Lampe électrique à incandescence de forme tubulaire. On sait que, dans les lampes électriques à incandescence à atmosphère gazeuse, l'azote de cette atmosphère tend à s'opposer à la formation d'arcs à l'intérieur de l'ampoule, arcs qui abrègent la durée de la lampe. Aussi, dans celles de ces lampes dans lesquelles l'at mosphère est un gaz rare, par exemple ar gon, krypton, xénon, ou un mélange de ces gaz, on ajoute une certaine proportion d'a zote, mais on doit chercher à en mettre une quantité aussi faible que possible, car ainsi qu'on l'a reconnu, l'azote a l'inconvénient de diminuer le rendement de la lampe, surtout si on ajoute à ce gaz des gaz très mauvais conducteurs de la chaleur, tels que le kryp ton et le xénon.
L'invention a pour but, dans les lampes électriques à incandescence de forme tubu laire à remplissage de gaz et à filament en roulé en hélice, s'étendant dans la direction de l'axe du tube, de diminuer la tendance à la formation d'arcs et même de l'éviter tout à fait, par une disposition autre que la modi fication de l'atmosphère, mais qui, cependant, peut être employée aussï en présence d'a zote.
Suivant l'invention, les différentes par ties en lesquelles est divisé le filament et qui sont placées à la suite les unes des autres, sont reliées en série les unes aux autres par des corps conducteurs ne donnant pas lieu pratiquement à la production d'ions; on crée ainsi aux environs de ce ou ces conducteurs intermédiaires, une ou des solutions de con tinuité dans la zone ionisée et conductrice entourant le filament.
En effet, en étudiant le mécanisme de la formation des arcs dans les lampes à incan descence, on a constaté que, contrairement à ce qu'on admettait, l'arc ne s'amorce pas di rectement, d'une amenée de 'courant à l'autre, mais que le trajet initial de l'arc suit toujours le filament; on conçoit en effet que, sur ce trajet, l'amorçage est facilité par l'ionisa tion due au filament porté à haute tempéra- turc. En outre, on a constaté qu'après l'a morçage, l'arc se déplace par suite de cou rants de convection dus à l'échauffement du gaz par l'arc; ce déplacement peut même en traîner, suivant les positions de la lampe, soit l'extinction de l'arc, soit la destruction des amenées du courant.
Si, suivant l'invention, l'on fractionne le filament, l'arc qui ne peut s'amorcer que dans une zone ionisée, ne pourra pas s'amor cer d'un bout à l'autre de tout le filament, mais seulement le long d'un élément de fila ment. Si la tension totale appliquée est Y volts et si le filament est divisé en n éléments identiques, la tension disponible pour l'amor çage ne sera que
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Or, comme la tension né cessaire à l'amorçage d'un arc comprend, ou tre une partie proportionnelle à la longueur de l'arc, une partie constante au moins égale à la somme des chutes de tension aux élec trodes de cet arc et de la tension d'ionisa tion du gaz de remplissage, l'amorçage d'un arc est plus malaisé avec une tension
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et un élément de longueur 1,
qu'avec une tension V et une longueur nl. On aura donc ainsi diminué la probabilité, d'amorçage de l'arc.
En augmentant le nombre des éléments du filament, la tension disponible pour l'amor çage pourra même devenir plus faible que la tension minimum nécessaire à l'amorçage au moins égale à la somme des chutes de tension aux électrodes et de la tension d'ionisation du gaz et ainsi l'amorçage des arcs deviendra absolument impossible.
Pour que les conducteurs réunissant les éléments du filament n'ionisent sensiblement pas le gaz autour d'eux, il suffit que leur température soit assez faible; un corps con ducteur quelconque, reliant les extrémités les plus rapprochées de deux filaments consécu tifs., convenablement dimensionné, pourra être employé sans qu'il soit nécessairement très long et très froid; ses extrémités devront, na turellement, être suffisamment éloignées l'une de l'autre pour que les gaines ionisées entourant les deux filaments qu'il réunit, ne se recoupent pas;
on pourra aussi le recouvrir d'une couche mauvaise conductrice de la cha leur qui diminuera les pertes de chaleur dues à l'échange de chaleur entre ce conducteur et le gaz ambiant, chaleur proveilant en partie de l'échauffement du conducteur par les ex trémités adjacentes des filaments.
On aura intérêt à employer, pour ces con ducteurs, des métaux ou alliages peu émis- sifs, ou recouverts d'enduits peu émissifs.
On pourra de plus utiliser des amenées de courant ou des conducteurs intermédiaires assez gros et ne présentant pas d'arête vive; on évitera ainsi des zones à champ électrique intense, zones où l'amorçage de l'arc serait aisé.
Il est à noter que, ainsi qu'on l'a constaté par expérience, on n'arriverait pas aux ré sultats sûrs et favorables obtenus par la pré sente invention, avec une lampe dont le fila ment présente des parties enroulées en hé lice reliées avec les parties droites du fila ment lui-même.
On a aussi constaté que, toutes choses égales d'ailleurs, l'arc s'amorce plus facile ment le long d'un filament droit que le long d'un filament disposé en ligne courbe ou bri sée.
