REFLECTEUR PERFECTIONNE POUR SOURCE LUMINEUSE
La présente invention concerne un réflecteur, pour source lumineuse, à rendement lumineux optimisé
Une source lumineuse est généralement affectée à un plan utile, c'est-à-dire à un plan que l'on veut particulièrement éclairer , dans un atelier il s'agira par exemple des plans correspondant aux postes de travail , s'agissant d'un éclairage public, il s'agira du plan correspondant au sol
Toute source lumineuse est le plus souvent équipée d'un réflecteur, comportant une surface réfléchissante, tournée vers ladite source de manière à augmenter le flux lumineux vers le plan utile par reflection de celui-ci sur la surface réfléchissante du réflecteur II est ainsi possible d'augmenter de l'ordre de 25% la quantité de flux lumineux dans le plan utile grâce à la présence d'un réflecteur conventionnel
Le but que s'est fixé le demandeur est de proposer un réflecteur qui permette d'augmenter le rendement lumineux, c'est-à-dire la quantité de flux dans le plan utile dans des proportions beaucoup plus importantes, pouvant aller jusqu'à 1 OO%.
Ce but est parfaitement atteint par le réflecteur de l'invention qui comporte au moins une paroi de fond dont la surface tournée vers une source lumineuse constitue la surface réfléchissante De manière caractéristique, la paroi de fond comporte une saillie, en forme de V, dont l'arête au sommet est à une distance de la source lumineuse inférieure ou égale à 5mm
Le flux lumineux provenant de la source se réfléchit sur les deux faces de la saillie Le fait de la très grande proximité de cette saillie par rapport à la surface extérieure de la source lumineuse permet , de manière inattendue, d'augmenter le rendement lumineux de manière importante comparativement à un réflecteur dont la surface réfléchissante ne comporte pas de saillie La valeur de l'angle θ au sommet de la saillie est fonction de la source lumineuse et de la luminance souhaitée De préférence cet angle est
compris entre 1 OO et 160°
Avantageusement la distance entre l'arête au sommet de la saillie et la surface extérieure de la source lumineuse est comprise entre 1 et 3mm S'agissant d'une source lumineuse qui est disposée selon un axe longitudinal donné et un réflecteur comportant une surface réfléchissante longitudinale avec une paroi de fond et deux parois latérales délimitant un espace à l'intérieur duquel est disposé symétriquement ladite source lumineuse, de manière caractéristique, d'une part la surface tournée vers la source lumineuse est à très haut pouvoir réfléchissant , et d'autre part, D étant l'encombrement maximal de la source lumineuse en section transversale, I étant la largeur de la paroi de fond et L la distance entre les deux bords extrêmes des parois latérales , on a 5 D > I > 1/2 D 10 D > L > 3 D
Ces proportions , combinées à la saillie et au pouvoir réfléchissant de la surface réfléchissante, permettent d'obtenir des rendements lumineux qui n'ont pas été atteints avec les déflecteurs conventionnels
La surface à très haut pouvoir réfléchissant est par exemple une surface en aluminium , notamment un film en aluminium collé sur un support métallique , par exemple lui-même en aluminium
De préférence chaque paroi latérale comporte n facettes longitudinales, formant chacune par rapport au plan général de la paroi de fond et par ordre croissant à compter de ladite paroi un angle α1 ( α2 α, avec α, < α2 < .α,
Les valeurs de I et de L , qui sont fonction de l'encombrement en section transversale D de la source lumineuse, ainsi que les valeurs des angles α,, α2 α, dépendent de l'effet qui est recherché dans le plan utile, cet effet pouvant être un flux lumineux maximal dans certaines zones, par exemple sur un poste de travail donné , soit une répartition plus uniforme du flux lumineux
De préférence l'angle moyen αm formé entre le plan général de la paroi de fond et le plan passant par les deux extrémités de chaque paroi latérale est compris entre 30° et 55°.
La présente invention sera mieux comprise à la lecture de la description qui va être faite de plusieurs exemples de réalisation d'un réflecteur pour source lumineuse à haut rendement lumineux. Dans le plan utile , illustré par le dessin annexé dans lequel :
- La figure 1 est une représentation schématique en coupe transversale d'un réflecteur pour tube au néon, - Les figures 2 et 3 sont des représentations schématiques en coupe de deux exemples de réflecteur dont les parois latérales comportent chacune deux facettes longitudinales,
- La figure 4 est une représentation en coupe transversale d'un réflecteur dont les parois latérales comportent trois facettes longitudinales? ET - La figure 5 est une représentation des points de mesure d'éclairement sur le plan utile.
