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" Perfectionnements relatifs aux tubes lumineux "
La présente invention se rapporte à des tubes lumineux remplis de gaz, dans lesquels ont lieu des décharges éleo- triques et à des tubes analogues; elle se rapporte plus par- ticulièrement aux tubes remplis d'un gaz tel que le néon, tubes utilisés pour les annonces lumineuses.
Ladite inven- tion concerne spécialement la construction du tube lumineux et un procédé de fonotionnement permettant audit tube d'être utilisé pour des enseignes lumineuses à intermittences rapi- des, c'est-à-dire d'être rapidement éteint et rallumé sans risquer de produire des phénornènes nuisibles dûs à la ruptu- re d'un courant à haute tension aux électrodes ou à l'ouver- ture et à la fermeture du circuit primaire du transformateur utilisé pour l'alimentation des tubes lumineux,ainsi qu'on le faisait couramment autrefois.
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Ainsi qu'il est bien connu, dans un tube précité ali- menté avec du courant continu il existe une incandescence sur la surface de la cathode et, tout près de cette zone, une zone obscure oonnue sous le nom d'espace de Crookes, puis une autre zone brillamment incandescente souvent dé- signée sous le nom de " lueur cathodique " , à côté de la- quelle se trouve une nouvelle zone obscure souvent appelée " zone obscure de Faraday " , suivàe par la colonne lunineu- se positive qui s'étend directement vers l'anode. Dans un tube lumineux alimenté avec du courant alternatif et où,par oonséquent, les deux électrodes sont alternativement cathode et anode, les zones préoitées se trouvent dans le voisinage des deux éleotrodes.
En ce qui concerne la différenoe de potentiel existant entre les deux électrodes,la plus grande partie, et de beauooup, est absorbée par la chute de tension dans la zone incandescente située sur la surface de la ca- thode, dans la zone de " lueur oathodique " et dans les deux zones obscures; par oontre, la ohute de tension est relativement faible sur l'ensemble de la colonne positive.
La présente invention a pour but d'établir un tube lumineux destiné à être utilisé avec intermittences rapides, tube dans lequel la lueur anodique est éteinte, mais où le courant électrique est maintenu dans les régions adjacentes à la ou les oathodes; de cette manière, le courant et la tension interrompus sont seulement ceux de la oolonne posi- tive.
Ainsi, conformément à la dite invention, pour un tube lumineux rempli de gaz dans lequel ont lieu des décharges, tube destiné à être utilisé aveo intermittenoes rapides et à être alimenté avec du oourant continu ou alternatif, un procédé de fonctionnement est caractérisé par le fait que l'allumage intermittent est obtenu en oourt-oirouitant d'une manière périodique la colonne positive, tandis que
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le passage du courant est maintenu dans le voisinage de la ou des cathodes ; decette manière, la tension interrompue est seulement la tension relativement faible qui existe dans la colonne positive.
Le dessin annexé montre, sous forme de sohémas, des exemples de construction d'un tube précité conforme à la présente invention.
La figure 1 représente le tube disposé pour fonctionner avec courant continu;
La figure 2 représente une section transversale sur la ligne II-II de la figure 1;
La figure 3 montre le tube disposé pour fonctionner avec courant alternatif;
La figure 4 représente, à plus grande échelle, une vue en coupe d'une partie du tube dans lequel ont lieu les dé- charges. on voit
Si on se reporte maintenant à la figure 1, on voit le tube a comporte une oathode habituelle b avec le fil de oonnexion c. Une électrode auxiliaire d est disposée dans le voisinage de la oathode b et elle est reliée à l'anode f au moyen d'un conducteur e, par l'intermédiaire d'un interrupteur tournant s; l'anode f¯ comporte un fil de connexion g.
On oomprendra ainsi que la oolonne positive comprise entre l'électrode auxiliaire d'et l'anode f est court-circuitée chaque fois que l'interrupteur branohé sur le conducteur e est fenné. Il en résulte que, lorsqu'on ferme l'interrup- teur , la oolonne positive est éteinte et la déoharge s'ef- fectue entre la oathode et l'éleotrdde auxiliaire ; les zones obscures et les deux zones incandescentes situées près de la oathode sont maintenues lorsque la oolonne positive est éteinte. On comprendra que, dans un tube disposé conformé- ment à la présente invention, la tension qui doit être in- terrompue soit relativement faible et qu'on n'ait pas à in- terrompre la tension totale existant entre les éleotrodes.
