FR3080436A1 - ELECTRIC LAMP WITH REDUCED CONSUMPTION AND ASSOCIATED PUBLIC LIGHTING DEVICE - Google Patents
ELECTRIC LAMP WITH REDUCED CONSUMPTION AND ASSOCIATED PUBLIC LIGHTING DEVICE Download PDFInfo
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Abstract
L'invention concerne une lampe électrique (10) avec une puissance comprise entre 50 et 150 Watts pour un flux lumineux compris entre 2000 et 5000 lumens; ladite lampe électrique (10) comportant : - une source lumineuse (11) ; - un radiateur (14) disposé en regard d'une carte électrique (17) de ladite source lumineuse (11) ; et - un capteur thermoélectrique (21) disposé entre ladite carte électrique (17) et ledit radiateur (14) ; - ledit capteur thermoélectrique (21) comportant un ensemble de jonctions PN d'une hauteur inférieure à 5mm disposées sous la forme d'un serpentin.The invention relates to an electric lamp (10) with a power of between 50 and 150 Watts for a luminous flux of between 2000 and 5000 lumens; said electric lamp (10) comprising: - a light source (11); - a radiator (14) arranged opposite an electrical card (17) of said light source (11); and - a thermoelectric sensor (21) disposed between said electrical card (17) and said radiator (14); - said thermoelectric sensor (21) comprising a set of PN junctions with a height of less than 5mm arranged in the form of a serpentine.
Description
LAMPE ELECTRIQUE A CONSOMMATION REDUITE ET DISPOSITIF D’ECLAIRAGE PUBLIC ASSOCIEREDUCED CONSUMPTION ELECTRIC LAMP AND ASSOCIATED PUBLIC LIGHTING DEVICE
Domaine TechniqueTechnical area
L’invention concerne le domaine de l’éclairage, notamment public ou des espaces publics. Dans ce domaine technique, une lampe électrique d’un dispositif d’éclairage présente classiquement une puissance comprise entre 50 et 150 Watts pour un flux lumineux compris entre 2000 et 5000 Lumens. Une lampe électrique est également appelée une ampoule lorsqu’elle comporte une enveloppe circulaire translucide.The invention relates to the field of lighting, in particular public or public spaces. In this technical field, an electric lamp of a lighting device conventionally has a power comprised between 50 and 150 Watts for a luminous flux comprised between 2000 and 5000 Lumens. An electric lamp is also called a bulb when it has a translucent circular envelope.
L’invention trouve une application particulièrement avantageuse pour réduire la consommation d’une lampe électrique comportant une source lumineuse composée de diodes électroluminescentes.The invention finds a particularly advantageous application for reducing the consumption of an electric lamp comprising a light source composed of light-emitting diodes.
Art anterieurPrior art
Un dispositif d’éclairage public est un dispositif qui permet d’éclairer une route, un trottoir, un parc ou tout autre équipement urbain. Pour ce faire, un dispositif d’éclairage public comporte généralement un mât ancré dans le sol, à l’extrémité duquel une lampe électrique est disposée. Le mât s’étend à plusieurs mètres du sol, de sorte que la lampe électrique puisse éclairer une surface importante. Typiquement, un dispositif d’éclairage peut comporter un mât de quatre mètres pour éclairer une surface circulaire de quinze mètres de diamètre centrée sur le mât.A street lighting device is a device that illuminates a road, a sidewalk, a park or any other urban equipment. To do this, a public lighting device generally comprises a mast anchored in the ground, at the end of which an electric lamp is arranged. The mast extends several meters above the ground, so that the electric lamp can light up a large area. Typically, a lighting device may include a four meter pole to illuminate a circular surface fifteen meters in diameter centered on the pole.
Il s’ensuit que la lampe électrique doit être puissante pour répondre aux contraintes spécifiques de l’éclairage public. Cette lampe électrique présente classiquement des puissances comprises entre 50 et 150 Watts pour un flux lumineux compris entre 2000 et 5000 lumens.It follows that the electric lamp must be powerful to meet the specific constraints of public lighting. This electric lamp conventionally has powers of between 50 and 150 Watts for a luminous flux of between 2000 and 5000 lumens.
Cette puissance importante de la lampe électrique induit deux inconvénients majeurs : une consommation électrique importante et une génération de chaleur importante.This significant power of the electric lamp induces two major drawbacks: significant electrical consumption and significant heat generation.
Pour limiter la consommation électrique, la lampe électrique peut être réalisée par une source lumineuse composée de diodes électroluminescentes montées sur une carte électrique.To limit electrical consumption, the electric lamp can be produced by a light source composed of light-emitting diodes mounted on an electric card.
