RU2089780C1

RU2089780C1 - Protected light

Info

Publication number: RU2089780C1
Application number: RU95122216A
Authority: RU
Inventors: Ю.Я. Коротеев; Н.Н. Милохин; В.В. Сысун
Priority date: 1995-12-28
Filing date: 1995-12-28
Publication date: 1997-09-10

Abstract

FIELD: lighting engineering. SUBSTANCE: device includes housing with cover and reinforced protective cover slightly projecting above cover, light source, coordinate cylindrical mirror reflector forming optical system with focal line on which above-mentioned light source lies. Reflector is provided with two central and two peripheral concave zones whose profile is made in form of two pairs of ellipses symmetrically oriented relative to source of light and engageable together. These pairs of ellipses form two ellipsoid cylindrical zones with first focus located on single focal line and three or four second focuses which do not coincide relative to one another; they are located in space between outlet of reflector and cover glass near its inner walls. EFFECT: enhanced efficiency. 3 cl, 4 dwg

Description

Изобретение относится к светотехнике, в частности, к светильникам с газоразрядными источниками света, имеющими протяженное светящее тело, защищенными от вандализма и предназначенными преимущественно для освещения подземных переходов, охранных зон, подъездов и лестничных клеток зданий, садово-парковых ансамблей и т.п. The invention relates to lighting equipment, in particular, to luminaires with gas-discharge light sources, having an extended luminous body, protected from vandalism and intended primarily for lighting underground passages, security zones, staircases and stairwells of buildings, garden and park ensembles, etc.

Известен встраиваемый в стену или в потолок пешеходных переходов, лестничных клеток и т.п. защищенный светильник [1] выполненный в виде прямоугольного корпуса с выпуклой крышкой, имеющей окно, перекрытое плоским рифленым защитным стеклом. Внутри корпуса собраны круглосимметричный вогнутый зеркальный отражатель, газоразрядная лампа с протяженным светящим телом, установленная поперек к оптической оси отражателя и пускорегулирующая аппаратура. Known built into the wall or ceiling of pedestrian crossings, stairwells, etc. protected lamp [1] made in the form of a rectangular housing with a convex lid having a window covered by a flat corrugated protective glass. A round-symmetric concave mirror reflector, a gas discharge lamp with an extended luminous body mounted across the optical axis of the reflector, and ballasts are assembled inside the case.

Недостатки светильника обусловлены сравнительно узким формируемым им светораспределением, что требует применения увеличенного количества светильников для равномерного освещения относительно низких и длинных подземных и других пешеходных переходов. Кроме того, светильник недостаточно защищен от вандализма, так как плоское защитное стекло легко может быть разрушено при механическом воздействии (удары твердыми предметами, лыжными палками, бутылками и т.п.). The disadvantages of the luminaire are due to the relatively narrow light distribution formed by it, which requires the use of an increased number of luminaires for uniform illumination of relatively low and long underground and other pedestrian crossings. In addition, the lamp is not sufficiently protected from vandalism, since a flat protective glass can easily be destroyed by mechanical stress (blows with hard objects, ski poles, bottles, etc.).

Известен световой прибор [2] с оптической системой, выполненной на основе комбинированного круглосимметричного вогнутого зеркального отражателя, состоящего из рабочей передней параболоидной и центральной эллипсоидной зон с разнесенными фокусами и источника света с протяженным светящим телом, установленным вдоль оси отражателя в пределах расположения указанных фокусов. A known light device [2] with an optical system based on a combined round-symmetric concave mirror reflector, consisting of a working front paraboloid and central ellipsoid zones with spaced foci and a light source with an extended luminous body installed along the axis of the reflector within the specified foci.

Оптическая система прибора формирует узкий пучок и неэффективна для применения в светильнике при поперечной ориентации светящего тела источника света и размещении его в любом из фокусов. Кроме того, в этом случае существенно усложняется конструкция прибора. The optical system of the device forms a narrow beam and is ineffective for use in a lamp with the transverse orientation of the luminous body of the light source and placing it in any of the foci. In addition, in this case, the design of the device is significantly complicated.

В качестве прототипа выбран световой прибор [3] содержащий корпус с рамкой, в которой установлено защитное стекло, по крайней мере один источник света с протяженным светящим телом, установленный в координатно-цилиндрическом зеркальном отражателе, имеющем сопряженные между собой центральную вогнутую зону с эллиптическим профилем и периферийную вогнутую зону с параболическим профилем, образующие оптическую систему с единой фокальной линией для эллипсоцилиндрической и параболоцилиндрических зон, а также второй корпус с установленной в нем пускорегулирующей аппаратурой для лампы. As a prototype, a light device [3] was selected, comprising a housing with a frame in which a protective glass is installed, at least one light source with an extended luminous body mounted in a coordinate-cylindrical mirror reflector having a central concave zone with an elliptical profile conjugated to each other and peripheral concave zone with a parabolic profile, forming an optical system with a single focal line for ellipso-cylindrical and para-cylindrical zones, as well as a second housing with installed it control gear for the lamps.

