FI105604B - Valaiseva paneeli - Google Patents

Description

, 105604

VALAISEVA PANEELI

Tämä keksintö kohdistuu kaasun purkaukseen perustuvan valonlähteen avulla valaisevaan - paneeliin, missä valaiseva paneeli käsittää kaasutiiviissä, sitkeässä, iskunkestävässä, läpinäky vässä tai läpikuultavassa muodossa olevasta materiaalista tehdyn kappaleen ja valonlähteen, joka on muodostettu ainakin yhdeksi valokanavaksi kappaleeseen. Erityisesti keksintö koskee yllämainituntyyppisiä valaisevia paneeleita, jotka käsittävät valaisevia alueita, joilla on mielivaltainen geometria ja laajuus ja joiden pituus ja muoto olennaisesti rajoittuu valaisevan paneelin geometriaan ja mittoihin.

Tämän tyyppisiä valaisevia paneeleita käytetään sekä sisällä että ulkona normaaleihin valaistustarkoituksiin, mutta ne sopivat erityisen hyvin myös koristevalaistukseen, sisältäen käytön taidekohteissa, valotaideteoksiin ja rakennusten runkojen valaisuun jne. Erityisesti paneeli sopii myös osoitin- ja turvavalaistukseksi, missä ne ovat alttiina mekaanisille ja ympäristörasituksiUe, mitkä tekisivät tavanomaiset valonlähteet sopimattomiksi. Tällaisista käytöistä voidaan mainita valaisu osoittamaan tienreunaa, liikenneväyliä, erilaisia liikennealueita, sisältäen jalakulkualueet ja jalkakäytäväreunat sekä opastevalot lentokoneiden rullaus ja kiitoteille. Edelleen voidaan mainita, että paneelit sopivat hyvin porrasvalaistuksöen ja käytävävalaistukseen, koska ne voivat olla rakennettu lattiaan, seiniin, askelmiin, kaiteisiin jne. Edelleen vielä valaisevia paneeleita voidaan käyttää urheilu Sovellutuksissa mukaan lukien uima-altaat. Erikoistapauksessa valaisevia paneeleita voidaan käyttää liikennemerkkeinä ja seinätauluina, suurissa näyttöruuduissa ja mainostarkoituksissa.

«

Kuten johdannossa on mainittu, perustuu valaisevan paneelin valonlähde sopivimmin kaasun purkaukseen. Kaasun purkausputken tyyppisiä valonlähteitä on aikaisemmin käytetty lukuisissa yllämainituissa tarkoituksissa, mutta jos niitä olisi käytetty tiloissa, missä ne olisivat alttiina suurille mekaanisille ja ympäristön rasituksille, tämä vaatisi valonlähteen ylimitoitettua ' .’· kiinnitystä! Sekä kalliita ja jossain määrin monimutkaisia erikoisia valaisinkiinnittimiä on • · käytettävä jos niitä ei ole rakennettu siihen kohteeseen tai paikkoihin, mihin ne asetetaan käyttöön. Tämä vaatii myös kustannuksia ja saattaa lisäksi aiheuttaa ongelmia huollossa ja uudelleen asennuksessa. Sisäänrakentamisella ja varmistamisella esim. kaasun purkausputki suuria ulkoisia kuormia vastaan, saattaa sitä paitsi olla haittana, että ne hyvin usein tulevat •; vähemmän sopiviksi aiottuun valaistustarkoitukseen, esim. että valaistusteho pienenee johtuen i 2 105604 kiinnitysmitoista, että valaiseva pinta-ala pienenee ja käyttö erikoiseen valaistustarkoitukseen tulee yleisesti kannattamattomaksi ja vähemmän joustavaksi. Lisäksi sähköiset liitännät ja linjat valonlähteelle saattavat sellaisissa tapauksissa synnyttää ongelmia, kuten asennus, joka suojaa suuria ulkoisia kuormia vastaan saattaa helposti monimutkaistaa sähköistä suunnittelua, johdetusta ja yksikköjen, sellaisten kuten käyttölaitteiden, kytkentöjen ja johdinten asennusta.

