ES2872325T3 - Dispositivo de alumbrado de LED con distribución de luz mejorada - Google Patents

Dispositivo de alumbrado de LED con distribución de luz mejorada Download PDF

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Abstract

Dispositivo (10) de alumbrado de LED (diodo emisor de luz) particularmente adecuado para usarse para funciones de alumbrado público de carreteras urbanas y suburbanas y/o autopistas, para el alumbrado de aparcamientos, parques y jardines y/o zonas peatonales, para el alumbrado de elementos de mobiliario urbano tales como fachadas de edificios públicos y/o privados o similares, conectado a un mástil (12) de soporte con una conexión "sobre un poste" o "en suspensión" y caracterizado porque comprende un cuerpo (20) de alumbrado definido por un cuerpo (22) de contención que aloja medios modulares, estando dichos medios modulares constituidos por una o más placas o tarjetas (24) electrónicas dotadas de LED (26) y por una o más ópticas o reflectores (28) que definen ópticas secundarias dotadas de elementos de reflexión que se combinan de manera individual o en grupos con un número igual o diferente de LED (26), siendo dichas placas o tarjetas (24) electrónicas diferentes en cuanto al número y/o la distribución geométrica de los LED (26) en las tarjetas (24), para diferentes configuraciones, estando dichas placas o tarjetas (24) electrónicas con LED fijadas internamente a dicho cuerpo (22) de contención de manera individual o en grupos, estando las ópticas o los reflectores (28) dispuestos con respecto a las placas (24) electrónicas de manera individual o agrupados en un número de dos o más de dichas ópticas o dichos reflectores (28) para permitir que dicho dispositivo (10) de alumbrado oriente la distribución del haz de luz emitido por los LED (26) simultáneamente según una distribución bidireccional con respecto al mástil (12) de soporte combinando de manera diferente en cuanto al número y la posición de las placas o tarjetas (24) electrónicas y/o las ópticas o los reflectores (28) sin modificaciones estructurales del dispositivo de alumbrado.

Description

DESCRIPCIÓN
Dispositivo de alumbrado de LED con distribución de luz mejorada
El objeto de la presente invención es un dispositivo de alumbrado de LED (diodo emisor de luz) con distribución de luz mejorada.
Más particularmente, la presente invención se refiere a un dispositivo de alumbrado de tipo LED particularmente adecuado para usarse para funciones de alumbrado público de carreteras y/o autopistas urbanas y suburbanas, para el alumbrado de aparcamientos, parques y jardines y/o zonas peatonales. Además, el mismo dispositivo puede usarse para el alumbrado de elementos de mobiliario urbano tales como, por ejemplo, fachadas de edificios públicos y/o privados o similares con escasa visibilidad y que requieren, por consiguiente, alumbrado y realce por medio de lámparas o proyectores especiales u otros medios de alumbrado conocidos.
Actualmente, las leyes de seguridad sobre tráfico de peatones, vehículos y bicicletas requieren la garantía de una alumbrado correcto y óptimo no sólo de las calzadas principales o de vehículos sino también de las denominadas zonas “colindantes” que requieren alumbrado de seguridad para posibles peatones o ciclistas o para los vehículos que pretenden incorporarse a la calzada principal.
El desarrollo de dispositivos de alumbrado con tecnología LED ha permitido que se superen algunas desventajas típicas de las bombillas incandescentes o lámparas de descarga relacionadas con una dispersión de parte del flujo luminoso. Esto es gracias a ópticas específicas adecuadas para “marginar” la distribución del haz de luz emitido por los LED, creando un gran beneficio en cuanto a la comodidad y uniformidad visual para los usuarios que transitan por las carreteras.
Sin embargo, estos dispositivos de alumbrado también tienen desventajas relacionadas con un escaso alumbrado de las zonas periféricas.
Con el fin de resolver estas desventajas, normalmente se usan dispositivos de alumbrado independientes, dedicados específicamente al alumbrado de la carretera principal y las vías secundarias y adyacentes. Más particularmente, dichos dispositivos de alumbrado se montan, generalmente, en los mismos mástiles de soporte o en mástiles acoplados y orientados de tal manera que emitan el haz de luz en dirección a la carretera principal y de la secundaria adyacente, montados a la misma altura o a diferentes alturas en función de los parámetros específicos de la tecnología de alumbrado.
