Brevet FR2011478A1 — publié le 19700227

L'invention entrant dans les éléments électriques fondamentaux concerne une lampe à incandescence comportant un filament en tungstène, lampe qui contient comme gaz transporteur réactif un composé volatil contenant du brome et de l'hydrogène et dans lequel la distance com-5 prise entre le filament et la paroi de l'ampoule est telle que, lors du fonctionnement de la lampe, toute la surface de la paroi de l'ampoule atteint une température d'au moins 300°C. Dans une lampe à incandescence contenant du brome et de l'hydrogène dans un rapport adéquat, la paroi de l'ampoule reste limpide 10 jusqu'à la fin de la durée de vie de la lampe, qui est déterminée par la durée de vie du filament. Cela est dû à un processus chimique cyliijàeâsme produisant dans la lampe lors du fonctionnement de cells-ci, processus au cours duquel le tungstène évaporé du filament se transforme, par réaction avec du brome, en un composé volatil à la température la plus basse 15 se produisant, en régime, dans la lampe. Le composé volatil de tungstène-brome se décompose dans la proximité du filament. Il se produit ainsi dans la lampe un cycle régénérateur. Si la quantité d'hydrogène présente dans la lampe est suffisante, les pièces en tungstène ou en molybdène (fils d'alimentation de courant, supports) ne sont pas ou guère attaquées par 20 le brome aux températures relativement basses. Le mélange gazeux contenu dans la lampe doit être pratiquement exempt d'oxygène. Si la lampe contient de l'oxygène, il se produit le cycle dit d'eau, qui provoque une augmentation du transport de tungstène vers la paroi de l'ampoule sous forme d'un oxyde de tungstène volatil. Il peut se produire éventuellement une 25 double transformation, lors de laquelle se forme un bromure de tungstène volatil et de l'eau. Dans certaines circonstances défavorables, le transport de l'oxyde de tungstène vers la paroi de l'ampoule peut devenir tel que la quantité d'hydrobromure disponible à la paroi ne suffit plus pour assurer une transformation complète de l'oxyde de tungstène. 30 Au moins au début de la durée de vie de la lampe, la présence d'oxygène peut être neutralisée en introduisant un.brome et de l'hydrogène dans la lampe, entièrement ou partiellement sous forme d'hydrocarbure de brome. Lors de l'allumage de la lampe, le composé se décompose en carbone et en hydrocarbure, qui se décompose à son tour en brome et en, 35 hydrogène à la proximité du filament. Le carbone séparé réagit, avec le filament en tungstène, tout en formant du carbure de tungstène et avec de l'oxygène, tout en formant un oxyde de carbone. Malgré ces précautions, il s'avère qu'après quelque temps, un cycle d'eau se produit dans une telle lampe. 40 Or, on a constaté que dans les lampes de ce genre présentant 69 20812 2 2011478 une durée de vie du filament jusqu'à 250 heures et un rendement d'au moins 25 lumens par watt, il est avantageux d'avoir comme le gaz transporteur réactif du tribromosilane (SiHBr.^). L'utilisation de ce. gaz transporteur réactif ne provoque pas 5 de dépôts de silicium sur la paroi et n'exerce pas non plus une influence désavantageuse sur le filament par la formation de siliciures. L'invention est basée sur l'idée que la décomposition de bromo-silanes contenant de 1'hydrogène s'accompagne d'une formation du tétra-bromosilane (SiBr^). Ce n'est que dans le cas d'utilisation du tribromo-10 silane qu'on constate que les quantités d'hydrogène et de brome présentes pendant la décomposition suffisent pour maintenir un cycle. Ië composé SiBr^ est volatil dans la lampe et peut faire office de getter pour l'oxygène et la vapeur d'eau nuisibles au cycle. Lors de la réaction avec le SiBr^, il se forme du brome ou de l'hydro-15 bromure. Des dépôts de Si02 ne sont pas perceptibles. De préférence, on utilise une quantité de SiHBr,. telle que la 3 pression partielle de ce composé soit comprise entre 1,5 et 6 Torrs. Dans ces circonstances, il s'avère possible d'atteindre une 20 prolongation de la durée de vie de la