Cependant, la chaleur générée par ces diodes électroluminescentes est importante compte tenu des puissances requises. Pour dissiper cette chaleur, on a décrit dans les documents FR 2 984 071 et FR 2 983 941 la mise en œuvre d’un radiateur à ailettes disposé à quelques millimètres de la carte électrique pour dissiper la chaleur produite par les diodes électroluminescentes.However, the heat generated by these light-emitting diodes is important given the powers required. To dissipate this heat, the documents FR 2 984 071 and FR 2 983 941 have described the use of a finned radiator disposed a few millimeters from the electric card to dissipate the heat produced by the light-emitting diodes.
En outre, tel que décrit dans ces documents, la consommation d’énergie peut être limitée par des dispositifs intelligents de gestion de l’énergie électrique, configurés pour limiter la durée durant laquelle la lampe électrique est activée. Cependant, la consommation électrique d’une telle lampe électrique demeure importante compte tenu des puissances importantes recherchée.In addition, as described in these documents, energy consumption can be limited by intelligent electrical energy management devices, configured to limit the time during which the electric lamp is activated. However, the electrical consumption of such an electric lamp remains high taking into account the large powers sought.
Par ailleurs, dans un domaine plus éloigné, le document JP 2001229718 décrit une lampe de poche utilisant un capteur thermoélectrique disposé sur un manche de la lampe de poche, et apte à capter la chaleur de la main de l’utilisateur pour générer un courant électrique et alimenter la lampe de poche. Ainsi, la lampe de poche du document JP 2001229718 n’a plus besoin de batterie.Furthermore, in a more distant field, the document JP 2001229718 describes a flashlight using a thermoelectric sensor disposed on a handle of the flashlight, and able to capture heat from the hand of the user to generate an electric current. and power the flashlight. Thus, the flashlight from document JP 2001229718 no longer needs a battery.
Un capteur thermoélectrique utilise classiquement l’effet Seebeck pour convertir une énergie calorifique en énergie électrique. Cependant, les capteurs thermoélectriques existants ne sont pas adaptés pour capter l’énergie calorifique produite par une source lumineuse d’une lampe électrique d’un dispositif d’éclairage public. En effet, la chaleur générée par la source lumineuse doit être rapidement évacuée pour garantir la durée de vie de la lampe électrique. Ainsi, la source lumineuse doit être placée très proche du radiateur et l’énergie calorifique produite en sortie du radiateur n’est pas suffisante pour justifier l’utilisation d’un capteur thermoélectrique.A thermoelectric sensor conventionally uses the Seebeck effect to convert heat energy into electrical energy. However, existing thermoelectric sensors are not suitable for capturing the heat energy produced by a light source from an electric lamp of a public lighting device. Indeed, the heat generated by the light source must be quickly removed to guarantee the life of the electric lamp. Thus, the light source must be placed very close to the radiator and the heat energy produced at the output of the radiator is not sufficient to justify the use of a thermoelectric sensor.
Le problème technique de l’invention vise principalement à limiter l’énergie consommée par une lampe électrique d’un dispositif d’éclairage public, tout en garantissant une évacuation efficace de la chaleur produite par sa source lumineuse.The technical problem of the invention mainly aims to limit the energy consumed by an electric lamp of a public lighting device, while guaranteeing an efficient evacuation of the heat produced by its light source.
Expose de l’inventionExpose the invention
Pour répondre à ce problème technique, l’invention propose d’utiliser un capteur thermoélectrique très fin disposé entre une source lumineuse et un radiateur apte à dissiper la chaleur produite par la source lumineuse.To address this technical problem, the invention proposes to use a very fine thermoelectric sensor disposed between a light source and a radiator capable of dissipating the heat produced by the light source.
Pour obtenir la finesse recherchée, le capteur thermoélectrique est composé d’un ensemble de jonctions PN présentant une hauteur typiquement inférieure à 5 millimètres, et disposées sous la forme d’un serpentin. Ainsi, l’épaisseur du capteur thermoélectrique est compatible avec les besoins de transferts calorifiques entre le radiateur et la source lumineuse. En outre, la surface du capteur thermoélectrique est suffisante pour capter une partie non négligeable de l’énergie calorifique produite par la source lumineuse.To obtain the desired finesse, the thermoelectric sensor is composed of a set of PN junctions having a height typically less than 5 millimeters, and arranged in the form of a coil. Thus, the thickness of the thermoelectric sensor is compatible with the needs for heat transfer between the radiator and the light source. In addition, the surface of the thermoelectric sensor is sufficient to capture a non-negligible part of the heat energy produced by the light source.
