NO872600L

NO872600L - Floodlight projectors.

Info

Publication number: NO872600L
Application number: NO872600A
Authority: NO
Inventors: Rodney Raybon Keel; Herbert Arnold Odle; Douglas Scott Hammond
Original assignee: Manville Corp
Priority date: 1986-06-23
Filing date: 1987-06-22
Publication date: 1987-12-28
Also published as: ZA874530B; DK316587A; DK316587D0; NO872600D0; EP0251154A2; EP0251154A3

Description

Denne oppfinnelse angår et lyssystem og især et lyssystem for baseballbaner, tennisbaner, fotballbaner og andre liknende anvendelser. This invention relates to a lighting system and in particular a lighting system for baseball fields, tennis courts, football fields and other similar applications.

I lyssystem av kjent teknikk for baseballbaner, tennisbaner og fotballbaner o.l., er opplysning av banen oppnådd ved å rette flomlys mot forskjellige steder på banen hvorved det skapes en mosaikk av lysflekker på banen for å opplyse denne. Denne fremgangsmåte gjør det naturligvis nødvendig å rette hvert flomlys ved å vippe lampen noe som ikke bare krever mekanisk justering på stedet, men vippingen reduserer også effekten av metallhalogenidlamper og hindrer bruk av supermetallhalogenidlamper som må betjenes vertikalt eller horisontalt. In lighting systems of known technology for baseball pitches, tennis courts and football pitches etc., illumination of the pitch is achieved by directing floodlights towards different places on the pitch, whereby a mosaic of light spots is created on the pitch to illuminate it. This method naturally makes it necessary to direct each floodlight by tilting the lamp, which not only requires mechanical adjustment on site, but the tilting also reduces the effect of metal halide lamps and prevents the use of super metal halide lamps which must be operated vertically or horizontally.

For å overvinne disse ulemper og å tilveiebringe et lyssystem for sportsanvendelser o.l. som forenkler vedlikehold, har øket effektivitet, eliminerer behovet for innretting og reduserer behovet for flomlys for å oppnå samme resultat, med 20-40%, er det tilveiebrakt av denne oppfinnelse, et lyssystem for sportsanvendelser o.l. som anvender fast innrettede flomlys som anvender seg vesentlig av vertikalt monterte me-tallhalogenide lamper (innenfor + 5%), vippe eller vertikalt monterte supermetallhalogenide lamper for å frembringe vesent-lige rektangulære lysmønster. To overcome these disadvantages and to provide a lighting system for sports applications and the like. which simplifies maintenance, has increased efficiency, eliminates the need for alignment and reduces the need for floodlights to achieve the same result, by 20-40%, is provided by this invention, a lighting system for sports applications, etc. which use fixed floodlights which make substantial use of vertically mounted metal halide lamps (within + 5%), tilting or vertically mounted super metal halide lamps to produce substantially rectangular light patterns.

Følgelig er det et formål med oppfinnelsen å tilveiebringe et mer effektivt lyssystem som ikke bare trenger 20-40% færre projektører men som er mere kraf tef f ektiv og enklere å vedlikeholde. Consequently, it is an aim of the invention to provide a more efficient lighting system which not only needs 20-40% fewer projectors but which is more power efficient and easier to maintain.

Et annet formål og en annen fordel med denne oppfinnelse er at når en lampe svikter blir det ikke noe mørkt område siden opplysningen spres over et større område. Another purpose and another advantage of this invention is that when a lamp fails there is no dark area since the information is spread over a larger area.

Det er også et formål med oppfinnelsen å spre lyskilden over et større område og derved gjøre det lettere for en person å se opp mot flomlyset fra området som blir opplyst. It is also an object of the invention to spread the light source over a larger area and thereby make it easier for a person to look up at the floodlight from the area being illuminated.

Disse og andre formål og fordeler med oppfinnelsen vil fremgå ved en gjennomgang av spesifikasjonene og tegningene og ved å studere en foretrukket utførelse som gis bare som illustrasjon. These and other objects and advantages of the invention will be apparent from a review of the specifications and drawings and from a study of a preferred embodiment which is given by way of illustration only.

