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Tube de décharge électrique
L'objet de la présente invention est une source lumi- neuse électrique, dont l'enveloppe étanche au vide est constituée en quartz, verre ou autres matières similaires et qu'on remplit de gaz rares ou inertes, tels que l'argone, le néon, ou l'azote.
On peut aussi employer les vapeurs métalliques, p.expl. la vapeur de mercure ou de cadmium. La lampe est caractérisée par le fait que l'émission de la lumière s'effectue par l'intermédiaire d'une colonne de décharge plus ou moins allongée, ou de l'arc voltaîque, tandis que les électrodes chauffées, susceptibles d'être activées de la manière connue, ne participent pas à l'émission proprement.' dite de la lumière. Toutefois leur émission de lumière relati- vement faible ne joue qu'un rôle insignifiant.
Le chauffage des
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électrodes s'effectue par l'arc directement ou bien artificielle- ment de la manière connue. La. caractéristique essentielle de l'in- vention réside dans le fait qu'on introduit dans 1'ampoule, en dehors des gaz ou vapeurs admis sous une pression relativement con- sidérable, encore d'autres gaz ou vapeurs sous une pression par- tielle plus faible. Ce sont ces derniers fluides seuls ou en plus grand nombre, qui produisent l'omission de la lumière.
On n'utilise, à cette fin, que des gaz ou vapeurs dont la tension d'ionisation est plus faible que celle du gaz de remplissage nommé ou premier lieu ou de la vapeur y correspondant. Sont spécialement indiquées comme gaz émetteurs de lumière les vapeurs métalliques fortement électropositives, telles que p. expl. les vapeurs de natrium, de ca- lium, de lithium, comme aussi le magnésium , le cadmium, le mercure, le thallium, le jode, l'arsenic, l'azote et l'acide carbonique.
Lorsqu'on emploie la vapeur, de mercure pour le remplissage des lampes, on procède en évaporant une certaine quantité de mercure introduite dans le tube par chauffage sous une pression suffisante.
La pression de la vapeur de mercure peut, sous l'influence d'une charge appropriée, être portée à 1 atm. et plus. Toutefois l'émis- sion de la lumière est, totalement ou en partie, produite par les vapeurs métalliques plus facilement ionisables, renfermées dans le tube, telles que celles de natrium, de lithium, de magnésium, de calcium etc.
Une autre caractéristique très importante de l'invention réside en ce qu'on rend luminescentes simultanément doux ou plusieurs sortes de vapeurs métalliques dans des conditions bien déterminées ce qui permet de produire une lumière d'une couleur quelconque, mais avant tout la lumière blanche.
Au dessin ci-annexé, donné à titre d'exemple, plusieurs formes d'exécution de lampes, munies de différents artifices auxi- liaires, ont été représentées, sans que l'invention soit précisément limitée à ces. constructions.
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A la fig. 1, 1 désigne l'ampoule qui renferme la, source lumineuse. Celle-ci s'évase vers le bas et y devient sphérique.
Sa partie supérieure prend la forme d'un tube. Les entréesd'é- lectrodes sont désignées par 2 et 3, auxquelles sont reliées celles 4 et 5. Le culot 6 sert à la fixation courante dans la douille.
Le culot est construit de manière à permettre d'y introduire tuellement une résistance 7. Le fil conduisant à l'électrode in- férieure 2 est de préférence logé dans un tube en verre 8 ou en une autre matière isolante appropriée. Il est relié rigidement au tube 1 qu'il approche étroitement et débouche dans le culot 6.
Les fils 2 et 3 sont respectivement reliés aux contacts 9 et 10.
Grâce à cet aménagement la lampe ne doit être fixée que dans un seul culot, malgré qu'elle soit munie de contacts pour les deux électrodes. Le culot à baïonette peut naturellement être remplacé par un culot Edison etc.
Les électrodes peuvent être fabriquées en métal wolfram, en wolfram-thoirum, ou être du genre Wehnelt. Suivant la fig. 2 elles peuvent aussi être constituées par des rubans ou fils tres- sés, câblés ou encore être fabriquées en une matière poudreuse comprimée etc. La matière employée peut être le circon, le wolf- ram, le nickel etc., Dans ces électrodes, non formées d'une ma- tiére compacte, on introduit une masse d' oxyde d'alcali terreux connue. Celle-ci peut encore y être appliquée à l'extérieur. On a trouvé avantageux de placer le corps proprement dit de l'élec- trode sur un support métallique 12 quelconque (plaque circulaire, bague annulaire etc.).
