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"TUBE ELECTRIQUE LUMINESCENT A ELECTRODES @ AUXILIAIRES FACILITANT L'ALLUMAGE"
On sait qu'on peut faciliter l'allumage de tubes électriques luminescents au moyen d'électrodes auxiliaires montées à prosimité des électrodes principales et en série avec lesquelles sont montées des résistances. Suivant l'in- vention les électrodes auxiliaires sont constituées par des gaines engagées par-dessus les électrodes principales cons- tituées par des électrodes incandescentes, de façon à entourer celles-ci.
Grâce à cette construction et à cette disposition des électrodes auxiliaires, on empêche le rayonnement de la chaleur des électrodes principales portées à l'incandescence
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pendant le fonctionnement du tube luminescent et on obtient ce résultat que ces électrodes prennent une température plus élevée pendant le fonctionnement. Or ceci a naturellement pour conséquence une plus grande émission d'électrons et par conséquent une amélioration du rendement économique. Lors- qu'on n'attache aucune importance à une plus grande émission d'électrons, on peut réduire la charge du tube par suite de la diminution du rayonnement calorique et réaliser ainsi une économie sur les frais de courant.
Il est vrai qu'on sait déjà que les électrodes de tubes électriques luminescents peuvent être munis d'anneaux ou de gaines qui les entourent, mais jusqu'ici ces anneaux ou gaines ne servaient qu'à augmenter la surface des élec- trodes et à amorcer la colonne lumineuse positive ou à donner naissance à un champ électrique empêchant la pulvérisation de l'électrode principale. Dans les deux cas la gaine enveloppante était reliée électriquement à l'électrode principale enveloppée, tandis qu'il n'en est naturellement pas ainsi dans l'application conforme à l'invention, la gaine métallique enveloppante servant d'électrode auxiliaire.
Lorsque la cathode est entourée d'une telle gaine métallique qui, le tube ne fonctionnant qu'avec du courant continu, est alors montée en anode auxiliaire, il est généra- lement nécessaire, contrairement au fonctionnement à courant alternatif, de chauffer la cathode continuellement au moyen d'un courant particulier, car la chute cathodique est généra- lement trop petite pour maintenir la cathode à une température élevée. Pour le fonctionnement à courant continu cela n'est pas nécessaire, parce que les électrodes principales jouent alternativement le rôle d'anodes et de cathodes et sont suf- fisamment chauffées par la chute anodique qui se produit con- tinuellement de nouveau.
Toutefois le chauffage particulier
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de la cathode, chauffage qui est généralement nécessaire dans le fonctionnement à courant continu, peut être évité, et ceci constitue une autre caractéristique de l'invention, lorsque l'anode auxiliaire est constituée par une botte en forme de oapsule entourant la oathode de toutes parts et portant ou contenant des substances émettant des électrons, botte jouant aussi le rôle de cathode après l'allumage et donnant naissance dans le tube à deux décharges en série.
Les dessins annexés montrent schématiquement deux exemples de réalisation du tube luminescent conforme à l'in- vention, la fig. 1 montrant un tube à courant alternatif et la'fig. 2 un tube à courant continu.
Le tube 1, fig. 1, rempli de gaz où vapeurs quel- conques ou d'un mélange de gaz et de vapeurs, comporte des extrémités élargies 2, 2' à l'intérieur desquelles sont mon- tées les électrodes principales 4, 4' reliées aux conducteurs principaux de fonctionnement 3, 3' et portées à l'incandes- oenoe pendant le fonctionnement du tube. Comme le montre le dessin, les électrodes principales peuvent être reliées à deux bornes 5, 5' d'un réseau à courant alternatif ou encore au secondaire d'un transformateur. Les électrodes principales 4, 4', qui sont constituées de préférence par un mélange frit. té de métaux difficilement fusibles et de substances émettant des électrons, en particulier d'oxydes, sont entourées par des gaines métalliques 6, 6' montées en électrodes auxiliai- res.
A cet effet la gaine métallique de gauche 6 est reliée à la ligne de courant de fonctionnement 3' par un conducteur 8 contenant une résistance 7, et la gaine 6' est reliée à la ligne de courant de fonctionnement 3 par un conducteur 8' contenant également une résistance, 7'. Enfin la bobine de réaction 9 servant à produire la tension de fonctionnement est encore montée comme d'habitude dans l'une des deux li- gnes de courant de fonctionnement 3, 3'.
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Lorsqu'on fait passer le courant les décharges s'établissent d'abord de façon connue entre les électrodes principales 4, 4' et les électrodes auxiliaires 6, 6' qui, suivant l'invention, sont en forme de gaines enveloppantes..
