BE431058A - - Google Patents

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BE431058A
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    • H01J2893/0065Electrode systems
    • H01J2893/0066Construction, material, support, protection and temperature regulation of electrodes; Electrode cups

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  • Vessels And Coating Films For Discharge Lamps (AREA)

Description


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  " Perfectionnements aux tubes et lampes à décharges électriques et à leur fabrication ". 



   Demandes de brevets français en sa faveur du 9 Décembre 1937 et du 20 Juin 1938 (Addition) 
Deux méthodes principales étaient utilisées jusqu'à présent dans la fabrication des tubes et lampes à décharges électriques et en particulier de leurs électrodes. 



   L'une de ces méthodes consiste à constituer les électrodes de ces tubes et lampes en métaux ductiles tels que le cuivre, le fer, le tungstène, le molybdène, l'alumi- nium, etc.. La température critique de ces métaux étant très élevée, de telles électrodes ont l'inconvénient, quelle que soit leur forme (cylindre, tige   rectiligne   ou enrou- lée en spirale, grille, etc. ), de localiser le lieu de recom- 

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 binaison électronique et celui de dissociation, au point le plus reculé de l'électrode, Il en résulte une chute de ten- sion relativement importante suivie de marifestations ther- miques qui déterminent l'ionoplastie des métaux en présence des gaz occlus dans l'enveloppe du tube ou lampe et entrai- nent de ce fait une augmentation de résistance au passage des décharges. 



   Etant donné le poids de métal, ces électrodes doivent être isolées des parois internes de l'enveloppe par divers dispositifs tels que colliers de perles, porcelaine, verre, substances réfractaires, etc., ou encore par une cu- pule de fixation. 



   Ayant constaté que la température des électrodes varie en fonction de la quantité de courant qui leur est im- posée, on tenta d'augmenter la surface du métal de ces élec- trodes, afin de diminuer proportionnellement leur tempéra- ture. Mais la température d'une électrode variant aussi en fonction de la chute de tension qu'elle provoque, des ex- périences partant de ces conclusions amenèrent à l'applica- tion d'une seconde méthode. 



   Cette seconde méthode consiste à établir les élec- trodes des tubes et lampes à décharges électriques à base de métaux alcalins ou alcalino-terreux ou de métaux ou al- liages à dégagement ionique permanent ou provoqué, ayant une température critique inférieure à 800  C. L'emploi de ces métaux ou alliages fut considéré comme étant avantageux lorsque, amenés en fusion par bombardement ou tout autre procédé thermique, ils étaient, au moment de la fabrication, plaqués contre la paroi interne de l'enveloppe emprisonnant l'atmosphère gazeuse de façon à adhérer parfaitement à cette 

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 paroi. On conçoit en effet que tout passage se trouve ainsi supprimé entre l'enveloppe et le métal, ce qui empêche la recombinaison électronique de se produire à l'arrière de l'électrode.

   Avec cette méthode, on constate que la variation de température des électrodes était pratiquement nulle et que leur chute de tension baissait d'environ   80 %   par rapport à celle constatée avec la première méthode rappelée plus haut. 



   On a également proposé pour éviter la recombinaison électronique à l'arrière des électrodes, dans le cas où l'on constitue ces dernières au moyen de métaux ou alliages ayant une température critique supérieure à 800  C, soit d'ajuster ceux-ci exactement dans l'enveloppe en verre emprisonnant l'atmosphère gazeuse, soit de remplir exactement les inter- valles entre le métal employé et l'enveloppe, par de la poudre ou poussière de verre, ou par l'une des matières à température critique inférieure à 800  C citées précédemment. 



   Toutefois, ces dispositions, excellentes dans leur principe, sont difficilement réalisables, sinon lorsqu'on emploie des enveloppes 'en verres spéciaux résistant aux tem- pératures élevées, du moins avec les enveloppes en verre or-   dinaire.   En effet, au moment   de.la   mise en fusion des métaux alcalins, alcalino-terreux ou autres, ceux-ci endommagent l'enveloppe dans la grande majorité des cas, anéantissant ainsi tout le travail antérieur. 



   La présente invention a pour objet des perfection- nements apportés aux tubes et lampes à décharges électriques comportant des électrodes à base de métaux alcalins ou alcalino- terreux, ou de métaux ou alliages à dégagement ionique permanent ou provoqué et à bas point de fusion, en vue de remédier aux 

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 inconvénients qui viennent d'être signalés tout en tirant parti au maximum des avantages que présente l'emploi des susdits métaux ou alliages par rapport à l'emploi des métaux ductiles à température critique élevée. 