Dans celui-ci on peut produire, par induc- tion, des courants à haute fréquence ce qui permet d'éliminer les gaz du corps de l'électrode qui est de la sorte mieux refroidi, lors du fonctionnement de la lampe, par le contact avec la masse métallique. Pratiquement il est de la plus haute importance pour la durée de fonctionnement des électrodes, que celles-ci soient seulement chauffées à tel point qu'elles permettent l'émission
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d'électrodes. Ce problème devient 1res importunt lorsque 1'in- tensité de courant de la lampe est de plusieurs ampères.
Fig. 3 montre une Forme d'exécution simil,.2:re dans laquelle on prévoit, en plus do la masse !I( t:1J.j. (lue) '(.me enveloppe appropriée 13 dans laquelle on introduit les JjlC::tacC: cJ..LCctl'OPO:3i Lits susmentionnés (natriur.2, lithium etc.). On peut aussi employer des alliages appropriés. La masse métallique 12 peut être remplacée par le corps 13, Les métaux s'évaporent se-t-on la fiLg..5, à travers le corps d'électrode 11 proprement dit et colorent l'arc en y pénétrant. Il est avantageux de constituer l'électrode inférieure à titre d'électrode accumulatrice, mais on peut employer également l'anode.
Au repos l'électrode supérieure repos e sur l'infé-
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rieure 4. En mettant la lampe dans le circuit, un cou1=1.i=-ei;;<:"tii.i traverse d'abord le circuit conducteur métljj.que formé des d-1-ec- troues en contact 4 et 5 et du ressort bimétallique 14 qui s'é- chauffe et se contracte. L'électrode 5 s'écarte donc de celle 4 ce qui produit l'arc. Il est utile de régler la distance définitive entre les deux électrodes de telle sorte que ce soit la presque totalité du voltage du réseau qui soit absorbée dans l'arc, ce qui
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nécessite seulement une faible résistance ou 'une valve cor1'es1JOn- dante.
Fig. 4 et 5 motrent deux formes d'exécution du ressort bimétallique 14 qui comporte plusieurs pièces bimétalliques 15 agissant dans le même sens (Fig. 4) ou un long ressort hélicoïdal 16 enroulé dans le même sens.
Fig. 6 montre une autre forme d'exécution de la lampe dans laquelle on prévoit un cylindre spécial 17 ouvert aux deux bouts et fixé aux attaches 18. Les électrodes débouchent à l'in-
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térieur du cylindre 17 dans lequel se forme l'arc voltalque. Il est établi en une matière transparente. Il se produit donc un fort courant de gaz dans ce ..cylinèlc.8) c)o sorte, '-.lue les va:!.J8urs 1.10- talliques entrent, suivant les flèches, dans le grand espace de
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condensation 19. Les vapeurs métalliques s'y déposent et les autres gaz,débarrassés d'elles, descendent entre les parois respectives du cylindre 17 et de l'ampoule.
Pour activer le dépôt rapide du métal, on peut aménager dans la chambre 19 des surfaces de condensations spéciales constituées par des tôles ou treillis métalliques. Dans d'autres types d.e lampes, le métal condensé peut revenir à l'élec- trode inférieure qui l'évapore à nouveau en raison de son état de chauffe.
L'électrode inférieure peut aussi être aménagée à l'exté- rieur du cylindre 17 de sorte qu'une partie de l'arc se forme en dessous et en dehors de celui-ci. La position et le sens de dépla- cement du ressort bimétallique 14 sont avantageusement déterminés par l'enveloppe étroite en verre qui le renferme de sorte qu'il est forcé de se mouvoir d'une manière bien déterminée. L'emploi de res- sorts bimétalliques présente l'avantage que les lampes peuvent fonc- tionner dans n'importe quelle position - horizontale ou inverse - étant donné que le dit ressort, en refroidissant, reprend de, toute façon sa longueur originelle et amène ainsi le contact entre les électrodes 4 et 5.
Suivant la fig. 7 le corps de l'ampoule 1 prend la forme allongée d'un tube. L'artifice bimétallique est remplacé par un relais électro-magnétique et l'électrode supérieure 5 s'écarte de celle inférieure 4 lors du fonctionnement. Le relais comporte une bobine 20, un noyau extérieur 21 en fer, aménagés à l'extérieur de- l'ampoule, et un cylindre en fer 22 relié à l'électrode se trouvant à l'intérieur du tube. Les électrodes se touchent au repos. Aussi- tôt qu'on met la lampe dans le circuit, un court-circuit traverse d'abord la bobine 20 mise en série avec l'électrode et ensuite.l'en- droit de décharge entrant en fonction lors de l'allumage de la lampe.