Ceci a pour effet de chauffer les électrodes principales et de provoquer l'émission d'électrons et d'ions sur ces élec- trodes. Des que la charge du ttzbe 1 est suffisamment ionisée, la décharge passe entre les électrodes principales, car la charge ionisée du tube représente maintenant une résistance inférieure aux résistances 7, 7' montées en série avec les électrodes auxiliaires.
Les électrodes principales 4, 4' qui émettent des électrons peuvent avoir une forme quelconque et elles peuvent aussi être chauffées à part de façon connue, par exemple au moyen d'un enroulement en fil métallique de chauffage qui les entoure.
Le tube luminescent 1 représenté dans la fig. 2 comporte encore des extrémités élargies 2, 2' et deux élec- trodes principales 4, 4' qui, dans ce cas toutefois, sont reliées aux bornes 5, 5' d'un réseau à courant continu au moyen des lignes principales 3, 3' de courant de fonction- nement. Dans l'exemple représenté l'électrode principale 4 servant de cathode, a la forme d'un pinceau ou d'une aigrette, mais elle pourrait aussi, le cas échéant, avoir toute autre forme. Cette cathode 4 en forme de pinceau est constituée par des fils métalliques, de préférence des fils de tungstène oontenant des substances émettant des électrons ou revêtue de telles substances. Sur le fil d'arrivée 3 aboutissant à la cathode 4 se trouve une résistance 10 qui établit la ten- sion de fonctionnement après l'allumage du tube.
L'électrode 4' montée en anode est constituée de préférence par des mé- taux ordinaires du commerce, ou le cas échéant aussi par des métaux difficilement fusibles. Dans ce)oas la cathode 4 est entourée
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entourée de toutes parts par une boîte 11 en forme de capsule qui constitue une anode auxiliaire. A cet effet le fil d'ar- rivée 3 est isolé à l'endroit où il traverse le fond de cette botte 11. Cette anode auxiliaire en forme de boite 11 est constituée par un mélange fritté de substances émettant des électrons, en particulier des oxydes des métaux alcalino- terreux et de métaux difficilement fusibles.
Toutefois la boite 11 peut aussi être en métal,-mais elle peut aussi com- porter en outre, au moins sur sa face extérieure mais de pré- férence aussi sur sa face intérieure, un revêtement émettant des électrons. Cette électrode auxiliaire en forme de boite 11 est reliée à la ligne 3' et par conséquent A la borne po- sitive 5' par une ligne 12 dans laquelle sont montés une résistance 13 et un interrupteur 14. L'interrupteur 14 est soumis à l'action d'un électro-aimant 15 monté dans la ligne principale de fonctionnement 3'.
Un petit appareil à haute fréquence 16 est branché sur quelques spires partielles de la résistance 13; cet appareil est constitué de façon connue par une bobine d'induction oomportant un interrupteur à marteau, ainsi que par un circuit oscillant et un transforma- teur à haute frequence. De l'appareil à haute fréquence 16 partent deux lignes 17 dont les extrémités\libres sont soit @ reliées directement aux électrodes principales 4, 4' soit, comme le montre le dessin, simplement enroulées en forme de boucles 18 autour du tube 1 à prosimité des électrodes,
Lorsqu'on fait passer le courant il s'établit d'abord entre la cathode 4 et l'électrode auxiliaire 11 qui l'entoure une décharge à effluves dont le courant est relativement faible, de 20 à 50 milli-ampères par exemple.
Lorsque les électrodes 4, 11, qui contiennent ou comportent toutes deux des substances émettant des électrons, sont suffisamment chaudes, la décharge à effluves fait place à
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une décharge à arc, ce qui a pour conséquence, par suite de la baisse de t ension, qu'un courant relativement intense, d'environ 1 ampère et davantage, passe maintenant A travers les électrodes 4, 11. Par suite de ce courant intense la ré- sistance 13 absorbe maintenant beaucoup plus de tension. La chute de tension entre les extrémités de la résistance 13 autmente, ce qui a pour effet, qne l'appareil à haute fré- quence qui est branché et qui, tant que durait la décharge à effluves, ne recevait pas une tension suffisante, reçoit maintenant une tension assez grande pour entrer en action.
La décharge à haute fréquence qui se produit a pour effet d'ioniser la charge de gaz du tube luminescent et de provo- quer maintenant aussi une décharge entre la face extérieure de l'électrode auxiliaire en forme de boîte 11 et l'anode 4'. L'électrode auxiliaire 11 joue alors également le rôle de cathode émettant des électrons. Deux décharges en série s'établissent alors dans le tube, une courte décharge entre la cathode 4 et la face intérieure de l'électrode auxiliaire 11 et une décharge plus longue entre la face extérieure de l'électrode auxiliaire 11 et l'anode 4'.