Une source lumineuse quelconque , que ce soit une lampe à incandescence, une lampe à décharge, une lampe à haute pression, tube fluorescent... émet un flux lumineux qui rayonne dans toutes les directions. Lorsque l'on veut diriger ce flux lumineux plus particulièrement vers une zone déterminée , on place auprès de la source lumineuse un réflecteur qui a pour fonction de renvoyer vers ladite zone une partie du flux lumineux qui n'y était pas dirigée initialement.
La surface du réflecteur , tournée vers la source lumineuse , doit avoir un certain pouvoir réfléchissant.
Le réflecteur 1 , illustré à la figure 1 , est plus particulièrement destiné à une source lumineuse 4 qui est disposée selon un axe longitudinal, par exemple un tube du type tube au néon.
Ce réflecteur 1 comporte une paroi de fond 2 et deux parois latérales 3 qui sont inclinées par rapport à la paroi de fond 2 d'un angle α.
La paroi de fond 2 est une surface plane ayant une largeur I
donnée.
De manière caractéristique, selon l'invention, la paroi de fond présente dans sa partie centrale une saillie 5 qui a une forme de V, avec son arête longitudinale au sommet 6 qui est à proximité immédiate de la surface extérieure 7 de la source lumineuse 4.
Cette distance e doit être inférieure ou égale à 5mm. De préférence, dans le cas d'un tube au néon, elle est comprise entre 1 et 3mm
L'angle au sommet θ de la saillie 5 est compris entre 10O et 16Oβ. Dans un exemple précis de réalisation, il était de 120°. On désigne par L la distance entre les deux bords extrêmes 3a des deux parois latérales 3.
La face intérieure réfléchissante du réflecteur, qui est tournée vers la source lumineuse 4, est une surface en aluminium, s'agissant par exemple d'un film d'aluminium collé sur une platine elle-même en aluminium ayant la configuration précitée.
La configuration du réflecteur en ce qui concerne la largeur I de la paroi de fond 2 et la distance L entre les deux bords extrêmes 3a des parois latérales 3 est fonction de l'encombrement maximal D de la source lumineuse 4 en section transversale, c'est-à-dire dans le cas présent du diamètre du tube au néon.
On a de préférence les relations suivantes : 5 D > I > 1/2 D 10 D > L > D D
Dans un exemple précis de réalisation ,on avait I = 2,5 D , L = 6 D, α de l'ordre de 42° ; H étant la distance entre le plan général P de la paroi de fond et le plan P' passant par les deux bords extrêmes 3a des parois latérales 3, on avait alors H = 1 ,6 D.
La source lumineuse 4 se trouve entièrement dans l'espace intérieur délimité par le réflecteur 1. Dans l'exemple du réflecteur 8 illustré à la figure 2, chaque paroi latérale 9 comporte deux facettes 9a, 9b , qui forment par rapport au plan
P de la paroi de fond des angles respectivement α, et α2 L'angle α, que forme la première facette 9a adjacente de la paroi de fond 10 est inférieure à l'angle α2 que forme la seconde facette 9b
Dans un exemple précis de réalisation, I = 1 ,85 D, L = 6 D , α, = 26,6°, α2 = 40,4° et H = 1 ,42 D
Si l'on considère l'angle moyen αm formé entre le plan P général de la paroi de fond 10 et le plan P" passant par les deux extrémités d'une paroi latérale 9 , αm était de l'ordre de 35°
Le réflecteur 11 illustré à la figure 3 ne diffère de celui de la figure 2 que par sa configuration Dans cet exemple précis de réalisation, I était égal à 1 ,85 D, L était égal à 5,85 D, α, était égal à 32,8°, α2 à 46,3° et H à 1 ,65 D L'angle moyen αm valait alors 40e environ
Le réflecteur 12 qui est illustré à la figure 4 est celui qui a donné les meilleurs résultats de rendement lumineux De manière caractéristique, chacune de ses parois latérales 13 comporte trois facettes successives 13a, 13b, 13ç avec des angles respectifs α, de 36,4°, α2 de 52° et α3 de 58,4° La saillie 14 formait un angle au sommet θ de 140° Cette saillie 14 occupait sensiblement la moitié de la largeur i de la paroi de fond 15 La distance e entre l'arête au sommet 16 et la surface extérieure 17 de la source lumineuse 18 était de 1 ,5mm
La distance H entre les plans P de la paroi de fond et P' reliant les bords extrêmes des parois latérales 13 était de 2,5 D La largeur I de la paroi de fond était de l'ordre de 2 D et la largeur L entre les deux bords extrêmes des parois latérales 13 était d'environ 6 D L'angle moyen am était de l'ordre de 50°
La distance H se décomposait en trois distances h, , h2, h3 pour chaque facette respectivement 13a, 13b et 13ç, avec h, qui était de l'ordre de 0, 6 D, h2 de l'ordre de 0,9 D et h3 de l'ordre de D
On a réalisé des essais comparatifs d'éclairement de trois luminaires Ces trois luminaires étaient équipés comme source lumineuse d'un tube au néon dont la dénomination commerciale est Sylvania Buro
184.
