Brevet FR2623633A1 — publié le 19890526

La présente invention concerne un appareil émetteur de rayonnement infrarouge comportant au moins une source cylindrique de rayons infrarouges et un réflecteur. Dans un appareil émetteur de rayonnement infrarouge le réflecteur doit être conformé et monté. par rapport à la source de rayons. de telle façon qu il n'existe pas de rayons prisonniers entre la source des rayons infrarouges et le réflecteur. En effet ces rayons prisonniers entrainent une perte de rendement et une surchauffe locale En outre la forme et la disposition du réflecteur doivent lui permettre d'éliminer les réflexions multiples entre source et réflec- teur qui nuisent naturellement au rendement obtenu avec l'appareil. La présente invention concerne un appareil permet- tant de satisfaire à ces conditions et d obtenir un rende- ment particulièrement élevé. avec une structure remarquable ment simple A cet effet cet appareil émetteur de rayonnement infrarouge comportant au moins une source cylindrique de rayons infrarouges et un réflecteur pour réfléchir ces rayons infrarouges émis en direction d une cible définie comme s'étendant entre deux extrémités. la source cylindri- que. le réflecteur et la cible étant chacun symétriques par rapport à un meme plan de symétrie de l'appareil émetteur. si bien que le réflecteur est constitué de deux moitiés de même section droite situées de part et d'autre du plan de symétrie contenant 1 axe longitudinal de la source est caractérisé en ce que la section droite d'un demi réflec- teur, situé d'un coté du plan de symétrie. comprend en partant de ce plan de symétrie une première partie courbe constituée d'au moins un arc de développante de cercle ou d'un arc de cercle s'étendant à partir du plan de symétrie jusqu à une extrémité située sur un premier rayon extreme tangent à la source et passant par une première extrémité de la cible qui est située de l'autre coté du plan de symé- trie et une seconde partie courbe se raccordant tangentiel- lement à la première partie courbe et de forme telle que tous les rayons tangentiels émis h pprtir de la source cy- lindrique et tombant sur cette seconde partie courbe soient réfléchis vers la première extrémité de la cible située de l'autre côté du plan de symétrie cette seconde partie cour be se terminant en un point extrême situé sur un second rayon extrême tangent à la source et passant par la seconde extrémité de la cible qui est située du premier coté du plan de symétrie. On décrira ci-après. à titre d'exemples non limita tifs, diverses formes d'exécution de la présente invention La figure 1 est une vue en coupe transversale sché- matique d un appareil émetteur de rayonnement infrarouge suivant l'invention. Les figures 2.3 et 4 sont des schémas de variantes d'exécution de 1 appareil émetteur de rayonnement infrarou ge L appareil émetteur de rayonnement infrarouge re- présenté sur la figure 1 qui est symétrique par rapport à un plan xy perpendiculaire au plan de la figure. est désigné dans son ensemble par la référence 1. Cet appareil comporte une source de rayons infrarouges cylindrique 2. telle qu'un filament de tungstène cylindrique, enroulé en héliceentouré d'une enveloppe cylindrique coaxiale 2a telle qu'un tube de quartz et un réflecteur 3 et il projette un rayonnement infrarouge sur une cible 4.Du fait de la symétrie de 1 ap- pareil émetteur 1 1 axe de la source cylindrique 2 est contenu dans le plan xy et le réflecteur 3 est constitué de deux demi-réflecteurs à savoir un demi réflecteur gauche 3a et un demi-réflecteur droit 3b symétriques par rapport au plan xy. La section droite de chacun des demi réflecteurs 3a.3b qui ont des surfaces cylindriques. comprend deux parties à savoir une première partie courbe AB en forme d'arc de développante du cercle dit cercle "émetteur" qui constitue la section droite de la source cylindrique 2 et une seconde partie courbe BC. L'extrémité A de l'arc AB est située sur l'enveloppe cylindrique externe 2a de la source de rayons infrarouges 2, dans le plan de symétrie xy de 1 appareil et du côté arrière, c est--à dire b l'opposé de 1 ouverture de sortie du rayonnement infrarouge émis par l'appareil 1. L autre extrémité B de l'arc AB se trouve sur le rayon extrême R1 qui est tangent au cercle "émetteur" 2 et qui passe par l'extrémité gauche 4a de la cible 4. c est-à dire celle qui est située du côté du plan de symé trie xy opposé à celui o se trouve le demi-réflecteur droit 3b Du fait que l'arc AB est un arc de développante du cercle "émetteur" formant la section droite du cylindre d 'enroulement du filament émetteur 2. tous les rayons tan- gentiels, émis par la source 2 