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APPAREILS POUR LAMPES FLUORESCENTES.
Les tubes fluorescents utilisés pour l'éclairage constituent une source lumineuse rectiligne de grande longueur et de faible brillance dont le solide photométrique définissant la répartition lumineuse natu- relle à la source, est formé sensiblement par un tore engendré par un cer- cle tangent à son axe de révolution. Il est très difficile de modifier cette répartition lumineuse, et de tels tubes fluorescents ont été em- ployés pour l'éclairage public surtout en position horizontale ou légère- ment inclinée sur l'horizontale.
Des appareils ainsi réalisés qui ont au minimum la longueur des tubes, sont par suite très encombrants et peu esthétiques et leur cour- be photométrique est, par suite de la nature du solide photométrique de la source lumineuse et malgré les modifications résultants des verreries prismatiques ou des réflecteurs qu'ils comportent, beaucoup.trop divergen- te dans le sens de la rue. Une grande partie du flux lumineux tombe en dehors de la chaussée et peut être considérée comme perdue.
La présente invention a pour objet un appareil d'éclairage public à source lumineuse rectiligne disposée verticalement ce qui rend l'appareil plus esthétique et facilite le montage en réduisant le porte-à faux, muni de dispositifs optiques réduisant la divergence latérale et d'une façon générale utilisant rationnellement le flux lumineux en fonction du problème d'éclairement recherché.
Ces dispositifs optiques sont constitués essentiellement par des plaques réfractantes ou réfléchissantes verticales disposées sur deux côtés au moins de la source et assurant d'une part une répartition du flux lumineux dans le plan horizontal suivant deux directions préféren- tielles sensiblement opposées, et d'autre 'part, dans le plan vertical rabattant vers le bas le flux lumineux ainsi dirigé dans le plan horizon- 'tal, l'action de ces plaques pour le rabattement des rayons vers le.bas
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pouvant être complétée par des anneaux réfléchissants enfilés axialement sur le tube fluorescent.
Le dessin annexé montre schématiquement et à titre d'exemples quelques modes de réalisation de l'invention.
Les figs. 1 à 10 se réfèrent plus particulièrement à des réa- lisations utilisant des plaques réfractantes.
La fig. 1 est une coupe verticale d'un premier type d'appareil.
La fig. 2 montre la courbe photométrique produite par cet ap- pareil.
La fig. 3 montre le solide photométrique de la source lumineuse considérée.
La fig . 4 est une coupe verticale par IV-IV fig. l,
La fig. 5 montre en coupe verticale analogue un autre détail.
La fig. 6 est une vue en plan correspondante,
Les figs. 7 à la montrent en coupe horizontale des variantes de la fig. 1,
La fig. 11 est une vue en coupe horizontale d'un appareil tra- vaillant par réflexion.
Les figs. 12 et 13 montrent des variantes,
La fig. 14 est une coupe verticale à plus petite échelle par XIV-XIV (fig. 13),
La fig. 15 est une vue en élévation correspondante,
Les figs. 16 et 17 sont des vues analogues montrant une varian- te,
Les figs. 13 à 20 montrent à plus grande échelle un détail et deux variantes de la fig. 4..
L'appareil représenté fig, l équipé d'un tube fluorescent ver- tical 1, comporte essentiellement quatre plaques prismatiques planes 2, 2' 3 et 4., assemblées bord à bord en formant un parallélépipède rectangle.
Les plaques 2, 2' sont disposées perpendiculairement à l'axe de la rue, la plaque 3 est disposée du côté de la chaussée, c'est-à-dire de la zone à éclairer plus particulièrement, tandis que la plaque 4 est au contraire disposée du côté des maisons, c'est-à-dire du côté qui n'a pas besoin d' être éclairé.
La source lumineuse 1 est placée à l'intérieur du cadre ainsi défini, tangentiellement au plan de symétrie longitudinal X-X' et du côté de la plaque 4 c'est-à-dire du côté opposé à la zone à éclairer. Les deux plaques 2, 2' sont constituées sensiblement comme des lentilles cylindriques à échelon.
Elles auraient donc pour effet de concentrer en un faisceau sen- siblement parallèle à l'axe X-X', le flux émis par la source 1, si ce flux était disposé dans le plan X-X'. La source étant au contraire décalée par rapport à ce plan, le faisceau sortant des plaques sera divergent, la diver- gence de ce faisceau dans chaque plan horizontal étant égale à l'angle sous lequel on voit la source fluorescente à partir du centre optique de chacune des plaques.
