NL2002149C - Voor montage in een straatverlichtingsarmatuur ingerichte, van led's voorziene verlichtingseenheid. - Google Patents

Description

Voor montage in een straatverlichtingsarmatuur ingerichte, van LED’s voorziene verlichtingseenheid

De uitvinding betreft een voor montage in een straatverlichtingsarmatuur ingerichte 5 verlichtingseenheid, welke is voorzien van een drager, tenminste een op de drager geplaatste lichtbron, op de drager geplaatste voorschakelmiddelen en aansluitmiddelen voor het op een in het armatuur aanwezig voedingsaansluiting aansluiten van de voorschakelmiddelen. Hierbij wordt onder straatverlichting elke vorm van buitenverlichting verstaan, die bedoeld is voor verlichting van openbare ruimten zoals 10 woonstraten, pleinen, parkeerterreinen, fietspaden, parken en tunnels.

Een dergelijke verlichtingseenheid is al geruimde tijde bekend bij armaturen voor straatverlichting van Lightronics B.V. te Waalwijk. Deze verlichtingseenheden vergemakkelijken de montage van het armatuur en zij maken het later, wanneer de 15 lichtbron defect is geraakt of zijn lichtopbrengst is gedaald, vervangen van de lichtbron gemakkelijker. Dergelijke verlichtingseenheden zijn meestal voorzien van een gasontladingslamp. De laatste tijd is de lichtopbrengst van LED’s zodanig verbeterd, dat zij in straatverlichtingsarmaturen kunnen worden toegepast. Hierbij wordt opgemerkt dat het toepassen van LED’s aantrekkelijk is vanuit hun verwachte levensduur, hun tot 20 op heden weliswaar aanvaardbare, maar naar verwachting in de toekomst steeds gunstiger rendement en hun lichtverdeling, die de mogelijkheid biedt een groter deel van het door de lichtbron uitgezonden licht nuttig te kunnen gebruiken dan bij gasontladingslampen. Hierbij wordt onder rendement van de lichtbron de verhouding tussen het door het door de lichtbron uitgezonden licht gerepresenteerde vermogen en 25 het door de lichtbron opgenomen elektrische vermogen verstaan.

Het doel van de uitvinding is het verschaffen van een dergelijke verlichtingseenheid, waarbij gebruik gemaakt kan worden van de voordelen van LED’s.

30 Dit doel wordt bereikt door een dergelijke verlichtingseenheid waarbij de lichtbron door een van tenminste een LED voorziene lichtbron wordt gevormd en dat de voorschakelmiddelen zijn ingericht voor het omzetten van de op de voedingspuntaansluiting beschikbare spanning en stroom naar voor de tenminste ene LED geschikte spanning en stroom. Hiermede wordt het mogelijk om bij de eerste 2 montage en bij het naderhand vervangen van de verlichtingseenheid deze als een geheel te vervangen.

De uitvinding betreft voorts een straatverlichtingsarmatuur, dat is voorzien van een 5 verlichtingseenheid volgens een van de voorafgaande conclusies.

Volgens een voorkeursuitvoeringsvorm zijn de afmetingen van de drager gelijk aan die van een drager van een verlichtingseenheid van bestaand type, welke is voorzien van een op basis van gasontlading werkende lichtbron of een van een gloeidraad voorziene 10 lichtbron. Hiermede wordt het naderhand vervangen van een klassieke lichtbron van een voor straatverlichting geschikt armatuur door LED’s aanzienlijk vereenvoudigd. Deze handeling is aantrekkelijk om bij bestaande armaturen LED’s te kunnen toepassen zonder geheel nieuwe armaturen te behoeven plaatsen of de bestaande armaturen ingrijpend te behoeven aanpassen.

15

De uitvinding betreft dan ook bovendien een werkwijze voor het ombouwen van een straatverlichtingsarmatuur, dat voorzien is van een de verlichtingseenheid met een drager, tenminste een op de drager geplaatste, op gasontlading gebaseerde lichtbron, op de drager geplaatste voorschakelmiddelen en aansluitmiddelen voor het op een in het 20 armatuur aanwezig vocdingsaansluiting aansluiten van de voorschakelmiddelen, naar een op LED-verlichting gebaseerde lichtbron, omvattende de stappen van het openen van het armatuur, het losmaken van de verbinding tussen de aansluitmiddelen van de oorspronkelijke verlichtingseenheid en het voedingsaansluiting, het verwijderen van de oorspronkelijke verlichtingseenheid, het plaatsen van een nieuwe verlichtingseenheid 25 met een op LED-verlichting gebaseerde lichtbron, het aansluiten van de verbinding tussen de aansluitmiddelen van de nieuwe verlichtingseenheid en de voedingsaansluiting en het sluiten van het armatuur.

