FR2757929A1 - Plastic fibre optic light generator for public lighting - Google Patents
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Abstract
Description
GENERATEURS DE LUMIERE FIBRES OPTIQUES A DIFFUSION LATERALE
L'éclairage par fibres optiques et notamment les FOP (fibres optiques plastique) se généralise de plus en plus.SIDE DIFFUSION OPTICAL FIBER LIGHT GENERATORS
Lighting by optical fibers and in particular FOP (plastic optical fibers) is becoming more and more widespread.
Dans les applications les plus importantes qui se situent dans les domaines muséographiques, architecturaux décoratifs, industriels, sécuritaires, militaires, etc., les principaux avantages recherchés concernent:
- I'obtention d'une lumière froide (sans accompagnement de chaleur)
- I'allongement de la longueur utile des câbles diffusants sans déperdition visuelle avec des câbles de 30 mètres et plus alimentés en un point.In the most important applications which are in the museographic, decorative architectural, industrial, security, military, etc. fields, the main advantages sought concern:
- obtaining a cold light (without heat support)
- the extension of the useful length of the diffusing cables without visual loss with cables of 30 meters and more supplied at one point.
- la réalisation, éventuellement simultanée et à l'aide d'un seul générateur, d'un balisage linéaire par des éléments de câble à diffusion latérale isolés ou compactés dans une seule extrémité (connecteur optique unique). - the realization, possibly simultaneous and using a single generator, of a linear beaconing by elements of cable with lateral diffusion isolated or compacted in only one end (single optical connector).
- I'utilisation de sources de lumière à faible consommation électrique et à forte dissipation thermique interne permettant de réduire la température à l'entrée des câbles ou des faisceaux de lumière. - the use of light sources with low power consumption and high internal heat dissipation making it possible to reduce the temperature at the entry of cables or light beams.
- I'utilisation des flux lumineux d'au moins deux lampes traversant leur train optique sans utilisation de renvoi d'angle et concentrant en un point les flux lumineux. - the use of the luminous fluxes of at least two lamps crossing their optical train without the use of bevel gear and concentrating the luminous fluxes at one point.
- la mise en oeuvre de sources de lumière dont le niveau de bruit acoustique, principalement dû aux systèmes de ventilation est réduit au minimum. - the use of light sources whose acoustic noise level, mainly due to ventilation systems, is reduced to a minimum.
Des générateurs de lumière destinés à l'éclairage latéral par FOP sont maintenant commercialisés, mais aucun ne présente, dans l'état de l'art actuel, I'ensemble des propriétés énumérées plus haut. Light generators intended for lateral lighting by FOP are now marketed, but none, in the current state of the art, has all of the properties listed above.
Les générateurs actuels sont constitués généralement par une lampe à iodure métallique associée à un réflecteur qui renvoie la lumière après passage dans une optique de focalisation appropriée, dans la direction où est placé le faisceau ou le câble à FOP chargés de diffuser la lumière sur toute la longueur de chaque câble. Un des inconvénients majeurs de ce type de générateur est que le meilleur compromis entre la puissance lumineuse transmise par le câble et l'élévation de température à l'entrée du câble est difficile à obtenir. n peut en résulter des détériorations de la FOP, car les températures mises en jeu peuvent rapidement dépasser 85"C. Current generators generally consist of a metal halide lamp associated with a reflector which returns the light after passing through an optic of appropriate focusing, in the direction where the beam or the FOP cable is placed responsible for diffusing the light over the whole length of each cable. One of the major drawbacks of this type of generator is that the best compromise between the light power transmitted by the cable and the rise in temperature at the cable entry is difficult to obtain. This can result in deterioration of the FOP, since the temperatures involved can quickly exceed 85 "C.
Ces générateurs sont donc nécessairement équipés de filtres anticaloriques qui absorbent en même temps que l'énergie calorifique infrarouge une partie significative de la lumière visible. These generators are therefore necessarily equipped with heat-resistant filters which absorb, at the same time as the infrared heat energy, a significant part of the visible light.
Les générateurs utilisant des adaptations de flux par renvoi d'angle perdent de la puissance lumineuse consécutivement aux réflections successives. Generators using flux adaptations by angle transmission lose light power following successive reflections.
