EP1229567A1 - Lampe à décharge avec gaz d'amorçage - Google Patents

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EP1229567A1
EP1229567A1 EP02075385A EP02075385A EP1229567A1 EP 1229567 A1 EP1229567 A1 EP 1229567A1 EP 02075385 A EP02075385 A EP 02075385A EP 02075385 A EP02075385 A EP 02075385A EP 1229567 A1 EP1229567 A1 EP 1229567A1
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EP
European Patent Office
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capsule
discharge lamp
lamp
radioactive
gas
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Withdrawn
Application number
EP02075385A
Other languages
German (de)
English (en)
Inventor
Ahmed c/o Société Civile S.P.I.D. Mokhtari
Current Assignee (The listed assignees may be inaccurate. Google has not performed a legal analysis and makes no representation or warranty as to the accuracy of the list.)
Koninklijke Philips NV
Original Assignee
Koninklijke Philips Electronics NV
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    • H—ELECTRICITY
    • H01—ELECTRIC ELEMENTS
    • H01J—ELECTRIC DISCHARGE TUBES OR DISCHARGE LAMPS
    • H01J61/00—Gas-discharge or vapour-discharge lamps
    • H01J61/70—Lamps with low-pressure unconstricted discharge having a cold pressure < 400 Torr
    • H—ELECTRICITY
    • H01—ELECTRIC ELEMENTS
    • H01J—ELECTRIC DISCHARGE TUBES OR DISCHARGE LAMPS
    • H01J61/00—Gas-discharge or vapour-discharge lamps
    • H01J61/02—Details
    • H01J61/54—Igniting arrangements, e.g. promoting ionisation for starting
    • H01J61/548—Igniting arrangements, e.g. promoting ionisation for starting using radioactive means to promote ionisation
    • H—ELECTRICITY
    • H01—ELECTRIC ELEMENTS
    • H01J—ELECTRIC DISCHARGE TUBES OR DISCHARGE LAMPS
    • H01J7/00—Details not provided for in the preceding groups and common to two or more basic types of discharge tubes or lamps
    • H01J7/30—Igniting arrangements
    • H01J7/40—Igniting by associated radioactive materials or fillings