Un rayon tel que 5 normal à la plaque 2, sortira donc sans dé- viation de même que le rayon 6 passant par le centre optique. Les autres rayons seront déviés du côté opposé à la source. On a ainsi représenté en 7 et 8, deux rayons correspondant aux deux points extrêmes de la source et rencontrant l'une des extrémités de la plaque 2, pour ressortir suivant 7' et 8'.
On observera que la partie de la plaque 2 située du côté de la
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plaque 3, c'est-à-dire du côté de la chaussée, sera munie de prismes moins inclinés que sur la partie correspondante symétrique par rapport au plan X-X' de façon à obtenir plus de continuité dans la répartition lumineuse.
La plaque 3 située du côté de la chaussée est destinée à ré- partir de part et d'autre vers l'axe de la rue les rayons qu'elle reçoit.
On a figuré en 9, 9', un rayon réfracté par cette plaque 3 dont les nervu- res et prismes sont calculés selon les lois ordinaires de l'optique de façon à obtenir une répartition sensiblement continue en évitant notam- ment les discontinuités dans les zones de jonction des plaques 2 et 3.
La plaque arrière 4 (côté maisons) est destinée à renvoyer du côté opposé (c'est-à-dire vers la rue), les rayons qu'elle reçoit. Elle porte à l'extérieur des prismes à réflexion totale 10 et pourrait être lisse intérieurement.
Néanmoins, elle sera munie de préférence., de pris- mes réfractants 10', dont les faces actives sont sensiblement perpendicu- laires à la direction du rayon émis par le tube de manière qu'il ne se produise aucune déviation et qu'un rayon incident Il revienne parallèle- ment à lui-même en 11'. pour éviter néanmoins que les rayons réfléchis reviennent ainsi sur le tube où ils seront partiellement absorbés, les prismes réfléchissants 10 ne seront pas normaux, c'est-à-dire 90 , mais au contraire plus ouverts, de manière qu'une certaine quantité de flux lumineux traverse le prisme et soit utilisé pour éclairer les façades des maisons.
Il y aura d'ailleurs de toute façon une perte, car la source lumineuse sera vue du prisme sous un angle tel que certains rayons arriveront sur les faces des prismes avec des angles supérieurs aux an- gles limités et traverseront de ce fait leur surface extérieure.
La courbe de répartition de la lumière sur un cône incliné de 70 par rapport à l'horizontale (orientation préférentielle pour un appareil d'éclairage des rues placé à la hauteur usuelle), sera alors sensiblement celle représentée fig. 2, c'est-à-dire nettement allongée dans le sens de la rue avec une faible quantité de lumière du côté des maisons, c'est-àd-ire en arrière de l'axe X-X'.
Il résulte de la nature du solide photométrique d'une source rectiligne, représenté fig. 3, que le maximum de l'émission aura lieu dans la direction Fl, F'l perpendiculaire aux tubes, c'est-à-dire suivant l'horizontale. Pour des appareils destinés à l'éclairage des rues, il en résulte un certain éblouissement pour les usagèrs et une perte appréciable du flux lumineux, Pour y remédier, on se propose de rabattre le solide photométrique 12 suivant 12', le maximum de l'émission ayant lieu alors dans des directions F2 et F'2, c'est-à-dire suivant un angle incliné d' environ 70 par rapport à l'horizontale.
A cet effet on prévoira sur la face intérieure des verreries et plus particulièrement des plaques 2-2' de l'appareil, des prismes parallèles 13 dont l'angle est déterminé en fonction du rabattement moyen désirée de manière qu'un rayon tel que 14 se trouve rabattu en 14'. Pour les plaques 2-2', la prévision de ces prismes intérieurs 13 ne soulève aucune difficulté pratique . Pour les plaques 3, déjà munies de prismes et nervures sur leur face intérieure9 on pourra obtenir le résultat cherché en exécutant la plaque suivant plusieurs éléments horizontaux séparés, constituant chacun dans le plan vertical, un prisme analogue au prisme 13.
Cette disposition n'est néanmoins pas possible lorsque pour des questions de démoulage, les éléments 3 sont moulés obligatoirement par centrifugation en un seul morceau, comme dans le cas de la fig. 9.
Cette disposition permet de récupérer vers le bas dans la direction optimum, les rayons émis naturellement suivant l'horizontale La disposition représentée figs. 5 et 6 est destinée à récupérer les rayons montants, tels que 15. Elle consiste à disposer axialement à la source 1, des éléments annulaires 16, plans ou légèrement inclinés en- dessous de l'horizontale portant des prismes à réflexion totale sur leur face extérieure.
