ITVI20070031A1

ITVI20070031A1 - Apparecchio di illuminazione ad alte prestazioni ed ottimale distribuzione della luce installabile a soffitto e a parete

Info

Publication number: ITVI20070031A1
Application number: IT000031A
Authority: IT
Inventors: Gian Pietro Beghelli
Original assignee: Beghelli Spa
Priority date: 2007-02-01
Filing date: 2007-02-01
Publication date: 2008-08-02
Also published as: PT1953449E; PL1953449T3; EP1953449A2; EP1953449A3; ATE546687T1; EP1953449B1; ES2380991T3

Description

DESCRIZIONE dell'invenzione industriale

La presente invenzione si riferisce ad un apparecchio di illuminazione ad alte prestazioni ed ottimale distribuzione della luce, installabile a soffitto e a parete .

Più in particolare, l'invenzione riguarda un innovativo apparecchio illuminante, impiegante sorgenti luminose a LED di potenza ed utilizzabile per l'illuminazione semplice o per l'illuminazione di emergenza, che include almeno un riflettore a superficie composita, atto a definire un'ottica tale da garantire una ottimale distribuzione della luce, sia nel caso in cui l'apparecchio sia installato a parete, sia nel caso in cui lo stesso sia installato a soffitto.

Un apparecchio di illuminazione di questo tipo vanta un importante contenuto illuminotecnico ed un notevole contenuto estetico.

Una corretta illuminazione deve garantire, nel campo visivo, luminanze sufficientemente elevate e razionalmente distribuite per permettere la percezione delle aree importanti, così come dei particolari, e ridurre al minimo ogni forma di abbagliamento .

In particolare, gli apparecchi di illuminazione di emergenza devono garantire un flusso luminoso sufficientemente intenso e concentrato per permettere di individuare facilmente e velocemente le vie di uscita, anche e soprattutto in caso di pericolo.

Si definisce luminanza il rapporto tra l'intensità di una sorgente luminosa in una data direzione, e la sua superficie apparente vista dalla stessa direzione; il suo valore dipende dall'illuminamento, dalle caratteristiche di riflessione delle superfici e dalle direzioni di illuminazione e di osservazione. A causa della dipendenza dai fattori ricordati, la luminanza risulta estremamente difficile da calcolare per cui, in pratica, nel progetto di un impianto di illuminazione, ci si riferisce, normalmente, sempre all'illuminamento .

L'illuminamento in un punto di una superficie si definisce come il rapporto tra il flusso luminoso che incide su un elemento della superficie intorno al punto, e l'area dell'elemento stesso; dunque, l'illuminamento può essere facilmente previsto e misurato (mediante luxmetro o illuminometro) , per cui può essere convenientemente e semplicemente utilizzato per affrontare problemi tecnici, come ad esempio quello della progettazione di un impianto di illuminazione .

Le prestazioni di un apparecchio di illuminazione, in particolare di una lampada di emergenza, si valutano, di solito, imponendo un dato illuminamento su un piano di lavoro o di utilizzo, costituito, per convenzione, da un piano orizzontale posto ad una certa distanza dal pavimento; quando la luce raggiunge tale piano di lavoro direttamente dalla sorgente luminosa (almeno il 90% del flusso luminoso), si dice che si ha illuminazione diretta, mentre quando, invece, la luce raggiunge il piano di lavoro dopo essere stata riflessa, anche più volte, dalle pareti e/o dal soffitto del locale (almeno il 90% del flusso luminoso), si dice che si ha illuminazione indiretta.

Naturalmente sono molto frequenti casi intermedi, in cui il flusso luminoso arriva sul piano di lavoro in percentuali diretta e indiretta, che presentano valori intermedi rispetto a quelli sopra citati.

Apparecchi per l'illuminazione diretta sono molto usati per l'illuminazione artificiale di edifici ad uso civile ed industriale, sia come fonte principale di luce, sia come fonte di emergenza o di sicurezza. Tali apparecchi di illuminazione, in genere, comprendono un corpo cavo in cui si può alloggiare una sorgente luminosa, quale un tubo fluorescente, connettendola a morsetti che ne permettono l'alimentazione elettrica; il corpo è chiuso mediante schermi trasparenti di protezione, associabili in modo smontabile per permettere sempre l'accesso alla sorgente luminosa ed ai morsetti.

