ITVI20100003A1 - Lampada per l'illuminazione di emergenza ad illuminamento uniforme. - Google Patents

Description

LAMPADA PER L’ILLUMINAZIONE DI EMERGENZA AD

ILLUMINAMENTO UNIFORME

-------

La presente invenzione si riferisce in genere ad una lampada per l’illuminazione di emergenza, atta a realizzare un illuminamento pressoché uniforme sulla superficie illuminata dalla lampada stessa.

Più in particolare, l’invenzione riguarda una lampada per l’illuminazione di emergenza con sistema ottico catadiottrico, ovvero contenente elementi riflettenti ed elementi rifrangenti, in cui la sorgente luminosa à ̈ costituita da un insieme di diodi LED bianchi ed in cui il componente ottico riflettente à ̈ costituito da un riflettore di alluminio ed il componente ottico rifrangente à ̈ costituito da una lente cilindrica; il riflettore e la lente cilindrica sono entrambi ottenuti per estrusione di un profilo continuo.

Questo sistema ottico consente di ottenere un illuminamento quasi uniforme sulla superficie rettangolare illuminata dalla lampada stessa, sulla quale può anche essere posto un pittogramma.

Come noto, 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 ed uniforme lungo l’apertura del riflettore per permettere di individuare facilmente e velocemente le vie di uscita, anche e soprattutto in caso di pericolo.

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 à ̈ chiuso mediante schermi trasparenti di protezione, associabili in modo smontabile per permettere sempre l’accesso alla sorgente luminosa ed ai morsetti.

Attualmente, però, le lampade 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 à ̈ 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.

Nell’ambito delle esigenze sopra menzionate, scopo della presente invenzione à ̈, quindi, quello di ovviare agli inconvenienti citati e, in particolare, quello di realizzare una lampada per l’illuminazione di emergenza, che consenta di ottenere un illuminamento contemporaneamente uniforme sull’apertura del riflettore, concentrato e sufficientemente intenso. Altro scopo della presente invenzione à ̈ quello di realizzare una lampada per l’illuminazione di emergenza, che permetta di ottenere la distribuzione di illuminamento desiderata e, in particolare, che consenta di produrre un illuminamento uniforme in una zona rettangolare dell’apparecchio di illuminazione, sulla quale possono essere altresì posizionati uno o più pittogrammi.

Ulteriore scopo dell’invenzione à ̈ quello di realizzare una lampada per l’illuminazione di emergenza, in cui i componenti ottici possano essere realizzati in modo sostanzialmente semplice ed a costi relativamente contenuti, rispetto ai vantaggi conseguiti.

Questi ed altri scopi, secondo la presente invenzione, sono raggiunti realizzando una lampada per l’illuminazione di emergenza ad illuminamento uniforme, secondo la rivendicazione 1 allegata; ulteriori caratteristiche tecniche sono contenute nelle rivendicazioni dipendenti successive.

In modo vantaggioso, la lampada per l’illuminazione di emergenza, che à ̈ oggetto della presente invenzione, presenta un sistema ottico catadiottrico, vale a dire contenente elementi riflettenti ed elementi rifrangenti, in cui la sorgente luminosa à ̈ costituita da un insieme di diodi LED bianchi ed in cui il componente ottico riflettente à ̈ costituito da un riflettore di alluminio ed il componente ottico rifrangente à ̈ costituito da una lente cilindrica.

Il riflettore e la lente cilindrica sono entrambi ottenuti semplicemente per estrusione di un profilo continuo ed il sistema ottico ottenuto consente di ottenere un illuminamento quasi uniforme sulla superficie rettangolare illuminata dalla lampada stessa, sulla quale possono anche essere posizionati e/o incollati uno o più pittogrammi.

Ulteriori caratteristiche e vantaggi di una lampada per l’illuminazione di emergenza ad illuminamento uniforme, secondo la presente invenzione, risulteranno maggiormente evidenti dalla descrizione seguente di una forma di realizzazione esemplificativa e preferita, ma non limitativa, e dai disegni schematici allegati, ove:

- le figure 1 e 2 mostrano due viste prospettiche di rispettive forme realizzative esemplificative e preferite di una lampada per l’illuminazione di emergenza ad illuminamento uniforme, secondo la presente invenzione;

- la figura 3 à ̈ una rappresentazione grafica del calcolo del profilo bidimensionale del riflettore della lampada per l’illuminazione di emergenza, secondo l’invenzione, al fine di ottenere un illuminamento uniforme sull’apertura;

- la figura 4 mostra una sezione ed una tracciatura dei raggi per un sistema parziale di una sorgente luminosa e di un riflettore della lampada per l’illuminazione di emergenza ad illuminamento uniforme, secondo l’invenzione;