Par ailleurs, un ou plusieurs ventilateurs sont nécessaires pour évacuer la chaleur engendrée à l'intérieur du générateur. Ces ventilateurs créent un bruit acoustique souvent indésirable dans certaines applications tandis que les trous et auvents d'aération nécessaires au bon fonctionnement des ventilateurs excluent l'utilisation des générateurs en milieux très humides, tels les ruissellements. Ces ouvertures laissent, par ailleurs, souvent 'filtrer' une partie de la lumière émise par la lampe, créant ainsi une lumière parasite non désirée. In addition, one or more fans are necessary to evacuate the heat generated inside the generator. These fans create an acoustic noise that is often undesirable in certain applications, while the ventilation holes and canopies necessary for the proper functioning of the fans exclude the use of generators in very humid environments, such as runoff. These openings, moreover, often “filter” part of the light emitted by the lamp, thus creating unwanted stray light.
Les générateurs de lumière, objet de l'invention, permettent, grâce à une nouvelle utilisation des lampes sources de lumière, associées à des systèmes de refroidissement perfectionnés de palier les inconvénients relevés avec les générateurs existants et ainsi de satisfaire aux nouvelles exigences des utilisateurs. The light generators, object of the invention, allow, thanks to a new use of light source lamps, associated with improved cooling systems to overcome the drawbacks noted with existing generators and thus meet the new requirements of users.
La Figure 1 montre le schéma général d'un générateur objet de l'invention. Figure 1 shows the general diagram of a generator object of the invention.
Le générateur suivant l'invention est constitué d'une infrastructure mécanique extérieure 2 comprenant l'ensemble des éléments constitutifs du générateur. Deux lampes 1 utilisées sans ou avec réflecteur 3 peuvent aussi rayonner leur énergie lumineuse en avant et en arrière dans le plan horizontal sur un réflecteur 3 vers les optiques 4 en additionnant leur énergie lumineuse. The generator according to the invention consists of an external mechanical infrastructure 2 comprising all of the components of the generator. Two lamps 1 used without or with a reflector 3 can also radiate their light energy forward and backward in the horizontal plane on a reflector 3 towards the optics 4 by adding their light energy.
Les rayonnements émis par les lampes 1 selon les axes concourrents 5 et 6 sont concentrés par les optiques de focalisation 4. The radiation emitted by the lamps 1 along the concurrent axes 5 and 6 are concentrated by the focusing optics 4.
La lumière émise rayonnant et réfléchie respectivement selon les axes 5 et 6 traverse un filtre anticalorique 7 et les optiques de focalisation 4. Si nécessaire, et pour des raisons d'efficacités thermiques optimales, les optiques de focalisation 4 peuvent être choisies et disposées de manière à assurer un maximum de concentration de lumière dans un barreau 8 réalisé en matériau optique transparent et jouant le rôle d'adaptateur d'indice optique et d'isolation thermique. Le flux lumineux réémis par le réflecteur 3 peut être additionnel pour ajouter 20% de flux supplémentaire par axe. The emitted light radiating and reflected respectively along the axes 5 and 6 passes through a heat filter 7 and the focusing optics 4. If necessary, and for reasons of optimal thermal efficiencies, the focusing optics 4 can be chosen and arranged so ensuring maximum light concentration in a bar 8 made of transparent optical material and playing the role of adapter of optical index and thermal insulation. The luminous flux re-emitted by the reflector 3 can be additional to add 20% of additional flux per axis.
Pour des raisons de simplification de la Figure 1, le système de refroidissement proprement dit n'y est pas figuré, mais est montré séparément sur les Figure 2 et 3. For the sake of simplification of Figure 1, the cooling system itself is not shown there, but is shown separately in Figures 2 and 3.
Un ventilateur 8 assure une aération efficace grâce à une circulation d'air 9 dans un circuit en chicane, assurant le maximum de refroidissement de l'ensemble du générateur. A fan 8 provides efficient ventilation by circulating air 9 in a baffle circuit, ensuring maximum cooling of the entire generator.
L'invention sera mieux comprise par les explications et figures qui suivent. The invention will be better understood from the explanations and figures which follow.
Dans la plupart des générateurs commercialisés, les lampes sont utilisées en associant un réflecteur métallique et un train optique de focalisation. In most generators on the market, lamps are used by combining a metal reflector and an optical focusing train.
