ITRM20120292A1 - Modulo di lampada - Google Patents

Description

Modulo di Lampada

Descrizione

La presente invenzione si riferisce a un modulo di lampada a LED, adatto a essere impiegato per realizzare un sistema di illuminazione che possa avere un'estensione e un posizionamento quanto più flessibile possibile.

Attualmente, esistono moduli composti da strisce a LED, realizzate in nastri che si possono tagliare a piacimento .

Tuttavia, questo sistema però porta con sé un grande svantaggio: non potendo conoscere a priori il numero di led presenti sul corpo illuminante, lo stadio di alimentazione deve essere adattato caso per caso da un tecnico. Non è possibile quindi una produzione industriale specifica con conseguente abbattimento dei costi.

In generale, i sistemi noti non riescono a permettere risultati completamente soddisfacenti da questo punto di vista. Essi presentano in generale un montaggio complesso e una scarsa adattabilità alle superfici di applicazione.

Inoltre, un problema molto sentito nelle lampade del tipo a LED consiste nel dover mantenere delle dimensioni molto ridotte dell'alimentatore, il che provoca costi elevati e bassa durata di vita.

La presente invenzione si propone di superare gli inconvenienti citati con riferimento allo stato dell'arte.

Essa pertanto si riferisce a un modulo di lampada, comprendente:

• un involucro, costituito sostanzialmente da una base di appoggio e da uno schermo trasparente rifrangente;

• un elemento piano, appoggiato su detta base di appoggio in detto involucro, su cui sono stampati circuiti di alimentazione;

• una pluralità di LED disposti su detto elemento piano e alimentati da detti circuiti; • uno strato riflettente, formato sulla superficie dell'elemento piano e rivolto verso detto schermo, sui cui si riflette la luce prodotta da detti LED; e

· connessioni elettriche formate sul bordo di detto elemento piano.

Si nota che l'impiego di uno schermo rifrangente e di uno strato di supporto riflettente permette, in combinazione con l'impiego di fonti luminose puntiformi quali i LED, di ottenere una lampada di lunghezza e/o estensione qualunque, con un'illuminazione diffusa e uniforme. Inoltre, l'assemblaggio di tali moduli risulta essere estremamente semplice.

La presente invenzione verrà descritta nel seguito con riferimento a un suo esempio di realizzazione preferito e ai disegni allegati in cui:

• la figura 1 mostra una vista assonometrica di un modulo di lampada secondo la presente invenzione;

• la figura 2 mostra una vista assonometrica e in parziale sezione del modulo di lampada di figura 1;

• la figura 3 mostra un'ulteriore vista assonometrica e in parziale sezione del modulo di lampada di figura 1;

• la figura 4 mostra una vista laterale e in parziale sezione del modulo di lampada di figura 1;

· la figura 5 mostra una vista in pianta dal basso di un componente del modulo di lampada di figura 1;

• la figura 6 mostra una vista assonometrica e in esploso del modulo di lampada di figura 1; · la figura 7 mostra una componentistica associata al modulo di lampada di figura 1; e • la figura 8 mostra una vista in sezione trasversale del modulo di lampada di figura 1, che ne illustra il comportamento ottico.

Con riferimento alle figure, un modulo di lampada secondo un esempio di realizzazione della presente invenzione è indicato nel suo complesso con 1.

Esso comprende un involucro costituito sostanzialmente da una base di appoggio 2 e da uno schermo trasparente rifrangente 3, di forma sostanzialmente semicilindrica. Si intende comunque che sono possibili altre forme compatibili con l'impiego previsto. La base di appoggio 2 è piana e comprende una superficie esterna atta a essere aderita su una qualunque superficie ricevente anch'essa piana. Il fissaggio della base di appoggio 2 può essere realizzato mediante uno strato adesivo interposto, un nastro biadesivo, punti di incollaggio o mediante un fissaggio di tipo meccanico.

All'interno dell'involucro il modulo 1 comprende un elemento piano 5, appoggiato su detta base di appoggio 2 in detto involucro, su cui sono stampati circuiti di alimentazione.

Esso è costituito da un circuito stampato doppia faccia sul quale sono saldati una pluralità di LED 7 posti in serie tra loro.

Sull'elemento piano 5 è disposto uno strato riflettente 7 rivolto verso detto schermo 3, sui cui si riflette verticalmente la luce prodotta da detti LED 7.

