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" PERFECTIONNEMENTS AUX TUBES LUMINEUX A GRANDE INTENSITE @
D'ECLAIRAGE "
L'invention est relative à un tube lumineux perfectionné à grande intensité d'éclairage destiné particulièrement à être employé comme feu dans la navigation aérienne.Il est évident que l'invention peut être employée dans tous les cas où un éclairage intense est désiré.
Les tubes lumineux auxquels l'invention est relative sont deux utilisant un gaz raréfié que l'on rend lumineux sous l'effet d'un courant électrique appliqué à des
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électrodes intérieures. Les courants employés sont en excès d'un dixième d'un ampère et peuvent atteindre une valeur de dix ampères ou davantage. Les tubes lumineux perfectionnés sont donc différents des enseignes lumineuses ordinaires avec lesquels les courants dépassent rarement trente milli-appères.
De préférence, il est fait usage de néon comme agent conducteur à l'intérieur du tube, à la fois en raison de ces caractéristiques électriques favorables'et de son rendement lumineux élevé. Ce gaz lorsqu'il est employé dans un signal lumineux actionné par des courants de valeur élevée produit une lumiere qui peut être vue à de nombreux kilomètres, en raison de sa grande longueur d'onde et de sa grande pénétra- tion.
La présente invention a pour objet la construction d'une lampe à décharge électrique lumineuse d'intensité d'éclairage relativement élevée dont la partie illuminée est de courte longueur et est de grande intensité. Dans le cas de tous les tubes à décharge à gaz, leur rendement dépend en grande partie de l'emploi d'une longue colonne positive, pour la raison qu'une partie considérable de la mette d'énergie a lieu aux électrodes. Si en établissant une lampe à décharge à gaz on employait une seule et courte longueur de tube de grand dia- mètre, la lampe serait très inefficace, étant donné qu'une perte d'énergie disproportionnée aurait lieu aux électrodes.
En outre, il serait nécessaire de faire des électrodes très grandes et le dispositif dans son ensemble serait difficile à manier et incommode.
D'autre part, si pour obtenir un bon rendement on utilisait un long tube en principe droit, la concentration désirée d'illumination ne serait pas obtenue.
A l'aide de la présente invention on obtient une source concentrée d'éclairage et en même temps une colonne positive @
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relativement longue, de façon à obtenir un bon rendement, en utilisant des tubes de verre rentrant les uns dans les autres dans la partie de la lampe constituant la colonne po- sitive, comme expliqué ci-après. De cette manière, il est possible d'employer de petites électrodes et en raison du fait que la colonne positive est repliée sur elle-même un certain nombre de fois et occupe ainsi un espace de faible longueur et de grand diamètre, le tube a une efficacité électrique et d'éclairage élevée.
En outre, il est possible par la présente invention de construire une lampe qui peut être montée et supportée dans une base appropriée, ainsi qu'il est d'usage courant dans la fabrication des lampes à incandes- cence, au lieu d'avoir à être supportée aux deux extrémités, ainsi que cela a été d'usage jusqu'ici avec les tubes lu- mineux.
Dans la fabrication du tube lumineux perfectionné, les auteurs de la présente invention ont constaté qu'il est désirable que des parties adjacentes de la colonne positive s'étendent dans le même sens, bien que l'invention ne soit pas limitée à cette disposition particulière et qu'une forme de réalisation de l'invention prévoit des parties adjacentes de la colonne positive s'étendant dans des sens opposés.
Toutefois, il a été constaté que dans ce dernier cas, c'est-à- dire lorsque des parties adjacentes de la colonne positive s'étendent dans des sens opposés, les champs magnétiques dûs à ces colonnes seront de même opposés et dans ce cas la lumière ne peut remplir le tube qu'avec beaucoup de diffi- culte. Lorsque les champs magnétiques s'opposent, la décharge dans le tube tend à devenir épaisse et à prendre une forme cylindrique, et le tube devient moins efficace comme source d'éclairage concentré. En conséquence, les parties adjacentes ,dela colonne positive sont, de préférence, disposées de
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façon que les parties ou trajets positifs ne s'opposent pas l'un à l'autre et, dans ce cas, l'efficacité ou rendement est amélioré.
