分布矩形光束的多棱镜面反射器道路灯具制造技术

一种由多棱镜面制作反射器可分布矩形光束的道路灯具，由光源１、反射器基体２和多棱镜面反射器３组成。由于光源１为高压钠灯，其发光体接近线状，它照射到右侧棱面的光线除一部分反射到左下方外，大部分仍经右侧棱面二次反射到左侧棱面，与光源直接射到左侧棱面的光线相叠加射向右下方，使得灯具照明的光强分布成为非对称式接近矩形的光束。其特点是照度均匀，眩光影响小，可低杆安装，比现行曲面结构反射器对称式配光曲线道路灯具节电３０％以上。

【技术实现步骤摘要】

本专利技术涉及一种道路灯具，特别是一种可分布矩形光束的由多棱镜面制作反射器的道路 灯具。二
技术介绍
道路灯具是达到道路良好照明效果的基本手段，目前国内外的道路灯具由于其反射器一 般是采用图1至图4所示的球面、椭圆面、抛物面、双曲面等曲面构成，并且是关于灯具长 轴两侧对称的，因此灯具的光强分布呈现两束大致对称的强光，光束截面为不规则的封闭曲 线(见图5)。设计这种曲面反射器产生对称的强光束是为了让路灯照亮比较远的路面，以保 证道路照明的路面亮度均匀度。然而数十年来道路照明的实践证明，这种灯具在行进方向射 向眼睛的强光往往会产生有害的眩光，从而引起司机和行人的不适并降低观察物体的能力。 我国在《城市道路照明设计标准》(CJJ45——2006)中规定了在快速路和主干路使用的道路 灯具必须采用截光型和半截光型灯具，即灯具的最大光强方向角分别小于等于65。和75° ， 以保证道路灯具产生的眩光影响在合理和安全的范围内(道路灯具的安装高度与眩光影响如 图6所示)。使用这种对称式配光曲线的道路灯具，即使其截光角度符合国家标准，也需选择 较高的灯杆安装。但增加灯杆高度(即灯具安装高度)将直接增加道路照明工程的建设成本， 同时，由照度计算公式<formula>formula see original document page 3</formula>可知，照度与灯具的安装高度H值平方成反比，提高灯具安装高度，势必将显著降低路灯的 照明效率，通常就要采用增加光源功率的办法来满足道路照明的规定要求，从而增加了道路 照明的运行成本。 三
技术实现思路
本专利技术摈弃现行的各种道路灯具的曲面反射器结构，目的是设计一种图7所示的多棱镜 面为主构成的路灯反射器系统，其配光曲线为非对称式(见图8)，可以将路灯照明区域按单 向或双向路况尽可能分配到前进方向一侧，而等光强曲线近似于一个矩形分布(见图9)。这 种灯具分布的单一矩形光束特别适宜于道路照明的特点(实际有用路面照明范围为长方形区 域)，不仅路面的平均照度远优于现行曲面反射器分布的二个封闭曲线光束的道路灯具，而且 眩光影响很小，使得行驶前方的路面照明达到了 亮和远的效果，可以实现低杆安装， 既减少了路灯的安装成本，又提高了路灯的照明效率，降低了路灯的运行成本。本专利技术是由图7中的灯具光源1.反射器基体2和多棱镜面反射器3等三部分组成的，其 工作机理如下国内外道路灯具的照明光源一般采用高压钠灯(我国《城市道路照明设计标 准》(CJJ45—2006)规定快速路、主干路、次干路和支路应采用高压钠灯)，高压钠灯 的发光体为其玻壳内的电弧管，电弧管通常为8X80 (100) mm的柱体，为与之匹配且达到灯 具分布矩形光束的目的，我们将安装高压钠灯泡的灯具中间部位设计成由多棱镜面组成的反 射系统。棱面的长度.宽度及两个棱面的相对角度根据分布矩形光束的照度尽可能均匀为原 则，由光路计算给出。该棱面反射器可将光源在采用曲面反射器时原本照射到反射器右侧曲 面上并反射出灯具的50%以上光线再反射到灯具左侧的棱面，并和光源直接照射到该棱面的 光线相叠加，再向右下方反射出去。由于光源的发光体接近线状，且任一棱面均平行于发光 体，根据光的反射定律和照度计算公式知灯具发出的80%以上光线分布成接近矩形的单一较 强光束，其余少部分光线由反射器的其它曲面分布到了路面的相关区域。本专利技术的核心是从根本上改变了现行曲面反射器道路灯具对称式配光曲线造成的眩光影 响大.