ITPD20090379A1 - Lampada a led per l illuminazione stradale - Google Patents

Description

LAMPADA A LED PER L’ILLUMINAZIONE STRADALE

DESCRIZIONE

Il presente brevetto à ̈ attinente ai dispositivi di illuminazione stradale ed in particolare concerne una nuova lampada a LED per l’illuminazione stradale. Sono noti i dispositivi di illuminazione stradale comprendenti delle lampade poste in quota e distribuite, tra loro adeguatamente distanziate, lungo il tracciato della strada, e dove ciascuna lampada illumina un tratto della strada stessa.

Dette lampade per l’illuminazione stradale devono avere luminosità tale ed essere distribuite lungo la strada in modo da ottenere una visibilità notturna sufficiente a garantire adeguate condizioni di sicurezza per la circolazione viaria, per veicoli di qualunque genere e pedoni.

Le lampade per l’illuminazione stradale, in particolare, devono rendere visibili la strada, i veicoli, i pedoni ed eventuali ostacoli presenti sul suolo stradale e nelle sue vicinanze, e per questo devono garantire un sufficiente contrasto tra lo sfondo e l’oggetto da vedere, senza provocare abbagliamento.

A tale scopo, le lampade per l’illuminazione stradale illuminano la pavimentazione stradale, sfruttandone le caratteristiche di riflessione e diffusione.

La luce emessa dalle lampade di illuminazione stradale deve inoltre incidere la superficie della strada con un angolo che permetta una sufficiente riflessione e diffusione della luce e, che, nel contempo, non provochi l’abbagliamento degli utenti della strada.

Pertanto, l’angolo di diffusione della luce emessa dalle lampade di illuminazione stradale deve essere limitato mediante deflettori o armature collocate sulle lampade stesse.

Sono noti dispositivi di illuminazione stradale che utilizzano le note lampade a scarica, al sodio, che sono omnidirezionali, ossia diffondono la luce in tutte le direzioni, e sono dotate di deflettori che orientino il fascio luminoso verso l’area da illuminare.

Sono noti dispositivi di illuminazione stradale che utilizzano lampade a LED, che presentano alcuni vantaggi rispetto alla tradizionale illuminazione con lampade al sodio o a scarica.

Le lampade a LED hanno una vita utile più lunga rispetto alle lampade a scarica, necessitando quindi di una minore frequenza di interventi di manutenzione per la sostituzione dei corpi illuminanti.

Le lampade a LED, inoltre, hanno un consumo energetico inferiore rispetto alle lampade a scarica, a parità di illuminazione.

Le lampade a LED funzionano a voltaggio relativamente basso, limitando quindi i rischi di folgorazione in caso di malfunzionamento.

Le lampade a LED possono essere accese e spente in modo immediato, a differenza delle note lampade a scarica che impiegano alcuni minuti per raggiungere la massima luminosità. Questo consente una maggiore elasticità di utilizzo poiché l’illuminazione stradale a LED può essere attivata in modo tempestivo solo quando effettivamente necessario, mentre può essere disattivata ad esempio in assenza di traffico.

L’utilizzo delle lampade a LED per l’illuminazione stradale comporta una notevole riduzione dei consumi energetici e quindi minori costi di gestione oltre che un prolungamento della vita complessiva delle lampade.

Inconveniente principale delle lampade a LED o a scarica per l’illuminazione stradale del tipo noto consiste nel fatto che il fascio luminoso generato ha un angolo di diffusione determinato che non tiene conto della particolare collocazione della lampada rispetto alla strada né della particolare conformazione della strada in corrispondenza della lampada stessa.

Ulteriore inconveniente della lampade a LED note consiste nel fatto che ciascun LED ha almeno due contatti elettrici esposti, che devono essere adeguatamente isolati e protetti dall’umidità, dalla pioggia e dalle infiltrazioni di acqua in genere, che ne provocherebbero l’ossidazione.

Le lampade a LED attualmente note hanno perciò l’inconveniente di richiedere particolari e complesse procedure di realizzazione e di assemblaggio, allo scopo di garantire l’ermeticità all’acqua e all’umidità. Oggetto del presente brevetto à ̈ un nuovo tipo di lampada a LED per l’illuminazione stradale.

Compito principale del presente trovato à ̈ quello di garantire un’adeguata illuminazione stradale dove necessario, senza provocare l’abbagliamento degli utenti, ma garantendo ottimali condizioni di visibilità per la sicurezza della circolazione di veicoli e pedoni.

Altro scopo del presente trovato à ̈ quello di orientare il fascio luminoso generato dai LED secondo una geometria che sarà funzione della conformazione della strada, ossia funzione della posizione in cui la lampada a LED à ̈ collocata sulla strada, ad esempio in corrispondenza di una curva o di un tratto rettilineo di strada o di un piazzale o altro.