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Cette disposition permet d'effectuer, d'une manière satis- faisante, l'allumage du tube aveo intermittences rapides au moyen d'un simple interrupteur du commerce, opération qui n'était pas possible auparavant, car il faut prévoir habituellement un interrupteur muni d'un dispositif de pro- teotion et d'extinction de l'arc si le circuit doit être coupé rapidement.
Dans le cas du fonctionnement avec courant alternatif (figure 3) il est nécessaire d'établir une électrode auxi- liaire h dans la région de l'électrode apposée f. Cette électrode auxiliaire h est reliée, au moyen d'un conducteur k, aux dispositifs interrupteuts, lesquels sont, à leur tour, reliés, au moyen du conducteur e, à l'électrode auxi- liaire d. Avec cette disposition, la colonne positive située entre les électrodes d et h est court-circuitée chaque fois qu'on ferme le dispositif interrupteur. En pratique,on prend les dispositions récessaires pour que la colonne po- sitive occupe une partie aussi grande que possible de la distance totale comprise entre les électrodes; les espaces compris entre les électrodes auxiliaires d, h et les élec- trodes principales b, f peuvent être rendus invisibles.
Pour donner leur meilleure efficacité, les électrodes sont placées à la limite entre la colonne positive et la zone obscure de Faraday mais elles peuvent être placées plus près des électrodes, soit à l'intérieur de la zone obsoure de Faraday, soit dans la zone de lueur cathodique,soit même dans la zone obscure de Crookes ou zone cathodique. Cepen- dant, dans ce dernier cas, elles sont susceptibles de subir un plus fort 'bombardement dû à la plus grande variation de potentiel dans la zone obscure cathodique et il peut en ré- sulter finalement la destruction des électrodes auxiliaires.
Ces dernières sont, de préférence, constituées par une toile
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métallique fine, de forme circulaire, et doivent avoir une surface aussi grande que le permet le diamètre du tube. On a trouvé qu'il est convenable de disposer la circonférence de l'électrode à toile métallique à mi-distance entre la circonférence de l'électrode principale et la paroi inté- rieure du tube en verre.
Bien qu'il ait été spécifié qu'on utilise une éleotro- de auxiliaire unique dans le cas d'un tube alimenté avec du courant continu et deux électrodes auxiliaires avec un tube alimenté par du courant alternatif,' la présente invention n'est pas limitée dans ce sens..Ainsi, d'autres électrodes à tole métallique peuvent être plaoées en dif- férents points le long du tube, lorsque des parties quel- oonques de la colonne peuvent être éteintes suivant un ordre de succession quelconque désiré, au moyen de dispositifs interrupteurs appropriés, tout en permettant au reste du tu- be de rester lumineux. Dans tous ¯les cas, les toiles métal- liques de l'électrode doivent être fines.
, Ainsi qu'on le,oomprendra, la présente invention per- met d'effectuer, avec intermittences rapides,l'allumage des tubes à gaz dans lesquels ont lieu des décharges,par exemple des tubes au néon, et qu'il y a lieu d'utiliser un dispositif interrupteur compren@ des contacts très légers sans avoir besoin de dispositifs spéciaux d'isolement.
On constate parfois que lesdits tubes ne deviennent pas complètement obscurs lorsqu'on ferme l'interrupteur pour oourt-oirouiter la colonne positive. On pense que ce phéno- mène est dû au fait que, dans la colonne remplie de gaz,les ions ne sont pas interceptés en totalité par les électrodes auxiliaires et que quelques-uns desdits ions s'échappent par exemple autour des bords et maintiennent une faible dé- charge à travers le tube en raison du fait que le gaz compris dans le tube est fortement ionisé au moment du court-circuit et que sa résistance est encore très petite.
On évite cet
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inoonvénient en rendant l'électrode b relativement petite et en l'entourant presque oomplètement au moyen d'un corps isolant 1 (figure 4) qui permet à la décharge de se faire seulement à travers une petite ouverture m ; decette ma- nière, on obtient une décharge fortement localisée présen- tant presque le caractère d'un point. L'écoulement provenant de l'ouverture se propage et s'étale naturellement,mais n'atteint les parois extérieures du tube qu'à une certaine distance de l'électrode principale. Ce fait réduit, par lui-même, la tendance à la fuite autour des bords de l'é- leotrode auxiliaire d.
