HU208761B

HU208761B - Lighting panel

Info

Publication number: HU208761B
Application number: HU886754A
Authority: HU
Inventors: Julius Hartai
Original assignee: Hartai
Priority date: 1987-11-27
Filing date: 1988-11-25
Publication date: 1993-12-28
Also published as: CA1301893C; HUT55565A; PT89087B; PH26299A; CN1033312A; IL88407A; RU2052708C1; EG18691A; CN1016294B; AU621574B2; PT89087A; WO1989005037A1; MY103497A; DE3877969T2; ATE85159T1; DE3877969D1; JP2835846B2; US5041762A; NO874963L; DK129290D0

Description

Jelen találmány gázkisülésen alapuló fényforrással rendelkező világító panelra vonatkozik, mely légmentes, rezgésmentes, ütésnek ellenálló, átlátszó vagy fényátbocsátó anyagból kialakított alaptestből áll, és a fényfonás úgy van tervezve, hogy az alaptestben legalább egy fénycsatoma legyen. Pontosabban, a találmány a fentiekben említett típusú világító panelre vonatkozik olyan világító felületekkel, amelyek tetszőleges alakúak és kiterjedésűek lehetnek, és ahol hosszukat és alakjukat alapvetően a világító panel geometriai kialakítása és méretei határozzák meg.

Az ilyen típusú világító paneleket közönséges világítási célokra akár zárt térben, akár a szabadban lehet alkalmazni, dekoratív megvilágításra, jelzésekre és biztonsági világításra, ahol olyan mechanikai és környezeti feszültségeknek vannak kitéve, hogy a hagyományos fényforrások alkalmatlanok. Az ilyen felhasználások között megemlíthetjük az útszegély jelzések megvilágítását, a forgalmi sávok és különböző típusú forgalmi zónák, beleértve a gyalogos zónák és járdaszegélyek jelzését, valamint repülőgépek repülőtéri kifutópályáinak és közlekedési folyosóinak jelzőfényeit, lépcsőházak és folyosók megvilágítását, mivel beépíthetők padlókba, falakba, lépcsőkbe, korlátokba, felhasználhatók sportteljesítményekben, úszómedencéknél, forgalmi táblákként és fali információs jelekként, nagyobb megjelenítőkön és hirdetési célokra.

Gázkisüléses csöveken alapuló fényforrásokat korábban a fentiekben említett célok többségére használtak már, azonban csak azok felerősítéséhez drága, bonyolult, speciális fénycső szerelvényeket kellett felszerelni, és további problémát jelent a karbantartás és a csere. A szerelvények miatt a fénykibocsátás csökken, világítási célokra való felhasználásuk kevésbé előnyös, A fényfonás elektromos csatlakozásai és vezetékei a nagy külső terhelések elleni védelem biztosítása miatt bonyolult.

Kívánatos volna kiteqedt, lapos fényforrásokat használni, amelyek nem pontok, vonalak vagy síkgörbék formájában jelennek meg, és a fényforrás teljes felületén alapvetően egyenletes fényerősséget nyújtanak. A legtöbb ismert fényforrás segítségével ez csak úgy érhető el, hogy azt egy olyan szerelvénybe erősítik be, amelynél a fény-nyílások a fényfonásból jövő fény számára áttetsző anyagból állnak, amely maga is hozzájárul a fény szórásához olyan módon, hogy egyenletes világító felületnek tűnjék fel. Az ilyen elrendezések általában csökkentett fénykibocsátáshoz és ugyanazokhoz a problémákhoz vezetnek, mint amelyeket a hagyományos fényforrások felhasználásával kapcsolatban az imént említettünk.