Altro scopo del presente trovato à ̈ quello di limitare i consumi energetici rispetto sia alle tradizionali lampade a scarica sia alle note lampade a LED. Altro scopo à ̈ quello di limitare i costi di manutenzione e di gestione.

Altro scopo del presente trovato à ̈ quello di permettere una maggiore flessibilità e ottimizzazione di utilizzo dell’illuminazione stradale in funzione del traffico veicolare e delle condizioni di visibilità in genere. Altro scopo del presente trovato à ̈ quello di garantire il corretto funzionamento in qualunque condizione ambientale, poiché la nuova lampada à ̈ protetta dall’umidità e dalle infiltrazioni di acqua.

Altro scopo del presente trovato à ̈ quello di massimizzare la dissipazione termica.

Altro scopo del presente trovato à ̈ quello di ottimizzare il processo di realizzazione ed assemblaggio della nuova lampada, grazie a particolari componenti che accelerano le operazioni di laccatura dei contatti elettrici della lampada.

Questi ed altri scopi, diretti e complementari, sono raggiunti dal nuovo tipo di lampada a LED per illuminazione stradale, comprendente, nelle sue parti principali:

- almeno una piastra a LED, sulla quale à ̈ distribuita una pluralità di LED;

- almeno una piastra ottica affacciata a detta piastra a LED dalla parte di detti LED, sulla quale à ̈ ricavata una pluralità di fori passanti o riflettori ottici, ciascuno posizionato in corrispondenza di uno di detti LED e dove ciascuno di detti fori ha asse longitudinale orientato rispetto alla focale del relativo LED, in funzione della direzione desiderata di diffusione della luce;

- almeno una piastra trasparente di chiusura affacciata a detta piastra ottica;

- un’armatura di contenimento di dette piastre, conformata e realizzata in materiale atto a massimizzare la dispersione termica del calore prodotto dai LED in esercizio.

In particolare, detti fori della piastra ottica sono orientati in funzione della geometria che deve avere il fascio di luce emesso complessivamente dalla lampada, che dipende dalla collocazione che avrà la lampada lungo la strada.

Ad esempio il fascio di luce prodotto da ciascuna lampada potrà essere più ampio nel caso di lampada collocata in corrispondenza di un tratto rettilineo di strada o in corrispondenza di un piazzale o altra posizione in cui debba essere illuminata una superficie estesa, mentre il fascio di luce potrà essere più ristretto o diversamente orientato nel caso in cui la lampada sia collocata in corrispondenza di un tratto di strada curva.

Per proteggere ciascun LED dall’umidità e dall’acqua, la nuova lampada comprende almeno uno strato di lacca protettiva, distribuita su detta piastra a LED almeno sui contatti dei LED.

Nella soluzione preferita, per velocizzare e rendere più precisa l’applicazione della lacca e per garantire la totale ermeticità della lampada, la nuova lampada comprende anche almeno un’ulteriore piastra distanziatrice atta ad essere affacciata e posta a contatto con detta piastra a LED dalla parte di detti LED, risultando quindi interposta tra detta piastra a LED e detta piastra ottica.

Detta piastra distanziatrice, realizzata in materiale elettricamente isolante, comprende una pluralità di fori passanti, ciascuno realizzato in corrispondenza di uno di detti LED e avente dimensioni superiori alle dimensioni del LED, per lasciare scoperti i contatti dei LED, e dove le pareti di detto foro fungono da contenimento per l’applicazione di detta lacca atta a ricoprire almeno detti contatti dei LED, che vengono così resi ermetici all’acqua e all’umidità.

Detta piastra distanziatrice ha la funzione principale di ottimizzare il procedimento di realizzazione della piastra, poiché la distribuzione della lacca può avvenire con augelli automatizzati.

Il circuito elettrico della lampada comprende anche almeno un trasformatore preferibilmente con trimmer, per la regolazione della potenza assorbita dai LED, e una centralina elettronica atta a controllare i parametri elettrici del circuito nonché l’accensione e lo spegnimento di tutti o parte dei LED, in funzione delle esigenze di utilizzo, ad esempio in funzione dell’orario, delle condizioni di traffico, di luce, di visibilità, eccetera.

La nuova lampada può quindi comprendere almeno un temporizzatore, uno o più sensori di traffico e/o di luminosità.

La nuova lampada ottimizza i consumi energetici, poiché à ̈ possibile spegnere tutti o parte dei LED ed à ̈ possibile ridurre la potenza di tutti o parte dei LED in condizioni di traffico ridotto, ad esempio di notte, o in condizioni di tenue luminosità, ad esempio nelle ore vicine al tramonto e all’alba.

La nuova lampada può comprendere uno o più mezzi di trasmissione wireless, ad esempio ad onde radio, per comunicare con una o più lampade attigue, ad esempio per comandare l’accensione/spegnimento o per modulare la luminosità, simultaneamente o non simultaneamente, di tutte o parte delle lampade e dove ciascuna lampada può fungere da ripetitore per una o più lampade attigue.