Alhoewel LED’s een voor toepassing in straatverlichting aantrekkelijke lichtverdeling 30 hebben, wordt deze verbeterd wanneer de drager van een reflector is voorzien.

Volgens een voorkeursuitvoeringsvorm omvat de lichtbron een behuizing waarin de tenminste ene LED is geplaatst en is de behuizing is voorzien van tenminste één zich tenminste gedeeltelijk buiten een enkel plat vlak uitstrekkend lichtuitstroomvenster 3 waarin een lichtdoorlatende, diffuse, van een phosphor voorziene drager is geplaatst. Deze configuratie maakt het mogelijk gebruik te maken van LED’s die geoptimaliseerd zijn naar lichtopbrengst en waarbij de lichtkleur minder relevant is. De lichtkleur kan immer door de phosphor worden omgezet naar een gewenste lichtkleur. Voorts biedt 5 deze configuratie de mogelijkheid een vomi van een gasontladingslamp na te bootsen zodat er minder modificaties behoeven te worden uitgevoerd op de lichtstroom beïnvloedende elementen van het armatuur. Hierbij kan het phosphor in de drager zijn geïntegreerd of op de drager zijn aangebracht.

10 Voor het nog nauwkeuriger nabootsen van een gasontladingslamp, is de lichtbron bij voorkeur voorzien van een enkelvoudig gebogen, bijvoorbeeld cilindrisch lichtuitstroomvenster.

De vorm van een in het algemeen langgerekte gasontladingslamp wordt het beste 15 nagebootst wanneer de lengte van de as waarom het lichtuitstroomvenster is gebogen, groter is dan de booglengte.

Om de veelal kostbare gebogen dragers in de vensters te vermijden heeft het de voorkeur dat de lichtbron meer dan een lichtuitstroomvenster omvat en dat de vlakken 20 waarin dc lichtstroomvcnstcrs zijn gelegen, elkaar snijden. Hiermede wordt immers vermeden dat lastig te vervaardigen gebogen dragers behoeven te worden gebruikt. Dit vormt immers een andere wijze voor het nabootsen van het stralingsdiagram van de meeste gasontladingslampen, zonder gebruik te hoeven maken van gebogen dragers in vensters.

25

Om ook bij deze uitvoeringsvorm gebmik te kunnen maken van de op de lengte van de gasontladingslampen ingestelde optische inrichting van het armatuur, is de lengte van de snijlijn groter dan de breedte van de lichtuitstroomvensters dwars op de snijlijn.

30 Ondanks het feit dat een groot deel van het van de LED’s afkomstige licht een richtingcomponent heeft dwars op de platte drager, is een deel sterk zijwaarts gericht. Een straatverlichlingarmaluur vereist echter veel naar beneden gericht licht, zodat de toepassing van een reflector aantrekkelijk is. Hiertoe verschaft een voorkeursuitvoeringsvorm de maatregel dat de drager van een reflector is voorzien en 4 dat de diepte van de reflector groter is dan de helft van de diepte van de lichtbron. Deze uitvoeringsvorm is van belang voor armaturen met een zich ook zijdelings sterk uitstrekkende lichtverdeling.

5 Voor amiaturen met een sterker naar beneden gerichte lichtverdeling is het aantrekkelijk wanneer de diepte van de reflector groter is dan de diepte van de lichtbron.

Volgens weer een andere voorkeursuitvoeringsvorm wordt de drager door een metalen plaat gevormd, aan een eerste zijde waarvan de lichtbron en de reflector is geplaatst en 10 aan de tweede zijde waarvan de voorschakelinrichting is geplaatst. Hiermede wordt een constructief aantrekkelijke, en in een bestaande typen armaturen passende verlichtingseenheid verkregen.

Om de plaatsing van de verlichtingseenheid te vergemakkelijken is bij voorkeur de 15 verlichtingseenheid ingericht voor plaatsing in tenminste gedeeltelijk schamierbaar in het armatuur geplaatste bevestigingsmiddelen.

Alhoewel voorschakelapparatuur voor gasontladingslampen ook de nodige warmte ontwikkelt, is de warmteontwikkeling van de schakelingen die de voeding van LED’s 20 verzorgen in het algemeen groter. Hierbij komt dat LED’s een grotere lichtopbrengst hebben bij een lage temperatuur en hun levensduur bij een lagere temperatuur groter is. Het is dus belangrijker de LED’s op een lagere temperatuur te houden dan gasontladingslampen. Om de LED’s aldus voldoende te kunnen koelen heeft het de voorkeur dat aan de bovenzijde van de drager koelmiddelen zijn aangebracht die in 25 direct thermisch geleidend contact zijn met de verlichtingseenheid.