entre le point de tangence du rayon tangentiel extrême Ri et le point A. sont réfléchis sur eux-mêmes en tous les-points de l'arc AB La section droite du demi--réflecteur droit 3b com prend une seconde partie courbe BC qui se raccorde tangen- tiellement à la première partie courbe AB, au point B. La forme de cette seconde partie courbe BC est telle que tous les rayons tangentiels émis à partir du cercle "émetteur" 2 et tombant sur cette partie courbe BC soient réfléchis vers l' extrémité gauche 4a de la cible 4. On a représenté sur la figure 1 un rayon tangentiel Ri émis à partir de la source cylindrique 2 et qui vient frapper le demi-réflecteur droit 3b en un point P à partir duquel il est réfléchi sous la forme d un rayon Rr atteignant l'extrémité gauche 4a de la cible 4 Le point C qui constitue 1 extrémité de la seconde partie courbe BC est situé sur le rayon extrême R2 qui est tangent au cercle "émetteur" 2 et qui passe par l'extrémité droite 4b de la cible 4. c'est-à-dire celle qui est située du même côté que le demi-réflecteur droit 3b par rapport au plan de symétrie xy D'après la description qui précède. on peut voir que chacun des demi-réflecteurs 3a,3b permet d'éviter. du fait de la forme particulière de sa section droite les ré- flexions multiples entre source et réflecteur et le maintien de rayons quelconques prisonniers entre la source 2 et le réflecteur 3. ce qui évite ainsi des surchauffes locales et augmente considérablement le rendement de l'appareil. Dans la variante d'exécution de l'invention repré- sentée sur la figure 2 l'extrémité AI de la première partie courbe AlB de la section droite de chaque demi-réflecteur n'est pas située sur l'enveloppe cylindrique externe 2a de la source 2 mais à une certaine distance d en arrière de celle-ci Dans ce cas la développante de cercle dont la partie A1B ne constitue qu un arc, commence. sur la surface de la source cylindrique 2 en un point al situé à gauche du plan de symétrie xy. Dans la variante d'exécution de l'invention repré sentée sur la figure 3 la première partie courbe de la sec- tion droite de chaque demi-réflecteur 3a 3h est constituée de deux arcs de développantes différentes du cercle "émet- teur", c'est-à dire de la section droite de la source cylin- drique 2. à savoir les arcs AlA2 et A3B L'extrémité Al de 1 arc de développante de cercle AlA2 est proche de la sur- face de l'enveloppe 2a de la source 2 en arrière de celle-- ci dans le plan de symétrie xy, et l'arc AlA2 est une por- tion d'une développan.te de cercle partant d'un point ai situé. sur la surface externe de la source cylindrique 2. à gauche du plan de symétrie xy. Par ailleurs 1 arc A3B est une portion d'une autre développante de cercle partant d'un point bl situé sur la surface externe de la source cylindrique 2. au-delà c'est-à-dire à gauche du point de départ al de la première développante de cercle. Les extré- mités A2 et A3 qui sont distantes l'une de l'autre, sont alignées suivant une même tangente t à la source cylindri- que 2 qui est parallèle au plan de symétrie xy. si bien que de ce fait aucun rayon infrarouge n'est perdu. L'intervalle ménagé entre les extrémités A2 et A3 constitue ainsi une ouverture pour le passage d'air de refroidissement de 1 ap- pareil suivant l'invention. Dans la variante d'exécution de l'invention repré- sentée sur la figure 4 la source 2 de rayons infrarouges est en fait constituée de plusieurs sources élémentaires cylin- driques 2A,2B,2C,2D. qui sont adjacentes les unes aux autres et dont les axes sont parallèles et contenus dans le plan de symétrie xy. Ces sources élémentaires 2A-2D constituent l'équivalent d'une source bifaciale de rayonnement infra- rouge: autrement dit elles peuvent être considérées comme une plaque plane émettant des rayonnements infrarouges à partir de ses deux faces opposées. Dans ce cas la première partie courbe AB de la section droite de chaque demi-réflec- teur 3a,3b est constituée par un arc de cercle centré sen- siblement sur la source élémentaire externe 2A. c'est-b- dire celle qui est la plus proche de l'ouverture de sortie de l'appareil. L'extrémité B est située, comme dans les cas précédents, sur le rayon tangent extrême R1 qui passe par l'extrémité gauche 4a de la cible 4. La seconde partie cour-- be BC est constituée par un arc d'ellipse ayant pour grand axe le rayon tangent extrême R1 et pour foyers la source élémentaire externe 2A et l'extrémité gauche 4a de la cible 4. Comme précédemment l'extrémité C est située sur le rayon tangent extrême R2 qui passe par l'extrémité droite 4b de la cible 4. REVENDICATIONS 1.