FR3062455A1 - MOTOR VEHICLE PROJECTOR MULTI-SOURCE LIGHTING MODULE AND PROJECTOR - Google Patents
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Abstract
La présente invention concerne un module d'éclairage (10) de projecteur de véhicule automobile, comprenant : - au moins une première source lumineuse (20) à semi-conducteurs, apte à générer un premier rayonnement lumineux (24) ; - un dispositif (17) de conversion de longueur d'onde ; et - un miroir mobile de balayage, apte à réfléchir un faisceau lumineux incident vers ledit dispositif de conversion. Le module d'éclairage comprend en outre : - au moins une deuxième source lumineuse (22) à semi-conducteurs, apte à générer un deuxième rayonnement lumineux (26) ; et - un dispositif optique de collimation (15, 115) apte à générer au moins un faisceau lumineux (40, 42, 154) à partir des premier et deuxième rayonnements lumineux, le miroir mobile de balayage étant disposé sur une trajectoire dudit au moins un faisceau lumineux.The present invention relates to a lighting module (10) for a motor vehicle headlamp, comprising: - at least one first light source (20) semiconductor, capable of generating a first light radiation (24); - a device (17) for converting wavelength; and a mobile scanning mirror capable of reflecting an incident light beam towards said conversion device. The lighting module further comprises: at least one second light source (22) with semiconductors, capable of generating a second light radiation (26); and an optical collimation device (15, 115) capable of generating at least one light beam (40, 42, 154) from the first and second light rays, the mobile scanning mirror being arranged on a path of said at least one light bleam.
Description
Titulaire(s) : plifiée.Holder (s): folded.
VALEO VISION Société par actions simO Demande(s) d’extension :VALEO VISION Joint-stock company simO Extension request (s):
Mandataire(s) :Agent (s):
VALEO VISION Société anonyme.VALEO VISION Limited company.
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@) La présente invention concerne un module d'éclairage (10) de projecteur de véhicule automobile, comprenant:@) The present invention relates to a lighting module (10) for a motor vehicle headlamp, comprising:
- au moins une première source lumineuse (20) à semiconducteurs, apte à générer un premier rayonnement lumineux (24) ;- at least a first light source (20) with semiconductors, capable of generating a first light radiation (24);
- un dispositif (17) de conversion de longueur d'onde; et- a wavelength conversion device (17); and
- un miroir mobile de balayage, apte à réfléchir un faisceau lumineux incident vers ledit dispositif de conversion.- A mobile scanning mirror, capable of reflecting an incident light beam towards said conversion device.
Le module d'éclairage comprend en outre:The lighting module also includes:
- au moins une deuxième source lumineuse (22) à semiconducteurs, apte à générer un deuxième rayonnement lumineux (26); et- at least a second light source (22) with semiconductors, capable of generating a second light radiation (26); and
- un dispositif optique de collimation (15,115) apte à générer au moins un faisceau lumineux (40, 42, 154) à partir des premier et deuxième rayonnements lumineux, le miroir mobile de balayage étant disposé sur une trajectoire dudit au moins un faisceau lumineux.- an optical collimation device (15, 115) capable of generating at least one light beam (40, 42, 154) from the first and second light rays, the mobile scanning mirror being arranged on a path of said at least one light beam.
PROJECTEUR DE VEHICULE AUTOMOBILE ETMOTOR VEHICLE PROJECTOR AND
Module d’éclairage multi-sources de projecteur de véhicule automobile et projecteur associéMotor vehicle headlamp multi-source lighting module and associated headlamp
La présente invention concerne un module d’éclairage de projecteur de véhicule automobile, du type comportant : au moins une première source lumineuse à semiconducteurs, apte à générer un premier rayonnement lumineux ; un dispositif de conversion de longueur d’onde ; et un miroir mobile de balayage, apte à réfléchir un faisceau lumineux incident vers ledit dispositif de conversion.The present invention relates to a motor vehicle headlamp lighting module, of the type comprising: at least a first semiconductor light source, capable of generating a first light radiation; a wavelength conversion device; and a mobile scanning mirror, capable of reflecting an incident light beam towards said conversion device.
