EP1672274B1 - Luminaire présentant une pluralité de lamelles de reflexion - Google Patents

Luminaire présentant une pluralité de lamelles de reflexion Download PDF

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EP1672274B1
EP1672274B1 EP04300920A EP04300920A EP1672274B1 EP 1672274 B1 EP1672274 B1 EP 1672274B1 EP 04300920 A EP04300920 A EP 04300920A EP 04300920 A EP04300920 A EP 04300920A EP 1672274 B1 EP1672274 B1 EP 1672274B1
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luminaire
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lamellae
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Dominique Jean-Marie Cherouge
Aurélien Hervé Dousson
Laurent Dubien
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    • F—MECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
    • F21—LIGHTING
    • F21V—FUNCTIONAL FEATURES OR DETAILS OF LIGHTING DEVICES OR SYSTEMS THEREOF; STRUCTURAL COMBINATIONS OF LIGHTING DEVICES WITH OTHER ARTICLES, NOT OTHERWISE PROVIDED FOR
    • F21V11/00—Screens not covered by groups F21V1/00, F21V3/00, F21V7/00 or F21V9/00
    • F21V11/02—Screens not covered by groups F21V1/00, F21V3/00, F21V7/00 or F21V9/00 using parallel laminae or strips, e.g. of Venetian-blind type
    • F—MECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
    • F21—LIGHTING
    • F21Y—INDEXING SCHEME ASSOCIATED WITH SUBCLASSES F21K, F21L, F21S and F21V, RELATING TO THE FORM OR THE KIND OF THE LIGHT SOURCES OR OF THE COLOUR OF THE LIGHT EMITTED
    • F21Y2103/00—Elongate light sources, e.g. fluorescent tubes

Definitions

  • the invention relates to the technical sector of luminaires in general.
  • a luminaire consists of several elements, namely, essentially of one or more lamps, of components necessary for the lighting and operation of said lamp, a support, generally metallic, in combination with an optical assembly which serves to direct the light outside the luminaire and to control the luminances.
  • the invention relates to a luminaire equipped with at least one fluorescent light source of elongated tubular shape.
  • the optical assembly used is of the type of those comprising longitudinal reflectors arranged along the fluorescent light source.
  • a plurality of planar lamellae arranged in the transverse direction of the luminaire.
  • the efficiency of a luminaire corresponds to the ratio between the luminous flux of the luminaire and the luminous flux of the lamps.
  • each point of a primary light source for example a lamp, or a secondary light source, such as a reflecting surface, transmits to a physical receiver (eye or sensor), radii luminous.
  • the sum of these rays constitutes a light beam which forms, in the receiver, an image of the source. This image is even brighter as the intensities reaching the receiver are important and the emission area is low. This image is the luminance.
  • luminance distributions of indoor lighting fixtures for fluorescent lamps in particular is very important.
  • These luminances which represent, as indicated, substantially the glare of the luminaire, are represented on abacuses which make it possible to measure the glare of the apparatus considered.
  • These charts also define the limits of the luminances acceptable by an observer, depending on the level of illumination and visual work performed for example.
  • the reflective lamellae in combination with the longitudinal reflectors, have the precise function of correctly distributing the light in the space. If the luminance in the transverse plane is well controlled by the aperture of the optic and the position in height of the lamp, the luminance in the longitudinal plane and the other intermediate planes is more difficult to control. Indeed, for the control of the luminance between the gamma angles 45 ° and 85 ° according to the charts of Bodmann and Söllner, the height of the flat slats and the pitch between them, are not sufficient considering the performances more and more elevated new lamps. It therefore appears that the flat shape of the slats is not the most appropriate.
  • a luminaire having a reflection grid composed of a plurality of blades defining at least one row of cells is known.
  • the reflection surfaces of blades extend with concave bending transversely to the row of reflection cells.
  • an element masks the space between the two juxtaposed blades of two successive reflection cells. As a result, closing the space between two blades adversely affects the performance of the optics.