Il presente modulo di lampada 1 è formato in particolare da un involucro oblungo e rettilineo, ma si comprende facilmente che esso può essere curvo o di qualunque altra forma.

Nel presente esempio, i LED 7 sono disposti lungo una linea che segue lo sviluppo dell'involucro, ovvero lungo il suo asse di simmetria longitudinale.

Nel presente esempio i LED 7 sono equidistanziati tra loro in modo da formare una successione regolare.

Inoltre, il modulo di lampada 1 presenta, in corrispondenza delle proprie estremità o comunque formate su un bordo di detto elemento piano, connessioni elettriche 10, a titolo esemplificativo del tipo a becco d'anatra.

Dal punto di vista elettrico i moduli verranno connessi in parallelo tra loro, in modo che ogni parte illuminante sia alla stessa tensione delle altre e che la corrente di alimentazione scorra su di una faccia dell'elemento piano 5 su due piste di rame, o altro conduttore, molto larghe ed a contatto con il cappello del LED 7, in modo da operare anche come alette di raffreddamento.

Su ogni modulo di lampada è installata almeno una resistenza 11 di stabilizzazione di corrente.

Nel modulo di lampada 1 detto schermo rifrangente è uno schermo diffusore, che sfrutta il sottostante strato riflettente 7 che reindirizza il flusso luminoso che altrimenti andrebbe perso.

Esso produce una diffusione più omogenea del flusso luminoso e, tramite colorazione o utilizzo di sostanze fotosensibili, un colore più gradevole della luce stessa.

In questo modo, vengono evitati i fastidiosi effetti di abbagliamento che danno le odierne tecnologie, senza dover agire direttamente sui LED. Si noti inoltre che i suddetti LED, che hanno un angolo di emissione stretto, per esempio di 15° (figura 8), possono essere sfruttati ampliando tale angolo per esempio fino a 120°.

Inoltre, per ovviare alla comune luce detta "fredda" dei comuni LED, poco adatta per la maggior parte dei compiti visivi in quanto modifica la naturale colorazione degli oggetti, non è stato necessario agire sui singoli LED tramite un sistema RGB o utilizzando delle sostanze fotosensibili da innestare nel cappello dei LED.

Tutti questi processi costosi e impegnativi sono evitati agendo sulle caratteristiche ottiche dello schermo 3.

Si noti inoltre che il modulo sopra descritto non richiede un alimentatore incorporato.

Altra caratteristica da non trascurare è quella di avere un alimentatore separato dal corpo illuminante; in primo luogo perché sarà possibile produrre grandi quantità di moduli illuminanti tutti uguali e diversificare solamente gli alimentatori.

Ad esempio, se è necessario costruire una lampada da scrivania ci si può limitare a comprare uno o due moduli illuminanti ed un alimentatore a bassa potenza. Se invece si deve illuminare un negozio si può utilizzare un alimentatore di potenza maggiore, ma 25 o 30 moduli illuminanti uguali a quello comprato per la scrivania; ed ancora sarà possibile comperare un alimentatore di grosse dimensioni e qualche centinaio di moduli per illuminare il mio magazzino.

Il risultato è che l'azienda produttrice dovrà fabbricare, con lo stesso stampo e gli stessi componenti, quantità significative di moduli illuminanti con un costo vantaggioso e con la possibilità di coprire gran parte del mercato con il medesimo prodotto.

In più, l'alimentatore può essere separato dalla lampada e gli si potrà quindi dedicare lo spazio fisico necessario all'interno della struttura ospitante (mobile, cavedio, controsoffitto).

Con riferimento alla figura 7, potranno essere impiegate le seguenti tipologie di modulo:

A - alimentatore: in questo blocco è alloggiato tutto l'apparato elettronico per la generazione della tensione stabilizzata necessaria all'alimentazione dei moduli di lampada 1 illuminanti. La connessione alla rete elettrica sarà possibile tramite innesto a vite o direttamente tramite l'inserzione dei cavi in un apposito alloggiamento; inoltre sarà possibile produrre questo modulo in maniera da essere inserito direttamente all'interno del quadro elettrico di un impianto.

B - Modulo di lampada 1 illuminante (vedi figure da 1 a 6).

