NL2002408C2

NL2002408C2 - Van leds voorziene verlichtingsinrichting voor een tunnel.

Info

Publication number: NL2002408C2
Application number: NL2002408A
Authority: NL
Inventors: Richard Grootveld; Kornelis Arie Kieviets
Original assignee: Ind Tech Verlichting B V
Priority date: 2008-11-12
Filing date: 2009-01-09
Publication date: 2010-05-17
Also published as: US20110261564A1; WO2010056117A1; EP2356368A1

Description

Van LEDs voorziene verlichtingsinrichting voor een tunnel

De uitvinding betreft een verlichtingsinrichting voor het verlichten van een tunnelbuis met een verkeersrichting, omvattende een aantal afzonderlijke, tegen een 5 tunnelbuiswand bevestigde, volgens een zich in de lengterichting van de tunnelbuis uitstrekkende lijn verdeelde, bij benadering puntvormige lichtbronnen, die elk zijn ingericht voor het opwekken van een lichtbundel waarvan de hoofdrichting een zich tegen de verkeersrichting van de tunnelbuis in uitstrekkende component omvat. Hierbij wordt onder de tunnelwandbuis mede het tunnelwandplafond begrepen.

10

Dcrgclijkc tunnclvcrlichtingsinrichtingcn zijn, veelal met symmetrische uitstraling bekend. Zij omvatten op onderlinge afstand van ongeveer 10 tot 15 meter geplaatste lichtbronnen.

15 Dergelijke tot de stand van de techniek behorende verlichtingsinrichtingen hebben echter wel het nadeel dat de reeks lichtbronnen discontinu is, hetgeen leidt tot een sterke van de plaats afhankelijke variatie van het verlichtingsniveau in de tunnel. Bestuurders ervaren dit als onaangename variatie in tijd van het waargenomen verlichtingsniveau, ook wel bekend als flikkeren.

20

Het doel van de uitvinding is het verschaffen van een verlichtingsinrichting waarbij dit nadeel wordt vermeden.

Dit doel wordt bereikt door een dergelijke verlichtingsinrichting, waarbij de afstand 25 tussen de lichtbronnen in de lengterichting van de tunnel kleiner is dan 5m. Hierdoor wordt d de rij lichtpunten gezien als een continue lichtband, hetgeen als veel minder storend wordt ervaren.

Hierbij zij opgemerkt dat de verlichtingsniveaus in het interieur van tunnels laag zijn ten 30 opzichte van de ingangsverlichting, waarvan het niveau veelal aan dat van het buiten heersende lichtniveau wordt gerelateerd, zodat veelal kan worden volstaan met lichtbronnen met een laag vermogen. In verband met de prijzen van elektrische energie is het van belang dat er lichtbronnen worden toegepast met een hoog rendement. Gebruikelijkerwijs wordt er gebruik gemaakt van gasontladingslampen, die aan 2 minimale vermogens en daarmede aan een minimale lichtopbrengst zijn gebonden bij het behalen van een gewenst rendement. Door deze minimale lichtopbrengst per lichtbron wordt, in samenwerking met het gewenste verlichtingsniveau, de afstand tussen de lichtbonnen bepaald. Het verkleinen van deze afstand zou dan ook leiden tot 5 een verlaging van het rendement, dan wel een vergroting van het verlichtingsniveau, hetgeen geen van beide gewenst is uit oogpunt van energiegebruik. Tegen deze overweging in stelt de onderhavige uitvinding voor deze afstand te verkleinen.

Hierbij wordt opgemerkt dat het uit de stand van de techniek wel bekend is lichtbronnen 10 toe te passen die dichter op elkaar zijn geplaatst, namelijk langwerpige lichtbronnen in de vorm van buisvormige lampen die zich in de lengterichting van de tunnel uitstrekken. Deze lichtbronnen hebben echter het nadeel dat er nauwelijks of geen lichtsturing in de lengterichting van de tunnel plaats vindt, zodat hiermede de hierboven genoemde voordelen niet worden bereikt.