   Conformément à l'invention, le métal alcalin, 
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 .a.oaZitso-t2rrsux -ou autra, oonstituant 111.ectI'Od.&, est pla- cé dans une cupule en verre ou en matière isothermique ne dégageant pas aux températures de fonctionnement du tube ou de la lampe, de vapeurs ou gaz susceptibles de perturber l'atmosphère gazeuse, ladite cupule étant disposée de façon à enrober à sa base le conducteur servant à amener le courant à l'intérieur de l'enveloppe emprisonnant l'atmosphère ga- zeuse, et à être elle-même enrobée, à cette base, par l'ex- trémité correspondante de l'enveloppe, afin d'assurer le scel- lement, par un alliage intime, du tube ou do la lampe.

   En même temps qu'elle empêche que la recombinaison électronique ait son siège à l'arrière de l'électrode et assure ainsi une. diminution de la chute de tension, cette disposition évite les risques d'accidents à la fabrication, notamment du fait de l'adhérence des métaux alcalins, alcalino-terreux ou autres en fusion dans l'enveloppe, et elle permet donc avec certitude l'emploi de verre ordinaire pour la constitution de l'ensemble du tube ou de la lampe, et par conséquent de l'enveloppe des électrodes qui les terminent. 



   La cupule renfermant les métaux alcalins, alcalino- terreux ou autres sera constituée de préférence par la même matière que l'enveloppe des électrodes, donc en général par du verre ordinaire. Toutefois, on peut aussi employer, mais sans obtenir des résultats aussi caractéristiques, la proce- laine, les terres réfractaires, les verres du genre "pyrex", 

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 les métaux réfractaires, etc.. Les dimensions ( section, épaisseur,   longueur )   de la cupule peuvent varier en fonction du résultat cherché, quoiqu'il y ait intérêt à observer à cet égard certaines directives générales qui seront exposées en détail plus loin. 



   La cupule peut être calorifugée de diverses façons, intérieurement, et/ou extérieurement, au moyen de.substances réfractaires ne dégageant pas de gaz ou de vapeurs, quoique cela ne soit pas absolument nécessaire. 



   Suivant un autre perfectionnement faisant l'objet de l'invention, l'électrode peut être munie d'un capuchon métallique ou autre, en forme de pointe, emboité dans la '   cupule   renfermant le métal alcalin, alcalino-terreux ou   autr-e,   ou bien cette, cupule peut présenter elle-même une forme conique, ce qui permet d'obtenir de plus grandes lon- gueurs de tubes sans coupure, étant donné l'accroissement des puissances de décharge que donne l'amorçage entre   poin-   tes. 



   D'autres particularités et avantages de l'invention ressortiront de la description complémentaire faite ci-après avec référence aux dessins ci-annexés, lesquels représentent, à titre d'exemples non limitatifs, différents modes de réalisation de cette invention. 



   Dans ces dessins : 
Fig. 1 à 7 sont des coupes axiales partielles de tubes ou lampes à décharges électriques munis de différents types d'électrodes conformes à   l'invention ;   
Fig. 8 est une coupe transversale correspondant à la Fig. 7 ; 'Fig. 9 et 10 sont des coupes axiales partielles 

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 d'autres variantes ; 
Fig. 11 est une coupe schématique d'un dispositif applicable à la distillation fractionnée sous le vide des métaux alcalins ou alcalino-terreux destinés à la constitu- tion des électrodes conformes à   l'invention ;   
Fig. 12 à 17 sont des coupes représentant diffé- rentes formes de capuchons susceptibles d'être utilisées pour l'électrode dans une application particulière de l'in- vention. 



   Dans l'exemple de la fig. 1, A désigne l'enve- loppe de l'électrode, avantageusement en verre ordinaire, terminant le tube (non représenté) qui emprisonne l'atmos- phère gazeuse, et B est le conducteur amenant le courant à l'intérieur de cette enveloppe. L'électrode, disposée de préférence dans le sens vertical, est constituée par une ,cupule de verre C dont l'extrémité inférieure C1 enrobe le conducteur B, cette extrémité étant elle-même enrobée par l'extrémité correspondante A1 de l'enveloppe A. Dans la cupule C est placé le métal ou alliage D constituant l'é- lectrode proprement dite et qui, après le traitement amenant sa fusion, vient recouvrir la surface interne de la cupule ainsi que cela est représenté en D1. Le conducteur B ne prend -donc contact avec les gaz qu'à l'intérieur de la cupule C et par l'intermédiaire du métal D. 