A fenti típusú fényforrásra vonatkozó példák, többek között, a GB-A 2 165 344 és EP-A-222 928 sz. találmány-leírásokban illetve a WO 87/04562 sz. nemzetközi közzétételi iratban találhatók. Az első kettő egy lapos, panelszerű üvegburkolatba beépített kisnyomású ivkisüléses fényforrást, míg az utóbbi egy öntött, szintetikus, áttetsző műgyanta blokkba beépített gázkisüléses csövet ír le. Ezeknél a fényforrás burkolata foszforréteggel van bevonva, illetve a gáz-kisülésnek kitett felület(ek) foszforral vannak bevonva vagy foszfortartalmú anyagból készülnek. Az egyenletes fényhatás eléréséhez több fénycsatoma van egymás mellett elren-. dezve.

Ismeretes az elektrolumineszcencián alapuló fényforrással rendelkező felszín-világítás. Noha az elektrolumineszcens fényforrások elméletileg nagy fényerő teljesítményt biztosítanak, 100 lumen/wattnál is többet, a valóságban elért fényerő teljesítmény mindössze néhány lumen/watt. Összehasonlítva, egy közönséges világító lámpáé kb. 15 lumen/watt, míg a fluoreszcencián alapuló gázkisüléses csövek, vagyis a fénycsövek, több mint 40 lumen/wattot érhetnek el, ami közel áll elméleti maximális fényerő teljesítményükhöz. Ennek ellenére az elektrolumineszcens fényfonásokat felületi fényforrások formájában kis fényerejű megvilágítások céljára használták, ahol a nagy fényintenzitás és a nagy fényerő teljesíhnény nem alapvető, viszont a kis helyigény és hőfejlesztés elmaradása akár technikai okokból, akár pedig különböző technikai alkalmazásoknál kívánatos.

A legnagyobb teljesítményű elektrolumineszcens fényforrásokkal kapcsolatos további probléma az, hogy a fényerő teljesítmény egy bizonyos idő után csökken, következésképpen meglehetősen gyakran kell cserélni őket, elméletileg közel korlátlan élettartamuk ellenére.

A találmány célja olyan fényforrás kialakítása, amely jól adaptálható a bevezetésben említett alkalmazásokhoz, és amellyel elkerülhetők azok a problémák, amelyek az ilyen körülmények között alkalmazott hagyományos fényforrásoknál fellépnek.

Ez a célkitűzés a jelen találmány szerint egy olyan, gázkisülésen alapuló fényforrású világító panel biztosításával érhető el, amely gázszigetelt, rezgésbiztos, ütésálló, átlátszó vagy áttetsző anyagú alaptestet foglal magában, és a fényforráshoz az alaptest belsejében üreg formájában kialakított fénycsatoma kapcsolódik, ahol az alaptesthez foszfor van adalékolva, ahol is a foszfor adalék az alaptesten belül meghatározott eloszlású.

Előnyös a találmány azon kiviteli alakja, ahol

- a foszfor adalék az alaptestben egyenletes eloszlású;'

- a foszfor adalék az alaptestben, (2) annak felületi tartományában helyezkedik el.

- az több fénycsatomát foglal magában, amelyek az alaptestben egy vagy több réteg mentén vannak elrendezve;

- a fénycsatoma a világító panellel egybe van építve, és lényegében annak anyagával azonos anyagból készül;

- a fénycsatoma bele van építve a világító panel belsejébe, például egy gázkisüléses cső körülöntésével vagy besajtolásával;

- a világító panel továbbá magában foglal legkevesebb egy rétegnyi vagy egy lemeznyi keményített, rezgésbiztos, ütésálló, átlátszó vagy áttetsző anyagú lemezt, amely az alaptesthez van erősítve vagy laminálva, előnyösen olvasztással vagy adhéziós ragasztással;

HU 208 761 Β

- az alaptest üvegből, polimerből vagy keramikus anyagból készül;

- az alaptestnek (2) a fénycsatoma (3) felőli felületi tartományában foszfor adalék található.

- a lemez üvegből, polimerből vagy keramikus anyagból van;

- a lemez anyaga foszforral van adalékolva;

- a világító panel fényelektromos elemeket foglal magában, az alaptestben vagy pedig legalább az egyik körülvevő lemezben elhelyezve, és úgy vannak elrendezve, hogy vagy a világító panel fénycsatomája, vagy pedig a világító panel külseje felé vannak fordítva;

- a fényelektromos elemek napfény cellák;

- a napfény cellák a világító panellel összekapcsolt napfény-cella panelben helyezkednek el;

- egy újratölthető és cserélhető elektromos teleppel van ellátva a világitó panelben, és elektromosan össze van kötve a fényelektromos elemekkel és a fényforrással.