Par ce fait le tube en fer 22 est attiré dans l'intérieur de la bo- bine ce qui produit à son tour l'écartement des électrodes et lafor- mation de l'arc.
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Il est favorable de compenser, en plus grande partie, le poids de l'électrode 5 et du cylindre en fer 22 par un ressort or-
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dinaire hélicoïdal 23 afin que le débit 01ectr()-Jrlain()ti(ue neces- saire pour soulever l'électrode 5 ne soit pas trop il!'IJOl'téù1t. L'ex- cédant du poids sert 4z rétablir le contact entre les électrodes 4 et 5:par la descente de l'électrode 5 lors de 1'extinction cie la lampe.
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Le conducteur allant à l'entrée 2 de l'électrode inférieure est
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également, logé dans un tube isolant 8 etc. voisin de i a."¯:uule . Afin de protéger le bout inférieur du =iui>e on le recouvre d'un collier
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24 ou d'un chapeau 25.
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Fig. 8 montre encore une variante de 1 la.u7)c, ë:.è.cll[) la- quelle les électrodes 4 et 5 ne doivent pas se toucher. Cela tient à ce que, tout en tenant cciupte du l'el '.f.JJ.ii::J..:5i.."e ;1 ci,l de ld..Li..J.t.1I)C, la décharge se produit ijumédiatement entre les ct(1)..' électrodes en établissant la tension et cela même à une tension ordinaire de 220 ou 110 volts du réseau. Le tube ne contient d'abord qu'un gaz, rare, p.expl. l'argone sous une pression de quelques 1,1.i-lii;>i-.t.-t,L,;; Lorsque la décharge se produit, les E:lactl'Or:e.^ .¯,CI,LtL1 i'C'.îl t et l'arc s'é- tablit. On peut naturellement aussi chauffer lU1c:: ou les 6.cu..: éLee- trodes p.expl. par l'intermédiaire d'un transformateur ou utiliser des électrodes chauffées 121C.11'E7ctC't.lex7.l..
Lars ce cas on 11;lc"C, 1,:êluC utiliser la tension du réseau, ce qui el; ;, e o .< L1ùi;t L'arc se produit entre les électrodes malgré le, distance de 10 ill), et plus, entre les électrodes et priz7.cüm,ler¯ïc:nt en prt. jence d'urLe vapeur rc;tcLis¯i<n.e (mercure, natrium etc.). Cotte éventualité est prévue dans l'occur- rence. L' électrode inférieure ou encore j.o::; <le;iL:; peuvent $tre en- tourées d'une douille ouverte 2u en met.';.!, verre ou uerre cuite cc qui réduit la désagrégation d.e l'électrode. L'ai,c;niJ.,.;ene11t (Le la douille 26 a encore pour effet que l'é."r'(; reste plus .'silencieux :iL.- milieu de la douille dont la paroi intérieure se noircit t Lloins, tout en étant moins exposée à la. détérioration. La lar'pc ne né-
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cessite qu'un seul culot qui contient les deux conducteurs.
Il en
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est de même pour la variante suivante - Fig. 9 - dans laquelle, le conducteur allant à l'électrode se trouve à l'intérieur du tube.ß; Ce conducteur 2 logé dans un tube en verre, porcelaine etc.. peut être relié, au choix, aux électrodes supérieure ou inférieure, 28 constitue un excédant de métal qu'on peut aussi prévoir dans la lampe suivant la fig. précédente, à moins qu'on ne l' ait déjà prévu dans le corps de l'électrode. 29 désigne une seconde enve- loppe qui entoure l'ampoule 1 d'une manière étanche et entre les- quelles on produit le vide afin d'éviter une perte de chaleur.
Il" est ainsi possible de produire déjà à des charges faibles de 100 - 200 m/A une température suffisante dans l'intérieur de la lampe pour faire évaporer le natrium ou le mercure à tel point que la pression atteigne 1 atm. et davantage. La lampe absorbe une gran- de partie de la tension du réseau et l'émission de lumière est alors beaucoup plus économique.
Il est sans aucune importance que les métaux s'évaporant lors du fonctionnement de la lampe soient disposés en quantité suf- fisante dans l'électrode ou qu'ils soient placés en d'autres en- droits de la lampe où se produit leur évaporation lors d'un chauf- fage approprié de la laripe. Dans les deux éventualités on peut, par un faible chauffage du tube ou par l'évaporation de la surface du métal en réserve prévu aux électrodes porter à la luminescence le gaz ou la vapeur de remplissage ainsi que les autres gaz se trouvant encore dams le tube. Ce cas se présente notamment pour les vapeurs de natrium et de kalium que la lampe contient en de- hors de la vapeur de mercure servant de gaz de remplissage.
