качестве осветительных, информационных и рекламных световых панелей. Они могут применяться как внутри помещений, так и снаружи, в частности как декоративные и отделочные элементы интерьера помещений или наружной части зданий и других сооружений. Световые панели могут использоваться для маркирующего и предохранительного освещения на обочинах дорог, придорожных полос и других зон уличного движения, а также для разметочного освещения на взлетно-посадочных полосах и рулежных дорожках для самолетов. Возможно использование полезной модели в качестве светового прибора в помещениях и на автотранспорте.
Известен световой блок, содержащий световую панель в виде полиуретановой матрицы с токопроводящими слоями, каждый из которых подключен к сети с помощью стержневого штепселя, при этом один из токопроводящих слоев снабжен декоративно-информационным слоем, к которому закреплен токопроводящими иглами набор светильников в форме гибких нитевидных источников света таких, как стекловолокно и/или электролюминесцентные шнуры, имеющих свой источник питания (см. патент РФ №24035 на полезную модель «Световое демонстрационное устройство», МПК-7: G 09 F 13/00, H 01 R 4/24, заявл. 17.12.2001). Данный световой блок использует электролюминесцентные шнуры, являющиеся прогрессивными энергосберегающими источниками света. Однако в нем есть ряд недостатков, затрудняющих широкое применение. Во-первых,
трудоемкость изготовления, т.к. матрица содержит токопроводящие слои. Во-вторых, необходимость дополнительного источника питания для электролюминесцентных шнуров, делает конструкцию громоздкой. И, наконец, известный световой блок может найти ограниченное применение в силу незначительной яркости световой панели и короткого срока действия до 3000 часов.
Известен световой блок в виде световой панели, содержащей пропитанную люминофором матрицу, в которой выполнены один или несколько световых каналов в одном или более слоях матрицы. Они могут выполняться как за одно целое со световой панелью из одного с ней материала, так и могут заделываться в нее способом отливки или вставки, например газоразрядной трубки (см. патент РФ №2052708 на изобретение «Светящаяся панель», МПК- 6: F 21 P 1/02, G 09 F 13/20, конвенц. приоритет 27.11.1987). Световые каналы, покрытые с внутренней стороны люминофором, заполнены газом до желаемого давления и в предпочтительных случаях - ртутью. Материал самой световой панели пропитан люминофором с заданным распределением по матрице. В отверстиях светового канала устанавливаются электроды, после чего световые каналы герметизируются. В результате получают распространенные лампы дневного света. Матрицу изготавливают из газонепроницаемого, вибростойкого, ударопрочного, прозрачного или пропускающего свет материала такого, как стекло, полимер и т.п. При необходимости подзарядки газа или люминофора световые каналы открывают, подзаряжают и снова герметизируют. В отношении ламп дневного света известно, что они обладают повышенной энергоемкостью - до 120 Вт/м2 и весьма громоздки: их диаметр находится в пределах 28-32 мм. Они выделяют большое количество тепла и их эксплуатация возможна только тогда, когда они отстоят на расстоянии до 50 мм друг от друга. Изготовленная световая панель с
лампами дневного света получается «полосатой»: одни полосы более яркие, другие - менее. При использовании в качестве светильников, а также для подсветки изображения или для декоративного оформления интерьера нежелательна неравномерность освещения.
По сравнению с первым аналогом, известный световой блок весьма трудоемок в изготовлении. Он, правда, обеспечивает большую яркость (до 5000 Кд/м2) и почти вдвое увеличенный срок жизни. И все же современная техника предъявляет более высокие требования по параметрам яркости и габаритам, чем дает световой блок по патенту №2052708. Низкая яркость при огромных габаритах световой панели, - в этом заключаются его основные недостатки.
Защищенная патентом РФ №2052708 световая панель является наиболее близким аналогом к заявляемой полезной модели по существенным признакам и технической сущности, в силу чего выбрана прототипом.
Задачей настоящей полезной модели является увеличение яркости светового блока при уменьшении габаритов.
Техническим результатом является увеличение равномерности освещения и получение значительного энергосбережения.
Указанная задача достигается тем, что в известном световом блоке, содержащем выполненную из прозрачного пропускающего свет материала световую панель, в световых каналах которой установлены газоразрядные лампы, электрически соединенные с повышающими напряжение инверторами, при этом световые каналы с лампами могут быть расположены в один и более слоев, согласно полезной модели, световые каналы световой панели выполнены из эластичного материала, а в качестве газоразрядных ламп установлены тонкие трубчатые стеклянные лампы, закрепленные посредством плотного прижатия их цилиндрических поверхностей к стенкам световых каналов.