L'électrode auxiliaire 11, qui joue à la fois le rôle d'anode et de cathode, reçoit tout le courant du tube et sa température est par conséquent élevée. L'électrode auxiliaire 11 qui entoure complètement la cathode et qui est extrêmement chaude joue pour ainsi dire le rôle de four vis-à-vis de la cathode qu'elle renferme, et elle maintient constamment celle-ci à une température tellement élevée que la décharge ne peut pas s'éteindre, même sans chauffage par- ticulier de la cathode.
Aussitôt que l'allumage de la décharge principale a été produit entre la cathode 4, l'électrode auxiliaire 11 et l'anode 4', l'interrupteur 14 est ouvert par l'entrée en action de l'électro-aimant 15, ce qui fait que le fil d'arri- vée
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vée 12 et la résistance 13, ainsi que l'appareil à haute fréquence 16 et l'électrode auxiliaire 11 sont mis automa- tiquement hors circuit, sana que cela nuise à la décharge qui s'est établie par-dessus l'électrode auxiliaire. Le montage additionnel de l'arrivée de courant pour les élec- trodes auxiliaires permet naturellement de faire fonctionner le tube de façon plus économique par suite de la suppression du courant secondaire.
Au lieu de l'interrupteur 15 à com- mande electromagnétique on pourrait utiliser aussi un inter- rupteur à main, un interrupteur à temps ou un interrupteur à commande thermique. Lorsque l'appareil à haute fréquence 16 est alimenté à part, on peut le cas échéant supprimer aussi l'interrupteur 14, c'est-à-dire laisser l'électrode auxiliaire en forme de boîte 11 constannent reliée à la borne positive 5' par la ligne d'arrivée 12.
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"LUMINESCENT ELECTRIC TUBE WITH AUXILIARY ELECTRODES TO FACILITATE IGNITION"
It is known that the ignition of luminescent electric tubes can be facilitated by means of auxiliary electrodes mounted close to the main electrodes and in series with which resistors are mounted. According to the invention, the auxiliary electrodes are formed by sheaths engaged over the main electrodes formed by incandescent electrodes, so as to surround the latter.
Thanks to this construction and this arrangement of the auxiliary electrodes, the radiation of heat from the main electrodes incandescent is prevented.
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during operation of the luminescent tube and this result is obtained that these electrodes take on a higher temperature during operation. However, this naturally results in a greater emission of electrons and consequently an improvement in economic efficiency. When no importance is attached to a greater emission of electrons, the load on the tube can be reduced as a result of the reduction in heat radiation and thus save on current costs.
It is true that we already know that the electrodes of luminescent electric tubes can be provided with rings or sheaths which surround them, but until now these rings or sheaths only served to increase the surface of the electrodes and to prime the positive light column or give rise to an electric field preventing sputtering of the main electrode. In both cases, the enveloping sheath was electrically connected to the enveloped main electrode, while this is naturally not the case in the application according to the invention, the enveloping metal sheath serving as an auxiliary electrode.
When the cathode is surrounded by such a metal sheath which, the tube operating only with direct current, is then mounted as an auxiliary anode, it is generally necessary, unlike operation with alternating current, to heat the cathode continuously. by means of a particular current, since the cathode drop is generally too small to maintain the cathode at a high temperature. For direct current operation this is not necessary, because the main electrodes alternately act as anodes and cathodes and are sufficiently heated by the anode drop which continuously occurs again.
However the particular heating
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of the cathode, heating which is generally necessary in direct current operation, can be avoided, and this constitutes a further characteristic of the invention, when the auxiliary anode is constituted by a boot in the form of an oapsule surrounding the oathode of all parts and carrying or containing substances emitting electrons, boot also playing the role of cathode after ignition and giving rise in the tube to two discharges in series.
The attached drawings show schematically two embodiments of the luminescent tube according to the invention, FIG. 1 showing an alternating current tube and the'fig. 2 a direct current tube.
The tube 1, fig. 1, filled with gas or any vapors or a mixture of gases and vapors, has widened ends 2, 2 'inside which are mounted the main electrodes 4, 4' connected to the main conductors of operation 3, 3 'and incandes- oenoe during operation of the tube. As shown in the drawing, the main electrodes can be connected to two terminals 5, 5 'of an alternating current network or to the secondary of a transformer. The main electrodes 4, 4 ', which preferably consist of a fried mixture. All of difficult-to-melt metals and electron-emitting substances, in particular oxides, are surrounded by metal sheaths 6, 6 'mounted as auxiliary electrodes.
For this purpose the left metal sheath 6 is connected to the operating current line 3 'by a conductor 8 containing a resistor 7, and the sheath 6' is connected to the operating current line 3 by a conductor 8 'containing also a resistance, 7 '. Finally, the feedback coil 9 serving to generate the operating voltage is still mounted as usual in one of the two operating current lines 3, 3 '.
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When the current is passed, the discharges are first established in a known manner between the main electrodes 4, 4 'and the auxiliary electrodes 6, 6' which, according to the invention, are in the form of enveloping sheaths.