   On a constaté que, pour l'obtention des résultats maxima, il convient que la cupule présente une section inter- ne voisine de la section interne du corps du tube, et de préférence légèrement supérieure à cette dernière. L'épaisseur de ladite cupule doit être déterminée en tenant compte des divers éléments en présence au cours de la fabrication : 

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 métal en fusion, élévation de température résultant du choc ionique provoqué sur les traces d'air encore présentes pour la purification thermique des parois internes du tube, et surtout différences profondes de dilatation des matières en contact (métal du conducteur, métal de l'électrode et verre employé). En pratique, cette épaisseur peut varier entre 0,4 mm pour les intensités faibles ou moyennes et 
0,8 mm pour les intensités maxima.

   La longueur de la cupule peut être calculée largement, puisqu'elle délimite la sur- face électronique de métal traité. 



   Pour protéger la cupule C, on peut interposer entre elle et le métal D (fig. 2), un lit E de poudre de mica, de verre ou toute autre substance isolante ne dégageant: pas de vapeurs ou de gaz aux températures de fonctionnement   du tube.   On peut également calorifuger la cupule extérieu- rement, en interposant entre elle et la paroi de l'enveloppe 
A (fig. 3) un garnissage   E@   de poudre de mica, verre ou analogue. 



   On peut aussi isoler les   parois .intérieures   de la cupule C de l'action destructrice du métal au moyen d'une feuille de mica F enroulée en cylindre () fige 4), ou d'un tube de verre "pyrex" ou de toute autre matière   isothermi-   que sans dégagement de vapeur ou de gaz. 



   Pour augmenter la surface d'émission du métal en limitant le volume de l'enveloppe, on peut multiplier les cupules, comme on le voit à la fig. 6 qui représente un tube muni d'une cupule double C-C'. Il faut alors avoir ' soin que le conducteur B soit en contact avec les diverses surfaces constituées par le métal vaporisé sur les surfaces internes et externes des cupules. On peut aussi (fig.   7   

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 et 8), au lieu d'employer des cupules intermédiaires telles quo C', prévoir un support constitué par une feuille G de métal ductile soigneusement dégazé (fer pur, cuivre pur, etc.), ou autre matière isothermique, enroulée en spirale, et supporté   lui-même   à sa base par la cupule C chargée de métaux alcalins,   alcalino-terreux   ou autres.

   Ceux-ci se vaporisent au cours do la fabrication à la fois sur la sur- face en verre de la cupule C ot sur la surface métallique du support G, augmentant ainsi les surfaces d'émission. 



   Comme il a été dit plus haut, pour   bénéficier   de la puissance accrue dos décharges entre pointes, les élec- trodes suivant l'invention peuvent être coiffées d'un ca- puchon conique H (fig. 5), ouvert à son extrémité, et s'em- boitant à l'intérieur de la cupule C renfermant le métal alcalin, alcalino-terreux ou autre. Ce capuchon peut être en verre, calorifugé ou non, ou en une autre substance ré- pondant aux conditions déjà indiquées pour la cupule elle- même. Cette disposition permet d'utiliser de plus grandes longueurs de tube en évitant la répétition de tronçons dis- gracieux. 



   Dans tous les cas, il est avantageux, avant de mettre les métaux alcalins ou alcalino-terreux en place dans la cupule C, de les soumettre à une distillation frac- tionnée sous le vide, afin de les libérer des traces d'o- xydes et d'hydrates et des autres impuretés contenues dans ces métaux, tels qu'ils sont habituellement livrés dans le commerce, et qui nuisent à leur utilisation dans les tubes et lampes à décharges électriques.

   A cet effet, on peut utiliser un appareil tol que représenté à la fig, 11, cons- titué par une série de vases I, J, K superposés (dont le 

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 nombre, la forme ot la matière peuvent   varior   à volonté et suivant los besoins ), communiquant entre oux, et reliés individuellement à une canalisation L raccordée à un conduit M provenant d'une pompe à vide et aboutissant à l'extrémité du   vaso   supérieur 1. Lo récipient inférieur K est prolongé par une canne de verre mince N. Le   ns tal   D à traiter ost in- troduit dans 10 vase 1 quo l'on chauffe à la température con- venablo pour produire la fusion do ce métal. Le métal fondu s'écoule successivement dans les vases J et K que l'on chauffe également au fur et à mesure de cet écoulement.

   Lorsque le métal en fusion remplit la canne N, après refroidissement, on coupe la   4ite   canne dont le débit donne un métal alcalin ou alcalino-terreux parfaitement apte à l'emploi visé. 



