具有安全裝置的燈及安全裝置的製作方法
2023-07-09 19:58:36 1
專利名稱：具有安全裝置的燈及安全裝置的製作方法
技術領域：
本發明涉及具有安全裝置的燈及安全裝置，以及燈的安全開關，特別是，本發明涉及為了防止事故而設計成將傳送至燈的電能切斷或減小的安全開關。
最近大家認識到，尤其是增加了滷素燈的使用，這種燈管除了產生光以外，還產生大量的熱，在某不正常使用的狀況下會發生火災。提供性能規範的安全標準，包括測量燈在被易燃的外來物品、布或材料復蓋時的溫度分布圖和燈翻倒時能避免事故的能力，現在的燈必須符合這些安全標準。
燈，特別是垂直放置的燈，例如地燈、檯燈和座地式燈會翻倒或被桌子撞倒。如果燈管和/或其周圍的結構與例如地毯、家具覆蓋飾物或垂簾等易燃物質接觸，則將產生潛在的火災色險。甚至在燈翻倒以後，燈管繼續通電和繼續產生熱量，那麼潛伏著火災的色險。如果燈管破裂，也會產生觸電的事故。
許多燈，包括滷素座地燈，一般裝有電子調光器，這種調光器的基本元件是一個可控矽。人們已經設計出許多不同的控制電路來配合可控矽。其中稱為相位截割控制電路的一個電路，它括一個電位計、一個電容器和一個觸發二極體。這一類型的控制電路已在中國專利CN94213163.0中公開。
為了減少滷素燈的電力消耗和產生的熱量，我們希望進一步控制相位控制電路。因此，除了包括可控矽、電位計、電容器和觸發二極體的簡單的相位控制電路之外，還增加了附加的電子控制電路。
已經公開了一些通常用於控制典型可控矽調光器的控制電路。在美國專利U.S.4,751,433中，採用一個光電池，使燈發射的光能反比於周圍空間的發光強度。這個控制裝置的臨界點(作用點)是由製造商設定的，因此消費者不能重新設定或調節該裝置。在美國專利U.S.4,658,129中，採用一個光電檢測單元，用以發送一個響應光強變化的輸出電壓。該輸出電壓施加於一電容器上，用以操縱一個可控矽，以便自動控制燈的開/關狀態。
如果一間房間內的家具和天花板是淺色的，而另一間房間的家具和天花板是深色的，在這兩房間內採用相同輸出功率(例如300瓦)的相同滷素座地燈時，則會產生完全不同的環境亮度。如果「作用點」已由製造商預先設定，則消費者自己不能再作調節。現有滷素座地燈的自動控制裝置在上面兩種情形，會在不適當的時刻觸發。
本發明的一個目的是提供提高了工作安全性的燈，以減小火災的危險性和因燈跌碎而引起觸電事故。
本發明的另一個目的是提供一種超過安全要求的燈，以防止燈的事故。
本發明的又一個目的是提供一種安全裝置，在燈擺離其正常位置時自動斷開燈管的供電。
本發明的再一個目的是提供一種能自動地操作的安全開關，在溫度和/或亮度超過規定的水平時減少或切斷燈管的供電。
本發明是在中國專利申請CN96120556.3的基出上進行了改進。
本發明涉及一種自動和手動組合電子控制裝置，用以控制直立的燈，以減少與燈工作有關的事故。更準確地說，本發明涉及垂直取向直立燈，例如滷素座地燈的控制器，依據燈的適當取向、環境光的亮度和/或燈周圍增加的溫度來進行控制。
一個帶有翻倒安全開關的燈的示範性實施例中，該燈有一個安裝在燈底座下面的自動斷開關。當燈在豎立位置時，燈的底座靠在開關上，而使電流流向燈管。如果燈翻倒或從靠在其底座的正常取向以另一種方式傾復，開關就打開，而切斷了燈管的供電。燈管的供電切斷後，可以減少因燈管與易燃物質接觸或燈管跌碎而引起的火災危險和/或觸電事故。