15

Door toepassing van lichtbronnen met lichtopbrengsten die meer dan een factor tien kleiner zijn dan die van gebruikelijke gasontladingslampen kan de afstand nog verder worden verkleind, namelijk tot afstanden kleiner dan 0,5m. Dit heeft tot gevolg dat de variaties in de lichtsterkte die door bestuurders worden waargenomen, sterk zijn 20 verminderd.

Met meer voorkeur is de afstand tussen de lichtbronnen kleiner dan 0,05m. Hierdoor wordt niet alleen de variatie in lichtsterkte nog verder verkleind, maar wordt bovendien een geleidingseffect verkregen. Onbewust hebben bestuurders immers de neiging de 25 aldus voor hun waarneembare verlichte band te volgen, hetgeen de verkeersveiligheid vergroot.

Het heeft de voorkeur dat de lichtbronnen elk van tenminste een LED zijn voorzien. LEDs hebben immers een grote levensduur, terwijl een groter deel van het opgewekte 30 licht nuttig kan worden gebruikt dan dat het geval is bij gasontladingslampen omdat LED geen rondstralend licht afgeven . Voorts is de verwachting dat hun rendement van in de nabije toekomst vervaardigde LED’s zal toenemen.

3

Volgens een voorkeursuitvoeringsvorm zijn de lichtbronnen ingericht voor het opwekken van een lichtbundel waarvan de hoofdrichting een zich tegen de verkeersrichting in uitstrekkende hoofdcomponent omvat. Hiermede wordt voor bestuurders van in de tunnel rijdende voertuigen het zichtbare contrast sterk vergroot 5 ten opzichte van het contrast van gebruikelijke, symmetrische tot de stand van de techniek behorende verlichtingsinrichtingen voor het interieur van de tunnel, waarbij de hoofdrichting van het uit de lichtbronnen tredende licht zich parallel aan het dwarsvlak van de tunnel uitstrekt. Een naar de bestuurder toegekeerd vlak van een eventueel obstakel in de tunnel is immers nauwelijks verlicht zodat het sterk afsteekt ten opzichte 10 van de wel verlichte tunnelwanden en het wel verlichte wegdek. Tevens is als gevolg van het feit dat ook semi-di (Tuus verstrooiende oppervlakken het licht meer reflecteren in de richting van de lichtbron af dan naar de lichtbron toe, het voor de bestuurder zichtbare verlichtingsniveau van de tunnelwanden en het wegdek groter. Als gevolg van beide hierboven genoemde effecten kan het verlichtingsniveau in de tunnel worden 15 verlaagd, hetgeen leidt tot lagere energiekosten.

Een dergelijke lichtverdeling kan worden verkregen wanneer de LED’s met hun hoofdbundelrichting met een component tegen de verkeersrichting in geplaatst zijn. Er hoeven dan immers slechts weinig eisen aan de optische middelen voor het omzetten 20 van het door de LED opgewekte licht naar het uittredende licht, zoals reflectoren en lenzen te worden gesteld.

Het is echter eveneens mogelijk dat de lichtbronnen van een optisch element zijn voorzien waarvan de asrichting zich uitstrekt met een component tegen de 25 verkeersrichting in.

Voor sommige situaties kan het aantrekkelijk zijn dat de lichtbronnen zijn ingericht voor het opwekken van een lichtbundel waarvan de hoofdrichting een zich met de verkeersrichting mee uitstrekkende component omvat, hetgeen voor een desbetreffende 30 verlichtingsinrichting de meest nuttige oplossing vormt.

Voor dergelijke situaties kunnen de LED’s met hun hoofd-bundelrichling met een component met de verkeersrichting mee geplaatst zijn, maar is het evenzeer mogelijk 4 dat de lichtbronnen van een optisch element zijn voorzien waarvan de asrichting zich uitstrekt met een component met de verkeersrichting mee.