Les rayons tels que 15 seront ainsi renvoyés vers le bas en 15'; par contre, les rayons descendants tels que. 17 venant des parties de la source disposée au-dessus de l'élément 16 pourront traverser cet
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élément en 17', les prismes à réflexion totale agissant simplement comme une cannulure provoquant une légère déviation du rayon,, le rayon 17 par exemple ressortant ainsi en 17' .
Les figs. 7 à 10 montrent des variantes de réalisation de l'ap- pareil représenté fig. 1.
L'appareil de la fig. 7 étant destiné à être placé dans l'axe de la chaussée et à produire par suite une répartition-lumineuse suivant son axe de symétrie, est combiné avec deux lampes fluorescentes verticales la et Il! disposées symétriquement, de part et d'autre du plan de symétrie X-X' de l'appareil.
Celui-ci? de section générale circulaire, est consti- tué de deux demi-éléments 13-18' agissant dans leur partie centrale de ma- nière analogue aux éléments 2, 2' de la fig. l, de manière à concentrer les rayons qu'ils reçoivent suivant deux faisceaux sensiblement parallèles orientés suivant X-X' les bords de ces éléments 18-18' agissent d'autre part à la manière des éléments 3 de la fig. l, de manière à ramener vers l'axe X-X' les rayons normalement émis suivant Y-Y', perpendiculairement à l'axe de la chaussée.
La fig. 6 montre une variante de la fig. 7 de forme générale elliptique,avec deux lampes la et 1b disposées disymétriquement de manière à assurer comme dans le cas de la fig. l, une répartition lumineuse dans deux directions préférentielles obliques par rapport à l'axe X-X'. On note- ra que la forme elliptique assure à elle seule une meilleure utilisation du flux lumineux que la forme circulaire, puisque les rayons incidents subissent déjà à l'entrée dans le verre une réfraction qui tend à les dévier dans le sens préférentiel, alors que dans la forme circulaire de la fig. 7 les rayons émis étant sensiblement normaux à la face intérieure de la verrerie pénétrent sans déviation. On peut y remédier en disposant des prismes intérieurs ver- ticaux conjugués avec les prismes extérieurs.
Toutefois, cette réalisation n'est matériellement possible que si la verrerie circulaire de la fig. 7 est réalisée en une seule pièce par centrifugation. Dans le cas d'une verre- rie en deux parties, les prismes intérieurs s'opposeraient au démoulage.
La fig. 9 montre une variante intermédiaire entre les réalisa- tions de la fig. 1 et de la fig. 8. Elle comporte deux verreries 20-20' dont les parties centrales sont planes et agissent donc exactement comme des ver- reries 2-2' de la fig. l, les extrémités de chacune des deux parties 20-20' étant conformées sensiblement comme les plaques 3 et 4 de la fig, l et agis- sant de façon analogue.
Dans la variante de la fig. 10, on a prévu deux plaques 21-21' agissant comme des plaques 2-2' de la fig. 1, mais inclinées l'une par rap- port à l'autre et formant un triangle avec une plaque 22 jouant exactement le même rôle que la plaque 4 de la fig. 4. On observera que cette disposi- tion en triangle permet pour un appareil disposé sur un côté de la rue, c' est-à-dire destiné à éclairer davantage dans le sens y que dans le sens Y', de prévoir deux sources lumineuses 1a et 1b disposées symétriquement par rapport au centre géométrique du triangle.
Les figs. 11 à 20 concernent un appareil dans lequel la l'épar- tition lumineuse ci-dessus définie est obtenue essentiellement par des sur- faces réfléchissantes. Dans la réalisation de la fig. 11, on a disposé de part et d'autre du tube fluorescent vertical 1, deux groupes de miroirs paraboliques verticaux 23, 23', 24, 24' dont la forme est calculée de ma- nière à diriger les rayons provenant de la source lumineuse dans les direc- tions 26 et 26'. Ces directions sont choisies de façon que le rayon lumi- neux d'un faisceau moyen tombant sur les miroirs aux points 27 et 28 soit, après réflexion, renvoyé parallèlement aux directiors 30 et 30'.
Par suite de la grande dimension du tube fluorescent 1 par rap- port aux miroirs, la divergence des faisceaux obtenus sera très importante.