Dans la fabrication de tubes lumineux et dans les ex- périences faites avec ces tubes, particulièrement ceux utili- sant du néon pour la signalisation ou comme feux, les auteurs de la présente invention ont découvert que lorsqu'une densité de courant très élevée est assurée, l'efficacité du signal est considérablement augmentée. Ceci est dû, apparemment, au.fait que lorsqu'un éclat intrinsèque critique est dépassé, l'effet d'irradiation sur l'observateur est celui d'une source d'éclairage beaucoup plus grande et plus intense. Pour l'oeil de l'observateur, un tube allongé d'éclat intrinsèque élevé semble s'allonger encore davantage lorsque l'observa- tion s'en éloigne, à la condition que son éclat intrinsèque dépasse une valeur critique.
Ceci est un phénomène qui a été constaté par les auteurs de la présente invention et qui dépend d'une concentration d'éclairage en excès des valeurs normales usuelles employées jusqu'ici. L'effet en question est remarqué à un point marqué lorsque le courant utilisé est de l'ordre d'un milli-appère ou davantage par millimètre carré de section transversale de l'espace occupé par la co- lonne positive. Lorsque le courant est augmenté, l'effet de-* vient proportionnellement plus grand et lorsque des densités de courant dans le voisinage de 7 milli-ampères par millimètre carré de section transversale sont employées, l'effet sera constaté à un point très marqué et inusuel.
Afin que l'invention soit mieux comprise, on se reportera au dessin annexé qui montre trois formes de tubes lumineux auxquelles l'invention est appliquée.
La Fig, 1 est une coupe d'un tube supporté dans une base quelque peu semblable à celle d'une lampe à incandescence,
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tube dans lequel les trajets de la colonne positive s'oppo- sent l'un à l' autre .
La Fig. 2 est une coupe d'une autre disposition dans la- quelle les trajets adjacents de la colonne positive s'effec- tuent dans le même sens.
La Fig. 3 montre en coupe une autre forme de l'invention dans laquelle les trajets adjacents de la colonne positive s'effectuent également dans le même sens.
Le tube représenté fig. 1 comporte une lourde base de support 1 de laquelle s'étend l'ensemble du tube. De tube représenté ici comprend une chambre extérieure en verre 2 fermée à ses extrémités, une pièce tubulaire 3 placée dans cette dernière et ayant une extrémité extérieure ouverte, comme représenté, une troisième pièce tubulaire 4 ayant une extrémité extérieure fermée, et une pièce tubulaire inté- rieure 5 ayant une extrémité extérieure ouverte, tous ces éléments tubulaires étant concentriques, comme représenté.
La partie tubulaire 3 présente une partie 6 de diamètre ré- duit formant col. Le trajet de la décharge dans la colonne positive est le suivant : en montant dans la pièce tubulaire centrale 5, en descendant à travers l'espace compris entre cette pièce tubulaire et la pièce tubulaire 4, à travers des passages 7 formés dans cette dernière pièce, de là en montant entre la pièce tubulaire 4 et la pièce tubulaire 3, et fina- lement en descendant entre les pièces tubulaires 3 et 2, res- pectivement. Une électrode 8 est représentée à l'extrémité inférieure dâ la piece tubulaire 2 à l'intérieur de celle-ci, et une seconde électrode faite de métal ondulé 9 entoure le col 6 de la pièce 5. Les fils, comme représenté, conduisent à des bornes 10,10 disposées dans la base 1.
Avec cette dis- position particuliere, on remarquera que le trajet de la décharge s'effectue, dans un sens, à travers la pièce tubu-
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laire 5 et à travers l'espace compris entre les pièces tubu- laires 3 et 4 et, dans l'autre sens, s'effectue entre les pièces tubulaires 2 et 3 et les pièces 4 et-5.
