DE10125270A1

DE10125270A1 - Blitzleuchtanlage und Verwendung derselben für eine Windrotoranlage

Info

Publication number: DE10125270A1
Application number: DE10125270A
Authority: DE
Inventors: Wolfgang Serfass; Ralph Rohlfing
Original assignee: Aqua Signal AG
Current assignee: Aqua Signal AG
Priority date: 2001-05-23
Filing date: 2001-05-23
Publication date: 2002-12-05
Anticipated expiration: 2021-05-24
Also published as: DE10125270B4

Abstract

Zur Markierung einer Windrotoranlage als Luftfahrthindernis wird eine neue Blitzleuchtanlage verwendet. Diese weist mindestens eine Blitzleuchte mit zwei Blitzleuchtmitteln auf. Letztere sind miteinander synchronisiert, derart, dass beide Blitzleuchtmittel nicht zugleich, sondern nacheinander aufleuchten. Schließlich weist die Blitzleuchtanlage eine katadioptrische Linse mit einer ringförmigen Lichtaustrittsfläche auf. Dadurch wird das ringförmig abgestrahlte Licht auf einen Winkelbereich von -25 bis +35 DEG gegenüber der horizontalen Ebene begrenzt.

Description

Die Erfindung betrifft eine Blitzleuchtanlage, insbesondere als Gefahrenfeuer und zur Ausrüstung von Luftfahrthindernissen, mit mindestens einer Blitzleuchte, wobei in einem Gehäuse der Blitzleuchte ein Blitzleuchtmittel angeordnet ist und kurzzeitig, nämlich blitzartig, insbesondere zyklisch aufleuchtet.

Blitzleuchtanlagen werden unter anderem zur Markierung von gefährdenden Hindernissen verwendet. Besonders strenge Anforderungen bestehen für Gefahrenfeuer zur Ausrüstung von Luftfahrthindernissen.

Die Blitzleuchtmittel sollen möglichst kostengünstig und energiesparend ausgebildet sein. Auch soll die Blitzleuchtanlage insgesamt möglichst kostengünstig ausfallen.

Grundsätzlich bekannt sind Xenonblitzlampen als Blitzleuchtmittel, nicht jedoch für spezielle Anwendungen. Ein Hinderungsgrund ist die relativ kurze Blitzzeit. Das heißt, das Blitzlicht ist nur für äußerst kurze Zeit sichtbar. Der Einsatz in Blitzleuchtanlagen zur Ausrüstung von Luftfahrthindernissen ist deshalb bislang nicht zulässig.

Aufgabe der vorliegenden Erfindung ist es, eine Blitzleuchtanlage mit längerer, zumindest subjektiv sichtbarer Blitzzeit zu schaffen. Die erfindungsgemäße Blitzleuchtanlage weist hierzu folgende Merkmale auf:

a) die Blitzleuchte weist ein zweites Blitzleuchtmittel auf, das blitzartig aufleuchtet,
b) das zweite Blitzleuchtmittel ist mit dem ersten Blitzleuchtmittel synchronisiert, derart, dass beide Blitzleuchtmittel nicht zeitgleich sondern zur Ausbildung einer längeren Blitzzeit nacheinander aufleuchten.

Die Blitzzeiten der beiden Blitzleuchtmittel überschneiden sich teilweise oder folgen aufeinander, gegebenenfalls mit einer kurzen, für das menschliche Auge nicht wahrnehmbaren Pause. Tatsächlich kann dadurch die (optisch sichtbare) Gesamtblitzzeit länger sein als die Summe der Einzelblitzzeiten. Die Blitzleuchte wird so angesteuert, dass 25-30 sichtbare Blitze pro Minute erscheinen. Als Blitzleuchtmittel werden vorzugsweise Xenonblitzlampen verwendet. Möglich sind aber auch andere Blitzleuchtmittel. Wichtig ist die Verlängerung der Blitzzeit durch Abstimmung zweier Blitzleuchtmittel. Auch können mehr als zwei Blitzleuchtmittel zur Erzielung einer noch längeren Gesamtblitzzeit abgestimmt angesteuert werden.

Vorteilhafterweise beträgt die sichtbare Blitzzeit vom Blitzbeginn des ersten Blitzleuchtmittels bis zum Blitzende des zweiten Blitzleuchtmittels 150 ms. Zwischen den beiden Blitzen liegt eine nahezu ebenso lange Pause. Vorzugsweise liegt die sichtbare Blitzzeit bei 50 bis 300 ms.

Nach einem weiteren, unabhängigen Gedanken der Erfindung weist die Blitzleuchtanlage folgende Merkmale auf:

a) in einem Gehäuse ist mindestens ein Blitzleuchtmittel angeordnet,
b) das Gehäuse weist eine in horizontaler Ebene liegende, ringförmige Lichtaustrittsfläche auf,
c) die Lichtaustrittsfläche ist Teil einer katadioptrischen Linse,
d) das ringförmig abgestrahlte Licht weist gegenüber der horizontalen Ebene einen Winkel zwischen -25° (abwärts) und +35° (aufwärts) auf.