Om de koeling nog verder te verbeteren heeft het de voorkeur dat een van een dergelijke verlichtingseenheid voorzien straatverlichtingsarmatuur is voorzien van thermische koppelmiddelen voor het thermisch koppelen van koelmiddelen van een in het armatuur 30 aangebrachte verlichtingseenheid met een aan de buitenzijde van het armatuur grenzend deel.

Vervolgens zal de onderhavige uitvinding worden toegelicht aan de hand van de bijgaande tekeningen, waarin voorstellen: 5

Figuur 1: een doorsnedeaanzicht van een straatverlichtingsarmatuur waarin de verlichtingseenheid volgens de uitvinding kan worden toegepast;

Figuur 2: een doorsnedeaanzicht van een verlichtingseenheid die door een 5 verlichtingseenheid volgens de uitvinding kan worden vervangen;

Figuur 3: een doorsnedeaanzicht van een verlichtingseenheid volgens de uitvinding;

Figuur 4: een doorsnedeaanzicht van de in figuur 3 afgebeelde verlichtingseenheid dwars op de richting van figuur 3; en 10 Figuur 5: een doorsnedeaanzicht een alternatieve uitvoeringsvorm van de in figuur 3 afgebeelde verlichtingseenheid.

In figuur 1 is een straatverlichtingsarmatuur afgebeeld dat in zijn geheel met 1 wordt aangeduid. Het straatverlichtingsarmatuur is geplaatst op een mast 2. Op de mast 2 is 15 een voetstuk 3 aangebracht waarop een frame 4 met een ring 5 geplaatst is dat een hoofdzakelijk horizontale plaat 6 draagt. Tussen de ring 5 van het frame 4 en de voet 3 is een hoofdzakelijk kegelvormige transparante kap 7 geplaatst en steunend op de ring 5 is een deksel 8 geplaatst. Al deze elementen zijn door tot de stand van de techniek behorende bevestigingsmiddelen met elkaar verbonden.

20

In de plaat 6 is een rechthoekige opening aangebracht waarin een plaatvormige drager 10 van een in zijn geheel met 11 aangeduide verlichtingseenheid is geplaatst. De drager is aan een van zijn zijden door middel van een aantal scharnieren 12 draaibaar en uitneembaar met de plaat 6 verbonden, terwijl de drager 10 aan zijn andere zijde door 25 middel van een vergrendelmechanisme 13 losmaakbaar met de plaat 6 is verbonden.

De constructie van de drager 10 zal nu meer in detail worden toegelicht aan de hand van figuur 2. Aan de onderzijde van de drager 10 is een lamp 14, bijvoorbeeld een gasontladingslamp door middel van een aan de drager 10 bevestigde lamphouder 15 30 aangebracht. Voorts is aan de onderzijde van de drager 10 een reflector 16 aangebracht, die is gevormd voor het voornamelijk naar beneden toe reflecteren van het door de lamp 14 uitgezonden licht. Aan de bovenzijde van de drager 10 is een voorschakelapparaat 17 aangebracht dat is ingericht voor het omzetten van de beschikbare netstroom en -spanning naar de voor de lamp geschikte stroom en spanning, met inbegrip van een 6 startschakeling. Het voorschakelapparaat is door middel van een snoer 18 met aan zijn vrije einde een stekker 19 verbindbaar met een contactdoos 20 op de plaat 6. Deze contactdoos 20 is met een zich door de mast 2 uitstrekkende voedingskabel verbonden. Zoals hierboven reeds is aangeduid, neemt de laatste tijd de lichtopbrengst van LED’s 5 sterk toe, inmiddels tot een niveau waarop zij toepasbaar zijn bij straatverlichting met gemiddelde lichtopbrengst, zoals bij slraalverlichlingsarmaturen die op masten met een hoogte van 3 tot 5 m worden toegepast voor het verlichten van woonwijken, woonerven, wandelpaden, trottoirs, parken en fietspaden. De verwachting is dat binnen afzienbare tijd de lichtopbrengst zo sterk is toegenomen dat zij ook kunnen worden toegepast bij 10 hoger geplaatste straatverlichtingsarmaturen die in het algemeen een groter vlak verlichten en een grotere lichtstroom moeten kunnen opwekken, zodat de uitvinding ook bij dergelijke armaturen kan worden toegepast.

