Способ создания светового потока и карнизный протяжённый светильник для его осуществления

Изобретение относится к области светотехники и предназначено для использования в качестве способа создания светового потока и карнизного протяженного светильника для его осуществления в офисных, торговых, спортивных, производственных и других помещениях, в том числе с повышенной влажностью или запыленностью. Техническим результатом является расширение возможностей управления диаграммами направленности излучения светильника при обеспечении высокой равномерности освещения. Для достижения технического результата предложен способ создания светового потока, согласно которому выбирают необходимое количество светодиодов, расположенных на светодиодных линейках, и совокупностью светодиодов создают адекватную им совокупность световых пучков. Подбирают и регулируют в том числе с использованием дополнительных линз полярные диаграммы светораспределения световых пучков светодиодов, достигая неравномерности освещенности созданным световым потоком, не превышающей 5-30% от величины ее максимального значения. Для осуществления указанного способа предложен карнизный протяженный светильник, корпус которого составлен из протяженной формы жестко скрепленных между собой пластин основного и дополнительного размещения светодиодных линеек со светодиодами, формирующими световой поток, пластины отражения светового потока, пластины ограничения светового потока, установочной пластины и несущего профилированного участка корпуса. Кроме того, пластина основного размещения формирующих световой поток светодиодных линеек установлена под углом «a» в пределах 7°≤а≤70° к установочной пластине, а также расположена под углом «b» в пределах 80°≤b≤150° к пластине отражения светового потока. 2 н. и 8 з.п. ф-лы, 8 ил.

 

Предложенные способ и устройство относятся к области светотехники и предназначены для использования в качестве способа создания светового потока и карнизного протяженного светильника для его осуществления в офисных торговых, спортивных, производственных и других помещениях, в том числе с повышенной влажностью или запыленностью.

Для иллюстрации известного уровня разработок в этой области можно указать объекты, защищенные патентами РФ №№2240470, 24099162, 473007, 2502013, 2506492, 2509952 на изобретения, а также патентами РФ №101147 и №154093 на полезную модель. Недостатками известных способов устройств являются, в частности, их перегрев в процессе эксплуатации и ограниченные возможности управления световым потоком. Наиболее близким аналогом (прототипом) заявленному техническому решению по сходности существенных признаков являются способ и устройство, охарактеризованные в описании к вышеуказанному патенту №154093.

Решаемая заявленными объектами задача заключается в совершенствовании известных способов и устройств для устранения их недостатков с достижением технического результата в отношении расширения возможностей управления диаграммами направленности излучения светильника при обеспечении высокой равномерности освещения.

Указанный технический результат обеспечивается с помощью предложенных способа и устройства, отличительные особенности которых схематически отражены на следующих фигурах чертежей.

1. Общий вид светильника со светодиодной линейкой на пластине основного размещения и его поперечное сечение.

2. Общий вид светильника со светодиодной линейкой на пластине отражения светового потока и его поперечное сечение.

3. Иллюстрация предпочтительной установки светильника.

4. Схема создания светового потока без использования в светильнике светодиодной линейки на отражающей поверхности.

5. Схема создания светового потока с использованием в светильнике светодиодной линейки на отражающей поверхности.

6. Иллюстрация воздействия прямого светового потока без защиты поля зрения глаза человека.

7. Иллюстрация воздействия прямого светового потока с защитой пластиной ограничения поля зрения глаза человека.

8. Иллюстрация создания равномерного светового потока при использовании светодиодов с различными типами линз: А - без линз, Б - с узкополосными линзами, В - совмещение на одной линейке светодиодов с узкополосными и широкополосными линзами.

На фигурах обозначено:

«a» - угол между пластиной основного размещения формирующих световой поток светодиодных линеек и установочной пластиной.

«b» - угол между пластиной основного размещения формирующих световой поток светодиодных линеек и пластиной отражения светового потока

«c» - угол преобразования линзами пространственного распределения светового потока.

Основные конструктивные узлы и особенности заявленных устройства и способа идентифицированы перечнем их обозначений на указанных фигурах, а именно:

1. Светильник.

2. Профилированный корпус светильника.

3. Пластина основного размещения формирующих световой поток светодиодных линеек.

4. Пластина отражения светового потока.