  • the lamellae which constitute the optical assembly with lateral reflectors, are folded along the longitudinal axis of the parabola-shaped lamp.
  • the lamellae are united in pairs forming, at the junction, substantially a V, so that the convex faces will reflect the beam in gamma angles greater than those on the concave side, so that this convex face will be more dazzling than the concave face.
  • the object of the invention is to remedy these disadvantages in a simple, safe, effective and rational manner.
  • the problem to be solved by the invention is to create a luminaire optics capable of associating luminance control, as defined for example according to the Bodmann and Söllner charts, between the gamma angles 45 ° and 85 °, in the two main planes, transverse C0-C180 and longitudinal C90-C270, as required by the old regulations, while aiming to control these luminances in all the intermediate planes, as can be seen on the conical diagram of luminance of the figure 1 , in order to maintain a good distribution of light without reducing the efficiency of the luminaire.
  • a luminaire of the type comprising, in a known manner, a housing support receiving at least one linear tubular light source in combination with an optical assembly longitudinally delimiting lateral reflectors transversely receiving a plurality of reflection lamellae.
  • Another problem that the invention proposes to solve is to distribute the luminous flux so as to approach a distribution of revolution around the vertical axis of the luminaire, being reminded that the distribution of the luminous flux, in the case where the light source is constituted by a tubular fluorescent lamp, is likened to a torus, the axis of this revolution corresponding to that of said lamp, that is to say horizontal in the case of a luminaire installed on a ceiling .
  • the profile of the cross section delimited by the two faces is constituted by a circular arc to define a concave shape face and a convex shape face.
  • the cross-sectional profile of each lamella can evolve from a simple arc of a circle, from another curve, from non-aligned lines or from a combination of these different geometrical shapes. , in particular according to the transverse opening of the optical and the desired longitudinal scrolling and the desired conical distribution.
  • the upper edge of the slats and / or the lower edge of the slats may not be flat.
  • the luminaire comprises a support housing receiving at least one light source in the form of, for example, a linear fluorescent lamp, in combination with an optical assembly.
  • optical assembly is illustrated.
  • the latter is of the type having, in known manner, two lateral reflectors (R1) and (R2) transversely receiving a plurality of lamellae (1).
  • the lamellae and the reflectors are advantageously made of glossy or satin-finished aluminum of very small thickness, or of alumina plastic, or of painted thin sheet metal.
  • each lamella (1) has two faces (1a) and (1b) with identical and, at the very least, similar reflective characteristics and properties.
  • One of the faces (1a) is of concave shape, while the other face (1b) is of convex shape by presenting vertical generatrices parallel to each other arranged orthogonally to the longitudinal axis of the lamp, generally arranged in a horizontal plane.
  • the two faces (1a) and (1b) have a cross section in the horizontal plane, of constant thickness and whose profile is capable of distributing the luminous flux and decreasing the luminance of the vertical plane considered according to the longitudinal axis in favor of the luminance in the transverse plane, as well as in the intermediate planes.
  • the lamellae (1) have a curvature in the shape of an arc or other curve ( figures 4 , 6 , 7 and 8 ), or each lamella may consist of at least two planes (1c) and (1d) arranged angularly with respect to each other ( figures 9 and 9a ).
  • the strip (1) is composed of two profiles (1e) and (1f) offset in height and of opposite radius of curvature, being diametrically joined by means of arrangements (1g) suitable for mounting the strips by relative to the lateral reflectors (R1) and (R2).
  • arrangements (1g) which can be of any known and appropriate type, for example in the form of lugs, suitable to be engaged in corresponding openings formed in the thickness of the side reflectors.
  • the different lamellae (1) are arranged facing each other, to form a succession of bi-convex and bi-concave cells ( figure 11 ).
  • Each cell is composed of contiguous lamellae or not, or cross lamellae.
  • the different slats (1) can also be arranged in a parallel manner and oriented in the same direction.
  • the different lamellae (1) are arranged in a manner parallel to one another forming subgroups that are symmetrical with respect to the center of the optics ( figures 10 and 12 ).