   Pour permettre une meilleure utilisation dans les tubes et lampes à décharges électriques, dos qualités ioniques naturelles des métaux alcalins et alcalino-terreux, deux ou plusieurs de cos métaux peuvent être alliés intimement dans des proportions conformes aux lois de luminesconce. A cet effet, il ost avantageux de réaliser la fabrication des allia- ges en masse au moyen du procédé de distillation fractionnée susvisé, en introduisant les métaux à allier en proportions convenables dans l'appareil à vide. Les différences de tem- pératures critiques des métaux à allier se trouvent alors équilibrées par le travail du vide, lequel, en plus de son utilité pour l'absorption des vapeurs et   impuretés   à éliminer, assume la fonction de compensateur.

   On peut ainsi réaliser, entre autres, au-dessous de 100  C, des alliages de sodium et de potassium dans toutes proportions désirées. Pans ce cas particulier, le potassium vient renforcer, par sa puissance ionique élevée, '-les qualités anodiques et cathodiques du 

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 sodium. Bien entendu, on peut   obtenir   dans des conditions analogues, tous autres alliages do métaux alcalins et al- calino-terreux. 



   Dans la fabrication des tubes et lampes à décharges électriques munis d'électrodes constituées conformément à l'invention, pour purger à la fois l'enceinte gazeuse et les éleotrodes, on peut notamment procéder de la manière suivante: 
Le tube à décharge, muni d'électrodes fabriquées   commo   il a été indiqué plus haut est raccordé de la manière usuelle à une pompe à vide ayant un débit suffisant pour pou- voir abaisser rapidement la pression interne du tube à une valeur inférieure à 0,00001 mm de mercure.

   Pendant le raccor- dament du tube à la pompe, le métal des électrodes, qui a déjà subi le traitement préliminaire sous   vido   précédemment décrit, est fondu une nouvelle fois sous le vide du tube et, lorsque la pression atteint une valeur suffisamment basse, il est vaporisé, par une augmentation brusque de température, sur les parois de la cupule qui la contient et de l'enveloppe qui renferme cette dernière. L'électrode est alors définitive- ment constituée, la vaporisation se trouvant automatiquement limitée, en fonction du volume même du tube, à la surface d'émission qui est nécessaire à la ionisation totale de co dernier. 



   Les procédés thermiques susceptibles d'être utilisés pour amener le métal à ces différents états sont divers. Le plus simple et le plus pratique, en dehors du chauffage par induction en haute fréquence, est réchauffement par bombar- dement ionique échangé entre les métaux dos électrodes excités en haute tension alternative, l'intensité et la tension   @   suivant les volumes de gaz.

   Quel que soit le procédé employé, 

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 l'emploi d'électrodes à baso de métaux alcalins ou   alcalino..   terreux permet d'abaisser considérablement la température à atteindre par rapport à   collo   qui est nécessaire avoc les électrodes à baso do métaux ductilos comme le cuivrer le fer,   etc...,   même si l'on n'envisage pour ces derniers que la tam-   pérature   correspondant au rouge sombre.

   D'autre part, pondant ces traitements thermiques, la présence de la cupule en vorro ou autre matière   isothermique   qui sert de support de fusion au métal alcalin,   alcalino-terreux   ou autre, on attondant la vaporisation définitive do celui-ci, rend impossible l'adhérence du métal aux parois de l'enceinte, par suite de la   différence,   existant entre les températures interne et externe, en même temps qu'elle évite, dans le verre de l'enveloppe, los tensions provenant des coefficients de dilatation différents du verre et du métal constituant l'électrode, et les   fuitos   qui peuvent en résulter et qui sont susceptibles de troubler l'atmosphère gazeuse.

   Elle permet on'outre la recombinaison électronique sans destruction d'électrodes, puisque la partie entraînée par le   mouvement   de l'ion se reconstruit à chaque cycle. 



   Conformément à l'invention, on peut   égalemont   utiliser dans les tubes à décharges électriques équipés d'électrodes présentant les caractéristiques énoncées ci-dessus, une pré- ionisation par chocs. La pré-ionisation peut notamment être provoquée au moyen de filaments incandescents montés à l'inté- rieur du tube et propres à fournir des ions d'origine thermique animant do leurs mouvements les ions au repos on insuffisamment animés des électrodes, qui pourraient avoir pour effet d'abais- ser le potentiel de décharge à l'intérieur du tube. Le mouvement d'entraînement'peut aussi être donné au moyen d'électrodes 

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   intercalaires   convenablement agencées. 



