DESCRIZIONE DI INVENZIONE INDUSTRIALE DESCRIPTION OF INDUSTRIAL INVENTION
Avente per titolo: SEGNALATORE FERROVIARIO A FASCIO STRETTO CON SORGENTI LUMINOSE DI TIPO LED Titled: NARROW BEAM RAILWAY SIGNALER WITH LED LIGHT SOURCES
Nella tecnica rivelata fino ad oggi i sistemi di segnalazione a medio e lungo raggio sono costituiti da grandi riflettori fissi oppure mobili della luce emessa da sorgenti a scarica ad alta potenza, oppure da sistemi di collimazione della luce emessa da singole sorgenti LED. In quest’ ultimo caso i proiettori sono dotati di matrici ad elevato numero di sorgenti LED ciascuna accoppiata ad una lente ad elevato grado di collimazione. L’insieme di fasci di luce prodotti conserva il medesimo grado di collimazione nella proiezione a lunga distanza. La tecnica è stata estesa e migliorata con l’introduzione di sistemi di proiezione lontana della luce di LEDs mediante riflessione, quindi con l’impiego di superfici riflettenti opportunamente sagomate che hanno la funzione di redirezionare e collimare la luce emessa dalle singole sorgenti. Un esempio importante di tale tecnica è rivelato nel brevetto US7281818 in cui i LEDs emettono l’intero fascio luminoso verso una superficie riflettente di sezione conica, che riflette tutta la luce restringendo l’ampiezza del fascio risultante e redirezionandolo verso un bersaglio lontano. In the technique revealed to date, medium and long range signaling systems consist of large fixed or mobile reflectors of the light emitted by high-power discharge sources, or of collimation systems for the light emitted by single LED sources. In the latter case, the projectors are equipped with arrays with a high number of LED sources each coupled to a lens with a high degree of collimation. The set of light beams produced retains the same degree of collimation in long distance projection. The technique has been extended and improved with the introduction of distant projection systems of the light of LEDs by reflection, then with the use of appropriately shaped reflective surfaces that have the function of redirecting and collimating the light emitted by the individual sources. An important example of this technique is revealed in US patent 7281818 in which the LEDs emit the entire light beam towards a reflecting surface with a conical section, which reflects all the light by restricting the amplitude of the resulting beam and redirecting it to a distant target.
Nella tecnica qui rivelata la luce emessa dalle sorgenti LED non viene collimata mezzo di componenti refrattivi ma per mezzo di superfici riflettenti ad elevata conicità, essendo le sorgenti LEDs installate su un supporto generalmente cavo oppure pieno e dotato di mezzi dissipativi del calore prodotto. Le sorgenti LEDs sono disposte in gruppi o in array di tipo Citizen ed emettono la luce verso il basso e sono installati su piastre piane dotate di elettronica di alimentazione e controllo, essendo tali piastre installate a varie altezze attorno alla superficie esterna del sostegno cavo. Sotto ciascuna piastra porta LED è installato un sistema di riflettori di sezione parabolica disposti a raggiera, oppure disposti in una sola direzione lineare tangente il bordo laterale del supporto principale, ed hanno la funzione di intercettare l’intera emissione delle sorgenti LEDs poste sulla piastra sottostante, di collimare tali fasci di luce e di redirezionarli orizzontalmente in uscita. In una realizzazione preferenziale del trovato oggetto della presente invenzione un sostegno cavo di perimetro poligonale oppure circolare (1) si sviluppa verticalmente come solido estruso e porta installate a quote differenti una o più piastre porta led (2) attorno alla sua superficie esterna. Sopra tali piastre sono installate sorgenti luminose di tipo LED (3) rivolte verso il basso, e sotto ciascuna piastra è installato un sistema di riflettori di sezione parabolica (4) disposti a raggiera attorno all’intero perimetro esterno (5) del sostegno centrale (1). Le sorgenti LED (3) sono posizionate sulle linee di fuoco delle parabole, in modo da approssimare al meglio una emissione dei raggi di luce quasi puntiforme ed uscente dal fuoco geometrico delle superfici riflettenti (4). I raggi di luce (6) emessi dai LEDs (3) colpiscono la superficie