Definitions

  • the present invention relates to a discharge lamp containing a radioactive gas for starting said lamp.
  • It also relates to a glow type starter containing a radioactive gas and used for starting a discharge lamp.
  • the present invention finds its application, for example, in neon lamps or in miniature fluorescent lamps of the cold electrode type intended for the automotive industry or signaling, the reliability of the ignition being essential for these lamps.
  • U.S. Patent No. 2,930,872 describes a glow type starter used for ignition of elongated low-pressure discharge lamps such as lamps fluorescent. Said patent proposes a starter having characteristics of stable operation over time.
  • the starter type glow according to art previous includes an envelope containing, in addition to a filling gas, a tiny amount of radioactive krypton to provide an ionization source for remove the dark effect.
  • said lamp contains a small proportion of impurities soft.
  • the object of the present invention is to provide a discharge lamp having a longer service life.
  • radioactive krypton tends to become scarce and no longer allows the lamp to start after a few hundred hours, thereby limiting the life of said lamp.
  • the discharge lamp according to the present invention is remarkable in that the radioactive gas which it contains is enclosed in a capsule whose a wall is transparent to radioactive radiation.
  • Said capsule having a wall transparent to radioactive radiation will favor the ignition of the discharge lamp by ionization of the filling gas while avoiding consumption of the radioactive gas it contains since it is isolated filling gas through the sealed walls of the capsule. The service life of the lamp discharge is thereby increased.
  • the discharge has need for free electrons in the vicinity of the anode for the first ignition.
  • the discharge lamp according to the present invention is remarkable in that the capsule is positioned close enough to an anode of the discharge lamp in order to facilitate its ignition, when said lamp is supplied with a direct current.
  • the present invention also relates to a starter of the light type intended for ignition of a discharge lamp, said starter being characterized in that the gas radioactive it contains is enclosed in a capsule whose wall is transparent to radioactive radiation.
  • the present invention relates to a discharge lamp intended for industry automotive or signaling.
  • This discharge lamp can either be a neon lamp, or a miniature fluorescent lamp with cold electrodes.
  • the discharge lamp further comprises a capsule (15) containing a radioactive gas, a wall of said capsule being transparent to radioactive radiation in order to facilitate the ignition of the discharge lamp by ionization of the filling gas while avoiding consumption of the radioactive gas it contains.
  • the radioactive gas is radioactive krypton 36 Kr 85 , but it will be apparent to those skilled in the art that any other radioactive gas may be suitable for our application.
  • the wall transparent to radioactive radiation of the capsule is made with a glass with a thickness of 0.5 mm.
  • a capsule is not not completely transparent to radioactive radiation because it absorbs part of the radiation, but it still remains effective nonetheless.
  • the capsule is tubular in shape with a diameter ranging from 1 to 2 mm and a length ranging from 5 to 10 mm depending on the type of discharge lamp.
  • the volume of radioactive krypton 36 Kr 85 is then from 4 to 30 mm 3 under a bar, its filling pressure varying from 0.75 to 1 bar.
  • the radioactivity of krypton 36 Kr 85 being 11 million Becquerels per liter, the radioactivity of the capsule is at most 330 Becquerels.
  • the discharge lamp which contains it potentially presents a lesser nuisance for the environment than a neon tube currently manufactured which contains radioactive materials having a radioactivity of the order of 800 becquerels.
  • Fig. 2 shows the content of a discharge lamp according to the invention, the lamp comprising a radioactive gas capsule of the tubular type which is fixed according to a first method of attachment to an electrode.
  • Said capsule (20) is made of glass and is held by a metal strip (21) formed by two fixing fins (21a, 21b) which pinch the capsule and a main part (21c) welded to an electrode, which is the anode (12) in direct current.
  • a main glass tube (14) is sealed around the electrode.
  • a second glass tube called closed pumping tube (23) is also shown in this Fig. This tube makes it possible to empty the lamp of the air which it contains then to fill it with the filling gas desired via the anode (12) which is hollow.
  • Fig. 3 shows the content of a discharge lamp according to the invention, the lamp comprising a closed cup-shaped radioactive gas capsule which is attached to a another method of attachment.
  • Said capsule (30) is this time metallic and is welded to an electrode, which here is the anode (12), via a small plate metallic (30a).
  • Fig. 4 shows the content of a discharge lamp according to the invention, the lamp comprising a tube type radioactive gas capsule.
  • the capsule (20) is this time the interior of the closed pumping tube (23) whose dimensions are adapted to limit the displacements of the capsule which it contains.
  • Fig. 5 illustrates a starter of the glow type (50) according to the invention comprising a radioactive gas capsule.
  • Said starter comprises a bulb (51) filled with a rare gas (52) and two electrodes (53, 54), at least one of which is a bimetallic strip (54).
  • This blade composed of two metals with different coefficients of expansion, has the property of bending under the influence of heat.
  • voltage is applied to the choke, a light discharge occurs in the rare gas and the heat given off by the cathodic fall causes the blade to bend so that contacts are made and electrodes of the discharge lamp to which the choke is connected heat up.
  • the choke is short-circuited, which stops the discharge and causes cooling of the bimetallic blade and a reopening of the contacts.
  • the voltage pulse that results from the power failure then starts the discharge lamp.

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Abstract

La présente invention concerne une lampe à décharge contenant du gaz radioactif pour un amorçage de ladite lampe. Le gaz radioactif est enfermé dans une capsule dont une paroi est transparente au rayonnement radioactif. Ainsi, la capsule favorise l'amorçage de la lampe à décharge tout en évitant une consommation du gaz radioactif qu'elle contient puisque celui-ci se trouve isolé du gaz de remplissage par ses parois étanches. La durée de vie de la lampe à décharge s'en trouve ainsi augmentée. <IMAGE>