A cet effet, selon un premier aspect, l’invention concerne une lampe électrique, notamment présentant une puissance comprise entre 50 et 150 Watts pour un flux lumineux compris entre 2000 et 5000 lumens ; ladite lampe électrique comportant :To this end, according to a first aspect, the invention relates to an electric lamp, in particular having a power comprised between 50 and 150 Watts for a luminous flux comprised between 2000 and 5000 lumens; said electric lamp comprising:
une source lumineuse alimentée en énergie électrique à partir d’une source d’énergie électrique extérieure via une carte électrique ; et un radiateur disposé en regard de la carte électrique, et destiné à dissiper la chaleur produite par la source lumineuse.a light source supplied with electrical energy from an external electrical energy source via an electric card; and a radiator placed opposite the electric card, and intended to dissipate the heat produced by the light source.
Selon l’invention, la lampe électrique comporte également un capteur thermoélectrique disposé entre la carte électrique et le radiateur, ledit capteur thermoélectrique comportant un ensemble de jonctions PN d’une hauteur inférieure à 5 millimètres disposées sous la forme d’un serpentin.According to the invention, the electric lamp also comprises a thermoelectric sensor disposed between the electric card and the radiator, said thermoelectric sensor comprising a set of PN junctions with a height of less than 5 millimeters arranged in the form of a coil.
L’invention permet d’utiliser un capteur thermoélectrique apte à répondre aux contraintes d’une lampe électrique d’un dispositif d’éclairage public, c’est-à-dire une lampe électrique avec une puissance comprise entre 50 et 150 Watts pour un flux lumineux compris entre 2000 et 5000 lumens.The invention makes it possible to use a thermoelectric sensor capable of responding to the constraints of an electric lamp of a public lighting device, that is to say an electric lamp with a power between 50 and 150 Watts for a luminous flux between 2000 and 5000 lumens.
En effet, le capteur thermoélectrique présente une épaisseur inférieure à 5 millimètres, de sorte que les échanges thermiques peuvent être transmis efficacement entre le radiateur et la carte électrique portant la source lumineuse.Indeed, the thermoelectric sensor has a thickness of less than 5 millimeters, so that the heat exchanges can be transmitted efficiently between the radiator and the electric card carrying the light source.
En outre, le grand nombre de jonctions PN permet de capter une énergie calorifique suffisante pour produire une partie de l’énergie électrique requise par la source lumineuse. Un organe de gestion de l’énergie de la lampe électrique peut donc utiliser l’énergie produite par le capteur thermoélectrique pour alimenter en partie la lampe électrique et réduire la consommation globale de la lampe électrique.In addition, the large number of PN junctions makes it possible to capture sufficient heat energy to produce part of the electrical energy required by the light source. An electric lamp energy management unit can therefore use the energy produced by the thermoelectric sensor to partially supply the electric lamp and reduce the overall consumption of the electric lamp.
Selon un mode de réalisation, le capteur thermoélectrique comporte un substrat surmonté par des pistes de connexions inférieures isolées entre elles, chaque piste de connexion inférieure supportant un élément de type P distant d’un élément de type N, ledit élément de type P d’une piste étant connecté à un élément de type N d’une piste voisine par l’intermédiaire d’une piste de connexion supérieure, lesdites pistes de connexions supérieures étant isolées entre elles.According to one embodiment, the thermoelectric sensor comprises a substrate surmounted by lower connection tracks isolated from each other, each lower connection track supporting a P-type element distant from an N-type element, said P-type element d ' a track being connected to an N-type element of a neighboring track via an upper connection track, said upper connection tracks being isolated from each other.
Ce mode de réalisation permet d’obtenir un grand nombre de jonctions PN connectées en série. En outre, le substrat supportant les jonctions PN permet de réaliser le capteur thermoélectrique indépendamment de la réalisation de la source lumineuse.This embodiment makes it possible to obtain a large number of PN junctions connected in series. In addition, the substrate supporting the PN junctions makes it possible to produce the thermoelectric sensor independently of the production of the light source.
De préférence, lesdites pistes de connexions supérieures sont disposées au contact de la carte électrique. Ainsi, le capteur thermoélectrique est disposé au plus proche de la carte électrique de la source lumineuse de sorte à maximiser le transfert de chaleur entre la carte électrique et les jonctions PN.Preferably, said upper connection tracks are arranged in contact with the electric card. Thus, the thermoelectric sensor is arranged as close as possible to the electrical card of the light source so as to maximize the heat transfer between the electrical card and the PN junctions.