Useissa yllämainituissa käytöissä olisi suositeltavaa käyttää pidennettyjä litteitä valonlähteitä, so. valonlähteitä, jotka eivät näy likimääräisinä pisteinä, linjoina tai tasokäyrinä, vaan päinvastoin pidennettyinä, Iitteinä valonlähteinä, jotka antavat olennaisesti samansuuruisen valovoimakkuuden yli koko valonlähteen pinnan. Tunnetuimmissa valonlähteissä tämä saatetaan vain saavuttaa asentamalla valonlähde kiinnittimeen, missä valoaukot sisältävät materiaalia, joka on läpikuultavaa valonlähteestä tulevalle valolle, ja mikä edelleen avustaa hajoittamaan valon ja saa sen hajaantumaan, niin että valoaukossa oleva materiaali näyttää yhdenmukaiselta, valaisevalta pinnalta. Sellaiset asennukset johtavat usein pienentyneeseen valotehoon ja saattavat edelleen aiheuttaa samoja ongelmia kuin on mainittu edellä koskien tavanomaisten valonlähteiden käyttöä ympäristöissä, jotka vaativat kestävyyttä ulkoisia kuormituksia vastaan.

Esimerkkejä yllämainitun tyyppisistä valonlähteistä löytyy esim. julkaisuista EP-A-222 928 ja. GB-A-2 165 344. Ensin mainittu tuo esiin ainakin matalapaineisen valokaaripurkausvalonlähteen istutettuna litteään paneelinkaltaiseen lasivaippaan, kun taas jälkimmäinen esittää purkausputken istutettuna valettuun synteettiseen, läpikuultavaan hartsiin.

Edelleen on kauan sitten ollut tunnettua pinnan valaisu, jonka valonlähde perustuu elektroluminesenssiin. Vaikka elektroluminesenssivalonlähteet teoreettisesti antaisivat korkean valotuoton, enemmän kuin noin 100 lumen/watti, käytännössä tähän asti saavutettu teho on muutama lumen/watti. Vertauksen vuoksi tavanomainen hehkulamppu tuottaa noin 15 lumen/watti tai enemmän, kun taas kaasupurkausputki perustuen fluoresenssiin, s.o. loisteputket, saattavat tuottaa enemmän kuin 40 lumen/watt, mikä on lähellä niiden teoreettista maksimitehoa. Huolimatta tästä, elektroluminesenssi valonlähteet, esim. pintavalonlähteiden muodossa, s.o. elektroluminesenssipaneeleita, on jossakin määrin käytetty matalatehoiseen valaistukseen ja asennuksissa, joissa korkea valotiheys ja korkea valotuotto eivät ole olennaisia, vaan missä ) r • · '105604 V.J U i 3 päinvastoin pieni tilan tarve ja lämmön kehittymättömyys ovat toivottavia, esim. teknillisissä tarkoituksissa ja erilaisissa teknillisissä asennuksissa. Toinen ongelma kaikkein tehokkaimmissa elektroluminesenssivalonlähteissä on, että tehokkuus pienenee tietyn aikaperiodin jälkeen, ja sen seurauksena ne pitää vaihtaa melko toistuvasti, vaikka teoreettisesti niillä on lähes rajoittamaton elinaika.

* Tämän keksinnön päämääränä on jäljestää valonlähde, joka on hyvin mukautettavissa johdannossa mainittuihin sovellutuksiin ja jonka avulla lisäksi vältetään ongelmat, jotka liittyvät tavanomaisten valonlähteiden käyttöön sellaisissa tilanteissa. Tämä päämäärä saavutetaan keksinnön mukaisesti varustamalla valaiseva paneeli kaasun purkaukseen perustuvalla valonlähteellä ja upottamalla läpinäkyvästä ja läpikuultavasta materiaalista olevaan kappaleeseen, jolloin valaisevalle paneelille on tunnusmerkillistä, että kappale on seostettu ainakin yhdellä loisteaineeUa, loisteaineen ollessa kontrolloidusti jakautuneena kappaleessa.

Valopaneeli voi edelleen käsittää lukuisia valokanavia, jotka ovat erillisesti jäljestetty yhdeksi tai useammaksi kerrokseksi kappaleeseen antaen mielivaltaisen, halutun ulkoisen muodon. Edelleen valokanavat voivat olla yhdistetty valaisevaksi paneeliksi ja rakennettu olennaisesti samasta materiaalista kuin valaiseva paneeli, mutta saattavat myöskin olla istutettu valaisevaan paneeliin valamisen yhteydessä tai tunkeutuen, esim. kaasupurkausputki.