On a donc choisi les directions 30 et 30' de façon que les rayons limites 31 des faisceaux moyens considérés soient réfléchis en 31' parallèlement à l'axe de la rue, c'est-à-dire perpendiculaire à l'axe de symétrie Y-Y' de l'appareil. Quand l'appareil sera destiné à être placé d'un seul côté de
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la rueet non pas dans l'axe de celle-ci, il pourra comporter en plus de la source lumineuse 1 une source lumineuse la (fig . 12); la deuxième source-- la disposée en avant de la première du côté de la rue sera alors combinée avec un seul groupe de miroirs 29-29', toute la partie du flux sortant librement servant à éclairer les parties de la chaussée placées devant l'appareil.
On pourra néanmoins disposer également en avant de cette source la, une pla- que prismatique, telle que la plaque 3 de la fig. 1 et travaillant dans les mêmes conditions.
Il est possible dans de nombreux cas d'employer des miroirs de fabrication plus simple que les miroirs paraboliques et l'on peut notamment obtenir des résultats satisfaisants en utilisant des miroirs plans orientés parallèlement à la cor de aux miroirs paraboliques 23 , 23' et 24, 24', ou la tangente -du -milieu des miroirs, c'est-à-dire en 32,32', 33,33'. Une telle réalisation est représentée fig.13, les miroirs plans considérés étant représentés en 34, 34', 35, 35'. Tout se passe dans ce cas comme si les flux sortant de l'appareil provenaient des images du tube la, l'a, 1b, 1'12, du tube 1 dans les miroirs 34, 34', 35, 35-
On notera cependant qu'avec les miroirs plans tels que la fig.
13, l'intensité sera un peu plus faible qu'avec des miroirs paraboliques, comme fig. 11. En effet, dans la fig.11 l'intensité dans la direction 30 , est proportionnelle au vecteur A B, c'est-à-dire à la projection des miroirs sur une perpendiculaire à la direction 26 . Dans le cas de la fig. 13 au contraire, l'intensité est proportionnelle à la longueur du vecteur A' B' joignant sur une perpendiculaire à 26, les extrémités des deux sources lu- mineuses virtuelles la et 1b. Une solution approchée consistera à remplacer les miroirs 34-34' ou 35-35' chacun par deux miroirs inclinés l'un par rap- port à l'autre.
Comme dans le cas des appareils utilisant des plaques réfrac- tantes, les miroirs verticaux, qui viennent d'être décrits, assurent le ma- ximum d'intensité lumineuse dans le plan horizontal. Il faut donc, comme dans la solution précédente, rabattre les rayons vers le bas. Ce résultat pourra être obtenu en enfermant l'ensemble de l'appareil entre deux plaques 36-36' perpendiculaires à l'axe de la chaussée et munies de préférence sur leur face intérieure de prismes 13 comme ceux représentés fig . 4. De tels prismes peuvent également être remplacés par les cannelures prismatiques é- chelonnées disposées sur les faces des miroirs.
Ces cannelures 37 (fig.14 et 15), peuvent être obtenues par emboutissage dans le cas de miroirs paraboliques,, ou plus simplement par la- minage dans le cas de miroirs plans. Un rayon tel que 38 sera alors rabattu vers le bas en 38',un rayon perpendiculaire aux faces inclinées 37 étant au contraire réfléchi sur lui-même comme indiqué en 39.
On notera que tes cannelures 37 peuvent être soit horizonta- les comme représenté figs.14 et 15, soit inclinées comme indiqué figs. 16 et 17, de manière à dévier vers le bas les rayons réfléchis, en assurant en même temps une déviation dans le plan horizontal.
Dans la pratique, ces prismes inclinés pourront être.réalisés en découpant des plaques portant des cannelures horizontales et en les as- semblant obliquement, comme représenté fig. 17.
On observera que l'utilisation de prismes sur les plaques de sortie 36-36' (figo Il), et à l'intérieur des plaques 2, 2' (fig. 1) entraî- ne une perte de lumière.
Comme on le voit fig. 18, un prisme tel que 40 situé du côté de la source lumineuse, reçoit en -un point tel que 41, un pinceau lumineux compris entre les directions 42 (verticale descendante) et 43 (tangente aux prismes). Si alors on considère un point tel que 44 sur la face de sortie, le rayon corr espondant à 42 entre dans le verre suivant la direction 45 où il fait avec la normale un angle supérieur à l'angle limite, il est donc réfléchi et ne peut de ce fait sortir de l'appareil. La direction corres- pondant à l'angle émis 46 donne naissance à un rayon sortant sensiblement vers la verticale descendante, c'est-à-dire en 47.