Fig. IA viser et lyssystem av kjent teknikk hvor flom lysene montert i klaser på lysmaster er rettet mot forskjellige steder på en baseballbane og som danner en mosaikk av lysflekker som opplyser banen, fig. IB viser et lyssystem ifølge oppfinnelsen hvor rektangulært formede normalt horisontale lysmønster loddrett på lampearmaturens akse er frembrakt ved fast rettede flomlys med vertikalt monterte lamper, for å opplyse en baseballbane, fig. 2A er et sideriss av en flomarma-tur som opplyser et rektangulært område hvor planet i det rektangulære område er horisontalt og loddrett på lampearmaturens akse, fig. 2B er et planriss av f lomlysarmaturen på fig. 2A som opplyser et rektangulært område hvor planet i det rektangulære område er horisontalt og loddrett mot lampearmaturens akse, fig. 3A er et sideriss av et flomlys hvor lampen er vippet 25° med en reflektor tilpasset for å frembringe et rektangulært, horisontalt lysfordelingsmønster, fig. 3B er et planriss av lysf ordelingen i flomlyset vist på fig. 3A, fig. 4A er et sideriss av et flomlys hvor lampen er montert vesentlig vertikalt og som anvender seg av samme reflektor som vist på fig. 3A, fig. 4B viser lysf ordelingen oppnådd av flomlyset vist på fig. 4A, fig. 5A viser at flomlyset på fig. 4A tilveiebringer utilstrekkelig opplysning av hjørnene nærmest armaturen, fig. 5B viser at med flomlyset på fig. 4A, vil for meget lys gå over lampens 90° akse, fig. 6 viser en prismeglassrefraktor som omdirigerer inn i hjørnene nærmest armaturen for det ønskede lysmønster samtidig som det direkte lys som stråler over lampens 90° akse reduseres, fig. 7 er et tverrsnitt langs linjen A-A på fig. 6, fig. 8 viser prisme-effekten i hjørner som tillater reflekterte lysstråler å bli delt i motsatte retninger. Fig. 9 viser formen av den nedre del av refraktoren vist på fig. 6, fig. 10 er et tverrsnitt av refraktoren gjennom I på fig. 9. Fig. IA shows a prior art lighting system where the flood lights mounted in clusters on light masts are directed at different locations on a baseball field and which form a mosaic of light spots that illuminate the field, fig. IB shows a lighting system according to the invention where rectangular shaped normally horizontal light patterns perpendicular to the axis of the lamp fixture are produced by permanently directed floodlights with vertically mounted lamps, to illuminate a baseball field, fig. 2A is a side view of a floodlight illuminating a rectangular area where the plane of the rectangular area is horizontal and vertical to the axis of the lamp fixture, FIG. 2B is a plan view of the flood light fitting in fig. 2A which illuminates a rectangular area where the plane in the rectangular area is horizontal and perpendicular to the axis of the lamp fixture, fig. 3A is a side view of a floodlight where the lamp is tilted 25° with a reflector adapted to produce a rectangular, horizontal light distribution pattern, FIG. 3B is a plan view of the light distribution in the flood light shown in fig. 3A, fig. 4A is a side view of a flood light where the lamp is mounted substantially vertically and which uses the same reflector as shown in fig. 3A, fig. 4B shows the light distribution obtained by the flood light shown in fig. 4A, fig. 5A shows that the flood light in fig. 4A provides insufficient illumination of the corners closest to the fixture, fig. 5B shows that with the floodlight of fig. 4A, too much light will pass over the lamp's 90° axis, fig. 6 shows a prismatic glass refractor which redirects into the corners closest to the luminaire for the desired light pattern at the same time as the direct light radiating over the lamp's 90° axis is reduced, fig. 7 is a cross-section along the line A-A in fig. 6, fig. 8 shows the prism effect at corners which allows reflected light rays to be split in opposite directions. Fig. 9 shows the shape of the lower part of the refractor shown in fig. 6, fig. 10 is a cross-section of the refractor through I in fig. 9.