Il est encore plus favorable de porter simultanément à la luminescence deux sortes (ou plus) de vapeurs métalliques dont les pressions ne diffèrent pas trop l'une de l'autre, tels que le natrium et le lithium ou le natrium et le cadmium ou encore le natrium ;combiné avec le kalium et le lithium. Dans ce cas il est nécessaire de choisir la quantité de la vapeur plus facilement ïonisable inférieu-
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re à celle de la vapeur métallique ayant une tension d'ïoni- sation supérieure. Dans ces conditions la vapeur plus facile-
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ment ionisa.ble doit être maintenue en-dessous (le la pression ne saturation li la vapeur.
On réalise cette condition en n'intro- duisant qu'une faible quantité Cf', t.C;ï;L.¯ (l, réserve da-'s .Le tube conforme a la quantité devant être cvaporcc lors l'L, ¯1-.. tc..pura- ture de fonctionnement de la lampe. Lm prenant ces }"L'l cautions on peut amener les vapeurs :;uzi ie><;=1<>ia,de;: Li une luminescence suffisante à des températures situées entre ;"50 et 00 .
Si, par contre, les pressions des <i,ei;-;; espaces de va- peurs métalliques différent fortement l'une de l'autre et si la pression de la vapeur plus difficilement ïonisable est de beau- coup supérieure à celle des autres, il est nécessaire que cette pression soit éventuellement maintenue en-dessous de la valeur
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de saturation lors de la tei-iprL,tL,,rC de fonctionnement.
Il est ainsi p.expl. possible d'introduire - à une température d'envi- ron 300 à 400 - le natrium et le kalium en quantité quelconque dans le tube, mais il faut veiller à ce que la pression de la
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vapeur de mercure, également présente, reste considérableuient en-dessous de la pression de saturation de 1 u.iic:, environ. Cette pression doit en général ne pas dépasser 50 - 100 1#1ùi. La pres- sion du natrium et du kalium, considérée à une température de 300 et 400 , est entre 0,1 et 5 - 6 mm. Dans ces conditions les deux vapeurs métalliques, de même que toute autre qui soit pré- sente, sont portées à la, luminescence.
Pour l'obtention de la lumière rouge, on peut utiliser, sous haute pression, le néon seul; pour l'obtention de la lumière verte on emploie le thal- lium ou- le magnésium à une température de 200 à 5000 C. Comme gaz de remplissage on emploie, suivant l'invention, de préféren- ce, les gaz rares et la, vapeur de mercure sous haute pression.
La lumière rouge peut encore être produite d'une autre manière
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par l'évaporisation du kalium dans une atmosphère de Cc1Lj rares ou de, vapeurs de marcure.
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On obtient la lumière bleuâtre lorsqu'on évapore et porte à la luminescence le lithium, le cadmium ou le mercure séparément ou combinés clans une atmosphère de gaz rares ou dans de la vapeur de mercure. Pnr l'évaporation du samarium on obtient la lumière d'un jaune-rougeâtre.
Suivant la présente invention on obtient aussi la lumiè- re blanche panchromatique, c'est-à-dire une lumière dont le carac- tère blanc n'est pas engendré par la coopération de deux couleurs complémentaires, mais au moins par celle de .3 ou 4 couleurs diffé- rentes. Le spectre ainsi produit est un spectre linéaire qui suffit dans la plupart des applications pratiques. Dans beaucoup de cas industriels il ne doit même pas être d'un blanc pur, mais il peut avoir une nuance jaunâtre ou bleuâtre. On obtient cette lumière le plus avantageusement en remplissant la lampe simultanément avec du natrium et du lithium ou encore avec du natrium et du cadmium.
Dans une combinaison du natrium et du lithium, le natrium ne peut pas être saturé. Les températures de fonctionnement se trouvent entre 280 - 500 C. Comme gaz de remplissage on emploie la valeur d'argon ou mieux encore celle de mercure et ce également sous haute pression. En employant la vapeur de natrium, on arrive au meilleur rendement de la lumière blanche. Afin de compléter le spectre, on ajoute des vapeurs de lithium et de kadmium qui produisent les compléments rouge et bleu de rayonnement. Une autre possibilité est réalisée par le fait qu'on porte le kalium et le mercure simul- tanéraent à la luminescence, comme décrit ci-dessus.