- Appareil émetteur de rayonnement infrarouge comportant au moins une source cylindrique de rayons in- frarouges et un réflecteur pour réfléchir ces rayons in- frarouges émis en direction d'une cible définie comme s'é- tendant entre deux extrémités, la source cylindrique. le réflecteur et la cible étant chacun symétriques par rapport à un même plan de symétrie de l'appareil émetteur. si bien que le réflecteur est constitué de deux moitiés de même section droite situées de part et d'autre du plan de symé- trie contenant l'axe longitudinal de la source. caractérisé en ce que la section droite d'un demi-réflecteur (3b). situé d un côté du plan de symétrie (xy) comprend, en partant de ce plan de symétrie (xy). une première partie courbe (AB) constituée d'au moins un arc de développante de cercle ou d'un arc de cercle s'étendant à partir du plan de symétrie (xy) jusqu' une extrémité (B) située sur un premier rayon extrême (Ri) tangent à la source (2) et passant par une première extrémité (4a) de la cible (4) qui est située de l'autre côté du plan de symétrie (xy). et une seconde partie courbe (BC) se raccordant tangentiellement à la première partie courbe (AB) et de forme telle que tous les rayons tangentiels (Ri) émis à partir de la source cylindrique (2) et tombant sur cette seconde partie courbe (AB) soient ré- fléchis vers la première extrémité (4.a) de la cible située de l'autre côté du plan de symétrie. cette seconde partie courbe se terminant en un point extrême (C) situé sur un second rayon extrême (R2) tangent à la source (2) et passant par la seconde extrémité (4b) de la cible (4) qui est située du premier côté du plan de symétrie (xy). 2.- Appareil suivant la revendication 1 comportant une seule source cylindrique de rayons infrarouges, carac- térisé en ce que la première partie courbe (AB) est consti- tuée par un arc de développante du cercle "émetteur" formé par la section droite de la source cylindrique (2). partant d'un point (A) situé sur l'enveloppe externe (2a) de la source cylindrique (2), dans le plan de symétrie (xy). à l'arrière de celle-ci. c est-à-dire à l'opposé de l'ouver- ture de sortie de l'appareil 3. - Appareil suivant la revendication 1 comportant une seule source cylindrique de rayons infrarouges, caractérisé en ce que la première partie courbe (A1B) est constituée par un arc de développante de cercle partant d'un point (Al) qui est situé, dans le plan de symétrie (xy). à une distance (d) de l'enveloppe externe (2a) de la source cylindrique (2), en arrière de celle ci. 4.- Appareil suivant la revendication 1. compor- tant une seule source cylindrique de rayons infrarouges, caractérisé en ce que la première partie courbe est consti- tuée de deux arcs de développantes différentes du cercle "émetteur" formé par la section droite de la source cylin- drique (2),, à savoir un premier arc de développante de cercle (A1A2) s'étendant entre une première extrémité (Al) située dans le plan de symétrie (xy) et à distance de l'en- veloppe externe de la source cylindrique (2) et une seconde extrémité (A2) , ce premier arc de développante de cercle (AlA2) faisant partie d'une développante de cercle partant d'un point (al). sur la surface externe de la source cylin- drique (2). qui est situé du côté opposé du plan de symé- trie (xy), et un second arc de développante de cercle (A3B) faisant partie d'une autre développante de cercle partant d'un point (bl) situé, sur la surface externe de la source cylindrique (2). au-delà du premier point de départ (al). la seconde extrémité (A2) du premier arc de développante de cercle (A1A2) et la première extrémité (A3) du second arc de développante de cercle (A3B) étant distantes l'une de l'au- tre et alignées suivant une même tangente (t) à la source cylindrique (2), tangente qui est parallèle au plan de symétrie (xy), si bien que l'intervalle ménagé entre ces extrémités (A2A3) constitue une ouverture pour le passage d'air de refroidissement. 5.- Appareil suivant la revendication 1 caractéri- sé en ce que la source (2) de rayons infrarouges est cons- tituée de plusieurs sources élémentaires cylindriques 8- (2A,2B,2C.2D) qui sont ndjacentes les unes aux autres et dont les axes sont parallèles et contenus dans le plan de symétrie (xy), la première partie courbe (AB) de la section droite du demi-réflecteur (3a,3b) est constituée par un arc de cercle centré sensiblement sur la source élémentaire externe (2A), c'est-à-dire celle qui est la plus proche de l'ouverture de sortie de l'appareil, et la seconde partie courbe (BC) est constituée par un arc d'ellipse ayant pour grand axe le premier rayon tangent extrême (R1) et pour foyers la source élémentaire externe (2A) et la première extrémité (4a) de la cible (4).