Brevet FR2004248A1 — publié le 19691121

i 2004248 L'invention concerne le secteur des tubes à décharge électrique et notamment un dispositif comportant une lampe à décharge dans le gaz et/ou la vapeur, comprenant un tube à décharge à paroi mauvaise conductrice d'électricité, aux deux extrémités 5 duquel se trouve une électrode intérieure, ce tube à décharge est placé dans une ampoule extérieure, et entre l'ampoule extérieure et le tube à décharge se trouvent des conducteurs de courant au moins partiellement dénudés, l'espace compris entre l'ampoule extérieure et le tube à décharge contenant un gaz alcrs 10 que, lorsque le tube à décharge est en fonctionnement, la tension entre les parties dénudées des conducteurs situés dans 1*ampoule extérieure, mais à l'extérieur du tube à décharge, est inférieure à la tension qui est nécessaire pour entretenir une décharge entre ces parties dénudées» L'invention concerne 15 également une lampe convenant notamment pour un dispositif de . ce genre. Par "conducteur de courant au moins partiellement dénudé", il y a lieu d'entendre un conducteur de courant qui, au moins en un endroit, ne présente pas d'isolement électrique. 20 Un des avantages d'un dispositif du genre spécifié dans le préambule est le flux lumineux spécifique élevé de la lampe à décharge utilisée dans ce dispositif. Par contre, ce dispositif présente 1'inconvénient d'avoir une tension d'amorçage ieLative-ment élevée. 25 L'invention vise à réduire de façon simple cette tension d'amorçage. Un dispositif du genre envisagé dans le préambule, conforme à 1'invention, est caractérisé en ce que la pression du gaz se trouvant entre l'ampoule extérieure et le tube à décharge se _3 30 situe entre 10 torr et 1 torr et en ce que, lorsque _ le dispositif est mis en circuit, mais que lé tube à décharge n'est pas encore allumé, la tension existante entre les parties dénudées des conducteurs est supérieure à la tension nécessaire à l'amorçage d'une décharge par lueur entre ces parties dénudées 35 des conducteurs, et ce n'est que lorsqu'une décharge s'est amorcée entre ces parties dénudées des conducteurs, à l'extérieur du tube à décharge, que la tension entre les électrodes intérieures est suffisante pour amorcer la décharge dans le tube à décharge. ko Un avantage du dispositif conforme à l'invention est que 69 07915 2 2004248 la tension d'amorçage nécessaire entre les électrodes intérieures du tube à décharge peut être relativement faible» La pression du gaz se trouvant entre l'ampoule extérieure et le tube à décharge est choisie telle qu'une décharge par lueur peut se 5 produire dans l'ampoule extérieure. Dans un dispositif conforme à l'invention, là lampe à décharge est allumée d'une façon entièrement nouvelle. En ionisant au moins partiellement le gaz situé entre l'ampoule extérieure et le tube à décharge, c'est-à-dire en lé rendant conduc-1Q teur, on imite pour ainsi dire l'effet obtenu avec une bande conductrice placée sur la paroi extérieure du tube à décharge. Cette paroi est constituée, comme on l'a déjà mentionné précédemment par un matériau isolant du point de vue électrique* Grâce à cet artifice, la tension d'amorçage de la lampe à déchar-15 ge est réduite. Il faut remarquer qu'il est connu de remplir l'ampoule extérieure d'un tube à décharge à l'aide d'un gaz sous pression relativement basse (voir par exemple le brevet néerlandais n" 4l?4l)* Toutefois, dans les dispositifs connus, on faisait 20 en sorte qu'il ne puisse se produire de décharge entre les conducteurs dénudés* dans l'ampoule extérieure. Le gaz utilisé dans l'ampoule extérieure servait également, dans certains cas, à éviter l'oxydation de parties métalliques situées dans l'ampoule extérieure. 25 Dans un dispositif conforme à l'invention, les conducteurs au moins partiellement dénudés situés entre l'éunpoule extérieure et le tube à décharge peuvent par exemple être insérés dans un circuit électrique complètement séparé du circuit d'alimentation des électrodes intérieures du tube à décharge. 