  • the figure 13 shows an optical assembly whose lateral reflectors are equipped with slats conforming to those illustrated figure 8 forming two groups symmetrical with respect to the center of the optics.
  • the figures 14 and 15 show an optical assembly whose lateral reflectors are equipped with lamella respectively according to the illustrated embodiments figures 9 and 9a .

Landscapes

  • Engineering & Computer Science (AREA)
  • General Engineering & Computer Science (AREA)
  • Non-Portable Lighting Devices Or Systems Thereof (AREA)
  • Vessels And Coating Films For Discharge Lamps (AREA)
  • Optical Elements Other Than Lenses (AREA)

Description

  • L'invention se rattache au secteur technique des luminaires en général.
  • On rappelle, d'une manière parfaitement connue pour un homme du métier, qu'un luminaire est constitué de plusieurs éléments, à savoir, essentiellement d'une ou plusieurs lampes, de composants nécessaires à l'allumage et au fonctionnement de ladite lampe, d'un support, généralement métallique, en combinaison avec un ensemble optique qui sert à diriger la lumière en dehors du luminaire et à contrôler les luminances.
  • Plus particulièrement, l'invention concerne un luminaire équipé d'au moins une source de lumière fluorescente de forme tubulaire allongée. L'ensemble optique utilisé est du type de ceux comprenant des réflecteurs longitudinaux disposés le long de la source de lumière fluorescent. Selon l'état antérieur de la technique, entre les deux réflecteurs longitudinaux, est montée une pluralité de lamelles planes disposées dans le sens transversal du luminaire. Ces ensembles optiques ont pour but de répartir et de contrôler la lumière dans l'espace.
  • Enfin, on rappelle, pour une meilleure compréhension de la suite de la description, que le rendement d'un luminaire correspond au rapport entre le flux lumineux du luminaire et le flux lumineux des lampes. Il convient de rappeler également que chaque point d'une source lumineuse primaire, d'une lampe par exemple, ou d'une source lumineuse secondaire, telle qu'une surface réfléchissante, émet vers un récepteur physique (oeil ou capteur), des rayons lumineux. La somme de ces rayons constitue un faisceau lumineux qui forme, dans le récepteur, une image de la source. Cette image est d'autant plus lumineuse que les intensités atteignant le récepteur sont importantes et que la surface d'émission est faible. Cette image constitue la luminance.
  • Or, la caractérisation des distributions des luminances des luminaires d'éclairage intérieur pour lampes fluorescentes notamment, s'avère très importante. Ces luminances qui représentent, comme indiqué, sensiblement l'éblouissement du luminaire, sont représentés sur des abaques qui permettent de mesurer l'éblouissement de l'appareil considéré. Ces abaques définissent par ailleurs les limites des luminances acceptables par un observateur, en fonction du niveau d'éclairement et du travail visuel effectué par exemple.
  • On peut citer, comme il ressort de la figure 1, les abaques de Bodmann et Söllner.
  • Dans un ensemble optique, les lamelles réfléchissantes, en combinaison avec les réflecteurs longitudinaux, ont justement pour fonction de répartir correctement la lumière dans l'espace. Si la luminance, dans le plan transversal, est bien contrôlée, par l'ouverture de l'optique et la position en hauteur de la lampe, la luminance dans le plan longitudinal et les autres plans intermédiaires, est plus difficile à contrôler. En effet, pour le contrôle de la luminance entre les angles gamma 45° et 85° selon les abaques de Bodmann et Söllner, la hauteur des lamelles planes et le pas entre elles, ne sont pas suffisants compte tenu des performances de plus en plus élevées des nouvelles lampes. Il apparaît donc que la forme plane des lamelles n'est pas la mieux appropriée.