Az alábbiakban a találmány szerinti világító panelt kiviteli példa kapcsán, a mellékelt rajz alapján ismertetjük részletesebben, ahol az

1. ábra a találmány szerinti, fénycsatomákkal ellátott világító panel elölnézetét mutatja; a

2. ábra az 1. ábrához hasonló világító panel elölnézetét mutatja, amelynél az alaptestben egy fénycsatoma van kialakítva; a

3. ábra egy, a két nagyobbik felületén lapokkal körülvett világító panel elölnézetét mutatja; miga

4. ábra egy napfénycellával és teleppel ellátott világítópanel vázlata.

Az 1. ábra egy, a találmány szerinti 1 világító panelt mutat. Alakja négyszögletes tömb vagy lap formájú, amely egy 2 alaptestet tartalmaz. A 2 alaptestben egy 3 fénycsatoma van kialakítva. A 3 fénycsatoma a 2 alaptestben üregként van kialakítva akár öntéssel, akár valamely megfelelő megmunkálómódszerrel. A 2 alaptestben lévő 3 fénycsatoma kialakításának egyszerűsítése céljából az 1 világító panel előnyösen két különböző lapként tervezhető, ahol is öntéssel vagy megmunkálással egy horony van kialakítva mindkét lap felületében úgy, hogy amikor azokat egymásra fektetjük és összeerősítjük, akkor létrejön a kívánt 3 fénycsatoma. Az összeerősítés történhet olvasztással, diffúzióval vagy pedig adhéziós ragasztással.

Amennyiben az 1 világító panelt több ilyen lapból építjük fel, akkor könnyűszerrel biztosíthatunk több 3 fénycsatomát, amelyek a 2 alaptest egy vagy több rétegében különállóan helyezkednek el. A 3 fénycsatorna minden esetben egybeépül az 1 világító panellel, és ugyanabból az anyagból készül, mint az 1 világító panel. Belátható, hogy nem kell mindenképpen négyszögletes alakúnak lennie, hanem bármely megfelelő, kívánt külső alakúra elkészíthető. A 3 fénycsatoma belső falát kívánság szerint valamely fluoreszcens anyaggal vagy foszforral lehet bevonni. Ezen túlmenően, a 3 fénycsatornák úgy vannak elrendezve, hogy előnyösen az 1 világító panel hátsó felületébe nyílnak.

A szakmában jól ismert módszerek segítségével a 3 fénycsatornák a kívánt nyomású gázzal is feltölthetők, és amennyiben ezen túlmenően kívánatos, akkor olyan anyaggal is, mint például higany. A 3 fénycsatoma nyílásaiban 4 elektródák vannak elhelyezve, valamint (az'ábrán nem látható) geijesztő tekercsek is a 3 fénycsatoma részére. A 4 elektródák lehetnek kapacitív típusúak, mint amilyet a 163 159 számú norvég szabadalmunkban ismertetünk. A gerjesztő tekercsek bármely, szakember számára ismert, a korszerű gázkisüléses csöveknél alkalmazott típusúak lehetnek.

Amennyiben kapacitív elektródákat használunk, akkor a 3 fénycsatomát ugyanazzal az anyaggal lehet szigetelni, mint a 2 alaptest, és ekkor nem szükséges a szigetelésen keresztül a 3 fénycsatomába vezető elektromos vezetékről gondoskodni. A gerjesztő tekercset ebben az esetben az 1 világító panelben vagy azon lehet elhelyezni, például egy, az 1 panelben biztosított (nem látható) bemélyedésben.

