专利名称：非聚光反射型高效节能灯具的制作方法
技术领域：
本实用新型涉及具有高反射效率的非聚光反射型节能灯具。主要适用于发光体为管形、发光体横截面为圆形的各种气体放电灯。例如，普通直管形荧光灯、普通环形荧光灯、紧凑型稀土三基色节能灯、各种异形稀土三基色节能灯、高压汞灯、高压钠灯、卤钨灯、高压氙灯等。也广泛适用于发光波段在可见区、紫外区和红外区的各种点光源、线光源和面光源。
目前，电光源的发展日新月异，发光效率、光色、显色指数、寿命等技术指标都有显著地提高。与电光源配套的灯具有很多花色品种和造型。但大多数灯具未能充分利用电光源所发出的光，相当一部分的光又被灯具的反射面重新反射回发光体本身，变成热能白白消耗掉。例如，市售的大多数普通荧光灯灯具其反射面是平面(图一)或折线(图二和图三)。这些反射面必然使光源发出的光的一部分重新反射回光源上，形成反射死角［1］［2］(画斜细实线部分)。对于H型稀土节能灯反射死角更大［3］(画斜细实线部分)。
本实用新型非聚光反射型节能灯具的发明目的是在灯具上设计了形状合理的反射面，使光源照射到灯具反射面上的光，最大限度地反射到需用光的位置，而不向光源发光体本身反射。从而消除了反射死角，提高了光的利用率。达到充分利用光能和节约能源的目的。
本实用新型非聚光反射型节能灯具，有一个由双曲面构成的光的反射面。其特征是该反射面的截面是由两个半径相同的圆弧组成的双曲面［5］［9］［15］［19］［24］［29］［33］［38］［43］［48］［53］［58］［62］构成，其双圆弧的两个圆心点的相对位置［6］［12］［16］［20］［25］［30］［36］［41］［44］［49］［54］［59］［66］在等于或略大于发光体横截面的直径或发光体横截面外缘的最大距离的位置上，两个圆心点应与发光体中心处在同一水平面或略远离这个水平面的位置。圆弧面的半径长度应等于或略大于发光体截面中心的水平面至安装灯座的水平面的垂直距离。
本实用新型非聚光反射型节能灯具，有一个支架。这个支架的主要作用是支撑和固定整个灯具。支架的另一作用是根据电光源工作需要，在支架上安装电光源的一些附属件。例如，电光源为气体放电灯时，需要在支架上安装启辉器、镇流器等元器件。根据使用的电光源种类的不同，在支架的一端或两端或中部，安装接插电光源用的灯座和固定电光源用的固定元件。在支架的下部，有一个反射面。其作用是将光源发出的光，反射到需用光的位置。反射面与支架一般用紧固件连接和固定。
本实用新型非聚光反射型节能灯具的反射板的反射面是由截面为两个半径相同的圆弧组成的双曲面［5］［9］［15］［19］［24］［29］［33］［38］［43］［48］［53］［58］［62］构成。其双圆弧面的两个圆心点相对位置［6］［12］［16］［20］［25］［30］［36］［41］［44］［49］［54］［59］［66］在等于或略大于横截面为圆形的发光体的直径，或横截面为其它形状(例如双圆形)的外缘最大距离位置上。两个圆心点应与发光体中心处在同一水平面或略远离这个水平面的位置上。圆弧面的半径长度应不小于发光体截面中心至安装灯座的水平面的垂直距离。本实用新型中的光的反射面是根据光的反射原理设计的。即入射光与反射面形成的入射夹角等于反射光与反射面形成的反射夹角。如果横截面为圆形的发光体中心与圆弧面的反射面的圆心不重合。那么从两个圆心引出的射线必然不能重合而形成夹角。有了这个夹角，就能从理论上保证发光体发出的光，不会被反射面重新反射回发光体，而反射到需要用光的地方，使光能够得到充分利用。在实际使用中，发光体并不纯粹以点或线的形式存在。实际发光体本身有一定的体积，为了更好地实现反射原理，因此本实用新型对反射圆弧面的圆心和反射圆弧面的半径都作了切合实际的规定。
为了符合某些使用的需要，本实用新型中的光的反射面也可以由截面为两个半径相同的圆弧构成的主要反射面［9］［24］［29］［33］［38］［43］［48］［53］［58］［62］与两个开度相同的渐开线截面［13］［56］［61］，或与两个或两个以上角度相同的直线截面［13］［22］［28］［34］［39］［46］［51］［63］组合构成的光的反射面。反射曲面或平面的设计也是根据反射原理，以不将发光体发射出的光再反射回发光体为原则。本实用新型非聚光反射型高效节能灯具的发光体安装位置的设计，是将发光体的中心安装在截面为两个圆弧反射面的交点的垂线或垂面上［7］［11］［17］［21］［26］［31］［35］［40］［45］［50］［55］［60］［65］。