Lähempiä piirteitä ja etuja keksinnön mukaisesta valaisevasta paneelista tuodaan esiin :' epäitsenäisissä vaatimuksissa 6-14.

Esimerkkejä sopivimmista keksinnön mukaisen valaisevan paneelin suoritusmuodoista kuvataan lähemmin jäljempänä viittaamalla liitettyyn piirustukseen.

Kuvio 1 esittää tasokuvantona valaisevaa paneelia keksinnön mukaisin valokanavin. Kuvio 2 esittää päällikuvantoa kuvion lvalaisevasta paneelista ja kappaleeseen istutettua valokanavaa.

Kuvio 3 esittää päällikuvantoa valopaneelista kaksi suurinta pintaa ympäröitynä levyillä.

Kuvio 1 esittää yleisesti kuvattua keksinnön mukaista valaisevaa paneelia 1. Se on muodostettu 4 105604 suorakulmaiseksi lohkoksi tai laataksi käsittäen umpiainekappaleen 2. Kappaleeseen 2 on muodostettu valokanavia 3. Valokanava 3 voi olla muodostettu onkaloksi kappaleeseen 2 esim. valamalla tai sopivalla työstömenetelmällä. Valokanavan 3 muodostamisen yksinkertaistamiseksi kappaleeseen 2, valopaneeli 1 voi sopivimmin olla muodostettu kahden erillisen laatan muotoon, jolloin valamalla tai koneistamalla on muodostettu ura kummankin laatan pintaan niin, että laatat sovitettuna toisiaan vasten ja liitettynä, haluttu valokanava 3 syntyy. Liitos voi olla aikaansaatu sulattamalla, diffuusiolla tai tartuntasidoksella.

Valaisevan paneelin rakentamisessa useiden sellaisten erillisten laattojen avulla, on paneelit helppoa varustaa lukuisilla valokanavilla 3, jotka voivat sijaita erillisesti kappaleen 2 yhdessä tai useammassa kerroksessa. Valokanava 3 rakennetaan joka tapauksessa yhteen valaisevan paneelin 1 kanssa ja muodostetaan samasta materiaalista kuin tämä. Edelleen on ymmärrettävää, että valaiseva paneeli ei ole rajoitettu olemaan suorakulmaisen lohkon tai laatan muotoinen, vaan sille voidaan antaa muita sopivia, haluttuja ulkoisia muotoja. Valokanavan sisäseinä voidaan halutessa päällystää flupresenssiaineella tai fosforilla. Edelleen valokanavat järjestetään sellaisiksi, että ne sopivimmin avautuvat valaisevan paneelin päätypintoihin.

Hyvin tunnetun tekniikan tason mukaisten menetelmien avulla, valokanavat 3 voivat myös olla täytetty kaasulla haluttuun paineeseen, ja edelleen jos halutaan, metallilla kuten elohopealla. Kanavien aukot on varustettu elektrodeilla 4, ja jos halutaan, myös valokanavien 3 sytyttimillä (ei näytetty). Elektrodit voivat olla kapasitiivista tyyppiä kuten esitetty norjalaisessa patentissa n: o 163 159, joka on hakijan oma ja sisällytetty tämän referensseihin. Sytyttimet voivat edelleen olla mitä tahansa alan ammattimiesten tuntemaa tyyppiä ja sopivia sytyttämään keksinnön tekniikan tason kaasun purkausputket.

Jos kapasitiivisia elektrodeja käytetään, valokanavat 3 voivat olla suljetut samalla materiaalilla mistä lohko on valmistettu eikä siten ole välttämätöntä johtaa sähköjohtimia sulkutiivistyksen läpi valokanavaan Sytytin voi tässä tapauksessa olla jäljestetty valaisevan paneelin 1 pinnalle tai paneeliin esim. paneeliin järjestettyyn ulkoiseen syvennykseen (ei näytetty).