Le rayon incident cor-
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respondant à l'angle limite 42 est d'autre part le rayon 48 On voit que tous les rayons compris entre 42 et 48 (partie hachurée au dessin) ne sor- tent pas de l'appareil et seront perdus.
Les phénomènes sont analogues lorsque le prisme est placé vers l'extérieur comme représenté fig. 19. Les rayons incidents pénétrant dans le prisme 49 en 50, sont répartis sur 180 . Le rayon 51 faisant l'angle limite avec la face de sortie, correspondant au rayon incident 52, rencon- tre la face de sortie en 53 et sort en 54 tangent à cette face. Le dernier rayon sortant est le rayon tangent ascendant 56. On voit que tous les rayons incidents ne pouvant. sortir, seront ceux compris entre le rayon 48 et le rayon tangent descendu 57. La perte est donc plus considérable que dans le cas précédent.
Pour remédier à ce grave inconvénient, on utilisera en combi- naison avec les miroirs de la fig. 6, des verreries 36, portant deux groupes de prismes opposés 58 et 59 (fig. 20). Ces deux prismes opposés sont égaux et constituent des éléments de glace à face parallèle, dans ces conditions, tout le flux incident sera, sous réserve des pertes par absorption et par réflexion, transmis à travers les prismes ainsi constitués . Les rayons tels que 60 et 61 sortent suivant 63 et 62, on voit que l'effet de dévia- tion est supprimé mais l'éclairement au pied de l'appareil s'en trouve gran- dement amélioré.
On pourrait d'ailleurs maintenir partiellement l'effet de dé- viation désiré vers le bas en prévoyant une face intérieure plus inclinée que la face extérieure correspondante.
EMI6.1
±Dl±llZà±N6.
1. Appareil pour l'éclairage des rues, utilisant au moins une source lumineuse rectiligne telle qu'un tube fluorescent, caractérisé en ce que la source est disposée verticalement et est combinée avec des plaques réfractantes ou des miroirs également verticaux, modifiant la direction des rayons émis naturellement par la source, d'une part dans le plan horizontal pour les concentrer dans deux directions préférentielles sensiblement oppo- sées, d'autre part dans le plan vertical pour les rabattre vers le bas.
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DEVICES FOR FLUORESCENT LAMPS.
Fluorescent tubes used for lighting constitute a rectilinear light source of great length and low brightness, the photometric solid of which defining the natural light distribution at the source, is formed substantially by a torus generated by a circle tangent to its source. axis of revolution. It is very difficult to modify this light distribution, and such fluorescent tubes have been used for public lighting, especially in a horizontal position or slightly inclined to the horizontal.
Devices thus produced which have at least the length of the tubes, are consequently very bulky and unattractive and their photometric curve is, owing to the nature of the photometric solid of the light source and despite the resulting modifications of the prismatic glassware or of the reflectors they contain, much too divergent in the direction of the street. Much of the light flux falls outside the roadway and can be considered lost.
The present invention relates to a public lighting apparatus with a rectilinear light source arranged vertically which makes the apparatus more aesthetic and facilitates assembly by reducing the overhang, provided with optical devices reducing lateral divergence and a generally using the luminous flux rationally as a function of the illumination problem sought.
These optical devices consist essentially of vertical refracting or reflecting plates arranged on at least two sides of the source and ensuring, on the one hand, a distribution of the luminous flux in the horizontal plane in two preferable directions that are substantially opposite, and on the other hand. 'hand, in the vertical plane folding down the luminous flux thus directed in the horizontal plane, the action of these plates for the folding of the rays down.
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which can be supplemented by reflective rings threaded axially on the fluorescent tube.
The attached drawing shows schematically and by way of example some embodiments of the invention.
Figs. 1 to 10 refer more particularly to embodiments using refracting plates.
Fig. 1 is a vertical section of a first type of device.
Fig. 2 shows the photometric curve produced by this apparatus.
Fig. 3 shows the photometric solid of the considered light source.
Fig. 4 is a vertical section through IV-IV fig. l,
Fig. 5 shows in a similar vertical section another detail.
Fig. 6 is a corresponding plan view,
Figs. 7 to show in horizontal section the variants of FIG. 1,
Fig. 11 is a horizontal sectional view of an apparatus working by reflection.