C - Modulo di curvatura: questo elemento viene a creare una giunzione tra due moduli di lampada 1. Questo modulo, oltre a dare una continuità elettrica, può esser prodotto anche in modo da essere totalmente flessibile, dando così la possibilità all'utente di creare lampade con le forme più svariate ed adatte alle proprie esigenze. La configurazione riportata in figura mostra un modulo rigido con angolo di 90°. La costruzione è del tutto analoga a quella del modulo di lampada 1, ma senza o con un numero ridotto di LED.

D - Modulo di giunzione: questo elemento opera come il precedente ma permette di unire tra loro più di due moduli di lampada 1, creando diramazioni a croce. Questo modulo COSI come quello precedentemente visto, può essere costituito da un circuito stampato ricoperto di un materiale plastico che rifrange la luce proveniente dai moduli 1 illuminanti, in modo da creare una continuità luminosa di tutto il sistema.

E - Modulo terminale: questo modulo consente di terminare una linea di illuminazione chiudendo il percorso elettrico e dando una chiusura dal punto di vista della sicurezza elettrica, nonché da un punto di vista estetico. Anche questo modulo è un circuito stampato ricoperto di materiale rifrangente.

Infine, si può mettere l'accento sul fatto che un sistema che impiega i moduli sopra descritti, oltre a coprire gran parte del settore dell'illuminazione, apre nuove prospettive per l'illuminotecnica. Con l'utilizzo della presente lampada, potrà essere l'utente finale a decidere la potenza e la forma delle proprie lampade facendogli prendere forme e percorsi a seconda delle proprie esigenze e non di quelle della casa di produzione, il tutto con dei costi di produzione più che contenuti.

Infatti, l'idea alla base del modulo precedentemente descritto è quella di permettere la messa in opera di combinazioni di lampade modulari di grande semplicità che chiunque può montare nella propria casa o attività, senza bisogno di assistenza tecnica o di interventi di personale qualificato.

Il dispositivo, come d'altronde la maggior parte delle lampade realizzate con led, permette una diminuzione dei consumi stimabile tra il 60 e 80% rispetto alle normali lampade a risparmio energetico, caratteristica che accomuna in modo generale tutta la presente tecnologia.

Utilizzando il sistema modulare precedentemente descritto, ogni modulo 1 viene alimentato alla stessa differenza di potenziale di tutti gli altri: ciò permette di utilizzare un unico modulo di alimentazione che fornisca tale differenza di potenziale. L'unica discriminante è costituita dalla corrente che l'alimentatore deve essere in grado di erogare: questa corrente è direttamente proporzionale al numero di moduli che l'utente connetterà all'alimentatore. Questo comporta, a livello industriale, la possibilità di produrre un numero molto limitato di modelli accomunati dal fornire la medesima differenza di potenziale, ma potenze crescenti. Ad esempio un modello potrà alimentare un numero di moduli compreso tra 0 e 10, mentre uno più potente potrà sostenerne fino 20, 50, 100 e così via.

La possibilità di produrre industrialmente un numero ristretto di moduli permette un abbattimento dei costi. Inoltre l'aver separato parte alimentante e corpo illuminante permette di produrre in gran numero i moduli contenenti i led, dal bassissimo costo produttivo, mentre sarà possibile produrre un minor numero di alimentatori che risultano di maggior costo.

Questo sistema inoltre permette di cambiare la logistica dell'impianto senza bisogno di personale specializzato, con pochissimo sforzo e costi molto contenuti.

Un classico esempio, per fare un paragone con gli attuali sistemi di illuminazione, potrebbe essere un ufficio nel quale a causa di un evento di ristrutturazione/riorganizzazione è necessario cambiare il parco lampade per adattarlo alle nuove esigenze.

Se si adottasse l'attuale tecnologia al neon o a LED, sarebbe necessario smontare non solo le lampade, ma tutto il complesso di apparecchiature necessario alla loro alimentazione (starter trasformatori, ecc.) con le rispettive plafoniere, di solito ingombranti e dalla installazione non immediata. Inoltre sarebbe probabilmente necessario un cambiamento dell'impianto stesso, con costi elevati e/o canaline per il passaggio dei cavi esterni.

Al contrario, con il presente sistema è possibile modificare facilmente l'impianto: è sufficiente riconfigurare la struttura a seconda delle esigenze, aumentando o diminuendo i moduli, o cambiandone la disposizione. Nel peggiore dei casi, aumentando eccessivamente il numero dei moduli, l'alimentatore non sarà in grado di erogare energia sufficiente e sarà necessario comprarne uno di taglia superiore o affiancarne un altro di potenza più limitata.