Cette dernière électrode ne peut pas être établie facilement pour remplir la section totale du tube, car, autrement, il se produirait une dislocation de la paroi de verre aux endroits où l'électrode auxiliaire touohe,ou touche presque, la paroi. On peut donc obtenir une meilleure efficacité en établissant autour de l'électro- de auxiliaire un support isolant n qui peut être constitue par un anneau en matière isolante pouvant s'étendre,en toute sécurité, jusqu'à (ou'presque) la paroi de verre du tubà.
Une autre particularité de la présente invention ,par- ticularité présentant par elle-même une importance consi- dérable, consiste à supporter l'électrode auxiliaire à l'aide de l'enveloppe isolante située autour de l'éleotro- de principale . En fait, l'électrode auxiliaire peut être supportée d'une manière réglable, ce qui présente un avantage considérable, si on considère le fait qu'il est désirable de pouvoir loger l'électrode auxiliaire dans le tube avec précision par rapport aux zones obscures de Faraday et de, Crockes et en un point où il n'y a plus de variation pro- noncée de potentiel.
Ainsi, un certain nombre de tiges métal- liques de support p,, q, s'étendant suivant l'axe,peuvent être moulées dans le corps isolant entourant l'électrode prinoipa-
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le et on peut fixer à ces tiges, d'une manière réglable,le support entourant l'électrode auxiliaire. Il en résulte l'aval- tage que l'une de ces tiges p peut constituer le conducteur d'amenée allant à l'électrode auxiliaire d et il n'est plus néoessaire d'établir un branchement latéral provenant du con- ducteur de connexion d'amenée. De plus, l'assemblage des élec - trodes principale et auxiliaire peut être monté entièrement à l'extérieur du tube et, lorsque oe montage a été effectué avec précision, l'ensemble peut être introduit d'un seul bloc dans le tube.
On peut finalement régler la position de l'élec- de auxiliaire d par rapport à l'éleotrode principale en vis-
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sant les extràmités extérieures des tiges de support p, q et Beht- munissant chacune d'elles d'une paire d'écrous, un écrou sur chaque oôté du support n pour l'électrode auxiliaire d . Le tout est monté à une extrémité du tube de verre et les oon- duoteurs d'amenée sont introduits à travers des scellements distinots, l'un venant de l'électrode principale et l'autre venant des tiges de support de l'électrode auxiliaire.
Ainsi qu'on le verra sur la figure 4, l'électrode princi- pale b est relativement petite et elle a sensiblement la forme d'un corps métallique cylindrique creux, avec un trou oentral o. Ladite électrode est enfermée dans une enveloppe 1 moulée avec rebord, enveloppe en matière isolante , par exem- ple stéalite, plâtre, poroelaine ou une autre matière facile à mouler, pouvant durcir et résister à la chaleur. Une ouver- ture m, de faible calibre, est peroée à travers cette envelop- pe au centre de sa surface avant.
L'écoulement ionique quitte l'électrode principale b à travers le trou central m sous forme d'un éooulement conique, se propageant et frappant l'électrode auxiliaire d ; decette manière, lorsque l'interrupteur de oourt-oirouitsest fermé pour relier ensemble lesdeux électrodes auxiliaires,la totali- té du courant passe par le court-circuit et la colonne positi-
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ve, située dans le tube, est entièrement éteinte.
L'électrode principale peut être constituée par un métal queloonque, de préférence du fer, de l'aluminium ou du tungstè- ne, et l'électrode auxiliaire peut être constituée par de la toile métallique formée d'un métal quelconque, tel que alu- minium, nickel, fer, tungstène, ou molybdène, et cette der- nière électrode peut être revêtue d'une matière pouvant émet- tre des électrons.
On verra qu'avec cette disposition donnant un faisoeau lumineux étroit on n'a pas à craindre la production d'ions vagabonds fuyant au-delà de l'électrode auxiliaire (ou électro- de de contrôle) entre cette dernière et la paroi de verre du tube.
REVENDICATIONS.
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1. Procédé pour assurer le fonctionnement d'untube lumi- neux rempli de gaz, dans lequel ont lieu des décharges et où l'on oourt-oirouite d'une manière intermittente la oolonne positive, tandis que le passage du courant dans le tube est maintenu dans le voisinage de la ou des cathodes,afin que la tension électrique interrompue soit seulement la tension relativement faible existant dans la colonne positive.
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"Improvements relating to light tubes"
The present invention relates to luminous tubes filled with gas, in which electric discharges take place, and to similar tubes; it relates more particularly to tubes filled with a gas such as neon, tubes used for illuminated announcements.
