EP0210877A1 - Lampe à tube fluorescent - Google Patents
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Definitions
- the present invention relates to a fluorescent tube lamp which can operate either on direct current or from the mains.
- Fluorescent tube lamps operating on the mains are known, the fluorescent tube of which is supplied through an inductor limiting the current.
- This self, called ballast is of a high weight and a large volume. Consequently, the fluorescent tube bulbs currently existing have dimensions greater than the normal dimensions of incandescent filament lamps and are of a significantly higher weight.
- the object of the present invention is to produce a fluorescent tube lamp which overcomes the above drawbacks and which can have a range of light power corresponding to the light powers of filament lamps, while having equivalent weight and dimensions.
- the fluorescent tube lamp comprises, in the enclosure formed by a hollow, cylindrical envelope, blind at one first end and closed at the other end by a base, a fluorescent tube forming a succession loops arranged along a polygonal contour, this fluorescent tube being mounted on an annular support and fixing plate of reflective material, said lamp further comprising a central reflector formed by a hollow cylinder whose base is an polygon with n sides , an electronic power supply and start-up circuit for the fluorescent tube.
- a second object of the invention is to improve the efficiency of such a lamp.
- the electronic circuit delivers, from a DC voltage supply, a current of frequency greater than the frequency of 50 hertz from the sector and having a form factor less than 1.7.
- the central reflector is tightly mounted on a flange secured to the annular plate and comprises, at the end opposite to the annular plate, a pyramidal cap with a polygonal base, of which the polygon is angularly offset by , so as to have its sides parallel to the loops of the fluorescent tube adjacent to the first end.
- a third object of the invention is to have a fluorescent tube lamp which can work in all applications.
- This third object is achieved by the fact that, in the lamp, the DC voltage is obtained, either by an accumulator, or from the mains voltage, by a rectifier circuit integrated into the electronic circuit.
- the polygonal contour of the loops of the fluorescent tube adjacent to the base is offset from the polygonal contour of the loops located near the first end of the enclosure by an angle .
- the sides of the polygon of the base of the hollow cylinder of the central reflector are parallel to the polygonal contour of the loops of the fluorescent tube, adjacent to the base.
- the polygonal contours are six or eight sides.
- FIG. 1 represents a fluorescent tube lamp (5) according to the invention, having the normal dimensions of a filament lamp which are of the order of 70 mm in diameter and 180 mm in length.
- This lamp comprises a base (1) provided with a thread (10) allowing, in known manner, its fixing in a socket.
- a central connection stud (11) is connected by a wire (41) to a block (4) representing the electronic circuit making it possible, on the one hand, to perform the "starter” function for starting the lighting of the fluorescent tube, on the other hand, the "ballast” function for limiting the current during operation.
- An insulator (12) makes it possible to electrically isolate the central stud (11) from the threaded part of the base to which the electronic circuit is connected by a second wire (40).
- the wires (42) and (43) of the electronic circuit output (4) make it possible to supply, by the wire (43) a first end (52 f) of the fluorescent tube and by the wire (42) the second end (52 e) not visible from the fluorescent tube.
- the fluorescent tube (5) describes, by forming loops, a circular path parallel to the annular edges (13) of the base (1).
- On the external surface of the annular edge (13) is mounted, by any means known to those skilled in the art, a cylindrical hollow casing (20), blind at one end, so as to form a closed enclosure (2) with the nerve.
- This hollow cylindrical envelope made of a material allowing the passage of light, is closed at its first end by a surface (21).
- annular plate (3) On the internal surface of the annular rim (13) is mounted, by any means known to those skilled in the art, an annular plate (3), comprising a central orifice (31) provided a rim (30).
- the annular plate (3) comprises, as can be seen in FIG. 1, an orifice (33) of dimension corresponding to the dimension of the fluorescent tube through which the end (52 f) of this tube passes which is connected by the conducting wire (43) to the electronic circuit (4).
- the conductive wire (42) will be connected to the second end (52 e) of the tube which also passes through a hole (32) not shown and adjacent to the hole (33).
- a reflector (6) is mounted on the edge of the plate (3) made of reflective material. This reflector (6) comprises, as can be seen in FIGS.
- the cylindrical body (60) comprises, as can be seen in FIG. 2, a base whose vertices are coincident with the vertices of a hexagon and the sides connecting each vertex are constituted by arcs of a circle. This base will constitute what will be called subsequently a polygonal contour whose sides are (60 a) to (60 f).
- the pyramid cap (61) also has a six-sided polygonal base (61 a) to (61 f) whose ends adjacent to the cylindrical body (60) form a curved surface which joins the vertices of the polygon forming the base of the cylinder.
- the fluorescent tube (5) forms a succession of loops having a U-shaped section, so that two consecutive loops have their U-shaped section oriented in opposite directions. These loops are arranged parallel to the walls of the enclosure (2), of the reflector (6) and inside the hollow volume delimited by these walls.