Som vist på fig. IA i lyssystemet av kjent teknikk for baseballbaner, tennisbaner og fotballbaner o.l., blir opplysningen av banen 10 oppnådd ved å rette flomlys (ikke vist) montert i klaser f.eks. på master 12, som er rettet ved hjelp av vipping og som skaper lysmønster 14 ved en mosaikk av lysflekker som opplyser banen 10. As shown in fig. IA in the lighting system of known technology for baseball fields, tennis courts and football fields etc., the illumination of the field 10 is achieved by directing flood lights (not shown) mounted in clusters, e.g. on mast 12, which is directed by means of tilting and which creates light pattern 14 by a mosaic of light spots which illuminate the path 10.

Som vist på fig. IB ifølge oppfinnelsen, blir opplys ningen av en bane 110 oppnådd ved å montere fast rettede flomlys (ikke vist) i klaser på master 112, idet flomlysene frem-bringer rektangulære lysmønster 114 som kan overlappes for større lysintensitet. En fordel med den spredte lyskilden ifølge oppfinnelsen, er at når én lampe svikter blir det ikke noe mørkt område som det ellers ville bli ved kjent teknikk, og den er også mindre blendende for en person som ser opp mot en klasef lomlys, enn med lamper som hver er rettet mot ett sted. Således vil en spiller eller en tilskuer som ser mot flomlysklasen, se klasen som jevnt opplyst - ikke bare meget lys midt i andre mindre lyse eller nesten mørke lys. As shown in fig. IB according to the invention, the illumination of a path 110 is achieved by mounting fixed floodlights (not shown) in clusters on masts 112, the floodlights producing rectangular light patterns 114 which can be overlapped for greater light intensity. An advantage of the diffused light source according to the invention is that when one lamp fails there is no dark area as would otherwise be the case with known technology, and it is also less dazzling for a person looking up at a cluster light than with lamps each of which is directed to one location. Thus, a player or a spectator looking towards the flood light cluster will see the cluster as evenly lit - not just very bright in the middle of other less bright or almost dark lights.

Ved bruk av fast innrettede flomlys vil denne oppfinnelse ikke bare unngå behovet for å rette lampene på stedet men vil også tilveiebringe flomlys hvor lampen holdes vesentlig i en vertikal stilling og således frembringe størst effektivitet sammen med en metallhalogenid lampe og en nødvendighet ved bruk av en supermetallhalogenid lampe. When using fixed floodlights, this invention will not only avoid the need to direct the lamps in place but will also provide floodlights where the lamp is kept substantially in a vertical position and thus produce the greatest efficiency together with a metal halide lamp and a necessity when using a super metal halide lamp.

En metallhalogenid lampe mister effekt som en ikke-lineær funksjon av vipping i forhold til vertikal, f.eks.: 0°-l,00 A metal halide lamp loses power as a non-linear function of tilt relative to vertical, eg: 0°-l.00

15°-0,94 15°-0.94

30°-0,93 30°-0.93

45°-0,90 45°-0.90

60°-88 60°-88

75°-0,87 75°-0.87

90°-0,94 90°-0.94

Det vil således fremgå at den største effektivitet og virkning for en metallhalogenidlampe er når den er vippet 0°. Den foreliggende oppfinnelse vil også tilveiebringe bruk av supermetallhalogenide lamper som er mer effektive enn me-tallhalogenide lamper og som bare kan betjenes vertikalt eller horisontalt. It will thus appear that the greatest efficiency and effect for a metal halide lamp is when it is tilted 0°. The present invention will also provide for the use of super metal halide lamps which are more efficient than metal halide lamps and which can only be operated vertically or horizontally.