Het is evenzeer mogelijk een symmetrische lichtverdeling toe te passen. Al deze 5 lichtverdelingen kunnen worden bereikt door desbetreffende plaatsing van de LEDs van de betreffende optische middelen zoals lenzen of reflectoren of een combinatie hiervan. Bij een symmetrische lichtverdeling is het overigens mogelijk de lichtbronnen afwisselend in te richten voor het opwekken van een hoofdlichtbundel met een richtingscomponent tegen de verkeersrichting in en met de verkeersrichting mee.

10

De verkeersrichting van tunnelbuizen kan veranderen als gevolg van de afsluiting van parallelle tunnelbuizen of wanneer de tunnelbuis afwisselend in beide richtingen wordt gebruikt. Voor dergelijke situaties kan uiteraard een symmetrische verdeling worden gebmikt, maar het is eveneens mogelijk dat de lichtbronnen zijn ingericht voor het 15 veranderen van de hoofdrichting van de lichtbundel.

Hierbij wordt opgemerkt dat de lichtbronnen zijn opgenomen in armaturen, bij voorkeur armaturen die zich in de lengterichting van de tunnelbuis uitstrekken. In het algemeen zullen meerdere lichtbronnen in een dergelijke armatuur zijn opgenomen. Om een 20 doorlopende band tc verkrijgen heeft het dc voorkeur dat de armaturen aansluitend op elkaar geplaatst zijn. Alhoewel het niet de voorkeur heeft, is het voorstelbaar dat de armaturen op een afstand van elkaar zijn geplaatst, bijvoorbeeld met een tussenruimte die gelijk is aan de helft van de lengte van een armatuur of de lengte van een armatuur. Hiermede wordt slechts een deel van de voordelen van uitvinding bereikt. Ook is het 25 voorstelbaar dat een deel van de armaturen ’s nachts wordt uitgeschakeld, bij voorbeeld om en om, waarmee een soortgelijk effect wordt bereikt. Het is overigens aantrekkelijker een lager lichtniveau te bereiken door het dimmen van de lichtbronnen. Alhoewel in de meeste gevallen de lichtbronnen volgens een enkele lijn gerangschikt tegen het plafond van de tunnelbuis zijn geplaatst, wordt het niet uitgesloten dat de 30 lichtbronnen in meer dan een enkele lijn tegen het tunnelbuisplafond zijn gerangschikt.

Weer een andere voorkeursuitvoeringsvorm verschaft de maatregel dat de lichtbronnen zijn geplaatst in armaturen en dat armaturen die dichter dan een vooraf bepaalde afstand bij de ingang van de tunnelbuis zijn geplaatst, voorzien zijn van een lichtbron die is 5 ingericht voor het opwekken van een lichtniveau dat gradueel verandert van dat aan de omgeving van de tunnelingang naar dat in het inwendige van de tunnel. Deze uitvoeringsvorm is geschikt voor toepassing bij tunnels in de nabijheid van de tunnelingangen. Hier is immers een plotselinge overgang van lichtniveaus van dat van 5 daglicht naar dat van de tunnelverlichting. Om deze overgang geleidelijk te laten plaatsvinden, wordt bij elke armatuur bij toenemende afstand van de tunnelingang het lichtniveau verlaagd. Deze op zich bekende maatregel kan worden gecombineerd met de maatregelen volgens de uitvinding.

10 De uitvinding wordt verder toegelicht in de bijgaande tekeningen, waarin tonen:

Figuur 1: een schematische lcngtcdoorsncdcaanzicht van een tunnelbuis, die is voorzien van een tunnelverlichtingsinrichting volgens een eerste uitvoeringsvorm van uitvinding;

Figuur 2: een met figuur 1 overeenkomend aanzicht van een tunnelbuis, die is 15 voorzien van een tweede uitvoeringsvorm;

Figuur 3: een met figuur 1 overeenkomend aanzicht van een tunnelbuis, die is voorzien van een derde uitvoeringsvorm;

Figuur 4: een detaildoorsnedeaanzicht van de eerste uitvoeringsvorm;

Figuur 5: een detaildoorsnedeaanzicht van de tweede uitvoeringsvorm; en 20 Figuur 6: een detaildoorsnedeaanzicht van de derde uitvoeringsvorm.