   Les dispositions do l'invention trouvent uno appli- cation particulièrement avantageuse dans la constitution de tubes luminescents à   décharger..   Il convient on effet do souligner quo la flamme spectrale dos métaux alcalins ot alcalino-torreùx, outre son intensité lumineuse, est voisine dos spectres gazeux de la luminescence. Do plus, avec ces mé- taux, il est possible, en réglant la vaporisation métallique, d'admottre dans dos tubes à décharges des intensités pouvant aller jusqu'à deux ampères, môme pour une surface ot un volume réduits de métal et cela, sans modification du spectre lumineux do la décharge ni échauffement exagéré des électrodes, et. Surtout sans accident. Comparativement aux éloctrodes en métaux ductilos tels que le   cuivro,   le fer, etc..., la va- riation do température est pratiquement nulle.

   Même aux in- tensités élevées, la température dos électrodes alcalines ou alcalino-terreuses ne dépasse pas 100  C, de sorte que le diélectrique du verre reste constant. Au contraire, lorsqu'on augmente l'intensité avoc des électrodos en métaux ductiles, la température peut atteindre 1000  C et le verre devient alors conducteur, ce qui, étant donné les différences de pres- sion entre l'intérieur et l'extérieur de   1-'enveloppe,   provoque un claquage do cette dernière par amorçage. 



   D'autre part, dans les tubes luminescents à gaz noble, l'emploi d'électrodes à base do métaux alcalins et   alcalino-terreux   dans los conditions prévues par l'invention, permet également, en confirmation dos travaux do WOOD ot d'EINSTEIN, d'abaissor los chutos do tension tout en maintenant l'énergie ionique traduite par l'émission lumineuse. Los potentiels de démarrage et de régime employés peuvent être 

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 abaissés de 40 % par rapport à coux nécessaires avoc les électrodes en métaux ductiles, co qui permet do réduire los tensions secondaires des transformateurs employés. La tension d'amorçage ost également réduite en haute tension. 



  Par ailleurs, l'ionisation de la colonne gazeuse étant prépa- rée par la qualité des métaux, est plus rapidement obtenue dès qu'ils sont excités. Selon los travaux do   WEINEHLT   ot de BLOCH, la vitesse et la puissance des ions alcalino-      terreux, notamment, sont en effet supérieures de 80 % à celles des métaux amorphes employés dans les électrodes exis- tantes. De plus, l'émission lumineuse obtenue est plus in- tense, du fait do la concordanco des spectres en présence ( gaz nobles et métaux alcalins ou alcalino-terreux ), les ef- fets de cos spectres s'ajoutant l'un à l'autre. Enfin, la chaleur dégagée par résistance des électrodes étant pratique- ment nulle, il en résulte une utilisation plus rationnelle du courant en lumière.

   Au total, on peut réaliser sur la consom- mation de courant une économie qui peut atteindre 50 % sur le   pr'imaire   du transformateur. 



   Il résulte également de ce qui précède que-les principaux inconvénients provenant des électrodes et qui contribuent habituellement à réduire la durée des tubes à décharges,' se trouvent éliminés. En particulier, le dégage- ment, dans l'atmosphère du tube, dos atomes gazeux   reliant:'   entre eux les atomes métalliques est rendu impossible, puisque le métal de l'électrode a subi avant sa mise en place défini- tive deux fusions et une vaporisation sous vide. L'arrachement iono-métallique ne donne donc plus lieu à aucune libération, ce qui respecte la pureté des gaz. De plus, lors du mouvement ionique, il se produit un échange normal des atomes métalli- ques avec, comme on l'a indiqué plus haut, reconstruction de 

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 la totalité do l'électrode.

   Enfin,. la   température   de fonc-   tionnement   très basse dos tubes évite les dégagements des parois do verra, lesquelles ont on outre été énergiquement purgées lors du bombardement dos électrodes. La durée des tubes est donc considérablement augmentée, sans quo leur résistance subisse do variation scnsible quelle que soit cette durée. 



   Un autre avantage important de l'invention, déjà exposé plus haut est de permettre l'emploie sans accident, du verre ordinaire pour la fabrication des tubes à décharges électriques. L'utilisation couranto du verre ordinaire éli- mina los complications du   trava.il-.d.os..yO!T os spéc.inux .réai5-   tant aux températures élevées, et permet la recours normal aux verres à teintes chimiques ou naturelles, augmentant ainsi dans des proportions considérables la gamme dos cou- leurs réalisables, 
D'autre part, les électrodes à base do métaux alca- lins ou alcalino-terreux perfectionnées suivant l'invention, se prêtent parfaitement à la constitution do tubes de cou- leur bleue ou autres, avec atmosphère de néon, d'argon et de tous autres gaz ou atmosphères raréfiées en présence de mercure,

   moyennant certaines mesures propres à empocher la formation d'amalgames entre le mercure et les métnux alcalins ou alcalino-terreux. A cet effet, on peut, par exemple, prévoir un étranglement C2 (fig. 9) de l'extrémité de la cupule C renfermant les métaux alcalins ou alcalino- terreux. Un autre moyen consiste à effectuer une double soudure 0 (fig. 10) dans la partie médiane éclairante du tube. On peut aussi procéder à une application de vapeurs de mercure sur les parois internes du tube ; pour permettre 