Description

La présente invention concerne une lampe à décharge contenant un gaz radioactif pour un amorçage de ladite lampe.
Elle concerne également un starter de type à lueurs contenant un gaz radioactif et employé pour l'amorçage d'une lampe à décharge.
La présente invention trouve son application, par exemple, dans les lampes au néon ou dans les lampes fluorescentes miniatures de type à électrodes froides destinées à l'industrie automobile ou encore à la signalisation, la fiabilité de l'amorçage étant indispensable pour ces lampes.
Le brevet américain No. 2,930,872 décrit un starter de type à lueur employé pour l'amorçage des lampes à décharge allongées de type basse pression telles que les lampes fluorescentes. Ledit brevet propose un starter possédant des caractéristiques de fonctionnement stables au cours du temps. Pour cela, le starter de type à lueur selon l'art antérieur comprend une enveloppe contenant, en plus d'un gaz de remplissage, une infime quantité de krypton radioactif afin de fournir une source d'ionisation permettant de supprimer l'effet d'obscurité. De plus, ladite lampe contient une faible proportion d'impuretés gazeuses.
La présente invention a pour but de proposer une lampe à décharge possédant une plus grande durée de vie.
En effet, si l'ajout de krypton radioactif au gaz de remplissage contenu dans un starter de type à lueurs pour lampe à décharge ou à l'intérieur d'une lampe à décharge elle-même améliore dans un premier temps l'amorçage de ladite lampe, cet ajout entraíne par la suite une consommation du krypton radioactif au cours du temps. Cet inconvénient est dû à la migration des électrons vers l'électrode négative, ce phénomène étant connu sous le nom de cataphorèse, qui, combinée à la pulvérisation des électrodes, entraíne la disparition progressive du krypton radioactif. Ce point est d'autant plus critique pour les lampes à décharge de type tubulaire allongé alimentées par un courant continu. Par conséquent, le krypton radioactif tend à se raréfier et ne permet plus l'amorçage de la lampe au bout de quelques centaines d'heures, ce qui limite de ce fait la durée de vie de ladite lampe.
Afin de pallier ces inconvénients, la lampe à décharge selon la présente invention est remarquable en ce que le gaz radioactif qu'elle contient est enfermé dans une capsule dont une paroi est transparente au rayonnement radioactif.
Ladite capsule possédant une paroi transparente au rayonnement radioactif va favoriser l'amorçage de la lampe à décharge par ionisation du gaz de remplissage tout en évitant une consommation du gaz radioactif qu'elle contient puisque celui-ci se trouve isolé du gaz de remplissage par les parois étanches de la capsule. La durée de vie de la lampe à décharge s'en trouve ainsi augmentée.
L'utilisation d'une telle capsule présente de surcroít un intérêt non négligeable pour la protection de l'environnement. En effet, la capsule peut être aisément recyclée ou mieux encore réutilisée ce qui limite considérablement les nuisances pour l'environnement de tels lampes à décharge.
De plus, dans le cas d'une lampe alimentée par un courant continu, la décharge a besoin d'électrons libres au voisinage de l'anode pour le premier amorçage.
C'est pourquoi la lampe à décharge selon la présente invention est remarquable en ce que la capsule est positionnée suffisamment près d'une anode de la lampe à décharge afin de faciliter son amorçage, lorsque ladite lampe est alimentée par un courant continu.
La présente invention a également pour objet un starter de type à lueurs destiné à un amorçage d'une lampe à décharge, ledit starter étant caractérisé en ce que le gaz radioactif qu'il contient est enfermé dans une capsule dont une paroi est transparente au rayonnement radioactif.
Ces aspects de l'invention ainsi que d'autres aspects plus détaillés apparaítront plus clairement grâce à la description suivante de plusieurs modes de réalisation de l'invention, donnés à titre d'exemples non limitatifs et en regard des dessins annexés dans lesquels :
  • la Fig. 1 représente de façon très schématique une lampe à décharge selon l'invention,
  • la Fig. 2 illustre une partie de lampe à décharge comprenant une capsule de gaz radioactif selon un premier mode de réalisation de l'invention,
  • la Fig. 3 illustre une partie de lampe à décharge comprenant une capsule de gaz radioactif selon un second mode de réalisation de l'invention,
  • la Fig. 4 illustre une partie de lampe à décharge comprenant une capsule de gaz radioactif selon un troisième mode de réalisation de l'invention, et
  • la Fig. 5 illustre un starter de type à lueurs selon l'invention comprenant une capsule de gaz radioactif.
La présente invention concerne une lampe à décharge destinée à l'industrie automobile ou à la signalisation. Cette lampe à décharge peut être soit une lampe au néon, soit une lampe fluorescente miniature à électrodes froides.
la Fig. 1 est une représentation schématique d'une lampe à décharge selon l'invention. Une telle lampe à décharge (10) comprend principalement :
  • une première électrode (11), qui est par exemple l'électrode négative en courant continu ou cathode,
  • une seconde électrode (12), qui est par exemple l'électrode positive en courant continu ou anode,
  • un gaz de remplissage (13), du néon ou de l'argon par exemple, qui s'illumine à basse pression sous l'effet d'une tension électrique entre les deux électrodes, et
  • une paroi périphérique (14) en verre, recouverte d'un enduit fluorescent dans le cas d'une lampe fluorescente.
La lampe à décharge comprend de surcroít une capsule (15) renfermant un gaz radioactif, une paroi de ladite capsule étant transparente au rayonnement radioactif afin de faciliter l'amorçage de la lampe à décharge par ionisation du gaz de remplissage tout en évitant une consommation du gaz radioactif qu'elle contient. Dans le mode de réalisation préféré, le gaz radioactif est du krypton radioactif 36Kr85, mais il apparaítra à l'homme du métier que n'importe quel autre gaz radioactif peut convenir pour notre application.