- a first loop is formed by the vertical portions (52 f, 52 fa) and by the portion (51 f) which is in the direction perpendicular to the portions (52 f, 52 fa) and parallel to the surface (21).
- the next loop is constituted by the portions (52 fa, 52 a), which are in the direction parallel to the cylindrical sides (20) and (60 a) and by the central part (50 a), which is adjacent to the annular plate ( 3) and direction parallel thereto.
- the loop having the central part the part (51 f) of the tube is in the opposite direction to the loop having the central part the part (50 a) of the tube.
- the consecutive loop and direction identical to that having for central part the part (51 f) is constituted by the elements (52 a), (51a) and (52 ab).
- the fluorescent tube is thus formed by a succession of loops, of the fluorescent tube, adjacent to the base (1) and of the plate (3) and a second succession of loops, of the fluorescent tube, adjacent to the first end (21) of the 'pregnant. These two sets of loops form a single continuous tube starting at the end (52 f) and ending at the end (52 e) that cannot be seen.
- the loops (50 a, 50 b, 50 c, 50 d, 50 e), the loop (50 f) not existing because it is replaced by the connections (43) and (42), are arranged in a hexagonal outline , parallel to the hexagonal contour (60 a) to (60 e) of the cylinder (60) of the reflector (6).
- the second series of loops comprising the central portions (51 f), (51 a), (51 e), loops which are located near the first end (21) of the enclosure, are arranged along a polygonal contour, parallel at the outline (61 a) to (61 f) constituting the base of the pyramid cap (61).
- This arrangement allows in parallel to have the upper adjacent parts (51 a) and (51 b) arranged parallel to the faces (61 a) and (61 b) of the pyramid cap so that a radius (B), emerging from the face (51 a) of the tube, facing the pyramid cap, is reflected towards the outside of the enclosure closed by the surface (21). It will be the same for the radius (A) emitted by the face of the portion of the tube (51 b) turned towards the reflector (61 b). It will be noted that this arrangement of the elements makes it possible to release a hollow volume inside the cylindrical reflector (60).
- This hollow volume communicates, through the orifice (31), with the part of the base (1) which contains the electronic circuit (4), which makes it possible, if necessary, to penetrate the electronic circuit (4) into this portion of volume hollow, if the need arises.
- the electronic circuit (4) serving as "ballast", will operate at a frequency of the order of 20 to 25 KHz. This frequency, significantly higher than the sector frequency of 50 Hertz, clearly improves the light output of the fluorescent tube because of the better removal of electrons and cathodes by thermal agitation.
- this electronic circuit (4) delivers to the electrodes of the ends of the fluorescent tube (5) a current having a form factor less than 1.7. We will recall that the form factor is equal to the ratio of the effective current on the peak current.
- This electronic circuit (4) is intended to be supplied normally by a direct voltage of 12 or 24 volts which allows lamp applications for emergency lighting, for example.
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Abstract
L'invention concerne une lampe à tube fluorescent comportant dans l'enceinte (2) formée par une enveloppe creuse cylindrique (20), borgne à une première extrémité (21), fermée à l'autre extrémité par un culot (1), un tube fluorescent (5) formant une succession de boucles disposées suivant un contour polygonal, caractérisée en ce que ce tube est monté sur une plaque annulaire (3) de support et de fixation en matériau réfléchissant, ladite lampe comportant, en outre, un réflecteur central (6) formé par un cylindre creux (60) dont la base est un polygone à n côtés, un circuit électronique (4) d'alimentation et de démarrage du tube fluorescent.
Description
- La présente invention concerne une lampe à tube fluorescent qui puisse fonctionner, soit sur un courant continu, soit à partir du secteur.
- Il est connu des lampes à tube fluorescent fonctionnant sur secteur, dont le tube fluorescent est alimenté au travers d'une self limitant le courant. Cette self, dite de ballast, est d'un poids élevé et d'un volume important. Par conséquent, les ampoules à tube fluorescent existant actuellement présentent des dimensions supérieures aux dimensions normales des lampes à filaments incandescents et sont d'un poids nettement plus élevé. Ces inconvénients empêchent l'utilisation de ce type d'ampoule dès que le poids ou le volume de la lampe peut devenir une gêne (par exemple dans les lampes d'architecte).
- La présente invention a pour but de réaliser une lampe à tube fluorescent palliant les inconvénients ci-dessus et pouvant avoir une gamme de puissance lumineuse correspondant aux puissances lumineuses des lampes à filaments, tout en ayant un poids et des dimensions équivalentes.