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 l'adhérence des traces do mercure, on peut soumettre les parois internes du tube à un dépolissage au moyen d'une atta- que.légère par l'acide fluorhydrique. Ces dernières disposi- tions peuvent avantageusement être combinées avoc l'une ou l'autre des dispositions représentées aux fig. 9 et 10. 



   On a également constaté qu'en   ubilisant   comme élec- métaux trodes de tubes à décharges cortains alcalino-terreux débar- rassés de toutes traces d'impuretés, on pouvait recréer, en particulier avec une atmosphère d'argon, la raie 2536 du mercure recherchée notamment pour les excitations d'ultra- violet. 



   L'invention est également applicable, avec les mêmes, avantages, à la fabrication do tubes à décharges comportant des verres à écrans phosphorescents, fluorescents ou opalins. 



  Dans cotto application, pour éviter les taches en transparence, les électrodes peuvent ôtro capuchonnées par un ou plusieurs couvercles en verre ou autre 'têtière iso-thormique ne dégageant pas de gaz ou de vapeurs, et propre à former grille, afin   d'arrêter   les projections en les localisant sur le métal de l'électrode. Diverses formes do capuchons sont susceptibles d'être employées   à cet   effet. Les figures 12 à 17 .du dessin ci-annexé représentent, à titre d'exemples non limitatifs, des coupes schématiques de plusieurs dispositions utilisables. 



   Dans la fig. 12 : le capuchon est constitué par un simple couvercle   "c"   rocouvrant la cupule C qui renferme le métal alcalin ou alcaline-terreux. La section de ce couvercle est de préférence supérieure de deux à trois millimètres à celle de la cupule; son rôle est de ramener les projections vers le fond de l'électrode, on "a". 



   Dans la fig. 13 : le capuchon "c" rentre dans la cu- 

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   pule   C et un rebord "c1" le maintient on position. 



   Dans la fig. 14 : le capuchon "c" rentre également à l'intérieur de la cupule C, mais il est prolongé jusqu'au fond de cette dernière et repose donc sur ce.fond. 



     Da la   fig. 15 : le capuchon "c" est remplacé par un simple disque "d", en mica par exemple, posé à plat sur le bord de la cupule C, co bord étant do préférence de coupe irrégulière. 



   Los fig. 16 et 17 représentent dos dispositifs analogues à ceux dos fig. 12 et 13, mais dans lesquels le capuchon "c" est percé en son centre d'un trou   "c2" à   lèvres dirigées vers l'intérieur,-afin que l'élan des ions ne soit pas trop brisé aux intensités élevées. 



   Une autre application avantageuse de   l'invention   constate dans l'utilisation de tubes en verre de WOOD ou similaire, munis d'électrodes à baso de métaux alcalins ou alcalino-terreux établis conformémmt aux dispositions décri- tes ci-dessus, pour exciter la fluorescence ou la phosphores-   cence   de toutes matières possédant do telles propriétés. Les tubes à décharges électriques peuvent alors être employés notamment do façon à silhouetter, encadrer ou décorer dos objets à base ou recouverts de   matières fluorescentes   ou phosphorescentes. 



   Les tubes à décharges électriques perfectionnés suivant l'invention peuvent aussi être   avantageusement   appliqués en radiophonie. Dans ce cas, leur utilisation élimine les parasites radiophoniques par mauvais contacts généralement observés dans les tubes à décharges ordinaires avec électrodos en métaux ductilos.

   En effet, du fait de l'impossibilité d'allier intimement les éléments qui 

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   composent   habituollement ces électrodes (par exemple du tungstène avec du cuivre, ou l'alliage dénommé "copper   clead"   avec du fer), ces éléments sont simplement reliés entre eux par serrage, do sorte quo les différences de dilatation provoquéos au cours du traitement thermique dos électrodes, amènent des retraits et des écarts créant des parasites par mauvais contact lors du fonctionnement en haute tension alternative.