II est connu de prévoir, à l’avant d’un véhicule automobile, des projecteurs aptes à former des faisceaux lumineux pour remplir différentes fonctions d’éclairage, par exemple de type « feux de route » ou « feux de croisement ».It is known to provide, at the front of a motor vehicle, headlights capable of forming light beams to fulfill various lighting functions, for example of the "main beam" or "low beam" type.
Des dispositifs de feux, dits adaptatifs, permettent d’ajuster l’intensité, les dimensions et/ou la direction des faisceaux selon les conditions de circulation, afin de remplir ces différentes fonctions. Chaque projecteur comporte en général plusieurs modules d’éclairage qui permettent de former un faisceau lumineux du projecteur. Les modules peuvent être allumés ou éteints indépendamment les uns des autres pour faire varier en temps réel les caractéristiques du faisceau.So-called adaptive light devices allow the intensity, dimensions and / or direction of the beams to be adjusted according to traffic conditions, in order to fulfill these various functions. Each projector generally comprises several lighting modules which make it possible to form a light beam from the projector. The modules can be switched on or off independently of each other to vary the characteristics of the beam in real time.
On entend par module d’éclairage un ensemble contenant au moins une source lumineuse et un système optique de projection ou de réflexion.Lighting module means an assembly containing at least one light source and an optical projection or reflection system.
Des modules d’éclairage, tels que décrits dans le document EP2690352 au nom de la Demanderesse, comprennent notamment des dispositifs lumineux comportant des sources lumineuses de type diodes laser, émettant en lumière bleue, ainsi qu’un dispositif apte à convertir le rayonnement laser en un faisceau de lumière blanche. Un tel dispositif de conversion est par exemple constitué d’éléments de luminophore.Lighting modules, as described in document EP2690352 in the name of the Applicant, include in particular light devices comprising light sources of the laser diode type, emitting in blue light, as well as a device capable of converting the laser radiation into a beam of white light. Such a conversion device is for example made up of phosphor elements.
La puissance des diodes laser actuelles conduit à équiper les module d’éclairage de plusieurs sources lumineuses afin d’obtenir une intensité suffisante. Cependant, les miroirs mobiles de balayage nécessitent une électronique de commande complexe et onéreuse.The power of current laser diodes leads to equipping the lighting modules with several light sources in order to obtain sufficient intensity. However, mobile scanning mirrors require complex and expensive control electronics.
La présente invention a pour objet d’améliorer la puissance lumineuse des modules d’éclairage existants, sans augmentation notable des coûts de fabrication.The object of the present invention is to improve the light output of existing lighting modules, without appreciable increase in manufacturing costs.
A cet effet, l’invention a pour objet un module d’éclairage du type précité, comprenant en outre : au moins une deuxième source lumineuse à semi-conducteurs, apte à générer un deuxième rayonnement lumineux ; et un dispositif optique de collimation apte à générer au moins un faisceau lumineux à partir des premier et deuxième rayonnements lumineux, le miroir mobile de balayage étant disposé sur une trajectoire dudit au moins un faisceau lumineux.To this end, the subject of the invention is a lighting module of the aforementioned type, further comprising: at least one second semiconductor light source, capable of generating a second light radiation; and an optical collimation device capable of generating at least one light beam from the first and second light rays, the mobile scanning mirror being arranged on a path of said at least one light beam.
Un même miroir de balayage est ainsi associé à deux sources lumineuses distinctes.The same scanning mirror is thus associated with two distinct light sources.