In figuur 1 is een tunnelbuis 1 getoond die is ingesloten door een rijbaan 2 en een plafond 3. Uiteraard is de tunnelbuis 1 voorzien van niet in de tekening zichtbare zijwanden. Veelal gaan de zijwanden door middel van een gebogen deel over in het 25 plafond 3. De tunnelbuis is ingericht voor het geleiden van het verkeer in een verkeersrichting die door een pijl 4 wordt weergegeven.

Tegen het plafond aan is een aantal verlichtingsarmaturen 5 bevestigd. In het onderhavige geval betreft het volgens een zich parallel aan de as van de tunnelbuis 1 30 geplaatste armaturen, maar het zal eveneens duidelijk zijn dat de armaturen volgens andere configuraties kunnen zijn geplaatst. Voorts sluiten de armaturen 5 op elkaar aan, maar het is eveneens mogelijk dat de armaturen 5 met regelmatige tussenruimten zijn geplaatst.

6

In de armaturen 5 zijn bij voorkeur van LED’s voorziene lichtbronnen 6 geplaatst. In plaats van van LED’s voorziene lichtbronnen 6 kunnen andere, bij benadering puntvormige lichtbronnen 6 worden geplaatst. Elk van de lichtbronnen 6 is ingericht voor het afgeven van licht met een verdeling die een overwegende component in de 5 richting tegen de verkeersrichting van de tunnelbuis 1 in omvat. In figuur 1 is dit weergegeven door een polair diagram 7. Het zal duidelijk zijn dat, het voor het bereiken van de effecten zoals hierboven weergegeven, het belangrijkste deel van het door de lichtbron uitgezonden licht een richtingscomponent tegen de verkeersrichting in heeft.

10 In figuur 2 is een uitvoeringsvorm getoond die overeenkomt met de in figuur 1 getoond uitvoeringsvorm, maar waarbij de hoofdrichting van het door dc lichtbronnen 5 uitgezonden licht met de verkeersrichting van de tunnel 1 overeenkomt, zoals blijkt uit het polaire diagram 7. Het zal overigens duidelijk zijn dat het licht een component in de verticale richting heeft omdat het immers van het plafond 3 van de tunnel 1 naar 15 beneden moet schijnen, evenals bij de in figuur 1 weergegeven uitvoeringsvorm.

Figuur 3 toont een uitvoeringsvorm die weliswaar voor een groot deel overeenkomt met de voorgaande uitvoeringsvormen, maar waarbij het uit de lichtbronnen 6 tredende licht is verdeeld in twee hoofdbundels, waarbij de hoofdrichting van elk van de bundels 20 voorzien is van een component in dc verkeersrichting van dc tunnelbuis, respectievelijk tegen deze richting in. Het heeft de voorkeur wanneer de lichtverdeling symmetrisch is, maar niet uitgesloten kan worden dat een van de hoofdbundels, bij voorkeur de hoofdbundel met een component tegen de verkeersrichting in krachtiger is dan de andere bundel. Wel zal de lichtsterkte direct vanuit de lichtbron naar beneden toe 25 kleiner zijn dan die van de hoofdbundels, zodat het polaire diagram twee ‘lobben’ omvat zoals in figuur 3 is weergegeven.

In figuur 4 is een armatuur 4, zoals dat in figuur 1 is weergegeven meer in detail afgebeeld. Het armatuur 4 omvat een huis 8, die is voorzien van middelen voor het 30 bevestigen van het armatuur aan het tunnelbuisplafond. Voorts is het armatuur 4 voorzien van een aantal, in het onderhavige geval vijf LED-dragers 9, die zijn ingericht voor het onder een hoek ten opzichte van de verticaal monteren van LED’s 10.