   Au contraire, dans los tubes munis d'électrodes conformes à l'invention, le conductour amenant le courant à l'électrode est on contact direct avec les métaux alcalins ou alcalino-torroux, préalablement fondus puis vaporisés, ce qui assure uno soudure intime entre eux et permet à toutes los parties de l'électrode   d'être   sous le   même   potentiel. De même los troubles radio- phoniques résultant de la combinaison électrique à distance se trouvent éliminés par suite do l'adhérence dos métaux alcalins ou alcalino-torroux aux parois, évitant la création d'électrodes intermédiaires, 
Une autre application avantageuse do l'invention réside dans l'établissement de lampes d'éclairage sans filament à atmosphère do gaz raro.

   L'emploi du verre or- dinaire pour la constitution do l'enveloppe, rendu possible avec certitude par l'invention, permet en particulier l'in- corporation dans la matière morne de cotte enveloppe de matières colorées, fluorescentes ou phosphorescentes, qui, en combinaison avec des mélanges do gaz rares ot do vapeurs métalliques, donnent notamment la possibilité d'approcher la lumière du jour dans ses raies principales, et cela dans un seul tube. On peut ainsi obtenir une lumière se rapprochant au maximum de colle convenant à la rétine de 

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 l'oeil humain. En variant convenablement les combinaisons envisagées   ci-dessus,-on   peut également obtenir tous les offots colorés désirés, pour la décoration par exemple. 



  Par ailleurs, il a été constaté que los sysctros exclus, avec les électrodes à base de métaux alcalins ou alcalino- terreux conformes à l'invention, sont anti-brouillard, ce qui donne la possibilité d'utiliser avantageusement los lampes munies de telles éloctrodcs dans les domainos du ba- lisage et de la signalisation. Dans tous los cas, les lampes sans filament munies d'électrodes conformes à l'in- vontion, donnent une lumière économique, puisqu'il n'y a pratiquement pas d'énergie dissipée sous forme calorifique. 



   Pour un écart voisin do 5 cm entre les électrodes, la tension d'amorçage dos lampes est de 110 volts en courant alternatif, ce qui permet d'utiliser ces lampes sur des   réaeaux   de distribution courants. Cotte tension peut d'ailleurs être abaissée si l'on utilise des vapeurs métalliques avec les gaz rares, mais il peut alors sa pro-   duire   des taches par transparence dos parois des lampes, ce qui nuit à leur régularité de lumière. Ces taches peu- vent toutefois être évitées en munissant les électrodes do pointes ou de capuchons analogues à ceux décrits plus haut. 



   Bien entendu, ce qui a été dit plus haut touchant les possibilités d'emploi du verre ordinaire, n'exclut pas la possibilité de fabriquer les tubes et lampes suivant l'invention en verres de composition et qualités quelcon- ques, colorés ou non. 



   Enfin, il doit   égaleront   être entendu que, d'uno manière générale, los perfectionnements aux tubes et lampes à décharges, électriques faisant l'objet do l'invention sont 

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   applicab@   s aussi bien dans le domaine de la haute fréquence que dans celui de la haute tension. Il convient même de signaler que la longueur d'onde lumineuse semble présenter plus d'intérêt en haute fréquence qu'en haute tension. De plus, l'emploi de la haute fréquence est susceptible de per- mettre, pour les basses intensités où la ionisation par chocs est suffisante, la suppression de certaines électrodes intermédiaires indispensables dans les tubes et lampes à décharges fonctionnant à haute tension.

Claims (1)