Sin embargo, esta solución tradicional de alumbrado tiene algunas desventajas importantes relacionadas con la necesidad de tener que montar, en cada mástil de soporte o en dos mástiles acoplados, dos aparatos de alumbrado independientes dotados opcionalmente de características de diferente emisión de luz en función de las necesidades de la tecnología de alumbrado de las vías o los espacios que van a alumbrarse.
Esto conlleva un aumento en cuanto al coste relacionado con el hecho de que para cada mástil es necesario considerar dos dispositivos de alumbrado y, por consiguiente, se observa un mayor consumo de energía eléctrica. Una desventaja adicional de las tecnologías y los dispositivos de alumbrado tradicionales está representada por el hecho de que el uso de dos dispositivos de alumbrado montados en un mismo mástil de soporte o en dos mástiles adyacentes conlleva la formación de un “bosque” de puntos de alumbrado, lo que puede no ser particularmente agradable o adecuado desde un punto de vista estético.
Una desventaja adicional relacionada con el uso de varios dispositivos de alumbrado montados en un mismo mástil de soporte está representada por un aumento de los costes de mantenimiento, teniendo en cuenta el hecho de que a medida que aumenta el número de aparatos de alumbrado, tiende a crecer el riesgo de fallos, apagones y/o roturas.
Una desventaja desafortunada adicional está representada por el hecho de que la instalación de un número considerable de mástiles de soporte, dispositivos de alumbrado, etc., corresponde a una mayor siniestralidad causal dependiente del tráfico.
Se describe una solución conocida desarrollada para obviar las desventajas anteriores en el documento WO2012/142447, en el que se hace referencia a un aparato de alumbrado que comprende una pluralidad de fuentes de alumbrado dispuestas de manera circunferencial para poder producir una distribución del haz de luz en todas las direcciones de interés y estando dotadas dichas fuentes de alumbrado, asimismo, de uno o más controles adecuados para controlar dichas fuentes de alumbrado de manera independiente. Esta solución, aunque eficaz para resolver los problemas relativos al uso de varios dispositivos montados en un mismo mástil de soporte, no resuelve los problemas relacionados con la variación de la distribución de luz en función de las necesidades específicas de la tecnología de alumbrado, conteniendo y/o reduciendo los costes de ingeniería de sistemas y de mantenimiento. De hecho, esta solución no puede configurarse/reconfigurarse fácilmente excepto reemplazando los dispositivos de alumbrado o actuando, por ejemplo, a través de entradas eléctricas.
Además, esta solución requiere modificaciones estructurales considerables, no sólo con referencia al número de fuentes de alumbrado sino también a los componentes y a las características de los componentes funcionales con respecto al funcionamiento de las mismas fuentes de alumbrado con el fin de poder modificar el tipo de distribución de luz, por ejemplo, de simétrica a rotosimétrica o similar con costes correlacionados considerables.
Estas desventajas pueden encontrarse en otras soluciones conocidas de dispositivos de alumbrado tales como, por ejemplo, los descritos en los documentos DE102011082454 o US2008/0080178 que están diseñados para distribuciones de alumbrado específicas y que requieren modificaciones estructurales considerables y sustanciales con el fin de modificar estas características, con un aumento constante de los costes correlacionados. El documento EP 2405181 A1 da a conocer un ejemplo de un dispositivo de alumbrado urbano modular.
El objeto de la presente invención es el de evitar las desventajas mencionadas anteriormente.
Más particularmente, el objeto de la presente invención es el de proporcionar un dispositivo de alumbrado de LED que permita una alumbrado simultáneo de calzadas principales y de las adyacentes y secundarias usando un único aparato de alumbrado.
Un objeto adicional de la presente invención es el de proporcionar un dispositivo de alumbrado que permita que se varíe la distribución de alumbrado en función de las necesidades específicas de alumbrado.
Un objeto adicional de la presente invención es el de proporcionar un dispositivo de alumbrado adecuado para permitir una reducción de los costes de ingeniería de sistemas, de mantenimiento, de consumo de energía, de impacto ambiental, así como para garantizar el cumplimiento de los parámetros estéticos.
Un objeto adicional de la presente invención es el de poner a disposición de los usuarios un dispositivo de alumbrado de LED adecuado para garantizar un alto nivel de resistencia y fiabilidad en el tiempo y, además, de tal modo que pueda fabricarse de manera fácil y barata.
Estos y otros objetos se logran mediante la presente invención que tiene las características según se reivindican en la reivindicación independiente 1.
