專利名稱：分布矩形光束的多棱鏡面反射器道路燈具的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明涉及一種道路燈具，特別是一種可分布矩形光束的由多棱鏡面制作反射器的道路 燈具。
二
背景技術(shù)：
道路燈具是達(dá)到道路良好照明效果的基本手段，目前國內(nèi)外的道路燈具由于其反射器一 般是采用圖1至圖4所示的球面、橢圓面、拋物面、雙曲面等曲面構(gòu)成，并且是關(guān)于燈具長 軸兩側(cè)對稱的，因此燈具的光強(qiáng)分布呈現(xiàn)兩束大致對稱的強(qiáng)光，光束截面為不規(guī)則的封閉曲 線(見圖5)。設(shè)計(jì)這種曲面反射器產(chǎn)生對稱的強(qiáng)光束是為了讓路燈照亮比較遠(yuǎn)的路面，以保 證道路照明的路面亮度均勻度。然而數(shù)十年來道路照明的實(shí)踐證明，這種燈具在行進(jìn)方向射 向眼睛的強(qiáng)光往往會產(chǎn)生有害的眩光，從而引起司機(jī)和行人的不適并降低觀察物體的能力。 我國在《城市道路照明設(shè)計(jì)標(biāo)準(zhǔn)》(CJJ45——2006)中規(guī)定了在快速路和主干路使用的道路 燈具必須采用截光型和半截光型燈具，即燈具的最大光強(qiáng)方向角分別小于等于65。和75° ， 以保證道路燈具產(chǎn)生的眩光影響在合理和安全的范圍內(nèi)(道路燈具的安裝高度與眩光影響如 圖6所示)。使用這種對稱式配光曲線的道路燈具，即使其截光角度符合國家標(biāo)準(zhǔn)，也需選擇 較高的燈桿安裝。但增加燈桿高度(即燈具安裝高度)將直接增加道路照明工程的建設(shè)成本， 同時(shí)，由照度計(jì)算公式
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可知，照度與燈具的安裝高度H值平方成反比，提高燈具安裝高度，勢必將顯著降低路燈的 照明效率，通常就要采用增加光源功率的辦法來滿足道路照明的規(guī)定要求，從而增加了道路 照明的運(yùn)行成本。 三

發(fā)明內(nèi)容
本發(fā)明擯棄現(xiàn)行的各種道路燈具的曲面反射器結(jié)構(gòu)，目的是設(shè)計(jì)一種圖7所示的多棱鏡 面為主構(gòu)成的路燈反射器系統(tǒng)，其配光曲線為非對稱式(見圖8)，可以將路燈照明區(qū)域按單 向或雙向路況盡可能分配到前進(jìn)方向一側(cè)，而等光強(qiáng)曲線近似于一個(gè)矩形分布(見圖9)。這 種燈具分布的單一矩形光束特別適宜于道路照明的特點(diǎn)(實(shí)際有用路面照明范圍為長方形區(qū) 域)，不僅路面的平均照度遠(yuǎn)優(yōu)于現(xiàn)行曲面反射器分布的二個(gè)封閉曲線光束的道路燈具，而且 眩光影響很小，使得行駛前方的路面照明達(dá)到了 "亮"和"遠(yuǎn)"的效果，可以實(shí)現(xiàn)低桿安裝， 既減少了路燈的安裝成本，又提高了路燈的照明效率，降低了路燈的運(yùn)行成本。本發(fā)明是由圖7中的燈具光源1.反射器基體2和多棱鏡面反射器3等三部分組成的，其 工作機(jī)理如下國內(nèi)外道路燈具的照明光源一般采用高壓鈉燈(我國《城市道路照明設(shè)計(jì)標(biāo) 準(zhǔn)》(CJJ45—2006)規(guī)定"快速路、主干路、次干路和支路應(yīng)采用高壓鈉燈")，高壓鈉燈 的發(fā)光體為其玻殼內(nèi)的電弧管，電弧管通常為8X80 (100) mm的柱體，為與之匹配且達(dá)到燈 具分布矩形光束的目的，我們將安裝高壓鈉燈泡的燈具中間部位設(shè)計(jì)成由多棱鏡面組成的反 射系統(tǒng)。