Attualmente, gli apparecchi di illuminazione, in particolare gli apparecchi di illuminazione di emergenza, di tipo noto, presentano una distribuzione dell'illuminamento sul piano di lavoro poco uniforme e sostanzialmente disomogenea, anche in relazione alla posizione relativa assunta da un osservatore rispetto alla sorgente luminosa; inoltre, l'illuminamento risulta relativamente concentrato e poco intenso, per cui non è possibile, in pratica, ottenere un compromesso accettabile tra l'intensità del flusso luminoso e la concentrazione del fascio, parametri importanti nel caso in cui si verifichi una situazione di emergenza negli ambienti civili e di lavoro e si debba ricorrere all'illuminazione degli stessi con lampade fluorescenti sostitutive.

Infine, le prestazioni degli apparecchi di illuminazione di tipo noto dipendono dal posizionamento della sorgente luminosa impiegata e, quindi, dal posizionamento dello stesso apparecchio; conseguentemente, il progetto di un apparecchio luminoso, atto a realizzare un'ottimale distribuzione della luce nel caso in cui il suddetto apparecchio sia installato a parete, non fornisce le stesse prestazioni nel caso in cui lo stesso apparecchio sia installato a soffitto, e viceversa, costringendo il progettista a realizzare almeno due ottiche differenti per effettuare le installazioni desiderate .

Scopo della presente invenzione, quindi, è quello di ovviare agli inconvenienti sopra menzionati e, in particolare, quello di realizzare un apparecchio di illuminazione ad alte prestazioni ed ottimale distribuzione della luce, che consenta di ottenere un illuminamento contemporaneamente uniforme e concentrato e sufficientemente intenso, sia nel caso in cui l'apparecchio sia installato a soffitto che nel caso in cui il suddetto apparecchio sia installato a parete.

Altro scopo della presente invenzione è quello di realizzare un apparecchio di illuminazione ad alte prestazioni ed ottimale distribuzione della luce installabile a soffitto e a parete, che permetta di ottenere, in ogni caso, una distribuzione di illuminamento desiderata ed un notevole rendimento dell' ottica .

Ulteriore scopo della presente invenzione è quello di realizzare un apparecchio di illuminazione ad alte prestazioni ed ottimale distribuzione della luce, installabile a soffitto e a parete, che, oltre a vantare un importante contenuto illuminotecnico, come indicato in precedenza, sia fortemente caratterizzato anche dal punto di vista estetico, sia con la sorgente luminosa accesa, sia con la sorgente luminosa spenta.

Questi ed altri scopi, secondo la presente invenzione, sono raggiunti realizzando un apparecchio di illuminazione ad alte prestazioni ed ottimale distribuzione della luce, installabile a soffitto e a parete, secondo la rivendicazione 1 allegata; ulteriori caratteristiche tecniche sono contenute nelle rivendicazioni dipendenti successive.

Vantaggiosamente, la superficie riflettente adottata secondo la presente invenzione permette di illuminare aree molto vaste, garantendo comunque un illuminamento sostanzialmente uniforme sul piano di lavoro, sia che l'apparecchio illuminante sia installato a parete, sia che lo stesso sia installato a soffitto; inoltre, permette di ottenere flussi luminosi relativamente concentrati in una direzione frontale dello schermo diffusore.

Ulteriori caratteristiche e vantaggi di un apparecchio di illuminazione ad alte prestazioni ed ottimale distribuzione della luce, installabile a soffitto e a parete, secondo la presente invenzione, risulteranno maggiormente evidenti dalla descrizione seguente di una forma realizzativa preferita, esemplificativa ma non limitativa, riferita ai disegni schematici allegati, nei quali:

la figura 1 è una vista frontale di un apparecchio di illuminazione ad alte prestazioni ed ottimale distribuzione della luce, secondo la presente invenzione, installabile a parete;

la figura 2 è una vista frontale di un apparecchio di illuminazione ad alte prestazioni ed ottimale distribuzione della luce, secondo la presente invenzione, installabile a soffitto; la figura 3 è una vista frontale dell'apparecchio di illuminazione secondo la presente invenzione, in cui è mostrata una modalità rapida di posizionamento del riflettore per l'installazione desiderata dell'apparecchio;

la figura 4 è una vista schematica del posizionamento dei riflettori dell'apparecchio di illuminazione di cui alla figura 1, secondo la presente invenzione, in modalità di installazione a parete;

la figura 5 è una vista schematica del posizionamento dei riflettori dell'apparecchio di illuminazione di cui alla figura 2, secondo la presente invenzione, in modalità di installazione a soffitto;