- la figura 5 mostra un profilo schematico della lente impiegata nella lampada per l’illuminazione di emergenza ad illuminamento uniforme, secondo l’invenzione, e la sua posizione rispetto alla sorgente luminosa;

- la figura 6 à ̈ una rappresentazione grafica del calcolo del profilo bidimensionale di una prima porzione della lente impiegata nella lampada per l’illuminazione di emergenza, secondo la presente invenzione;

- la figura 7 à ̈ una rappresentazione grafica del calcolo del profilo bidimensionale di una seconda porzione della lente impiegata nella lampada per l’illuminazione di emergenza, secondo la presente invenzione;

- la figura 8 mostra una sezione ed una tracciatura dei raggi per un sistema parziale di una sorgente luminosa e di una lente della lampada per l’illuminazione di emergenza ad illuminamento uniforme, secondo l’invenzione;

- la figura 9 mostra una sezione ed una tracciatura dei raggi per il sistema completo di una sorgente luminosa, di una lente e di un riflettore della lampada per l’illuminazione di emergenza ad illuminamento uniforme, secondo l’invenzione;

- la figura 10 à ̈ una vista prospettica schematica di un modello tridimensionale del sistema ottico della lampada per l’illuminazione di emergenza ad illuminamento uniforme, secondo l’invenzione; - la figura 11 à ̈ una mappa schematica dell’illuminamento prodotto sull’apertura di una lampada per l’illuminazione di emergenza ad illuminamento uniforme, secondo l’invenzione.

Con riferimento alle figure menzionate, la lampada per l’illuminazione di emergenza, oggetto della presente invenzione, comprende un involucro 20, al cui interno à ̈ presente un sistema ottico catadiottrico, ovvero contenente elementi riflettenti ed elementi rifrangenti, entrambi ottenuti per estrusione di un profilo continuo.

In particolare, la sorgente luminosa à ̈ costituita da un insieme di diodi LED bianchi 10, situati lateralmente ad una superficie frontale rettangolare 13 dell’involucro 20 ed alloggiati posteriormente ad una lente cilindrica 11, che costituisce il componente ottico rifrangente, mentre il componente ottico riflettente à ̈ un riflettore sagomato 12, realizzato in alluminio e posto in posizione adiacente alla lente cilindrica 11 ed in corrispondenza dell’intera superficie frontale 13.

Questo sistema ottico consente di ottenere un illuminamento quasi uniforme sulla superficie frontale rettangolare 13 illuminata della lampada stessa, sulla quale può anche essere posto un pittogramma.

Secondo l’invenzione, il riflettore sagomato 12 à ̈ progettato in due dimensioni, considerando la radiazione luminosa proveniente da un unico diodo LED 10 approssimato con una sorgente puntiforme lambertiana; il profilo della lampada risulta poi ulteriormente estruso, sono introdotti altri diodi LED 10 lungo la linea di estrusione e, infine, il riflettore 12 à ̈ chiuso lateralmente con due piani riflettenti 14.

In particolare, il profilo del riflettore sagomato 12 à ̈ calcolato per ottenere una distribuzione uniforme dell’illuminamento lungo l’apertura del riflettore stesso 12; a tale proposito, nella figura 3 allegata à ̈ mostrata una rappresentazione grafica del calcolo del profilo bidimensionale del riflettore 12 per ottenere un illuminamento uniforme sulla superficie 13, in cui la sorgente luminosa puntiforme à ̈ posizionata sul punto A di coordinate (0, 0) e l’emissione luminosa à ̈ direzionata lungo l’asse x delle ascisse (nel grafico di figura 3 sono rappresentati solo i raggi che intercettano il riflettore sagomato 12 ed i raggi riflessi dallo stesso ed incidenti sulla superficie 13 dell’involucro 20 della lampada).

Inoltre, il riflettore 12 intercetta solo parte della luce emessa da ciascuna sorgente luminosa (diodo LED 10) e la rimanente parte à ̈ luce diretta proveniente dalla sorgente luminosa, che si assume avere una distribuzione di intensità lambertiana (in particolare, nella figura 4 allegata à ̈ mostrata una sezione ed una tracciatura dei raggi per un sistema ottico parziale costituito da un diodo LED 10 ed un riflettore 12). Per direzionare come desiderato la luce diretta dei vari diodi LED 10 che non intercetta il riflettore 12 à ̈ altresì introdotta almeno una lente cilindrica 11 opportunamente dimensionata.

Anche la lente 11 à ̈ progettata in due dimensioni considerando la luce proveniente da un unico diodo LED 10, che à ̈ nuovamente approssimato con una sorgente luminosa puntiforme di tipo lambertiano; il profilo della lente 11 à ̈ poi estruso e sono quindi introdotti altri diodi LED 10 lungo la linea di estrusione.