Световой прибор не обеспечивает необходимое для светильника широкое светораспределение в одной из плоскостей, конструктивно сложен и не имеет эффективной защиты от вандализма. The light device does not provide the wide light distribution necessary for the lamp in one of the planes, is structurally complex and does not have effective protection against vandalism.

Целью изобретения является улучшение светотехнических и тепловых параметров светильника при одновременном повышении его защиты от вандализма. The aim of the invention is to improve the lighting and thermal parameters of the lamp while increasing its protection against vandalism.

Цель достигается тем, что в защищенном светильнике, содержащем корпус с крышкой и упрочненным выпуклым защитным стеклом, по крайней мере один источник света с протяженным светящим телом, установленный в координатно-цилиндрическом зеркальном отражателе, имеющем сопряженные между собой центральную и периферийную вогнутые зоны, образующие оптическую систему с единой фокальной линией, на которой размещено светящее тело упомянутого источника света, указанные вогнутые зоны отражателя имеют профиль в форме двух симметрично ориентированных относительно источника света пар сопряженных между собой частей эллипсов, образующих две эллипсоцилиндрические зоны с первым фокусом, располагаемым на единой для них фокальной линии и тремя или четырьмя несовпадающими между собой вторыми фокусами оптической системы, располагаемыми в пространстве между выходным отверстием отражателя и защитным стеклом вблизи его внутренних стенок. The goal is achieved in that in a protected luminaire comprising a housing with a lid and a hardened convex protective glass, at least one light source with an extended luminous body mounted in a coordinate-cylindrical mirror reflector having interconnected central and peripheral concave zones forming an optical a system with a single focal line on which the luminous body of the aforementioned light source is placed, said concave zones of the reflector have a profile in the form of two symmetrically oriented relative to the light source, pairs of conjugated parts of ellipses that form two ellipso-cylindrical zones with a first focus located on a single focal line and three or four second foci of the optical system mismatched between them, located in the space between the outlet of the reflector and the protective glass near its internal the walls.

Цель достигается также тем, что две примыкающие друг к другу центральные эллипсоцилиндрические вогнутые зоны отражателя светильника установлены относительно источника света таким образом, что их фокальные плоскости образуют между собой угол, превышающий 90^o, а их вторые фокальные линии располагаются по разные стороны от источника света в выходном отверстии отражателя на периферии защитного стекла, причем две периферийные эллипсоцилиндрические вогнутые зоны отражателя установлены с фокальными плоскостями, образующими между собой острый угол в пределах от 0 до 60^o, и вторые фокальные линии располагаются вблизи друг от друга или совпадают в центральной части выходного отверстия отражателя вблизи защитного стекла. Достижению цели способствует также то, что угол поворота фокальных плоскостей эллипсоцилиндрических вогнутых зон отражателя выбран таким, чтобы формируемый каждой из них сходящийся световой пучок проходил вне источника света.The goal is also achieved by the fact that two adjacent central ellipso-cylindrical concave zones of the lamp reflector are mounted relative to the light source in such a way that their focal planes form an angle of 90 ^° between themselves, and their second focal lines are located on opposite sides of the light source in the outlet of the reflector on the periphery of the protective glass, and two peripheral ellipso-cylindrical concave zones of the reflector are installed with focal planes forming between themselves ing angle between 0 and 60 ^o, and the second focal line are located near each other or coincide in the central area near the outlet reflector protective glass. The goal is also facilitated by the fact that the angle of rotation of the focal planes of the ellipso-cylindrical concave zones of the reflector is selected so that the converging light beam formed by each of them passes outside the light source.

На фиг.1 изображен светильник, вид сбоку, частично в разрезе; на фиг.2 - то же, вид сверху без крышки; на фиг.3 разрез А-А на фиг.1; на фиг.4 вид по стрелке Б на фиг.1. Figure 1 shows a lamp, side view, partially in section; figure 2 is the same, a top view without a cover; figure 3 section aa in figure 1; figure 4 is a view along arrow B in figure 1.

