PT898681E - Luz encastrada - Google Patents

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PT898681E
PT898681E PT97924912T PT97924912T PT898681E PT 898681 E PT898681 E PT 898681E PT 97924912 T PT97924912 T PT 97924912T PT 97924912 T PT97924912 T PT 97924912T PT 898681 E PT898681 E PT 898681E
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PT97924912T
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Michel Vanderen
Jean-Claude Vandevoorde
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Siemens Ag
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Description

"LUZ ENCASTRADA" O presente invento diz respeito a uma luz encastrada de cor branca ou de cores para sinais de segurança, como o vermelho, o verde, o azul ou o amarelo.
As luzes encastradas deste tipo que já são do nosso conhecimento, e que se destinam a aeroportos, por exemplo, onde são utilizadas, de modo especial, para o balizamento tanto de pistas de descolagem e de aterragem como de "taxiways" (caminhos de circulação e de acesso às pistas), recorrem seja a lâmpadas incandescentes, seja a lâmpadas de tungsténio e de halogéneo comuns como fontes de luz.
Sempre que os dispositivos de iluminação ou de sinalização tenham de emitir uma luz de uma determinada cor, o que se reveste de grande importância, de modo especial para a regulação do tráfego aéreo em aeroportos, as fontes de luz deste tipo têm de ser utilizadas em conjunto com filtros de emissão ópticos. Na edida em que, para a produção da cor, se toma necessário filtrar determinadas partes, por vezes consideráveis, da luz emitida tanto pelas lâmpadas incandescentes como pelas lâmpadas de tungsténio e de halogéneo, os dispositivos de iluminação desse tipo têm de ser concebidos de modo a estarem aptos a dissipar quantidades de calor comparativamente elevadas, que resultam da produção de luz que não é efectivamente necessária. Por outro lado, os dispositivos luminosos deste tipo caracterizam-se por um grau de eficácia energética comparativamente reduzido, dado o facto de, para a emissão em cada uma das cores de que se necessita, só ser utilizada uma parte comparativamente reduzida da totalidade da luz produzida pelo dispositivo luminoso. O presente invento tem por objectivo a concepção de uma luz encastrada do tipo da que é descrita no início da presente que se caracterize por um grau de eficácia 2
energética superior, que possa ser concebida de forma mais compacta e que se caracterize ainda por uma vida útil mais longa.
Trata-se de um objectivo que, de acordo com o presente invento, é satisfeito através do facto de as fontes de luz utilizadas para as luzes encastradas serem constituídas por elementos semicondutores e, de modo particular, por díodos luminosos, que são reunidos em, pelo menos, um feixe ou grupo ("cluster") e à frente dos quais está instalada uma placa de cobertura que influencia opticamente a emissão. No que diz respeito aos elementos semicondutores deste tipo, passíveis de serem utilizados como fonte de luz, hoje em dia pode recorrer-se a díodos luminosos claros e super-claros. Este tipo de luzes encastradas deverá ser instalado, de modo especial, em aeroportos. A utilização das luzes encastradas objecto do presente invento oferece a possibilidade de o sinal de cor branca poder ser produzido por meio das fontes de luz do dispositivo luminoso, sem que haja necessidade de submeter a emissão a qualquer filtragem adicional. Este tipo de elementos semicondutores podem ser electricamente regulados entre um potencial muito reduzido e um potencial muito elevado, sendo que a amplitude do comprimento de onda na qual cada um dos elementos semicondutores emite luz se mantém essencialmente constante tanto no que respeita à sua posição como no que se refere à sua largura. Este é um aspecto que contribui para que, entre outros factores, por parte dos elementos semicondutores que, de acordo com o presente invento, são utilizados como fonte de luz, seja unicamente produzida energia luminosa na cor que corresponde ao sinal de cor pretendido. Fora do campo visual, os elementos semicondutores que, de acordo com o presente invento, são utilizados como fontes de luz, praticamente não produzem qualquer energia; um facto que é especialmente verdadeiro no que diz respeito à emissão de infravermelhos ou de ultravioletas, que só é produzida em quantidades não detectáveis. Assim sendo, nas luzes encastradas produzidas de acordo com o presente invento é alcançado um grau de eficácia elevado na conversão da energia que opera a luz encastrada em energia luminosa. Este efeito é aumentado através da possibilidade que o presente invento oferece de se prescindir da utilização de filtros de cores, na medida em que a utilização de filtros de cor, e dada a natureza dos mesmos, está associada a uma redução da energia. Dado o facto de serem 3
concebidas como elementos semicondutores, as fontes de luz da luz encastrada concebida de acordo com o presente invento podem ser reguladas em intervalos de tempo correspondentes a micro-segundos; já a regulação tanto das lâmpadas incandescentes como das lâmpadas de tungsténio e de halogéneo, por sua vez, exige intervalos de tempo maiores, de segundos; trata-se de uma característica que se reveste de uma grande importância no caso das instalações de sinalização e de balizamento dos aeroportos que são constituídas por luzes encastradas. A duração estimada para as fontes de luz constituídas como elementos semicondutores é uma ordem de grandeza superior seja à das lâmpadas incandescentes, seja à das lâmpadas de tungsténio e de halogéneo. Ou seja, isto significa que os encargos relacionados com a manutenção e com a substituição das luzes encastradas concebidas de acordo com o presente invento, quando comparados com os encargos correspondentes inerentes à tecnologia actualmente empregue, podem sofrer uma redução considerável.