La nuova lampada può comprendere una o più batterie di alimentazione. E’ anche possibile prevedere che detta lampada sia alimentata tramite dispositivi fotovoltaici, allo scopo di ridurre ulteriormente i consumi energetici.

Le caratteristiche della nuova lampada saranno meglio chiarite dalla seguente descrizione con riferimento alle tavole di disegno, allegate a titolo di esempio non limitativo.

In figura 1 à ̈ rappresentato un esploso della nuova lampada (1) a LED, dove sono visibili l’armatura (6), la piastra a LED (2), la piastra distanziatrice (3), la piastra ottica (4) e la piastra di chiusura (5).

In figura 2 Ã ̈ rappresentata una vista tridimensionale dal basso della nuova lampada (1) assemblata.

In figura 3 Ã ̈ rappresentata la sola armatura (6).

In figura 4 à ̈ schematizzata in sezione una porzione della piastra a LED (2) accoppiata alla piastra distanziatrice (3), dove à ̈ visibile la laccatura (32) di un LED (21).

In figura 5a e 5b sono rappresentate nel dettaglio in sezione due porzioni della piastra a LED (2) accoppiata alla piastra distanziatrice (3) e alla piastra ottica (4), dove sono indicate con linea tratto-punto le focali (22) dei LED (21) e le assi (42) dei riflettori ottici (41).

La nuova lampada (1) a LED per illuminazione stradale comprende almeno una piastra a LED (2), sulla quale à ̈ presente una pluralità di LED (21), ordinatamente distribuiti preferibilmente ai nodi di una griglia quadrata o rettangolare, e dove ciascuno di detti LED (21) ha focale (22) sostanzialmente normale alla piastra (2).

Nella soluzione preferita, detta piastra a LED (2) comprende ad esempio 48 LED distribuiti su una griglia rettangolare 6 x 8, dove ciascun LED (21) assorbe una potenza massima di 2 W.

Detta piastra a LED (2) à ̈ contrapposta ad almeno una piastra distanziatrice (3), di forma sostanzialmente corrispondente a detta piastra a LED (2) e sulla quale à ̈ ricavata una pluralità di fori passanti (31), distribuiti in posizioni corrispondenti a detti LED (21) della piastra a LED (2).

Ciascuno di detti fori passanti (31) della piastra distanziatrice (3) ha dimensioni maggiori rispetto alle dimensioni del LED (21), in modo da lasciare scoperto non solo il diodo (23) del LED (21) ma anche i contatti elettrici (24).

Le pareti (33) di detti fori passanti (31) di detta piastra distanziatrice (3) fungono da pareti di contenimento per la lacca (32) di protezione dall’umidità ed isolamento elettrico dei contatti (24) dei LED (21).

Inoltre detta lacca (32) ha anche la funzione di garantire lo stabile accoppiamento tra detta piastra a LED (2) e detta piastra distanziatrice (3). La nuova lampada (1) comprende anche almeno una piastra ottica (4) affacciata a detta piastra a LED (2) dalla parte di detti LED (21), detta piastra distanziatrice (3) essendo interposta tra detta piastra a LED (2) e detta piastra ottica (4).

Su detta piastra ottica (4) à ̈ realizzata una pluralità di fori passanti o riflettori ottici orientati (41), ciascuno posizionato in corrispondenza di uno di detti LED (21). Ciascuno di detti fori (41) ha asse longitudinale (42) orientato rispetto alla focale (22) del relativo (LED).

Ad esempio l’asse longitudinale (42) del riflettore ottico (41) di un LED (21) può essere in asse con la focale (22) del LED (21) stesso, come schematizzato in figura 5a.

Oppure l’asse longitudinale (42) del riflettore ottico (41) di un LED (21) può essere disassato rispetto alla focale (22) del relativo LED (21), come schematizzato in figura 5b, formando con essa un angolo (α) qualunque inferiore a 90°.

La nuova lampada (1) comprende infine almeno una piastra trasparente di chiusura (5), affacciata a detta piastra ottica (4), e almeno un’armatura (6) di contenimento di dette piastre (2, 3, 4, 5).

Detta armatura (6) à ̈ preferibilmente realizzata in alluminio ossia in altro materiale adatto all’uso e atto a disperdere il calore prodotto dai LED in esercizio.

Per massimizzare la dispersione del calore, detta armatura à ̈ particolarmente conformata come ad esempio rappresentato in figura 3, ossia comprende una superficie (61) ampia e una pluralità di nervature (62) per aumentare la superficie di scambio termico.

Queste sono le modalità schematiche sufficienti alla persona esperta per realizzare il trovato, di conseguenza, in concreta applicazione potranno esservi delle varianti senza pregiudizio alla sostanza del concetto innovativo.