  • Par l'enseignement du brevet FR 2.734.044 , on connaît un luminaire présentant une grille de réflexion composée d'une pluralité de lames définissant au moins une rangée de cellules. Les surfaces de réflexion des lames s'étendent avec un cintrage concave transversalement par rapport à la rangée de cellules de réflexion. A la base de ce brevet, un élément masque l'espace entre les deux lames juxtaposées de deux cellules de réflexion successives. Il en résulte que le fait de fermer l'espace entre deux lames nuit au rendement de l'optique.
  • Selon le brevet DE 41 09 492 , qui représente l'état de la technique le plus proche, les lamelles, qui constituent l'ensemble optique avec des réflecteurs latéraux, sont pliées selon l'axe longitudinal de la lampe en forme de parabole. Selon un mode de réalisation les lamelles sont réunies deux à deux en formant, au niveau de la jonction, sensiblement un V, de sorte que les faces convexes, vont réfléchir le faisceau dans des angles gamma supérieurs à ceux du côté concave, de sorte que cette face convexe sera plus éblouissante que la face concave.
  • L'invention s'est fixée pour but de remédier à ces inconvénients, de manière simple, sûre, efficace et rationnelle.
  • Le problème que se propose de résoudre l'invention est de créer un optique de luminaire capable d'associer le contrôle des luminances, telles que définies par exemple selon les abaques de Bodmann et Söllner, entre les angles gamma 45° et 85°, dans les deux plans principaux, transversal C0-C180 et longitudinal C90-C270, comme exigé par les anciennes réglementations, tout en ayant pour objectif de contrôler ces luminances dans tous les plans intermédiaires, comme on peut le voir sur le diagramme conique de luminance de la figure 1, afin de conserver une bonne répartition de la lumière sans réduire le rendement du luminaire.
  • Pour résoudre un tel problème, il a été conçu et mis au point un luminaire du type de ceux comprenant, d'une manière connue, un boîtier support recevant au moins une source de lumière tubulaire linéaire en combinaison avec un ensemble optique délimitant longitudinalement des réflecteurs latéraux recevant transversalement une pluralité de lamelles de réflexion.
  • Selon l'invention :
    • chaque lamelle présente deux faces ayant des caractéristiques optiques similaires ;
    • les deux faces sont parallèles entre elles et leurs génératrice sont orthogonales à l'axe longitudinal de la source lumineuse ;
    • le profil de la section transversale d'une épaisseur constante délimité par les deux faces (1a) et (1b), est constitué par une courbure pour définir une face de forme concave et une face de forme convexe, afin de répartir le flux lumineux et de diminuer la luminance du plan vertical considéré selon l'axe longitudinal, au profit de la luminance dans le plan transversal ainsi que dans les plans intermédiaires
    • les différentes lamelles (1) consécutives au moins d'un sous-groupe sont espacées d'une valeur constante, fonction de la hauteur desdités lamelles et
    • que les différentes lamelles (1) consécutives au moins dudit sous-groupe sont disposées d'une manière parallèle entre elles et orientées selon une même direction.
  • Un autre problème que se propose de résoudre l'invention est de répartir le flux lumineux de manière à se rapprocher d'une répartition de révolution autour de l'axe vertical du luminaire, étant rappelé que la répartition du flux lumineux, dans le cas où la source lumineuse est constituée par une lampe tubulaire à fluorescence, est assimilée à un tore, l'axe de cette révolution correspondant à celui de ladite lampe, c'est-à-dire horizontal dans le cas d'un luminaire installé sur un plafond.
  • Pour résoudre un tel problème, le profil de la section transversale délimité par les deux faces, est constitué par un arc de cercle pour définir une face de forme concave et une face de forme convexe.
  • Compte tenu des caractéristiques à la base de l'invention, le profil en section transversale de chaque lamelle peut évoluer d'un simple arc de cercle, d'une courbe autre, de droites non alignées ou d'une combinaison de ces différentes formes géométriques, en fonction notamment de l'ouverture transversale de l'optique et du défilement longitudinal souhaité et la répartition conique souhaitée.
  • Pour optimiser le contrôle de la luminance dans tous les plans verticaux, le bord supérieur des lamelles et/ou le bord inférieur des lamelles, peut ne pas être plan.