La lumière presque blanche est produite par l'utilisation simultanée du kalium avec le thallium ou le magnésium ou encore du lithium avec le thaï- ! lium ou le magnésium ou du kadmium avec le thallium ou le magné- sium. Le zinc et le magnésium seuls ou combinés sont également uti- lisables. Les lignes d'émission de ces deux métaux s'étendentconltte dans wismuth l'antimuul - sur totalité comme dans le wismuth et l'antimum - sur la totalité du spectre,. La '*! lumière blanche est obtenue par la combinaison susmentionnée;,' du. kalium avec le natrium en la présence simultanée de la vapeur de
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mercure.
Suivant les conditions de marche ou de fonctionnement, la pression de la vapeur de kalium seul ou celle du kalium et du mercure ne doivent pas être saturées. Les lumières rouf; etbleue ne doivent être ajoutées à l'omission jaune principale que dans un degré tel que l'exige l'application pratique. Les expériences ont démontré que pour satisfaire aux exigences physiologiques par
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rapport à la lumière du jour, les c:orzhîcï...en-tc rouge et jaune peuvent être réduits à un cinquième.
En appliquant ces mesures, on obtient 80 llzren-:'.T.t :, et plus, de l'effet dépensé.
Les résistances ou valves, ainsi quo les C01;U:iut;u,./tf.:nü:G et autres auxiliaires nécessaires pour le fonctionnement <le ce ,j> n- re de lampes, correspondants aux différentes forces d'éxecution, sont de préférence réunis dans le culot de la 7¯c.<<pc: tel que lu montre la fig. 10. Ceci présente l'avantage qu'il est seulement nécessaire d'acheter une nouvelle lampe si celle-ci est brûlée. Ce
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culot inten1édicÜre comporte une partie 50 qu'on introduit ou visse dans les douilles ordinaires, ainsi qu'une partie .31 qui cont.ie:t la résistance ou la valve j2 et ,, l'intérieur eh; laquelle est pré- vue une seconde douille 35 destinée à recevoir le culot de la lampe.
34 désigne le protecteur courant. L'amenée du courant so fait d'une
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part directement par le contact central j;) au contact jô et d'autre part de la douille j0 ;;1 colle 5j en passant par Le résistance ou la valve 32. il est naturellement, nécessaire d'utiliser des ampoules (verres) susceptibles de résister aux influences chimiques des va-
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peurs de natrium ou de kalimrt etc. Une sorte à-1:,:;r>,.E,>;=-<= d'ar coules etc. ne contient aucune trace d'acide Î'¯¯1¯7¯Cl¯nlLC elles i ; : o .01 C;O11'llzCf3 sous la dénomination : verres ou ampoules (tubes) "a,cr:t" .
D'autres contiennent par contre l'acide silicique restant i111'c:J'Ü)ur a 1J Ft j ,1 afin de permettre leur fabrication facile. De toute façon les tubes etc. en question contiennent au t1Joins J - 15 jl Cl' 0<sTCE: d'aluminium, de circone ou de baryum.
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Electric discharge tube
The object of the present invention is an electric light source, the vacuum-tight envelope of which is made of quartz, glass or other similar materials and which is filled with rare or inert gases, such as argone, carbon. neon, or nitrogen.
Metallic vapors can also be used, e.g. mercury or cadmium vapor. The lamp is characterized by the fact that the emission of light is effected by means of a more or less elongated discharge column, or of the voltaic arc, while the heated electrodes, capable of being activated as is known, do not participate in the show itself. ' known as light. However, their relatively low light emission plays only an insignificant role.
Heating of
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electrodes are carried out by the arc directly or else artificially in the known manner. The essential feature of the invention resides in the fact that, apart from the gases or vapors admitted under a relatively considerable pressure, still other gases or vapors under a partial pressure are introduced into the ampoule. weaker tielle. It is these latter fluids alone or in greater number which produce the omission of light.
For this purpose, only gases or vapors whose ionization tension is lower than that of the filling gas named or first place or of the vapor corresponding thereto are used. Highly electropositive metallic vapors, such as p. expl. the vapors of natrium, calcium, and lithium, as also magnesium, cadmium, mercury, thallium, jodine, arsenic, nitrogen and carbonic acid.
When the vapor of mercury is used for filling the lamps, one proceeds by evaporating a certain quantity of mercury introduced into the tube by heating under sufficient pressure.
The pressure of mercury vapor can, under the influence of a suitable charge, be increased to 1 atm. and more. However, the emission of light is wholly or partly produced by the more easily ionizable metallic vapors contained in the tube, such as those of natrium, lithium, magnesium, calcium, etc.
Another very important characteristic of the invention resides in that several kinds of metallic vapors are made luminescent simultaneously under well-defined conditions, which makes it possible to produce light of any color, but above all white light.
In the accompanying drawing, given by way of example, several embodiments of lamps, provided with various auxiliary devices, have been shown, without the invention being specifically limited to these. constructions.