為了避免上述現有技術的照明控制問題，而提供了一種帶有控制裝置的滷素座地燈，該控制裝置可以根據所希望的環境亮度和按照燈周圍的要求溫度來自動地和手動地來控制滷素座地燈，本發明的滷素座地燈可以由用戶來調節或設定至任何希望的作用點，因而該滷素座地燈可以自動地作用在這點。
根據本發明的光反應燈的一個示範性實施例，它包括兩個主要電路，其一為傳統調光器的典型電路，其二為本發明的電路，用以根據用戶的意圖來控制傳統調光器的可控矽。
該發明的電路包括一個直流電源，包括用於將交流電源進行半波整流的二極體、將該整流後的電流進行濾波的電容器和用於提供穩定的伏直流電壓的齊納二極體；一個電子開關，包括用作二個電晶體的反相器(Q3/Q5)的集成電路(IC)和二個用於控制可控矽的通/斷的電晶體(Q3/Q5)；以及一個光控制部分，包括用於檢測選定的環境亮度(參考亮度)的光敏電阻、用於根據光敏電阻檢測的亮度輸出信號電壓的集成電路(IC)和用於由用戶調節/重新設定光控制部分的電位計；該燈也可包括一個溫度控制器，它包括一個用於檢測燈的溫度的熱敏電阻、用於將來自熱敏電阻的信號電平翻轉且控制光控制部分的集成電路的二個集成電路和一個用於由用戶調節溫度控制部分的電位計。
為了更好的了解本發明的性質，可參看下列附圖和詳細的說明。其中相同的元件採用相同的標號，附圖中
圖1A為本發明第一座地式燈正常位置的立體圖，有一說明開關位置的剖開部分；圖1B和圖1C為說明另外的開關位置的本發明的燈底座下面的底平面圖；圖2為圖1的燈擺離其正常位置時的立體圖，圖3為本發明在桌上的第二燈的立體圖，有一說明開關位置的剖開部分；
圖4為本發明安裝在燈底座內的開關的第一實施例的細節圖；圖5為說明燈在正常位置時燈的電線和開關的示意圖；圖6為說明燈擺離正常位置時燈的電線和開關的示意圖；圖7A至圖7C為本發明的幾個開關實施例的剖面圖和立體圖；圖8為現有滷素座地燈的上面部分的立體圖；圖9A為本發明的溫度/亮度控制電路的典型實施例的電路圖；圖9B為包括在本發明的溫度/亮度控制電路典型實施例中的接觸開關的部分電路圖；圖9C為本發明的溫度/亮度控制電路的另一個實施例的電路圖；圖10為裝有本發明典型實施例電路的燈的上面部分的立體圖；圖11為圖10所示本發明的光檢測系統的剖視圖；圖12為說明本發明的溫度傳感器位置和溫度檢測電路的部分剖視圖；和圖13為本發明的典型控制板的示意圖。
圖1示出本發明的座地式的燈10，該燈10包括一個底座12、一個杆體14、一個反射器和一個在燈罩16內的燈管17(在圖2中示出)。在正常直立置時(圖1)，燈底座12放置在地板18上，而杆體連同燈罩16和燈管17垂直豎立在地板18上。在工作期間，電力供給到0燈管17，使其發光且加熱燈管17和反射器。圖3示出桌子21的燈10，燈10包括一個底座12、一個燈管、一個燈罩和一個開門關20。
圖2示出圖1的燈10從正常垂直豎立位置翻倒的情形。一般的橙，即使用燈在翻倒以後，供給燈管17的電力，會繼續加熱燈管17、反射器和燈罩16，如果燈罩16、反射器或燈管17靠在地板上，或者靠在家具、幕簾、床上或其他易燃物質上，這將會引起火災和漏電事故。破碎的燈管會產生觸電的危險且可能因漏電而導致火災。