Som vist fig. 2A og 2B er formålet med flomlyset generelt identifisert ved referansenummeret 116 i oppfinnelsen å opplyse et rektangulært område 114 (se også fig. 2B) hvor planet i dette normalt horisontale område er loddrett mot lampeaksen 118 i armaturen. Således vil den optimale lysstil-ling for lampen for å oppnå det ønskede rektangulære lysmønst- As shown fig. 2A and 2B, the purpose of the floodlight generally identified by reference number 116 in the invention is to illuminate a rectangular area 114 (see also fig. 2B) where the plane in this normally horizontal area is perpendicular to the lamp axis 118 in the fixture. Thus, the optimal light setting for the lamp to achieve the desired rectangular light pattern will

er, være loddrett mot lysmønsteret.is, be perpendicular to the light pattern.

Som vist på fig. 3A vil utformingen av reflektoren 120 danne et rektangulært lysmønster 114 for et flomlys generelt identifisert ved nummeret 122. Imidlertid har flomlyset 122 på fig. 3A en lampe 124 som er vippet 25° mot lysmønsteret og flomlyset ifølge oppfinnelsen er ikke ment å siktes inn ved vipping av armaturet mot lysmønsteret. Som vist på fig. 4A vil dette således føre i en stilling i plan med åpningen av en reflektor 220 for en armatur generelt identifisert av referansenummeret 216, ved en 25° vipping mot et område 214 som skal opplyses (25° i forhold til lampen 224 sin akse). Dette gjør det ikke mulig å fordele direkte lys fra armaturen 216 slik at det sammenfaller med dens reflekterte lysfordeling som vist på fig. 3A og 3B. Som resultat vil den reflekterte lysfordeling projekteres nærmere armaturen slik som vist på fig. 4B. As shown in fig. 3A, the design of the reflector 120 will form a rectangular light pattern 114 for a floodlight generally identified by the number 122. However, the floodlight 122 of FIG. 3A a lamp 124 which is tilted 25° towards the light pattern and the flood light according to the invention is not intended to be aimed by tilting the fixture towards the light pattern. As shown in fig. 4A, this will thus result in a position in plane with the opening of a reflector 220 for a fixture generally identified by the reference number 216, at a 25° tilt towards an area 214 to be illuminated (25° in relation to the lamp 224's axis). This does not make it possible to distribute direct light from the fixture 216 so that it coincides with its reflected light distribution as shown in fig. 3A and 3B. As a result, the reflected light distribution will be projected closer to the luminaire as shown in fig. 4B.

Selvom denne totale lysfordeling ville være tilstrek-kelig, vil begrensninger i hydroformede reflektorer kreve rikelig radii i hjørnene som dannes av to nærliggende gjennom-skjærende sider. De rikelige hjørneradii reduserer lysmengden som utsendes fra flomlyset 216 ved å redusere vinkelen i det utsendte lys noe som fører til redusert opplysningsnivå i hjørnene som er nærmest armaturen for det ønskede lysmønster, slik som vist på fig. 5A. Although this total light distribution would be sufficient, limitations in hydroformed reflectors would require ample radii at the corners formed by two adjacent intersecting sides. The ample corner radii reduce the amount of light emitted from the flood light 216 by reducing the angle of the emitted light which leads to a reduced level of illumination in the corners closest to the fixture for the desired light pattern, as shown in fig. 5A.

Som vist på fig. 5B går for meget lys over lampens 90° akse på grunn av den begrensede opphenging av lampen 224 (vertikal). Som vist på fig. 5B er omtrent 45% av den nakne lampes lumen rettet over denne akse. As shown in fig. 5B passes too much light above the lamp's 90° axis due to the limited suspension of the lamp 224 (vertical). As shown in fig. 5B is approximately 45% of the bare lamp's lumen directed over this axis.

Fig. 6 viser en prismeglassrefraktor generelt identifisert ved referansenummeret 226 som omdirigerer lyset inn i hjørnene nærmest armaturen for det ønskede lysmønster, samtidig som det direkte lys utsendt over 90° aksen for lampen 224 reduseres. Fig. 6 shows a prism glass refractor generally identified by the reference number 226 which redirects the light into the corners closest to the fixture for the desired light pattern, while reducing the direct light emitted over the 90° axis of the lamp 224.