lampe, ce qui doit être attribué à la présence du SiBr^. Un composé équivalent, notamment le CBr^, ne se forme pas en régime dans une lampe contenant le CHgBrg» L'invention sera expliqué ci-aprfea en détail à l'aide de deux lampes à durée de vie relativement courte, pour lesquelles il s'agit donc 25 d'atteindre une grande clarté et un flux lumineux élevé. Dans de telles lampes, }.a durée de vie physique du filament, qui est fonction de la température et de la vitesse de la migration du tungstène le long du filament à partir des endroits les plus chauds vers les endroits plus froids du filament, et la durée de vie chimique des fils d'alimentation de cou-30 rant et des supports, qui dépend de l'attaque par le brome, sont mesurées de telle façon que la durée de vie de la lampe soit égale à celle du filament. Cela peut s'obtenir en choisissant rigoureusement la géométrie desdites pièces métalliques. La description ci-aprfes, en se référant aux dessins annexés, le tout donné à titre d'exemple non limitatif, fera bien 35 comprendre comment l'invention peut être réalisée, les particularités qui ressortent tant du texte que du dessin faisant, bien entendu, partie de ladite invention. La fig. 1 montre en coupe une lampe pour prises de vue photographiques . 40 La fig. 2 montre en coupe une lampe pour projecteurs. 3 2011478 69 20812 La lampe pour prises de vue photographiques représentée sur la fig. 1 est constituée par une ampoule (1) en quartz dans laquelle est disposé, comme filament, un fil spiralé en tungstène (2), le chiffre de référence (3) désignant les supports, qui sont constitués par un fil plat 5 spiralé. Dans le cas d'une tension de 225 volts, la puissance dissipée est de 1000 watts, le flux lumineux 32000 lumens et l'efficacité lumineuse 32 lumens par watt, la température de couleur étant de 3400°K. Dans le cas d'un remplissage de gaz jusqu'à une pression de 700 Torrs à partir d'un mélange contenant en volume 8% d'azote, 1,1% de 10 CHgBrg, la durée de vie est d'au moins 15 heures. Lorsque l'ampoule est remplie jusqu'à une pression de 700 Torrs à partir d'un mélange d'argon et de SiHBr^ (pression partielle de 3,4 Torrs) la durée de vie est d'au moins 20 heures. La lampe représentée sur la fig. 2 est constituée par une am-15 poule en quartz (4) dans laquelle est disposé un filament en tungstène (5) Dans le cas d'une tension de 24 volts, la puissance dissipée est de 155 watts, le flux lumineux 5 lumens et l'efficacité lumineuse 32 lumens par watt; la température de couleur est de 3400°K. Dans le cas d'un remplissage de gaz jusqu'à une pression de 20 2,3 atmosphères à partir d'un mélange d'arggn et de CHgBrg (pression partielle comprise entre 10 et 12 Torrs), la durée de vie est d'au moins 50 heures. Lorsque l'ampoule est remplie jusqu'à une pression de 5 &t- 25 mosphères à partir d'un mélange d'argon, d'azote et de SiÏÏBr^, contenant en volume 4f> d'azote et de SiHBrjusqu'à une pression partielle de 5»3 Torr, la durée de vie est d'au moins 100 heures. Les lampes restent limpides jusqu'à la fin de la durée de vie qui est atteinte par claquage du filament à l'un des endroits les plus chauds. On n'a constaté aucun noircissement provoqué par un dépôt de si-30 licium. 4 2011478 69 20812 REVENDICATIONS; 1. Lampe à incandescence électrique comportant un filament en tungstène, lampe quiccontient comme gaz de remplissage réactif un composé contenant du brome et de l'hydrogène et dans laquelle la distance comprise 5 entre le filament et la paroi de l'ampoule est telle que, lors du fonctionnement de la lampe, toute la surface de la paroi de l'ampoule atteint une température d'au moins 300°C, la durée de vie du filament étant jusqu'à 250 heures et le rendement lumineux étant d'au moins 20 lumens par watt, cette lampe étant caractérisée en ce que le gaz transporteur réactif 10 est constitué par du tribromosilane (SiHBrj). 2. Lampe à incandescence électrique suivant revendication. 1, caractérisée en ce que la pression partielle du triboromoàilane est comprise entre 1,5 et 6 Torrs.