la figura 6 mostra schematicamente il solido fotometrico risultante dell'apparecchio di illuminazione di cui alla figura 1, secondo la presente invenzione, in modalità di installazione a parete;

la figura 7 mostra schematicamente il solido fotometrico risultante dall'apparecchio di illuminazione di cui alla figura 2, secondo la presente invenzione, in modalità di installazione a soffitto;

la figura 8 mostra schematicamente il diagramma polare dell'apparecchio di illuminazione di cui alla figura 1, secondo la presente invenzione, in modalità di installazione a parete;

la figura 9 mostra schematicamente il diagramma polare dell'apparecchio di illuminazione di cui alla figura 2, secondo la presente invenzione, in modalità di installazione a soffitto;

la figura 10 mostra schematicamente il profilo di ciascun riflettore impiegato nell'apparecchio di illuminazione, secondo la presente invenzione, con indicato il posizionamento della sorgente luminosa e delle relative sorgenti virtuali.

Con particolare riferimento alle figure menzionate, l'apparecchio di illuminazione 10, secondo la presente invenzione, utilizza, in particolare, come sorgenti luminose, LED di potenza 11, disposti opportunamente su almeno una superficie di ciascun riflettore 12 impiegato nell'apparecchio 10.

Ciò al fine di realizzare un'ottica di spessore limitato ed una superficie luminosa ridotta dell'apparecchio di illuminazione 10.

Le notevoli prestazioni e l'ottimale prestazione della luce dell'apparecchio 10 si ottengono impiegando riflettori 12 a superfici composite, in modo tale da definire un'ottica che produca un solido fotometrico di tipo "universale", atto a produrre un illuminamento corretto dell'apparecchio 10, analogamente, per installazioni dello stesso a soffitto e a parete.

In particolare, tali prestazioni si ottengono semplicemente estraendo e ruotando ciascun supporto 13 del rispettivo riflettore 12 montato nell'apparecchio 10 di una determinata angolazione (come mostrato in dettaglio in figura 3), in modo da realizzare in tal modo un'ottica asimmetrica (figura 4, in cui le sorgenti luminose 11 sono poste su uno stesso piano ed i riflettori 12 sono affiancati tra loro) per le installazioni dell'apparecchio 10 a parete ed un'ottica simmetrica (figura 5, in cui le sorgenti luminose 11 sono contrapposte ed i riflettori 12 sono posizionati simmetricamente tra loro) per le installazioni dello stesso a soffitto. Come detto, ciascun riflettore 12 dell'apparecchio di illuminazione 10 secondo l'invenzione presenta una superficie composita, il cui profilo è ottenuto nel modo seguente.

Si supponga che ciascuna sorgente luminosa 11, posta su almeno una delle superfici di ogni riflettore 12 e costituita in particolare da almeno un LED di potenza, sia puntiforme e lambertiana, con l'asse di massima intensità luminosa parallelo al piano di installazione dell'apparecchio 10 (soffitto o parete) .

Nelle figure 6-9 sono rappresentati 1 solidi fotometrici ed i diagrammi polari dell'intensità luminosa della suddetta sorgente 11, nei due casi di installazione dell'apparecchio 10, rispettivamente, a parete e a soffitto.

Il profilo di ciascun riflettore 12 (come mostrato in dettaglio in figura 10) è costituito da almeno tre segmenti A, B, C di retta, uniti ai vertici D, E, in modo da creare una linea spezzata continua.

I segmenti speculari A, B, C, compresi fra le rette indicate con F, G, H, L, M, N in figura 10, si comportano come piani di simmetria, ciascuno dei quali genera una rispettiva sorgente virtuale P, R, S; ciascuna sorgente virtuale P, R, S ha associato il relativo diagramma polare dell'intensità luminosa (visibile in dettaglio in figura 10).

Di tale diagramma viene considerata solo la parte contenuta tra le rette F, G, H, L, M, N, congiungenti ciascuna rispettiva sorgente virtuale P, R, S e i bordi della pupilla d'uscita del riflettore 12, in quanto corrispondente alla luce in uscita dal riflettore 12 dopo aver subito una sola riflessione. Sommando le intensità dei diagrammi polari delle sorgenti virtuali, P, R, S e della sorgente reale 11 e tenendo conto solo delle direzioni secondo cui la luce esce dal riflettore 12 subendo una sola riflessione, si ottengono i diagrammi polari dell'intero sistema ottico, sia in caso di installazione dell'apparecchio 10 a parete (figura 8) che a soffitto (figura 9), che mostrano un rendimento totale dell'ottica, per entrambe le installazioni, di circa 1'87%.