  • Les lamelles selon les caractéristiques de l'invention, sont montées en combinaison avec les réflecteurs latéraux selon différentes solutions techniques possibles :
    • soit les différentes lamelles sont espacées d'une valeur constante, fonction de la hauteur desdites lamelles ;
    • soit les différentes lamelles sont disposées en face à face pour former une succession de cellules biconvexes et biconcaves ;
    • soit les différentes lamelles sont disposées d'une manière parallèle entre elles et orientées selon une même direction ;
    • soit les différentes lamelles sont disposées d'une manière parallèle entre elles en formant des sous-groupes symétriques par rapport au centre de l'optique.
  • L'invention est exposée ci-après plus en détail à l'aide des figures des dessins annexés dans lesquels :
    • la figure 1 montre les abaques de Bodmann et Söllner entre les angles gamma 45° et 85° et le diagramme conique de luminance ;
    • les figures 2 et 3 sont des vues à caractère purement schématique montrant le principe du cintrage des lamelles selon l'invention, montées selon deux formes de réalisation possibles par rapport aux réflecteurs latéraux ;
    • les figures 4, 5, 6, 7, 8, 9 et 9bis sont des vues en perspectives des différentes formes de réalisation des lamelles mettant en oeuvre le principe à la base de l'invention ;
    • les figures 10, 11, 12, 13, 14 et 15 montrent le montage des différentes formes de réalisation possibles des lamelles en combinaison avec les réflecteurs latéraux des luminaires ;
    • la figure 16 montre une découpe concave du bord supérieur de la lamelle.
  • D'une manière parfaitement connue pour un homme du métier, le luminaire comprend un boîtier support recevant au moins une source de lumière sous forme par exemple d'une lampe fluorescente linéaire, en combinaison avec un ensemble optique.
  • Selon les figures des dessins, seul l'ensemble optique est illustré. Ce dernier est du type de ceux présentant, de manière connue, deux réflecteurs latéraux (R1) et (R2) recevant transversalement une pluralité de lamelles (1). Les lamelles et les réflecteurs sont avantageusement réalisés en aluminium brillant ou satiné de très faible épaisseur, ou en plastique aluminé, ou en tôle de faible épaisseur peinte.
  • Selon l'invention, chaque lamelle (1) présente deux faces (1a) et (1b) avec des caractéristiques et des propriétés optiques de réflexion identiques ou, à tout le moins, similaires. L'une des faces (1a) est de forme concave, tandis que l'autre face (1b) est de forme convexe en présentant des génératrices verticales parallèles entre elles disposées orthogonalement à l'axe longitudinal de la lampe, généralement disposée dans un plan horizontal. Plus généralement, les deux faces (1a) et (1b) présentent une section transversale dans le plan horizontal, d'une épaisseur constante et dont le profil est apte à répartir le flux lumineux et à diminuer la luminance du plan vertical considéré selon l'axe longitudinal au profit de la luminance dans le plan transversal, ainsi que dans les plans intermédiaires.
  • Les lamelles (1) présentent une courbure en forme d'arc de cercle ou autre courbe (figures 4, 6, 7 et 8), ou bien chaque lamelle peut être constituée d'au moins deux plans (1c) et (1d) disposés angulairement l'un par rapport à l'autre (figures 9 et 9bis).
  • A la figure 8, la lamelle (1) est composé de deux profils (1e) et (1f) décalés en hauteur et de rayon de courbure opposé, en étant réunis de manière diamétrale au moyen d'agencements (1g) apte à assurer le montage des lamelles par rapport aux réflecteurs latéraux (R1) et (R2). Bien évidemment, chaque lamelle (1), quelle que soit sa forme de réalisation, présente, au niveau de ses bords verticaux, des agencements (1g) qui peuvent être de tout type connu et approprié, par exemple sous forme d'ergots, aptes à être engagés dans des ouvertures correspondantes formées dans l'épaisseur des réflecteurs latéraux.