5. Пластина ограничения светового потока.

6. Установочная пластина корпуса светильника.

7. Несущий профилированный участок корпуса

8. Светодиодная линейка.

9. Светодиоды.

10. Линзы преобразования пространственного распределения светового потока.

11. Блок питания и управления.

12. Полость корпуса для установки блока питания и управления.

13. Дополнительная полость корпуса для размещения электропроводки.

14. Электропроводка.

15. Дополнительные провода, соединяющие светодиодные линейки и блок питания светильника.

16. Отверстие в пластине отражения светового потока для проводов.

17. Дополнительная светодиодная линейка для создания цветового или другого вида светового эффекта, например, усыпляющего.

18. Блок управления дополнительной светодиодной линейкой.

19. Стена.

20. Потолок.

21. Расстояние от потолка до светильника.

22. Многожильный провод питания для обеспечения всех возможных блоков протяженного светильника током, обеспечивающим питание всей системы светильников из одной точки.

23. Световые лучи от светодиода и отраженные от потолка.

24. Светильники без защитной пластины ограничения светового потока.

25. Световые лучи от дополнительных светодиодов на пластине отражения и отраженные от стены и потолка.

26. Темные зоны между светодиодами.

27. Стилизованное изображение глаза человека.

28. Светодиоды без линз.

29. Светодиоды с линзами.

30. Широкоугольные полярные диаграммы направленности светоизлучения.

31. Узкоугольные полярные диаграммы направленности светоизлучения.

При детальном описании способа и устройства (фиг. 1-8) нецелесообразно останавливаться на известных из опубликованных источников их технологических и конструктивных особенностях, а следует более подробно охарактеризовать только их существенные отличительные признаки. Для достижения указанного технического результата предложен способ создания светового потока, по которому выбирают количество светодиодов 9 в пределах от 10 до 10⁵ штук, устанавливают их на светодиодных линейках 8, выбираемых в количестве от 1 до 10³ и подключают их к блоку 11 электропитания и управления световым потоком. Светодиодные линейки 8 закрепляют на пластинах 3 их основного в количестве от 1 до 120 и дополнительного в количестве от 1 до 120 размещения, а также на пластинах 4 в количестве от 1 до 120 отражения светового потока. Выбирают углы наклона к горизонту пластин 3 и 4 с установленными на них светодиодными линейками 8 в пределах от 5° до 85° и совокупностью установленных светодиодов 9 создают адекватную им совокупность световых пучков.

Управляют интенсивностью излучения в части n₁ световых пучков, выбранной по отношению к их общему количеству n в пределах 1≤(n₁+n)/n<2, изменением подводимой к светодиодам 9 электрической мощности в диапазоне от 10% до 100%. Углы пространственного распределения света в части n₂ световых пучков, выбранной по отношению к их общему количеству n в пределах 1≤(n₂+n)/n≤2, преобразуют дополнительными линзами 10 в диапазонах от 7° до 120°. Образованный совокупностью световых пучков световой поток рассеивают с помощью выбранных в количестве от 1 до 120 отражающих поверхностей, например, пластин 4 и его распространение в нежелательных направлениях перекрывают с помощью выбранных в количестве от 1 до 120 ограничивающих поверхностей, например, пластин 5. Также перенаправляют с помощью выбранных в количестве от 1 до 120 отражающих поверхностей, например, пластин 4, подбирают и регулируют в том числе с использованием дополнительных линз 10 полярные диаграммы светораспределения световых пучков светодиодов 9, достигая неравномерности освещенности созданным световым потоком, не превышающей 5-30% от величины ее максимального значения.

Указанный технический результат обеспечивают также с помощью предложенного карнизного протяженного светильника для осуществления заявленного способа, который составлен из протяженной формы жестко скрепленных между собой: пластины 3 основного размещения светодиодных линеек 8 со светодиодами 9, формирующими световой поток, пластины 4 отражения светового потока, пластины 5 ограничения светового потока, установочной пластины 6 и несущего профилированного участка 7 корпуса. Пластины 3, 4 и 6, а также участок 7 образуют в корпусе 2 полость 12 для установки в ней блока 11 питания и управления светильником.

