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Tube à décharges h cathode à incandescence et à atmosphère gazeuse.
La présente invention a pour objet un tube à décharges à cathode à incandescence et à atmosphère gazeuse plus parti- culièrement destiné à produire des rayons ultra-violets. Le tube à décharges suivant l'invention est caractérisé par l'em- ploi de vapeur de mercure comme gaz à ioniser et par ce qu'une partie au' moins de la paroi du tube travers laquelle la lumière ltra-violette est émise est en quartz ou en un verre ' ayant un coefficient de dilatation extrêmement faible.
De préférence, la paroi du tube à décharges est partiellement en verre et partiellement en quartz, le quartz étant scellé @
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au verre par l'entremise de pièces en verres de compositions différentes dont les coefficients de dilatation augmentent progressivement, la composition du quartz étant prise comme composition de référence. Le plus souvent le tube à décharge comporte une cathode à oxyde ou une cathode renfermant de l'o- xyde. Ainsi, par exemple, la cathode à incandescence peut être constituée par une hélice de tungstène autour de laquelle est eiiroulé un fil en nickel, la cathode étant superficielle- ment recouverte d'oxyde de bar yum.
Si le tube à décharges est rempli exclusivement de vapeur de mercure, il nécessite une tension d'opération qui provoque une température de dé- charge suffisamment élevée pour assurer une pression de mer- cure suffisante. De préférence, cependant, l'atmosphère de va- peur de mercure peut être additionnée d'un autre gaz, de pré- férence un gaz rare tel que, par exemple, l'argon. Dans cer- taines conditions il convient de prévoir une anode auxiliaire pour faciliter l'allumage du tube à décharges, cette anode auxiliaire pouvant être disposée à proximité de la cathode à incandescence. Les décharges ont, de préférence, le carac- tère d'un jaillissement d'arc ou d'une décharge à colonne positive. On sait que la nature des décharges dépend de la pression de l'atmosphère gazeuse et de l'écart des électrodes principales.
Le tube à décharges peut être aménagé pour fonc- tionner avec un courant alternatif polyphasé et comporte alors plusieurs anodes. Dans un mode de réalisation particulier le tube % décharges a une section transversale annulaire, la paroi intérieure du tube étant principalement en quartz ou en verre à coefficient de dilatation 'extrêmement faible et la paroi extérieure du tube étant en verre ordinaire. '
Le dessin annexé, donné à titre d'exemple et représentant un mode de réalisation du tube à décharges faisant l'objet de l'invention, permettra de bien comprendrecomment l'invention peut être réalisée.
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La cathode à incandescence est désignée par 1 et les deux anodes sont désignées par 2 et 3. La cathode 1 est constituée par un fil en tungstène autour duquel est enroulé un fil en nickel recouvert d'oxyde de baryum, le fil en tungstène ainsi formé étant ensuite enroulé en hélice, Les anodes sont faites en carbone et ont la forme d'un cylindre découpé obliquement. L'anode auxiliaire 4 est disposée à proximité de la cathode à incandescence. Les deux fils ame- nant le courant à la cathode à incandescence et le fil ame- nant le courant à l'anode auxiliaire traversent le pied 5 par un joint hermétique.
Le tube à décharges renferme une faible quantité de mercure et de l'argon sous une pression d'environ 5 m/m de mercure et on doit le faire fonctionner une pression telle que la température de décharge soit de quelques centaines de degrés c. A Cette température la pres- sion de la vapeur de mercure est d'environ 10 m/m. Le tube à décharges a une paroi externe en verre 6 et une paroi in terne en quartz 7. On arrive ainsi à empêcher la sortie des rayons ultra-violets produite par les décharges, ces rayons étant absorbés par la paroi en verre. Les rayons ultra-violets ne pénètrent donc--que dans la partie intérieure 8 du tube à décharges.
Cette partie communique par le col 9 avec l'atmos- phère, ce qui permet d'introduire à l'intérieur du tube à dé- charges les objets qui doivent être soumis à l'action des rayons.
La paroi en verre 6 et la paroi en quartz 7 sont scellées ltune à l'autre par l'entremise de plusieurs anneaux de verre dont les coefficients de dilatation augmentent pro- gressivement, la composition du quartz étant prise comme composition de référence. Quelques-uns de ces anneaux de
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verre dont désignés sur le dessin par 10. La composition du verre dont ces anneaux sont constitués est décrite en détail dans une demande de brevet antérieure.
Dans le présent mémoire descriptif l'expression "verre à coefficient de dilatation minime ou extrêmement faible" est pris dans le sens de "verre dont le coefficient de dilatation se rapproche de celui du quartz". On sait que le coefficient de dilatation de quartz est de 5.10-7 et on désigne donc par verre à coefficient minime ou extrêmement faible, du verre dont le coefficient de dilatation n'est pas supérieur à 15.10? D'autre part la partie en verre du tube à décharges faisant l'objet de l'invention sera de préférence en verre dont le coefficient de dilatation ne soit pas inférieur à celui du verre bien connu dit "Pyrex", donc pas inférieur à 35.10-7 Néanmoins, il est également possible d'utiliser pour la par- tie en verre du tube des verres ayant un coefficient beau- coup plus élevé, par exemple,
Jusque 95.10-7 et le procédé de la susdite demande de brevet antérieure permet de sceller facilement diverses espèces de verre entre le quartz et du verre ordinaire.