Valaisevan paneelin lohkokappale 2 voi olla lasia polymeeriä tai keraamista materiaalia. Sen pitää •« J L_ 4 5 105604 olla kaasutiivis, luja murtumia vastaan, iskunkestävä, läpinäkyvä tai läpikuultava, niin myös kykenevä kestämään mekaanisia, lämmöstä tai ympäröivästä luonnosta aiheutuvia ulkoisia ' rasituksia, eikä samaan aikaan vähennä valaisevan paneelin valontuottoa. Tämä voidaan saavuttaa lohkokappaleella 2, joka on läpinäkyvä tai läpikuultava, myös ollen vahvistettu tai lujitettu, sellainen että kykenisi vastustamaan yllämainitun tyyppisiä kuormituksia. Kappaleen materiaaliin on lisätty tai seostettu ainakin yhtä fosforia sellaista, että fosfori aiheuttaa fluoresenssia kun kaasun purkaustila tapahtuu valokanavassa 3. Tämän vaikutuksena on, että valaiseva paneeli 1 lähettää fluoresenssia valoa koko pinnallaan, synnyttäen kuin valolähdepinnan. Vaikutus saattaa silloin olla samanlainen kuin mikä saadaan aikaan elektroluminesenssivalolähteellä, mutta valon tuotto on paljon suurempi ja teoriassa yhtä suuri kuin mikä on mahdollista saavuttaa tavallisilla fluoresenssiputkilla. Tämä edellyttää fosforin kontrolloitua jakamista kappaleeseen, mikä voitaisiin saavuttaa käyttämällä tunnettuja menetelmiä. Fosfori voi esim. olla levitettynä kappaleen pinnalle tai pinnassa tai tasaisesti kappaleessa. Pyrittäessä saamaan pintavalonlähteelle lähes tasavaloinen pintavalontiheys, pitäisi kuitenkin fosforin jakaantumisessa ottaa huomioon sekä kappaleen että yhtä hyvin fosforin itsensä aiheuttama kaasun purkauslähteen primäärisäteilyn absorptio. Edelleen kappaleen pitää käsittää materiaalia , joka pienessä määrin absorboi ultravioletti- ja lyhytaaltosäteilyä , esim. kvartsia. Myös valokanava voi kuten mainittu, olla päällystetty sisältä fosforilla.

Valokanava 3 voi olla erillinen elementti, esim lasiputki Tämä erillinen elementti voi silloin olla valettu tai pakotettu kappaleeseen 2 , mutta ei koskaan voi olla tehty samasta materiaalista kuin sanottu kappale.

Kuviossa 3 on esitetty erilainen, parempi suoritusmuoto, missä kappale 2 on ympäröity levyillä tai kerroksilla 5. Levyt 5 voivat olla tehdyt samanlaisesta materiaalista kuin kappale 2, so. ollen läpinäkyviä tai läpikuultavia ja lisäksi vahvistettuja tai lujitettuja sellaisia että ne kykenevät vastustamaan suuria ulkoisia kuormituksia, kuten mekaanisia kuormia. Levyt 5 ovat liitetyt tai laminoidut valaisevan paneelin lohkokappaleeseen tunnetuilla tavoilla, esim. sulattamalla tai tarttuvalla sidoksella. Levyjen 5 tarkoituksena on varustaa valaiseva paneeli 1 lisäsuojauksella verrattuna mikä saavutettaisiin lohkokappaleella yksinään, tai levyillä 5 voi olla myöskin esteettinen vaikutus, missä tai milloin valaisevan paneelin 1 käyttö tekee tämän toivottavaksi.

• · 6 105604

Edelleen levyt 5 samoin kuin kappale 2 voivat olla seostettu fosforilla siten, että ne yhdessä kappaleen kanssa toimivat fluoresenssivalon lähteenä. Tässä tapauksessa levyjen 5 täytyy olla valmistettu materiaalista, joka sallii lyhytaalto- ja ultraviolettivalon siirron, mutta samaan aikaan pinta on käsitelty niin, että lyhytaalto- ja ultraviolettivalosäteily eivät pääse pakenemaan valaisevalta paneelilta 1. Tavallisesti levyt 5 kuitenkin ovat tarkoitettu ensisijaisesti yllämainittuun tarkoitukseen, nimittäin lujittamaan valaisevaa paneelia 1 ja tekemään sen kestävämmäksi ulkoisia kuormituksia vastaan.