本实用新型的非聚光反射型高效节能灯具的反射面可以用金属、玻璃、塑料等材料中的任意一种或几种材料制成。根据使用需要，可以制成全反射型反射面，也可以制成部分反射部分透射的反射面，还可以制成对某一波段的光选择性反射和对某一波段的光选择性透射的反射面。例如，一般的工业或办公照明，需用全反射型反射面。一般的装饰或家庭照明，需用塑料或玻璃制成的反射面，形成部分反射部分透射的效果。某些需用射灯的场合，为了便于散热，在反射面上镀有一层可将可见区波段的光反射、红外区波段的光透射的薄膜。高效节能灯具中，除了反射面的其他部分，可以根据发光体的形状、装饰的需要以及安装使用需要，设计成形式多样的外观造型。
本实用新型非聚光反射型高效节能灯具的优点在于1.具有高的反射效率。可以使发光体发出的光反射到需用光的位置，而不向发光体本身反射，提高了反射效率，充分利用了光能。
2.便于加工制做。因为反射面是半径相同的圆弧面，所以不论采用冲压加工还是注塑加工，都便于设计和制做成型的模具。
3.便于配套。本实用新型中的反射面形状和尺寸都有限定。这些限定都充分考虑到和市面通用的灯座直接配套安装使用，不需专门配套的灯座。因此给组装和使用带来方便。
4.造型美观，便于装饰。本实用新型中的双曲反射面比一般截面为直线或折线的反射面造型线条新颖美观。这个双曲反射面可以和灯具的其它部分组合，成为形式多样造型美观的灯具。
本实用新型非聚光反射型高效节能灯具用三个非限定实施例来说明最佳实施方式，将有助于对本实用新型及其优点的理解。其最佳实施例的图见图四、图五、图六、图七、图八、图九、图十、图十一、图十二、图十三、图十四、图十五和图十六。
图四和图五 点光源用非聚光反射型高效节能灯具。
图六、图七、图八、图九、图十、图十一、图十二、图十三、图十四和图十五线光源用非聚光反射型高效节能灯具。
图十六 面光源用非聚光反射型高效节能灯具。
本实用新型第一种非限定实施例是点光源用非聚光反射型高效节能灯具。见图四和图五。
图四类型的灯具，有一个支架［5］。支架本身也是反射体。支架形状为一个圆形体，支架中轴线的顶部部位装有一个灯座［4］，用于安装电光源。图五类型的灯具，有一个支架［10］，用做支撑整个灯具。支架还用于与外部建筑连接或固定。支架中轴线的顶部部位装有一个灯座［8］，用于安装电光源。支架的内侧装有一个反射体［9］［13］，反射体的形状为一个圆形体。
图四类型的灯具的反射体截面为两个半径相同的圆弧［5］。这种类型的灯具适用于白炽灯、点光源类型的卤钨灯、以及垂直使用的高压钠灯和高压汞灯等光源的一般使用。图五类型的灯具的反射体的截面为两个半径相同的圆弧［9］与两个开度相同的渐开线反射曲面或两个或两个以上角度相同的圆锥面［13］构成的光的反射体。这种类型的反射体适用于筒形或投射形灯具的设计。适用于白炽灯、卤钨灯、高压汞灯等光源。两种类型灯具的圆弧反射体的两个圆心的相对位置［6］［12］略大于发光体直径，两个圆心点与发光体中心处在同一水平面。圆弧体的半径长度不小于发光体中心水平截面至安装灯座的水平线的垂直距离。灯具的其它部分按电光源本身的工作需要和使用场合的要求进行设计。发光体中心的安装位置应在圆弧体中心的垂线上［7］［11］。
本实用新型第二种非限定实施例是线光源用非聚光反射型高效节能灯具。见图六、图七、图八、图九、图十、图十一、图十二、图十三、图十四和图十五。
这些品种的灯具，有一个支架［14］［18］［23］［27］［32］［37］［42］［47］［52］［57］，用做支撑整个灯具。支架还用于与外部建筑连接或固定，支架的下部安装反射光用的反射板。［15］［19］［24］［29］［33］［38］［43］［48］［53］［58］。其反射板的形状为双曲形。反射板的安装走向与线光源的发光线走向平行。图六和图七类型的灯具的反射板的反射截面为两个半径相同的圆弧构成的反射曲面［15］［19］。图八、图九、图十和图十一类型的灯具的反射板的反射截面为两个半径相同的圆弧［24］［29］［33］［38］与两个角度相同的直线［22］［28］［34］［39］组合构成的反射曲面。图十二和图十三类型的灯具的反射板的反射截面为两个半径相同的圆弧［43］［48］与两个以上角度相同的直线［46］［51］组合构成的反射曲面。图十四和图十五类型的灯具的反射板的反射截面为两个半径相同的圆弧［53］［58］与两个开度相同的渐开线［56］［61］组合构成的反射曲面。