L'invention consiste à additionner des rayonnements lumineux selon deux axes concourrents dont l'angle a est < 20 en un plan. Selon notre description, il est possible d'additionner les flux lumineux selon au moins 2 axes concourrents. Ces 2 axes définissent un cône d'angle au centre a < 20 . L'objectif essentiel de l'invention est comme il est montré
Figure I d'utiliser au minimum deux lampes associées à des optiques de focalisation déterminant deux axes concourrents permettant d'additionner et de concentrer les flux lumineux qui seront reçus par un connecteur 8 reliant les fibres optiques selon la figure 1.The invention consists in adding light rays along two concurrent axes whose angle a is <20 in a plane. According to our description, it is possible to add the luminous fluxes along at least 2 concurrent axes. These 2 axes define a corner cone at the center a <20. The essential objective of the invention is as it is shown
FIG. I to use at least two lamps associated with focusing optics determining two concurrent axes making it possible to add and to concentrate the light fluxes which will be received by a connector 8 connecting the optical fibers according to FIG. 1.
Un seul connecteur peut assurer la liaison de deux ou plusieurs câbles à diffusion latérale de lumière. L'éclairement longitudinal du câble sera très amélioré en raccordant les 2 extrémités de ce câble sur la sortie du générateur. A single connector can link two or more cables with lateral light diffusion. The longitudinal illumination of the cable will be greatly improved by connecting the 2 ends of this cable to the generator outlet.
Selon figure 1, des filtres anticaloriques 7 sont placés directement en face de la lampe 1, entre celle-ci et les optiques de focalisation 4. L'efficacité d'une telle disposition est très supérieure à celle obtenue en plaçant les filtres anticaloriques 7 entre les 2 lentilles 4, comme cela est souvent le cas dans les générateurs actuellement commercialisés. According to Figure 1, heat filters 7 are placed directly in front of the lamp 1, between the latter and the focusing optics 4. The effectiveness of such an arrangement is much higher than that obtained by placing the heat filters 7 between the 2 lenses 4, as is often the case in generators currently on the market.
De façon à diminuer au maximum l'élévation de température à l'entrée des câbles optiques une ventilation forcée est assurée par un ventilateur 8. Selon un autre objet de l'invention, le bruit de ce ventilateur est considérablement réduit par l'emploi d'un système de ventilation constitué par un circuit d'aspiration et d'évacuation d'air réalisé par des conduits disposés en chicane. Cet aménagement mécanique particulier est destiné à modifier le trajet nonnal de la circulation d'air du système de ventilation au profit des surfaces les plus chaudes ou les plus sensibles comme celles des extrémités des câbles optiques. In order to minimize the temperature rise at the inlet of the optical cables, forced ventilation is provided by a fan 8. According to another object of the invention, the noise of this fan is considerably reduced by the use of '' a ventilation system consisting of an air suction and evacuation circuit produced by ducts arranged in a baffle. This particular mechanical arrangement is intended to modify the normal path of the air circulation of the ventilation system in favor of the hottest or most sensitive surfaces such as those of the ends of the optical cables.
Selon l'invention, une amélioration sensible est obtenue pour ces conduits en chicane à la fois du point de vue du bruit acoustique et de la dissipation thermique. According to the invention, a significant improvement is obtained for these baffled conduits both from the point of view of acoustic noise and of heat dissipation.
A titre d'exemple, non limitatif de l'invention, un générateur à 2 trains optiques comprend 2 lampes 150 W avec ou sans réflecteur du type GE MBI 150tir/40. Ce générateur est prévu pour recevoir sur la sortie un faisceau de câbles à FOP d'une longueur de 30 mètres et plus selon Figure 4. By way of example, without limitation of the invention, a generator with 2 optical trains includes 2 150 W lamps with or without reflector of the GE MBI 150tir / 40 type. This generator is designed to receive on the output a bundle of FOP cables with a length of 30 meters and more according to Figure 4.
Le câble diffusant de longueur utile 14mm
Le diamètre unitaire des FOP est de 0,5 ou 0,75 mm.Diffusing cable with useful length 14mm
The unit diameter of the FOP is 0.5 or 0.75 mm.
Le câble est constitué par 100 FOP. The cable consists of 100 FOPs.
Le diamètre utile de chaque câble est d'environ 14mm
Le diamètre utile du câble diffusant à la sortie du générateur est de 100 fibres.The useful diameter of each cable is approximately 14mm
The useful diameter of the cable diffusing at the outlet of the generator is 100 fibers.