Por outro lado, um exemplo de execução das luzes encastradas produzidas de acordo com o presente invento toma possível simplificar ainda mais a manutenção; no caso deste exemplo de execução, cada um dos feixes ou "clusters" constitui sempre uma unidade passível de ser substituída, unidade essa que, de modo especial, pode ser concebida como um cartucho. Neste caso, a troca ou substituição de um feixe ou "cluster" defeituoso pode ser levada a cabo com um mínimo de esforço e de encargos.
Atendendo ao objectivo que se pretende alcançar, cada um dos feixes, "clusters" ou cartuchos individuais pode ser moldado por injecção ou por fundição, sendo que, nesse caso, o material utilizado poderá ser, de modo especial, um material sintético reciclável. Um material não-metálico deste tipo pode ser utilizado para o enchimento e, eventualmente, até mesmo para a concepção do corpo básico ou da caixa da luz encastrada produzida de acordo com o presente invento, na medida em que, dada a utilização de elementos semicondutores como fontes de luz, conforme previsto no presente invento, as temperaturas registadas nunca são muito elevadas (temperaturas médias), e podem ser suportadas, inclusive a longo prazo, por esse tipo de materiais sem que a função dos componentes sofra qualquer prejuízo. Assim sendo, podem ser produzidas luzes encastradas, concebidas de acordo com o presente invento, resistentes 4
à corrosão, caracterizadas por uma produção que é consideravelmente mais económica do que a das luzes encastradas correspondentes à tecnologia actualmente empregue, nas quais os materiais acima referidos não podem ser utilizados devido ao facto de tanto as lâmpadas incandescentes como as lâmpadas de tungsténio e de halogéneo, que são utilizadas nessas luzes encastradas como fonte de luz, produzirem temperaturas demasiado elevadas. Mediante o emprego, verdadeiramente vantajoso, de materiais não-metálicos para o enchimento e, eventualmente, também para a produção das luzes encastradas produzidas de acordo com o presente invento, a corrosão galvânica fica praticamente excluída na totalidade, na medida em que os materiais empregues são isolantes eléctricos. Atendendo às características de plasticidade dos materiais passíveis de serem empregues, obtém-se uma redução considerável dos custos implicados. Será vantajoso os materiais utilizados poderem ser utilizados como condutores térmicos, o que faz com que o calor emitido pelas fontes de luz possa ser conduzido quer para a parede exterior da caixa da luz encastrada, quer para a pista. Atendendo ao facto de, como já tivemos oportunidade de referir, todo o corpo e, eventualmente, toda a caixa da luz encastrada produzida de acordo com o presente invento constituir um isolador, deixa de ser necessário recorrer a um isolador separado, de produção dispendiosa.
Se os feixes, os "clusters" ou os cartuchos das luzes encastradas produzidas de acordo com o presente invento forem concebidos de forma a serem componentes de um sistema de operação redundante, é obtido um aperfeiçoamento da luz encastrada produzida de acordo com o presente invento, o qual resulta da combinação de conjuntos de dispositivo individuais electronicamente controlados, pelo que, devido à operação redundante destes dispositivos electronicamente comandados, se pode excluir com segurança a hipótese de a luz encastrada concebida de acordo com o presente invento sofrer uma avaria total. Através da utilização do sistema de operação redundante, uma quantidade considerável de feixes ou "clusters", pelo menos, mantém-se sempre apta a funcionar.