Selon un mode de réalisation, le capteur thermoélectrique s’étend sur une surface sensiblement identique à la surface de la carte électrique. Ce mode de réalisation permet de capter l’énergie calorifique sur toute la surface de la carte électrique.According to one embodiment, the thermoelectric sensor extends over a surface substantially identical to the surface of the electrical card. This embodiment makes it possible to capture the heat energy over the entire surface of the electric card.
En variante, la lampe électrique comporte plusieurs capteurs thermoélectriques juxtaposés entre la carte électrique et le radiateur.As a variant, the electric lamp comprises several thermoelectric sensors juxtaposed between the electric card and the radiator.
Ce mode de réalisation permet d’augmenter les échanges de chaleur entre la carte électrique et le radiateur en aménageant des portions dans lesquelles aucune matière du capteur thermoélectrique n’est présente entre la carte électrique et le radiateur.This embodiment makes it possible to increase the heat exchanges between the electric card and the radiator by arranging portions in which no material of the thermoelectric sensor is present between the electric card and the radiator.
Selon un mode de réalisation, la source lumineuse comporte plusieurs diodes électroluminescentes.According to one embodiment, the light source comprises several light-emitting diodes.
Ce mode de réalisation permet d’obtenir la puissance lumineuse requise pour la lampe électrique en utilisant plusieurs sources de lumière distinctes et de faible consommation. En outre, l’utilisation de plusieurs diodes électroluminescentes permet de limiter la chaleur localisée sur chaque diode électroluminescente.This embodiment makes it possible to obtain the light power required for the electric lamp by using several distinct light sources and of low consumption. In addition, the use of several light-emitting diodes makes it possible to limit the heat localized on each light-emitting diode.
Selon un mode de réalisation, lesdites diodes électroluminescentes sont surmontées par des capots translucides insérés dans des ouvertures d’une pièce de maintien.According to one embodiment, said light-emitting diodes are surmounted by translucent covers inserted into the openings of a holding part.
Ce mode de réalisation permet d’améliorer la diffusion de la lumière générée par chaque diode électroluminescente tout en protégeant les diodes électroluminescentes.This embodiment makes it possible to improve the diffusion of the light generated by each light-emitting diode while protecting the light-emitting diodes.
Selon un mode de réalisation, le radiateur prend la forme d’un demi-cylindre avec une partie plane, disposée en regard de la carte électrique de sorte à capter une partie de l’énergie thermique émise par la source lumineuse, et une partie cylindrique destinée à dissiper la chaleur émise par ladite source lumineuse.According to one embodiment, the radiator takes the form of a half-cylinder with a flat part, arranged opposite the electric card so as to capture a part of the thermal energy emitted by the light source, and a cylindrical part. intended to dissipate the heat emitted by said light source.
Ce mode de réalisation permet de dissiper efficacement la chaleur générée par les diodes électroluminescentes à travers la carte électrique.This embodiment efficiently dissipates the heat generated by the light-emitting diodes through the electrical card.
Selon un mode de réalisation, le radiateur et ladite pièce de maintien sont reliés par un clip de liaison configuré pour adapter les dilations et compressions thermiques de la pièce de maintien avec celles du radiateur.According to one embodiment, the radiator and said retaining part are connected by a connecting clip configured to adapt the thermal expansions and compressions of the retaining part with those of the radiator.
Ce mode de réalisation permet de garantir l’étanchéité longitudinale de la lampe électrique pour des températures pouvant varier de -20°C à 40°C.This embodiment makes it possible to guarantee the longitudinal tightness of the electric lamp for temperatures which can vary from -20 ° C. to 40 ° C.
Selon un second aspect, l’invention concerne un dispositif d’éclairage public comportant un mât portant une lampe électrique selon le premier aspect de l’invention.According to a second aspect, the invention relates to a public lighting device comprising a mast carrying an electric lamp according to the first aspect of the invention.
Un dispositif d’éclairage public au sens de l’invention inclut les lampadaires, les réverbères et les candélabres.A public lighting device within the meaning of the invention includes street lamps, street lamps and candelabras.