При этом один конец профилированного участка 7 корпуса жестко соединен с концом установочной пластины 6, а другим концом жестко соединен с концом пластины 4 отражения светового потока и концом пластины 5 ограничения светового потока. Кроме того, пластина 3 основного размещения формирующих световой поток светодиодных линеек 8 установлена под углом «a» в пределах 7°≤a≤70° к установочной пластине 6, а также расположена под углом «b» в пределах 80°≤b≤150° к пластине 4 отражения светового потока.

Для конкретизации конструктивных особенностей разработанного светильника 1 целесообразно отметить, что в нем жесткое скрепление пластины 3 основного размещения формирующих световой поток светодиодных линеек 8, пластины 4 отражения светового потока, пластины 5 ограничения светового потока, установочной пластины 6 и несущего профилированного участка 7 корпуса 2 может быть сформировано штампованием или экструзией из монолитной заготовки. Количество светодиодных линеек 8 со светодиодами 9, установленных на пластине их основного размещения светильника, может быть выбрано в пределах от 1 до 120. На пластине 4 отражения светового потока может быть размещено дополнительное количество светодиодных линеек 8 со светодиодами 9, выбранное в пределах от 1 до 120.

В светильнике 1 часть n1 светодиодов 9, выбранная по отношению к их общему количеству n в пределах 1≤(n1+n)/n≤2 может быть снабжена дополнительными линзами 10 преобразования пространственного распределения светового потока. При этом часть n2 линз 10, выбранная по отношению к их общему количеству n1 в пределах 1≤(n2+n1)/n1≤2, может быть выполнена с углом «c» преобразования пространственного распределения светового потока в пределах 7°≤с≤30°. Часть n3 линз 10, выбранная по отношению к их общему количеству n1 в пределах 1≤(n3+n1)/n1≤2, может быть выполнена с углом «c» преобразования пространственного распределения светового потока в пределах 10°≤с≤45°, часть n4 линз 10, выбранная по отношению к их общему количеству n1 в пределах 1≤(n4+n1)/n1≤2, может быть выполнена с углом «c» преобразования пространственного распределения светового потока в пределах 15°≤с≤60°, а часть n5 линз 10, выбранная по отношению к их общему количеству n1 в пределах 1≤(n5+n1)/n1≤2, может быть выполнена с углом «с» преобразования пространственного распределения светового потока в пределах 10°≤с≤120°.

Вариативность использования признаков заявленного способа конструктивных элементов светильника при различных вышеуказанных сочетаниях их форм, размеров и количества для регулирования широкоугольных 30 и узкоугольных 31 диаграмм направленности и углового распределения световых лучей 23, 25 и создаваемых ими световых потоков иллюстрирует конструктивное выполнение и функционирование светильника, что наглядно отображено на фиг. 1-8. На фиг. 1, в частности, проиллюстрирован вариант общего вида светильника со светодиодной линейкой 8 на пластине 3 основного размещения и его поперечное сечение, с блоком 11 питания и управления, расположенным в полости 12 корпуса 2 светильника 1. В нижней части корпуса 2 размещена дополнительная полость 17 для размещения электропроводки 14. Также, например, через отверстие 16 в пластине 4 отражения светового потока могут быть установлены дополнительные провода 15, соединяющие светодиодные линейки 8 и блок 11 питания светильника 1.

На фиг. 2 проиллюстрирован вариант общего вида светильника 1 с дополнительной светодиодной линейкой 17 на пластине 4 отражения светового потока и его поперечное сечение. Для дополнительной светодиодной линейки 17 предусмотрен дополнительный блок 18 управления ею. Иллюстрация предпочтительной установки светильника в его поперечном сечении отражена на фиг. 3. Светильник с помощью установочной пластины 6 укреплен на стене 19 на расстоянии 21 от потолка 20. В нижней части корпуса светильника отображен многожильный провод 22 питания для обеспечения всех возможных блоков протяженного светильника током, обеспечивающим питание всей системы светодиодов 9 из одной точки.

На фиг. 4 отображена схема создания светового потока без использования в светильнике светодиодной линейки на отражающей поверхности. Здесь схематически изображены световые лучи 23 от светодиода и отраженные от отражающей поверхности, например, от потолка. Также показаны темные зоны 26 между светодиодами, которые устранены, как показано на фиг.5, использованием световых лучей 23 светодиодов, установленных на пластине их основного размещения, и лучей 25 от дополнительных светодиодов на пластине отражения, а также и лучей 23 и 25, отраженных от стены и потолка.