В световом блоке могут быть использованы в качестве ламп энергосберегающие источники света CCFL (cold cathode fluorescence lamp) и EEFL (external electrode fluorescence lamp).
В световом блоке световые каналы могут быть образованы тремя или более гранями прозрачного эластичного материала.
В световом блоке слои световых каналов с лампами в световой панели могут быть могут быть направлены продольно и поперечно относительно друг друга.
В световом блоке световые каналы могут быть образованы соединением двух гофрированных слоев материала.
В световом блоке диаметр трубчатой стеклянной лампы может превышать, по крайней мере, один из размеров поперечного сечения светового канала.
В световом блоке в одном световом канале может быть расположена одна лампа.
В световом блоке в одном световом канале может быть расположено более одной лампы.
В световом блоке световые каналы с лампами могут быть отделены от наружных поверхностей световой панели, по крайней мере, одним слоем пустых световых каналов.
В световом блоке слой пустых световых каналов направлен поперечно по отношению к слою световых каналов с лампами.
В световом блоке световая панель может быть выполнена двусторонней и может быть снабжена с обеих наружных поверхностей проницаемыми для света экранами.
В световом блоке световая панель может быть выполнена односторонней и одна ее наружная поверхность может быть снабжена проницаемым для света экраном, а другая наружная поверхность снабжена непроницаемым для света экраном.
В световом блоке световая панель и инверторы могут быть закреплены в единой рамочной конструкции.
В световом блоке инверторы могут быть вынесены за пределы рамочной конструкции.
Проведенные исследования по патентным и научно-техническим источникам свидетельствуют, что предлагаемая конструкция неизвестна и не следует явным образом из изученного уровня техники, а, следовательно, соответствует критерию «новизна».
Заявляемый световой блок может быть изготовлен в условиях электролампового предприятия, выпускающего газоразрядные лампы или специализирующегося в данной отрасли, а также в производственных мастерских, выпускающих рекламные или осветительные устройства, с использованием стандартного отечественного или импортного оборудования, известных технологий и материалов.
Таким образом, заявляемый световой блок соответствует критерию «промышленная применимость».
Предлагаемая совокупность существенных признаков сообщает заявляемому устройству новые свойства, позволяющие решить поставленную задачу.
Использованы энергосберегающие источники света в виде тонких трубчатых стеклянных ламп, например CCFL или EEFL, имеющих небольшие размеры и сверхнизкое энергопотребление. Их диаметр от 2 до 8 мм, длина от 10 до 1970 мм, а электроэнергии они расходуют около 50 Вт/м2. Эти лампы нагреваются слабо, что позволяет располагать их друг к другу очень близко. При использовании ламп CCFL яркость световой панели увеличивается вдвое - до 10000 Кд/м2, по сравнению с прототипом. При использовании ламп EEFL яркость достигает 30000 Кд/м2. Близкое расположение ламп относительно друг друга
способствует повышению равномерности освещения световой панели, т.к. промежутки, неохваченные лампой, чрезвычайно малы. Слоев с лампами может быть несколько, и они могут располагаться продольно и поперечно относительно друг друга. Такое расположение увеличивает яркость световой панели и повышает равномерность освещения. Следует также отметить, что установка ламп в световых каналах, выполненных из прозрачного пропускающего свет эластичного материала, является относительно нетрудоемкой операцией по технологии изготовления. Световые каналы могут быть изготовлены из эластичных слоев прозрачной пластмассы в виде решетчатых конструкций с тремя и более гранями. Затем они состыковываются друг с другом: один слой крепится к другому склеиванием либо сплавливанием. Еще проще изготовить световые каналы соединением двух гофрированных слоев. Затем в образованные любым образом световые каналы в соответствии с чертежом вставляются тонкие трубчатые стеклянные лампы. Ни изготовление конструкции световой панели со сквозными световыми каналами, ни установка в них ламп CCFL или EEFL не требует от исполнителей длительной подготовки и особенных знаний. Навык приходит быстро. Эластичность прозрачного материала делает легкой операцией установку ламп в световых каналах и обеспечивает последующее прижатие их стенок к цилиндрическим поверхностям ламп.
Небольшие габариты световых блоков с лампами CCFL и EEFL удачно сочетаются с маленькими по размеру повышающими напряжение инверторами, которые легко объединить в единой рамочной конструкции, изготовив дополнительную деталь - рамку из металла. Однако условия эксплуатации могут потребовать раздельного расположения световой панели и инвертора.
В результате указанного, достигается значительное увеличение яркости световой панели при гораздо меньших габаритах самого светового блока. К тому же, энергопотребление ощутимо уменьшается.