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In fig. 1, 1 designates the bulb which contains the light source. This widens downwards and becomes spherical there.
Its upper part takes the form of a tube. The electrode inputs are designated 2 and 3, to which are connected those 4 and 5. The base 6 serves for the current fixation in the socket.
The base is constructed in such a way as to allow a resistance 7 to be introduced into it. The wire leading to the lower electrode 2 is preferably housed in a tube of glass 8 or of other suitable insulating material. It is rigidly connected to the tube 1 which it approaches closely and opens into the base 6.
Wires 2 and 3 are respectively connected to contacts 9 and 10.
Thanks to this arrangement, the lamp only has to be fixed in a single socket, although it is provided with contacts for both electrodes. The bayonet base can of course be replaced by an Edison base etc.
The electrodes can be made from wolfram metal, wolfram-thoirum, or be of the Wehnelt genus. According to fig. 2 they can also be constituted by braided or cabled ribbons or threads or else be made of a compressed powdery material, etc. The material employed can be circum, wolfram, nickel etc. Into these electrodes, not formed of a compact material, a known mass of alkali earth oxide is introduced. This can still be applied on the outside. It has been found advantageous to place the actual body of the electrode on any metal support 12 (circular plate, annular ring etc.).
In this one can produce, by induction, high frequency currents which makes it possible to eliminate the gases from the body of the electrode which is thus better cooled, during the operation of the lamp, by the contact. with the metal mass. Practically it is of the utmost importance for the duration of operation of the electrodes, that these are only heated to such an extent that they allow emission.
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electrodes. This problem becomes particularly important when the current intensity of the lamp is several amps.
Fig. 3 shows a similar embodiment, .2: re in which one provides, in addition to the mass! I (t: 1J.j. (Read) '(.me suitable envelope 13 in which one introduces the JjlC :: tacC: cJ..LCctl'OPO: 3i Above mentioned beds (natriur.2, lithium etc.) Appropriate alloys can also be used. The metallic mass 12 can be replaced by the body 13, Metals evaporate se-t -on the fiLg..5, through the electrode body 11 proper and color the arc as it enters. It is advantageous to constitute the lower electrode as a storage electrode, but it is also possible to use the. anode.
At rest, the upper electrode rests on the inferior
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4. By putting the lamp in the circuit, a cou1 = 1.i = -ei ;; <: "tii.i first crosses the metallic conductor circuit formed by the d-1-holes in contact 4 and 5 and bimetallic spring 14 which heats up and contracts. Electrode 5 therefore deviates from electrode 4 which produces the arc. It is useful to set the final distance between the two electrodes in such a way that almost the entire voltage of the network is absorbed in the arc, which
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requires only a low resistance or a cor1'es1JOndante valve.
Fig. 4 and 5 give rise to two embodiments of the bimetallic spring 14 which comprises several bimetallic parts 15 acting in the same direction (Fig. 4) or a long coil spring 16 wound in the same direction.
Fig. 6 shows another embodiment of the lamp in which there is provided a special cylinder 17 open at both ends and fixed to the clips 18. The electrodes open out into the insert.
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terior of cylinder 17 in which the voltalque arc is formed. It is drawn up in transparent material. There is therefore a strong current of gas in this ..cylinelc.8) c) o sort, '-.lue the va:!. J8urs 1.10- enter, following the arrows, in the large space of
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condensation 19. The metallic vapors are deposited there and the other gases, freed of them, descend between the respective walls of the cylinder 17 and of the bulb.
In order to activate the rapid deposition of the metal, it is possible to arrange in the chamber 19 special condensing surfaces constituted by metal sheets or mesh. In other types of lamps, the condensed metal may return to the lower electrode which evaporates it again due to its heated state.
The lower electrode can also be arranged outside the cylinder 17 so that part of the arc forms below and outside of it. The position and direction of movement of the bimetallic spring 14 are advantageously determined by the narrow glass casing which encloses it so that it is forced to move in a definite manner. The use of bimetallic springs has the advantage that the lamps can operate in any position - horizontal or reverse - given that the said spring, on cooling, returns anyway to its original length and brings thus the contact between electrodes 4 and 5.
According to fig. 7 the body of the bulb 1 takes the elongated shape of a tube. The bimetallic device is replaced by an electromagnetic relay and the upper electrode 5 deviates from the lower one 4 during operation. The relay comprises a coil 20, an outer core 21 of iron, arranged on the outside of the bulb, and an iron cylinder 22 connected to the electrode located inside the tube. The electrodes touch each other at rest. As soon as the lamp is placed in the circuit, a short circuit passes first through the coil 20 placed in series with the electrode and then through the discharge circuit which takes effect when the lamp is ignited. the lamp.