Se as luzes encastradas concebidas de acordo com o presente invento produzirem luz branca, em resultado de uma mistura de várias cores, e luz de cores, por meio de elementos semicondutores emissores especiais correspondentes, e mediante uma regulação em conformidade, toma-se possível regular livremente a luz que é emitida pela luz encastrada no que diz respeito à sua cor e/ou no que se refere à respectiva intensidade.
Neste caso, será vantajoso as luzes encastradas concebidas de acordo com o presente invento disporem de uma alimentação de energia regulável, através da qual se tome possível reduzir a intensidade da luz encastrada e/ou proceder à sua ligação rápida.
As luzes encastradas concebidas de acordo com o presente invento podem ser produzidas com um encargo mínimo se os vários elementos semicondutores forem utilizados sem se recorrer a qualquer suporte.
Tendo o objectivo que se pretende alcançar em atenção, os elementos semicondutores individuais deverão ser concebidos de forma a poderem ser manuseados de forma total ou parcialmente automática.
Sempre que os elementos semicondutores da luz encastrada concebida de acordo com o presente invento estiverem embutidos num corpo de enchimento, que deixa livre uma abertura de passagem da luz, e ao contrário do que sucede no caso das luzes encastradas correspondentes à tecnologia actualmente empregue, que, por via de regra, dispõem de caixas de metal, obtém-se uma transferência de carga consideravelmente superior entre um avião e a pista, na medida em que não se toma necessário qualquer espaço de convecção vazio.
Desde que a placa de cobertura colocada à frente dos elementos semicondutores que constituem as fontes de luz da luz encastrada, placa de cobertura essa que se caracteriza por uma grande facilidade de limpeza, for adequada para a focagem e determinação da direcção de emissão, podem ser empregues tanto a refracção dos raios como a reflexão total para formar de modo ideal o feixe de luz que é emitido pelo dispositivo de iluminação. Esta é uma medida que faz com.que seja possível satisfazer os mais diversos requisitos. Desde que as superfícies exteriores dos elementos ópticos 6
sejam concebidas de forma a serem planas e duras, a luz encastrada concebida de acordo com o presente invento pode ser limpa com um mínimo de esforço.
Segundo uma versão vantajosa da luz encastrada concebida de acordo com o presente invento, os elementos semicondutores, que, por exemplo, podem ser constituídos por díodos luminosos, e que estão reunidos em feixes ou "clusters", em particular com o feitio de cartuchos, foram concebidos de modo a formarem uma unidade compacta com a caixa da luz encastrada.
Por outro lado, também será vantajoso os díodos luminosos serem feitos de um material orgânico, como, por exemplo, um material sintético.
Segue-se uma descrição mais detalhada do presente invento, com base num exemplo de execução e nos desenhos em que o mesmo é apresentado, assim, A Figura 1. mostra uma representação básica de uma luz encastrada concebida de acordo com o presente invento , A Figura 2. mostra uma representação básica de um feixe ou "cluster" do dispositivo luminoso concebido de acordo com o presente invento, visto de frente, A Figura 3. mostra uma representação básica do feixe ou "cluster" apresentado na figura 2, visto de lado, e A Figura 4. mostra uma representação básica do feixe ou "cluster" apresentado nas figuras 2 e 3, visto de cima.