為了減少由於燈擺離正常的垂直位置而出現的事故，本發明提供了一個在燈10的底座12下的一個開關20。如果燈10在直立位置的重量可保持開關20閉合，該開關20可以位於燈10的底座12的下面或邊緣上的任何位置。開關最好安裝在底座12的邊緣附近，使得即使在燈的位置有小的變化，例如燈斜靠到牆或帳簾上時，能較快的起作用，然而，如果希望燈10除了嚴重傾斜外能夠保持原來狀態的話，則該開關可以放置在底座12的中央。該燈可以沿燈底座下面的邊緣設置多於一個開關。兩個開關20＇可以按分隔180°的方式安排，如圖1B所示，三個開關20＇按120°分隔的安排見圖1C所示，四個開關可按90°分隔排列，或者按任何所需的位置組合。各開關20＇串聯連接，以便任何一個開關開路時可以切斷給燈管17的供電。設置複合開關防止使得在任何方向的接點能容易察覺。
圖4、圖5和圖6較好地示出一個示範性實施例，開關20是一個帶有槓桿傳動臂22的常開開關，該臂22由簧24偏置在打開位置。圖7A示出另一個常開按鈕開關的示範性實施例，圖7A上部一為一按鈕開關42的剖視圖，該開關具有一個按鈕36、一對觸點38和一個開路偏置彈簧40。開關42是安裝在燈的底座下面，如前面所述的那樣，是僅當燈的重量靠在底座上時，將按鈕36向上壓迫偏置彈簧40使二個觸點38閉合而接通開關。
將開關20或42放置在底座12上，依靠燈10的重量將開關20保持在閉合電路的狀態，如圖5所示。圖4和圖6示出開關20使電路常開的狀態。彈簧24將接觸臂26向下偏置，以使觸點28與觸點分離。當燈底座靠在固體表面上時(見圖1、圖3和圖5)，傳動臂22向上移動，將接觸臂26向上移動，克服偏置彈簧24，且將觸點28和30閉合。於是，電流能從電25經開關20流到燈管17。開關20的閉合，在導線32和34之間形成一條導電的通路，如圖4所示，或閉合二個觸點38而形成導電通路，如圖7A所示。
開關20和42均有一個傳動元件與支撐燈10的表面接觸。傳動元件傳統上可以是臂或按鈕，如圖所示。當燈10放置某些軟表面，例如厚絨或粗毛地毯上，那麼就需要加大與支撐表面相接觸的傳動元件的表面面積。這可以通過加闊接觸臂的末端，或例如分別示於圖4和7A中的配置闊的腳44或46，這些腳可以分別套在傳動元件22或36的接觸末端。
圖7B為根據本發明的另一個實施例開關70的剖視圖。圖7C為說明開關70的接觸支承臂76和接觸條77的相互關係的立體圖。開關70起傾斜安全開關和燈的通/斷開關兩個作用。
開關70包括一個帶有搖擺器72的外殼71，搖擺器72供用在外面操作。設搖擺器72由彈簧73偏置在「通」或「斷」位置，彈簧7 3保持在外殼71內的擋肋74與接觸臂支撐柱75之間。圖7B示出開關70在「通」位置，其搖擺器72保持臂76的接觸末端向下接觸到接觸條77，而接觸條77由支撐條81和腳80支撐在上升位置。在圖示的位置接觸條77連接兩觸點78和79。如果腳80如前面所說那樣，不再由支撐表面支撐，那麼附於支撐81上的接觸77將會向下移動，脫離了觸點78和79，使觸點78與79之間的連接斷開。接觸條77可以由支撐部件的重量或內含的偏置彈簧(未示出)來向下偏置。
腿83可以做成任何所需的長度，以便開關70為用戶方便地安裝，同時保持腳80在燈的底部。
如果搖擺器72由用戶設在「斷」位置，即搖在圖7B中的右面，臂76的接觸末端上升，將兩觸點78和79與接觸條77分離。擋塊82可防止接觸條77進一步向上移動，以使開關70保持「斷」的位置。