Said invention especially relates to the construction of the light tube and to a method of operation enabling said tube to be used for fast intermittent light signs, that is to say to be quickly switched off and on again without risking damage. produce harmful phenomena due to the breaking of a high voltage current at the electrodes or to the opening and closing of the primary circuit of the transformer used to supply the light tubes, as was done commonly formerly.
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As is well known, in an above-mentioned tube supplied with direct current there is an incandescence on the surface of the cathode and, very close to this zone, a dark zone known as the Crookes space, then another brilliantly incandescent zone often referred to as the "cathodic glow", next to which is a new dark zone often called "Faraday dark zone", followed by the positive luninous column which s 'extends directly to the anode. In a luminous tube supplied with alternating current and where, therefore, the two electrodes are alternately cathode and anode, the desired zones are found in the vicinity of the two eleotrodes.
As regards the difference in potential existing between the two electrodes, the greater part, and much, is absorbed by the voltage drop in the incandescent zone situated on the surface of the cathode, in the zone of "glow. oathodic "and in the two dark areas; on the other hand, the voltage ohute is relatively low over the whole of the positive column.
The object of the present invention is to establish a light tube intended for use with rapid intermittences, a tube in which the anode glow is extinguished, but where the electric current is maintained in the regions adjacent to the oathode (s); in this way, the interrupted current and voltage are only those of the positive column.
Thus, according to the said invention, for a light tube filled with gas in which discharges take place, tube intended to be used with rapid intermittent and to be supplied with direct or alternating current, an operating method is characterized by the fact that intermittent ignition is obtained by periodically turning off the positive column, while
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the flow of current is maintained in the vicinity of the cathode or cathodes; In this way, the interrupted voltage is only the relatively weak voltage that exists in the positive column.
The accompanying drawing shows, in the form of diagrams, examples of construction of a above-mentioned tube in accordance with the present invention.
Figure 1 shows the tube arranged to operate with direct current;
Figure 2 shows a cross section on the line II-II of Figure 1;
Figure 3 shows the tube arranged to operate with alternating current;
FIG. 4 shows, on a larger scale, a sectional view of part of the tube in which the discharges take place. we see
If we now refer to Figure 1, we see the tube a has a usual oathode b with the connection wire c. An auxiliary electrode d is arranged in the vicinity of the oathode b and it is connected to the anode f by means of a conductor e, via a rotary switch s; the anode f¯ has a connection wire g.
It will thus be understood that the positive oolonne between the auxiliary electrode d and the anode f is short-circuited each time the switch branohé to the conductor e is closed. As a result, when the switch is closed, the positive column is switched off and the discharge takes place between the cathode and the auxiliary column; the dark areas and the two glowing areas near the oathode are maintained when the positive oolumn is off. It will be understood that in a tube arranged in accordance with the present invention the voltage which must be interrupted is relatively low and that the total voltage existing between the eleotrodes does not have to be interrupted.
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This arrangement makes it possible to effect, in a satisfactory manner, the ignition of the tube with rapid intermittences by means of a simple switch on the market, an operation which was not possible previously, since it is usually necessary to provide a switch fitted with a an arc protection and extinguisher device if the circuit must be cut quickly.
In the case of operation with alternating current (figure 3) it is necessary to establish an auxiliary electrode h in the region of the affixed electrode f. This auxiliary electrode h is connected, by means of a conductor k, to the interrupters, which are, in turn, connected, by means of the conductor e, to the auxiliary electrode d. With this arrangement, the positive column located between the electrodes d and h is short-circuited each time the switch device is closed. In practice, the necessary arrangements are made so that the positive column occupies as large a part as possible of the total distance between the electrodes; the spaces between the auxiliary electrodes d, h and the main electrodes b, f can be made invisible.
To give their best efficiency, the electrodes are placed at the boundary between the positive column and the dark zone of Faraday but they can be placed closer to the electrodes, either inside the zone of Obsura of Faraday, or in the zone of. cathodic glow, either even in the dark Crookes zone or cathode zone. However, in the latter case they are liable to undergo greater bombardment due to the greater variation in potential in the cathodic dark zone and the destruction of the auxiliary electrodes may ultimately result.
The latter are, preferably, constituted by a canvas
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thin metal, circular in shape, and must have an area as large as the diameter of the tube allows. It has been found convenient to dispose the circumference of the wire mesh electrode midway between the circumference of the main electrode and the inner wall of the glass tube.