Предлагаемый световой блок поясняется чертежами, где представлено на:
Фиг.1- Заявляемый световой блок в сборе с инвертором (основной вид);
Фиг.2 - Сечение по А-А фиг.1;
Фиг.3 - Принципиальная электрическая схема включения светового блока.
Заявляемый световой блок содержит световую панель 1, с несколькими сквозными световыми каналами 2, расположенными параллельно длинной стороне светового блока. Световые каналы 2 выполнены соединением слоев 3 из гофрированного прозрачного пропускающего свет эластичного материала. На фиг.2 показаны световые каналы 2 с прямоугольным поперечным сечением. Их поперечные сечения могут быть также треугольными и т.д. Форма сечения зависит от количества граней, образующих световой канал 2. В световых каналах 2 установлены тонкие трубчатые стеклянные лампы 4 - CCFL или EEFL, в зависимости от технических условий, предъявляемых к световой панели 1 по показателю яркости. Благодаря плотному прижатию цилиндрических поверхностей ламп 4 к стенкам световых каналов 2, они надежно удерживаются внутри них и не требуют никаких дополнительных элементов крепления. Для обеспечения прижатия необходимо, чтобы диаметр лампы 4 превышал, по крайней мере, один из размеров поперечного сечения светового канала 2. В одном световом канале 2 может быть установлена одна лампа 4 или несколько. Кроме того, в одной световой панели 1 при
наличии нескольких слоев 3 с лампами 4 указанные слои могут быть направлены продольно и поперечно относительно друг друга, что повышает равномерность освещения. При изготовлении световой панели 1 предусматривается наличие одного слоя 3 пустых световых каналов 2 над слоем 3, внутри которого установлены лампы 4. Из-за многократного преломления световых лучей в пустых световых каналах 2 обеспечивается дополнительное рассеивание света, излучаемого лампами 4, благодаря чему увеличивается равномерность освещения. Слой 3 с пустыми световыми каналами 2 может располагаться поперечно относительно слоя 3 с лампами 4, что также способствует увеличению равномерности освещения. Упомянутый слой 3 с пустыми световыми каналами 2 может быть закрыт с наружной поверхности световой панели 1 проницаемым для света экраном 5, также увеличивающим рассеивание света. Если с обеих наружных поверхностей установлены прозрачные экраны 5, то световая панель 1 является двусторонней. При выполнении одного из экранов 5 непроницаемым для света световая панель является односторонней. Лампы 4 электрически соединены с повышающим напряжение инвертором 6, подключенным к источнику 7 питания на 12 В посредством штепсельных разъемов (на черт. не показаны). Световая панель 1 может быть снабжена рамкой 8, что придает жесткость всему световому блоку. Рамка 8 выполнена из металла, пластика либо другого жесткого материала. Инвертор 6 может быть закреплен в единой рамочной конструкции со световой панелью 1. Однако возможна установка инверторов 6 вне рамки 8, что диктуется конкретным применением светового блока и местом его установки. Поверх экранов 5 или под ними может располагаться материал ( на черт. не показан), на который нанесена рекламная или иная информация и который фиксируется рамкой 8. В качестве такого материала может применяться
тонкий пластик. При отсутствии рамки 8 используется клей, скотч или самоклеющаяся пленка. Световые панели 1 могут быть состыкованы в большое панно. Например, на крыше кузова автомобиля «Газель» можно состыковать 3 панели размером 1×0,5 м.
Крепление световых блоков с односторонними световыми панелями 1 осуществляется к основе: стене комнаты или здания, корпусу автомобиля и т.п. шурупами. При использовании двусторонних световых панелей 1 крепление осуществляется шпильками, скобами, проходящими через рамку 8, либо посредством специальных кронштейнов (на черт. не показано).
Заявляемый световой блок работает следующим образом.
В темное или пасмурное время суток световая панель 1 подключается к источнику 7 питания и, тем самым, потребитель получает необходимую информацию.
Заявляемый световой блок обладает рядом преимуществ по сравнению с известными устройствами подобного типа:
- Снижение материальных затрат, как у изготовителя, так и у потребителя;
- Простота конструкции и изготовления;
- Надежность в работе;
- Увеличение равномерности освещения световой панели;
- Эффективность, т.е. увеличение яркости до 10000-30000 Кд/м2 против 5000 Кд/м2 у прототипа;
- Уменьшение веса световой панели в десятки раз;
- Уменьшение габаритов и особенно толщины;
- Снижение энергопотребления;
- Компактность устройства;
- Возможность создания крупногабаритных сверхлегких панно из световых блоков;
- Ремонтопригодность, т.е. замена вышедшей из строя лампы без замены всего светового блока.