De plus, si la lampe à décharge est alimentée par un courant continu, la capsule de krypton radioactif 36Kr85 est placée préférentiellement au niveau de l'anode. En effet, dans ce cas, la décharge a besoin d'électrons libres au voisinage de l'anode pour le premier amorçage. Ceci est confirmé par les expériences suivantes :
  • une source lumineuse placée dans le voisinage immédiat de l'anode de la lampe à décharge favorise son amorçage,
  • la même source lumineuse placée au niveau de la cathode ne favorise pas l'amorçage de la lampe.
Dans le mode de réalisation préféré, la paroi transparente au rayonnement radioactif de la capsule est réalisée avec un verre d'une épaisseur de 0,5 mm. Une telle capsule n'est pas complètement transparente au rayonnement radioactif, car elle absorbe une partie du rayonnement, mais elle reste encore néanmoins efficace.
D'autres matériaux, tels que le fer, l'aluminium, le nickel ou l'acier, pour ne citer qu'eux, peuvent être avantageusement utilisés pour fabriquer les capsules. C'est l'épaisseur du matériau choisi qui le rend transparent au rayonnement radioactif. Le krypton radioactif 36Kr85 émet essentiellement (99% du rayonnement environ) un rayonnement Bêta avec une énergie de 0.67 Mev. Par exemple, pour absorber le rayonnement Bêta de 0.67 Mev :
  • une épaisseur de fer de 30 µm environ est nécessaire,
  • une épaisseur d'aluminium de 80 µm environ est nécessaire,
  • une épaisseur de verre de 100 µm environ est nécessaire.
Le krypton radioactif émet également environ 1% de rayonnement gamma avec une énergie de 0.52 Mev. Ce rayonnement est plus pénétrant, de sorte qu'une épaisseur de l'ordre du centimètre fait décroítre le rayonnement gamma de moitié. En conséquence, l'épaisseur de la capsule est, de préférence inférieure aux valeurs citées plus haut, en référence au rayonnement Bêta, pour les différents matériaux envisagés afin de permettre l'amorçage de la lampe à décharge. Cependant des valeurs supérieures, de l'ordre du millimètre pour le verre par exemple, peuvent également convenir dans la mesure où le rayonnement gamma transmis est suffisamment énergétique pour favoriser l'amorçage.
Dans le mode de réalisation préféré, la capsule est de forme tubulaire avec un diamètre allant de 1 à 2 mm et une longueur allant de 5 à 10 mm selon le type de lampe à décharge. Le volume de krypton radioactif 36Kr85 est alors de 4 à 30 mm3 sous un bar, sa pression de remplissage variant de 0.75 à 1 bar. La radioactivité du krypton 36Kr85 étant de 11 millions de Becquerels par litre, la radioactivité de la capsule est au maximum de 330 Becquerels. Outre le fait que la capsule peut être recyclée ou réutilisée, la lampe à décharge qui la contient présente potentiellement une plus faible nuisance pour l'environnement qu'un tubé néon fabriqué actuellement qui contient des matériaux radioactifs présentant une radioactivité de l'ordre de 800 Becquerels.
La Fig. 2 représente le contenu d'une lampe à décharge selon l'invention, la lampe comprenant une capsule de gaz radioactif de type tubulaire qui est fixée selon un premier mode de fixation sur une électrode. Ladite capsule (20) est en verre et est tenue par une lamelle métallique (21) formée de deux ailettes de fixation (21a, 21b) qui viennent pincer la capsule et d'une partie principale (21c) soudée sur une électrode, qui est l'anode (12) en courant continu. Un tube de verre principal (14) est scellé autour de l'électrode. Un second tube de verre appelé tube de pompage fermé (23) est également représenté sur cette figure. Ce tube permet de vider la lampe de l'air qu'elle contient puis de la remplir avec le gaz de remplissage souhaité par l'intermédiaire de l'anode (12) qui est creuse.
La Fig. 3 représente le contenu d'une lampe à décharge selon l'invention, la lampe comprenant une capsule de gaz radioactif en forme de coupelle fermée qui est fixée sur une électrode selon un autre mode de fixation. Ladite capsule (30) est cette fois métallique et est soudée sur une électrode, qui est ici l'anode (12), par l'intermédiaire d'une petite plaque métallique (30a).
La Fig. 4 représente le contenu d'une lampe à décharge selon l'invention, la lampe comprenant une capsule de gaz radioactif de type tubulaire. La capsule (20) est cette fois à l'intérieur du tube de pompage fermé (23) dont les dimensions sont adaptées pour limiter les déplacements de la capsule qu'elle contient.
La Fig. 5 illustre un starter de type à lueurs (50) selon l'invention comprenant une capsule de gaz radioactif. Ledit starter comprend une ampoule (51) remplie d'un gaz rare (52) ainsi que deux électrodes (53, 54) dont l'une au moins est une lame bimétallique (54). Cette lame, composée de deux métaux ayant des coefficients de dilatation différents, a la propriété de s'incurver sous l'influence de la chaleur. Lorsqu'une tension est appliquée au starter, une décharge lumineuse se produit dans le gaz rare et la chaleur dégagée par la chute cathodique fait se courber la lame, de sorte que les contacts s'établissent et les électrodes de la lampe à décharge auxquelles le starter est relié s'échauffent. A ce moment, le starter est court-circuité, ce qui fait cesser la décharge et entraíne un refroidissement de la lame bimétallique et une réouverture des contacts. L'impulsion de tension qui résulte de la coupure de courant amorce alors la lampe à décharge.
La description ci-dessus en référence aux Fig. 1 à 5 illustre l'invention plus qu'elle ne la limite. Il est bien évident que d'autres formes de capsules sont possibles, associées à d'autres moyens de fixation pour les tenir.
Aucun signe de référence entre parenthèses dans une revendication ne doit être interprété de façon limitative. Le verbe "comprendre" et ses conjugaisons n'exclut pas la présence d'autres éléments listés dans une revendication. Le mot "un" ou "une" précédant un élément n'exclut pas la présence d'une pluralité de ces éléments.