Con riferimento invece alle possibili applicazioni, il sistema sopra descritto potrà essere usato negli ambiti che seguono.

1. Illuminazione domestica: numerosi moduli possono comporre lunghe strisce sui soffitti o nella parte alta delle pareti, fornendo un'illuminazione omogenea degli ambienti con un risparmio energetico considerevole. Grazie agli snodi flessibili, i moduli possono seguire perfettamente i profili e le geometrie delle pareti, adattandosi alla conformazione architettonica.

La possibilità di scegliere a piacimento il numero dei moduli consente di illuminare in modo adeguato gli ambienti, differenziando le installazioni in base alle necessità (per esempio, una sala riunioni potrà essere illuminata con gli stessi elementi illuminanti di un sottoscala, differenziando soltanto il numero di componenti).

2. Illuminazione all'interno di cabine e mobili: il sistema, anche se in funzione per lunghi periodi, non provoca un riscaldamento del pezzo, il che gli permette il posizionamento a diretto contatto con superfici in legno o materiale plastico. Quindi i moduli sono idonei per essere applicati all'interno di cabine armadio, pensili, cassetti, panche, ecc. fornendo l'adeguata illuminazione. Essi possono anche essere applicati al di sotto di un mobile per illuminare in modo specifico la parte sottostante: un esempio è l'applicazione al di sotto dei pensili delle cucine per fornire illuminazione al piano cottura o al lavabo.

3. Illuminazione artistica: sfruttando la flessibilità degli snodi tra i moduli, si potranno comporre forme geometriche o curve a seconda del desiderio dell'utente.

Il sistema potrebbe essere utilizzato anche per l'illuminazione di scale, seguendo il profilo dei gradini.

4. Illuminazione di vetrine ed esposizioni: la luce emessa dai LED non contiene la componente ultravioletta e infrarossa, il che li rende particolarmente adatti per illuminare tutti quegli oggetti di cui non si vuole alterare il colore, ad esempio un espositore di gioielli, o di cui non si vuole provocare un danneggiamento nel lungo periodo di tempo, come opere d'arte o beni culturali. Il sistema è quindi idoneo per sostituire il parco lampade di musei e gallerie d'arte, in cui attualmente si utilizzano neon speciali privi della componente ultravioletta ed infrarossa, dai costi maggiori dei comuni neon.

5. Illuminazione di grandi ambienti in cui transita un gran numero di persone: le lampade attuali provocano una grande immissione di calore nell'ambiente mentre nel presente sistema è compreso un unico generatore situato a monte con LED ad alta efficienza. Ciò risolve quasi del tutto il problema dell'emissione di calore, E così possibile illuminare luoghi affollati, come musei, stazioni della metropolitana, sale congressi, ecc. senza immettere calore nell'ambiente, e quindi senza provocare innalzamenti di temperatura localizzati in punti specifici. Questa proprietà rende il sistema adatto anche per situazioni meno convenzionali come celle frigorifere, gallerie stradali, gallerie di miniere o più in generale in tutta quelle situazioni in cui è necessario mantenere una temperatura controllata.

6. Utilizzo su mezzi di locomozione: la maggior parte di questi (treni, aerei, veicoli stradali, navi) hanno a bordo un pacco batterie per alimentare i vari apparati elettrici ed elettronici del mezzo stesso. Il sistema proposto permette di utilizzare direttamente quell'energia, senza doverla trasformare in alternata per mezzo di inverter, alternatori e trasformatori, componenti pesanti e a bassa efficienza energetica. Questa caratteristica, unita a un risparmio energetico considerevole, rende particolarmente adatti i moduli descritti in precedenza. Infine, la flessibilità consente di adattare alle forme più svariate l'illuminazione, cosa particolarmente richiesta nell'illuminazione di natanti o di aeromobili in cui spesso ci si trova in spazi delimitati da superfici curve e sulle quali non è agevole installare i corpi illuminanti convenzionali.

7. Utilizzo su larga scala: la possibilità di acquistare lo stesso modulo illuminante in grossi volumi, risparmiando quindi sul prezzo di vendita, rende questo sistema appetibile anche per applicazioni massive, come l'illuminazione di capannoni industriali o grandi aree di vendita, consentendo di sospendere le lampade su dei filari o su una struttura di alluminio. Inoltre la modularità del sistema permette di costituire magazzino con un solo elemento di base in grande quantità, semplificando l'approvvigionamento ed il ripristino delle scorte.