Siden det direkte lys utsendt over aksen er ugunstig i denne nåværende retning, burde omdirigeres mot området som skal opplyses og det ville vært enda gunstigere hvis det kunne omdirigeres til et område som var utilstrekkelig opplyst, dvs. hjørnene i det ønskede rektangulære lysmønster nærmest Since the direct light emitted above the axis is unfavorable in this current direction, should be redirected towards the area to be illuminated and it would be even more favorable if it could be redirected to an area that was insufficiently illuminated, i.e. the corners of the desired rectangular light pattern closest to

armaturen.the fixture.

Siden fysiske lover ikke vil tillate oss å refraktere lyset så meget, må det reflekteres. Forskjellige anordninger for refleksjon kan brukes for å oppnå dette, hvorav én er en ytre metallreflektor. Selvom dette ville utføre jobben tilfredsstillende ville det imidlertid være kostbart med hensyn til verktøykostnader og arbeidskostnader. Den minst kostbare fremgangsmåte er å anvende en reflekterende overflate direkte mot refraktoren, hvis form og kontur vil muliggjøre optimal omdirigering av lyset samtidig som store kostnader kan elimine-res. Refraktoren 226 har på sin øvre del en bratt andre overflate S2konstruert i det langsgående tverrsnitt som en parabolsk overflate. En reflekterende metallisert overflate er påført overflaten for å reflektere lysstråler som utsendes fra lampen. Med refraktoren 216 i sin riktige anvendelse, vil disse lysstråler 0, teoretisk reflekteres til lampens 0 graders akse. Når S2overflaten mottar lys fra hele lyskilden, vil spredningen av lyset tillate lyset å fylle det ønskede lysmønster vertikalt over området. Flere overflater eller prismer 230 er anordnet på S2overflaten idet hvert av disse er utformet spesielt for å påvirke overflaten med innerflaten S^slik at de reflekterte lysstråler blir riktig omdirigert sideveis. (Fig. 7). Since the laws of physics will not allow us to refract the light that much, it must be reflected. Various devices for reflection can be used to achieve this, one of which is an external metal reflector. Although this would perform the job satisfactorily, it would however be expensive in terms of tool costs and labor costs. The least expensive method is to use a reflective surface directly against the refractor, the shape and contour of which will enable optimal redirection of the light at the same time that large costs can be eliminated. The refractor 226 has on its upper part a steep second surface S2 constructed in the longitudinal cross-section as a parabolic surface. A reflective metallized surface is applied to the surface to reflect light rays emitted from the lamp. With the refractor 216 in its proper application, these light rays will 0, theoretically be reflected to the 0 degree axis of the lamp. When the S2 surface receives light from the entire light source, the spread of the light will allow the light to fill the desired light pattern vertically over the area. Several surfaces or prisms 230 are arranged on the S2 surface, each of these being designed specifically to influence the surface with the inner surface S^ so that the reflected light rays are properly redirected laterally. (Fig. 7).

