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Lampe électrique à incandescence ." L'invention a pour objet un mode de réalisation des lampes électriques à incandescence permettantd'obtenir soitun plus grand rendement lumineux que dans les dispositifs actuel- lement en usage , soit une durée plus grande de la vie de la lampe, soit oes deux avantages simultanément
On sait que le rendement lumineux orolt très vite..avec la température du corps incandescent , mais on est limité pour celle,-ci(quand ce corps a un point de fusion suffisamment
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élevé pour atteindre oes hautes températures ) par divers phé- nomènes .
Il se produit notamment l'effet Edison-Richardson d'émission*? d'électrons , oroissant rapidement aved la tempé- rature , ainsi que des phénomènes d'ionoplastie assez mal connus, mais ayant pour effet l'arrachement de particules ma- térielles du corps incandescent . Il se produit ainsi une vé- ritable vaporisation ou sublimation de oelui-oi et quelque- fois transport sur l'enveloppe extérieure Cela a pour effet dans le cas des lampes de diminuer leur durée et d'introduite une température limite au-del de laquelle une réalisation pra- tique n'est plus possible .L'interposition de certains gaz sans action chimique sur le corps incandescent a pour effet de retarder les phénomènes thermioniques et de permettre ainsi de pousser la température
plus loin , en conséquence d'augmen- ter le rendement . C'est le'principe bien connu des lampes di- tes demi-watt
La présente invention a pour objet une disposition du filament ou élément incandescent réfracta ire , peimettant par ses effets physiques de retarder davantage encore les phéno mènes thermioniques Le principe appliqué est le suivant:
si un filament porté à l'incandescence se trouve au voisinage immédiat d'un autre filament également porté à 1* incandescence , les électrons et les ions qu'ils auront tendance à émettre étant éleotriquement chargés de même signe auront tendance à se repous- ser t ce quise traduira par une annulation plus ou moins com- plète des phénomènes thermioniques , les électrons et les ions étant par ce fait empêchés en partie de sortir tout au moins pour les portions de filament en regard ltune de l'autre $De plus, s'il existe une différence de potentiel entre les deux ..
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filaments ,l'émission thermionique sera plus longtemps retar- dée pour le filament de potentiel le plus élevé Elle sera peut- être favorisée pour loutre .mais il y aura , tout compte fait avantage si le premier joue un rôle prédominant pour l'éclaira- ge ou si le second est mécaniquement plus résistant
La fig 1 montre un premier exemple de réalisation .
Soit un filament central rectiligne a dont l'extrêmi- te est reliée hune spirale b entourant @e filament ,l'autre extrémité de la spirale b étant reliée à une aure spirale con- centrique en filament plus gros l'examen du plan shhématique de la fig 2,on voit que les phénomènes thermioniques pour l'axe 1 , la première spirale b et la partie intérieure de, la deu- xième @ ont tendance à se contrarier d'après le principe expose plus haut ( les émissions sont représentées par les flèches sur la fig ) La spirale extérieure ± pourra être par exemple, en filament d'épaisseur calculée comme pour les lampes actuellement en usage ,la deuxième b et l'axe a ,ainsi électriquement pro- tégés ,
seraient en filamentplus fin pour étre plus: poussés Dans le cas du courant continu, il y a un sens priviligiè; ce- lui ppur lequel le filament central est relie au pôle positif car son potentiel sera ainsi plus élevé que celui de la spirale externe .
Pour la facilité de réalisation , quant aux soudures , par exemple, on pourra avoir des bornes auxiliaires intérieures ou des raccords en d'autres métaux ;comme les montrent les fig 3 et4
Suivant les applications envisagées ,il peut y avoir intérêt à renforcer l'effet dû à la différence de potentiel auxiliaire diurne source qui n'aurait pas à débiter , simple- ment constituée, par exemple, par une batterie de piles sèches.
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La fig 5 montre un,exemple de réalisation d'un tel dispositif ,utilisables notamment ppur des lampes à grand rendement marchant sur courant alternatif ,Dans ce cas la spirale extérieure 0 en fil très fin n'est pas éclairante .sé- parée du filament et reliée par la borne ± au pôle négatif de la source auxiliaire d la borne e1 allant au filamentcentral est reliée au pâle positif La lampe a donc trois bornes ,e1,e2 e3. L'extrémité libre de la spirale o sera soutenue par tout support approprié .Il y aura évidemment avantage à réaliser toutou partie du filament sous forme de spirale trèsfine et à Prévoir, en outre dans la lampe une atmosphère gazeuse .