La figure ci-jointe représente, à titre d'exemple, une lampe-tube conforme à la pré sente invention. Le filament incandescent, disposé entre les deux amenées de courant el, e, est divisé en trois portions f,, <I>/2,</I><B>f,,</B> réunies par les conducteurs Cl, C2 et soutenues par les crochets<I>ml,</I> nz@, 7b23 ; ces derniers sont eux mêmes supportés, ainsi que les conducteurs Cl, Cz par une tige de verre Y parallèle à l'axe de la lampe.
Ces lampes-tubes ont l'avantage d'avoir un faible volume, la dépense de gaz est donc assez faible; d'autre part, la grande résis tance de ces ampoules peut permettre leur remplissage à des pressions plus élevées que les pressions habituelles.
Tubular-shaped incandescent electric lamp. We know that, in electric incandescent lamps in a gaseous atmosphere, the nitrogen of this atmosphere tends to oppose the formation of arcs inside the bulb, arcs which shorten the duration of the lamp. Also, in those of these lamps in which the atmosphere is a rare gas, for example ar gon, krypton, xenon, or a mixture of these gases, we add a certain proportion of nitrogen, but we must try to put as little quantity as possible, because, as we have recognized, nitrogen has the disadvantage of reducing the efficiency of the lamp, especially if we add to this gas gases which are very poor conductors of heat, such as than kryp tone and xenon.
The object of the invention is, in tubular-shaped electric lamps with gas filling and helically rolled filament, extending in the direction of the axis of the tube, to decrease the tendency to form. arcs, and even to avoid it altogether, by an arrangement other than modifying the atmosphere, but which, however, may also be employed in the presence of nitrogen.
According to the invention, the various parts into which the filament is divided and which are placed one after the other, are connected in series to one another by conductive bodies which practically do not give rise to the production of ions. ; in the vicinity of this or these intermediate conductors, one or more solutions of continuity in the ionized and conductive zone surrounding the filament are thus created.
In fact, by studying the mechanism of the formation of arcs in incandescent lamps, it was found that, contrary to what was admitted, the arc does not start directly, from a supply of current. to the other, but that the initial path of the arc still follows the filament; it can in fact be seen that, on this path, the initiation is facilitated by the ionization due to the filament brought to high temperature. In addition, it has been observed that after the cracking, the arc moves as a result of convection currents due to the heating of the gas by the arc; this displacement can even drag, depending on the positions of the lamp, either the extinction of the arc, or the destruction of the current leads.
If, according to the invention, the filament is split, the arc, which can only be started in an ionized zone, will not be able to start from one end of the entire filament to the other, but only along a filament element. If the total voltage applied is Y volts and if the filament is divided into n identical elements, the voltage available for starting will be only
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However, since the voltage necessary for the initiation of an arc comprises, or being a part proportional to the length of the arc, a constant part at least equal to the sum of the voltage drops at the electrodes of this arc and the ionization voltage of the filling gas, the initiation of an arc is more difficult with a voltage
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and an element of length 1,
only with a voltage V and a length nl. We will therefore have reduced the probability of starting the arc.
By increasing the number of elements of the filament, the voltage available for starting may even become lower than the minimum voltage necessary for starting at least equal to the sum of the voltage drops at the electrodes and the ionization voltage. gas and thus the initiation of arcs will become absolutely impossible.
So that the conductors joining the elements of the filament do not substantially ionize the gas around them, it suffices that their temperature is low enough; any conductor body, connecting the ends closest to two consecutive filaments., suitably sized, can be used without necessarily being very long and very cold; its ends will naturally have to be far enough apart so that the ionized sheaths surrounding the two filaments which it unites do not overlap;
it can also be covered with a layer that is a poor conductor of heat which will reduce the heat losses due to the heat exchange between this conductor and the ambient gas, heat coming in part from the heating of the conductor by the ends adjacent filaments.
It will be advantageous to use, for these conductors, low-emitting metals or alloys, or those covered with low-emitting coatings.
In addition, current leads or intermediate conductors that are large enough and do not have a sharp edge can be used; this will avoid areas with an intense electric field, areas where the initiation of the arc would be easy.
It should be noted that, as has been observed by experience, the sure and favorable results obtained by the present invention would not be achieved with a lamp the filament of which has parts wound helically connected with the straight parts of the filament itself.
It has also been observed that, other things being equal, the arc is more easily initiated along a straight filament than along a filament arranged in a curved or broken line.
The accompanying figure shows, by way of example, a tube lamp according to the present invention. The incandescent filament, arranged between the two current leads el, e, is divided into three portions f ,, <I>/2,</I> <B> f ,, </B> joined by the conductors Cl, C2 and supported by the brackets <I> ml, </I> nz @, 7b23; the latter are themselves supported, as well as the conductors C1, Cz by a glass rod Y parallel to the axis of the lamp.
These tube lamps have the advantage of having a low volume, the gas expenditure is therefore quite low; on the other hand, the great resistance of these ampoules can allow them to be filled at pressures higher than the usual pressures.