parabolica inferiore dei riflettori (4) e vengono riflessi orizzontalmente verso l’esterno, grazie al cammino ottico della luce che in questa particolare realizzazione ripercorre dal LED verso l’esterno la costruzione geometrica stessa della parabola. L’ampiezza angolare (7) del fascio luminoso complessivo (8) che esce verso l’esterno è molto contenuta, dell’ordine di pochi gradi fino al massimo ad una decina di gradi, grazie all’effetto collimante della configurazione ottico meccanica realizzata a mezzo di sorgenti LED (3) posizionate sul fuoco di parabole riflettenti (4). Il fascio luminoso complessivo (8) ha una geometria radiale rispetto all’asse di simmetria del dispositivo, ed è limitato ne suo sviluppo orizzontale, e rappresentando i raggi di luce (6) dall’alto si presenta come una sezione circolare di raggi in uscita (9). Il sistema di emissione di luce costituito da sorgenti LEDs è accoppiato ad un filtro polarizzatore (18) come opzione davanti alle lenti dei LEDs oppure davanti ai LEDs direttamente, e tale filtro polarizzatore può essere di vetro o plastica oppure può venire realizzato con con un film sottile per applicazioni specifiche per nebbia o scarsa visibilità, debolmente refrattivo oppure fortemente refrattivo ed installato lungo il perimetro esterno del dispositivo. La zona cava (10) centrale al sostegno di sezione poligonale oppure circolare (1) è parzialmente occupata da mezzi termicamente dissipativi (11) dotati di alette verticali lungo l’intera estrusione disposte a raggiera. Le linee di flusso termico (12) rappresentano l’andamento convettivo dell’aria attraverso la cavità (10). Tali linee (12) entrano dal fondo della cavità (10) rappresentando nella zona inferiore (13) aria a più bassa temperatura, si propagano verso l’alto internamente alla cavità (10) rappresentando nella zona intermedia (14) aria a temperatura intermedia, ed escono dall’apertura sulla sommità rappresentando nella zona (15) aria a più alta temperatura. In una seconda realizzazione del trovato oggetto della presente invenzione un sostegno cavo di perimetro poligonale oppure -< circolare (1) si sviluppa verticalmente come solido estruso e porta installate una o più piastre porta led (2) attorno alla sua superficie esterna. Sopra tale piastra sono installate sorgenti luminose di tipo LED (3) a gruppi o in array di tipo Citizen orientate orizzontalmente. Mezzi otticamente riflettenti (16) sono disposti a raggiera attorno all’intero perimetro esterno (5) del sostegno centrale (1), oppure solamente attorno alla sezione circolare del perimetro (5) che è occupata dalle sorgenti LEDs (3). I raggi di luce (6) emessi dai LEDs (3) colpiscono le superfici riflettenti dei riflettori (16) e vengono riflessi orizzontalmente verso l’esterno, riducendo mediamente l’angolo di apertura (7) del fascio di raggi in uscita (8). L’ampiezza angolare (7) del fascio luminoso complessivo (8) che esce verso l’esterno è molto contenuta, dell’ordine di pochi gradi, grazie all’effetto collimante della configurazione ottico meccanica realizzata. Il fascio luminoso complessivo (8) ha una geometria radiale rispetto all’asse di simmetria del dispositivo, e rappresentando i raggi di luce (6) dall’alto si presenta come una sezione circolare di raggi in uscita (9). Il sistema di sorgenti LEDs (3) può essere accoppiato ad un mezzo polarizzatore (18). La zona cava (14) centrale al sostegno di sezione poligonale oppure circolare (1) è parzialmente occupata da mezzi termicamente dissipativi (13) dotati di alette verticali lungo l’intera estrusione disposte a raggiera. Le linee di flusso termico (12) rappresentano l’andamento convettivo deH’aria attraverso la cavità (10). Tali linee (12) entrano dal fondo della cavità (10) rappresentando in tale zona inferiore (13) aria a più bassa temperatura, si propagano verso l’alto internamente alla cavità (10) rappresentando in tale zona intermedia (14) aria a temperatura intermedia, ed In the technique disclosed herein, the light emitted by the LED sources is not collimated by means of refractive components but by means of highly tapered reflective surfaces, the LED sources being installed on a generally hollow or solid support equipped with means of dissipating the heat produced. The LED sources are arranged