Hiermede worden de LED’s 10 gemonteerd met hun as in de richting met een component tegen de verkeersrichting in en met een component in verticale richting.

7

Wanneer, zoals meestal het geval is de hoofdbundel van een LED overeenkomt met zijn as, wordt de gewenste lichtverdeling verkregen. Aan de onderzijde wordt het armatuur afgesloten door een van transparant materiaal vervaardigde kap 13.

5 Het zal de vakman duidelijk zijn dat in het huis voorschakelapparatuur aanwezig zal zijn voor de LED’s, evenals bij voorkeur middelen voor het doorlussen van de achter elkaar geschakelde armaturen. Hierbij wordt erop gewezen dat

Bij de hierboven toegelichte uitvoeringsvorm is de gewenste lichtv erdeling verkregen 10 door desbetreffende plaatsing van de LED’s, maar dit effect kan eveneens worden verkregen door andere middelen zoals het toepassen van een reflector, een lens of een combinatie hiervan.

In figuur 5 is een armatuur 5, zoals in figuur 2 is weergegeven meer in detail afgebeeld. 15 In deze uitvoeringsvorm is het armatuur 5 ingericht voor het opwekken van een lichtbundel waarvan de hoofdrichting een component heeft die gelijk is aan die van de verkeersrichting 4 van de tunnelbuis 1. Hiertoe wordt in tegenstelling tot de in figuur 4 afgebeelde uitvoeringsvorm gebmik gemaakt van reflectoren 11, die zijn ingericht voor het opwekken van een desbetreffende gerichte lichtbundel. Het zal duidelijk zijn dat in 20 plaats van de hier getoonde reflector 11 ook gebruik gemaakt zou kunnen zijn van schuin geplaatste LED-dragers 9, zoals die in figuur 4 zijn getoond, mogelijkerwijs in combinatie met reflectoren of lenzen. Voorts wordt bij deze uitvoeringsvorm gebruik gemaakt van drie LED’s 10; ook andere aantallen LED’s zouden kunnen worden gebruikt.

25

Tenslotte toont figuur 6 een detail van de in figuur 3 afgebeelde uitvoeringsvorm waarbij gebruik wordt gemaakt van lenzen 12 voor het vormen van de schuin gerichte lichtbundels. De LED’s 10 zijn hier, evenals bij de voorgaande uitvoeringsvorm direct in het huis 8 geplaatst. Aan de onderzijde van het huis 8 is, evenals bij de vorige 30 uitvoeringsvormen een kap 13 geplaatst die voorzien is van lenzen 12. Tussen de lenzen 12 kan de kap 13 transparant zijn, bijvoorbeeld wanneer de lenzen 12 in de kap 13 zijn geïntegreerd, maar het is eveneens mogelijk dat de kap 13 van niet lichtdoorlatend materiaal is vervaardigd en dat de lenzen 12 hierin zijn ingezet. Een bijzonderheid bij deze uitvoeringsvorm is het feit dat de LED’s 10 afwisselend licht met een 8 hoofdrichting met een tegengestelde horizontale component opwekken. Hiermede worden lichtbundels opgewekt met de in figuur 3 afgebeelde configuratie. Het is overigens evenzeer mogelijk dergelijke lichtbundels op te wekken door de door elke LED opgewekte lichtbundel te splitsen in twee delen, bij gebruikmaking van 5 desbetreffende reflectoren of lenzen. Voorts biedt de getoonde uitvoeringsvorm de mogelijkheid de LED’s om en om in te schakelen, bijvoorbeeld bij tunnelbuizen met een veranderbare verkeersrichting.

Het zal duidelijk zijn dat de in de hierboven besproken uitvoeringsvormen getoonde 10 maatregelen onderling kunnen worden gecombineerd.