Az 1 világító panel 2 alapteste lehet üveg, polimer vagy keramikus anyag. Ennek gázszigeteltnek, rezgésbiztosnak, ütésellenállónak, átlátszónak vagy áttesztőnek kell lennie úgy, hogy el tudjon viselni szélsőséges mechanikai, hő vagy más környezeti jellegű terhelést, ugyanakkor nem csökkentve az 1 világító panel fényteljesítményét. Ez a 2 alaptesttel érhető el, amely eltekintve attól, hogy átlátszó vagy áttetsző, egyúttal meg is van erősítve vagy keményítve úgy, hogy el tudja viselni a fent említett típusú terheléseket. A 2 alaptesthez foszfor van adva vagy legalább egy réteg foszforral be van vonva oly módon, hogy a foszfor fluoreszkáló állapotba kerül, amikor gázkisülés áll elő. Ennek hatása az lesz, hogy az 1 világító panel teljes felülete mentén flureszkáló fényt bocsát ki, és úgy tűnik, mintha egy felületi fényforrás lenne. A hatás ekkor hasonló lehet ahhoz, mint amit az elektrolumineszcens fényforrásokkal lehet elérni; a fényerőteljesítmény ugyanakkor sokkal nagyobb lesz, elméletileg olyan nagy, mint amely a szokásos fluoreszcens csövekkel érhető el. Ez feltételezi azt, hogy a foszfor eloszlása a 2 alaptestben szabályozott, azaz előre meghatározott, amely ismert módszerek alkalmazásával érhető el. A foszfor elosztható a 2 alaptesten vagy annak felületén, vagy pedig egyenletesen a 2 alaptestben. Abból a célból azonban, hogy egy közel izofotikus felületi világítással rendelkező felületi fényforrást biztosítsunk, a foszfor eloszlásánál figyelembe kell venni a gázkisülési forrásból származó elsődleges emisszió elnyelését úgy a 2 alaptest, mint maga a foszfor által. Ezen túlmenően a 2 alaptestnek olyan anyagból, például kvarcból kell állnia, amely kis mértékben elnyeli az ibolyán túli és rövidhullámú fénysugárzást. A 3 fénycsatoma, mint említettük, belül maga is be lehet vonva foszforral.

A 3 fénycsatoma lehet egy különböző elem, például egy üvegcső. Ezt a különböző elemet azután körül lehet önteni a 2 alaptest anyagával, illetve abba bele sajtolható, de kétségtelenül készülhet ugyanabból az anyagból is, mint a 2 alaptest.

A 3. ábrán látható egy másik, kedvelt kiviteli alak, ahol a 2 alaptestet 5 lemezek vagy rétegek veszik

HU 208 761 Β körül, Az 5 lemezek készülhetnek ugyanabból vagy hasonló anyagból, mint a 2 alaptest; azaz átlátszók vagy áttetszők lehetnek, és ezen túlmenően megerősítettek vagy keményítettek is lehetnek úgy, hogy ellen tudjanak állni nagy külső terheléseknek, például mechanikai terheléseknek. Az 5 lemezek az 1 világító panel 2 alaptestéhez ismert módszerekkel csatlakoztathatók vagy laminálhatók, például olvasztással vagy adhéziós ragasztással. Az 5 lemezek célja az, hogy az 1 világító panelt további védelemmel lássuk el azon túlmenően, amit a 2 alaptesttel magával érhetünk el, vagy pedig az 5 lemezeknek lehet további esztétikai funkciójuk is, ahol vagy amikor az 1 világító panelek felhasználása ezt kívánatossá teszi. Ezen túlmenően, az 5 lemezek, hasonlóan a 2 alaptesthez, bevonhatók foszforral úgy, hogy a 2 alaptesttel együtt fluoreszcens fényforrásként funkcionálnak. Az 5 lemezeket ebben az esetben olyan anyagból készíthetjük, amely lehetővé teszi az ibolyántúli és rövidhullámú fénysugárzás átvitelét, ugyanakkor olyan felületi kezeléssel láthatók el, amely megakadályozza, hogy az ibolyántúli és rövidhullámú fénysugárzás elhagyja az 1 világító panelt. Az 5 lemezeket általában abból az elsődleges célból alkalmazzuk, amelyeket a fentiekben megemlítettünk, nevezetesen, hogy szilárdítsák az 1 világító panelt, és a külső terhelésekkel szemben még ellenállóbbá tegyék azt.

