Brevet FR2348502A1 — publié le 19771110

L'invention concerne un réflecteur trifocal à miroirs comportant des miroirs à section elliptique qui ont des foyers f2, f3 et un foyer complémentaire commun unique fl qui est le centre de rotation des lignes focales fl-f2 et fl-f3 dans le plan horizontal et le centre de rotation dans le plan vertical autour de l'axe perpendiculaire à la ligne f2-f3, ce qui fait que l'on obvient de nouvelles formes de luminai- res ou de nouveaux réflecteurs avec sources lumineuses en un ou plusieurs foyers ou lignes focales, les sources ayant une intensité lumineuse normale ou élevée. L'invention a encore pour objet un réflecteur trifocal à sections elliptiques, comportant un foyer complémentai- re commun unique fl qui est le centre de rotation de la ligne focale f2-f3 autour de l'axe fl perpendiculaire à la ligne f2-f3, ou le centre de rotation des -lignes focales fl-f2 et fl-f3 autour de l'axe fl perpendiculaire à la ligne f2-f3, les distances f1-f2 et fl-f3 étant égales, comportant une source lumineuse sanulaire telle qu'une lampe fluoresbente annu laire disposée sur la ligne focale annulaire f2-f3 et présen- tant une ouverture circulaire étroite dans le plafond ou le couvercle de luminaire, autour du foyer fi qui constitue le point ou la surface de convergence des rayons réfléchis de la lampe tubulaire circulaire. L'invention a encore comme objet l'inversion de la réalisation indiquée plus haut en disposant la source lumineuse au foyer fl et l'ouverture annulaire dans le plafond ou le bâti de la lampe, qui peut être muni d'un verre transparent annulare concentrant les e q rayons qui proviennent de la source lumineuse ponctuelle sous la forme d'une source de lu mière normale ou de grande intensité telle qu'une lampe à vapeur de mercure ou à vapeur de sodium. Un autre groupe de modes de réalisation de 1 'inven- tion comprend des réflecteurs trifocauz miroirs ayant une forme axiale allongée, dont toutes les sections sont-ellipti- ques le long de tout i ' axe longitudinal, avec les lignes focales f2, f3 et un foyer complémentaire commun unique fl, ou une ligne focale fi, et des luminaires à champ allongé ou lampes fluorescentes, lampes à vapeur de mercure ou à vapeur de sodium, qui sont disposées dans l'axe focal du miroir elliptique. Ce groupe de lampes présente un écran translucide en verre, en verre acrylique, en matière plastique, en matière synthétique ou artificielle, sous la forme de plaques, de lamelles, de panneaux ou de tiges. Ainsi par exemple lors de l'installation de la lampe dans des plafonds en panneaux, ltécran de la lampe est lui aussi formé de matière transparente enanneaux, sous la forme de plaques, de grilles, de lamelles ou de tiges. Un autre objet de l'invention, dans ce groupe des réflecteurs trifocaux à miroirs, est l'adaptation aux différentes largeurs des panneaux du plafond. La ligne focale est 1 'axe de rotation des rayons fl-f2 et fl-f3 qui donnent une largeur différente aux sections de ces miroirs elliptiques. La rotation se fait dans le plan horizontal. Les rayons fl-f2 et fl-f3 peuvent être égaux mais peuvent aussi être agrandis de façon inégale. De cette manière, la largeur de l'écran translucide des réflecteurs elliptiques peut couvrir la largeur non seulement d'un panneau, mais encore de deux, trois ou quatre panneaux et davantage. L' écran de la lampe sous forme de panneaux ou de lamelles transparents, etc... fait partie intégrante du plafond en panneaux. Un autre objet de l'invention est la combinaison du réflecteur trifocal à miroirs et d'un réflecteur asymétrique de forme non elliptique, par exemple parabolique, hyperbolique ou plane, raccordé à un côté du réflecteur elliptique, ce qui donne un luminaire asymétrique en ce sens que lton obtient trois champs d'éclairage différents Intégrés au champ global