Per mezzo di una procedura iterativa, si è ottenuta una configurazione della linea spezzata, costituente il profilo di ciascun riflettore 12, che produce un solido fotometrico sufficientemente simile al solido ideale desiderato.

Tale configurazione consiste, come detto, di almeno tre segmenti A, B, C, che definiscono:

un primo angolo a, sotteso tra la verticale T ed il primo segmento A, che risulta maggiore di 90° e, in particolare, compreso tra 93° e 113° e, preferibilmente, pari a 103°,

un secondo angolo β, sotteso tra il primo segmento A ed il secondo segmento B, che risulta compreso tra 139° e 159° e, preferibilmente, pari a 149°, ed

un terzo angolo γ, sotteso tra il secondo segmento B ed il terzo segmento C, che risulta compreso tra 143° e 163° e, preferibilmente, pari a 153°.

Infine, la distanza tra i punti V (estremo del segmento A contrapposto a D) e W (posto allo stesso livello del punto Z, estremo del segmento C contrapposto a E) della verticale T è pari a circa 24 mm. e, più in generale, è compresa tra 23 mm. e 24 mm. , mentre la distanza tra i punti W e Z è pari a circa 67 mm. e, più in generale, è compresa tra 65 mm . e 70 mm .

Un apparecchio di illuminazione 10, impiegabile, in particolare, per l'illuminazione di emergenza, sagomato secondo quanto descritto in precedenza, vanta un importante contenuto illuminotecnico ed un notevole contenuto estetico.

Dal punto di vista tecnico, infatti, è caratterizzato da uno o più riflettori 12, aventi ciascuno una superficie composita, data dall'unione di superfici sagomate spezzate, che permette di ottenere la distribuzione di illuminamento desiderata, analogamente, per installazioni a parete e per installazioni a soffitto dell'apparecchio 10, pur in assenza di strutture appositamente dedicate all'ottenimento della distribuzione stessa.

Inoltre, impiegando qualsiasi tipologia di installazione ed avendo solo l'avvertenza di ruotare opportunamente almeno uno dei riflettori 12 (come mostrato in figura 3), passando da una installazione a parete ad una installazione a soffitto o viceversa, la distribuzione di illuminamento ottenuta è vantaggiosamente priva di zone alternate di luce e buio e/o di brusche variazioni di illuminamento.

Dal punto di vista estetico, inoltre, ciascun riflettore 12 è fortemente caratterizzato, sia con la relativa sorgente luminosa (LED di potenza) 11 accesa che con la sorgente luminosa 11 spenta, in quanto il gioco di riflessi delle superfici spezzate del riflettore 12 produce, per osservazione diretta, un mosaico di immagini miniaturizzate ripetute.

Si è in pratica constatato come l'apparecchio illuminante 10, secondo la presente invenzione, risulti particolarmente vantaggioso per la grande uniformità ed area di illuminazione che permette di ottenere ; inoltre, il particolare profilo spezzato del riflettore 12 consente di ottenere prestazioni fotometriche controllate, sia nel caso in cui l'apparecchio 10 venga installato a parete, sia nel caso in cui lo stesso venga installato a soffitto, e dunque costituisce altresì un affidabile e versatile prodotto per l'illuminazione di emergenza.

E' chiaro, infine, che numerose altre varianti possono essere apportate all'apparecchio di illuminazione ad alte prestazioni ed ottimale distribuzione della luce, oggetto della presente invenzione, senza per questo uscire dai princìpi di novità insiti nell'idea inventiva, così come è chiaro che, nella pratica attuazione dell'invenzione, i materiali, le forme e le dimensioni dei dettagli illustrati potranno essere qualsiasi a seconda delle esigenze e gli stessi potranno essere sostituiti con altri tecnicamente equivalenti.

In particolare, come già mostrato in precedenza, l'apparecchio di illuminazione così realizzato può essere utilizzato analogamente sia per l'illuminazione puntuale degli ambienti, sia per l'illuminazione di emergenza, e può essere ugualmente applicato a pareti o a soffitti, con orientamento del fascio luminoso sia sul piano longitudinale che trasversale; tale apparecchio di illuminazione può altresì essere predisposto per l'installazione a sospensione o su barra elettrificata, grazie all'elevato livello di illuminamento che riesce a sviluppare al suolo anche da altezze considerevoli.