- Ce premier but est atteint par le fait que la lampe à tube fluorescent comporte, dans l'enceinte formée par une enveloppe creuse, cylindrique, borgne à une première extrémité et fermée à l'autre extrémité par un culot, un tube fluorescent formant une succession de boucles disposées suivant un contour polygonal, ce tube fluorescent étant monté sur une plaque annulaire de support et de fixation en matériau réfléchissant, ladite lampe comportant, en outre, un réflecteur central formé par un cylindre creux dont la base est un polygone à n côtés, un circuit électronique d'alimentation et de démarrage du tube fluorescent.
- Un deuxième but de l'invention est d'améliorer le rendement d'une telle lampe.
- Ce deuxième but est atteint par le fait que, dans la lampe, le circuit électronique délivre, à partir d'une alimentation en tension continue, un courant de fréquence supérieure à la fréquence de 50 hertz du secteur et ayant un facteur de forme inférieur à 1,7.
- Ce deuxième but est également atteint par le fait que, dans la lampe, le réflecteur central est monté serré sur une collerette solidaire de la plaque annulaire et comporte, à l'extrémité opposée à la plaque annulaire, un chapeau pyramidal à base polygonale, dont le polygone est décalé angulairement de
- Un troisième but de l'invention est de disposer d'une lampe à tube fluorescent qui puisse fonctionner dans toutes les applications.
- Ce troisième but est atteint par le fait que, dans la lampe, la tension continue est obtenue, soit par un accumulateur, soit à partir de la tension du secteur, par un circuit redresseur intégré au circuit électronique.
-
- Selon une autre caractéristique, dans la lampe, les côtés du polygone de la base du cylindre creux du réflecteur central, sont parallèles au contour polygonal des boucles du tube fluorescent, adjacentes du culot.
- Selon une autre caractéristique, les contours polygonaux sont à six ou huit côtés.
- D'autres caractéristiques et avantages de la présente invention apparaîtront plus clairement à la lecture de la description faite en référence aux dessins ci-après, dans lesquels :
- - la figure 1 représente une vue en coupe et en perspective de la lampe ;
- - la figure 2 représente une vue en perspective de la partie supérieure du réflecteur central de la lampe.
- La figure 1 représente une lampe à tube fluorescent (5) selon l'invention, présentant les dimensions normales d'une lampe à filament qui sont de l'ordre de 70 mm de diamètre et 180 mm de long. Cette lampe comporte un culot (1) pourvu d'un filetage (10) permettant, de façon connue, sa fixation dans une douille. Un plot central (11) de connexion est relié par un fil (41) à un bloc (4) représentant le circuit électronique permettant d'assurer, d'une part la fonction "starter" de démarrage de l'éclairement du tube fluorescent, d'autre part la fonction "ballast" de limitation du courant en fonctionnement. Un isolant (12) permet d'isoler électriquement le plot central (11) de la partie filetée du culot auquel est relié par un deuxième fil (40) le circuit électronique. Les fils (42) et (43) de sortie du circuit électronique (4) permettent d'alimenter, par le fil (43) une première extrémité (52 f) du tube fluorescent et par le fil (42) la deuxième extrémité (52 e) non visible du tube fluorescent. Le tube fluorescent (5) décrit, en formant des boucles, un parcours circulaire parallèle aux bords annulaires (13) du culot (1). Sur la surface externe du bord annulaire (13) vient se monter, par tout moyen connu de l'homme de métier, une enveloppe creuse cylindrique (20), borgne à une première extrémité, de façon à former une enceinte fermée (2) avec le culot. Cette enveloppe cylindrique creuse, réalisée en matériau permettant le passage de la lumière, est fermée à sa première extrémité par une surface (21). Sur la surface interne du rebord annulaire (13) vient se monter, par tout moyen connu de l'homme de métier, une plaque annulaire (3), comportant un orifice central (31) pourvu d'un rebord (30). La plaque annulaire (3) comporte, comme on peut le voir sur la figure 1, un orifice (33) de dimension correspondant à la dimension du tube fluorescent dans lequel passe l'extrémité (52 f) de ce tube qui est reliée par le fil conducteur (43) au circuit électronique (4). Comme on peut le comprendre, le fil conducteur (42) sera relié à la deuxième extrémité (52 e) du tube qui passe , elle aussi, dans un trou (32) non représenté et adjacent du trou (33). Sur le rebord de la plaque (3) en matériau réfléchissant, vient se monter un réflecteur (6). Ce réflecteur (6) comporte, comme on peut le voir sur les figures 1 et 2, un corps cylindrique (60), fermé à une première extrémité par un chapeau pyramidal (61). L'extrémité ouverte de ce réflecteur (6) est montée serrée sur le rebord (30). Le corps cylindrique (60) comporte, comme on peut le voir sur la figure 2, une base dont les sommets sont confondus avec les sommets d'un hexagone et les côtés reliant chaque sommet sont constitués par des arcs de cercle. Cette base constituera ce que l'on appellera par la suite un contour polygonal dont les côtés sont (60 a) à (60 f). Le chapeau pyramidal (61) comporte, lui aussi, une base polygonale à six côtés (61 a) à (61 f) dont les extrémités adjacentes au corps cylindrique (60) forment une surface incurvée qui rejoint les sommets du polygone formant la base du cylindre. On remarquera sur la figure 2 que le polygone formant la base du chapeau pyramidal est décalé angulairement d'une valeur de 15° =
- Toutefois, à ce circuit électronique (4), on peut adjoindre un circuit de redressement qui permet, à partir du secteur, de délivrer la tension continue nécessaire à l'alimentation du circuit électronique (4). Cette variante permet une utilisation de la lampe pour l'éclairage domestique.