Suivant d’autres aspects avantageux de l’invention, le module d’éclairage comporte l’une ou plusieurs des caractéristiques suivantes, prises isolément ou suivant toutes les combinaisons techniquement possibles :According to other advantageous aspects of the invention, the lighting module comprises one or more of the following characteristics, taken in isolation or in any technically possible combination:
- le module d’éclairage comprend un premier, un deuxième et un troisième radiateurs, couplés respectivement aux première et deuxième sources lumineuses et au dispositif de conversion ;- the lighting module comprises first, second and third radiators, respectively coupled to the first and second light sources and to the conversion device;
- le module d’éclairage comprend un même radiateur couplé à la fois aux première et deuxième sources lumineuses ;- the lighting module comprises the same radiator coupled to both the first and second light sources;
- le dispositif optique de collimation comporte un premier et un deuxième collimateurs, respectivement aptes à convertir le premier et le deuxième rayonnements lumineux en un premier et en un deuxième faisceaux, le miroir mobile de balayage étant disposé sur une trajectoire de chacun desdits premier et deuxième faisceaux ;the optical collimating device comprises a first and a second collimator, respectively capable of converting the first and the second light radiation into a first and into a second beam, the mobile scanning mirror being arranged on a trajectory of each of said first and second bundles;
- chacun des premier et deuxième rayonnements lumineux a une direction principale d’émission, lesdites directions principales formant un angle inférieur à 10°, préférentiellement inférieur à 5° ;each of the first and second light rays has a main direction of emission, said main directions forming an angle of less than 10 °, preferably less than 5 °;
- le dispositif optique de collimation comporte une fibre optique, ladite fibre comprenant une entrée et une sortie, les premier et deuxième rayonnements lumineux étant dirigés vers ladite entrée ;- The optical collimation device comprises an optical fiber, said fiber comprising an input and an output, the first and second light rays being directed towards said input;
- les premier et deuxième rayonnements lumineux ont une même longueur d’onde, et le dispositif optique de collimation comporte en outre un dispositif de polarisation intercalé entre les première et deuxième sources lumineuses et l’entrée de la fibre optique ;- The first and second light rays have the same wavelength, and the optical collimation device further comprises a polarization device interposed between the first and second light sources and the input of the optical fiber;
- les premier et deuxième rayonnements lumineux ont des longueurs d’onde différentes, et le dispositif optique comporte en outre un filtre dichroïque intercalé entre les première et deuxième sources lumineuses et l’entrée de la fibre optique ;- The first and second light rays have different wavelengths, and the optical device further comprises a dichroic filter interposed between the first and second light sources and the input of the optical fiber;
- le module d’éclairage comprend en outre un système optique d’imagerie apte à projeter un faisceau lumineux émis par le dispositif de conversion de longueur d’onde.- the lighting module also comprises an optical imaging system capable of projecting a light beam emitted by the wavelength conversion device.
L’invention se rapporte en outre à un projecteur de véhicule automobile comprenant un module d’éclairage tel que décrit ci-dessus.The invention further relates to a motor vehicle headlamp comprising a lighting module as described above.
L’invention sera mieux comprise à la lecture de la description qui va suivre, donnée uniquement à titre d’exemple non limitatif et faite en se référant aux dessins sur lesquels :The invention will be better understood on reading the description which follows, given solely by way of nonlimiting example and made with reference to the drawings in which:
la figure 1 est une vue schématique d’un module d’éclairage selon un premier mode de réalisation de l’invention ; et la figure 2 est une vue schématique partielle d’un module d’éclairage selon un deuxième mode de réalisation de l’invention.Figure 1 is a schematic view of a lighting module according to a first embodiment of the invention; and Figure 2 is a partial schematic view of a lighting module according to a second embodiment of the invention.
Les figures 1 et 2 représentent respectivement un module d’éclairage 10, 110 selon un premier et un deuxième modes de réalisation de l’invention. Les modules d’éclairage 10 et 110 seront décrits simultanément ci-après, les éléments communs étant désignés par les mêmes numéros de référence.Figures 1 and 2 respectively represent a lighting module 10, 110 according to a first and a second embodiment of the invention. The lighting modules 10 and 110 will be described simultaneously below, the common elements being designated by the same reference numbers.
Le module d’éclairage 10, 110 est destiné à être incorporé dans un projecteur de véhicule automobile, ledit projecteur comprenant éventuellement un ou plusieurs autres modules d’éclairage.The lighting module 10, 110 is intended to be incorporated into a motor vehicle headlamp, said headlamp possibly comprising one or more other lighting modules.
Le module d’éclairage 10, 110 comporte un premier 12 et un deuxième 14 dispositifs lumineux, un dispositif optique de collimation 15, 115, un dispositif réflecteur 16, un dispositif 17 de conversion de longueur d’onde et un système optique 18 d’imagerie. Le dispositif de conversion 17 et le système optique 18 ne sont pas représentés sur la figure 2.The lighting module 10, 110 comprises a first 12 and a second 14 light devices, an optical collimation device 15, 115, a reflector device 16, a wavelength conversion device 17 and an optical system 18 of imagery. The conversion device 17 and the optical system 18 are not shown in FIG. 2.