Изображенный на фиг. 1-3 защищенный светильник содержит высокопрочный корпус 1, имеющий с фронтальной стороны форму вытянутого шестиугольника с повторяющей его форму крышкой 2, в центре которой выполнено круглое отверстие, перекрытое упрочненным термозакалкой выпуклым защитным стеклом 3 с толщиной стенок 6-8 мм, незначительно выступающим из крышки. Стекло 3 уплотнено в крышке 2 прокладкой и защищено от механических повреждений стальной сеткой 4. Depicted in FIG. 1-3 protected lamp contains a high-strength housing 1 having an elongated hexagon shape on the front side with a cover 2 repeating its shape, in the center of which a round hole is made, covered by a heat-hardened convex protective glass 3 with a wall thickness of 6-8 mm, slightly protruding from the cover . The glass 3 is sealed in the lid 2 with a gasket and protected from mechanical damage by a steel mesh 4.

Внутри корпуса 1 установлены координатно цилиндрический зеркальный отражатель 5 зеркализованными торцевыми стенками 6 и 7 и по крайней мере один источник света 8 с протяженным светящим телом 9, например, натриевая газоразрядная лампа высокого давления типа ДНаТ-70, образующие оптическую систему, изображенную на фиг.4, совместно с защитным стеклом 3. Стекло 3 почти примыкает к выходному отверстию отражателя 5. Inside the housing 1, a coordinate cylindrical reflector 5 is installed with mirrored end walls 6 and 7 and at least one light source 8 with an extended luminous body 9, for example, a high-pressure sodium discharge lamp such as DNaT-70, forming the optical system shown in figure 4 , together with a protective glass 3. Glass 3 is almost adjacent to the outlet of the reflector 5.

Источник света 8 подключен к пускорегулирующей аппаратуре, состоящей из дросселя 10, зажигающего устройства 11, конденсатора 12 и резистора, разнесенных и установленных в двух боковых отсеках корпуса 1. The light source 8 is connected to ballasts, consisting of a throttle 10, an ignition device 11, a capacitor 12 and a resistor, spaced and installed in two side compartments of the housing 1.

Крышка 2 с собранным на ней защитным стеклом 3 и сеткой 4 монтируется на корпусе 1 через уплотнение и с возможностью удержания ее на шарнирных тягах 13 при доступе внутрь светильника при обслуживании. The cover 2 with the protective glass 3 assembled on it and the mesh 4 is mounted on the housing 1 through the seal and with the possibility of holding it on the hinged rods 13 when accessed inside the lamp during maintenance.

Кроме того, в корпусе 1 установлены два замка 14, исключающих вскрытие светильника без специального ключа, а также два сальниковых ввода 15 для подключения и уплотнения трубопроводов с кабелями питающей сети (не показаны). In addition, two locks 14 are installed in the housing 1, which exclude the opening of the lamp without a special key, as well as two stuffing glands 15 for connecting and sealing pipelines with power supply cables (not shown).

Светильник монтируется на стену, потолок или на специальный несущий кронштейн крепежными элементами, проходящими через уплотненные отверстия 16, выполненные в днище корпуса 1. The luminaire is mounted on a wall, ceiling or on a special supporting bracket with fasteners passing through the sealed holes 16 made in the bottom of the housing 1.

Вышеуказанный отражатель 5 светильника выполнен в виде сопряженных между собой двух центральных вогнутых зон 17 и двух периферийных вогнутых зон 18, образующих оптическую систему (фиг.1 и 2) с единой фокальной линией FF', на которой размещено светящее тело 9 источника света 8. Упомянутые вогнутые зоны 17 и 18 отражателя имеют профиль в форме двух симметрично ориентированных относительно источника света пар сопряженных между собой частей (соответственно om и mk, а также on и ne) различных эллипсов с первым единым для них фокусом F, располагаемым на фокальной линии FF', и тремя или четырьмя несовпадающими между собой осесмещенными вторыми фокусами F1, F2, F3 и F4, располагаемыми в пространстве между входным отверстием отражателя 5 и защитным стеклом 3 вблизи его внутренних стенок. The aforementioned reflector 5 of the luminaire is made in the form of two central concave zones 17 and two peripheral concave zones 18, interconnected, forming an optical system (FIGS. 1 and 2) with a single focal line FF ', on which the luminous body 9 of the light source 8 is located. the concave zones 17 and 18 of the reflector have a profile in the form of two pairs of conjugated parts (respectively om and mk, as well as on and ne) of different ellipses symmetrically oriented with respect to the light source, with their first single focus F located on the focal line FF ', and three or four mismatched second offset foci F1, F2, F3 and F4 located in the space between the inlet of the reflector 5 and the protective glass 3 near its inner walls.