Dans la disposition représentée fig. 2, il est prévu un tube extérieur 11 comportant des parties extrêmes agran- dies 12 et pourvu d'électrodes 13,13 de tout type désiré.
A l'intérieur de la partie centrale du tube 11 et conoentri- quement à cette partie est disposé un tube 14 se prolongeant, à l'extérieur du tube 11, en un tube 15 qui entre à nouveau dans le tube 11. Par oonséquent, avec cette disposition, le trajet de la décharge s'effectue dans le même sens dans le tube 14 que dans l'espace compris entre le dit tube et les parois du tube extérieur 11. Bien que la décharge dans le tube 15 soit dans le sens opposé, ce tube est suffisamment éloigné pour éliminer en principe les effets magnétiques s'opposant l'un à l'autre.
Dans la disposition de tube représentée fig. 3, il est prévu un tube extérieur 16, un tube intérieur 17 ayant une extrémité supérieure ouverte et un tube intermédiaire 18.
L'électrode 19 est disposée près de l'extrémité inférieure du tube intérieur 17, tandis que l'autre électrode 20, de forme annulaire, est disposée près de l'extrémité fermée de l'espace compris entre les tubes 17 et 18. Avec cette dis- position, la direction de la colonne positive à travers le tube intérieur 17 est la même que dans l'espace compris entre les tubes 17 et 18. Bien que la décharge dans l'espace com- pris entre les tubes 16 et 18 soit dans le sens opposé, l'effet magnétique prédominant du tube dans son ensemble ne rencontre pas d'opposition.
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"HIGH INTENSITY LIGHT TUBES IMPROVEMENTS @
LIGHTING "
The invention relates to an improved luminous tube with a high lighting intensity intended particularly for use as a light in air navigation. It is obvious that the invention can be employed in all cases where intense lighting is desired.
The light tubes to which the invention relates are two using a rarefied gas which is made luminous under the effect of an electric current applied to
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internal electrodes. The currents used are in excess of a tenth of an ampere and can reach a value of ten amps or more. The sophisticated light tubes are therefore different from ordinary light signs with which the currents rarely exceed thirty milli-apperes.
Preferably, neon is used as the conductive agent inside the tube, both because of its favorable electrical characteristics and its high light output. This gas when used in a light signal driven by high value currents produces a light that can be seen for many kilometers, due to its long wavelength and great penetration.
The object of the present invention is the construction of a luminous electric discharge lamp of relatively high illumination intensity, the illuminated part of which is of short length and is of great intensity. In the case of all gas discharge tubes, their efficiency largely depends on the use of a long positive column, for the reason that a considerable part of the energy transfer takes place at the electrodes. If in constructing a gas discharge lamp one employed a single short length of large diameter tube, the lamp would be very inefficient, since disproportionate energy loss would occur at the electrodes.
Furthermore, it would be necessary to make very large electrodes and the device as a whole would be unwieldy and inconvenient.
On the other hand, if, in order to obtain a good yield, a long tube, in principle straight, was used, the desired concentration of illumination would not be obtained.
With the help of the present invention a concentrated source of illumination is obtained and at the same time a positive column @
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relatively long, so as to obtain a good yield, by using glass tubes which fit into each other in the part of the lamp constituting the positive column, as explained below. In this way, it is possible to employ small electrodes and due to the fact that the positive column is folded back on itself a number of times and thus occupies a space of small length and large diameter, the tube has a high electrical and lighting efficiency.
Further, it is possible by the present invention to construct a lamp which can be mounted and supported in a suitable base, as is in common use in the manufacture of incandescent lamps, instead of having to. be supported at both ends, as has hitherto been customary with light tubes.
In making the improved light tube, the authors of the present invention have found it desirable that adjacent portions of the positive column extend in the same direction, although the invention is not limited to this particular arrangement. and that one embodiment of the invention provides for adjacent portions of the positive column extending in opposite directions.
