Lampe électrique.
L'invention, concerne une lampe électrique présentant une ampoule en verre comportant un pincement que traverse directement une entrée de courant qui est reliée à un élément électrique disposé dans l'ampoule et qui est entourée, à l'extérieur de l'ampoule, d'un bouchon métallique scellé à l'entrée de courant.
Une telle lampe est connue du brevet allemand
<EMI ID=1.1> les entrées de courant reliées au filament sont constituées par les ; bras du filament. Afin d'empêcher que lors du passage de courant
les extrémités dépassant l'ampoule et exposées à l'air ne s'oxydent et ne claquent, elles sont entourées d'un bouchon métallique, dont le point de fusion se situe entre 600 et 1500[deg.]C.
Dans cette lampe connue, le bouchon métallique fait office du système d'évacuation de chaleur et également de moyen permettant de renforcer mécaniquement l'entrée de courant, qui est très mince. Le bouchon métallique ne sert pas à la fermeture hermétique de l'ampoule autour de l'entrée de courant. Une fermeture herméti- que du bouchon métallique par rapport au verre de l'ampoule ne peut pas être obtenue, ceci par suite du retrait du bouchon métallique se produisant au cours du refroidissement après son application.
Dans cette lampe connue, l'étanchéité de l'ampoule auto des entrées de courant s'obtient par un processus spécial effectué pendant le pincement de l'ampoule, les entrées de courant étant portées à une température très élevée à cet effet. Dans le cas où des entrées de courant utilisées sont très minces, l'étanchéité de l'ampoule peut s'obtenir, malgré les grandes différences entre les coefficients de-dilatation thermique du métal de l'entrée de courant et du verre de l'ampoule.
C'est précisément par suite de ces grandes différences entre les coefficients de dilatation thermique des métaux utilisés pour les entrées de courant, notamment le tungstène et le molybdène, et des verres utilisés pour les ampoules, de la silice fondue et des verres durs, qu'il a été nécessaire d'appliquer en pratique des constructions compliquées afin d'obtenir l'étanchéité requise. C'est ainsi que dans des lampes présentant une ampoule en silice fondue, des feuilles en molybdène sont insérées dans le pincement et soudées à une entrée de courant extérieure et à une entrée de courant intérieure. Cette structure nécessite la réalisation de <EMI ID=2.1>
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rément, et dont la présence se traduit par un ensemble peu rigide,
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dans l'ampoule et qui limite en outre l'intensité du courant de
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et à la forme de la feuille, mais autour de l'entrée de courant extérieure s'étend une enceinte capillaire jusqu'à la feuille,
par l'intermédiaire de laquelle de l'oxygène et de l'humidité risquent d'atteindre la feuille. De ce fait, cette dernière est sujette à l'oxydation et il existe un risque de rupture du pin- cement.
Dans le cas d'utilisation d'ampoules en verre dur, on utilise des entrées de courant qui sont préalablement munies d'un revêtement mince en verre. Cette structure offre l'avantage d'une grande résistance mécanique permettant de positionner rigoureuse- ment l'élément électrique dans l'ampoule, mais l'application du revêtement en verre constitue une opération coûteuse pour la réalisation des lampes.
L'invention vise à fournir des lampes électriques présen- tant une structure très simple pour la traversée de courant.
En concordance avec ce qui précède, l'invention est re- lative à une lampe électrique du genre mentionné dans le préambule qui est caractérisée en ce que le bouchon métallique contient du moins un premier métal, qui est choisi dans le groupe constitué
par de l'étain et du plomb et mélangé avec au moins un second métal . choisi dans le groupe constitué par du titane, zirconium, hafnium niobium, tantale et vanadium, le rapport entre les poids du premier
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métallique étant scellé au verre du pincement.
Contrairement au bouchon métallique de la lampe connue, le bouchon métallique utilisé conformément à la présente invention assure l'obturation hermétique entre l'ampoule et l'entrée de courant, ceci malgré les grandes différences entre les coefficients de dilatation thermique du verre de la lampe, du métal de l'entrée de courant et des métaux du bouchon. L'étanchéité est due à la ductibilité du bouchon métallique qui est due au premier métal et à la bonne adhérence aux verres et aux métaux, propriété qui est
due au second métal. Ces propriétés se font remarquer de façon optimale dans le cas où le rapport entre le poids du premier métal et celui du second métal dans le bouchon métallique est compris entre 100:0,5 et 100:1.