Dans le cas de courantcontinu alimentant la lampe-, comme dans les Installations pour automobiles par exemple- on peut simplement utiliser ledit courant: pour fournir la différence de potentiel auxiliaire renforçant l'effet dû à celle qui existe déjà entre le filament central et la spirale extérieure non éclai- rante disposée en circuit ouvert et qu'il suffit de relier au pôle négatif . '
On peut enfin concevoir un dispositif de lampe compor- tant une seule spirale autour du filament très rapprochée de ce- lui-ci disposée en circuit ouvert et fabriquée de façon parti- culière pour émettre à une température très inférieure à celle démission du filament .
Les fig suivantes, 6.7 et 8, montrent trois exemples de réalisation ,du dispositif
Ainsi, qu'on le voit sur la fig 6, le filamentcentra- le a trèsfinement spirale , estentouré par une spirale b très 'rapprochée , d'une part reliée à l'une des extrémités du filament côté pôle négatif , et libre d'autre part .
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On conçoit que, si la spirale b est assez près du filament elle s'échauffera par rayonnement et par oonduoti- bilité jusque se trouver dans les conditions d'émission vou- lues pour combattre les émissions du filament. Il y aura in- térêt pour abaisser la température démission, de cette spi- rale â la fabriqué en un corps réfracta émettant à aussi basse température, que possible, par exemple en tungstène thorié.
On remarquera ,en outre que dans ce dispositif , le po- tentiel de la spirale étant moins élevé que celui du filament , lon créera bien le champ électrostatique favorable au retar- dement à la diminution, ou à l'empêchement des émissions de ce filament
La fig 7,représente un montage différentdu dispo- sitif précédent ,le filament a est ici supporté en son milieu par une tige 1 fichée dans le culot et l'extrémite libre de la spirale b est fixée à une potence ± Il va sans dire que cette spirale pourraitavoir une rigidité suffisante par elle-même évitant tout support accessoire .
La fig 8, représente un mode de réalisation simplifié dans lequel le filament a estreplié sur lui-même en forme d'un U vertical renversé , ce filament étant supporté à sa partie supérieure par une tige.! fichée dans le culot . la spi- rale b qui entoure le filament est elle-même disposée vertica- lement . Cette disposition est particulièrement avantageuse pour tous les systèmes à axe optique ,par exemple pour l'éclai - rage par phares ou projecteurs .
Il va sans dire que les dispositifs schématiques de réalisation qui ont été représentés et déoritsplus haut n'ont été indiqués qu'à titreed'exmples, nullement limitatifs de l'utilisation pour l'éclairage, des phénomènes de real@on ion....
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d'effets thermioniques ci-dessus exposés.
Dans le âut de réaliser des montages les plus prati- ques possible$ on pourra donner à la spirale ou dispositif ana- logue;telle que grille fine ,ainsi qu'au filament toute confor- mation quelconque approprie .
IONS.
1 - Lampe électrique à incandescence caractérisée par le fait qu'elle comporte au moins deux filaments ou éléments incandescents agissant mutuellement les une sur les autres pour retarder les phénomènes thermioniques
2 - Lampe électrique incandescence du genre revendis qué au paragraphe 1 , caractérisée par le fait 'que les filaments sont disposés au sein d'un champ électrostatique dirigé dans un sens favorable au retard des phénomènes thermioniques
3 - Lampe électrique à incandescence du genre revendi- qué au para,graphe 1 , caractérisée par le fait qu'elle comporte un filament central rectiligen a dont l'extrémité intérieure est reliée à une spirale b entourant ce filament * Cette spirale étant à son tour reliée , par son autre extrémité à une autre spirale concentrique c en filament plus gros .
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Electric incandescent lamp. "The invention relates to an embodiment of electric incandescent lamps making it possible to obtain either a greater light output than in devices currently in use, or a longer duration of the life of the lamp. , either of these two advantages simultaneously
We know that the light output orolt very quickly ... with the temperature of the incandescent body, but we are limited for that, -ci (when this body has a sufficient melting point
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high to reach high temperatures) by various phenomena.
The Edison-Richardson effect of emission *? of electrons, oroing rapidly with temperature, as well as the phenomena of ionoplasty which are not well known, but having the effect of tearing material particles from the incandescent body. There is thus a real vaporization or sublimation of the oelui-oi and sometimes transport on the external envelope. This has the effect in the case of the lamps of reducing their duration and of introducing a limit temperature beyond which a practical realization is no longer possible. The interposition of certain gases without chemical action on the incandescent body has the effect of delaying the thermionic phenomena and thus making it possible to increase the temperature.
further, accordingly to increase the yield. This is the well-known principle of di-half-watt lamps.
The present invention relates to an arrangement of the filament or refractory incandescent element, peimeant by its physical effects to further delay thermionic phenomena The principle applied is as follows:
if a filament brought to the incandescence is in the immediate vicinity of another filament also brought to the incandescence, the electrons and the ions which they will tend to emit being electrically charged of the same sign will tend to repel each other t which will result in a more or less complete cancellation of the thermionic phenomena, the electrons and the ions being thereby partially prevented from leaving at least for the portions of filament facing each other $ In addition, if there is a potential difference between the two ..