На фиг. 6 приведена иллюстрация воздействия прямого светового потока от светодиодов без защиты поля зрения глаза 27 человека от светильника 24 при отсутствии защитной пластины ограничения светового потока. На фиг. 7 приведена иллюстрация уже исключения воздействия прямого светового потока от светодиодов, а только отраженного светового потока с защитой поля зрения глаза 27 человека пластиной 5 ограничения световых лучей. Иллюстрация создания равномерного светового потока при использовании светодиодов 28 с различными типами линз и без них приведена на фиг. 8: А - без линз, Б - с узкополосными линзами 29, В - совмещение на одной линейке светодиодов с узкополосными и широкополосными линзами. В результате создаются широкоугольные 30 и узкоугольные 31 полярные диаграммы направленности светоизлучения с отображенным на фиг. 8 выбираемым в вышеописанных пределах углом «с» преобразования линзами пространственного распределения светового потока.

В результате образованный совокупностью световых пучков световой поток рассеивают с помощью выбранных отражающих поверхностей и его распространение в нежелательных направлениях перекрывают с помощью ограничивающих поверхностей, а также перенаправляют с помощью отражающих поверхностей. При этом подбирают и регулируют в том числе с использованием дополнительных линз полярные диаграммы светораспределения световых пучков светодиодов, а также управляя ими, достигают неравномерности освещенности созданным световым потоком, не превышающей 5-30% от величины ее максимального значения.

Следует обратить внимание, что в заявке соблюден принцип единства изобретения, так как предложенные способ и светильник имеют одно и тоже назначение, служат одной цели, совместно друг с другом обеспечивают достижение одного и того же технического результата, а также взаимосвязаны единым изобретательским замыслом, охарактеризованным формулой изобретения. При этом концепция правовой охраны основана на том, что неразрывность и взаимосвязанность предложенных объектов, а также допускаемая вариантность осуществления отдельных существенных признаков или их совокупностей предопределяют, в том числе нетрадиционный характер формулировок некоторых признаков. Например, конструктивные особенности светильника отражены не только характеристикой входящих в него узлов и их конструктивных взаимосвязей, но и с помощью, в частности, углов «с» преобразования пространственного распределения светового потока в выбираемых пределах.

Таким образом, как следует из вышеизложенного, указанные в формуле изобретения признаки являются существенными и целенаправленно взаимосвязаны между собой с образованием их устойчивой совокупности, необходимой и достаточной для получения указанного технического результата. Достигаемый технический результат, как показали данные экспериментов, может быть реализован только взаимосвязанной совокупностью всех существенных признаков заявленных объектов, отраженных в формуле изобретения, при их любых значениях, охватываемых испрошенными притязаниями и удовлетворяющих заявленным особенностям. Заявленные существенные отличительные признаки были получены на основе творческой обработки результатов проведенных исследований и экспериментов, анализа и обобщения их и известных из опубликованных источников данных, взаимосвязанных условиями достижения указанного в заявке технического результата, а также с использованием изобретательской интуиции.

Предлагаемые способ и светильник для его осуществления не содержат признаков, которые не могут быть реализованы с помощью известных технологий и устройств. Соответствие критерию «промышленная применимость» предложенных объектов доказывается также отсутствием в заявленных притязаниях каких-либо практически трудно реализуемых в промышленных масштабах признаков.

В числе других достоинств описанного светильника, реализующего заявленный способ, можно отметить относительно низкую себестоимость его изготовления и привлекательные эргономические показатели.