Om de LED’s te kunnen toepassen bij reeds bestaande verlichtingsarmaturen die veelal 15 van gasontladingslampen zijn voorzien, is het van belang aanpassingen uit voeren aan de ‘elektrische’ zijde, aan de ‘optische1 zijde en aan de ‘thermische’ zijde van de lichtbron. In figuren 3 en 4 is dan ook een drager 10 afgebeeld, waarop een van LED’s voorziene verlichtingseenheid 31 is geplaatst. De verlichtingseenheid 31 omvat een prismatisch huis 32, dat van aluminium is vervaardigd en dat voorzien is van twee 20 vensters 33, waarin transparante platen 34 zijn geplaatst. Op of in deze transparante platen is een phosphor aangebracht dat is gekozen voor het omzetten van de door de LED’s uitgezonden lichtkleur naar de gewenste lichtkleur. Deze maatregel biedt de mogelijkheid de lichtopbrengst van de LED’s te optimaliseren onafhankelijk van de lichtkleur en de aldus verkregen lichtkleur om te zetten naar de gewenste lichtkleur, 25 waarbij de beschikbaarheid van de phosphor met een desbetreffend hoog rendement wordt aangenomen. Op de bodem van het huis 32 van de verlichtingseenheid is een aantal LED’s 35 geplaatst, onder tussenkomst van in de tekening niet weergegeven elektrische isolerende dragers zoals dragers van keramisch materiaal.

30 Aan zijn bovenzijde is de drager voorzien van een voorschakelapparaat 36 dat is ingericht voor het omzetten van de beschikbare netspanning en -stroom naar de voor voeding van de LED’s geschikte spanning en stroom, Ook dit voorschakelapparaat is voorzien van een snoer 18 met een stekker 19 voor contact met de contactdoos 20.

7

De bodem 37 van het huis 32 van de verlichtingseenheid 31 is aangebracht in een opening in de drager 10. Deze bodem die eveneens bij voorkeur van een goed thermische geleidend materiaal zoals aluminium is vervaardigd, draagt zorg voor het overdragen van de door de LED’s ontwikkelde warmte naar een aan de bovenzijde van 5 de drager geplaatst koellichaam 38. Hierbij wordt opgemerkt dat de LED’s een langere levensduur en een hogere lichtopbrengst hebben bij een lage bedrijfstemperatuur zodat het van het grootste belang is de LED’s goed te koelen. Volgens een niet in de tekeningen weergegeven uitvoeringsvorm is het koellichaam ingericht voor thermisch goed geleidend contact met het deksel 8, dat bij voorkeur eveneens van goed geleidend 10 materiaal, zoals metaal is vervaardigd.

Tevens is aan de onderzijde van de drager 10 een reflector 39 aangebracht, evenals bij de oorspronkelijke, van een gasontladingslamp voorziene drager, doch de vorm van de bij LED’s toegepast reflector is aangepast aan het polaire diagram van de 15 verlichtingseenheid. In het onderhavige geval is de reflector 39 dieper omdat de verlichtingseenheid meer licht naar de zijde uitzendt.

Ten slotte toont figuur 5 een alternatieve uitvoeringsvorm van een verlichtingseenheid 40, die van een venster 4lis voorzien waarin een cilindrisch gebogen plaat 42 is 20 geplaatst, die eveneens van ccn phosphor is voorzien. Hiermede wordt het mogclijk dc vorm en het polaire diagram van een gasontladingslamp dichter te benaderen dan bij de eerste uitvoeringsvorm, maar wel bij het gebruik van een lastig te vervaardigen gebogen plaat 42. Door de dichtere benadering van de stralingsconfiguratie van een gasontladingslamp is het mogelijk gebruik minder modificaties aan te brengen in de 25 oorspronkelijke reflectoren bij behoud van dezelfde lichtverdeling als die van een armatuur met een gasontladingslamp.

Het zal duidelijk zijn dat diverse andere vormen van verlichtingseenheid kunnen worden gebruikt; de keuze hiervan zal zo veel mogelijke worden gemaakt voor het 30 benaderen van de vorm en polaire diagrammen van de oorspronkelijke lichtbron. Tn veel gevallen is dit een gasontladingslamp met een langgerekte configuratie zodat veelal de verlichtingseenheid ook een langgerekte configuratie zal hebben.

Claims (16)

1. V oor montage in een straatverlichtingsarmatuur ingerichte verlichtingseenheid, omvattende: 5. een drager; - tenminste een op de drager geplaatste lichtbron; - op de drager geplaatste voorschakelmiddelen; en - aansluitmiddelen voor het op een in het armatuur aanwezig voedingsaansluiting aansluiten van de voorschakelmiddelen, 10 met het kenmerk, dat de lichtbron door een van tenminste een LED voorziene lichtbron wordt gevormd en dat de voorschakelmiddelen zijn ingcricht voor het omzetten van de op het voedingspuntaansluiting beschikbare spanning en stroom naar voor de tenminste ene LED geschikte spanning en stroom.