du luminaire asymétrique qui peut servir à éclairer des locaux, des rues, des places et des routes. tnfins l'invention a encore pour objet la disposition d'un tube contenant de l'eau, du gaz ou un liquide sur la ligne focale, au lieu d'une source lumineuse, et le chauffage du liquide au moyen des rayons solaires qui sont concen trés par les miroirs elliptiques et réfléchis par ce collecteur solaire. Ce dernier objet de l'invention peut s'appliquer avantageusement dans des piscines où il n'est pas nécessaire de disposer un tube sur la ligne focale mais où la ligne focale du réflecteur trifocal peut titre directement placée dans l'eau m8me qui est chauffée par les rayons solaires réfléchis. Les réflecteurs elliptiques peuvent autre de différentes grande ders et la ligne focale fl-f2 peut entre plus grande ou plus petite que la ligne focale fl-f3. Les miroirs elliptiques peuvent titre transparents et conçus de telle sorte que l'on peut les disposer dans l'eau de façon flottante. Les sodés de réalisation de l'invention et leurs éléments sont représentés dune façon plus détaillée par les dessins sur lesquels : la figure 1 est un schéma de base d'un réflecteur trifocal à miroirs comportant les foyers fi, f2, f3 et les miroirs elliptiques 1, 2 la figure 2 est un schéma de base d'un réflecteur trifocal à miroirs dans lequel la source fi est réfléchie par f2, f3 la figure 3 est une coupe transversale d'un luminai- re à réflecteur selon la figure 2 la figure 4 est une vue par le bas correspondant à la figure 3 la figure 5 est ute coupe transversale d'ua lu3inai- re à réflecteur selon le schéma de base de la figure 1 la figure 6 est une vue par le bas correspondant à la figure 5 ; la figure 7 est une coupe transversale d'un luminaire trifocal asymétrique la figure 8 est une coupe suivant la ligne A-A de la figure 7 ; ; la figure 9 est une coupe transversale d'un luminaire re de plafond en panneaux à réflecteur trifocal à miroirs, comportant des miroirs elliptiques axiaux et des lsmpes tubulaires axiales, en particulier celles à grande intensité lumi- neuse (lampes à vapeur de mercure ou de sodium, tubes fluorescents); la figure 10 est une coupe longitudinale correspondant à la figure 9 la figure 11 est une coupe transversale d'un collecteur solaire ; la figure 12 est une coupe longitudinale correspondant à la figure 11. Les figures 1 et 2 montrent le schéma de base à partir duguel on peut élaborer les différents modes de réalisation de réflecteur trifocal à miroirs représentés par les figures 3 à 12. On peut d'une part considérer que l'on obtient ces modes de réalisation en faisant tourner les lignes focales fl-f2 et fl-f3 dans le plan horizontal autour du foyer commun f1 ou encore en les faisant pivoter autour du foyer fl dans le plan vertical, l'axe fl étant perpendiculaire à f2-f3. Les distances fl-f2 et fl-f3 peuvent astre égales, ou encore ---- inégales, ce qui veut dire qu'on choisit un rayon fl-f2 plus grand ou plus petit que l'autre rayon fl- f3 si l'on ne les choisit pas tous les deux égaux. En outre, ltextension des réflecteurs elliptiques 1 et 2 en direction axiale (perpendiculairement an plan du dessin) peut être telle que l'on puisse disposer, sur les lignes focales axiales obtenues, des luminaires à champ allongé, des lampes fluorescentes, etc.... Sur les lignes focales peuvent alors être disposées aussi des lampes à vapeur de mercure ou à vapeur de sodium placées en série, ces lampes tubulaires courtes pouvant aussi être placées transversalement à l'axe si les réflecteurs elliptiques ont une largeur appropriée. Dans tous les modes de réalisation, les trois foyers fi, f2 et t3 forment les trois sommets d'un triangle de sorte que comme caractéristique particulière, on peut dire que le foyer commun fl est complémentaire des deux autres foyers 2 et f3. Sur la