无法低杆安装的弊端，将灯具反射器的主反射面设计成了多棱镜面结构，较好地解决了 道路照明工程中长期存在的照明质量.眩光影响.工程造价和节约能源之间的矛盾。 四附图说明下面结合附图对木专利技术作进一步详细描述1. 图1为球面反射器。2. 图2为椭圆面反射器。3. 图3为抛物面反射器。4. 图4为双曲面反射器。5. 图5为曲面反射器道路灯具在道路照明时的光强分布示意图。6. 图6为道路灯具的安装高度与眩光影响的示意图。7. 图7为本专利技术多棱镜面反射器道路灯具示意图，其中l一灯具光源，2—反射器基体， 3—多棱镜面反射器。8. 图8为采用本专利技术多棱镜面反射器制造的道路灯具的配光曲线图。9. 图9为采用本专利技术多棱镜面反射器制造的道路灯具的等光强曲线图。 五具体实施方案本专利技术通过下述实施方案来实现本专利技术是由图7所示的灯具光源1 .反射器基体2和多棱镜面反射器3构成的反射式光 学系统。灯具光源1为国家标准规定的高压钠灯。反射器基体2的中间部位采用棱面结构，基体 系拉伸成型，主要用于安装高压钠灯泡及固定多棱镜面反射器，需严格保证其相互间平行性， 同时该基体表面阳极氧化处理，担负反射器两端部位反射少量光线的功能。位于系统主反射 面的多棱镜面反射器3，其右侧棱面将光源射出的一部分光线反射到左下方，而光源射到右 侧棱面的50%以上光线二次反射到左侧棱面，与光源直接射到左侧棱面的光线相叠加射向右4下方，从而实现了灯具的光强分布近似于距形光束的设计目标。由于这种多棱面结构的反射器位于行进方向右侧的棱面部分需凹进口沿里边，模具加工 困难，为此我们将这种棱面反射器的中间部位设计成镜面铝板制作的多棱镜面反射结构，采 用摸压与折弯相结合的方法生产，可直接安装在基体上。本专利技术的多棱镜面反射器棱面长度为120mm，由于镜面铝板的反射率达到88%，远高于 目前常用的经阳极氧化的高纯铝材反射器的反射率，经国家电光源质量监督检验中心(北京) 检测，这种反射器主反射面采用多棱镜面结构的道路灯具，灯具效率为78%，属于目前国内 领先水平。利用本专利技术试制的产品ZD27型道路灯具已于2006年9月安装到北京奥运会配套工程 -…京石高速良乡机场路。该路段安装间隔35m，单侧布灯，配置欧司朗250W高压钠灯光源， 安装高度8-9m，用于取代现行的12米灯杆400W光源的曲面反射器分布双封闭曲线光束的 道路灯具，经过一年多来的运行试验表明，这种可分布单一矩型光束的多棱镜面反射器道路 灯具工作稳定可靠，按其最大光强面沿道路方向每隔lm取样计算，并经现场测量验证，其 结果为平均照度Eav=26.8 lx 照度均匀度Emin/Eav=0.41 产生眩光侧最大光强方向40° 90度方向光强值0cd/ 1000 lm 80度方向光强值30 cd / 1000 lm均符合《城市道路照明设计标准》(CJJ45—2006)的相关要求，尤其是引起眼睛产生眩光影 响的强光束视角居然达到50。(如图2所示)，位于微弱眩光45。和无眩光60。中间，其眩 光控制水平是现行曲面反射器道路灯具难以达到的，加之其独特的多棱镜面反射器结构使得 行进方向的路面照度平均值和均匀度增加，成功地实现了低杆安装，因此取得了道路照明质 量高且节电30%以上的效果。本文档来自技高网...

【技术保护点】
一种由多棱镜面制作反射器可分布矩形光束的道路灯具，由光源１、反射器基体２和多棱镜面反射器３组成。光源１同现有的道路灯具，按照国家标准采用高压钠灯。反射器基体２中间部位采用棱面结构，除用于安装光源１和固定多棱镜面反射器３外，其两端部位还具有反射少量光线的功能。主要特征为整个反射系统的主反射面设置了多棱镜面反射器，使得道路灯具配光曲线呈非对称式，光照分布近似于矩形光束。

【技术特征摘要】
一种由多棱镜面制作反射器可分布矩形光束的道路灯具，由光源1、反射器基体2和多棱镜面反射器3组成。光源1同现有的道路灯具，按照国家标准采用高压钠灯。反射器基体2中间部位采用棱面结构，除用...

【专利技术属性】
技术研发人员：谭维琦，苑泉声，
申请(专利权)人：天津华安照明电器有限公司，
类型：发明
国别省市：12[中国|天津]