8. Utilizzo in composizioni di breve durata: il fatto di contenere al proprio interno tutti i componenti necessari al proprio funzionamento, e di non necessitare del passaggio di cavi o ancoraggi alle pareti, rendono questo sistema perfetto per tutte quelli applicazioni con tempo di vita relativamente basso.

Al modulo di lampada sopra descritto per soddisfare esigenze contingenti, potranno essere apportate modifiche o varianti purché comprese nell'ambito di protezione a esso riservato, come definito dalle rivendicazioni che seguono.

Claims (12)

1. RIVENDICAZIONI 1. Modulo di lampada (1), comprendente: un involucro costituito sostanzialmente da una base di appoggio (2) e da uno schermo trasparente rifrangente (3); un elemento piano (5), appoggiato su detta base di appoggio in detto involucro, su cui sono stampati circuiti di alimentazione; una pluralità di LED (7) disposti su detto elemento piano (5) e alimentati da detti circuiti; uno strato riflettente (9), formato sulla superficie dell'elemento piano (5) e rivolto verso detto schermo (3), sui cui si riflette la luce prodotta da detti LED (7); e connessioni elettriche (10) formate sul bordo di detto elemento piano (5).
2. 2. Modulo di lampada (1) secondo la rivendicazione 1, in cui detto involucro è oblungo, curvo e/o rettilineo, detti LED (7) essendo disposti lungo una linea che segue lo sviluppo dell'involucro, dette connessioni elettriche (10) essendo formate alle estremità di detto involucro.
3. 3. Modulo di lampada (1) secondo la rivendicazione 2, in cui i LED (7) sono equidistanziati tra loro e sono disposti lungo l'asse di detto involucro.
4. 4. Modulo di lampada (1) secondo la rivendicazione 1, in cui detto schermo rifrangente (3) è di forma semicircolare.
5. 5. Modulo di lampada (1) secondo la rivendicazione 1 o 4, in cui detto schermo rifrangente (3) è uno schermo diffusore.
6. 6. Modulo di lampada (1) secondo una qualsiasi delle rivendicazioni precedenti, in cui II fissaggio della base di appoggio (2) può essere realizzato mediante uno strato adesivo interposto, un nastro biadesivo, punti di incollaggio o mediante un fissaggio di tipo meccanico.
7. 7. Modulo di lampada (1) secondo una qualsiasi delle rivendicazioni precedenti, in cui detto elemento piano (5) è costituito da un circuito stampato doppia faccia sul quale è saldata una pluralità di LED (7) posti in serie tra loro.
8. 8. Modulo di lampada (1) secondo una qualsiasi delle rivendicazioni precedenti, in cui su una faccia dell'elemento piano (5) sono realizzate due piste conduttrici operanti come alette di raffreddamento .
9. 9. Modulo di lampada (1) secondo una qualsiasi delle rivendicazioni precedenti, in cui è installata almeno una resistenza (il) di stabilizzazione di corrente.
10. 10. Modulo di lampada (1) secondo una qualsiasi delle rivendicazioni precedenti, in cui i LED (7) sono del tipo ad angolo di emissione stretto, lo schermo rifrangente producendo un ampliamento di tale angolo per esempio fino a 120°.
11. 11. Modulo di lampada (1) secondo la rivendicazione 1, in cui dette connessioni elettriche (10) sono formate da innesti a becco d'anatra .
12. 12. Sistema di illuminazione comprendente: • un blocco alimentatore (A) in cui è alloggiato l'apparato elettronico per la generazione della tensione stabilizzata necessaria all'alimentazione di moduli di lampada (1); • una pluralità di moduli di lampada di una qualsiasi delle rivendicazioni precedenti; • una pluralità di moduli curvi (C) per creare una giunzione curva tra due moduli di lampada (1) • una pluralità di moduli di giunzione (D) che operano come il precedente ma permette di unire tra loro più di due moduli di lampada (1), creando diramazioni a croce; una pluralità di moduli terminali (E) che consente di terminare una linea di illuminazione chiudendo il percorso elettrico, i moduli curvi, di giunzione e terminali essendo sostanzialmente costituiti da un circuito stampato ricoperto da uno schermo riflettente in un involucro rifrangente, permettendo di creare una continuità luminosa in tutto il sistema,