如圖所示和在此敘述的開關的特別的內部和外部結構是示範性的。在不脫離本發明的範圍的情況下，可以採用各種變型的開關，只要該開關在燈靠在其底座上時閉合和燈的重量移開時該開關斷開。
圖8示出一個現有滷素座地燈。該燈有一個防護罩51、一個安裝有反射器53旁邊的熱傳感器52、一個光傳感器54和一個在中空燈杆56上的控制開關55。該控制開關55為一帶有通/斷開關的電位計，用以調節給燈管57的電能。傳感器52的溫度響應是按照光傳感器54的亮度響應來固來。光傳感器54和熱傳感器52的中斷是自動的而不是手動的，且不能由用戶調節。實施各個控制的作用點是不可調節的。
圖9A示出了實施本發明熱和光控制的示範性電路圖，圖9A的右側畫出現有技術的典型電路，它包括燈(300W/120伏)、濾波器(L1和C3)、可控矽元件(4010)、觸發二極體(DB3)、電容器(C2)和電僕計(R10)。
在圖10中也示出了本發明的自動/手動開關61(SW2)。當開關61扳至手動位置時，該燈用作一個傳統的調光器控制的燈。發明的電路的發光二極體LED62會告知用戶，由發明電路的光控部分和/或溫度控制部分已經檢測到的控制狀態。圖10中65為帶有通/斷開關的調光器控制旋鈕，68為溫度控制旋鈕。
在圖9A的左側由上而下來看，120伏交流經由二極體(D1)引向一個電阻器(R1)，該二極體用作一個半波整流器，電阻器(R1)用以降低電壓至一個可以接受的水平。然而，相連接的齊納二極體(Z1)用以將降低的電壓始終保持在6伏。該整流的6伏直流電壓於是由電容器(C1)來確保波形的平滑。R1和C1連在一起也可稱為濾波器。上述四個元件包含在本發明的直流電源部分，用來提供平滑的直流電源。
在圖9A的中部，IC(UID)、兩個電晶體(Q3/Q5)及其附件，形成此發明的電子開關部分。UID用作反相器，且同時控制該兩個電晶體(Q3/Q5)。當兩電晶體(Q3/Q5)處於截止狀態時，R10具有最高的電壓電平，於是可控矽元件接通。當兩個電晶體(Q3/Q5)處於導通狀態時，R10具有有最低的電壓電平，使該可控矽元件斷開。連接在UID輸出端的二極發光管LED62，為了顯示出在自動和手動兩種模式中，來自光控部分或溫度控制部分的作用信號。沒有發光二極體LED62的指示，使用戶並不知道已達到什麼溫度，而不能進行手動控制。
本發明光的控制部分包括一個光電阻(Cds)、IC(UIA)和一個電位計R2，參閱圖10、圖11和圖13，可清楚看到光傳感器63及其所在的位置。在這個示範性實施例中，本發明的光控制系統的功能，設計成如下光傳感器63的取向是在正常操作條件下經受正常環境光，包括面向由燈照明的任何項目。R2連接至光控制旋鈕64，可由用戶調節至任何希望的位置。在正常使用時，當參照物為暗或不夠亮時，該光電阻63(Cds)呈高電阻。因此，UIA的輸入處於低電平，而UIA的輸出處在高電平，於是使電子開關變成「通」。當參照物足夠亮時，該光電阻63(Cds)呈低電阻。因而，UIA的輸入處在高電平，而其輸出處於低電平，於是使電子開關成為「斷」。在正常使用情況下，光傳感器63必須處於這樣的一個位置，只有參照發光物能影響該傳感器63。圖11和圖12中的ST為中空燈杆，RF為反射器，PH為塑料支架，GL為玻璃。