2. Verlichtingseenheid volgens conclusie 1, met het kenmerk, dat de afmetingen van de drager gelijk zijn aan die van een drager van een verlichtingseenheid van bestaand type, welke is voorzien van een op basis van gasontlading werkende lichtbron of een van een gloeidraad voorziene lichtbron. 20

3, Verlichtingseenheid volgens conclusie 1 of 2, met het kenmerk, dat de drager van een reflector is voorzien.

4. Verlichtingseenheid volgens conclusie 1,2 of 3, met het kenmerk, dat de lichtbron een behuizing omvat waarin de tenminste ene LED is geplaatst, dat de 25 behuizing is voorzien van tenminste één zich tenminste gedeeltelijk buiten een enkel plat vlak uitstrekkend lichtuitstroomvenster waarin een lichtdoorlatende, diffuse, van een phosphor voorziene drager is geplaatst.

5. Verlichtingseenheid volgens conclusie 4, met het kenmerk, dat de lichtbron een 30 enkelvoudig gebogen lichtuitstroomvenster omvat.

6. Verlichtingseenheid volgens conclusie 5, met het kenmerk, dat de lengte van de as waarom het lichtuitstroomvenster is gebogen, groter is dan de booglengte.

7. Verlichtingseenheid volgens conclusie 4, met het kenmerk, dat de lichtbron meer dan een lichtuitstroomvenster omvat en dat de vlakken waarin de lichtstroomvensters zijn gelegen elkaar snijden.

8. Verlichtingseenheid volgens conclusie 7, met het kenmerk, dat de lengte van de snijlijn groter is dan de breedte van de lichtuitstroomvensters dwars op de lijn.

9. Verlichtingseenheid volgens conclusie 7 of 8, met het kenmerk, dat de drager van een reflector is voorzien en dat de diepte van de reflector groter is dan de helft van 10 de diepte van de lichtbron.

10. Verlichtingseenheid volgens conclusie 9, met het kenmerk, dat de diepte van de reflector groter is dan de diepte van de lichtbron.

11. Verlichtingseenheid vo lgens een van de voorafgaande conclusies, met het kenmerk, dat de drager door een metalen plaat wordt gevormd, aan een eerste zijde waarvan de lichtbron en de reflector is geplaatst en aan de tweede zijde waarvan de voorschakelinrichting is geplaatst.

12. Verlichtingseenheid volgens een van de voorafgaande conclusies, met het kenmerk, dat de verlichtingseenheid is ingericht voor plaatsing in schamierbaar in het armatuur geplaatste bevestigingsmiddelen.

13. Verlichtingseenheid volgens een van de voorafgaande conclusies, met het 25 kenmerk, dat aan de bovenzijde van de drager koelmiddelen zijn aangebracht die in direct metallisch contact zijn met de verlichtingseenheid.

14. Straatverlichtingsarmatuur, met het kenmerk, dat het is voorzien van een verlichtingseenheid volgens een van de voorafgaande conclusies. 30

15. Straatverlichtingsarmatuur volgens conclusie 15, met het kenmerk, dat het is voorzien van thermische koppelmiddelen voor het thermisch koppelen van koelmiddelen van een in het armatuur aangebrachte verlichtingseenheid met een aan de buitenzijde van het armatuur grenzend deel.

16. Werkwijze voor het ombouwen van een straatverlichtingsarmatuur dat voorzien is van een de verlichtingseenheid met een drager, tenminste een op de drager geplaatste, op gasontlading gebaseerde lichtbron, op de drager geplaatste voorschakelmiddelen en 5 aansluitmiddelen voor het op een in het armatuur aanwezig voedingsaansluiting aansluiten van de voorschakelmiddelen, naar een op LED-verlichting gebaseerde lichtbron, gekenmerkt door de volgende stappen: - het openen van het armatuur; - het losmaken van de verbinding tussen de aansluitmiddelen van de oorspronkelijke 10 verlichtingseenheid en het voedingsaansluiting; - het verwijderen van de oorspronkelijke verlichtingseenheid; - het plaatsen van een nieuwe verlichtingseenheid met een op LED-verlichting gebaseerde lichtbron; - het aansluiten van de verbinding tussen de aansluitmiddelen van de nieuwe 15 verlichtingseenheid en de voedingsaansluiting; en - het sluiten van het armatuur.