Según la invención, se proporciona un dispositivo de alumbrado de LED (diodo emisor de luz), conectado a un mástil de soporte con una conexión “sobre un poste” o “en suspensión” y que comprende medios modulares adecuados para permitir que el único dispositivo de alumbrado oriente la distribución del haz de luz emitido por los LED simultáneamente según una distribución bidireccional con respecto al mástil de soporte.
Se dan a conocer realizaciones ventajosas de la invención mediante las reivindicaciones dependientes. Las características funcionales y de construcción del dispositivo de alumbrado de LED con distribución de luz mejorada de la presente invención resultarán más evidentes mediante la siguiente descripción detallada, en la que se hace referencia a una realización preferida y no limitativa de la misma, en la que:
la figura 1 muestra esquemáticamente una vista frontal de un dispositivo de alumbrado de LED con distribución de luz de la presente invención;
la figura 2 muestra una vista esquemática en sección de un componente del dispositivo de alumbrado de la presente invención;
la figura 3 muestra esquemáticamente diferentes configuraciones de una disposición de fuentes de alumbrado de LED para el dispositivo de alumbrado de la invención;
la figura 4 muestra esquemáticamente diferentes configuraciones de disposición de las ópticas de reflexión del dispositivo de alumbrado de la invención;
la figura 5 muestra una vista esquemática de las líneas de flujo luminoso emitido por las fuentes de alumbrado en el caso de una distribución bidireccional;
la figura 6 muestra a nivel esquemático un diagrama de la distribución del flujo luminoso o la distribución fotométrica del dispositivo de alumbrado en el caso de una distribución bidireccional.
Haciendo referencia a los dibujos mencionados anteriormente, el dispositivo de alumbrado de LED con distribución de luz mejorada de la presente invención, indicado globalmente por 10, se muestra en la figura 1 dispuesto en conexión con respecto a un mástil 12 de soporte por medio de un brazo 14 accesorio en una configuración definida normalmente como “en suspensión”. Sin embargo, el mismo dispositivo de alumbrado puede disponerse directamente en la parte superior del mástil 12 de soporte en una configuración definida normalmente como “sobre un poste”.
El dispositivo de alumbrado de LED, en la realización preferida según los dibujos, está constituido sustancialmente por tres porciones definidas por una primera porción 16 adecuada para permitir la conexión con respecto al mástil 12 de soporte o al brazo 14 accesorio y en la que se alojan todos los componentes eléctricos y electrónicos necesarios para el funcionamiento del dispositivo de alumbrado, una segunda porción 18 colocada en conexión con la primera porción en el lado opuesto con respecto al de conexión con el mástil de soporte o con el brazo accesorio y adecuada para soportar, en el lado opuesto al de conexión con la primera porción, una tercera porción 20 que define un cuerpo de alumbrado del dispositivo de alumbrado.
El cuerpo de alumbrado definido por la tercera porción 20, con referencia particular a la realización preferida según los dibujos, tiene una configuración sustancialmente en forma de disco y está definida por el cuerpo 22 de contención adecuado para alojar las placas o tarjetas 24 electrónicas de tipo PCB (tarjeta de circuito impreso) sobre las que se sitúan las fuentes de alumbrado dotadas de LED 26 y con ópticas o reflectores 28 (que definen ópticas secundarias además de las ópticas principales integradas normalmente con los LED) colocados por encima de las placas 24 electrónicas y adecuados para interceptar el haz de luz emitido por los LED 26 y para reflejarlo en las direcciones requeridas tal como se detalla en el presente documento a continuación.
El cuerpo 22 de contención del cuerpo de alumbrado se cierra además por medio de una pantalla o cubierta 30 de material de plástico transparente o coloreado con una forma que tiende a , pero no exclusivamente de, una placa y en la que pueden integrarse lentes (por ejemplo, lentes de Fresnel) que tienen la función de aumentar la luminosidad del haz de luz emitido por los LED.
Haciendo referencia a la figura 3, se esquematizan diferentes configuraciones de disposición de una o más placas o tarjetas 24 electrónicas en el cuerpo 22 de contención, estando dichas tarjetas definidas por módulos dotados preferible, pero no exclusivamente, de diez, veinte o treinta LED y fijadas en el interior de dicho cuerpo 22 de contención de manera individual o en grupos en función de las necesidades de alumbrado específicas. Por ejemplo, son posibles combinaciones definidas por dos módulos con diez LED, dos módulos con veinte LED, un módulo con diez y un módulo con treinta LED o, de nuevo, es posible una configuración en la que se usa un único módulo con veinte LED.
