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Dispositif comportant un tube à décharges électriques à atmosphère gazeuse.
Il est connu de disposer une électrode auxiliaire à l'intérieur d'un tube à décharges électriques à atmosphère gazeuse et au voisinage d'une électrode à incandescence qui est chauffée par la décharge et non par un courant de chauffage distinct et de relier cette électrode auxiliaire, par l'inter- médiaire d'une résistance, à une autre électrode principale.
Conjointement avec cette résistance, le trajet de la décharge auxiliaire établie entre l'électrode à incandescence et l'élec- trode auxiliaire, se trouve dans ce cas en parallèle avec le trajet de la décharge principale. Lorsque le tube à décharges
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est mis en fonctionnement, il passe d'abord un courant auxi- liaire par la branche de circuit en parallèle de sorte que l'électrode à incandescence est chauffée par la décharge auxi- liaire et qu'à l'intérieur du tube il se produit en même temps une quantité d'électrons et d'ions. Ceci facilite l'amorçage de la décharge principale de sorte que cet amorçage s'effec- tue sous une tension plus faible qu'en l'absence de la bran- che de circuit en parallèle à décharge auxiliaire.
Si le tube à décharges comporte deux électrodes à ,incandescence, une électrode auxiliaire peut être montée au voisinage de chacune de ces électrodes principales et chaque électrode auxiliaire peut être reliée, par l'intermédiaire d'une résistance, à l'électrode principale non-voisine de sorte qu'il se forme deux branches de circuit connectées en parallèle avec le trajet de la décharge principale et com- portant chacune un trajet de décharge auxiliaire et une ré- sistance.
Il est aussi possible de relier avec interposition d'une résistance les deux électrodes auxiliaires l'une à l'autre de sorte qu'il se produit une branche de circuit en parallèle formée par les deux trajets de décharge auxiliaires et la résistance.
II est connu, en outre, de disposer à l'intérieur du tube à décharges un conducteur de résistance suffisante dont les extrémités s'étendent jusqu'au voisinage des élec- trodes principales de sorte que les trajets de décharge au- xiliaire se forment entre les électrodes à incandescence et les extrémités de ce conducteur.
Les dispositifs décrits ont en commun qu'en paral- lèle avec le trajet de décharge principal est connectée une branche de circuit comportant le trajet d'une décharge auxi-
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liaire qui jaillit de l'une des électrodes à incandescence et une résistance qui limite l'intensité du courant passant par la branche de circuit en parallèle.
L'invention concerne également un dispositif compor- tant un tube à décharges électriques à atmosphère gazeuse et à au moins une électrode à incandescence chauffée par la dé- charge, dans lequel est connectée, en parallèle avec le tra- jet de décharge principal, une branche de circuit qui compor- te un trajet de décharge auxiliaire jaillissant de cette élec- trode à incandescence et une résistance. La présente invention vise à perfectionner ce dispositif. Par l'expression "tube à décharges à atmosphère gazeuse" on doit entendre ci-après non seulement un tube à décharges rempli d'un ou plusieurs gaz mais aussi un tube à décharges rempli de vapeur ou d'un mélange de gaz et de vapeur.
Conformément à l'invention, on utilise dans la bran- che de circuit en parallèle une résistance présentant un coefficient de température positif élevé. On a trouvé que la tension d'amorçage de la décharge principale est d'autant plus faible que la valeur de la résistance intercalée dans la branche de circuit en parallèle est plus faible et que, par conséquent l'intensité du courant parcourant cette branche est plus élevée. Dans certaines conditions, toutefois, un courant de forte intensité dans la branche de circuit en parallèle provoque une décharge principale irrégulière., ce qui se traduit souvent par un vacillement de la lumière émise par cette décharge.
De plus,, un fort courant circulant dans la branche de circuit en parallèle donne lieu à de grandes pertes pendant toute la durée de service du dispositif et, par conséquent, le rendement est réduit.
Du fait que la résistance présente dans la branche
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de circuit en parallèle est constituée par une résistance à coefficient de température positif élevé, le courant circulant dans cette branche peut être choisi de manière à avoir une grande intensité lorsque le tube à décharges est mis en fonc- tion et que la résistance est encore froide tandisqu'au cours du fonctionnement normal du tube la résistance acquiert une valeur plus élevée. Ceci a pour résultat que l'intensité du courant passant dans la branche de circuit en parallèle de- vient plus faible qu'au moment de l'amorçage, ce qui a un effet favorable sur la régularité de la décharge principale et réduit les pertes dans cette branche de circuit.