Le bouchon métallique de la composition conforme à l'invention suffit à constituer le seul moyan d'obturation d'une ampoule, chose curieuse du fait que dans le cas où la lampe est remplie d'un gaz sous une pression de 2,5 bars à la température ambiante normale par exemple, la pression gazeuse s'élève à environ 10 bars, lors du fonctionnement de la lampe. Contrairement à la lampe connue où l'étanchéité de l'ampoule est réalisée sur l'entrée de courant très mince reliée au filament et où le bouchon métallique ne remplit aucune fonction d'obturation, la lampe conforme à l'invention permet une grande liberté quant au diamètre de l'entrée de courant au regard d'autres paramètres, qui sont importants pour un fonctionnement convenable de la lampe.
Le point de fusion du métal du bouchon est d'environ
235[deg.]C pour les bouchons ne contenant que de l'étain comme premier métal et il augmente à mesure que la quantité de plomb contenu
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environ 330[deg.]C pour les bouchons ne contenant que le plomb comme premier métal.
Des lampes présentant une pression de fonctionnement d'en viron 1 bar peuvent fonctionner dans des conditions où la tempéra- ture du bouchon métallique monte à des valeurs dépassant la température de fusion du métal. A mesure que la pression de fonctionnement de la lampe augmente,la température du bouchon métallique sera maintenue inférieure au point de fusion pendant le fonctionnement de la lampe. Cela peut être réalisé à l'aide d'un bon échange thermique avec l'environnement de la lampe, par exemple l'appareil d'éclairage.
Le point de fusion relativement bas des bouchons métalliques facilite la réalisation de la lampe. Un procédé de réalisation approprié consiste à chauffer une ampoule munie d'entrées de courant appliquées dans le pincement et d'un élément électrique,
au moins à l'endroit où sera appliqué le bouchon métallique jusqu'à une température supérieure au point de fusion du mélange métallique, après quoi ce dernier est appliqué, par exemple sous forme d'un fil ou d'un ressort hélicoïdal formé à partir du fil. L'ampoule peut être refroidie dès que le mélange métallique a flué et est scellé
à l'entrée de courant et au verre du pincement de l'ampoule. Les métaux du bouchon ne sont pas nécessairement mélangés de façon homogène avant l'application. C'est ainsi qu'il est possible d'utiliser un fil en plomb et titane recouvert d'étain. L'application
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atmosphère réductrice ou neutre, par exemple dans de l'azote ou de l'argon. Le bouchon s'obtient en une dizaine de secondes.
Dans le cas où l'entrée de courant est constituée, au moins à l'endroit du bouchon métallique, par l'un des seconds métaux (l'entrée de courant peut être constituée entre autres, par
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térieur, est constitué par du tungstène et vu à partir du pincement vers l'extérieur, par du niobium; le mélange du bouchon s'obtient in situ par application et scellement d'un premier métal. Les lam-1 pes conformes à l'invention sont aussi bien. des lasses à incan- descence que des lampes à décharge.
Le bouchon métallique peut se trouver sur la face termi- nale du pincement, c'est-à-dire sur la partie de la surface exté- rieure du pincement perpendiculaire à l'axe de la lampe, dont sort l'entrée de courant. Toutefois, comme dans le cas de la lampe du susdit brevet allemand, il est également possible de former dans
le pincement autour de l'entrée de courant, une cavité débouchant sur la face terminale et d'y appliquer, entièrement ou partiellement le bouchon métallique.
Il y a lieu de noter que la demande de brevet français
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lampe, le pincement contient une feuille en molybdène à laquelle se raccorde hermétiquement le verre du pincement de l'ampoule.
A la feuille sont soudées une entrée de courant intérieure et une entrée de courant extérieure. Ainsi, dans cette lampe, le bouchon métallique ne sert pas à réaliser l'obturation hermétique de l'ampoule (qui est déjà fermée hermétiquement à la feuille), mais à préserver la feuille de l'oxydation par des agents qui risquent d'atteindre la feuille en molybdène par l'intermédiaire du capillaire formé autour de l'entrée de courant extérieure.