1. Способ создания светового потока, по которому выбирают количество светодиодов в пределах от 10 до 10⁵ штук, устанавливают их на светодиодных линейках, выбираемых в количестве от 1 до 10³, и подключают их к блоку электропитания и управления световым потоком, светодиодные линейки закрепляют на пластинах их основного в количестве от 1 до 120 и дополнительного в количестве от 1 до 120 размещения, а также на пластинах в количестве от 1 до 120 отражения светового потока, выбирают углы наклона к горизонту пластин с установленными на них светодиодными линейками в пределах от 5 до 85°, совокупностью установленных светодиодов создают адекватную им совокупность световых пучков, управляют интенсивностью излучения в части n₁ световых пучков, выбранной по отношению к их общему количеству n в пределах 1≤(n₁+n)/n≤2, изменением подводимой к светодиодам электрической мощности в диапазоне от 10 до 100%, углы пространственного распределения света в части n₂ световых пучков, выбранной по отношению к их общему количеству n в пределах 1≤(n₂+n)/n≤2, преобразуют дополнительными линзами в диапазонах от 7 до 120°, образованный совокупностью световых пучков световой поток рассеивают с помощью выбранных в количестве от 1 до 120 отражающих поверхностей и его распространение в нежелательных направлениях перекрывают с помощью выбранных в количестве от 1 до 120 ограничивающих поверхностей, а также перенаправляют с помощью выбранных в количестве от 1 до 120 отражающих поверхностей, подбирают и регулируют в том числе с использованием дополнительных линз полярные диаграммы светораспределения световых пучков светодиодов, достигая неравномерности освещенности созданным световым потоком, не превышающей 5-30% от величины ее максимального значения.

2. Карнизный протяженный светильник для осуществления способа по п. 1, корпус которого составлен из протяженной формы жестко скрепленных между собой пластин основного и дополнительного размещения светодиодных линеек со светодиодами, формирующими световой поток, с размещением на части светодиодов дополнительных линз преобразования пространственного распределения светового потока и дополнительных линз регулировки полярных диаграмм светораспределения световых пучков, выбранных для этого светодиодов, пластин отражения светового потока, пластин ограничения светового потока, установочной пластины и несущего профилированного участка корпуса с образованием ими в корпусе полости для установки в ней блока питания и управления светильником и блока питания и управления дополнительными светодиодными линейками, при этом один конец профилированного участка корпуса жестко соединен с концом установочной пластины, а другим концом жестко соединен с концом пластины отражения светового потока и концом пластины ограничения светового потока, кроме того, пластина основного размещения формирующих световой поток светодиодных линеек установлена под углом «а» в пределах 7°≤а≤70° к установочной пластине, а также расположена под углом «b» в пределах 80°≤b≤150° к пластине отражения светового потока.

3. Светильник по п. 2, в котором жесткое скрепление пластин основного и дополнительного размещения формирующих световой поток светодиодных линеек, пластины отражения светового потока, пластины ограничения светового потока, установочной пластины и несущего профилированного участка корпуса сформировано штампованием или экструзией из монолитной заготовки.

4. Светильник по п. 2, в котором количество светодиодных линеек со светодиодами, установленных на пластине их основного размещения, выбрано в пределах от 1 до 120.

5. Светильник по п. 2, в котором на пластине отражения светового потока размещено дополнительное количество светодиодных линеек со светодиодами, выбранное в пределах от 1 до 120.

6. Светильник по п. 3 или 4, в котором часть n₁ светодиодов, выбранная по отношению к их общему количеству n в пределах 1≤(n₁+n)/n≤2, снабжена дополнительными линзами преобразования пространственного распределения светового потока.

7. Светильник по п. 6, в котором часть n₂ линз, выбранная по отношению к их количеству n₁ в пределах 1≤(n₂+n₁)/n₁≤2, выполнена с углом «с» преобразования пространственного распределения светового потока в пределах 7°≤с≤30°.

8. Светильник по п. 6, в котором часть n₃ линз, выбранная по отношению к их количеству n₁ в пределах 1≤(n₃+n₁)/n₁≤2, выполнена с углом «с» преобразования пространственного распределения светового потока в пределах 10°≤с≤45°.

9. Светильник по п. 6, в котором часть n₄ линз, выбранная по отношению к их количеству n₁ в пределах 1≤(n₄+n₁)/n₁≤2, выполнена с углом «с» преобразования пространственного распределения светового потока в пределах 15°≤с≤60°.

10. Светильник по п. 6, в котором часть n₅ линз, выбранная по отношению к их количеству n₁ в пределах 1≤(n₅+n₁)/n₁≤2, выполнена с углом «с» преобразования пространственного распределения светового потока в пределах 10°≤с≤120°.