  1. REVENDICATIONS 1. Tubes ou lampes à décharges électriques avec électrodes à base de ne taux alcalins ou alcalino-terreux, ou de métaux ou alliages à dégagoment ionique permanent ou provoqué et à bas point de fusion, caractérisés en ce que le métal alcalin, alcalino-terroux ou autre constituant l'élec- trode est placé dans une cupule en verre ou en matière iso- thermique et ne dégageant pas aux températures de fonctionne- ment du tube ou do la lampe, de vapeurs ou gaz susceptibles de perturber l'atmosphère gazeuse, ladite cupule étant dis- posée de manière à enrober à sa base le conducteur servant à amener le courant à l'intérieur do l'enveloppe emprisonnant l'atmosphère gazeuse, et à être elle-même enrobée, à cette base, par l'extrémité correspondante de l'enveloppe.
    2. Tubes ou lampos à décharges électriques suivant la revendication 1, caractérisés en ce que la cupule renfer- mant les métaux alcalins, alcalino-terreux ou autres est constituée en la même matière que l'enveloppe, colle-ci étant avantageusement en verre ordinaire.
    3. Tubes ou lampes à décharges électriques suivant la revendication 1, caractérisésen ce que la'cupule renfermant les métaux alcalins, alcalino-terreux ou autres est constituée en porcelaine, on terres réfractaires, en verre spécial résistant aux températures élevées, en métaux réfractaires ou matières équivalentes. <Desc/Clms Page number 21>
    4. Tubes ou lampes à décharges électriques suivant la rovondication 1, caractérisés en ce quo la cupule renfer- mant los métaux alcalins, alcalino-torreux ou autres présente une soction voisine de colle du corps du tube, et de préfé.- ronce légèrement supérieure, et une épaisseur variant avan- tageusement, selon l'intensité employée, do 0,4 mm à 0,8 mm.
    5. Tubes ou lampes à décharges électriques suivant la revendication 1, caractérisés en co que la cupule renfor- mant les métaux alcalins, alcalino-terreux ou autres est calorifugée intérieurement et/ou extérieurement, au moyen de substances réfractaires ne dégageant pas de gaz ou do vapeurs.
    6. Tubes ou lampes à décharges électriques suivant la revendication 1, caractérisés en ce que chaque électrode comporte'doux ou plus de deux cupules placées l'une à l'in- térieur de l'autre, le conducteur d'amenée de courant'étant mis en contact avec les diverses surfaces constituées par le métal vaporisé sur les surfaces internes et externes des cupulos.
    7. Tubes ou-lampes à décharges électriques suivant la revendication 1., caractérisés en ce que dans la cupule renfermant les métaux alcalins, alcaline-terreux ou autres, est logé un support constitué par une feuille de métal ductile ou de toute autre matière isothermique.préalablement dégazé, enroulé en spirale.
    8. Tubes ou lampes à décharges électriques suivant la revendication 1, caractérisés en ce que les électrodes sont munies d'un capuchon métallique ou autre, en forme de pointe, emboîté dans la cupule renfermant le métal alcalin, alcalino- terreux ou ' autre. <Desc/Clms Page number 22>
    9. Tubes ou lampes à décharges électriques sui- vant la revendication 1, caractérisés en ce que los cupules sont elles-mêmes effilées on forme de cônes.
    10. Tubes ou lampes à décharges électriques sui- vant la revendication 1, caractérisés en ce que la cupule est rocouvorto d'un ou plusieurs capuchons en verre ou autre matière isothcrmiquo ne dégageant pas do gaz ou do vapeurs, ot propre à former grille pour arrêter los pro- joctions et les localisor sur le métal de l'électrode.
    11. Tubes ou lampes à décharges électriques sui- vant la revendication 1, caractérisés on ce quo, pour l'obtention d'une fluorescence ou phosphorescence de couleur bleue ou autro en atmosphère de gaz rare, en présence de mercure, des moyens sont prévus pour retenir le mercure dans la partie médiane éclairante du tube, afin d'empocher la formation d'amalgames avec los métaux alcalins ou alca- lino-terreux.
    12. Tubes ou lampes à décharges électriques sui- vant l'une quelconque 'des revendications 1 à 11, caractéri- sés en ce que les métaux alcalins, alcalino-terreux ou autres ont été soumis à une distillation fractionnée sous le vide avant d'être mis en place dans la cupule qui los contient.
    13. Tubes ou lampes à décharges électriques sui- vant l'une quelconque des revendications 1 à 8, caractérisés en ce quo les électrodes comportent deux ou plusieurs métaux alcalins ou alcalino-terreux alliés en masse au cours d'un processus commun de distillation fractionné sous le vide.
    14. Procédé do fabrication des tubes ou lampes à décharges électriques suivant les revendications 1 à 13, <Desc/Clms Page number 23> caractérisé en co quo l'on provoque, pendant que le tube est sur la pompe à vide, la fusion du métal dos électrodes puis, lorsque la pression est suffisamment basse, sa vaporisation par élévation brusque de température, on utilisantà cet effet tous procédés thermiques connus et notamment le procédé par bombardement ionique on atmosphère raréfiée.
    15. Application des tubes et lampes à décharges électriques suivant los revendications 1 à 10 notamment à la constitution do tubes luminescents à décharges électri- ques à atmosphère do gaz nobles; de tubes à atmosphère de gaz nobles ou atmosphère raréfiée avec traces de mercure; de tubes à décharges comportant dos vorros à écrans phosphorescents, fluorescents ou opalins ; à l'excitation de Ratières fluores- contes ou phosphorescentes disposées sur ou dans des supports extérieurs aux tubes à décharges électriques ; à la constitu- tion do tubes à décharges pour applications radiophoniques ; do lampes sans filament et de tubes à atmosphère de gaz rares pour l'éclairage, la décoration, le balisage, la signalisation, etc.
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