Por tanto, son posibles múltiples y diferentes configuraciones, que usan diferentes tarjetas de LED, en cuanto al número y/o la distribución geométrica de los LED en la tarjeta, dispuestas de manera individual o en combinación entre sí en función de las necesidades de alumbrado específicas.
La figura 4 representa una esquematización de diferentes configuraciones de realización relativas a la disposición de las ópticas o los reflectores 28 para la gestión del haz de luz emitido por los LED en función de la disposición de las placas o tarjetas 24 electrónicas, estando dichas ópticas dispuestas con elementos de reflexión orientados en el mismo sentido u opuesto en función de las necesidades de alumbrado específicas.
Las ópticas 28 son del tipo con distribución rotosimétrica del flujo luminoso con fotometría que pasa por el eje del dispositivo de alumbrado y del tipo de distribución de carretera en el que se dirige la distribución del haz de luz a lo largo del eje de la carretera de tal manera como que pueda hacerse el mejor uso de la emisión fotométrica sin dispersar luz donde no es necesario y sin crear puntos de oscuridad.
Las ópticas o los reflectores 28 usados en el dispositivo de alumbrado definen módulos dotados de elementos reflectantes, preferible pero no exclusivamente diez, tal como para permitir diferentes distribuciones del haz de luz y, tal como se mencionó anteriormente, se disponen de manera relativa a las placas 24 electrónicas de manera individual o pueden acoplarse y agruparse unos con respecto a otros en un número de dos o más y colocarse adyacentes o distanciados unos de otros en función de las necesidades de alumbrado específicas y la disposición de las placas electrónicas dotadas de LED.
Por ejemplo, con referencia particular a lo que se esquematiza en la figura 4, es posible una configuración con dos conjuntos constituidos cada uno por dos ópticas o reflectores 28 acoplados y adyacentes uno con respecto al otro o estando dichos dos pares de reflectores distanciados uno con respecto al otro o, de nuevo, una configuración definida por una única óptica o un único reflector 28 y por un grupo de tres reflectores distanciados con respecto al único reflector o la única óptica, etc.
Como ejemplo adicional, la figura 2 muestra una vista en sección del cuerpo de alumbrado del dispositivo de alumbrado de la invención, en el que están presentes dos ópticas o reflectores 28, acoplados adyacentes uno con respecto al otro, y una tercera óptica o reflector 28 dispuesto de manera individual o distanciado del par de reflectores mencionados anteriormente.
Haciendo referencia a la figura 5, se esquematiza la condición de una distribución bidireccional del haz de luz emitido por el dispositivo de alumbrado según la invención.
La figura 6 esquematiza los diagramas fotométricos relativos a distribución del haz de luz emitido por el dispositivo de alumbrado de la invención en el caso de una distribución bidireccional según la figura 5.
Tal como puede observarse a partir de lo anterior, las ventajas que logra el dispositivo de la invención son evidentes. El dispositivo de alumbrado de LED con distribución de luz mejorada permite ventajosamente un alumbrado simultáneo de las zonas frontales con respecto al mástil de soporte y de las traseras, es decir, de las calzadas principales y de las adyacentes y secundarias usando un único aparato de alumbrado. Esto es porque combina ópticas con distribución rotosimétrica y ópticas con distribución de carretera, instaladas en el eje de la calzada y en el eje opuesto, de tal manera como que puede hacerse el mejor uso de la distribución fotométrica sin dispersar la luz donde no es necesario.
Ventajas adicionales son el hecho de que el dispositivo de alumbrado, que tiene las placas o tarjetas electrónicas con los LED y ópticas de tipo modular, es altamente flexible y puede reconfigurarse en función de las necesidades de alumbrado específicas y, asimismo, permite que se satisfagan diferentes niveles de alumbrado tanto de calzadas como de pavimentos simplemente variando la composición/disposición de los módulos de LED y de los módulos de ópticas o elementos reflectantes de la manera que mejor cumpla con los reglamentos.
Una ventaja adicional está representada por el hecho de que el dispositivo de alumbrado de la invención permite la obtención, combinando de manera diferente en cuanto al número y la posición, las placas electrónicas y/o las ópticas o los reflectores, de múltiples configuraciones sin modificaciones estructurales del aparato de alumbrado. Una ventaja adicional está representada por el hecho de que el dispositivo de alumbrado de la invención permite ventajosamente la reducción de los costes de planta y derroche de energía, porque se reduce el número de aparatos de alumbrado por cada mástil de soporte individual.