La résistance de la branche de circuit en parallèle peut être agencée de telle façon qu'au cours du fonctionnement normal la valeur de la résistance soit au moins 1,5 fois la valeur initiale. De préférence, toutefois, on va plus loin et on donne à la résistance au cours du fonctionnement normal une valeur supérieure à deux ou trois fois la valeur initiale.
Il est avantageux de monter la résistance de la branche de circuit en parallèle à l'intérieur du tube à dé- charges ou assez près de ce dernier pour qu'elle soit chauffée par le tube, ce qui a pour résultat d'augmenter notablement l'influence du coefficient de température positif. Pour cette raison l'invention est particulièrement importante pour des tubes à décharges qui acquièrent lors du fonctionnement une température élevée, par exemple supérieure à 200 C, notamment pour des tubes à décharges à vapeur de mercure sous pression élevée et pour des tubes à décharges renfermant la vapeur de métaux peu volatils, par exemple les lampes à vapeur de so- dium.
Dans ce cas, la résistance peut être portée par le tube à décharges à une température élevée, ce qui a pour résultat 1-augmenter considérablement la résistance.
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Les tubes à décharges de ce genre sont entourés habituellement d'une chemise destinée à réduire le rayonne- ment thermique du tube et constituée d'ordinaire par une enveloppe vidée d'air à double paroi ou par une enveloppe vidée d'air à paroi simple qui entoure le tube complètement.
Avec l'emploi d'une telle chemise il est avantageux de dispo- ser la résistance de la branche de circuit en parallèle à l'intérieur de cette chemise.
On comprendra mieux l'invention en se référant au dessin annexé qui en représente, à titre d'exemple, un mode de réalisation.
Les figures 1 et 2 représentent, respectivement, une vue de face et une vue en élévation latérale, en partie en coupe, d'un dispositif suivant l'invention.
La figure 3 représente le schéma des connexions de ce dispositif.
Le dispositif représenté comporte un tube à déchar- ges en U 1 destiné principalement à l'émission de lumière et muni à ses extrémités d'électrodes à incandescence 2 et 3 et d'électrodes auxiliaires 4 et 5. Les électrodes à incandescen- ce sont constituées par des conducteurs bifilaires revêtus d'une matière à pouvoir émissif élevé. A l'extérieur du tube 1, les deux conducteurs d'alimentation de chaque électrode à in- candescence sont reliés l'un à l'autre et réunis pour former, respectivement, des conducteurs d'alimentation communs 6 et 7, de sorte que les électrodes à incandescence sont chauffées par la décharge. Les électrodes auxiliaires sont constituées par des cylindres métalliques qui entourent les 'électrodes à in- candescence.
Le tube 1 est rempli de gaz rare, par exemple du néon, sous une pression de 10 mm et il renferme, en outre, une
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certaine quantité de sodium dont la vapeur participe au cours du fonctionnement normal à la décharge et émet une lumière jaune intense.
En vue de l'isolement thermique, le tube 1 est en- touré d'une enveloppe 8 vidée d'air et munie d'un culot (non représenté) dont les deux contacts sont reliés aux conducteurs d'alimentation 6 et 7. Entre le tube et l'enveloppe 8 est in- terposé un écran cylindrique en verre 9 qui est scellé à l'extrémité inférieure de cette enveloppe.
Le tube 1 est fixé, à l'aide des conducteurs d'ali- mentation, au pincement 10 de l'enveloppe et supporté élasti- quement, par l'intermédiaire d'un ressort à boudin 11, par l'écran 9 et, par conséquent, par l'enveloppe 8. Avec l'interpo- sition d'une plaque en mica 12, ce ressort à boudin est serré fermement entre les deux branches du tube.