A szándékozott felhasználástól függően az 1 világító panel kivitele változó lehet az alkalmazott anyagtól, alaktól és például a 3 fénycsatomák számától függően. Egy adott kivitelnél például több, különálló 3 fénycsatomát készíthetünk az 1 világító panelben. Amennyiben több, különálló 3 fénycsatomát használunk, különkülön beszerelt gerjesztőkkel, akkor a 3 fénycsatomákat több rétegben rendezhetjük el, és például felhasználhatjuk az 1 világító panelben egy olyan elrendezés kialakítására, ahol a 2 alaptestet nem vonjuk be foszforral. A 3 fénycsatomák által kialakított elrendezés ezután felhasználható alfanumerikus karakterek reprodukálására például abból a célból, hogy az 1 világító paneleket információ kijelzőkként vagy hasonló eszközként alkalmazhassuk.

Bizonyos alkalmazásoknál, például biztonsági világító testekkel és forgalmi jelzőeszközökkel kapcsolatos alkalmazásoknál előnyös lehet az, hogy az 1 világító paneleket 6 telepekkel vagy fényelektromos elemekkel, például 5a napfény cellákkal működtetjük (lásd 4. ábrát). Előnyösen felhasználható egy olyan kombináció, egy vagy több újratölthető elektromos 6 teleppel, amelyeket az 1 világító panelben helyezünk el, és amelyeket összeköthetünk az 5a napfény cellákkal és a 6 teleppel is. Az újratölthető elektromos 6 telepet ekkor az 5a napfény cellák fogják feltölteni, amennyiben ez lehetséges, és amely az 1 világító panelt a külső elektromos forrástól függetlenül, vagy pedig a külső elektromos tápegység kiesése esetén fogja meghajtani.

Amennyiben az 1 világító panelben 5a napfény cellákat használunk, akkor ezeket olyan módon lehet elrendezni a 2 alaptestben, hogy akkor aktiválódjanak, amikor meg lesznek világítva, például napfény által.

Az 5a napfény cellákat körülvevő 5 lemezen vagy lemezeken is el lehet helyezni, és az egyik kiviteli alaknál úgy vannak elrendezve, hogy az 1 világító panel 3 fénycsatomájával szemben helyezkednek el. Az 1 világító panel normál működése során a 3 fénycsatornából vagy 2 alaptestből kibocsátott fény aktivizálja az 5a napfény cellákat, amelyeket azután fel lehet használni a biztonsági tartalék tápegységet képező, újratölthető elektromos 6 telep feltöltésére. Az 5a napfény cellákat úgy is el lehet rendezni, hogy a 3 fénycsatomával ellentétes irányba nézzenek, például egy külső fényforrás felé, amely általában a nap, vagy a nappali fény.

Gyakorlati szabályként célszerű kimondani azt, hogy a felhasznált fényelemek napfény cellák legyenek, amelyeket az ilyeneket gyártó bármelyik ismertebb cégtől be lehet szerezni. Amennyiben a napfény cellákat a napfény cellapanelben helyezzük el, akkor ez közvetlenül csatlakozhat az 1 világító panellel, és ahol ez célszerű, ott olyan helyen lehet elhelyezni, ahol a napfény cellákat a 3. ábrán látható külső lapok védik.

A bemutatott kiviteli alakoknál az 1 világító panelek karbantartás-barátok. A találmány szerinti 1 világító panelek várható élettartama ideális esetben elérheti a 20 évet, de az 1 világító panel beépítési, felszerelési vagy üzemeltetési módjától függetlenül különböző típusú karbantartás végezhető rajtuk. A 3 fénycsatomákat például ki lehet nyitni, és a gáztöltés felújítható vagy a foszfor bevonat kicserélhető a 3 fénycsatomák belsejében. A geijesztőtekercsek alkatrészei hasonló módon kicserélhetők, és amennyiben az 1 világító panellel kapcsolatban egy vagy több újratölthető elektromos 6 telepet használunk, akkor azokat el lehet úgy helyezni, hogy könnyű legyen őket kicserélni.