Figs. 12 and 13 show variants,
Fig. 14 is a vertical section on a smaller scale by XIV-XIV (fig. 13),
Fig. 15 is a corresponding elevational view,
Figs. 16 and 17 are analogous views showing a variation,
Figs. 13 to 20 show on a larger scale a detail and two variants of FIG. 4 ..
The apparatus shown in fig, 1 equipped with a vertical fluorescent tube 1, essentially comprises four flat prismatic plates 2, 2 '3 and 4., assembled edge to edge forming a rectangular parallelepiped.
The plates 2, 2 'are arranged perpendicular to the axis of the street, the plate 3 is arranged on the side of the road, that is to say of the area to be lit more particularly, while the plate 4 is at the on the contrary, arranged on the side of the houses, that is to say on the side which does not need to be lighted.
The light source 1 is placed inside the frame thus defined, tangentially to the longitudinal plane of symmetry X-X 'and on the side of the plate 4, that is to say on the side opposite to the zone to be illuminated. The two plates 2, 2 'are formed substantially as cylindrical stepped lenses.
They would therefore have the effect of concentrating in a beam substantially parallel to the axis X-X ', the flux emitted by source 1, if this flux were arranged in the plane X-X'. The source being, on the contrary, offset with respect to this plane, the beam exiting the plates will be divergent, the divergence of this beam in each horizontal plane being equal to the angle at which the fluorescent source is seen from the optical center of each of the plates.
A ray such as 5 normal to the plate 2 will therefore exit without deviation, as will the ray 6 passing through the optical center. The other rays will be deflected to the side opposite the source. There is thus shown at 7 and 8, two radii corresponding to the two end points of the source and meeting one of the ends of the plate 2, to emerge along 7 'and 8'.
It will be observed that the part of the plate 2 located on the side of the
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plate 3, that is to say on the side of the roadway, will be provided with prisms less inclined than on the corresponding part symmetrical with respect to the plane X-X 'so as to obtain more continuity in the light distribution.
The plate 3 located on the side of the road is intended to distribute the rays it receives on either side towards the axis of the street.
At 9, 9 ', there is shown a ray refracted by this plate 3, the ribs and prisms of which are calculated according to the ordinary laws of optics so as to obtain a substantially continuous distribution while in particular avoiding discontinuities in the junction zones of plates 2 and 3.
The rear plate 4 (house side) is intended to send back to the opposite side (that is to say towards the street), the rays it receives. It bears total reflection prisms 10 on the outside and could be smooth on the inside.
Nevertheless, it will preferably be provided with refracting prisms 10 ', the active faces of which are substantially perpendicular to the direction of the ray emitted by the tube so that no deviation occurs and that a ray incident It comes back to itself in 11 'parallel. in order nevertheless to prevent the reflected rays from thus returning to the tube where they will be partially absorbed, the reflecting prisms 10 will not be normal, that is to say 90, but on the contrary more open, so that a certain quantity of Luminous flux passes through the prism and is used to illuminate the facades of houses.
Besides, there will be a loss anyway, because the light source will be seen from the prism at an angle such that certain rays will arrive on the faces of the prisms with angles greater than the limited angles and will therefore cross their outer surface. .
The light distribution curve on a cone inclined at 70 relative to the horizontal (preferred orientation for a street lighting device placed at the usual height), will then be substantially that shown in fig. 2, that is to say clearly elongated in the direction of the street with a small amount of light on the side of the houses, that is to say behind the axis X-X '.
It results from the nature of the photometric solid of a rectilinear source, represented in fig. 3, that the maximum of the emission will take place in the direction Fl, F'l perpendicular to the tubes, that is to say along the horizontal. For devices intended for street lighting, this results in a certain glare for the users and an appreciable loss of the luminous flux. To remedy this, it is proposed to reduce the photometric solid 12 following 12 ', the maximum of the emission then taking place in directions F2 and F'2, that is to say at an inclined angle of approximately 70 with respect to the horizontal.
To this end, parallel prisms 13, the angle of which is determined as a function of the desired mean bending, such that a radius such as 14 is folded back in 14 '. For the plates 2-2 ', the provision of these interior prisms 13 does not raise any practical difficulty. For the plates 3, already provided with prisms and ribs on their inner face9, the desired result can be obtained by executing the plate along several separate horizontal elements, each constituting in the vertical plane, a prism similar to the prism 13.
This arrangement is however not possible when, for reasons of demolding, the elements 3 are necessarily molded by centrifugation in a single piece, as in the case of FIG. 9.