L'électrode auxiliaire 4 est reliée, par l'intermé- diaire de la résistance 13, au conducteur d'alimentation 7 de l'électrode à incandescence 3. D'une manière analogue, l'élec- trode auxiliaire 5 est reliée, par l'intermédiaire de la ré- sistance 14, à l'électrode à incandescence 2. De la sorte on obtient deux branches de circuit montées en parallèle avec le trajet de décharge principal existant entre les électrodes 2 et 3. L'une de ces branches de circuit en parallèle comporte la résistance 13 et le trajet de décharge auxiliaire formé entre l'électrode à incandescence 2 et l'électrode auxiliaire 4 tandis que la seconde branche de circuit en parallèle com- prend la résistance 14 et le trajet de décharge auxiliaire formé entre l'électrode à incandescence 3 et l'électrode au- xiliaire 5.
Les résistances 13 et 14 sont constituées par des fils enroulés, respectivement, sur des plaques en mica 15 et A
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16 et constitués par une matière à coefficient de température positif élevé, par exemple du fer. Les résistances sont dis- posées à l'intérieur de l'enveloppe 8 et chauffées au cours du fonctionnement du tube, non seulement par les courants qui les parcourent mais aussi par la chaleur produite par le tube.
Lorsqu'on met le dispositif en fonctionnement en le raccordant à une source de courant alternatif (avec interposition d'une impédance montée en amont), les fils de résistance sont encore froids et ne possèdent qu'une faible résistance de sorte que les courants passant par les branches de circuit en parallèle ont une intensité relativement élevée, ce qui assure le chauf- fage des électrodes à incandescence 2 et 3 et l'obtention d'une tension d'amorçage faible. Au cours du fonctionnement ultérieur les fils de résistance sont portés à une température élevée de sorte que leur résistance acquiert une valeur plus élevée.
Les résistances sont agencées de telle façon qu'au cours du fonctionnement normal les courants aient une inten- sité notablement inférieure à celle existant au moment de l'amorçage du tube, ce qui a pour résultat de réduire les pertes dans les branches de circuit en parallèle. Cette réduc- tion des courants en parallèle a également un effet favorable sur la régularité de la décharge principale. Ce résultat est obtenu sans la commutation qui serait nécessaire dans le cas où la branche de circuit en parallèle comporterait un inter- rupteur à l'aide duquel la branche de circuit en parallèle pourrait être mise hors circuit après :L'amorçage de la déchar- ge principale.
Si les résistances ont de faibles dimensions, il est avantageux de les monter entre les branches du tube. Ainsi, par exemple, on a utilisé des résistances constituées par un
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fil mince en fer enroulé sur une tige mince en cuivre émaillé.
Ces résistances étaient avantageusement disposées entre les branches du tube où elles étaient exposées à la chaleur rayon- née par ce dernier sans gêner, toutefois, l'émission de lumiè- re.
A titre illustratif il y a lieu d'observer que dans un cas déterminé les résistances étaient agencées de façon qu'à froid elles avaient une valeur de 1000 Ohms et au cours du fonctionnement normal. de 2500 Ohms. On a trouvé, en outre, que pour une résistance ayant à froid également une valeur de 2500 Ohms la tension d'amorçage était de 23 % plus grande que si l'on utilisait une résistance dont la valeur initiale était de 1000 Ohms. Pour des pertes égales au cours du fonc- tionneuent normal l'emploi de la résistance réalisée confor- mément à l'invention,donnait, par conséquent une réduction ap- préciable de la tension d'amorçage.
Comme il a été dit plus haut, la branche de circuit en parallèle peut aussi être formée à l'intérieur du tube à décharges. A cet effet, un fil de résistance éventuellement enfermé dans un petit tube en verre, peut être disposé à l'intérieur du tube à décharges de telle façon que ses extré- mités libres se trouvent au voisinage des électrodes princi- pales et constituant les électrodes auxiliaires. Conformément à l'invention, ce fil de résistance est agencé de manière à avoir un coefficient de température positif tel qu'au cours du fonctionnement normal du tube la valeur de la résistance soit considérablement plus grande que la valeur initiale de la ré- sistance du fil à froid.
Dans ce cas où, par conséquent la branche de circuit en parallèle se trouve entièrement à l'in- térieur du tube le dispositif suivant l'invention est identi- que au tube à décharges lui-même- A
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Device comprising an electric discharge tube in a gas atmosphere.
It is known to place an auxiliary electrode inside a gas-filled electric discharge tube and in the vicinity of an incandescent electrode which is heated by the discharge and not by a separate heating current and to connect this electrode auxiliary, via a resistor, to another main electrode.