in groups or Citizen-type arrays and emit light downwards and are installed on flat plates equipped with power and control electronics, as these plates are installed at various heights around the external surface of the cable support. A system of parabolic section reflectors arranged in a radial pattern or arranged in a single linear direction tangent to the lateral edge of the main support is installed under each LED holder plate, and have the function of intercepting the entire emission of the LED sources placed on the plate below. , to collimate these light beams and to redirect them horizontally in output. In a preferential embodiment of the invention object of the present invention, a hollow support with a polygonal or circular perimeter (1) develops vertically as an extruded solid and carries one or more LED-holder plates (2) installed at different heights around its external surface. Above these plates are installed LED light sources (3) facing downwards, and under each plate is installed a system of reflectors with a parabolic section (4) arranged in a radial pattern around the entire outer perimeter (5) of the central support ( 1). The LED sources (3) are positioned on the lines of focus of the parabolas, so as to best approximate an almost point-like emission of light rays coming out of the geometric focus of the reflecting surfaces (4). The rays of light (6) emitted by the LEDs (3) hit the lower parabolic surface of the reflectors (4) and are reflected horizontally towards the outside, thanks to the optical path of the light which in this particular realization retraces from the LED towards the outside. the geometric construction of the parabola itself. The angular amplitude (7) of the overall light beam (8) that comes out towards the outside is very limited, of the order of a few degrees up to a maximum of ten degrees, thanks to the collimating effect of the mechanical optical configuration created at by means of LED sources (3) positioned on the focus of reflective dishes (4). The overall light beam (8) has a radial geometry with respect to the symmetry axis of the device, and is limited in its horizontal development, and representing the light rays (6) from above, it appears as a circular section of outgoing rays (9). The light emission system consisting of LEDs sources is coupled to a polarizing filter (18) as an option in front of the lenses of the LEDs or in front of the LEDs directly, and this polarizing filter can be made of glass or plastic or can be made with a film thin for specific applications for fog or poor visibility, weakly refractive or highly refractive and installed along the external perimeter of the device. The hollow area (10) central to the polygonal or circular section support (1) is partially occupied by thermally dissipative means (11) equipped with vertical fins along the entire extrusion arranged in a radial pattern. The heat flow lines (12) represent the convective trend of the air through the cavity (10). These lines (12) enter from the bottom of the cavity (10) representing in the lower zone (13) air at a lower temperature, they propagate upwards inside the cavity (10) representing in the intermediate zone (14) air at an intermediate temperature, and come out of the opening on the top, representing in the area (15) air at a higher temperature. In a second embodiment of the invention, object of the present invention a hollow support with a polygonal or circular perimeter (1) develops vertically as an extruded solid and carries one or more LED holder plates (2) installed around its external surface. Above this plate, LED light sources (3) are installed in groups or in Citizen-type arrays oriented horizontally. Optically reflective means (16) are arranged in a radial pattern around the entire external perimeter (5) of the central support (1), or only around the circular section of the perimeter (5) which is occupied by the LED sources (3). The rays of light (6) emitted by the LEDs (3) hit the reflecting surfaces of the reflectors (16) and are reflected horizontally outwards, reducing on average the opening angle (7) of the beam of outgoing rays (8) . The angular width (7) of the overall light beam (8) that comes out towards the outside is very limited, of the order