Thereby the iron tube 22 is drawn into the interior of the coil which in turn produces the spacing of the electrodes and the formation of the arc.
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It is favorable to compensate, in greater part, the weight of the electrode 5 and of the iron cylinder 22 by a gold spring.
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helical 23 so that the flow 01ectr () - Jrlain () ti (a necessary to lift the electrode 5 is not too much! 'IJOl'téù1t. The excess of the weight is used 4z to reestablish contact between electrodes 4 and 5: by the descent of electrode 5 when the lamp is extinguished.
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The conductor going to input 2 of the lower electrode is
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also, housed in an insulating tube 8 etc. neighbor of i a. "¯: uule. In order to protect the lower end of the = iui> e, it is covered with a collar
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24 or a hat 25.
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Fig. 8 also shows a variant of 1 la.u7) c, ë: .è.cll [) in which the electrodes 4 and 5 must not touch each other. This is because, while taking into account the el '.f.JJ.ii :: J ..: 5i .. "e; 1 ci, l de ld..Li..Jt1I) C, the discharge takes place immediately between the ct (1) .. 'electrodes by establishing the voltage and this even at an ordinary voltage of 220 or 110 volts of the network. The tube contains at first only a gas, rare, e.g. . argone under a pressure of some 1,1.i-lii;> i-.t.-t, L, ;; When the discharge occurs, the E: lactl'Or: e. ^ .¯, CI , LtL1 i'C'.îl t and the arc is established. Naturally, it is also possible to heat the U1c :: or the 6.cu ..: electrodes for example by means of a transformer or use heated electrodes 121C.11'E7ctC't.lex7.l ..
In this case we 11; lc "C, 1,: êluC use the mains voltage, which el;;, eo. <L1ùi; t The arc occurs between the electrodes despite the, distance of 10 ill), and more, between the electrodes and priz7.cüm, ler¯ïc: nt in loan of urLe vapor rc; tcLis¯i <ne (mercury, natrium etc.). This eventuality is foreseen in this case. 'lower electrode or jo ::; <le; iL :; can be surrounded by an open socket 2u in met.';.!, glass or dc baked clay which reduces the disintegration of the electrode. 'ai, c; niJ.,.; ene11t (The socket 26 still has the effect that the é. "r' (; remains more. 'silent: iL.- middle of the socket whose inner wall darkens t Lloins, while being less prone to deterioration.
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requires only one base which contains the two conductors.
It
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is the same for the following variant - Fig. 9 - in which, the conductor going to the electrode is inside the tube. This conductor 2 housed in a tube of glass, porcelain etc. .. can be connected, as desired, to the upper or lower electrodes, 28 constitutes an excess of metal which can also be provided in the lamp according to FIG. previous, unless it has already been provided in the body of the electrode. 29 designates a second casing which surrounds the bulb 1 in a sealed manner and between which a vacuum is produced in order to avoid a loss of heat.
It is thus possible to produce already at low loads of 100-200 m / A a sufficient temperature in the interior of the lamp to evaporate the natrium or mercury to such an extent that the pressure reaches 1 atm and more. The lamp absorbs a large part of the mains voltage and the light emission is therefore much more economical.
It is irrelevant whether the metals evaporating during the operation of the lamp are placed in sufficient quantity in the electrode or that they are placed in other places of the lamp where their evaporation takes place during the operation. appropriate heating of the laripus. In both cases it is possible, by a weak heating of the tube or by the evaporation of the surface of the metal in reserve provided at the electrodes, to bring to luminescence the gas or the vapor of filling as well as the other gases still in the tube. . This case arises in particular for the natrium and kalium vapors which the lamp contains apart from the mercury vapor serving as filling gas.
It is even more favorable to bring simultaneously to luminescence two (or more) kinds of metallic vapors whose pressures do not differ too much from one another, such as natrium and lithium or natrium and cadmium or even natrium; combined with kalium and lithium. In this case it is necessary to choose the quantity of steam that is more easily ionizable lower
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re than that of metallic vapor having a higher ionization tension. Under these conditions the vapor easier-
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ionisable must be kept below (the pressure does not saturate the vapor.
This condition is achieved by introducing only a small quantity Cf ', tC; ï; L.¯ (l, reserve da-'s. The tube conforms to the quantity to be cvaporcc during the L, ¯1 - .. tc..pura- ture of operation of the lamp. Lm taking these} "The precautions one can bring the vapors:; uzi ie> <; = 1 <> ia, of ;: Li sufficient luminescence to temperatures between; "50 and 00.