Riippuen aiotusta sovellutuksesta, valaisevan paneelin suoritusmuoto voi vaihdella materiaalin käytön, muodon ja esim. valokanavien 3 lukumäärän suhteen. Yhdessä suoritusmuodossa saattaa olla varustuksena useita erillisiä kanavia valaisevassa paneelissa 1. Jos käytetään useita erillisiä kanavia yksilöllisesti kiinnitetyin elektrodein, kanavat voidaan jäljestää useisiin kerroksiin ja esim. käytettynä luomaan kuvioitus valaisevaan paneelin 1 , jossa tässä tapauksessa ei ole kappale 2 seostettuna fosforilla. Kuviota, luotuna valokanavilla 3, voidaan silloin käyttää tuottamaan alfanumeerisia merkkejä jäijestyksessä niin, että valaisevia paneeleita voidaan käyttää informaatiotauluissa ja vastaavissa.

Tietyissä sovellutuksissa, esim. hätävalojen yhteydessä liikennetarkoituksissa, saattaisi olla hyödyllistä, että valaisevaa paneelia voidaan käyttää paristoilla tai valosähköisillä elementeillä. Sopivimmin voitaisiin käyttää yhdistelmää, jossa on yksi tai useampi ladattava paristo, jotka on jäljestetty valaisevaan paneeliin ja liitetty sekä valosähköisiin elementteihin että valon lähtee-·' seen. Ladattava sähköinen paristo ladataan silloin valosähköisillä elementeillä, kun tämä on soveliasta, ja paristo käyttää valaisevaa paneelia riippumatta ulkoisesta energian syötöstä tai ulkoisen energiansyötön keskeytyksestä.

Jos valosähköisiä elementtejä käytetään valaisevassa paneelissa, nämä voidaan jäljestää sillä «( • ‘ tavalla kappaleeseen, että ne aktivoituvat kun niitä valaistaan, esim auringon valolla

Valosähköisiä elementtejä voidaan myös jäljestää yhdelle tai useammalle ympäröivälle levylle 5 ja yksi suoritusmuoto jäljestetään siten, että ne suunnataan valaisevan paneelin vaiokanavaa 3 kohti. Valaisevan paneelin 1 normaalin käytön aikana valokanavan 3 tai kappaleen 2 lähettämä valo aktivoi valosähköiset elementit, joita silloin voidaan käyttää lataamaan ladattavia sähköisiä k. i W 4 7 10560

paristoja hätäenergian syöttämistä varten. Valosähköiset elementit voidaan myös jäljestää poispäin suunnatuiksi valokanavista ja esim. kohti mahdollista ulkoista valonlähdettä, tavallisesti suoraa T

auringonvaloa tai päivänvaloa.

Käytännöllinen tapa on, että valosähköisinä elementteinä käytetään aurikokennoja, joita voidaan ostaa tunnetuilta sellaisten toimittajilta. Jos aurinkokennot jäljestetään aurinkokennopaneeliksi, tämä voidaan liittää suoraan valaisevaan paneeliin ja missä on käytännöllistä, sijoittaa siten, että aurinkokennot suojataan ulkoisilla levyillä, jotka on esitetty kuviossa 3.

Esitetyissä suoritusmuodoissa valaisevat paneelit ovat huoltoystävällisiä. Ihanteellisesti, odotettu elinaika keksinnön mukaiselle valaisevalle paneelille saattaa nousta 20 vuoteen, mutta riippuen siitä, kuinka valaiseva paneeli on rakennettu asennettu tai käytetään, on mahdollista suorittaa erityyppisiä huoltoja. Valokanavat saattavat esim. aueta ja kaasu siten saattaa purkautua tai fosfori tulla tilalle valokanavien sisäpuolella. Sytyttimen komponentit saatetaan samallatavoin vaihtaa ja jos yhtä tai useampaa ladattavaa sähköistä paristoa käytetään yhdessä valaisevan paneelin kanssa,' ne voivat sijaita niin, että ovat helposti vaihdettavissa.