Eine katadioptrische Linse zur Erzeugung einer ringförmigen Lichtaustrittsfläche ist beispielsweise bekannt aus der EP-A- 0 976 971. Bislang nicht bekannt ist die Verwendung einer derartigen Linse im Zusammenhang mit einer Blitzleuchtanlage. Die räumliche Anordnung des Blitzleuchtmittels - gegebenenfalls mehrerer Blitzleuchtmittel - und die Form der katadioptrischen Linse sind so zu gestalten und aufeinander abzustimmen, dass das austretenden Licht nur unter einem bestimmten Winkel abgestrahlt wird. Der besondere Vorteil der katadioptrischen Linse ist die starke Bündelung des Blitzlichts. Ein großer Teil des Blitzlichts geht nicht durch Ausblenden verloren, sondern wird gebündelt und umgelenkt.

Bei Anordnung der Blitzleuchtanlage auf einem erhöhten Hindernis sollen Personen in unmittelbarer Nähe des Hindernis (im Bodenbereich) vor dem Blitzlicht möglichst geschützt werden. Es wird deshalb ein Lichtaustrittswinkel eingestellt durch den unter der Blitzleuchtanlage befindliche Personen kein Blitzlicht wahrnehmen, sondern nur die innerhalb des definierten Blitzwinkels befindlichen Personen.

Vorteilhafterweise sind mehrere Blitzleuchten vorgesehen, von denen zumindest zwei zeitgleich blitzen. Insbesondere sind 2 × 2 Blitzleuchten angeordnet, wobei eine Blitzleuchte aus dem einem Paar zeitgleich mit einer Blitzleuchte aus dem anderen Paar aufleuchtet. Dadurch ist das Blitzlicht für entfernt befindliche Personen sichtbar, auch wenn eine der beiden Blitzleuchten zeitweise abgedeckt ist, etwa durch einen drehenden Windrotor.

In Fortbildung der Erfindung erfolgt eine Abschaltung der beiden zeitgleich blitzenden Blitzleuchten, sofern mindestens ein Blitzleuchtmittel der beiden Blitzleuchten nicht mehr funktioniert. Es werden dann zwei andere Blitzleuchten zum zeitgleichen Blitzen angesteuert.

Die Erfindung betrifft auch die Verwendung der voranstehend beschriebenen Blitzleuchtanlage für ein Luftfahrthindernis, insbesondere für eine Windrotoranlage.

Schließlich betrifft die Erfindung eine Windrotoranlage mit einer erfindungsgemäßen Blitzleuchtanlage.

Weitere Merkmale der Erfindung sind den Ansprüchen und der Beschreibung im Übrigen entnehmbar.

Vorteilhafte Ausführungsbeispiele der Erfindung werden nachfolgend anhand von Zeichnungen näher erläutert. Es zeigen:

Fig. 1 Eine Windrotoranlage mit einer Blitzleuchtanlage,

Fig. 2 die Blitzleuchtanlage gemäß Fig. 1 in vergrößerter Darstellung,

Fig. 3 einen aufrechten Schnitt durch eine Blitzleuchte der Blitzleuchtanlage gemäß Fig. 2.

Eine Windrotoranlage 10 weist einen auf einem horizontalen Untergrund 11 stehenden vertikalen Mast 12 auf. An dessen oberem Ende 13 ist ein Gehäuse 14 für eine Windrotornabe 15 angeordnet. Letztere dreht um eine horizontale Achse und weist drei Rotorblätter 16, 17 und 18 auf.

Oben auf dem Gehäuse 14 ist eine Blitzleuchtanlage 19 vorgesehen. Deren Details sind in Fig. 2 in vergrößerter Darstellung erkennbar. Die Blitzleuchtanlage 19 besteht im vorliegenden Beispiel aus vier Blitzleuchten 20, 21, 22, 23, wobei je zwei zueinander benachbarte Blitzleuchten 20, 21 und 22, 23 ein Blitzleuchtenpaar 24, 25 bilden. Die Blitzleuchten 20, 21 bzw. 22, 23 eines jeden Blitzleuchtenpaares 24, 25 sind auf einem horizontalen Träger 26, 27 unmittelbar nebeneinander angeordnet.

Der Aufbau einer jeden Blitzleuchte 20-23 ist Fig. 3 entnehmbar. In einem aufrechten (vertikal gerichteten) Leuchtengehäuse 28 mit kreisrundem Querschnitt sind in einem oberen Bereich als Blitzleuchtmittel zwei Xenonblitzlampen 29, 30 nebeneinander angeordnet. Xenonblitzlampen sind grundsätzlich bekannt. Die Verwendung unterschiedlicher Typen ist möglich. Im vorliegenden Fall weisen die Xenonblitzlampen 29, 30 umgekehrt - U-förmige Lampenkörper 31 auf.