L'intensité lumineuse moyenne mesurée latéralement à 30 mètres de la sortie de générateur sur le câble de diamètre 14mm est le double de celle mesurée avec le même type de câbles sur un générateur 150 W disposant d'un train optique et d'une seule lampe. The average light intensity measured laterally at 30 meters from the generator outlet on the 14mm diameter cable is twice that measured with the same type of cables on a 150 W generator with an optical train and a single lamp .
Avec les générateurs classiques actuels et en utilisant les mêmes types de ventilateurs et filtres anticaloriques proposés dans notre nouvelle version de générateur selon l'invention, la température à l'entrée des câbles à FOP est de 60"C. With current conventional generators and using the same types of fans and heat filters offered in our new version of generator according to the invention, the temperature at the input of the cables to FOP is 60 "C.
Cette température est réduite à 40"C avec la nouvelle disposition et structure de refroidissement en chicane selon l'un des objets de l'invention. This temperature is reduced to 40 "C with the new baffle arrangement and cooling structure according to one of the objects of the invention.
Le niveau de bruit acoustique des nouveaux générateurs, objets de l'invention est toujours inférieur à 44 dba et peut atteindre 25 dba. Cette valeur est réduite d'au minimum 10 à 20 dba par rapport à celle mesurée sur les générateurs commercialisés connus. The acoustic noise level of the new generators, objects of the invention is always less than 44 dba and can reach 25 dba. This value is reduced by at least 10 to 20 dba compared to that measured on known commercial generators.
Selon l'invention, le système retenu pour améliorer l'évacuation thermique d'après la figure 2 permet, grâce à la disposition en deux étage séparés, de séparer les flux d'air entre les trains optiques et la platine alimentation 10. Avec cette disposition, la platine d'alimentation n'est pas échauffé par le flux d'air issu de la lampe et inversement le flux d'air circulant le long de la platine d'alimentation 10 n'ajoute pas d'échauffement dans l'axe du rayonnement lumineux. According to the invention, the system chosen to improve the thermal evacuation according to FIG. 2 makes it possible, thanks to the arrangement in two separate stages, to separate the air flows between the optical trains and the supply stage 10. With this provision, the supply plate is not heated by the air flow coming from the lamp and conversely the air flow circulating along the supply plate 10 does not add heating in the axis of light radiation.
Selon l'invention, le système de refroidissement permet la séparation mécanique des blocs optiques de la platine d'alimentation. According to the invention, the cooling system allows the mechanical separation of the optical units from the supply stage.
Un capteur de température placé à proximité du culot de la lampe permet la coupure d'alimentation de celle-ci en cas d'élévation de température supérieure au seuil de 50"C sur les embouts de câble optique 3. A temperature sensor placed near the base of the lamp allows the power supply to the lamp in the event of a temperature rise above the threshold of 50 "C on the ends of the optical cable 3.
Le nouveau type de générateur permet l'emploi de câble diffusant à fibres optiques dont les fibres unitaires ont été rebouclées sur elles-mêmes selon la Figure 4. Le rebouclage du câble optique permet une optimisation du rendement lumineux supérieure à celle
obtenue avec un câble optique diffusant de même diamètre non rebouclé dans une même gaine 12.The new type of generator allows the use of optical fiber diffusing cable, the unit fibers of which have been looped back on themselves according to FIG. 4. The looping back of the optical cable allows an optimization of the light output greater than that
obtained with an optical cable diffusing of the same diameter not looped back in the same sheath 12.
L'injection d'un flux lumineux du connecteur 8 simultanément de part et d'autre des fibres optiques unitaires de diamètre 0,5 ou 0,75 mm 13 constituantes de câble permet un rendu lumineux homogène sur des distances d'au moins 30 mètres linéaires. The injection of a luminous flux from the connector 8 simultaneously on either side of the unitary optical fibers of diameter 0.5 or 0.75 mm 13 constituting the cable allows a homogeneous luminous rendering over distances of at least 30 meters linear.
Claims (5)
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| FR9616245A FR2757929A1 (en) | 1996-12-27 | 1996-12-27 | Plastic fibre optic light generator for public lighting |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| FR9616245A FR2757929A1 (en) | 1996-12-27 | 1996-12-27 | Plastic fibre optic light generator for public lighting |
Publications (1)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| FR2757929A1 true FR2757929A1 (en) | 1998-07-03 |
Family
ID=9499325
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| FR9616245A Pending FR2757929A1 (en) | 1996-12-27 | 1996-12-27 | Plastic fibre optic light generator for public lighting |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| FR (1) | FR2757929A1 (en) |
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