If, on the other hand, the pressures of <i, ei; - ;; metal vapor spaces differ greatly from one another and if the vapor pressure, which is more difficult to ionize, is much higher than that of the others, it is necessary that this pressure be possibly kept below the value
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saturation during operation tei-iprL, tL ,, rC.
It is thus p.expl. possible to introduce - at a temperature of around 300 to 400 - natrium and kalium in any quantity into the tube, but it must be ensured that the pressure of the
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Mercury vapor, also present, remains considerably blue below the saturation pressure of approximately 1 µl. This pressure should generally not exceed 50 - 100 1 # 1ùi. The pressure of natrium and kalium, considered at a temperature of 300 and 400, is between 0.1 and 5 - 6 mm. Under these conditions the two metallic vapors, as well as any other which is present, are brought to luminescence.
To obtain the red light, one can use, under high pressure, neon alone; to obtain green light, thallium or magnesium is used at a temperature of 200 to 5000 C. As filling gas, according to the invention, preferably, rare gases and the, high pressure mercury vapor.
Red light can still be produced in another way
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by the evaporation of the kalium in an atmosphere of rare Cc1Lj or of pomace vapors.
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The bluish light is obtained when lithium, cadmium or mercury is evaporated and brought to luminescence separately or in combination in a noble gas atmosphere or in mercury vapor. When the samarium evaporates, the light is reddish yellow.
According to the present invention, there is also obtained panchromatic white light, that is to say a light whose white character is not generated by the cooperation of two complementary colors, but at least by that of .3. or 4 different colors. The spectrum thus produced is a linear spectrum which suffices in most practical applications. In many industrial cases it doesn't even have to be pure white, but it can have a yellowish or bluish tinge. This light is most advantageously obtained by filling the lamp simultaneously with natrium and lithium or else with natrium and cadmium.
In a combination of natrium and lithium, natrium cannot be saturated. The operating temperatures are between 280 - 500 C. As filling gas one uses the value of argon or better still that of mercury and this also under high pressure. By employing the vapor of natrium, the best yield of white light is obtained. To complete the spectrum, lithium and kadmium vapors are added which produce the red and blue complements of radiation. Another possibility is realized by bringing the kalium and mercury simultaneously to luminescence, as described above.
The almost white light is produced by the simultaneous use of kalium with thallium or magnesium or even lithium with Thai! lium or magnesium or kadmium with thallium or magnesium. Zinc and magnesium alone or in combination are also useful. The emission lines of these two metals extend conltte in wismuth the antimuul - over the whole as in the wismuth and the antimum - over the whole spectrum. The '*! white light is obtained by the aforementioned combination ;, 'du. kalium with natrium in the simultaneous presence of
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mercury.
Depending on the running or operating conditions, the pressure of the vapor of kalium alone or that of kalium and mercury must not be saturated. The deckhouse lights; andblue should be added to the main yellow omission only to such an extent as practical application requires. Experiments have shown that to satisfy physiological requirements by
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In relation to daylight, the red and yellow c: orzhîcï ... en-tc can be reduced to a fifth.
By applying these measures, we obtain 80 llzren -: '. T.t:, and more, of the effect spent.
The resistors or valves, as well as the C01; U: iut; u,. / Tf.:nü:G and other auxiliaries necessary for the functioning <the ce, j> n- re of lamps, corresponding to the different execution forces , are preferably combined in the base of the 7¯c. << pc: as shown in fig. 10. This has the advantage that it is only necessary to buy a new lamp if it is burnt out. This
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inten1édicÜre base comprises a part 50 which is introduced or screwed into the ordinary sockets, as well as a part .31 which contains the resistance or the valve j2 and, the inside eh; which is provided with a second socket 35 intended to receive the base of the lamp.
34 designates the current protector. The current supply is made of a
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on the one hand directly through the central contact j;) in contact jô and on the other hand from the socket j0 ;; 1 glue 5j passing through the resistance or the valve 32. it is naturally necessary to use bulbs (glasses) capable of to resist the chemical influences of
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fears of natrium or kalimrt etc. A sort at-1:,:; r> ,. E,>; = - <= of ar coules etc. contains no trace of Î'¯¯1¯7¯Cl¯nlLC acid they i; : o .01 C; O11'llzCf3 under the name: glasses or ampoules (tubes) "a, cr: t".
Others, on the other hand, contain the silicic acid remaining i111'c: J'Ü) ur a 1J Ft j, 1 in order to allow their easy manufacture. Anyway the tubes etc. in question contain at t1Joins J - 15 jl Cl '0 <sTCE: aluminum, circone or barium.