Oberhalb der Xenonblitzlampen 29, 30 verengt sich das Leuchtengehäuse 28 und geht über in eine katadioptrische Linse bzw. ein katadioptrisches Linsenelement 32. Aufbau und Prinzip einer Leuchte mit einem derartigen katadioptrischen Linsenelement ist beispielsweise bekannt aus der EP-A- 0 976 971 und muss nicht näher erläutert werden. Das Linsenelement 32 weist eine umlaufende Lichtaustrittsfläche 33 auf, aus der das von den Xenonblitzlampen 29, 30 erzeugte Licht unter einem bestimmten Winkel relativ zur Horizontalen 34 umlaufend austritt. Dabei wird davon ausgegangen, dass die Horizontale 34 gerade durch eine umlaufende Unterkante 35 der Lichtaustrittsfläche 33 verläuft. Der Lichtaustrittswinkel liegt zwischen -25° und +35°. Dabei bedeuten negative Zahlenangaben einen gegenüber der Horizontalen 34 nach unten gerichteten Winkel. Vorzugsweise liegt der Lichtaustrittswinkel zwischen -10° bzw. -15° und +20°. Erreicht wird durch diesen relativ engen Lichtaustrittswinkel eine Bündelung des Lichts. Diese bedeutet eine Steigerung der sichtbaren Lichtausbeute im Verhältnis zu anderen Optiken, bei denen unerwünschte Bereiche lediglich ausgeblendet werden. Auch erreicht das Blitzlicht nicht unter der Blitzleuchtanlage befindliche Personen.

Eingestellt werden die genannten Winkel durch Konstruktion und Variation der geometrischen Verhältnisse. Dabei sind die Übergänge zwischen lichtstarken und lichtschwachen Bereichen nicht schlagartig sondern fließend.

Die Xenonblitzlampen leuchten bei Ansteuerung schlagartig auf, mit einer schlagartigen Erhöhung der Leuchtstärke bis zu einem Maximum. Anschließend tritt eine allmähliche Verringerung der Leuchtstärke auf, ähnlich der Abnahme der Spannung in einer Kondensatorkennlinie. Als Blitzzeit wird deshalb üblicherweise eine zeitliche Halbwertsbreite angegeben. Damit ist die Zeit gemeint, nach der die Lichtstärke auf 50% des Maximums abgefallen ist. Die verwendeten Xenonblitzlampen weisen eine zeitliche Halbwertsbreite von etwa 0,2 ms auf.

Die beiden Xenonblitzlampen 29, 30 innerhalb derselben Blitzleuchte 20 werden in besondere Weise nacheinander angesteuert und sind hierzu zueinander synchronisiert. Die zweite Xenonblitzlampe 30 wird etwa 50-300 ms nach der ersten Xenonblitzlampe 29 angesteuert. Vorzugsweise liegt der zeitliche Abstand zwischen 100 und 150 ms. Der zeitliche Abstand ist um ein Vielfaches größer als die zuvor genannte zeitliche Halbwertsbreite. Gleichwohl erkennt der Betrachter nur einen einzigen Blitz auf Grund der Trägheit des menschlichen Auges. Jedenfalls ergibt sich für den subjektiven Eindruck eine verlängerte Blitzzeit.

Zur Überwachung der Funktion der Blitzleuchtanlage 19 sind vorzugsweise zwei Überwachungslogiken vorgesehen:
Zum Einen wird eine einzelne Blitzleuchte 20-23 abgeschaltet sobald eine der beiden Xenonblitzlampen (Blitzröhren) zwei mal nicht funktioniert hat. Es wird dann davon ausgegangen, dass eine dauerhafte Fehlfunktion vorliegt. Auch wird ein Alarmsignal produziert, zumindest eine Anzeige der Fehlfunktion.

Zum Zweiten werden die Blitzleuchten 20-23 paarweise betrieben. Von jedem Blitzleuchtenpaar 24, 25 leuchtet jeweils nur eine Blitzleuchte auf. In Fig. 2 leuchten zeitgleich die Blitzleuchten 20 und 22. Die jeweils nicht aktiven Blitzleuchten 21 dienen als Reserveeinheit. Sobald eine der beiden aktiven Blitzleuchten 20, 22 ausfällt, werden diese beiden Blitzleuchten 20, 22 stillgelegt und statt dessen die beiden anderen Blitzleuchten 21, 23 als Ersatz angesteuert. Dadurch ergeben sich verlängerte Wartungsintervalle. Die Lebensdauer der Blitzleuchtanlage wird quasi verdoppelt.