figure 1, on peut imaginer que les sources de lumière ou de chaleur se trouvent aux foyers f2 et f3 tandis que les rayons réfléchis convergent au foyer fi. Inversement dans la disposition de la figure 2, la source de lumière ou de chaleur est supposée se trouver au foyer fi et les rayons convergent aux deux foyers f2 et f3. Les figures 3 et 4 montrent un développement de la figure 1 dans lequel une source lumineuse ponctuelle 3 est disposée au foyer fi. Les foyers f2 et f3 fondent une découpe annulaire dans le plafond ou l'écran de la lampe 4. Dans l'anneau f2, f3 convergent les rayons engendrés au foyer fl et qui sont par exemple émis dans la pièce. La nouveauté réside ici dans la réalisation d'un luminaire annulaire plat dans le plafond ou sur une lampe f2, f3. 3 Au lieu de la source ponctuelle on peut aussi utili ser une source tubulaire courte, par exemple une lampe à vapeur de mercure ou à vapeur de sodium 3', ce qui forme un luminaire annulaire plat f2, f3 de grande intensité lumineuse.Lorsqu'on fait tourner fl-f2 et fl-f3 autour du foyer f1 et de l'axe fl perpendiculaire à f2-f3, le rayon fi-f2 est égal au rayon fl-f3. Les figures 5 et 6 montrent une disposition inverse de celle des figures 3 et 4. Ici, dans l'anneau f2, f3 est disposée une lampe annulaire 3" tandis qu'un petit évidement annulaire 4' est prévu autour du fpyer f1 dans le plafond ou l'écran de la lampe. Le iuminulrernepeut être un tube fluorescent. Les miroirs de réflecteur 11, 2' à section elliptique sont sous la forme de demi-ellipsoldes. La ligne méridienne qui passe par le sommet caractérise le point d'intersection ou de rencontre des deux moitiés dlellipsolde. Cette intersectin peut aussi autre modifiée et corrigée de façon telle que les moitiés d'ellipsoide se raccordent tangentiellement. Le progrès réside dans les deux cas dans la réalisation de surfaces lumineuses étroites à grande intensité, soit sous forme de surface annulaire, soit sous forme de disque lumineux. Sur-les figures 7 et 8, le réflecteur trifocal à miroirs est équipé de deux miroirs axiaux la et 2a présentant à nouveau en tous leurs points axiaux la section elliptique. Su foyer axial fla est disposé un luminaire à champ allongé, un tube fluorescent ou une Lampe à vapeur de mercure, etc.... Le miroir 2a est prolongé par un miroir aplati 7, notamment parabolique ou hyperbolique. En dessous du tube lumineux 3a est disposé un autre tube lumineux, tube à champ allongé ou tube à vapeur de mercure, etc.... appelé 3b et qui peut aussi se trouver au foyer de la branche de parabole 7. Le baAti de lampe est désigné par 5, le transforateur ou le régulateur par 6. Cette disposition fonctionne comme suit Se tube fluorescent 3b émet de la lumière directe verticalement de haut en bas dans la pièce. On obtient un champ d'éclairage direct que iron peut faire varier selon que lton utilise un luminaire normal ou de grande intensité. La lumière recueillie sur les lignes focales f2a et f3a par les réflecteurs elliptiques axiaux la et 2a engendre un deuxième champ lumineux qui enveloppe ou entoure le premier. En ce sens, le luminaire joute déjà le rôle d'un luminaire asymétrique. On peut d'ailleurs donner une grandeur différente aux lignes focales fl-f2 et fl-f3 comme on la déjà dit, ce qui permet de faire varier la grandeur, la position et l'intensité du deuxième champ d'éclairage. Le troisième champ d'éclairage est dA à la réflexion du miroir supplémentaire 7 gui engendre un champ lumineux large se raccordant aux deux premiers et les élargissant. De cette façon l'asymétrie de ce luminaire est encore accrue. On peut utiliser ce luminaire asymétrique dans des locaux ou les luminaires doivent être disposés hors du centre, sur les cotés de la pièce et permettre tout de mtme d'éclairer tout l'espace. En outre, le luminaire convient à l'Eclai- rage