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filaments, the thermionic emission will be delayed longer for the filament of the highest potential. It will perhaps be favored for the otter. But there will be, on balance, an advantage if the former plays a predominant role for the lighting. ge or if the second is mechanically more resistant
Fig 1 shows a first embodiment.
Consider a central rectilinear filament a, the end of which is connected to a spiral b surrounding the filament, the other end of the spiral b being connected to a concentric spiral of larger filament, examining the schematic plane of in fig 2, we see that the thermionic phenomena for axis 1, the first spiral b and the inner part of, the second @ tend to be opposed according to the principle explained above (the emissions are represented by arrows in fig) The outer spiral ± could be, for example, in filament of thickness calculated as for the lamps currently in use, the second b and the axis a, thus electrically protected,
would be in finer filament to be more: pushed In the case of direct current, there is a privileged meaning; this is where the central filament is connected to the positive pole because its potential will be higher than that of the external spiral.
For ease of production, as for the welds, for example, we can have internal auxiliary terminals or fittings in other metals; as shown in figs 3 and 4
Depending on the applications envisaged, it may be advantageous to reinforce the effect due to the difference in diurnal auxiliary source potential which would not have to charge, simply constituted, for example, by a battery of dry cells.
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FIG. 5 shows an example of an embodiment of such a device, which can be used in particular for high efficiency lamps running on alternating current. In this case, the outer spiral 0 made of very fine wire is not illuminating. Separated from the filament and connected by the terminal ± to the negative pole of the auxiliary source d the terminal e1 going to the central filament is connected to the positive blade The lamp therefore has three terminals, e1, e2 e3. The free end of the spiral o will be supported by any suitable support. It will obviously be advantageous to make any part of the filament in the form of a very fine spiral and to provide, in addition, in the lamp a gaseous atmosphere.
In the case of direct current supplying the lamp -, as in installations for automobiles for example - said current can simply be used: to provide the auxiliary potential difference reinforcing the effect due to that which already exists between the central filament and the spiral external non-illuminating arranged in open circuit and which it suffices to connect to the negative pole. '
Finally, it is possible to design a lamp device comprising a single spiral around the filament very close to the latter, arranged in an open circuit and manufactured in a particular way to emit at a temperature much lower than that of emission of the filament.
The following figs, 6.7 and 8, show three exemplary embodiments of the device
Thus, as can be seen in fig 6, the filamentcentra- the has a very fine spiral, surrounded by a very close spiral b, on the one hand connected to one of the ends of the filament on the negative pole side, and free of somewhere else .
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It will be understood that, if the spiral b is close enough to the filament, it will heat up by radiation and by waviness until it is in the emission conditions desired to combat emissions from the filament. There will be interest in lowering the emission temperature of this coil by fabricating it as a refractory body emitting at as low a temperature as possible, for example thoriated tungsten.
It will also be noted that in this device, the potential of the spiral being lower than that of the filament, one will indeed create the electrostatic field favorable to the delay in the reduction, or to the prevention of the emissions of this filament.
Fig 7 shows a different assembly from the previous device, the filament a is here supported in its middle by a rod 1 stuck in the base and the free end of the spiral b is fixed to a bracket ± It goes without saying that this spiral could have sufficient rigidity by itself avoiding any accessory support.
FIG. 8 represents a simplified embodiment in which the filament has folded back on itself in the shape of an inverted vertical U, this filament being supported at its upper part by a rod.! stuck in the base. the spiral b which surrounds the filament is itself arranged vertically. This arrangement is particularly advantageous for all systems with an optical axis, for example for lighting by headlights or projectors.
It goes without saying that the schematic embodiments which have been represented and described above have been indicated only as examples, in no way limiting the use for lighting, real @ on ion phenomena ... .
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of thermionic effects discussed above.
In order to achieve the most practical assemblies possible, the spiral or the like device, such as a fine grid, as well as the filament can be given any suitable shape.
IONS.
1 - Incandescent electric lamp characterized by the fact that it comprises at least two filaments or incandescent elements mutually acting on one another to delay thermionic phenomena
2 - Incandescent electric lamp of the type claimed in paragraph 1, characterized by the fact that the filaments are arranged within an electrostatic field directed in a direction favorable to the delay of thermionic phenomena
3 - Electric incandescent lamp of the kind claimed in para, graph 1, characterized in that it comprises a rectiligen central filament a whose inner end is connected to a spiral b surrounding this filament * This spiral being at its tower connected by its other end to another concentric spiral c in larger filament.
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