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molybdène, du tungstène ou du tantale. La soudure est constituée
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décrite dans ce mémoire, un disque en verre de quartz est entouré d'un anneau en molybdène et l'ensemble est assemblé, avec inter-
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fait que le molybdène, le tungstène et le tantale présentent un <EMI ID=15.1>
après refroidissement.
Des expériences ont prouvé que cette soudure est étanche au vide. Toutefois, si l'on s'efforce de réaliser, de façon identique,1 avec le même matériau une soudure où le verre de quartz entoure
le métal, on constate que la soudure n'est nullement étanche.
Dans ce cas, il se forme dans la soudure des contraintes de traction pendant le refroidissement, ceci par suite du plus grand retrait du molybdène, du tungstène et du tantale qui se pro- duit. Apparemment, la soudure résiste insuffisamment.
Dans les lampes conformes à l'invention, la soudure est également sujette à des contraintes de traction. Dans ce cas il n'y aurait pas non plus lieu de s'attendre à une soudure étanche au vide. Toutefois, fait étonnant, l'utilisation d'un bouchon métallique présentant la composition conforme à l'invention présentant donc une teneur notablement Inférieure en second métal permet d'obtenir une soudure étanche au vide.
La description ci-après, avec référence au dessin annexé, donnée à titre d'exemple non limitatif, fera bien comprendre comment l'invention peut être réalisée.
La figure 1 montre une vue d'une lampe à décharge à haute pression. La figure 2 montre en perspective un détail de la figure La figure 3 montre une vue d'une lampe à incandescence. <EMI ID=16.1>
3.
Sur la figure 1, l'ampoule 1 comporte deux pincements 2
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jusque dans l'ampoule. Sur les faces terminales 6 et 7 des pince- <EMI ID=18.1>
bouchon métallique 8, 9 qui assure la fermeture hermétique de l'ampoule avec le bouchon métallique 11 se trouvant autour de l'entrée de courant 10 qui fait office d'électrode auxiliaire. Les
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respectivement.
Les chiffres de référence de la figure 2 correspondent à
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ment. Dans chacun des pincements 22 et 23 est ménagée'une cavité conique débouchant aux faces terminales 26, 27 respectivement, qui sont remplies d'un bouchon métallique 28, 29 respectivement. Les bouchons sont scellés, tant au verre du pincement en question qu'à l'entrée de courant correspondante. Dans l'ampoule, un filament
32 est tendu entre les entrées de courant et centré, entre ses extrémités, par des supports 35 et 36.
EXEMPLE.-
Un tube en verre de quartz comportant un queusot fut muni, à chacune de ses extrémités, de pincements dans chacun desquels fut insérée une entrée de courant en tungstène de diamètre de 800 /um. Entre les entrées de courant était tendu un filament de
220V, 1000 W.
Lors de la réalisation de chaque pincement, on ménagea une cavité débouchant à la surface terminale.
La lampe fut posée de façon verticale et de l'argon fut introduit par l'intermédiaire du queusot. Le pincement supérieur
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poids de titane fut mis en contact avec le verre de quartz du pincement et l'entrée de courant. Après fluage du mélange plomb/titane, la lampe fur refroidie et l'extrémité opposée fut traitée de façon analogue.
La lampe fut remplie de 2,5 bars d'argon contenant, en
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projecteurs à l'aide d'un appareil d'éclairage ou tien à l'extérieur de celui-ci, la température du bouchon métallique étant de
260, 150[deg.]C respectivement.
D'une façon analogue, on réalisa une lampe comportant un bouchon métallique constitué par de l'étain contenant, en poids
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Le bouchon fut chauffé à 1000[deg.]C dans une atmosphère de N�/H2 (92,8 vol/vol) servant de gaz protecteur. Dans tous les cas, on obtient une soudure étanche au vide.
REVENDICATIONS.
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1.- Lampe électrique présentant une ampoule en verre comportant un pincement que traverse directement une entrée de courant qui est reliée à un élément électrique disposé dans l'ampoule et qui est entourée, à l'extérieur de l'ampoule, d'un bouchon métallique scellé à l'entrée de courant, caractérisée en ce que le bouchon métallique contient au moins un premier métal qui est choisi dans le groupe constitué par de l'étain et du plomb et mélangé avec au moins un second métal choisi dans le groupe constitué par du titane, zirconium, hafnium, niobium, tantale et vanadium, le rapport entre les poids du premier métal
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lique étant scellé au verre du pincement.