Claims

SZABADALMI IGÉNYPONTOK

1. Világító panel gázkisülésen alapuló fényforrással, ahol a világító panel egy gázszigetelt, rezgésbiztos, ütésálló, átlátszó vagy áttetsző anyagú alaptestet foglal magában, és a fényforráshoz az alaptest belsejében üreg formájában kialakított fénycsatoma kapcsolódik, azzal jellemezve, hogy az alaptesthez (2) foszfor van adalékolva, ahol is a foszfor az alaptesten (2) belül meghatározott eloszlású.
2. Az 1. igénypont szerinti világító panel, azzal jellemezve, hogy a foszfor adalék az alaptestben (2) egyenletes eloszlású.
3. Az 1. igénypont szerinti világító panel, azzal jellemezve, hogy a foszfor adalék az alaptestben (2) annak felületi tartományában helyezkedik el.
4. Az 1. igénypont szerinti világító panel, azzal jellemezve, hogy az több fénycsatomát (3) foglal magában, amelyek az alaptestben (2) egy vagy több réteg mentén vannak elrendezve.
5. Az 1. vagy 4. igénypontok szerinti világító panel, azzal jellemezve, hogy a fénycsatoma (3) a világító panellel (1) egybe van építve, és lényegében annak anyagával azonos anyagból készül.

HU 208 761 Β
6. Az 1. vagy 4. igénypont szerinti világító panel, azzal jellemezve, hogy a fénycsatoma (3) bele van építve a világító panel (1) belsejébe, például egy gázkisüléses cső körülöntésével vagy besajtolásával.
7. Az 1. vagy a 4-6. igénypontok bármelyike szerinti világító panel, azzal jellemezve, hogy a világító panel (1) továbbá magában foglal legkevesebb egy rétegnyi vagy lemeznyi keményített, rezgésbiztos, ütésálló, átlátszó vagy egy áttetsző anyagú lemezt (5), amely az alaptesthez (2) van erősítve vagy laminálva, előnyösen olvasztással vagy adhéziós ragasztással.
8. Az 1-7. igénypontok bármelyike szerinti világító panel, azzal jellemezve, hogy az alaptest (2) üvegből, polimerből vagy keramikus anyagból készül.
9. Az 1-8. igénypontok bármelyike szerinti világító panel, azzal jellemezve, hogy az alaptestnek (2) a fénycsatoma (3) felőli felületi tartományában foszfor adalék található.
10. A 7. igénypont szerinti világító panel, azzal jellemezve, hogy a lemez (5) üvegből, polimerből vagy keramikus anyagból van.
11. A 10. igénypont szerinti világító panel, azzal jellemezve, hogy a lemez (5) anyaga foszforral van adalékolva.
12. Az 1-11. igénypontok bármelyike szerinti világító panel, azzal jellemezve, hogy a világító panel (1) fényelektromos elemeket foglal magában, az alaptestben (2) vagy pedig legalább az egyik körülvevő lemezben (5) elhelyezve, és úgy vannak elrendezve, hogy vagy a világító panel (1) fénycsatomája (3), vagy pedig a világító panel (1) külseje felé vannak fordítva.
13. A 12. igénypont szerinti világító panel, azzal jellemezve, hogy a fényelektromos elemek napfény cellák (5a).
14. A 13. igénypont szerinti világító panel, azzal jellemezve, hogy a napfény cellák (5a) a világító panellel (1) összekapcsolt napfény cella panelben helyezkednek el.
15. A 12-14. igénypontok bármelyike szerinti világító panel azzal jellemezve, hogy egy újratölthető és cserélhető elektromos teleppel (6) van ellátva a világító panelben (1), és elektromosan össze van kötve a fényelektromos elemekkel és a fényforrással.