棱面的長度.寬度及兩個(gè)棱面的相對角度根據(jù)分布矩形光束的照度盡可能均勻?yàn)樵?則，由光路計(jì)算給出。該棱面反射器可將光源在采用曲面反射器時(shí)原本照射到反射器右側(cè)曲 面上并反射出燈具的50%以上光線再反射到燈具左側(cè)的棱面，并和光源直接照射到該棱面的 光線相疊加，再向右下方反射出去。由于光源的發(fā)光體接近線狀，且任一棱面均平行于發(fā)光 體，根據(jù)光的反射定律和照度計(jì)算公式知燈具發(fā)出的80%以上光線分布成接近矩形的單一較 強(qiáng)光束，其余少部分光線由反射器的其它曲面分布到了路面的相關(guān)區(qū)域。
本發(fā)明的核心是從根本上改變了現(xiàn)行曲面反射器道路燈具對稱式配光曲線造成的眩光影 響大.無法低桿安裝的弊端，將燈具反射器的主反射面設(shè)計(jì)成了多棱鏡面結(jié)構(gòu)，較好地解決了 道路照明工程中長期存在的照明質(zhì)量.眩光影響.工程造價(jià)和節(jié)約能源之間的矛盾。 四


下面結(jié)合附圖對木發(fā)明作進(jìn)一步詳細(xì)描述
1. 圖1為球面反射器。
2. 圖2為橢圓面反射器。
3. 圖3為拋物面反射器。
4. 圖4為雙曲面反射器。
5. 圖5為曲面反射器道路燈具在道路照明時(shí)的光強(qiáng)分布示意圖。
6. 圖6為道路燈具的安裝高度與眩光影響的示意圖。
7. 圖7為本發(fā)明多棱鏡面反射器道路燈具示意圖，其中l(wèi)一燈具光源，2—反射器基體， 3—多棱鏡面反射器。
8. 圖8為采用本發(fā)明多棱鏡面反射器制造的道路燈具的配光曲線圖。
9. 圖9為采用本發(fā)明多棱鏡面反射器制造的道路燈具的等光強(qiáng)曲線圖。 五具體實(shí)施方案
本發(fā)明通過下述實(shí)施方案來實(shí)現(xiàn)
本發(fā)明是由圖7所示的燈具光源1 .反射器基體2和多棱鏡面反射器3構(gòu)成的反射式光 學(xué)系統(tǒng)。
燈具光源1為國家標(biāo)準(zhǔn)規(guī)定的高壓鈉燈。反射器基體2的中間部位采用棱面結(jié)構(gòu)，基體 系拉伸成型，主要用于安裝高壓鈉燈泡及固定多棱鏡面反射器，需嚴(yán)格保證其相互間平行性， 同時(shí)該基體表面陽極氧化處理，擔(dān)負(fù)反射器兩端部位反射少量光線的功能。位于系統(tǒng)主反射 面的多棱鏡面反射器3，其右側(cè)棱面將光源射出的一部分光線反射到左下方，而光源射到右 側(cè)棱面的50%以上光線二次反射到左側(cè)棱面，與光源直接射到左側(cè)棱面的光線相疊加射向右
4下方，從而實(shí)現(xiàn)了燈具的光強(qiáng)分布近似于距形光束的設(shè)計(jì)目標(biāo)。
由于這種多棱面結(jié)構(gòu)的反射器位于行進(jìn)方向右側(cè)的棱面部分需凹進(jìn)口沿里邊，模具加工 困難，為此我們將這種棱面反射器的中間部位設(shè)計(jì)成鏡面鋁板制作的多棱鏡面反射結(jié)構(gòu)，采 用摸壓與折彎相結(jié)合的方法生產(chǎn)，可直接安裝在基體上。