Together with this resistor, the path of the auxiliary discharge established between the incandescent electrode and the auxiliary electrode is in this case in parallel with the path of the main discharge. When the discharge tube
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is put into operation, first an auxiliary current flows through the circuit branch in parallel so that the incandescent electrode is heated by the auxiliary discharge and inside the tube occurs at the same time a quantity of electrons and ions. This facilitates the initiation of the main discharge so that this initiation takes place at a lower voltage than in the absence of the auxiliary discharge parallel circuit branch.
If the discharge tube has two incandescent electrodes, an auxiliary electrode can be mounted in the vicinity of each of these main electrodes and each auxiliary electrode can be connected, through a resistor, to the non-main electrode. adjacent so that two circuit branches are formed, connected in parallel with the path of the main discharge and each having an auxiliary discharge path and a resistor.
It is also possible to connect with the interposition of a resistance the two auxiliary electrodes to one another so that a parallel circuit branch is produced formed by the two auxiliary discharge paths and the resistance.
It is also known to arrange inside the discharge tube a conductor of sufficient resistance, the ends of which extend to the vicinity of the main electrodes so that the auxiliary discharge paths are formed between the incandescent electrodes and the ends of this conductor.
The devices described have in common that in parallel with the main discharge path is connected a circuit branch having the path of an auxiliary discharge.
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liaire which springs from one of the incandescent electrodes and a resistor which limits the intensity of the current passing through the circuit branch in parallel.
The invention also relates to a device comprising an electric discharge tube in a gas atmosphere and at least one incandescent electrode heated by the discharge, in which is connected, in parallel with the main discharge path, a. A circuit branch which has an auxiliary discharge path flowing out of this incandescent electrode and a resistor. The present invention aims to improve this device. By the expression "gas-atmosphere discharge tube" is meant hereinafter not only a discharge tube filled with one or more gases but also a discharge tube filled with vapor or a mixture of gas and vapor .
According to the invention, a resistor having a high positive temperature coefficient is used in the parallel circuit branch. It has been found that the starting voltage of the main discharge is all the lower as the value of the resistance interposed in the branch of the circuit in parallel is lower and that, consequently, the intensity of the current flowing through this branch is higher. Under certain conditions, however, a high current in the parallel circuit branch causes an irregular main discharge, which often results in flickering of the light emitted by this discharge.
In addition, a strong current flowing in the parallel circuit branch gives rise to large losses throughout the service life of the device and, therefore, the efficiency is reduced.
Because the resistance present in the branch
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parallel circuit is formed by a resistor with a high positive temperature coefficient, the current flowing in this branch can be chosen so as to have a high intensity when the discharge tube is activated and the resistance is still cold while during normal operation of the tube the resistance acquires a higher value. As a result, the intensity of the current flowing through the parallel branch of the circuit becomes lower than at the time of ignition, which has a favorable effect on the regularity of the main discharge and reduces losses in the main discharge. this branch of circuit.
The resistance of the parallel circuit branch can be arranged such that during normal operation the value of the resistance is at least 1.5 times the initial value. Preferably, however, one goes further and gives the resistance during normal operation a value greater than two or three times the initial value.
It is advantageous to mount the resistance of the circuit branch in parallel inside the discharge tube or close enough to the latter so that it is heated by the tube, which results in a marked increase in l influence of the positive temperature coefficient. For this reason the invention is particularly important for discharge tubes which acquire a high temperature during operation, for example greater than 200 ° C., in particular for discharge tubes with mercury vapor under high pressure and for discharge tubes containing vapor from low volatility metals, for example sodium vapor lamps.
In this case, the resistance can be carried by the discharge tube to a high temperature, which results in 1-greatly increasing the resistance.
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Discharge tubes of this type are usually surrounded by a jacket for reducing thermal radiation from the tube and usually consisting of a double-walled air-void jacket or a single-walled air-void jacket. that surrounds the tube completely.
With the use of such a jacket, it is advantageous to arrange the resistance of the circuit branch in parallel inside this jacket.
The invention will be better understood by referring to the appended drawing which shows, by way of example, one embodiment.
Figures 1 and 2 show, respectively, a front view and a side elevational view, partly in section, of a device according to the invention.
Figure 3 shows the circuit diagram of this device.