Две примыкающие друг к другу центральные эллипсоцилиндрические вогнутые зоны 17 отражателя установлены относительно светящего тела 9 источника света 8 таким образом, что их фокальные плоскости, проходящие через единую фокальную линию FF' (фиг.1) и большие оси эллипсов FF1 и FF4 (показаны пунктиром на фиг.4), образуют между собой тупой угол F1FF4, превышающий 90^o. Такая ориентация рабочих зон 17 позволяет формировать расходящиеся отраженные световые пучки на две фокальные линии (проходят перпендикулярно плоскости чертежа на фиг. 4) в точках F1 и F4, располагаемые по разные стороны от источника света 8 в выходном отверстии отражателя на периферии защитного стекла 3. В свою очередь две периферийные эллипсоцилиндрические вогнутые зоны 18 отражателя установлены относительно светящего тела 9 источника света 8 таким образом, что их фокальные плоскости, проходящие через единую фокальную линию FF' (фиг.1) и большие оси эллипсов FF2 и FF3 образуют между собой острый угол F2FF3, выбранный в пределах от 0 до 60^o. Это позволяет формировать сходящиеся отраженные рабочими зонами 18 световые пучки на одну или две близко расположенные фокальные линии, проходящие через точки F2 и F3, аналогично описанным выше, в центральной части выходного отверстия отражателя вблизи защитного стекла 3.Two adjacent central ellipso-cylindrical concave zones 17 of the reflector are mounted relative to the luminous body 9 of the light source 8 so that their focal planes passing through a single focal line FF '(Fig. 1) and the large axes of the ellipses FF1 and FF4 (shown by a dotted line on figure 4), form between themselves an obtuse angle F1FF4 in excess of 90 ^o . This orientation of the working areas 17 allows you to form diverging reflected light beams into two focal lines (pass perpendicular to the plane of the drawing in Fig. 4) at points F1 and F4, located on different sides of the light source 8 in the outlet of the reflector on the periphery of the protective glass 3. In in turn, two peripheral ellipso-cylindrical concave zones 18 of the reflector are installed relative to the luminous body 9 of the light source 8 so that their focal planes passing through a single focal line FF '(Fig. 1) and large e ellipses axis FF2 and FF3 form between them an acute angle F2FF3, selected in the range of from 0 to 60 ^o. This allows you to form converging light beams reflected by the working areas 18 into one or two closely spaced focal lines passing through points F2 and F3, similar to those described above, in the central part of the reflector outlet near the protective glass 3.

В одном из вариантов конструктивного исполнения (не показано) эллипсоцилиндрические вогнутые зоны 18 отражателя могут быть установлены относительно светящего тела 9 источника 8 таким образом, что их фокальные плоскости совпадут (угол F2FF3 0). В этом случае эллиптические кривые mk и ne становятся частями единого эллипса с первым фокусом в точке F и совпадающими вторыми фокусами F2 и F3, что обеспечит формирование отраженных рабочими зонами 18 световых пучков на одну фокальную линию в центральной части выходного отверстия отражателя вблизи защитного стекла 3. In one embodiment (not shown), the ellipso-cylindrical concave zones 18 of the reflector can be set relative to the luminous body 9 of the source 8 so that their focal planes coincide (angle F2FF3 0). In this case, the elliptic curves mk and ne become parts of a single ellipse with the first focus at point F and the matching second foci F2 and F3, which will ensure the formation of light beams reflected by the working areas 18 on one focal line in the central part of the reflector outlet near the protective glass 3.

Во всех рассмотренных вариантах исполнения отражателя светильника угол между фокальными плоскостями, проходящими через большие оси эллипсов FF1 и FF4 или FF2 и FF3, выбирается таким, чтобы формируемые каждой рабочей зоной 17 или 18 световые пучки проходили в сторону защитного стекла 3 вне колбы источника света 8. В частности, для показанного на фиг.1-3 светильника с лампой ДНаТ-70 (диаметр колбы 37 мм) защитным стеклом с радиусом кривизны выпуклой части, равным 84 мм, и диаметром 140 мм, равным ширине выходного отверстия отражателя, угол F1FF4 180^o, а угол F2FF3 выбран приблизительно равным 20^o.In all the considered versions of the lamp reflector, the angle between the focal planes passing through the large axes of the ellipses FF1 and FF4 or FF2 and FF3 is chosen so that the light beams formed by each working zone 17 or 18 pass towards the protective glass 3 outside the bulb of the light source 8. In particular, for the luminaire shown in FIGS. 1-3, a DNaT-70 lamp (bulb diameter 37 mm) with a protective glass with a radius of curvature of the convex part equal to 84 mm and a diameter of 140 mm equal to the width of the outlet of the reflector, angle F1FF4 180 ^o , and the angle F2FF3 in branes approximately equal to 20 ^o.