Le premier (A) et le deuxième (B) luminaires étaient équipés d'un réflecteur standard du commerce avec une paroi de fond plane et des parois latérales obliques, recouvertes de laque blanche ; la paroi de fond était à plus d'un centimètre du tube. Ils différaient par leur dispositif d'allumage et d'alimentation électrique : ballast ferromagnétique en ce qui concerne le premier (A) et ballast électronique en ce qui concerne le deuxième (B). Quant au troisième luminaire (C), il était équipé du réflecteur de l'invention selon l'exemple illustré à la figure 4 et d'un ballast électronique, identique à celui du deuxième luminaire (B). Le ballast ferromagnétique avait comme dénomination commerciale ACEC type SACN 140. Selon les indications données par le constructeur, sa puissance absorbée était de 53 W.
Le ballast électronique avait comme dénomination commerciale MAGNETEK type BBT 136. Selon les données du constructeur, sa puissance absorbée était de 35W.
Sous les trois réflecteurs, on avait placé une optique en polystyrène, du type pointe de diamant, pour limiter la luminance, compte- tenu des seuils en vigueur. Des mesures d'éclairement ont été effectuées dans une chambre noire ; le luminaire était disposé à un mètre au-dessus du plan utile qui en l'occurrence était une surface de couleur noire mate. Le tube avait une longueur de 1 ,20m et était disposé selon un axe longitudinal de la chambre. Des mesures ont été faites selon treize points P 1 'à P 13, situés au niveau du plan utile selon la configuration illustrée à la figure 5. Les points P 1 à P 7 étaient dans le plan vertical passant par le tube, les points P 8 à P 10 étant décalés par rapport à ce plan d'une distance d, et les points P 11 à P 13 étant décalés par rapport au plan vertical d'une distance d2. En l'occurrence d, était égal à 0,6m et d2 à 0,2m.
Les résultats des mesures d'éclairement sont donnés , pour chaque point et pour les trois luminaires A, B et C dans le tableau ci-dessous, les éclairements étant exprimés en lux.
A k ci
Les moyennes d'éclairement ont été respectivement de 207 lux pour le premier luminaire A, de 216 lux pour le deuxième luminaire B et 392 lux pour le troisième luminaire C.
Rapporté à la puissance absorbée, l'éclairement exprimé en lux/W est respectivement de 3,91 lux/W pour le premier luminaire A, 6,17 lux/W pour le luminaire B et 11,20 lux/W pour le luminaire C.
De ces essais il ressort que l'utilisation d'un ballast électronique apporte une amélioration très sensible par rapport à l'utilisation d'un ballast ferromagnétique et surtout que, dans des conditions identiques l'utilisation du réflecteur perfectionné de l'invention augmente de manière très significative le rendement lumineux du luminaire.
Si l'on compare les mesures d'éclairement faites selon le plan vertical qui est à l'aplomb du tube , c'est-à-dire les points 1 à 7, on constate que par rapport à un réflecteur classique, le réflecteur de l'invention permet quasiment de doubler l'éclairement. L'augmentation est cependant moindre lorsqu'on s'éloigne de ce plan vertical, étant de l'ordre de 40% au niveau des points P 8 à P 13.
Cependant il est à noter que cette répartition peut être modifiée en agissant sur les différents paramètres qui entrent dans la détermination du réflecteur de l'invention, à savoir la valeur de l'angle θ, sa distance e par rapport à la surface extérieure de la source lumineuse, le nombre et l'inclinaison des facettes des parois latérales ...
La présente invention n'est pas limitée aux modes de réalisation qui ont été décrits à titre d'exemples non exhaustifs. En particulier la paroi de
fond constituant la surface réfléchissante n'est pas obligatoirement une surface plane ; de plus elle peut comporter éventuellement plusieurs saillies conformes à l'invention.