REVENDICATIONS ------------
1.- Tube à décharges à cathode à incandescence et à atmosphère gazeuse, destiné à produire des rayons ultraviolets caractérisé en ce que de la vapeur de mercure est utilisée comme gaz à ioniser et qu'une partie au moins de la paroi du tube à travers laquelle la lumière ultra-violette est émise est en quartz ou en un verre ayant un coefficient de dilata- tion minime.
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Incandescent cathode gas discharge tube.
The present invention relates to a discharge tube with an incandescent cathode and a gas atmosphere more particularly intended to produce ultra-violet rays. The discharge tube according to the invention is characterized by the use of mercury vapor as the gas to be ionized and by that at least part of the wall of the tube through which the intra-violet light is emitted is in. quartz or glass having an extremely low coefficient of expansion.
Preferably, the wall of the discharge tube is partially glass and partially quartz, the quartz being sealed.
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to glass through pieces of glass of different compositions whose expansion coefficients gradually increase, the composition of quartz being taken as the reference composition. Most often the discharge tube comprises an oxide cathode or a cathode containing oxide. Thus, for example, the incandescent cathode may consist of a tungsten helix around which is wound a nickel wire, the cathode being superficially covered with bar yum oxide.
If the discharge tube is filled exclusively with mercury vapor, it requires an operating voltage which causes a sufficiently high discharge temperature to ensure sufficient mercury pressure. Preferably, however, the atmosphere of mercury vapor may be supplemented with another gas, preferably a rare gas such as, for example, argon. Under certain conditions, an auxiliary anode should be provided to facilitate the ignition of the discharge tube, this auxiliary anode being able to be placed near the incandescent cathode. The discharges are preferably in the character of an arc burst or a positive column discharge. It is known that the nature of the discharges depends on the pressure of the gas atmosphere and on the distance between the main electrodes.
The discharge tube can be arranged to operate with polyphase alternating current and then comprises several anodes. In a particular embodiment the% discharge tube has an annular cross section, the inner wall of the tube being primarily quartz or extremely low coefficient of expansion glass and the outer wall of the tube being ordinary glass. '
The appended drawing, given by way of example and showing an embodiment of the discharge tube forming the subject of the invention, will make it possible to clearly understand how the invention can be implemented.
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The incandescent cathode is designated by 1 and the two anodes are designated by 2 and 3. The cathode 1 is constituted by a tungsten wire around which is wound a nickel wire covered with barium oxide, the tungsten wire thus formed. being then wound in a helix, the anodes are made of carbon and have the shape of a cylinder cut obliquely. The auxiliary anode 4 is arranged near the incandescent cathode. The two wires carrying current to the incandescent cathode and the wire carrying current to the auxiliary anode pass through the foot 5 by a hermetic seal.
The discharge tube contains a small amount of mercury and argon at a pressure of about 5 m / m of mercury and must be operated at a pressure such that the discharge temperature is a few hundred degrees C. At this temperature the pressure of the mercury vapor is about 10 m / m. The discharge tube has an outer wall of glass 6 and an inner wall of quartz 7. It is thus possible to prevent the exit of the ultraviolet rays produced by the discharges, these rays being absorbed by the glass wall. The ultraviolet rays therefore only penetrate into the inner part 8 of the discharge tube.
This part communicates through the neck 9 with the atmosphere, which makes it possible to introduce inside the discharge tube the objects which must be subjected to the action of the rays.
The glass wall 6 and the quartz wall 7 are sealed to each other by means of several glass rings whose expansion coefficients gradually increase, the composition of quartz being taken as the reference composition. Some of these rings
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glass of which designated in the drawing by 10. The composition of the glass of which these rings are made is described in detail in a previous patent application.
In the present specification, the expression "glass with a minimal or extremely low coefficient of expansion" is taken in the sense of "glass whose coefficient of expansion approaches that of quartz". We know that the coefficient of expansion of quartz is 5.10-7 and we therefore denote by glass with a minimal or extremely low coefficient, glass whose coefficient of expansion is not greater than 15.10? On the other hand, the glass part of the discharge tube which is the subject of the invention will preferably be made of glass, the coefficient of expansion of which is not less than that of the well-known glass called "Pyrex", and therefore not less than 35.10 -7 However, it is also possible to use for the glass part of the tube glasses with a much higher coefficient, for example,
Up to 95.10-7 and the process of the aforesaid earlier patent application makes it easy to seal various species of glass between quartz and ordinary glass.
CLAIMS ------------
1.- Incandescent cathode discharge tube and gas atmosphere, intended to produce ultraviolet rays characterized in that mercury vapor is used as gas to be ionized and that at least part of the wall of the tube through which the ultraviolet light is emitted is quartz or glass having a minimal coefficient of expansion.
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