  • A partir de cette conception de base des lamelles (1), ces dernières peuvent être montées en combinaison avec les réflecteurs (R1) et (R2) selon différents agencements, en observant toutefois que les différentes lamelles, quelle que soit leur orientation, sont espacées selon une distance constante (x) en fonction de la hauteur desdites lamelles qui est déterminée pour réduire les valeurs de luminance dans le plan vertical longitudinal de l'optique conformément aux limites souhaitées, afin d'ajuster les valeurs de luminance dans les autres plans verticaux et jusqu'au plan transversal comme indiqué. On renvoie aux figures 2 et 3.
  • Par exemple, les différentes lamelles (1) sont disposées en vis à vis, pour former une succession de cellules bi-convexes et bi-concaves (figure 11). Chaque cellule est composée de lamelles jointives ou non, ou de lamelles croisées. Les différentes lamelles (1) peuvent également être disposées d'une manière parallèle entre elles et orientées selon une même direction.
    Ou bien les différentes lamelles (1) sont disposées d'une manière parallèle entre elles en formant des sous-groupes symétriques par rapport au centre de l'optique (figures 10 et 12).
  • La figure 13 montre un ensemble optique dont les réflecteurs latéraux sont équipés de lamelles conformes à celles illustrées figure 8 formant deux groupes symétriques par rapport au centre de l'optique.
  • Les figures 14 et 15 montrent un ensemble optique dont les réflecteurs latéraux sont équipés de lamelles respectivement conformes au modes d'exécution illustrés figures 9 et 9bis.
  • Les bords supérieur et/ou inférieur des lamelles sont rectilignes ou peuvent présenter un rayon de courbure (concave par exemple, figure 16).
    Les avantages ressortent bien de la description, en particulier on souligne et on rappelle :
    • les lamelles ne se touchent pas entre elles dans la section longitudinale verticale de la lampe assurant un défilement régulier dans ce plan ;
    • les faces concaves et convexes des lamelles assurent des réflexions identiques par rapport à la verticale sur les deux faces ;
    • la maîtrise de l'éblouissement en maintenant la luminance dans des valeurs inférieures aux limites des abaques de Bodmann et Söllner dans les plans verticaux.

Claims (4)

  1. Luminaire comprenant un boîtier support recevant au moins une source de lumière tubulaire linéaire en combinaison avec un ensemble optique délimitant longitudinalement des réflecteurs latéraux recevant transversalement une pluralité de lamelles de réflexion (1),
    - dont chaque lamelle (1) présente deux faces (1a) et (1b)parallèles entre elles et ayant des caractéristiques optiques similaires ;
    - les génératrices des deux faces (1a) et (1b) étant orthogonales à l'axe longitudinal de la source lumineuse et
    - le profil de la section transversale d'une épaisseur constante délimité par les deux faces (1a) et (1b), est constitué par une courbure pour définir une face de forme concave et une face de forme convexe, afin de répartir le flux lumineux et de diminuer la luminance du plan vertical considéré selon l'axe longitudinal, au profit de la luminance dans le plan transversal ainsi que dans les plans intermédiaires,
    caractérisé en ce
    que les différentes lamelles (1) consécutives au moins d'un sous-groupe sont espacées d'une valeur constante, fonction de la hauteur desdités lamelles et que les différentes lamelles (1) consécutives au moins dudit sous-groupe sont disposées d'une manière parallèle entre elles et orientées selon une même direction.
  2. Luminaire selon la revendication 1, caractérisé en ce que les différentes lamelles (1) sont disposées d'une manière parallèle entre elles en formant des sous-groupes symétriques par rapport au centre de l'optique.
  3. Luminaire selon la revendication 1 ou 2, caractérisé en ce que le profil de la section transversale délimité par les deux faces (1a) et (1b), est constituée par un arc de cercle.
  4. Luminaire selon l'une des revendications précédentes, caractérisé en ce que les lamelles (1) sont avantageusement réalisés en aluminium brillant ou satiné de très faible épaisseur, ou en plastique aluminé, ou en tôle de faible épaisseur peinte.
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