根据具体设计和加工工艺的需要，电光源的附件，例如镇流器、启辉器等，可分别安装在灯具的支架上或反射板上。图六、图八、图十、图十二和图十四类型的灯具适用于安装H管紧凑型稀土三基色节能灯。这些类型的灯具有一个灯座，用于安装电光源。根据具体设计的需要，灯座安装在支架的一侧或反射板的一侧。为了支持和固定灯管的需要，这些类型的灯具上还有一个支持固定器。支持固定器的安装位置应根据灯管长度，安装在灯具适宜位置上。图七、图九、图十一、图十三和图十五类型的灯具适用于普通直管形荧光灯以及水平使用的高压钠灯、高压汞灯和直管形卤钨灯等光源。使用普通直管形荧光灯和直管形卤钨灯光源的灯具有两个灯座，用于安装电光源。根据具体设计的需要，两个灯座分别安装在支架的两侧或反射板的两侧。使用高压钠灯和高压汞灯光源的灯具有一个灯座，用于安装电光源。根据具体设计的需要，灯座安装在支架的一侧或反射板的一侧。
十种类型灯具的圆弧反射面的两个圆心相对位置［16］［20］［25］［30］［36］［41］［44］［49］［54］［59］等于或略大于发光体截面的直径或发光体外缘的最大直线距离。两个圆心点同处于或略远离这个发光体截面的中心水平面。圆弧面的半径长度不小于发光体中心水平截面至安装灯座的水平线的垂直距离。电光源发光体的安装位置与反射板的反射面平行。其发光体截面中心的安装位置应在两个圆弧反射面交点的垂面上［17］［21］［26］［31］［35］［40］［45］［50］［55］［60］。
本实用新型第三种非限定实施例是面光源用非聚光反射型高效节能灯具。见图十六。
这种类型的灯具，有一个支架［64］。用做支撑整个灯具。支架还用于与外部建筑连接或固定。支架的下部安装反射光用的反射板［62］［63］。根据电光源的具体造型不同和具体设计的需要，在反射板的适宜位置上装有一个灯座，用于安装电光源。还安装一个或数个支持固定器，用于支持和固定灯管。
这种类型的灯具适用的光源有普通环形荧光灯、稀土三基色节能异形灯圆环形、2D形、3U形、4U形、Y形、M型、十字型等。尽管这些面光源造型各异，但共同特点是发光面由管状发光体组成的。其发光体的横截面基本是圆形。因此，这种类型的灯具的反射板造型设计分两部分第一部分是沿着管状发光体的走向，设计成截面为双曲形的反射面［62］。其反射面的形状、圆心的位置以及圆弧面的半径长度，均和线光源用非聚光反射型高效节能灯具的反射曲面相同。第二部分的反射面［63］，一般设计成与面光源平面平行的平面。
根据具体设计和加工工艺的需要，电光源的附件，例如镇流器、启辉器等，可分别安装在灯具的支架上或反射板上。
权利要求1.非聚光反射型高效节能灯具有一个由双曲面构成的光的反射面，其特征是，(1)该反射面的截面是由两个半径相同的圆弧组成的双曲面[5][9][15][19][24][29][33][38][43][48][53][58][62]构成，(2)其双圆弧的两个圆心点的相对位置[6][12][16][20][25][30][36][41][44][49][54][59][66]应在等于或略大于发光体横截面的直径或发光体横截面外缘的最大距离的位置上，两个圆心点应与发光体中心处在同一水平面或略远离这个水平面的位置上，(3)圆弧面的半径长度应等于或略大于发光体截面中心的水平面至安装灯座的水平面的垂直距离。
2.根据权利要求1的非聚光反射型高效节能灯具，其特征是该反射面的截面是由两个半径相同的圆弧构成的主要反射面［9］［24］［29］［33］［38］［43］［48］［53］［58］［62］与两个开度相同的渐开线反射面［13］［56］［61］，或与两个或两个以上角度相同的平面组合构成的光的反射面［13］［22］［28］［34］［39］［46］［51］［63］。
3.根据权利要求1和权利要求2的非聚光反射型高效节能灯具，其特征是发光体中心的安装位置应在截面为两个圆弧反射面交点的垂线或垂面上［7］［11］［17］［21］［26］［31］［35］［40］［45］［50］［55］［60］［65］。
专利摘要本实用新型的非聚光反射型高效节能灯具是通过灯具上有一个形状合理的反射面，将发光体发出的光，反射到需要用光的位置，而不向发光体本身反射，达到充分利用光能和节能的目的。其反射面的截面为两个半径相同的圆弧组成的双曲面构成或者是上述双曲面与截面为渐开线或直线的反射面组合成的光的反射面。这种类型的灯具便于加工制做、便于配套、便于装饰。广泛适用于点光源、线光源和面光源。
文档编号F21V7/00GK2081478SQ9020923
公开日1991年7月24日 申请日期1990年6月29日 优先权日1990年6月29日
发明者孟昭武, 李凤琴, 孟超 申请人:孟昭武, 李凤琴, 孟超