Светильник работает следующим образом. The lamp operates as follows.

Генерируемое источником света оптическое излучение перераспределяется рабочими зонами 17 и 18, как это изображено стрелками на фиг.4 для крайних точек e, n, o, m, k соответствующих зон отражателей. The optical radiation generated by the light source is redistributed by the working zones 17 and 18, as shown by the arrows in Fig. 4 for the extreme points e, n, o, m, k of the respective reflector zones.

Лучи, исходящие из фокуса F (располагается на фокальной линии FF'), отражаясь от поверхностей центральных и периферийных эллипсоцилиндрических зон 17 и 18 с профилем om и on, а также em и kn собираются на фокальных линиях, проходящих через фокусы F1 и F4, а также F2 и F3 соответственно вблизи защитного стекла 3 и далее выходят из оптической системы светильника расходящимся пучком. Положения фокусов F1 и F4, а также F2 и F3 выбирается таким, чтобы максимально расширить после однократного отражения выходящий из светильника световой пучок, исключить при этом пересечение колбы источника света крайними лучами, исходящими из точек "о", "m", и "n", улучшая тем самым светотехнические (световой КПД, углы рассеяния) и тепловые параметры светильника. The rays emanating from focus F (located on the focal line FF '), reflected from the surfaces of the central and peripheral ellipso-cylindrical zones 17 and 18 with the profiles om and on, as well as em and kn are collected on the focal lines passing through the foci F1 and F4, and also F2 and F3, respectively, near the protective glass 3 and then exit the optical system of the lamp with a diverging beam. The positions of the foci F1 and F4, as well as F2 and F3, are selected so as to maximize the light beam exiting the luminaire after a single reflection, while excluding the intersection of the light source bulb with extreme rays emanating from the points “o”, “m”, and “n "thereby improving the lighting (luminous efficiency, scattering angles) and thermal parameters of the lamp.

Варьируя соотношениями ширины центральных 17 и периферийных 18 эллипсоидных зон отражателя, можно в широких пределах изменять пространственное светораспределение светильников с выходным отверстием, перекрытым защитным стеклом, незначительно выступающим из светильника, что особенно важно для светильников, защищенных от вандализма. By varying the ratios of the widths of the central 17 and peripheral 18 ellipsoidal zones of the reflector, it is possible to widely vary the spatial light distribution of the luminaires with an exit opening covered by a protective glass that protrudes slightly from the luminaire, which is especially important for luminaires protected from vandalism.

Для описанного выше светильника с защитным стеклом, выступающим из крышки на высоту 36 мм удалось получить почти прямоугольную кривую силы света с осевым значением более 2000 кд при угле рассеяния около 180^o и световом КПД примерно 50%
Формирование световых пучков зонами отражателя на четыре фокальные линии позволило улучшить тепловой режим светильника за счет более равномерного перераспределения светового потока на защитном стекле.For the above-described luminaire with a protective glass protruding from the cover to a height of 36 mm, it was possible to obtain an almost rectangular light intensity curve with an axial value of more than 2000 cd at a scattering angle of about 180 ^o and a light efficiency of about 50%
The formation of light beams by the reflector zones into four focal lines made it possible to improve the thermal regime of the luminaire due to a more uniform redistribution of the light flux on the protective glass.

Claims

1. A protected luminaire comprising a housing with a lid and a toughened protective glass protruding slightly from the lid, a light source with an extended luminous body mounted in a coordinate-cylindrical mirror reflector having central and peripheral concave zones forming an optical system with a single focal line on which hosts the luminous body of said light source, characterized in that said concave zones of the reflector have a profile in the form of two symmetrically oriented relative to the source light pairs of conjugated parts of ellipses that form two ellipso-cylindrical zones with the first focus located on a single focal line for them, and three or four second foci of the optical system that do not coincide, located in the space between the outlet of the reflector and the protective glass near it inner walls.

2. The lamp according to claim 1, characterized in that two adjacent central ellipso-cylindrical concave zones of the reflector are mounted relative to the light source in such a way that their focal planes form an angle between themselves exceeding 90 ^o , and their second focal lines are arranged differently sides from the light source in the outlet of the reflector on the periphery of the protective glass, and two peripheral ellipso-cylindrical concave zones of the reflector are installed with focal planes forming sharp edges angle ranging from 0 to 60 ^o, and the second focal line are located near each other or coincide in the central area near the outlet reflector protective glass.

3. The lamp according to claim 1 or 2, characterized in that the angle of rotation of the focal planes of the ellipso-cylindrical concave zones of the reflector is selected so that the converging light beam formed by each of them passes outside the light source.