Although it has been specified that a single auxiliary electrode is used in the case of a tube supplied with direct current and two auxiliary electrodes with a tube supplied with alternating current, the present invention is not. limited in this sense. Thus, other metal sheet electrodes can be placed at different points along the tube, when any parts of the column can be extinguished in any desired order of succession, by means of suitable switching devices, while allowing the rest of the tube to remain bright. In all cases, the wire mesh of the electrode must be thin.
As will be understood, the present invention makes it possible to carry out, with rapid intermittences, the ignition of gas tubes in which discharges take place, for example neon tubes, and that there is instead of using a switch device comprising very light contacts without the need for special isolation devices.
It is sometimes observed that said tubes do not become completely dark when the switch is closed to oourt-oirouiter the positive column. It is believed that this phenomenon is due to the fact that, in the column filled with gas, the ions are not entirely intercepted by the auxiliary electrodes and that some of said ions escape for example around the edges and maintain a low discharge through the tube due to the fact that the gas in the tube is highly ionized at the time of the short circuit and its resistance is still very small.
We avoid this
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disadvantage of making the electrode b relatively small and surrounding it almost completely by means of an insulating body 1 (figure 4) which allows the discharge to take place only through a small opening m; in this way, a highly localized discharge is obtained, almost having the character of a point. The flow from the opening propagates and spreads naturally, but only reaches the outer walls of the tube at some distance from the main electrode. This fact, by itself, reduces the tendency to leak around the edges of the auxiliary electrode d.
This latter electrode cannot easily be set up to fill the entire section of the tube, as otherwise there would be dislocation of the glass wall where the auxiliary electrode touches, or nearly touches, the wall. It is therefore possible to obtain a better efficiency by establishing around the auxiliary electrode an insulating support n which can be constituted by a ring of insulating material which can extend, in complete safety, up to (or almost) the wall. of tubà glass.
Another feature of the present invention, a feature of itself of considerable importance, consists in supporting the auxiliary electrode with the aid of the insulating envelope located around the main electrode. In fact, the auxiliary electrode can be supported in an adjustable manner, which is a considerable advantage, considering the fact that it is desirable to be able to accommodate the auxiliary electrode in the tube with precision with respect to dark areas. de Faraday and de, Crockes and at a point where there is no longer any pronounced variation in potential.
Thus, a number of axially extending p ,, q supporting metal rods can be molded into the insulating body surrounding the primary electrode.
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the and can be fixed to these rods, in an adjustable manner, the support surrounding the auxiliary electrode. This results in the confirmation that one of these rods p can constitute the supply conductor going to the auxiliary electrode d and it is no longer necessary to establish a lateral branch coming from the connection conductor. supply. In addition, the assembly of the main and auxiliary electrodes can be mounted entirely outside the tube and, when this assembly has been carried out with precision, the assembly can be inserted as a single unit into the tube.
Finally, we can adjust the position of the auxiliary elec- trode d with respect to the main elec- trode by
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With the outer ends of the support rods p, q and Beht- each providing a pair of nuts, a nut on each side of the support n for the auxiliary electrode d. The whole is mounted at one end of the glass tube and the supply coils are introduced through distinot seals, one coming from the main electrode and the other coming from the support rods of the auxiliary electrode. .
As will be seen in Fig. 4, the main electrode b is relatively small and has substantially the shape of a hollow cylindrical metal body, with a central hole o. Said electrode is enclosed in a molded casing 1 with rim, casing of insulating material, for example stealite, plaster, poroelaine or another material easy to mold, which can harden and resist heat. A small caliber opening m is pierced through this envelope in the center of its front surface.
The ionic flow leaves the main electrode b through the central hole m in the form of a conical flow, propagating and striking the auxiliary electrode d; in this way, when the blackout switch is closed to connect the two auxiliary electrodes together, all of the current flows through the short circuit and the positive column.
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ve, located in the tube, is completely extinct.
The main electrode can be made of any metal, preferably iron, aluminum or tungsten, and the auxiliary electrode can be made of wire mesh made of any metal, such as aluminum. - minium, nickel, iron, tungsten, or molybdenum, and the latter electrode may be coated with a material capable of emitting electrons.
It will be seen that with this arrangement giving a narrow light beam, there is no need to fear the production of stray ions leaking beyond the auxiliary electrode (or control electrode) between the latter and the glass wall. of the tube.
CLAIMS.
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1. A method of ensuring the operation of a light tube filled with gas, in which discharges take place and in which the positive column is interrupted intermittently, while the flow of current through the tube is interrupted. maintained in the vicinity of the cathode (s), so that the interrupted electrical voltage is only the relatively low voltage existing in the positive column.