However, it was found that in the latter case, that is to say when adjacent parts of the positive column extend in opposite directions, the magnetic fields due to these columns will likewise be opposite and in this case the light can only fill the tube with great difficulty. When the magnetic fields oppose each other, the discharge in the tube tends to become thick and take on a cylindrical shape, and the tube becomes less effective as a concentrated light source. Accordingly, the adjacent parts of the positive column are preferably arranged
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so that the positive parts or paths do not oppose each other and, in this case, the efficiency or yield is improved.
In the manufacture of light tubes and in experiments with such tubes, particularly those using neon for signaling or as lights, the authors of the present invention have found that when a very high current density is ensured , the signal efficiency is considerably increased. This is due, apparently, to the fact that when a critical intrinsic glow is exceeded, the irradiating effect on the observer is that of a much larger and more intense light source. To the eye of the observer, an elongated tube of high intrinsic brightness appears to elongate even further as the observation moves away from it, provided that its intrinsic brightness exceeds a critical value.
This is a phenomenon which has been observed by the authors of the present invention and which depends on an illumination concentration in excess of the usual normal values employed hitherto. The effect in question is noticed at a marked point when the current used is of the order of one milli-appere or more per square millimeter of cross-section of the space occupied by the positive column. As the current is increased the effect becomes proportionately greater and when current densities in the vicinity of 7 milli-amps per square millimeter of cross-section are employed the effect will be seen to be very marked and unusual.
In order for the invention to be better understood, reference is made to the appended drawing which shows three forms of light tubes to which the invention is applied.
Fig, 1 is a section through a tube supported in a base somewhat similar to that of an incandescent lamp,
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tube in which the paths of the positive column oppose each other.
Fig. 2 is a section of another arrangement in which the adjacent paths of the positive column are in the same direction.
Fig. 3 shows in section another form of the invention in which the adjacent paths of the positive column also take place in the same direction.
The tube shown in fig. 1 comprises a heavy support base 1 from which the entire tube extends. The tube shown here comprises an outer glass chamber 2 closed at its ends, a tubular part 3 placed therein and having an open outer end, as shown, a third tubular part 4 having a closed outer end, and an inner tubular part. - Higher 5 having an open outer end, all these tubular elements being concentric, as shown.
The tubular part 3 has a part 6 of reduced diameter forming a neck. The path of the discharge in the positive column is as follows: going up in the central tubular part 5, down through the space between this tubular part and the tubular part 4, through passages 7 formed in the latter part , from there up between the tubular part 4 and the tubular part 3, and finally down between the tubular parts 3 and 2, respectively. An electrode 8 is shown at the lower end of the tubular piece 2 inside thereof, and a second electrode made of corrugated metal 9 surrounds the neck 6 of the piece 5. The wires, as shown, lead to terminals 10,10 arranged in the base 1.
With this particular arrangement, it will be noted that the path of the discharge takes place, in one direction, through the tubular part.
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5 and through the space between the tubular parts 3 and 4 and, in the other direction, takes place between the tubular parts 2 and 3 and the parts 4 and-5.
In the arrangement shown in fig. 2, there is provided an outer tube 11 comprising enlarged end parts 12 and provided with electrodes 13,13 of any desired type.
Inside the central part of the tube 11 and conoentric to this part is disposed a tube 14 extending, outside the tube 11, in a tube 15 which again enters the tube 11. Therefore, with this arrangement, the path of the discharge takes place in the same direction in the tube 14 as in the space between said tube and the walls of the outer tube 11. Although the discharge in the tube 15 is in the direction opposite, this tube is sufficiently distant to eliminate in principle the magnetic effects opposing each other.
In the tube arrangement shown in fig. 3, there is provided an outer tube 16, an inner tube 17 having an open upper end and an intermediate tube 18.
The electrode 19 is disposed near the lower end of the inner tube 17, while the other electrode 20, of annular shape, is disposed near the closed end of the space between the tubes 17 and 18. With In this arrangement, the direction of the positive column through inner tube 17 is the same as in the space between tubes 17 and 18. Although the discharge in the space between tubes 16 and 18 or in the opposite direction, the predominant magnetic effect of the tube as a whole does not meet with opposition.