Pertanto con riferimento alla descrizione che precede e alle tavole accluse si esprimono le seguenti rivendicazioni.

Claims (1)

1. RIVENDICAZIONI 1.Lampada (1) a LED per illuminazione stradale comprendente almeno una piastra a LED (2), sulla quale à ̈ presente una pluralità di LED (21), almeno un circuito elettrico e almeno un’armatura di contenimento (6) di detta piastra a LED (2), caratterizzata dal fatto di comprendere almeno una piastra ottica (4) affacciata a detta piastra a LED (2) dalla parte di detti LED (21), su detta piastra ottica (4) essendo realizzata una pluralità di fori passanti o riflettori ottici (41), ciascuno posizionato in corrispondenza di uno di detti LED (21), e dove uno o più di detti fori (41) hanno asse longitudinale (42) parallelo alla focale (22) dei relativi LED (21’) e altri uno o più di detti fori (41’) hanno asse longitudinale (42’) non parallelo alla focale (22) dei relativi LED (21’). 2.Lampada (1) a LED per illuminazione stradale, come da rivendicazione 1, caratterizzata dal fatto di comprendere della lacca (32) di protezione ed isolamento applicata su detta piastra a LED (2) per ricoprire almeno i contatti (24) di detti LED (21). 3.Lampada (1) a LED per illuminazione stradale, come da rivendicazioni 1, 2, caratterizzata dal fatto di comprendere almeno una piastra distanziatrice (3) interposta tra detta piastra a LED (2) e detta piastra ottica (4), di forma sostanzialmente corrispondente a detta piastra a LED (2) stessa e sulla quale à ̈ ricavata una pluralità di fori passanti (31), distribuiti in posizioni corrispondenti a detti LED (21), ciascuno di detti fori passanti (31) aventi dimensioni maggiori rispetto alle dimensioni del LED (21), in modo da lasciare scoperto almeno il diodo (23) e i contatti (24) del LED (21) stesso, e dove le pareti (33) di detti fori passanti (31) di detta piastra distanziatrice (3) fungono da pareti di contenimento per l’applicazione di detta lacca (32) di protezione, e dove detta lacca (32) mantiene stabilmente accoppiate detta piastra a LED (2) e detta piastra distanziatrice (3). 4.Lampada (1) a LED per illuminazione stradale, come da rivendicazioni 1, 2, 3, 4, caratterizzata dal fatto che ciascuno di detti LED (21) ha focale (22) sostanzialmente normale alla piastra (2). 5.Lampada (1) a LED per illuminazione stradale, come da rivendicazioni precedenti, caratterizzata dal fatto di comprendere almeno una piastra trasparente (5), affacciata a detta piastra ottica (4), atta ad essere vincolata a detta armatura (6) di contenimento per la chiusura di detta lampada (1). 6.Lampada (1) a LED per illuminazione stradale, come da rivendicazioni precedenti, caratterizzata dal fatto che detta armatura (6) à ̈ realizzata in alluminio, ossia in altro materiale atto a disperdere il calore prodotto dai LED in esercizio, e dove detta armatura (6) comprende una superficie (61) ampia sulla quale sono à ̈ presente una pluralità di nervature (62) per aumentare la superficie di scambio termico. 7.Lampada (1) a LED per illuminazione stradale, come da rivendicazioni precedenti, caratterizzata dal fatto che detto circuito elettrico della lampada (1) comprende anche almeno un trasformatore con trimmer, per la regolazione della potenza assorbita da uno o più di detti LED (21). 8.Lampada (1) a LED per illuminazione stradale, come da rivendicazioni precedenti, caratterizzata dal fatto di comprendere almeno una centralina elettronica, atta a controllare i parametri elettrici del circuito di detta lampada, i consumi, l’accensione e lo spegnimento di tutti o parte di detti LED (21), in funzione delle esigenze di utilizzo, dell’orario, delle condizioni di traffico, di luce, di visibilità, almeno un temporizzatore, uno o più sensori di traffico e/o di luminosità. 9.Lampada (1) a LED per illuminazione stradale, come da rivendicazioni precedenti, caratterizzata dal fatto di comprendere uno o più mezzi di trasmissione wireless, ad esempio ad onde radio, per comunicare con una o più lampade attigue, per comandare l’accensione/spegnimento e/o per modulare la luminosità, simultaneamente o non simultaneamente, di uno o più di detti LED (21) di tutte o parte delle lampade (1) e dove detta lampada (1) può fungere da ripetitore per una o più lampade (1) attigue. 10.Lampada (1) a LED per illuminazione stradale, come da rivendicazioni precedenti, caratterizzata dal fatto di comprendere una o più batterie di alimentazione e/o uno o più dispositivi fotovoltaici di alimentazione.