Die zeitgleiche Ansteuerung zweier Blitzleuchten 20, 22 erfolgt zur "optischen Umgehung" der drehenden Rotorblätter 16, 18. Im ungünstigen Fall ist zumindest eine der beiden Blitzleuchten von einem Rotorblatt verdeckt, während zumindest die andere Blitzleuchte weiterhin sichtbar bleibt.

Die für die Ansteuerung der einzelnen Blitzleuchten 20-23 bzw. Xenonblitzlampen 29, 30 erforderliche Elektronik kann der Fachmann anhand der vorgegebenen Zielstellung ohne weiteres entwickeln und bedarf deshalb keiner weiteren Erläuterung.

Durch die Verwendung der Xenonblitzlampen können die Blitzleuchten 20-23 jeweils relativ klein ausfallen. Es wird von einer effektiven Höhe einer einzelnen Blitzleuchte 20- 23 von etwa 25 cm ausgegangen. Die Xenonblitzlampen (Blitzröhren) weisen eine Höhe von etwa 5 cm auf. Entsprechend klein können die Träger 26, 27 dimensioniert sein.

Auch ist das Gewicht relativ niedrig. All dies wird erreicht durch die intelligente Zusammenschaltung von je zwei Xenonbliltzlampen zur Erzielung eines länger sichtbaren Blitzes in Verbindung mit dem ringförmigen Linsenelement zur Begrenzung der Abstrahlungswinkel bei zugleich erfolgender Lichtbündelung. 10 Windrotoranlage
11 Untergrund
12 Mast
13 oberes Ende
14 Gehäuse
15 Windrotornabe
16 Rotorblatt
17 Rotorblatt
18 Rotorblatt
19 Blitzleuchtanlage
20 Blitzleuchte
21 Blitzleuchte
22 Blitzleuchte
23 Blitzleuchte
24 Blitzleuchtenpaar
25 Blitzleuchtenpaar
26 Träger
27 Träger
28 Leuchtengehäuse
29 Xenonblitzlampe
30 Xenonblitzlampe
31 Lampenkörper
32 katadioptrisches Linsenelement
33 Lichtaustrittsfläche
34 Horizontale
35 Unterkante

Claims

1. Blitzleuchtanlage (19), insbesondere als Gefahrenfeuer und zur Ausrüstung von Luftfahrthindernissen, mit mindestens einer Blitzleuchte (20-23), wobei in einem Gehäuse (28) der Blitzleuchte (20-23) ein Blitzleuchtmittel angeordnet ist und kurzzeitig, nämlich blitzartig, insbesondere zyklisch aufleuchtet, gekennzeichnet durch folgende Merkmale:

a) die Blitzleuchte (20-23) weist ein zweites Blitzleuchtmittel auf, das blitzartig aufleuchtet,
b) das zweite Blitzleuchtmittel ist mit dem ersten Blitzleuchtmittel synchronisiert, derart, dass beide Blitzleuchtmittel nicht zeitgleich sondern zur Ausbildung einer längeren Blitzzeit nacheinander aufleuchten.

2. Blitzleuchtanlage nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass die sichtbare Blitzzeit vom Blitzbeginn des ersten Blitzleuchtmittels bis zum Blitzende des zweiten Blitzleuchtmittels 50-300 ms beträgt.

3. Blitzleuchtanlage insbesondere nach Anspruch 1, gekennzeichnet durch folgende Merkmale:

a) in einem Gehäuse (28) ist mindestens ein Blitzleuchtmittel angeordnet,
b) das Gehäuse (28) weist eine in horizontaler Ebene liegende ringförmige Lichtaustrittsfläche (33) auf,
c) die Lichtaustrittsfläche (33) ist Teil einer katadioptrischen Linse,
d) das ringförmig abgestrahlte Licht weist gegenüber der horizontalen Ebene (34) einen Winkel zwischen -25° (abwärts) und +35 (aufwärts) auf.

4. Blitzleuchtanlage nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass mehrere Blitzleuchten (20-23) vorgesehen sind, von denen zumindest zwei zeitgleich blitzen.

5. Blitzleuchtanlage nach Anspruch 4, dadurch gekennzeichnet, dass eine Abschaltung der beiden zeitgleich blitzenden Blitzleuchten (20, 22) erfolgt, sofern mindestens ein Blitzleuchtmittel der beiden Blitzleuchten (20, 22) nicht mehr funktioniert, und dass dann zwei andere Blitzleuchten (21, 23) zum zeitgleichen Blitzen angesteuert werden.

6. Verwendung der Blitzleuchtanlage nach den Ansprüchen 1-5 zur Markierung für ein Luftfahrthindernis, insbesondere für eine Windrotoranlage.

7. Windrotoranlage (10) mit Blitzleuchtanlage (19) nach einem der Ansprüche 1-5.