Chacun des premier 12 et deuxième 14 dispositifs lumineux comporte une source lumineuse 20, 22. Chacune desdites sources lumineuses est apte à générer un rayonnement lumineux, respectivement 24 et 26.Each of the first 12 and second 14 light devices comprises a light source 20, 22. Each of said light sources is capable of generating light radiation, respectively 24 and 26.
Chacune des sources lumineuses 20, 22 est une source lumineuse à semiconducteurs, plus préférentiellement une diode laser. Dans les modes de réalisation des figures 1 et 2, chacune des sources lumineuse 20, 22 est une diode laser.Each of the light sources 20, 22 is a semiconductor light source, more preferably a laser diode. In the embodiments of Figures 1 and 2, each of the light sources 20, 22 is a laser diode.
Chaque diode laser 20, 22 émet par exemple un faisceau visible dont la longueur d’onde est comprise entre 400 nm et 500 nm, de préférence comprise entre 440 nm et 470 nm.Each laser diode 20, 22 emits, for example, a visible beam whose wavelength is between 400 nm and 500 nm, preferably between 440 nm and 470 nm.
La source lumineuse 20, 22 de chacun des premier 12 et deuxième 14 dispositifs lumineux est disposée selon un axe d’émission, respectivement 28 et 30, représentant une direction principale d’émission.The light source 20, 22 of each of the first 12 and second 14 light devices is arranged along an emission axis, respectively 28 and 30, representing a main direction of emission.
Chacun des premier 12 et deuxième 14 dispositifs lumineux comporte en outre un dispositif de refroidissement 32, 34, couplé à la source lumineuse 20, 22. Le dispositif de refroidissement 32, 34 est par exemple un radiateur.Each of the first 12 and second 14 light devices further comprises a cooling device 32, 34, coupled to the light source 20, 22. The cooling device 32, 34 is for example a radiator.
Dans les modes de réalisation des figures 1 et 2, les dispositifs de refroidissement 32 et 34 sont distincts l’un de l’autre. Selon une variante non représentée, les sources lumineuses des premier 12 et deuxième 14 dispositifs lumineux sont couplées à un même dispositif de refroidissement.In the embodiments of Figures 1 and 2, the cooling devices 32 and 34 are separate from each other. According to a variant not shown, the light sources of the first 12 and second 14 light devices are coupled to the same cooling device.
Le dispositif optique de collimation 15, 115 est apte à générer au moins un faisceau lumineux à partir des rayonnements lumineux 24, 26 des sources lumineuses 20, 22.The optical collimation device 15, 115 is capable of generating at least one light beam from the light radiation 24, 26 from the light sources 20, 22.
Dans le mode de réalisation de la figure 1, le dispositif optique de collimation 15 comporte un premier 36 et un deuxième 38 collimateurs de type lentille. Les premier 36 et deuxième 38 collimateurs sont aptes à convertir le rayonnement lumineux 24, 26 de la source lumineuse 20, 22, respectivement du premier 12 et du deuxième 14 dispositifs lumineux, en un premier 40 et en un deuxième 42 faisceaux. De préférence, les premier 40 et deuxième 42 faisceaux ont des trajectoires sensiblement convergentes en aval des collimateurs 36, 38.In the embodiment of FIG. 1, the optical collimation device 15 comprises a first 36 and a second 38 collimators of the lens type. The first 36 and second 38 collimators are capable of converting the light radiation 24, 26 from the light source 20, 22, respectively from the first 12 and from the second 14 light devices, into a first 40 and into a second 42 beams. Preferably, the first 40 and second 42 beams have substantially convergent trajectories downstream of the collimators 36, 38.
Dans le mode de réalisation de la figure 1, les axes d’émission 28 et 30 forment un angle a préférentiellement inférieur à 10°, plus préférentiellement inférieur à 5°. Les sources lumineuses 20 et 22 sont préférentiellement disposées à faible distance l’une de l’autre, une distance minimale étant notamment imposée par la taille des collimateurs 36, 38.In the embodiment of Figure 1, the emission axes 28 and 30 form an angle a preferably less than 10 °, more preferably less than 5 °. The light sources 20 and 22 are preferably placed at a short distance from each other, a minimum distance being in particular imposed by the size of the collimators 36, 38.