本發(fā)明的多棱鏡面反射器棱面長度為120mm，由于鏡面鋁板的反射率達(dá)到88%，遠(yuǎn)高于 目前常用的經(jīng)陽極氧化的高純鋁材反射器的反射率，經(jīng)國家電光源質(zhì)量監(jiān)督檢驗(yàn)中心(北京) 檢測，這種反射器主反射面采用多棱鏡面結(jié)構(gòu)的道路燈具，燈具效率為78%，屬于目前國內(nèi) 領(lǐng)先水平。
利用本發(fā)明試制的產(chǎn)品ZD27型道路燈具已于2006年9月安裝到北京奧運(yùn)會配套工程 -…京石高速良鄉(xiāng)機(jī)場路。該路段安裝間隔35m，單側(cè)布燈，配置歐司朗250W高壓鈉燈光源， 安裝高度8-9m，用于取代現(xiàn)行的12米燈桿400W光源的曲面反射器分布雙封閉曲線光束的 道路燈具，經(jīng)過一年多來的運(yùn)行試驗(yàn)表明，這種可分布單一矩型光束的多棱鏡面反射器道路 燈具工作穩(wěn)定可靠，按其最大光強(qiáng)面沿道路方向每隔lm取樣計(jì)算，并經(jīng)現(xiàn)場測量驗(yàn)證，其 結(jié)果為
平均照度Eav=26.8 lx 照度均勻度Emin/Eav=0.41 產(chǎn)生眩光側(cè)最大光強(qiáng)方向40° 90度方向光強(qiáng)值0cd/ 1000 lm 80度方向光強(qiáng)值30 cd / 1000 lm
均符合《城市道路照明設(shè)計(jì)標(biāo)準(zhǔn)》(CJJ45—2006)的相關(guān)要求，尤其是引起眼睛產(chǎn)生眩光影 響的強(qiáng)光束視角居然達(dá)到50。(如圖2所示)，位于微弱眩光45。和無眩光60。中間，其眩 光控制水平是現(xiàn)行曲面反射器道路燈具難以達(dá)到的，加之其獨(dú)特的多棱鏡面反射器結(jié)構(gòu)使得 行進(jìn)方向的路面照度平均值和均勻度增加，成功地實(shí)現(xiàn)了低桿安裝，因此取得了道路照明質(zhì) 量高且節(jié)電30%以上的效果。
權(quán)利要求
一種由多棱鏡面制作反射器可分布矩形光束的道路燈具，由光源1、反射器基體2和多棱鏡面反射器3組成。光源1同現(xiàn)有的道路燈具，按照國家標(biāo)準(zhǔn)采用高壓鈉燈。反射器基體2中間部位采用棱面結(jié)構(gòu)，除用于安裝光源1和固定多棱鏡面反射器3外，其兩端部位還具有反射少量光線的功能。主要特征為整個(gè)反射系統(tǒng)的主反射面設(shè)置了多棱鏡面反射器，使得道路燈具配光曲線呈非對稱式，光照分布近似于矩形光束。
全文摘要
一種由多棱鏡面制作反射器可分布矩形光束的道路燈具，由光源1、反射器基體2和多棱鏡面反射器3組成。由于光源1為高壓鈉燈，其發(fā)光體接近線狀，它照射到右側(cè)棱面的光線除一部分反射到左下方外，大部分仍經(jīng)右側(cè)棱面二次反射到左側(cè)棱面，與光源直接射到左側(cè)棱面的光線相疊加射向右下方，使得燈具照明的光強(qiáng)分布成為非對稱式接近矩形的光束。其特點(diǎn)是照度均勻，眩光影響小，可低桿安裝，比現(xiàn)行曲面結(jié)構(gòu)反射器對稱式配光曲線道路燈具節(jié)電30％以上。
文檔編號F21V5/00GK101498408SQ20081005220
公開日2009年8月5日 申請日期2008年1月29日 優(yōu)先權(quán)日2008年1月29日
發(fā)明者苑泉聲, 譚維琦 申請人:天津華安照明電器有限公司