Claims

RIVENDICAZIONI 1. Apparecchio di illuminazione (10) ad alte prestazioni ed ottimale distribuzione della luce, installabile a soffitto e a parete, del tipo comprendente almeno una sorgente luminosa (11), atta a diffondere la luce attraverso almeno un diffusore, caratterizzato dal fatto che detta sorgente luminosa (11) è posta su almeno una delle superfici di almeno un riflettore (12), realizzato a superficie composita ed il cui profilo è costituito da almeno tre segmenti di retta (A, B, C), uniti ai vertici (D, E), in modo da creare una linea spezzata continua, in modo tale da definire un'ottica atta a produrre un solido fotometrico, che determina alte prestazioni dell'apparecchio di illuminazione (10) ed una ottimale distribuzione della luce, sia nel caso in cui l'apparecchio (10) sia installato a parete, sia nel caso in cui lo stesso sia installato a soffitto.
2. Apparecchio di illuminazione (10) come alla rivendicazione 1, caratterizzato dal fatto che detta sorgente luminosa (11) comprende almeno un LED di potenza .
3. Apparecchio di illuminazione (10) come alla rivendicazione 1, caratterizzato dal fatto che ciascun riflettore (12) dell'apparecchio di illuminazione (10) è posto su almeno un supporto (13), detto supporto (13) essendo amovibile e posizionabile secondo almeno due posizioni differenti, spaziate di una determinata angolazione, in modo tale da realizzare un'ottica asimmetrica, secondo la quale almeno due riflettori (12) dell'apparecchio (10) sono affiancati tra loro, per le installazioni dell'apparecchio (10) a parete, ovvero un'ottica simmetrica, secondo la quale almeno due riflettori (12) dell'apparecchio (10) sono posizionati simmetricamente tra loro ed almeno due sorgenti luminose (11), ognuna delle quali posta su un rispettivo riflettore (12), sono contrapposte, per le installazioni dell'apparecchio (10) a soffitto.
4. Apparecchio di illuminazione (10) come alla rivendicazione 1, caratterizzato dal fatto che ciascuna sorgente luminosa (11), posta su almeno una delle superfici di ogni riflettore (12) e costituita in particolare da almeno un LED di potenza, presenta almeno un asse di massima intensità luminosa parallelo al piano di installazione dell'apparecchio di illuminazione (10) .
5. Apparecchio di illuminazione (10) come alla rivendicazione 1, caratterizzato dal fatto che i relativi segmenti speculari a detti tre segmenti di retta (A, B, C) si comportano come piani di simmetria, ciascuno dei quali genera almeno una rispettiva sorgente virtuale (P, R, S) con associato almeno un rispettivo diagramma polare dell'intensità luminosa, di cui è considerata almeno una porzione corrispondente alla luce in uscita da detto riflettore (12) dopo aver subito una sola riflessione .
6. Apparecchio di illuminazione (10) come alla rivendicazione 1, caratterizzato dal fatto che detto profilo di ciascun riflettore (12) è realizzato in modo tale da produrre un solido fotometrico simile ad un solido ideale predeterminato.
7. Apparecchio di illuminazione (10) come alla rivendicazione 1, caratterizzato dal fatto che detti tre segmenti (A, B, C) del profilo di ciascun riflettore (12) definiscono almeno tre rispettivi angoli maggiori di 90°.
8. Apparecchio di illuminazione (10) come alla rivendicazione 7, caratterizzato dal fatto che un primo angolo (a), definito da almeno una verticale (T) e da almeno uno (A) di detti tre segmenti (A, B, C), risulta compreso tra 93° e 113° e, preferibilmente, è pari a 103°.
9. Apparecchio di illuminazione (10) come alla rivendicazione 7 caratteriz zato dal fatto che un secondo angolo (β), definito da almeno due (A, B) di detti tre segmenti (A, B, C), risulta compreso tra 139° e 159° e, preferibilmente, è pari a 149°.
10. Apparecchio di illuminazione (10) come alla rivendicazione 7, caratterizzato dal fatto che un terzo angolo (γ), definito da almeno due (B, C) di detti tre segmenti (A, B, C), risulta compreso tra 143° e 163° e, preferibilmente, è pari a 153°.
11. Apparecchio di illuminazione (10) come alla rivendicazione 1, caratterizzato dal fatto che detto apparecchio di illuminazione (10) è utilizzabile analogamente sia per l'illuminazione puntuale degli ambienti, sia per l'illuminazione di emergenza, e può essere applicato a pareti, soffitti o barre elettrificate, con orientamento del fascio luminoso sia sul piano longitudinale che trasversale.