Claims

1. Verlichtingsinrichting voor het verlichten van een tunnelbuis met een verkeersrichting, omvattende een aantal afzonderlijke, tegen een tunnelbuiswand 5 bevestigde, zich volgens een zich in de lengterichting van de tunnel uitstrekkende lijn verdeelde, bij benadering puntvormige lichtbronnen, die elk zijn ingericht voor het opwekken van een lichtbundel waarvan de hoofdrichting tenminste een zich in de verkeersrichting van de tunnel uitstrekkende component omvat, met het kenmerk, dat de afstand tussen de lichtbronnen in de lengterichting van de tunnel kleiner is dan 5m. 10

2. Verlichtingsinrichting volgens conclusie 1, met het kenmerk, dat de afstand tussen de lichtbronnen kleiner is dan 0,5m.

3. Verlichtingsinrichting volgens conclusie 2, met het kenmerk, dat de afstand 15 tussen de lichtbronnen kleiner is dan 0,2m.

4. Verlichtingsinrichting volgens een van de voorafgaande conclusies, met het kenmerk, dat de lichtbronnen elk van tenminste een LED zijn voorzien.

5. Verlichtingsinrichting volgens ccn van dc voorafgaande conclusies, met het kenmerk, dat de lichtbronnen elk zijn ingericht voor het opwekken van een lichtbundel waarvan de hoofdrichting een zich tegen de verkeersrichting in uitstrekkende component omvat.

6. Verlichtingsinrichting volgens conclusie 5, met het kenmerk, dat de LED’s met hun hoofdbundelrichting met een component tegen de verkeersrichting in geplaatst zijn.

7. Verlichtingsinrichting volgens conclusie 5 of 6, met het kenmerk, dat de lichtbronnen van een optisch element zijn voorzien waarvan de asrichting zich uitstrekt 30 met een component tegen de verkeersrichting in.

8. Verlichtingsinrichting volgens een van de conclusies 1-4, met het kenmerk, dat de lichtbronnen elk zijn ingericht voor het opwekken van een lichtbundel waarvan de hoofdrichting een zich met de verkeersrichting mee uitstrekkende component omvat.

9. Verlichtingsinrichting volgens conclusie 8, met het kenmerk, dat de LED’s met hun hoofdbundelrichting met een component met de verkeersrichting mee geplaatst zijn.

10. Verlichtingsinrichting volgens een van de conclusies 8 of 9, met het kenmerk, dat de lichtbronnen van een optisch element zijn voorzien waarvan de asrichting zich uitstrekt met een component met de verkeersrichting mee.

11. Verlichtingsinrichting volgens een van de conclusies 1-5, met het kenmerk, dat 10 de lichtbronnen zijn ingericht voor het opwekken van een lichtbundel die in de verkeersrichting hoofdzakclijk symmetrisch is.

12. Verlichtingsinrichting volgens conclusies 11, met het kenmerk, dat de dat de lichtbronnen van een optisch element zijn voorzien dat leidt tot een symmetrische 15 lichtverdeling in de verkeersrichting.

13. Verlichtingsinrichting volgens een van de voorafgaande conclusies, met het kenmerk, dat de lichtbronnen zijn ingericht voor het veranderen van de hoofdrichting van de lichtbundel. 20

14. Verlichtingsinrichting volgens een van de voorafgaande conclusies, met het kenmerk, dat de inrichting op zich in de lengterichting van de tunnel uitstrekkende armaturen omvat die elk zijn voorzien van meer dan een lichtbron.

15. Verlichtingsinrichting volgens een van de voorafgaande conclusies, met het kenmerk, dat de lichtbronnen zijn geplaatst in armaturen en dat de armaturen die dichter dan een vooraf bepaalde afstand bij de ingang van de tunnelbuis zijn geplaatst, voorzien zijn van een lichtbron die is ingericht voor het opwekken van een het lichtniveau dat gradueel verandert van dat aan de omgeving van de tunnelingang naar 30 dat in het inwendige van de tunnel.

16. Armatuur voor een tunnel verlichting volgens een van de voorafgaande conclusies.