This arrangement makes it possible to recover downwards in the optimum direction, the rays emitted naturally along the horizontal. The arrangement shown in figs. 5 and 6 is intended to recover the rising rays, such as 15. It consists in placing, axially at the source 1, annular elements 16, flat or slightly inclined below the horizontal, carrying total reflection prisms on their face. exterior.
The spokes such as 15 will thus be returned downwards at 15 '; on the other hand, the descending rays such as. 17 coming from the parts of the source placed above the element 16 can pass through this
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element 17 ', the total reflection prisms acting simply as a cannula causing a slight deflection of the radius, the spoke 17 for example thus emerging at 17'.
Figs. 7 to 10 show variant embodiments of the apparatus shown in FIG. 1.
The apparatus of FIG. 7 being intended to be placed in the axis of the roadway and consequently to produce a light distribution along its axis of symmetry, is combined with two vertical fluorescent lamps 1a and II! arranged symmetrically, on either side of the plane of symmetry X-X 'of the device.
This one? of circular general section, is made up of two half-elements 13-18 'acting in their central part in a manner similar to the elements 2, 2' of FIG. 1, so as to concentrate the rays which they receive along two substantially parallel beams oriented along X-X ', the edges of these elements 18-18' on the other hand act in the manner of elements 3 of FIG. 1, so as to bring the rays normally emitted along Y-Y 'towards the axis X-X', perpendicular to the axis of the roadway.
Fig. 6 shows a variant of FIG. 7 of generally elliptical shape, with two lamps 1a and 1b arranged disymmetrically so as to ensure as in the case of FIG. 1, a light distribution in two preferential directions oblique with respect to the axis X-X '. It will be noted that the elliptical shape alone ensures a better use of the luminous flux than the circular shape, since the incident rays already undergo on entering the glass a refraction which tends to deflect them in the preferential direction, whereas in the circular shape of fig. 7 the rays emitted being substantially normal to the interior face of the glassware penetrate without deviation. This can be remedied by arranging the vertical interior prisms in conjunction with the exterior prisms.
However, this embodiment is materially possible only if the circular glassware of FIG. 7 is made in one piece by centrifugation. In the case of a two-part glassware, the interior prisms would oppose demoulding.
Fig. 9 shows an intermediate variant between the embodiments of FIG. 1 and fig. 8. It comprises two glassware 20-20 ', the central parts of which are flat and therefore act exactly like glassware 2-2' of FIG. 1, the ends of each of the two parts 20-20 'being shaped substantially like the plates 3 and 4 of FIG. 1 and acting in a similar fashion.
In the variant of FIG. 10, two plates 21-21 'acting as plates 2-2' of FIG. 1, but inclined with respect to each other and forming a triangle with a plate 22 playing exactly the same role as the plate 4 of FIG. 4. It will be observed that this triangular arrangement makes it possible for a device arranged on one side of the street, that is to say intended to illuminate more in the direction y than in the direction Y ', to provide two light sources. 1a and 1b arranged symmetrically with respect to the geometric center of the triangle.
Figs. 11 to 20 relate to an apparatus in which the light emission defined above is obtained essentially by reflective surfaces. In the embodiment of FIG. 11, on either side of the vertical fluorescent tube 1, two groups of vertical parabolic mirrors 23, 23 ', 24, 24' have been placed, the shape of which is calculated so as to direct the rays coming from the light source in directions 26 and 26 '. These directions are chosen so that the light ray of an average beam falling on the mirrors at the points 27 and 28 is, after reflection, returned parallel to the directiors 30 and 30 '.
Due to the large dimension of the fluorescent tube 1 with respect to the mirrors, the divergence of the beams obtained will be very great.
We have therefore chosen the directions 30 and 30 'so that the limit radii 31 of the mean beams considered are reflected at 31' parallel to the axis of the street, that is to say perpendicular to the axis of symmetry YY 'of the device. When the appliance is intended to be placed on one side of the
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the street and not in the axis thereof, it may include in addition to the light source 1 a light source 1a (Fig. 12); the second source - the one arranged in front of the first on the side of the street will then be combined with a single group of mirrors 29-29 ', all the part of the flow leaving freely serving to illuminate the parts of the roadway placed in front of the apparatus.
A prismatic plate, such as plate 3 of FIG. 1, may nevertheless also be placed in front of this source 1a. 1 and working under the same conditions.