用戶可以按下列方式來設定或調節本發明的燈的發光設定點或作用點。光控制旋鈕64(在圖9A中調節R2)首先調節至最大光亮的位置，見圖13。其次照亮參照物，且將光傳感器63對準該參照物。然後，調節旋鈕64(R2)，直至光控制部分作用以減少來自燈管66照明。如果參照物太亮，R2的微調會沒有反應。於是，必須去找另一個參照物來作為新的參照物。一旦參照物變暗，該燈會自動地接通。
再參看圖9A本發明的溫度控制部分包括熱電阻(R7)，在圖10和圖12中以67示出，兩個IC(UIC/U2A)，一個電位計(R4)，可由溫度控制旋鈕68(見圖10、圖12和圖13)來調節，以及它們的附件。
本發明的電路允許用戶調節熱設定點或熱作用點。電位計(R4)可由用戶調節，以便獲得一個作用點的範圍，例如130℃、120℃、110℃和其間的任何溫度。此外，在現有技術應用中，熱加熱/冷卻、通/斷循環將繼續重複，直至有人將燈關掉。然而，在本發明中，當熱傳感器67(SDT1000)檢測到一個燈的不安全的溫度上升，電源會被自動切斷，而燈會保持在關斷狀態，直至有人通過控制旋鈕65的操作使用SW1來重新開燈。控制旋鈕65也操作電位計R10。
當電源開關(SW1)首先接通時，整個燈是冷的，因此熱電阻67(R7)呈高阻值。所以UIC的輸入為低電平。因此UIC的輸出為高電平，而U2A的輸出為低電平。當燈的溫度上升到作用點，該熱電阻67(R7)的阻值變小，而UIC的輸入電平變高到足以翻轉。因此，UIC的輸出電平變低，而U2A的輸出電平變高。U2A的這種高輸出電平，通過D6傳至UIC的輸入端，給UIC一個連續的低電平輸出。在此同時U2A的高電平輸出通過D5傳至UIA的轉入端，而將電子開關轉成「斷」。
因此，即使燈的溫度再次變低，因為UIC的輸入端，現在由U2A的高電平輸出控制，而非由熱電阻67(R7)控制，燈將保持在「斷」狀態，除非有人將電源開關(SW1)切斷，然後將其接通，以起動一個新的循環。此新穎的「鎖定」功能，給燈提供了完整的熱保護。
圖9B示出了包括在上述圖9A的控制電路中的扳動開關SWT，開SWT並不需要接通和斷開到燈的全部電流，而代之以低直流電壓和低直流電流來切斷到燈管的電源。
雖然本發明已結合上述具體的實施例來說明，但本技術領域內的技術人員在不脫離本發明的範圍可以作出各種修改和變更。
權利要求
1．一種具有底座、燈管和點亮燈管的電源的燈，其中所述底座在一個支撐表面上支撐所述燈，其特徵在於，該燈還包括一個開關，安裝在所述底座上且當所述燈處於第一直立位置時與所述支撐表面接觸，其中所述開關當所述燈擺離述直立位置時與所述支撐表面脫離接觸。
2．根據權利要求1所述的燈，其中當所述開關與所述支撐表面脫離接觸時，所述開關將所述燈管與所述電源斷開。
3．根據權利要求2所述的燈，其中所述開關包括一個將所述開關偏移至所述斷開狀態的偏移裝置。
4．根據權利要求3所述的燈，其中依靠在所述底座上的所述燈的重量勝過所述偏移裝置，以維持所述開關處於導電狀態，將所述燈管連接至電源。
5．根據權利要求1所述的燈，其中該燈還包括一個腳，附於所述開關且提供與所述支撐表面接觸的較大表面面積。
6．根據權利要求1所述的燈，其中所述開關位於所述底座的中心附近。
7．根據權利要求1所述的燈，其中所述開關位於所述底座的邊緣附近。
8．根據權利要求1所述的燈，其中該燈還包括位於所述底邊緣周圍的多個開關。