Description sommaire des figuresBrief description of the figures
La manière de réaliser l’invention ainsi que les avantages qui en découlent, ressortiront bien du mode de réalisation qui suit, donné à titre indicatif mais non limitatif, à l’appui des figures annexées dans lesquelles les figures 1 à 4 représentent :The manner of carrying out the invention as well as the advantages which ensue therefrom will emerge clearly from the embodiment which follows, given by way of indication but not limitation, with the support of the appended figures in which figures 1 to 4 represent:
Figure 1 : une vue en perspective d’une lampe électrique selon un mode de réalisation de l’invention ;Figure 1: a perspective view of an electric lamp according to an embodiment of the invention;
Figure 2 : une vue en perspective éclatée de la lampe électrique de la figure 1 ;Figure 2: an exploded perspective view of the electric lamp of Figure 1;
Figure 3 : une vue en perspective partielle d’une source lumineuse associée à un capteur thermoélectrique conforme à l’invention ; etFigure 3: a partial perspective view of a light source associated with a thermoelectric sensor according to the invention; and
Figure 4 : une vue en perspective partielle du capteur thermoélectrique de la figure 3.Figure 4: a partial perspective view of the thermoelectric sensor of Figure 3.
Description detaillee de l’inventionDetailed description of the invention
Dans la description qui suit, les termes « supérieure » et « inférieure » font référence à une position d’observation de la lampe électrique dans laquelle la source lumineuse est disposée au niveau de la face supérieure de la lampe électrique. Lorsque la lampe électrique est montée dans un dispositif d’éclairage public, cette lampe électrique est classiquement retournée de sorte que la source lumineuse éclaire en direction du sol.In the following description, the terms "upper" and "lower" refer to an observation position of the electric lamp in which the light source is arranged at the upper face of the electric lamp. When the electric lamp is mounted in a public lighting device, this electric lamp is conventionally turned over so that the light source illuminates in the direction of the ground.
En outre, l’invention sera décrite avec une source lumineuse comportant des diodes électroluminescentes. En variante, d’autres sources lumineuses comportant un circuit électrique et un radiateur peuvent être utilisées sans changer l’invention, par exemple une lampe au tungstène.In addition, the invention will be described with a light source comprising light-emitting diodes. Alternatively, other light sources comprising an electrical circuit and a radiator can be used without changing the invention, for example a tungsten lamp.
Les figures 1 et 2 illustrent une lampe électrique 10 comportant une face supérieure munie d’une source lumineuse 11, et une face inférieure munie d’un radiateur 14 de dissipation de la chaleur émise par la source lumineuse 11. La lampe électrique 10 présente une puissance comprise entre 50 et 150 Watts pour un flux lumineux compris entre 2000 et 5000 lumens.FIGS. 1 and 2 illustrate an electric lamp 10 comprising an upper face provided with a light source 11, and a lower face provided with a radiator 14 for dissipating the heat emitted by the light source 11. The electric lamp 10 has a power between 50 and 150 Watts for a luminous flux between 2000 and 5000 lumens.
Au sens de l’invention, une lampe électrique 10 correspond à un dispositif électrolumineux qui intègre une source lumineuse 11 ainsi que les éléments d’interface et de protection de cette source lumineuse 11.Within the meaning of the invention, an electric lamp 10 corresponds to an electroluminous device which integrates a light source 11 as well as the interface and protection elements of this light source 11.
Tel qu’illustré sur la figure 3, la source lumineuse 11 de la lampe électrique 10 est réalisée par plusieurs diodes électroluminescentes 12 montées sur une face supérieure 18 d’une carte électrique 17, et recouvertes par des lentilles 13. Chaque diode électroluminescente 12 et sa lentille 13 sont protégées par un capot translucide 28 inséré dans une ouverture 29 d’une pièce de maintien 30. De préférence, un joint est disposé au niveau de chaque ouverture 29 de sorte à former une interface étanche entre les capots translucides 28 et la pièce de maintien 30.As illustrated in FIG. 3, the light source 11 of the electric lamp 10 is produced by several light-emitting diodes 12 mounted on an upper face 18 of an electric card 17, and covered by lenses 13. Each light-emitting diode 12 and its lens 13 are protected by a translucent cover 28 inserted into an opening 29 of a holding piece 30. Preferably, a seal is disposed at each opening 29 so as to form a sealed interface between the translucent covers 28 and the holding piece 30.
L’étanchéité longitudinale de la lampe électrique 10 est également assurée par un clip de liaison 31 reliant le radiateur 14 avec la pièce de maintien 30.The longitudinal tightness of the electric lamp 10 is also ensured by a connection clip 31 connecting the radiator 14 with the holding part 30.