Uma luz encastrada concebida de acordo com o presente invento, que é apresentada de forma básica na figura 1, dispõe de uma fonte de luz 2, constituída por elementos semicondutores, integrada num corpo de instalação ou numa caixa de instalação 1. A frente da fonte de luz constituída por semicondutores 2 está colocado um 7 áí 7 áí .( ji r ν' "fi Bí dispositivo óptico 3 para formação do feixe de luz. A luz produzida pela fonte de luz constituída por semicondutores 2 é totalmente reflectida numa superfície de reflexão total 4 antes de sair do dispositivo luminoso através de uma superfície exterior lisa 5. A fonte de luz constituída por semicondutores 2 é composta por feixes ou "clusters" 6, dos quais um é apresentado, de forma básica, nas figuras 2 a 4. De um feixe ou "cluster" 6 fazem parte elementos semicondutores 7, que, no exemplo de execução aqui apresentado, estão dispostos em duas filas de elementos semicondutores 7, dispostos uns ao lado dos outros, colocadas uma sobre a outra. Os elementos semicondutores 7 de um "cluster" 6 estão colocados sobre um dispositivo comum de fixação de elementos 8, cuja superfície do lado dos elementos semicondutores é concebida como uma superfície de reflexão 9, para desviar a parte reduzida da emissão, que é emitida pelos elementos semicondutores 7 na direcção retrógrada, na direcção de uma superfície frontal com uma abertura do feixe ou do "cluster" 6. A superfície frontal com uma abertura está fechada por meio de uma placa de vidro 10. O espaço no qual, como referimos acima, se encontram os elementos semicondutores 7 é enchido, o mais possível, com um material sintético transparente 11, sendo que, em frente das extremidades dos elementos semicondutores 7 do lado da saída, que estão virados para a placa de vidro 10, existe um espaço vazio 12, que, quando comparado com o espaço que é ocupado pelo "cluster" 6 anteriormente descrito, é reduzido. usboa, uout-nw A—— Ju u J^~—
Dr. Américo da Silva Carvalho
Agente Oficia! ò Prc?Í:s-J.·;·! í-c estriei fi. Casílho, Í0:-0’Ê - · I..S30A
Tetefs. 213 551 &9 -213 &>4 613

Claims (14)

fi
1 REIVINDICAÇÕES 1. Luz encastrada, de cor branca ou de cores para sinais de segurança, como, por exemplo, o vermelho, o verde, o azul ou o amarelo, caracterizada pelo facto de a fonte de luz ser constituída por elementos semicondutores, e, de modelo particular, por díodos luminosos, que estão reunidos em, pelo menos, um feixe ("cluster") e à frente dos quais está instalada uma placa de cobertura que influencia opticamente a emissão.
2. luz encastrada de acordo com a reivindicação 1, caracterizada pelo facto de, preferência, cada um dos "clusters" constituir uma unidade permutável, e, de modo particular, concebida como um cartucho.
3. luz encastrada de acordo com uma das reivindicações 1 ou 2, caracterizada pelo facto de os "clusters" ou cartuchos individuais serem moldados por fundição ou por injecção e, de modo especial, serem moldados pela fundição ou pela injecção de um material sintético reciclável.
4. luz encastrada de acordo com a reivindicação 3, caracterizada pelo facto de o material sintético ser concebido de forma a ser um bom condutor térmico.
5. Luz encastrada de acordo com as reivindicações 3 ou 4, caracterizada pelo facto de o material sintético ser concebido de modo a ser resistente à pressão.
6. Luz encastrada de acordo com as reivindicações 1, 2, 3, 4 ou 5, caracterizada pelo facto de os "clusters" ou os cartuchos serem concebidos como componentes de um sistema de operação redundante.
7. Luz encastrada de acordo com uma ou mais das reivindicações acima referidas, caracterizada pelo facto de, através dela, poder ser produzida uma luz branca, 2 2
resultante de uma mistura de diversas cores, ou uma luz colorida, emitida por semicondutores emissores especiais correspondentes.
8. luz encastrada de acordo com uma ou mais das reivindicações acima referidas, caracterizada pelo facto de dispor de uma alimentação de energia regulável, que toma possível uma redução da intensidade e/ou uma desconexão rápida.
9. Luz encastrada de acordo com uma ou mais das reivindicações acima referidas, caracterizada pelo facto de os semicondutores individuais serem concebidos sem dispor de qualquer suporte.
10. Luz encastrada de acordo com uma ou mais das reivindicações acima referidas, caracterizada pelo facto de os semicondutores individuais serem concebidos de forma a poderem ser manuseados de forma total ou parcialmente automática.
11. Luz encastrada de acordo com uma ou mais das reivindicações acima referidas, caracterizada pelo facto de os semicondutores estarem embutidos num corpo de enchimento que deixa livre uma abertura de saída da luz.
12. Luz encastrada de acordo com uma ou mais das reivindicações acima referidas, caracterizada pelo facto de a placa de cobertura que está instalada à frente dos semicondutores, que é especialmente caracterizada pelo facto de poder ser limpa com facilidade, ser adequada para a focagem e determinação da direcção de emissão.
13. Luz encastrada para ser instalada num aeroporto, e, de modo particular, de acordo com uma ou mais das reivindicações acima referidas, caracterizada pelo facto de no seu interior estarem reunidos semicondutores, como, por exemplo, díodos luminosos, em "clusters", e, de modo especial, sob a forma de cartuchos, que servem de fonte de luz e que constituem uma unidade compacta com a caixa do dispositivo luminoso. 3
; '·£Λί
14. Luz encastrada de acordo com a reivindicação 13, caracterizada pelo facto de os díodos luminosos serem feitos de um material inorgânico ou orgânico (material sintético). Lisboa' 1 3 OUT. 2000
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