The device shown comprises a U-shaped discharge tube 1 intended mainly for the emission of light and provided at its ends with incandescent electrodes 2 and 3 and auxiliary electrodes 4 and 5. The incandescent electrodes are made up of two-wire conductors coated with a material with a high emissivity power. Outside the tube 1, the two supply conductors of each incandescent electrode are connected to each other and joined to form, respectively, common supply conductors 6 and 7, so that the incandescent electrodes are heated by the discharge. The auxiliary electrodes are formed by metal cylinders which surround the incandescent electrodes.
The tube 1 is filled with rare gas, for example neon, under a pressure of 10 mm and it also contains a
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a certain quantity of sodium, the vapor of which participates during normal operation in the discharge and emits an intense yellow light.
With a view to thermal insulation, the tube 1 is surrounded by a casing 8 emptied of air and provided with a base (not shown), the two contacts of which are connected to the supply conductors 6 and 7. Between interposed between the tube and the casing 8 is a cylindrical glass screen 9 which is sealed to the lower end of this casing.
The tube 1 is fixed, using the supply conductors, to the clamping 10 of the casing and resiliently supported, by means of a coil spring 11, by the screen 9 and, therefore, by the casing 8. With the interposition of a mica plate 12, this coil spring is clamped firmly between the two legs of the tube.
The auxiliary electrode 4 is connected, via resistor 13, to the supply conductor 7 of the incandescent electrode 3. In a similar manner, the auxiliary electrode 5 is connected, via through the resistor 14, to the incandescent electrode 2. In this way, two circuit branches are obtained, connected in parallel with the main discharge path existing between the electrodes 2 and 3. One of these branches The parallel circuit branch comprises resistor 13 and the auxiliary discharge path formed between the incandescent electrode 2 and the auxiliary electrode 4 while the second parallel circuit branch comprises resistor 14 and the auxiliary discharge path formed between the incandescent electrode 3 and the auxiliary electrode 5.
The resistors 13 and 14 are formed by wires wound, respectively, on mica plates 15 and A
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16 and consist of a material with a high positive temperature coefficient, for example iron. The resistors are placed inside the casing 8 and heated during the operation of the tube, not only by the currents which pass through them but also by the heat produced by the tube.
When the device is put into operation by connecting it to an alternating current source (with the interposition of an impedance mounted upstream), the resistance wires are still cold and have only a low resistance so that the currents flowing by the parallel circuit branches have a relatively high intensity, which ensures the heating of the incandescent electrodes 2 and 3 and the obtaining of a low starting voltage. During subsequent operation the resistance wires are brought to a high temperature so that their resistance acquires a higher value.
The resistors are arranged in such a way that during normal operation the currents have a considerably lower intensity than that existing when the tube is fired, which has the result of reducing the losses in the circuit branches at the same time. parallel. This reduction in parallel currents also has a favorable effect on the regularity of the main discharge. This result is obtained without the switching which would be necessary in the event that the parallel circuit branch included a switch with the aid of which the parallel circuit branch could be switched off after: The initiation of the discharge main age.
If the resistors have small dimensions, it is advantageous to mount them between the branches of the tube. Thus, for example, we used resistors constituted by a
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thin iron wire wound on a thin enamelled copper rod.
These resistors were advantageously placed between the branches of the tube where they were exposed to the heat radiated by the latter without, however, hindering the emission of light.
By way of illustration, it should be observed that in a given case the resistances were arranged so that when cold they had a value of 1000 Ohms and during normal operation. of 2500 Ohms. It has been found, moreover, that for a resistor having a cold value also of 2500 Ohms, the starting voltage was 23% greater than if one used a resistor whose initial value was 1000 Ohms. For equal losses during normal operation, the use of the resistor made in accordance with the invention therefore gave an appreciable reduction in the starting voltage.
As mentioned above, the parallel circuit branch can also be formed inside the discharge tube. To this end, a resistance wire, possibly enclosed in a small glass tube, can be placed inside the discharge tube so that its free ends are located in the vicinity of the main electrodes and constituting the electrodes. auxiliaries. According to the invention, this resistance wire is arranged so as to have a positive temperature coefficient such that during the normal operation of the tube the value of the resistance is considerably greater than the initial value of the resistance of the tube. cold wire.
In this case where, consequently, the branch of the parallel circuit is entirely inside the tube, the device according to the invention is identical to the discharge tube itself.