Dans l’exemple des figures 1 et 2, le radiateur 14 correspond à un radiateur à ailettes avec une forme de demi-cylindre. Une partie plane du radiateur 14 est disposée proche de la carte électrique 17 de sorte à capter la chaleur générée par la source lumineuse 11. Une partie cylindrique du radiateur 14 forme des ailettes destinées à dissiper la chaleur émise par la source lumineuse 11 et captée par la partie plane.In the example of FIGS. 1 and 2, the radiator 14 corresponds to a fin radiator with the shape of a half-cylinder. A flat part of the radiator 14 is disposed close to the electric card 17 so as to capture the heat generated by the light source 11. A cylindrical part of the radiator 14 forms fins intended to dissipate the heat emitted by the light source 11 and captured by the flat part.
Pour dissiper efficacement la chaleur, le radiateur 14 est préférentiellement réalisé par un matériau métallique tel que l’aluminium. Au contraire, la pièce de maintien 30 est préférentiellement réalisée en matière plastique pour limiter le poids de la lampe électrique 10 et faciliter la réalisation des formes complexes de la pièce de maintien 30.To effectively dissipate heat, the radiator 14 is preferably made of a metallic material such as aluminum. On the contrary, the holding part 30 is preferably made of plastic to limit the weight of the electric lamp 10 and facilitate the production of the complex shapes of the holding part 30.
De préférence, la matière plastique de la pièce de maintien 30 (typiquement du PMMA) et la matière du clip de liaison 31 (typiquement de l’aluminium) sont choisies de sorte adapter les dilations et compressions thermiques de la pièce de maintien 30 avec celles du radiateur 14.Preferably, the plastic material of the retaining part 30 (typically PMMA) and the material of the connecting clip 31 (typically aluminum) are chosen so as to adapt the thermal expansions and compressions of the retaining part 30 with those of the radiator 14.
L’étanchéité de la lampe électrique 10 est également assurée à chaque extrémité par un joint de scellement 33 monté entre une plaque d’extrémité 34-35 et l’ensemble formé par le radiateur 14, la pièce de maintien 30 et le clip de liaison 31.The watertightness of the electric lamp 10 is also ensured at each end by a sealing joint 33 mounted between an end plate 34-35 and the assembly formed by the radiator 14, the holding part 30 and the connection clip. 31.
Une plaque d’extrémité 34 forme l’extrémité terminale de la lampe électrique 10. Cette plaque d’extrémité 34 est fixée par trois vis 37 traversant la plaque d’extrémité 34 et le joint de scellement 33 pour coopérer avec un filetage ménagé dans le radiateur 14.An end plate 34 forms the terminal end of the electric lamp 10. This end plate 34 is fixed by three screws 37 passing through the end plate 34 and the sealing joint 33 to cooperate with a thread formed in the radiator 14.
A l’opposé de cette plaque d’extrémité 34, la lampe électrique 10 comporte un culot formé par une pièce d’extrémité 35 fixée à une pièce de fixation 36.Opposite this end plate 34, the electric lamp 10 comprises a base formed by an end piece 35 fixed to a fixing piece 36.
Pour ce faire, la pièce de fixation 36 et la pièce d’extrémité 35 sont fixées sur le radiateur 14 par trois vis 38 traversant la pièce de fixation 36, la pièce d’extrémité 35 et le joint de scellement 33 pour coopérer avec un filetage ménagé dans le radiateur 14.To do this, the fixing piece 36 and the end piece 35 are fixed to the radiator 14 by three screws 38 passing through the fixing piece 36, the end piece 35 and the sealing joint 33 to cooperate with a thread. in the radiator 14.
La pièce de fixation 36 comporte des lumières destinées à coopérer avec des ergots disposés sur un support de connexion monté sur un dispositif d’éclairage public. Ainsi, la pièce de fixation 36 assure la fixation mécanique de la lampe électrique 10 avec un dispositif d’éclairage public lorsque la lampe électrique 10 est montée sur un dispositif d’éclairage public.The fastener 36 includes lights intended to cooperate with lugs arranged on a connection support mounted on a public lighting device. Thus, the fixing part 36 ensures the mechanical fixing of the electric lamp 10 with a public lighting device when the electric lamp 10 is mounted on a public lighting device.
En outre, un contact électrique est assuré entre le dispositif d’éclairage public et la lampe électrique 10 au moyen d’une nappe de connexion 22 traversant la pièce de fixation 36, la pièce d’extrémité 35 et le joint de scellement 33 pour connecter électriquement le dispositif d’éclairage public avec un connecteur 40 de la carte électrique 17.In addition, an electrical contact is ensured between the public lighting device and the electric lamp 10 by means of a connection ply 22 passing through the fixing piece 36, the end piece 35 and the sealing joint 33 to connect electrically the public lighting device with a connector 40 of the electric card 17.