9．一種具有底座、燈管和點亮燈管的電源的燈，其中所述底座在一個支撐表面上支撐所述燈，其特徵在於，該燈還包括一個開關，安裝在所述底座上，位於所述底座與所述支撐表面之間，且在所述燈管與所述電源之間有電的連接，以及具有第一導電狀態和第二斷電狀態，其中所述開關通過來自所述底座的重量在所述支撐表面上的壓力保持在所述第一導電狀態。
10．根據權利要求9所述的燈，其中該燈還包括一個加力元件，附於所述開關，用以當來自所述底座的重量的壓力消除時將所述開關偏移在所述第二斷電狀態。
11．根據權利要求9所述的燈，其中該燈還包括一個致動部件，附於所述開關，與所述支撐表面接觸。
12．根據權利要求9所述的燈，其中該燈還包括一個支腳，附於所述致動部件，且提供與所述支撐表面接觸的較大的表面面積。
13．根據權利要求11所述的燈，其中所述致動部件位於所述底座的中心附近。
14．一種燈用電子控制裝置，其特徵在於，它包括一個電子調光器電路；一個電子開關電路，與該電子調光器電路連接起來工作，以調整該電子電子調光器的輸出；一個溫度檢測電路，與該電子開關電路連接起來工作，以根據檢測到的溫度來控制該電子開關電路；和一個調節電路，與該溫度檢測電路連接起來工作，以調節對該溫度的靈敏度。
15．根據權利要求14所述的燈，其中該裝置還包括一個光檢測電路，與該電子開關電路連接起來工作，以根據檢測到的光度來控制該電子開關電路；和一個第二調節電路，與該光檢測電路連接起來工作，以調節對該光度的靈敏度。
16．一種燈用的燈管控制裝置，其特徵在於，它包括一個電源電路，用以提供電能給該燈管；一個開關電路，與該電源電路連接起來工作，以調整流經該電源電路的電能；一個控制電路，與該開關電路連接起來工作，用以檢測溫度、光度和定位的燈參數且用以根據該檢測到的參數控制該開關的狀態。
17．一種燈用控制裝置，該燈具有一個底座、一個燈管和一個用以點亮燈管的電源，一個在該電源與該燈管之間用以控制從該電源流至該燈管的電流的電子調光器電路，其中該底座支撐該燈在一個支撐表面上，其特徵在於，該控制裝置包括一個開關，電連接在該電源與該電子調光電路之間，且安裝在該在該底座上在該燈處於第一直立位置時與該支撐表面相接觸，其中該開關在該開擺離該直立位置時與該支撐表面脫離接觸，且將該電子調光器電路與該電源斷開；一個電子開關電路，與該電子調光器電路連接起來工作，以調整該電子調光器電路的輸出；一個溫度檢測電路，與電子開關電路連接起來工作，以根據檢測到的溫度來控制該電子開關電路；一個調節電路，與溫度檢測電路連接起來工作，以調節對該溫度的靈敏度。
18．根據權利要求17所述的控制裝置，其中該裝置還包括一個光檢測電路，與該電子開關電路連接起來工作，以根據檢測到的光度來控制該電子開關電路；和一個第二調節電路，與該光檢測電路連接起來工作，以調節對該光度的靈敏度。
全文摘要
一種裝有一個或多安全裝置的燈,安全裝置用以減少火災危險或與燈不適當工作有關的熱損壞。一個安全裝置可以是一種當燈不處於正常工作方位時終止電源的自動安全開關;該開關安裝在燈的底座下面,而僅當燈的重量正常地依靠在其底座上時有電力供應給燈。可以單獨提供一個熱開關,當燈超過預定溫定工作時,減少或切斷供電,或配合一個亮度傳感器以響應室內照明環境來調節燈的電力。
文檔編號F21V23/00GK1217447SQ9712014
公開日1999年5月26日 申請日期1997年11月10日 優先權日1997年11月10日
發明者丹尼斯·卡亞, 陳國輝 申請人:家電寶實業有限公司