« · ' · t «

Claims (16)

105604 PATENTTIVAATIMUKSET 1

1. Kaasun purkaukseen perustuvalla valonlähteellä varustettu valaiseva paneeli, jossa valaiseva paneeli käsittää kappaleen materiaaliltaan kaasutiiviissä, iskunkestävässä, rasituskestävässä, läpinäkyvässä tai läpikuultavassa muodossa, ja valonlähteen muodostettuna ainakin yhdeksi sanotussa kappaleessa olevaksi valokanavaksi tunnettu siitä, että kappale on seostettu ainakin yhdellä loisteaineeiia, loisteaineen ollessa kontrolloidusti jakautuneena kappaleessa.

2. Patenttivaatimuksen 1 mukainen valaiseva paneeli tunnettu siitä, että loisteaine on jäljestetty tasaisesti jakautuneeksi kappaleeseen.

3. Patenttivaatimuksen 1 mukainen valaiseva paneeli tunnettu siitä, että loisteaine on jäljestetty kappaleen pintaan tai lähelle pintaa.

4. Patenttivaatimuksen 1 mukainen valaiseva paneeli tunnettu siitä, että siinä on useita valokanavia, jotka on sijoitettu kappaleeseen yhtenä tai useana erillisenä kerroksena

5. Patenttivaatimusten 1 tai 4 mukainen valaiseva paneeli tunnettu siitä, että valaisevalla paneelilla on mielivaltainen, haluttu ulkoinen muoto.

6. Jonkin patenttivaatimuksen 1, 4 ja 5 mukainen valaiseva paneeli tunnettu siitä, että valokanava on yhteenrakennettu valaisevan paneelin kanssa ja on olennaisesti samaa materiaalia .· kuin valaiseva paneeli.

7. Jonkin patenttivaatimuksen 1, 4 ja 5 mukainen valaiseva paneeli tunnettu siitä, että valokanava on upotettu valaisevaan paneeliin valamalla tai sisääntunkemalla, esim. kaasun purkausputki. « «· • * Jonkin vaatimuksen 1 ja 4-7 mukainen valaiseva paneeli tunnettu siitä, että valaiseva paneeli edelleen käsittää ainakin yhden levyn tai kerroksen lujitetusta, iskunkestävästä, rasituskestävästä, läpinäkyvästä tai läpikuultavasta materiaalista, joka on liitetty tai laminoitu kappaleeseen, sopivimmin sulattamalla tai liimaamalla. \ L . i L- 4 9 10560s

9. Jonkin edellisen vaatimuksen mukainen valaiseva paneeli tunnettu siitä, että kappale on valmistettu lasista, polymeeristä tai keraamisesta materiaalista. * 9

10. Jonkin edellisen vaatimuksen mukainen valaiseva paneeli tunnettu siitä, että loisteaine on jäljestetty valokanavan pinnalle tai pinnan läheisyyteen.

11. Patenttivaatimuksen 8 mukainen valaiseva paneeli tunnettu siitä, että levy on valmistettu lasista, polymeeristä tai keraamisesta materiaalista.

12. Patenttivaatimuksen 11 mukainen valaiseva paneeli tunnettu siitä, että levy on seostettu loisteaineella.

13. Jonkin edellisen vaatimuksen mukainen valaiseva paneeli tunnettu siitä, että valaiseva paneeli käsittää valosähköisiä elementtejä jäljestettynä kappaleeseen tai yhteen tai useampaan ympäröivään levyyn ja jäljestetty siten, että ne ovat suunnattuna kohti valaisevan paneelin valokanavaa tai valaisevasta paneelista poispäin.

14. Patenttivaatimuksen 13 mukainen valaiseva paneeli tunnettu siitä, että valosähköiset elementit ovat aurinkokennoja.

15. Patenttivaatimuksen 14 mukainen valaiseva paneeli tunnettu siitä, että aurinkokennot on • · .· jäljestetty valaisevaan paneeliin liitetyksi aurinkokennopaneeliksi.

16. Jonkin vaatimuksen 13-15 mukainen valaiseva paneeli tunnettu siitä, että vaihdettava ja ladattava sähköinen paristo on jäljestetty valaisevaan paneeliin ja kytketty sähköisesti valosähköisiin elementteihin ja valon lähteeseen, kumpaankin erikseen. • I / • < r 10 PATENTKRAV 105604