Selon l’invention, la lampe électrique 10 comporte également un capteur thermoélectrique 21 disposé entre la carte électrique 17 et le radiateur 14.According to the invention, the electric lamp 10 also includes a thermoelectric sensor 21 disposed between the electric card 17 and the radiator 14.
Tel qu’illustré sur la figure 4, le capteur thermoélectrique 21 comporte un substrat 23 et des éléments de types N et P 26-27 connectés deux à deux par des pistes de connexion 2425. Le substrat 23 peut correspondre à un substrat en silicium d’une épaisseur comprise entre 30 et 70 micromètres.As illustrated in FIG. 4, the thermoelectric sensor 21 comprises a substrate 23 and elements of types N and P 26-27 connected in pairs by connection tracks 2425. The substrate 23 may correspond to a silicon substrate d '' a thickness between 30 and 70 micrometers.
Des pistes de connexion inférieures 25 sont disposées sur le substrat 23. Chaque piste de connexion inférieure 25 est réalisée en un matériau conducteur, tel que le cuivre, et électriquement isolée des autres pistes de connexion inférieures 25. Par exemple, ces pistes de connexion inférieures 25 peuvent présenter une épaisseur inférieure à 2 micromètres, et une distance de 10 micromètres peut être ménagée entre deux pistes de connexion inférieures 25 juxtaposées.Lower connection tracks 25 are arranged on the substrate 23. Each lower connection track 25 is made of a conductive material, such as copper, and electrically isolated from the other lower connection tracks 25. For example, these lower connection tracks 25 can have a thickness of less than 2 micrometers, and a distance of 10 micrometers can be provided between two juxtaposed lower connection tracks 25.
Sur chaque piste de connexion inférieure 25, un élément de type P 26 et un élément de type N 27 sont juxtaposés. De préférence, les éléments de type P 26 et de type N 27 présentent une hauteur comprise entre 50 et 300 micromètres. Un distance de 20 micromètres peut être ménagée entre ces deux éléments de type P 26 et de type N 27.On each lower connection track 25, a P type element 26 and an N type element 27 are juxtaposed. Preferably, the elements of type P 26 and of type N 27 have a height of between 50 and 300 micrometers. A distance of 20 micrometers can be made between these two P 26 and N 27 type elements.
Les éléments de type P 26 et de type N 27 sont choisis de sorte à obtenir un effet Seebeck entre ces deux éléments. Par exemple, ces éléments de type P 26 et de type N 27 peuvent correspondre à des chalcogénures, des oxydes de molybdène ou des oxydes LaAlO3 et SrTiO3.The elements of type P 26 and of type N 27 are chosen so as to obtain a Seebeck effect between these two elements. For example, these P 26 and N 27 type elements can correspond to chalcogenides, molybdenum oxides or LaAlO 3 and SrTiO 3 oxides.
Les éléments de type P 26 d’une piste sont connectés à un élément de type N 27 d’une piste voisine par l’intermédiaire d’une piste de connexion supérieure 24. Chaque piste de connexion supérieure 24 est également isolée des autres pistes de connexion supérieures 24 et présente des caractéristiques sensiblement équivalentes aux pistes de connexion inférieures 25.The P-type elements 26 of a track are connected to an N-type element 27 of a neighboring track via an upper connection track 24. Each upper connection track 24 is also isolated from the other connection tracks. upper connection 24 and has characteristics substantially equivalent to the lower connection tracks 25.
Ainsi, chaque piste de connexion supérieure 24 est réalisée dans un matériau conducteur, tel que le cuivre, et électriquement isolée des autres pistes de connexion supérieures 24. Par exemple, ces pistes de connexion supérieures 24 peuvent présenter une épaisseur inférieure à 2 micromètres, et une distance de 10 micromètres peut être ménagée entre deux pistes de connexion supérieures 24 juxtaposées.Thus, each upper connection track 24 is made of a conductive material, such as copper, and electrically isolated from the other upper connection tracks 24. For example, these upper connection tracks 24 may have a thickness of less than 2 micrometers, and a distance of 10 micrometers can be provided between two juxtaposed upper connection tracks 24.
L’ensemble formé par le substrat 23, les pistes de connexion 24-25 et les éléments de type P 26 et de type N 27 présente une hauteur inférieure à 5 millimètres de sorte à garantir un transfert calorifique efficace entre la carte électrique 17 et le radiateur 14. Cet ensemble forme des jonctions PN disposées sur le substrat 23 sous la forme d’un serpentin.The assembly formed by the substrate 23, the connection tracks 24-25 and the elements of type P 26 and of type N 27 has a height of less than 5 millimeters so as to guarantee an efficient heat transfer between the electric card 17 and the radiator 14. This assembly forms PN junctions arranged on the substrate 23 in the form of a coil.