- On a présenté et décrit une lampe ayant un contour polygonal à 6 côtés, mais il est bien évident que, pour permettre à la lampe de couvrir une gamme de puissance lumineuse équivalente à l'éclairement d'une lampe à filament de puissance électrique, variant de 25 à 100 Watts, on peut être amené à avoir un contour polygonal à huit côtés. On a intérêt à choisir un contour polygonal à huit côtés, car ceci permet d'atteindre plus facilement les puissances lumineuses élevées, et lorsque l'on veut réduire la puissance, pour passer de 100 Watts à 25 Watts, il suffit de réduire la longueur des côtés (52 f, 52 f a, 52 a, 52 a b etc...) d'une proportion d'autant moins importante que le contour polygonal aura plus de côtés, car la puissance lumineuse d'un tube fluorescent est proportionnelle à sa longueur.
- Enfin, on remarquera qu'en supprimant le "ballast selfique" et en le remplaçant par un "ballast électronique", non seulement on gagne en poids, mais on améliore le rendement de la lampe car les pertes par effet joule de la self sont supprimées et, d'autre part, pour un volume donné, on peut augmenter la puissance lumineuse du tube situé dans ce volume, car l'échauffement de la lampe n'est dû qu'au tube et non plus à l'ensemble tube-ballast selfique comme dans l'art antérieur. Ceci nécessi- tait, d'ailleurs, d'utiliser une plaque de support comme radiateur du "ballast" vers les surfaces externes de la lampe.
- Avec la lampe que nous venons de décrire, on peut ainsi arriver, dans les dimensions et le poids d'une lampe normale, à avoir des lampes dont la puissance lumineuse équivalente à l'éclairement d'une lampe à filament couvre une gamme de 25 à 100 Watts, avec une puissance électrique consommée de 8 à 24 Watts, c'est-à-dire avec un rendement énergétique de 4.
- Toute modification à la portée de l'homme de métier fait également partie de l'esprit de l'invention.
Claims (8)
1) Lampe à tube fluorescent comportant dans l'enceinte (2) formée par une enveloppe creuse cylindrique (20), borgne à une première extrémité (21), fermée à l'autre extrémité par un culot (1), un tube fluorescent (5) formant une succession de boucles disposées suivant un contour polygonal, caractérisée en ce que ce tube est monté sur une plaque annulaire (3) de support et de fixation en matériau réfléchissant, ladite lampe comportant, en outre, un réflecteur central (6) formé par un cylindre creux (60) dont la base est un polygone à n côtés, un circuit électronique (4) d'alimentation et de démarrage du tube fluorescent.
2) Lampe selon la revendication 1, caractérisée en ce que le circuit électronique (4) délivre, à partir d'une alimentation en tension continue, un courant de fréquence supérieure à la fréquence de 50 Hz du secteur et ayant un facteur de forme inférieur à 1,7.
3) Lampe selon la revendication 2, caractérisée en ce que la tension continue est obtenue, soit par un accumulateur, soit à partir de la tension du secteur par un circuit redresseur intégré au circuit électronique (4).
5) Lampe selon une des revendications précédentes, caractérisée en ce que le réflecteur central (6) est monté serré sur une collerette (30), solidaire de la plaque annulaire (3) et comporte, à l'extrémité opposée à la plaque annulaire (3) un chapeau pyramidal (61) à base polygonale dont le polygone est décalé angulairement de par rapport au polygone du cylindre (60) , de façon à avoir ses côtés parallèles aux boucles du tube fluorescent adjacentes à la première extrémité.
6) Lampe selon une des revendications précédentes, caractérisée en ce que les côtés du polygone de la base du cylindre creux (60) du réflecteur central sont parallèles au contour polygonal des boucles du tube fluorescent adjacentes du culot (1).
7) Lampe selon une des revendications 1, 4, 5, 6, caractérisée en ce que le nombre de côtés des contours polygonaux est supérieur à 4.
8) Lampe selon la revendication 7, caractérisée en ce que le nombre de côtés des contours polygonaux est de préférence 6 ou 8.
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