de rues, de places, de routes, etc... Les figures 9 et 10 montrent en coupe transversale et longitudinale un luminaire comme ceux qu'on utilise dans les plafonds en panneaux. Les réflecteurs elliptiques axiaux lb, 2b et 2d franchissent deux panneaux transparents 11 et 12 que l'on peut considérer comme alignés dans un plafond en panneaux. Les luminaires à champ allongé 3c et 3d sont en particulier ici deux luminaires de grande intensité placés à la suite l'un de l'autre dans l'axe, par exemple des luminai- res à vapeur de mercure ou de sodium. Les tubes lumineux sont disposés sur l'axe focal fl, juste au-dessus d'un joint entre deux panneaux 11 et 12. Dans le joint est insérée une baguette profilée 10 qui occupe la largeur du joint et empoche de voir d'en bas les tubes lumineux, de sorte que les rayons ultra-violets éventuels n'atteignent pas directement l'oeil humain. Des deux cotés de la baguette profilée triangulaire sont encore prévus des miroirs lOa et lOb qui amènent la lumière incidente sur les réflecteurs lb, 2b et 2d. Sur les cavés sont encore disposés des miroirs 13 et 15, en vue d'un meilleur rendement de lumière. Cosse on l'a déjà dit, les réflecteurs elliptiques lb, 2b et 2d peuvent être exécutés en différentes largeurs de sorte qu'ils peuvent s'adapter à toutes les largeurs de pan neaux de plafond qui se présentent. Sa outre, on peut aussi choisir la largeur des réflecteurs de façon telle qu'ils ne franchissent pas seulement deux panneaux transparents 11 et 12 - comme le montrent les dessins - mais trois ou quatre panneaux ou davantage. Âvec cette disposition large, les tubes 3c, 3d peuvent aussi être places transversalement à l'axe longitudinal. sur les figures 11 et 12, le réflecteur trifocal à miroirs est représenté dans son application en tant que collecteur solaire. Sur l'axe focal commun des miroirs axiaux à section elliptique le et 2e est disposé un tube 3e contenant un fluide tel que de l'eau ou un gaz. Les rayons sols res convergeant sur l'axe focal fle chauffent le fluide qui circule dans le tube et qui est amené à un système de tubes 3f en lui-même connu, à un échangeur ou collecteur et sert à alimenter une installation d'eau chaude. Les réflecteurs le et 2e peuvent aussi servir directement à chauffer l'eau d'une piscine, le système de tubes 3e et 3f étant supprimé. Plus l'axe focal fle est placé bas dans l'eau à chauffer, plus l'effet de chauffage est efficace. Les réflecteurs le, 2e peuvent aussi avoir une disposition inverse et aussi titre sous forme transparente. De même les r6- Slecteurs peuvent autre disposés dans l'eau de façon flottante. RE VEND I CÂTI O NB 1. Réflecteur trifocal à miroirs comportant des miroirs à section elliptique et caractériséparle fait qu'il présente un foyer complémentaire commun servant de centre à la rotation des rayons des lignes focales dans le plan horizontal ou le plan vertical, pour la réalisation de nouvelles formes de lampes comportant des sources lumineuses placées en un ou plusieurs foyers, ayant une intensité lumineuse normale ou élevée, et de forme ponctuelle ou sous forme de tubes à champ allongé, ces derniers étant disposés sur des axes focaux non aux ou des lignes focales correspondants. 2. Réflecteur suivant la revendication 1, caractOri- se en ce que le foyer complémentaire commun est le centre de rotation des rayons des lignes focales dans le plan vertical autour du foyer complémentaire commun, comportant une source lumineuse annulaire ou un tube fluorescent annulaire disposé sur l'axe focal annulaire, la lampe ou le plafond présentant une ouverture circulaire étroite au foyer pour la sortie de la lumière0 3.Réflecteur suivant les revendications 1 et 2, caractérisé en ce que le foyer complémentaire commun est le centre de rotation des rayons des lignes focales dans le plan vertical, autour du foyer complémentaire commun, perpendiculaire à la ligne qui constitue l'axe vertical de rotation jusqu'au foyer complémentaire commun, une ouverture annulaire étant prévue dans le plafond ou le btti de la lampe et une source lumineuse ponctuelle ou tubulaire courte étant for mée d'une lampe à vapeur de mercure ou d'une source lumineuse de grande intensité. 