Dans le mode de réalisation de la figure 2, le dispositif optique de collimation 115 comporte une fibre optique 144, comprenant une entrée 146 et une sortie 148. Le dispositif optique 115 comporte en outre un dispositif 150 de couplage lumineux, ledit dispositif de couplage 150 étant intercalé entre les sources lumineuses 20, 22, d’une part, et l’entrée 146 de la fibre optique 144 d’autre part. Le dispositif de couplage 150 est apte à coupler les rayonnements lumineux 24 et 26 en entrée de la fibre optique 144.In the embodiment of FIG. 2, the optical collimation device 115 comprises an optical fiber 144, comprising an inlet 146 and an outlet 148. The optical device 115 further comprises a light coupling device 150, said coupling device 150 being interposed between the light sources 20, 22, on the one hand, and the input 146 of the optical fiber 144 on the other hand. The coupling device 150 is able to couple the light rays 24 and 26 at the input of the optical fiber 144.
Le dispositif optique 115 comporte en outre un collimateur 152 de type lentille, disposée en sortie 148 de la fibre optique. Le collimateur 152 est apte à convertir un rayonnement lumineux émergent de ladite sortie 148 en un troisième faisceau 154. Le rayonnement lumineux de ladite sortie 148 a la forme d’un cône et est donc plus facile à collimater que les rayonnements directs des deux sources lumineuses 20 et 22.The optical device 115 further comprises a lens type collimator 152, disposed at the outlet 148 of the optical fiber. The collimator 152 is capable of converting light radiation emerging from said outlet 148 into a third beam 154. The light radiation from said outlet 148 has the shape of a cone and is therefore easier to collimate than direct radiation from the two light sources 20 and 22.
Selon une première variante du mode de réalisation de la figure 2, les rayonnements lumineux 24 et 26 ont une même longueur d’onde, et le dispositif de couplage 150 est un dispositif de polarisation. Selon une deuxième variante du mode de réalisation de la figure 2, les rayonnements lumineux 24 et 26 ont des longueurs d’onde différentes et le dispositif de couplage 150 est un coupleur optique du type filtre dichroïque.According to a first variant of the embodiment of FIG. 2, the light rays 24 and 26 have the same wavelength, and the coupling device 150 is a polarization device. According to a second variant of the embodiment of FIG. 2, the light rays 24 and 26 have different wavelengths and the coupling device 150 is an optical coupler of the dichroic filter type.
De préférence, la fibre optique 144 a une faible ouverture numérique. En particulier, l’ouverture numérique de la fibre optique 144 est préférentiellement inférieure à l’ouverture numérique des diodes laser 20, 22.Preferably, the optical fiber 144 has a low digital aperture. In particular, the digital aperture of the optical fiber 144 is preferably less than the digital aperture of the laser diodes 20, 22.
L'ouverture numérique d'une fibre optique caractérise le cône d'acceptance de la fibre : un rayon lumineux tentant de pénétrer la fibre sera guidé par réflexion totale interne uniquement s’il est en provenance de ce cône.The digital aperture of an optical fiber characterizes the fiber acceptance cone: a light ray attempting to penetrate the fiber will be guided by total internal reflection only if it is coming from this cone.
Le dispositif réflecteur 16 comporte un système de balayage 56 comprenant au moins un miroir, mobile selon une ou deux directions. Le système de balayage 56 peut comporter plusieurs miroirs mobiles de manière indépendante. Le déplacement du ou des miroirs du système de balayage 56 est contrôlé par une carte électronique 58. Le système de balayage 56 est notamment de type MEMS (microelectromechanical System).The reflector device 16 comprises a scanning system 56 comprising at least one mirror, movable in one or two directions. The scanning system 56 can comprise several movable mirrors independently. The movement of the mirror (s) of the scanning system 56 is controlled by an electronic card 58. The scanning system 56 is in particular of the MEMS (microelectromechanical System) type.
L’au moins un miroir du système de balayage 56 est disposé sur une trajectoire des premier 40 et deuxième 42 faisceaux du module 10, ou du troisième faisceau 154 du module 110. Ledit au moins un miroir est apte à réfléchir ledit ou lesdits faisceaux lumineux vers le dispositif de conversion 17.The at least one mirror of the scanning system 56 is disposed on a path of the first 40 and second 42 beams of the module 10, or of the third beam 154 of the module 110. Said at least one mirror is able to reflect said one or more light beams to the conversion system 17.