Es ventajoso adicionalmente el hecho de que el dispositivo de alumbrado de la invención no genera un “bosque” de mástiles de soporte y dispositivos de alumbrado y, por consiguiente, no perjudica a posibles parámetros estéticos o ambientales.
Aunque la invención se ha definido anteriormente con referencia particular a una de sus realizaciones dadas sólo a modo de ejemplo no limitativo, resultarán evidentes numerosos cambios y variaciones para un experto en la técnica en vista de la descripción facilitada anteriormente. Por tanto, la presente invención pretende abarcar todas las modificaciones y las variaciones que se encuentran dentro del alcance de las siguientes reivindicaciones.

Claims (7)

  1. REIVINDICACIONES
    i. Dispositivo (10) de alumbrado de LED (diodo emisor de luz) particularmente adecuado para usarse para funciones de alumbrado público de carreteras urbanas y suburbanas y/o autopistas, para el alumbrado de aparcamientos, parques y jardines y/o zonas peatonales, para el alumbrado de elementos de mobiliario urbano tales como fachadas de edificios públicos y/o privados o similares, conectado a un mástil (12) de soporte con una conexión “sobre un poste” o “en suspensión” y caracterizado porque comprende un cuerpo (20) de alumbrado definido por un cuerpo (22) de contención que aloja medios modulares, estando dichos medios modulares constituidos por
    una o más placas o tarjetas (24) electrónicas dotadas de LED (26) y por
    una o más ópticas o reflectores (28) que definen ópticas secundarias dotadas de elementos de reflexión que se combinan de manera individual o en grupos con un número igual o diferente de LED (26), siendo dichas placas o tarjetas (24) electrónicas diferentes en cuanto al número y/o la distribución geométrica de los LED (26) en las tarjetas (24), para diferentes configuraciones, estando dichas placas o tarjetas (24) electrónicas con LED fijadas internamente a dicho cuerpo (22) de contención de manera individual o en grupos,
    estando las ópticas o los reflectores (28) dispuestos con respecto a las placas (24) electrónicas de manera individual o agrupados en un número de dos o más de dichas ópticas o dichos reflectores (28) para permitir que dicho dispositivo (10) de alumbrado oriente la distribución del haz de luz emitido por los l Ed (26) simultáneamente según una distribución bidireccional con respecto al mástil (12) de soporte combinando de manera diferente en cuanto al número y la posición de las placas o tarjetas (24) electrónicas y/o las ópticas o los reflectores (28) sin modificaciones estructurales del dispositivo de alumbrado.
  2. 2. Dispositivo de alumbrado según la reivindicación 1, caracterizado porque las tarjetas o placas (26) electrónicas comprenden diez, veinte o treinta LED.
  3. 3. Dispositivo de alumbrado según las reivindicaciones anteriores, caracterizado porque las ópticas o los reflectores (28) están dispuestos por encima de las placas (24) electrónicas de manera individual o en grupos de dos o más módulos de manera correspondiente a dichas placas electrónicas.
  4. 4. Dispositivo de alumbrado según una o más de las reivindicaciones anteriores, caracterizado porque las ópticas o los reflectores (28) están dispuestos por encima de las placas (24) electrónicas con los elementos de reflexión orientados en el mismo sentido o sentido opuesto.
  5. 5. Dispositivo de alumbrado según una o más de las reivindicaciones anteriores, caracterizado porque las ópticas o los reflectores (28) definen una distribución rotosimétrica o de carretera del flujo luminoso emitido por los LED.
  6. 6. Dispositivo de alumbrado según una cualquiera de las reivindicaciones 5 a 7, caracterizado porque las ópticas o los reflectores (28) están definidos por módulos que comprenden diez elementos de reflexión.
  7. 7. Método para alumbrar por medio de un haz de luz emitido por LED (26) de un único dispositivo de alumbrado según una o más de las reivindicaciones anteriores, caracterizado porque usa elementos modulares constituidos por tarjetas o placas (24) electrónicas dotadas de LED, diferentes en cuanto al número y/o la distribución geométrica de los LED (26) en las tarjetas (24),
    y elementos modulares superpuestos definidos por ópticas o reflectores (28), estando dichos elementos modulares dispuestos en el interior del cuerpo de contención del cuerpo de alumbrado, combinados de manera individual o en un grupo, con el fin de obtener diferentes configuraciones adecuadas para una distribución bidireccional simultánea del haz de luz, sin modificaciones estructurales del dispositivo de alumbrado.
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