Claims (6)

  1. Lampe à décharge (10) contenant un gaz radioactif pour un amorçage de ladite lampe caractérisée en ce que le gaz radioactif est enfermé dans une capsule dont une paroi est transparente au rayonnement radioactif.
  2. Lampe à décharge (10) selon la revendication 1, caractérisée en ce que la capsule est positionnée suffisamment près d'une anode de la lampe à décharge afin de faciliter son amorçage lorsque ladite lampe est alimentée par un courant continu.
  3. Lampe à décharge (10) selon la revendication 1 ou 2, caractérisée en ce que la capsule (20) est en verre et en ce que la lampe à décharge comprend une pièce intermédiaire métallique (21) soudée à une électrode (12) et apte à pincer la capsule.
  4. Lampe à décharge (10) selon la revendication 1 ou 2, caractérisée en ce la capsule (30) est en métal et en ce qu'elle est soudée à une électrode (12).
  5. Lampe à décharge (10) selon la revendication 1 ou 2, caractérisée en ce que la capsule est encastrée dans un tube de pompage fermé (23).
  6. Starter de type à lueurs destiné à un amorçage d'une lampe à décharge, ledit starter contenant un gaz radioactif et étant caractérisé en ce que le gaz radioactif qu'il contient est enfermé dans une capsule dont une paroi est transparente au rayonnement radioactif.
EP02075385A 2001-02-05 2002-01-31 Lampe à décharge avec gaz d'amorçage Withdrawn EP1229567A1 (fr)

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CN (1) CN1371120A (fr)

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US20020185971A1 (en) 2002-12-12
KR20020065370A (ko) 2002-08-13
JP2002289149A (ja) 2002-10-04
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