Siden refraktoren 226 må omslutte lampen 224 fra omgiv-elsene, må de reflekterte lysstråler gå inn og ut av det nedre del av refraktoren 226 gjennom innerflaten S^ og ytterflaten S^på vei til det ønskede sted. Med de reflekterte lysstråler oppfanget av S^ og S^flatene på et hvilket som helst punkt fra én side av refraktorens flens til den andre side, må overgangen for konturforandringen være jevn. Ingen hjørner kan oppfange de reflekterende lysstråler. Dette er at på grunn av at hjørne danner en stor prismeeffekt som gjør det mulig for de reflekterte lysstråler å dele seg til motsatte retninger som vist på fig. 8. Hjørnene danner små radii, mindre enn 2,5 cm, og forbinder to separate flater. Dette halv-kuppelformede område vist på fig. 9 og 10 vil oppfange alle de reflekterte lysstråler og vil ikke forstyrre og skille lysstråler på veien mot det ønskede sted. Overgangen mellom den reflek terte overflate S ? og det halv-kuppelformede område S. og til må være jevn med en stor radii for å muliggjøre en uhindret glass-strøm under fabrikasjonen. Dette overgangs-område vil ikke oppfange noe reflektert lys fra og derfor vil dette hjørneområde ikke forstyrre konstruksjonsteorien. Since the refractor 226 must enclose the lamp 224 from the surroundings, the reflected light rays must enter and exit the lower part of the refractor 226 through the inner surface S^ and the outer surface S^ en route to the desired location. With the reflected light rays intercepted by the S^ and S^ surfaces at any point from one side of the refractor flange to the other side, the transition for the contour change must be smooth. No corners can intercept the reflected light rays. This is that due to the corner forming a large prism effect which enables the reflected light rays to split into opposite directions as shown in fig. 8. The corners form small radii, less than 2.5 cm, and connect two separate surfaces. This half-domed area shown in fig. 9 and 10 will capture all the reflected light rays and will not disturb and separate light rays on the way to the desired location. The transition between the reflected surface S ? and the semi-domed area S. and to must be smooth with a large radii to enable an unobstructed glass flow during fabrication. This transition area will not catch any reflected light from and therefore this corner area will not disturb the construction theory.

Fra det foregående vil det fremgå at det er blitt tilveiebrakt, ved oppfinnelsen, et nytt og forbedret lyssystem for baseballbaner, tennisbaner og fotballbaner o.l., som eliminerer behovet for innretting, og reduserer antallet flomlys for å oppnå samme resultater, med 20-40% og forenkler vedlikehold. Det vil også fremgå at mange forandringer kan utføres i flomlyset uten å gå vekk fra oppfinnelsens ånd og omfang. Den foretrukne utførelse av oppfinnelsen har bare blitt vist for illustrasjonsformål. From the foregoing it will be seen that a new and improved lighting system for baseball fields, tennis courts and football fields etc. has been provided by the invention, which eliminates the need for alignment, and reduces the number of flood lights to achieve the same results, by 20-40% and simplifies maintenance. It will also appear that many changes can be made in the floodlight without departing from the spirit and scope of the invention. The preferred embodiment of the invention has been shown for illustrative purposes only.

Claims

1. Lighting system for lighting tennis courts, baseball fields and football pitches etc., CHARACTERIZED BY several fixed flood lights to produce generally rectangular light patterns, the flood lights being placed in such a way that a desired light intensity is achieved.

2. Lighting system as in claim 2, CHARACTERIZED IN THAT said flood light has a lamp which is mounted substantially vertically.

3. Lighting system as in claim 2, CHARACTERIZED IN THAT said lamp is a metal halide lamp.

4. Lighting system as in claim 2, CHARACTERIZED IN that said flood light has a supermetal halide lamp mounted therein.

5. Fixed flood light for producing a rectangular light pattern, CHARACTERIZED BY a vertically mounted lamp, a reflector located behind said lamp for reflecting light emitted from the back of the lamp towards said rectangular light pattern, and a refractor for redirecting light into the corners of the rectangular pattern.

6. Fixed flood light as in claim 5, CHARACTERIZED IN that said refractor has on its upper part a steep surface designed in its longitudinal cross-section, as a parabolic surface.

7. Fixed flood light as in claim 6, CHARACTERIZED IN THAT said steep surface on the upper part of said refractor has an outer surface which has a reflective metallized coating.

8. A fixed flood light as in claim 7, CHARACTERIZED BY several prisms arranged on the surface of the upper part of the refractor below the reflective metallized coating and which are designed to mutually influence the inner surface of the upper part of the refractor for the correct redirection laterally of the reflected light rays.

9. Fixed flood light as in claim 7, CHARACTERIZED IN THAT the refractor has a lower part which is designed so that it will not disturb and separate reflected light rays on the way to a desired location.