Au sens de l’invention, une forme de serpentin correspond à une disposition dans laquelle plusieurs lignes parallèles sont reliées alternativement à une de leurs extrémités pour former une succession de jonctions PN. Les lignes peuvent s’étendre dans la longueur ou la largeur du capteur thermoélectrique 21.Within the meaning of the invention, a serpentine shape corresponds to an arrangement in which several parallel lines are connected alternately at one of their ends to form a succession of PN junctions. The lines can extend in the length or the width of the thermoelectric sensor 21.
Cette disposition particulière des jonctions PN associée à la hauteur des éléments de type P 26 et de type N 27 permet de capter efficacement l’énergie calorifique émise par la source lumineuse 11 avec un capteur thermoélectrique 21 de faible épaisseur.This particular arrangement of PN junctions associated with the height of the P 26 and N 27 type elements makes it possible to efficiently capture the heat energy emitted by the light source 11 with a thin thermoelectric sensor 21.
Tel qu’illustré sur la figure 3, le capteur thermoélectrique 21 peut s’étendre sur une surface sensiblement équivalente à la surface de la carte électrique 17. En variante, tel qu’illustré sur la figure 2, plusieurs capteurs thermoélectriques 21 plus petits peuvent être juxtaposés.As illustrated in FIG. 3, the thermoelectric sensor 21 can extend over an area substantially equivalent to the surface of the electric card 17. As a variant, as illustrated in FIG. 2, several smaller thermoelectric sensors 21 can be juxtaposed.
Les pistes de connexion supérieures 24 sont préférentiellement placées au contact de la carte électrique 17. En variante, un élément conducteur thermique, tel qu’une pâte thermique peut être disposé entre ces pistes de connexion supérieures 24 et la carte électrique 17.The upper connection tracks 24 are preferably placed in contact with the electric card 17. As a variant, a thermal conductive element, such as a thermal paste can be placed between these upper connection tracks 24 and the electric card 17.
Tel qu’illustré sur la figure 3, un composant 20, monté sur la carte électrique 17, est connecté à une piste de connexion supérieure 24 et à une piste de connexion inférieure 25 du capteur thermoélectrique 21 de sorte à capter l’énergie électrique récupérée par l’ensemble des jonctions PN connectées en série.As illustrated in FIG. 3, a component 20, mounted on the electric card 17, is connected to an upper connection track 24 and to a lower connection track 25 of the thermoelectric sensor 21 so as to capture the recovered electrical energy. by all PN junctions connected in series.
Ce composant 20 est configuré pour transmettre l’énergie électrique du capteur thermoélectrique 21 à un organe de gestion de l’énergie électrique de la lampe électrique 10. Cet organe de gestion de l’énergie peut être monté sur la carte électrique 17.This component 20 is configured to transmit the electrical energy from the thermoelectric sensor 21 to an electrical energy management unit of the electric lamp 10. This energy management unit can be mounted on the electric card 17.
En variante, tel qu’illustré sur la figure 3, l’organe de gestion de l’énergie est externe à la lampe électrique 10, et l’énergie électrique du capteur thermoélectrique 21 est transmise à l’extérieur de la lampe électrique 10 par le connecteur 40 et la nappe de connexion 22.As a variant, as illustrated in FIG. 3, the energy management member is external to the electric lamp 10, and the electric energy from the thermoelectric sensor 21 is transmitted outside the electric lamp 10 by the connector 40 and the connection cable 22.
L’invention permet ainsi de réduire la consommation électrique d’une lampe électrique 10 en récupérant une partie de l’énergie calorifique générée par la lampe électrique 10 pour produire de l’énergie électrique en utilisant l’effet Seebeck.The invention thus makes it possible to reduce the electrical consumption of an electric lamp 10 by recovering part of the heat energy generated by the electric lamp 10 to produce electric energy using the Seebeck effect.
Cette lampe électrique 10 présente une puissance comprise entre 50 et 150 Watts pour un flux lumineux compris entre 2000 et 5000 lumens de sorte qu’elle peut être utilisée pour un dispositif d’éclairage public.This electric lamp 10 has a power between 50 and 150 Watts for a luminous flux between 2000 and 5000 lumens so that it can be used for a public lighting device.
Une agglomération peut ainsi réduire sa consommation électrique en utilisant des 10 dispositifs d’éclairage public intégrant des lampes électriques 10 conformes à l’invention.An agglomeration can thus reduce its electricity consumption by using 10 street lighting devices incorporating electric lamps 10 in accordance with the invention.
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