of a few degrees, thanks to the collimating effect of the optical mechanical configuration created. The overall light beam (8) has a radial geometry with respect to the symmetry axis of the device, and representing the rays of light (6) from above, it appears as a circular section of outgoing rays (9). The system of LEDs sources (3) can be coupled to a polarizing medium (18). The hollow area (14) central to the polygonal or circular section support (1) is partially occupied by thermally dissipative means (13) equipped with vertical fins along the entire extrusion arranged in a radial pattern. The heat flow lines (12) represent the convective trend of the air through the cavity (10). These lines (12) enter from the bottom of the cavity (10) representing in this lower zone (13) air at a lower temperature, they propagate upwards inside the cavity (10) representing in this intermediate zone (14) air at a higher temperature. intermedia, ed
escono dall’apertura sulla sommità rappresentando in tale zona (15) aria a più they come out of the opening on the top, representing in this area (15) more air
temperatura. In una terza realizzazione del trovato oggetto della presente invenzione un sostegno cavo di perimetro poligonale oppure circolare (1) si sviluppa verticalmente come solido estruso e porta installate una o più piastre porta led (2) attorno alla sua superficie esterna. Sopra tale piastra sono installate sorgenti luminose di tipo LED (3) a gruppi o in array di tipo Citizen orientate orizzontalmente. Mezzi otticamente refrattivi (17) sono accoppiati a ciascuna sorgente LED (3). I raggi di luce (6) emessi dai LEDs (3) vengono rifratti riducendo mediamente l’angolo di apertura (7) del fascio di raggi in uscita (8). L’ampiezza angolare (7) del fascio luminoso complessivo (8) che esce verso l’esterno è molto contenuta, dell’ordine di pochi gradi. Il fascio luminoso complessivo (8) ha una geometria radiale rispetto all’asse di simmetria del dispositivo, e rappresentando i raggi di luce (6) dall’alto si presenta come una sezione circolare di raggi in uscita (9). Il sistema di sorgenti LEDs (3) può essere accoppiato ad un mezzo polarizzatore (18). La zona cava (14) centrale al sostegno di sezione poligonale oppure circolare (1) è parzialmente occupata da mezzi termicamente dissipativi (13) dotati di alette verticali lungo l’intera estrusione disposte a raggiera. Le linee di flusso termico (12) rappresentano l’andamento convettivo dell’aria attraverso la cavità (10) propagandosi dalla zona inferiore (13) contenente aria a più bassa temperatura, attraverso la zona intermedia (14) con aria a temperatura intermedia, ed uscendo dall’apertura sulla sommità (15) contenente aria a più alta temperatura. temperature. In a third embodiment of the invention, object of the present invention a hollow support with a polygonal or circular perimeter (1) develops vertically as an extruded solid and carries one or more LED-holder plates (2) installed around its external surface. Above this plate, LED light sources (3) are installed in groups or in Citizen-type arrays oriented horizontally. Optically refractive means (17) are coupled to each LED source (3). The light rays (6) emitted by the LEDs (3) are refracted by reducing on average the opening angle (7) of the beam of outgoing rays (8). The angular width (7) of the overall light beam (8) that comes out towards the outside is very limited, of the order of a few degrees. The overall light beam (8) has a radial geometry with respect to the symmetry axis of the device, and representing the rays of light (6) from above, it appears as a circular section of outgoing rays (9). The system of LEDs sources (3) can be coupled to a polarizing medium (18). The hollow area (14) central to the polygonal or circular section support (1) is partially occupied by thermally dissipative means (13) equipped with vertical fins along the entire extrusion arranged in a radial pattern. The heat flow lines (12) represent the convective trend of the air through the cavity (10) propagating from the lower zone (13) containing air at a lower temperature, through the intermediate zone (14) with air at an intermediate temperature, and exiting from the opening on the top (15) containing air at a higher temperature.