It is possible in many cases to use mirrors of simpler manufacture than parabolic mirrors and one can in particular obtain satisfactory results by using plane mirrors oriented parallel to the horn of the parabolic mirrors 23, 23 'and 24 , 24 ', or the tangent -du -middle of the mirrors, that is to say in 32.32', 33.33 '. Such an embodiment is shown in fig.13, the plane mirrors in question being shown at 34, 34 ', 35, 35'. Everything happens in this case as if the flows leaving the device came from the images of the tube la, a, 1b, 1'12, of the tube 1 in the mirrors 34, 34 ', 35, 35-
It will be noted, however, that with plane mirrors such as FIG.
13, the intensity will be a little lower than with parabolic mirrors, as fig. 11. Indeed, in fig.11 the intensity in the direction 30, is proportional to the vector A B, that is to say to the projection of the mirrors on a perpendicular to the direction 26. In the case of fig. 13 on the contrary, the intensity is proportional to the length of the vector A 'B' joining on a perpendicular to 26, the ends of the two virtual light sources 1a and 1b. An approximate solution will consist in replacing the mirrors 34-34 'or 35-35' each by two mirrors inclined with respect to one another.
As in the case of devices using refractive plates, the vertical mirrors, which have just been described, provide the maximum luminous intensity in the horizontal plane. It is therefore necessary, as in the previous solution, to fold the shelves down. This result can be obtained by enclosing the whole of the apparatus between two plates 36-36 'perpendicular to the axis of the roadway and preferably provided on their inner face with prisms 13 like those shown in FIG. 4. Such prisms can also be replaced by the staggered prismatic grooves arranged on the faces of the mirrors.
These grooves 37 (fig. 14 and 15) can be obtained by stamping in the case of parabolic mirrors, or more simply by rolling in the case of plane mirrors. A ray such as 38 will then be folded downwards at 38 ', a ray perpendicular to the inclined faces 37 being on the contrary reflected back on itself as indicated at 39.
It will be noted that the grooves 37 can be either horizontal as shown in figs. 14 and 15, or inclined as shown in figs. 16 and 17, so as to deflect the reflected rays downwards, at the same time ensuring a deflection in the horizontal plane.
In practice, these inclined prisms can be produced by cutting out plates carrying horizontal grooves and assembling them obliquely, as shown in fig. 17.
It will be observed that the use of prisms on the exit plates 36-36 '(figo II), and inside the plates 2, 2' (fig. 1) results in loss of light.
As seen in fig. 18, a prism such as 40 located on the side of the light source, receives at a point such as 41, a light brush lying between the directions 42 (downward vertical) and 43 (tangent to the prisms). If then we consider a point such as 44 on the exit face, the ray corresponding to 42 enters the lens in the direction 45 where it makes an angle greater than the limit angle with the normal, it is therefore reflected and not can therefore exit the device. The direction corresponding to the emitted angle 46 gives rise to a ray extending substantially towards the descending vertical, that is to say at 47.
The incident ray cor-
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corresponding to the limit angle 42 is on the other hand the radius 48 It can be seen that all the rays between 42 and 48 (hatched part in the drawing) do not come out of the apparatus and will be lost.
The phenomena are similar when the prism is placed outwards as shown in fig. 19. The incident rays entering the prism 49 at 50 are distributed over 180. The ray 51 forming the limit angle with the exit face, corresponding to the incident ray 52, meets the exit face at 53 and exits at 54 tangent to this face. The last outgoing ray is the ascending tangent ray 56. We see that all the incident rays cannot. out, will be those between the radius 48 and the descended tangent radius 57. The loss is therefore greater than in the previous case.
To remedy this serious drawback, use will be made in combination with the mirrors of FIG. 6, glassware 36, carrying two groups of opposed prisms 58 and 59 (Fig. 20). These two opposite prisms are equal and constitute elements of ice with a parallel face, under these conditions, all the incident flux will be, subject to losses by absorption and by reflection, transmitted through the prisms thus formed. The rays such as 60 and 61 exit along 63 and 62, it can be seen that the deflection effect is eliminated but the illumination at the foot of the apparatus is greatly improved.
Moreover, the desired downward deflection effect could be partially maintained by providing an interior face that is more inclined than the corresponding exterior face.
EMI6.1
± Dl ± llZà ± N6.
1. Apparatus for street lighting, using at least one rectilinear light source such as a fluorescent tube, characterized in that the source is arranged vertically and is combined with refracting plates or also vertical mirrors, modifying the direction of the lights. rays emitted naturally by the source, on the one hand in the horizontal plane to concentrate them in two preferential directions that are substantially opposite, on the other hand in the vertical plane to fold them down.