Il profilo della lente 11 (come mostrato in dettaglio nella figura 5 allegata) à ̈ dato da una doppia curva, in cui una prima parte del profilo curvilineo à ̈ calcolata per ottenere una distribuzione di illuminamento uniforme sulla superficie 13 dell’involucro 20 (come dalla rappresentazione grafica di figura 6 del calcolo del profilo bidimensionale della prima parte di profilo della lente 11, ove la sorgente luminosa à ̈ nel punto B di coordinate (0, 0) e l’emissione luminosa à ̈ direzionata lungo l’asse x delle ascisse) e l’altra parte del profilo curvilineo à ̈ calcolata per ottenere una distribuzione di illuminamento uniforme solo nella porzione di superficie 13 dell’involucro 20 che si trova nella proiezione della lente cilindrica 11 (come visibile dalla rappresentazione grafica di figura 7 del calcolo del profilo bidimensionale della seconda parte di profilo della lente 11, ove la sorgente luminosa à ̈ nel punto C di coordinate (0, 0) e l’emissione luminosa à ̈ direzionata lungo l’asse x delle ascisse).

La lente cilindrica 11 a doppio profilo curvilineo consente di controllare la distribuzione di illuminamento bidimensionale sulla superficie 13 dell’involucro 20, tenendo conto anche della diminuzione di illuminamento dovuto alla presenza della lente stessa 11 posta davanti al riflettore 12, diminuzione che può essere compensata con la seconda parte di profilo curvilineo (come mostrato nella figura 8 allegata, ove sono illustrate una sezione ed una tracciatura dei raggi per il sistema ottico parziale costituito da un diodo LED 10 ed una lente cilindrica 11 avente un profilo curvilineo come calcolato in precedenza; anche in questo caso, il riflettore 12 à ̈ rappresentato, ma gli sono state attribuite proprietà assorbenti, al fine di non visualizzare i raggi riflessi e non appesantire quindi il diagramma).

Il sistema ottico completo à ̈ costituito dal riflettore sagomato 12, ottenuto per estrusione del profilo come calcolato in precedenza, da almeno una lente cilindrica 11, ottenuta per estrusione del profilo come calcolato in precedenza, e da un numero opportuno di sorgenti luminose, quali diodi LED 10.

Come chiaramente mostrato nella figura 9 allegata, in cui sono illustrate una sezione ed una tracciatura dei raggi per il sistema ottico completo costituito da un diodo LED 10, una lente cilindrica 11 ed un riflettore sagomato 12 calcolati come riferito in precedenza, i componenti del sistema ottico completo sono progettati in un sistema bidimensionale, al fine di ottenere una distribuzione uniforme dell’illuminamento lungo una linea ovvero lungo la superficie del riflettore sagomato 12 prospiciente la superficie frontale 13 dell’involucro 20 della lampada.

Nel modello tridimensionale del sistema ottico, ottenuto per estrusione, della lampada di emergenza progettata secondo la presente invenzione (modello illustrato in dettaglio nella figura 10 allegata), sono introdotte più sorgenti luminose, quali diodi LED 10, lungo la linea di estrusione e l’interasse tra di esse determina la distribuzione dell’illuminamento che si ottiene nella direzione di estrusione.

Inoltre, la distanza tra i diodi LED 10 à ̈ dimensionata in funzione del flusso luminoso emesso dal singolo diodo LED 10, della sua distanza dalla superficie del riflettore 12 e della sua distribuzione di intensità luminosa radiante, al fine di ottenere la migliore uniformità di illuminamento nella direzione di estrusione.

I diodi LED 10 impiegati possono anche avere una distribuzione di intensità radiante non lambertiana, ma, in questo caso, il programma di calcolo dei profili delle lenti 11 e del riflettore 12 ne dovrà tenere conto.

Il risultato finale del sistema ottico completo tridimensionale, così come descritto, consiste nell’ottenimento di un illuminamento quasi uniforme in corrispondenza della superficie frontale 13 dell’involucro 20; inoltre, su tale superficie 13 potrà essere posto un vetro piano con un pittogramma che risulterà così uniformemente illuminato.

E’ possibile così raggiungere un rapporto di 1,3 tra il massimo ed il minimo illuminamento ottenibile in corrispondenza della superficie 13 (come mostrato chiaramente nella mappa di illuminamento della figura 11 allegata, corrispondente al modello tridimensionale di lampada di figura 10, comprendente un sistema ottico a doppio riflettore 12 e doppia lente cilindrica 11). Il sistema ottico descritto realizza in pratica un illuminamento uniforme in una zona rettangolare della lampada, corrispondente alla superficie 13, sulla quale può essere incollato un pittogramma.