This has the effect of heating the main electrodes and causing the emission of electrons and ions on these electrodes. As soon as the charge of ttzbe 1 is sufficiently ionized, the discharge passes between the main electrodes, because the ionized charge of the tube now represents a resistance lower than the resistors 7, 7 'mounted in series with the auxiliary electrodes.
The main electrodes 4, 4 'which emit electrons can have any shape and they can also be heated separately in known manner, for example by means of a coil of heating wire which surrounds them.
The luminescent tube 1 shown in FIG. 2 further comprises widened ends 2, 2 'and two main electrodes 4, 4' which, in this case however, are connected to the terminals 5, 5 'of a direct current network by means of the main lines 3, 3 'operating current. In the example shown, the main electrode 4 serving as a cathode has the shape of a brush or an aigrette, but it could also, where appropriate, have any other shape. This cathode 4 in the form of a brush consists of metal wires, preferably tungsten wires containing substances emitting electrons or coated with such substances. On the lead wire 3 leading to the cathode 4 is a resistor 10 which establishes the operating voltage after the tube is ignited.
The electrode 4 'mounted as an anode is preferably made of ordinary commercial metals, or where appropriate also of metals which are difficult to melt. In this) oas the cathode 4 is surrounded
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surrounded on all sides by a box 11 in the form of a capsule which constitutes an auxiliary anode. For this purpose, the feeder wire 3 is insulated where it passes through the bottom of this boot 11. This box-shaped auxiliary anode 11 consists of a sintered mixture of substances emitting electrons, in particular electrons. oxides of alkaline earth metals and of difficult-to-melt metals.
However, the box 11 can also be made of metal, but it can also also comprise, at least on its exterior face but preferably also on its interior face, a coating emitting electrons. This box-shaped auxiliary electrode 11 is connected to line 3 'and therefore to the positive terminal 5' by a line 12 in which are mounted a resistor 13 and a switch 14. The switch 14 is subjected to the voltage. 'action of an electromagnet 15 mounted in the main operating line 3'.
A small high frequency device 16 is connected to a few partial turns of resistor 13; this apparatus is constituted in a known manner by an induction coil comprising a hammer switch, as well as by an oscillating circuit and a high frequency transformer. From the high-frequency device 16 leave two lines 17, the free ends of which are either connected directly to the main electrodes 4, 4 'or, as shown in the drawing, simply wound in the form of loops 18 around the tube 1 near the end. electrodes,
When the current is passed, there is first established between the cathode 4 and the auxiliary electrode 11 which surrounds it, a corona discharge the current of which is relatively low, from 20 to 50 milli-amps for example.
When the electrodes 4, 11, which contain or both contain substances emitting electrons, are sufficiently hot, the corona discharge gives way to
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an arc discharge, which has the consequence, as a result of the decrease in voltage, that a relatively intense current, of about 1 ampere and more, now passes through the electrodes 4, 11. As a result of this current intense resistance 13 now absorbs much more voltage. The voltage drop between the ends of resistor 13 changes, which has the effect that the high-frequency device which is connected and which, as long as the corona discharge lasted, did not receive sufficient voltage, receives maintaining a tension great enough to kick in.
The high frequency discharge which occurs has the effect of ionizing the gas charge of the glow tube and now also causing a discharge between the outer face of the box-shaped auxiliary electrode 11 and the anode 4 '. . The auxiliary electrode 11 then also plays the role of cathode emitting electrons. Two series discharges are then established in the tube, a short discharge between the cathode 4 and the inner face of the auxiliary electrode 11 and a longer discharge between the outer face of the auxiliary electrode 11 and the anode 4 ' .
The auxiliary electrode 11, which plays both the role of anode and cathode, receives all the current from the tube and its temperature is consequently high. The auxiliary electrode 11 which completely surrounds the cathode and which is extremely hot acts, so to speak, as a furnace with respect to the cathode which it contains, and it constantly maintains the latter at such a high temperature that the discharge cannot be extinguished, even without special heating of the cathode.
As soon as the ignition of the main discharge has been produced between the cathode 4, the auxiliary electrode 11 and the anode 4 ', the switch 14 is opened by the entry into action of the electromagnet 15, this which makes the finish line
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Vee 12 and resistor 13, as well as the high frequency apparatus 16 and the auxiliary electrode 11 are automatically switched off, without this interfering with the discharge which has established over the auxiliary electrode. The additional mounting of the current inlet for the auxiliary electrodes naturally allows the tube to be operated more economically by eliminating the secondary current.
Instead of the electromagnetically controlled switch 15, a hand switch, a time switch or a thermally controlled switch could also be used. When the high-frequency apparatus 16 is supplied separately, it is also possible, if necessary, to omit the switch 14, that is to say to leave the auxiliary box-shaped electrode 11 constantly connected to the positive terminal 5 '. by the finish line 12.