4. Réflecteur suivant les revendications 1 à 3, ca ractérisé en ce que lesdits réflecteurs axiaux à section elliptique, disposés sur les axes focaux ou lignes focales, isolément ou à plusieurs, sous la forme de luminaires à champ allongé, de tubes fluorescents, de tubes à intensité lumineuse normale ou élevée tels que des lampes à vapeur de mercure ou de sodium à basse ou à haute pression, sont situés sur un seul ou deux desdits axes focaux. 5. Réflecteur suivant; la revendication 4, caractérisé en ce qu'un foyer ou une ligne focale complémentaire commun sur lequel est disposé un luminaire à champ allongé ayant une intensité lumineuse normale ou élevée telle qu'une lampe à vapeur de mercure ou de sodium ou un tube fluorescent, les réflecteurs elliptiques axiaux & miroirs sont recouverts par des panneaux formant écrans transparents pour les lampes et pouvant avoir la forme de globes en verre acrylique ou autre matière synthétique transparente ou de lamelles. 6. Réflecteur suivant la revendication 5, caractérisé en ce que l'on peut obtenir une largeur variable des miroirs elliptiques axiaux ainsi que tranchoir plusieurs largeurs de rangées de panneaux de plafond, à savoir deux, trois, quatre largeurs ou davantage, grAce au fait que les lignes focales peuvent pivoter verticalement autour de l'axe focal. 7. Réflecteur suivant la revendication 1, caractérisé en ce que les deux 6lecteurs axiaux à miroir présentant les lignes focales axiales et la ligne focale complémentaire commune sont prolongés latéralement par un autre réflecteur à miroir de forme elliptique, parabolique, hyperbolique ou rectiligne (lumière asymétrique). 8. Réflecteur selon la revendication 7, caractérisé en ce que la troisième ellipse ou le troisième miroir elliptique ont, avec les deux autres miroirs, un foyer complémentaire commun ou une ligne focale complémentaire commune. 9. Réflecteur selon les revendications 7 et 8, caractérisé en ce que dans les lignes focales axiales sont disposés des luminaires à champ allongé, telsque des tubes fluorescents ou des tubes à intensité lumineuse élevée ou normale par exemple des lampes à vapeur de mercure ou de sodium à basse oubaute pression. 10. Réflecteur selon les revendications 7 à 9, caractérisé en ce que les lignes focales peuvent pivoter autour de la ligne focale commune. 11. Réflecteur selon l'une quelconque des revendications 7 à 10, caractérisé en ce qu'une source lumineuse supplémentaire est disposée en dessous de la première. 12. Réflecteur selon la revendication 1, caractérisé en ce qu'au foyer commun ou sur la ligne focale commune des réflecteurs à section elliptique est disposé un tuyau ou un tube véhiculant un liquide tel que de l'eau ou un gaz d'un système de tuyauterie s, chauffe par les rayons solaires réfléchis (collecteur solaire). 13. Réflecteur selon la revendication 12, caractérisé en ce que le tube étant supprimé, le chauffage de l'eau d'un récipient ou d'une piscine est assuré directement par l'axe focal plongé dans veau. 14. Réflecteur selon les revendications 12 et 13, caractérisé en ce que les axes focaux sont disposés dans l'eau et concentrent les rayons solaires sur la ligne focale. 15. Réflecteur selon les revendications 12 à 14, caractérisé en ce que les miroirs sont transparents aux rayons solaires. 16. Réflecteur selon l'une quelconque des revendications 12 à 15, caractérisé en ce que les miroirs sont formés de matière flottante ou de matériau léger sous forme flottante.