La particolarità peculiare del sistema consiste nell’utilizzare congiuntamente un elemento riflettente ed un elemento rifrangente, ovvero un riflettore sagomato 12 ed una lente cilindrica 11.

Inoltre, lo studio del sistema ottico può essere condotto in due dimensioni e, quindi, il sistema completo à ̈ ricavato dall’estrusione del sistema bidimensionale, mantenendo, anche con l’utilizzo di un opportuno numero di sorgenti luminose, quali diodi LED 10, la bontà delle prestazioni in termini di uniformità nella zona interessata.

Infine, entrambi i componenti, lente cilindrica 11 e riflettore sagomato 12, sono progettati per ottenere l’uniformità di illuminamento sulla superficie 13 dell’involucro 20 nell’approssimazione di una o più sorgenti luminose puntiformi, ma tenendo conto della distribuzione di intensità radiante prodotta da tali sorgenti luminose.

Si à ̈ in pratica constatato come la lampada per l’illuminazione di emergenza secondo l’invenzione risulti particolarmente vantaggiosa per la grande uniformità ed area di illuminazione che permette di ottenere.

E’ chiaro che numerose altre varianti possono essere apportate alla lampada in questione, senza per questo uscire dai principi di novità insiti nell’idea inventiva, così come à ̈ 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, la lampada così realizzata può essere utilizzata analogamente sia per l’illuminazione puntuale degli ambienti sia per l’illuminazione di emergenza, e può essere ugualmente applicata 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 (9)

1. RIVENDICAZIONI 1. Lampada per l’illuminazione di emergenza ad illuminamento uniforme, comprendente un involucro (20), all’interno del quale sono presenti le sorgenti luminose, costituite da una serie di diodi LED (10), posti lateralmente ad una superficie frontale (13) di emissione della radiazione luminosa, su cui si verifica un illuminamento pressoché uniforme, caratterizzata dal fatto che frontalmente a dette sorgenti luminose à ̈ posto un sistema ottico catadiottrico contenente almeno un elemento ottico riflettente ed almeno un elemento ottico rifrangente, detto elemento ottico riflettente essendo posto in corrispondenza di detta superficie frontale (13) della lampada e detto elemento ottico rifrangente essendo posto in prossimità di dette sorgenti luminose ed in posizione adiacente e frontalmente a detto elemento ottico riflettente.
2. 2. Lampada come alla rivendicazione 1, caratterizzata dal fatto che dette sorgenti luminose sono costituite da una serie di diodi LED (10) bianchi, posti allineati e ad una determinata distanza l’uno dall’altro.
3. 3. Lampada come alla rivendicazione 1, caratterizzata dal fatto che detto elemento ottico riflettente à ̈ costituito da almeno un riflettore sagomato (12), detto riflettore (12) essendo atto ad intercettare parte della radiazione luminosa emessa da dette sorgenti luminose, mentre detto elemento ottico rifrangente à ̈ costituito da almeno una lente cilindrica (11).
4. 4. Lampada come alla rivendicazione 3, caratterizzata dal fatto che detto riflettore (12) e detta lente (11) sono progettati in due dimensioni e sono ottenuti per estrusione di un profilo continuo, dette sorgenti luminose essendo poste su una linea di estrusione.
5. 5. Lampada come alla rivendicazione 1, caratterizzata dal fatto che detta superficie frontale (13) di detta lampada presenta forma rettangolare.
6. 6. Lampada come alla rivendicazione 1, caratterizzata dal fatto che su detta superficie frontale (13) della lampada à ̈ posizionato almeno un pittogramma.
7. 7. Lampada come alla rivendicazione 1, caratterizzata dal fatto che detto riflettore sagomato (12) Ã ̈ chiuso lateralmente con almeno due piani riflettenti (14).
8. 8. Lampada come alla rivendicazione 3, caratterizzata dal fatto che detta lente cilindrica (11) presenta un profilo curvilineo a doppia curva, in cui una prima parte del profilo curvilineo à ̈ calcolata per ottenere una distribuzione di illuminamento uniforme lungo l’intera superficie frontale (13) dell’involucro (20) di detta lampada ed una seconda parte del profilo curvilineo à ̈ calcolata per ottenere una distribuzione di illuminamento uniforme in almeno una porzione di detta superficie frontale (13) che si trova nella proiezione di detta lente cilindrica (11).
9. 9. Lampada come alla rivendicazione 3, caratterizzata dal fatto che detta lampada comprende due riflettori sagomati (12), uniti insieme e lateralmente ai quali sono previste due lenti cilindriche (11), dette lenti cilindriche (11) essendo poste frontalmente a rispettive file di sorgenti luminose.