Le dispositif 17 de conversion de longueur d’onde comporte par exemple d’une plaque 60 d’un substrat réfléchissant pour le rayonnement laser, sur lequel est déposée une couche continue et homogène 62 de luminophore. La plaque 60 est par exemple réalisée en aluminium.The wavelength conversion device 17 comprises for example a plate 60 of a reflective substrate for laser radiation, on which is deposited a continuous and homogeneous layer 62 of phosphor. The plate 60 is for example made of aluminum.
De préférence, le dispositif de conversion 17 comporte en outre un radiateur 64 couplé à la plaque 60.Preferably, the conversion device 17 further comprises a radiator 64 coupled to the plate 60.
La couche 62 de luminophore est disposée dans un plan proche d’un plan focal du système optique 18. Ledit système optique 18 comprend par exemple une ou plusieurs lentilles 66.The phosphor layer 62 is arranged in a plane close to a focal plane of the optical system 18. Said optical system 18 comprises for example one or more lenses 66.
Un procédé de fonctionnement du module d’éclairage 10, 110 va maintenant être décrit. Lorsque chacune des diodes 20, 22 est alimentée en électricité, elle émet un rayonnement laser envoyé vers le dispositif optique de collimation 15, 115, puis vers le ou les miroirs du système de balayage 56.A method of operating the lighting module 10, 110 will now be described. When each of the diodes 20, 22 is supplied with electricity, it emits laser radiation sent to the optical collimation device 15, 115, then to the mirror or mirrors of the scanning system 56.
Dans le cas du module d’éclairage 10 de la figure 1, les zones d’intersection des premier 40 et deuxième 42 faisceaux avec ledit système de balayage 56 sont de préférence proches l’une de l’autre, voire superposées. Ainsi, les intensités lumineuses des rayonnements des deux diodes 20, 22 s’additionnent.In the case of the lighting module 10 in FIG. 1, the areas of intersection of the first 40 and second 42 beams with said scanning system 56 are preferably close to one another, or even superimposed. Thus, the light intensities of the radiations of the two diodes 20, 22 add up.
Dans le cas du module d’éclairage 110 de la figure 2, un faisceau unique 154 est obtenu en sortie de la fibre optique 144.In the case of the lighting module 110 in FIG. 2, a single beam 154 is obtained at the output of the optical fiber 144.
Le système de balayage 56 renvoie le ou lesdits faisceaux lumineux vers la couche 62 de luminophore du dispositif de conversion 17. En fonction du déplacement du ou des miroirs mobiles dudit système de balayage 56, plusieurs points de la couche 62 reçoivent donc successivement le rayonnement laser des diodes 20, 22.The scanning system 56 returns the said light beam (s) to the phosphor layer 62 of the conversion device 17. Depending on the displacement of the mobile mirror (s) of said scanning system 56, several points of the layer 62 therefore receive the laser radiation successively. diodes 20, 22.
De manière connue, chaque point de la couche 62, recevant le rayonnement laser « bleu » monochromatique et cohérent, réémet une lumière considérée comme 5 « blanche », c’est-à-dire comportant une pluralité de longueurs d’onde comprise entre 400 nm et 800 nm environ.In known manner, each point of the layer 62, receiving the monochromatic and coherent "blue" laser radiation, re-emits light considered to be "white", that is to say comprising a plurality of wavelengths between 400 nm and 800 nm approximately.
Le système optique 18 d’imagerie forme alors à l’infini une image des points lumineux de la couche 62 de luminophore, sous forme d’un faisceau lumineux apte à éclairer la route à l’avant d’un véhicule.The optical imaging system 18 then infinitely forms an image of the light points of the phosphor layer 62, in the form of a light beam capable of illuminating the road in front of a vehicle.
Le procédé de conversion de longueur d’onde provoque un échauffement de la plaque 60 du dispositif de conversion 17. Par ailleurs, chaque diode 20, 22 émet de la chaleur. II est donc avantageux de dissiper cette chaleur par des radiateurs 32, 34, 64 distincts.The wavelength conversion process causes the plate 60 of the conversion device 17 to heat up. Furthermore, each diode 20, 22 emits heat. It is therefore advantageous to dissipate this heat by separate radiators 32, 34, 64.
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