30 Le dispositif est par exemple conçu de telle façon que lorsque le tube à décharge est allumét la tension appliquée aux conducteurs dénudés soit réduite au moyen d'un relais ou par exemple de diodes de Zener, à une valeur telle qu'il -ne se produise plus de décharge dans l'ampoule extérieure. 35 Be préférence, dans un dispositif conforme à l'invention au moins un des conducteurs dénudés est relié électriquement à une des électrodes intérieures. Un avantage de cette forme de réalisation est que le circuit peut être simplifié du fait que par exemple les électrodes inté-kO rieures et les conducteurs dénudés peuvent être alimentés à 69 07915 3 2004248 partir de la même source de courant. La liaison électrique envisagéepour la forme de réalisation citée en dernier lieu peut par exemple se trouver partiellement en dehors de l'ampoule extérieure» par exemple dans un 5 culot de la lampe, ou entièrement à l'intérieur de l'ampoule extérieure. Au cas où cette liaison électrique se trouve à l'intérieur de l'ampoule extérieure, on obtient un avantage supplémentaire du fait que le nombre de traversées de l'ampoule extérieure peut être ainsi réduit. ÎO II est concevable qu'il n'y ait pas qu'un conducteur dénu dé qui soit relié à une électrode intérieure du tube à décharge, mais qu'un autre, situé dans l'ampoule extérieure, soit connecté à une autre électrode intérieure (deuxième électrode inté— rieureï. Lorsque, dans ce dernier cas, les liaisons électriques 15 entre les conducteurs dénudés et les électrodes intérieures sont situées à l'intérieur de l'ampoule extérieure, le nombre de traversées de l'éunpoule extérieure peut même être réduit à deux. Le gaz situé entre l'ampoule extérieure et le tube à décharge peut être par exemple de l'azote ou un autre gaz. 20 De préférence, le gaz se trouvant entre l'ampoule extérieu re et le tube à décharge est un gaz rare. Un avantage de l'utilisation d'un gaz rare dans l'ampoule extérieure est que dans ce cas, il n'y a pas de risque que les éléments se trouvant à l'intérieur de l'ampoule extérieure soit 25 attaqués. Il est concevable que la lampe à décharge convenant pour un dispositif conforme à l'invention soit une lampe à basse pression. De préférence, la lampe à décharge est une lampe à haute 30 pression. Par 'lampe à haute pression", il y a lieu d'entendre une lampe comportant un tube à décharge dans lequel la pression atteint au moins 20 torrs. En particulier avec, des lampes à haute pression, le mode d'allumage préconisé, à l'aide d'une décharge auxiliaire dans l'ampoule extérieure s'avère très avanta-35 geux, du fait que la tension d'amorçage des lampes à décharge à haute pression est généralement assez élevée. La lampe à décharge peut être, par exemple une lampe à mercure. De préférence, la lampe à décharge est une lampe à déchar-kO ge dans la vapeur de sodium à haute pression, la paroi du tube 69 07915 4 2004248 à décharge, mauvaise conductrice de l'électricité, étant constituée par de l'oxyde d'aluminium fritté dense, le gaz contenu entre l'ampoule extérieure et le tube à décharge étant un gaz rare. 5 Cette combinaison offre l'avantage d'un flux lumineux spécifique élevé pour une tension d'amorçage relativement basse sans risque d'attaque de la paroi du tube à décharge. Suivant une forme de réalisation avantageuse de la solution préférée, citée en dernier lieu, le gaz rare situé entre 10 l'ampoule extérieure et le tube à décharge est de l'argon suus —2 —1 une pression située entre 10 torr et 10 torr. Un avantage de cette solution préférée est que la/tension d'amorçage peut être réduite jusqu'à moins de 70 % de la tension d'amorçage qui serait nécessaire si le vide régnait dans 15 l'ampoule extérieure. Selon une autre forme de réalisation avantageuse d'une ampoule conforme à l'invention suivant laquelle il existe entre au moins une des électrodes intérieures et un conducteur, au moins partiellement dénudé, situé dans l'ampoule extérieure, 20 une liaison électrique située à l'intérieur de la lampe, on prévoit dans cette liaison électrique, une impédance qui ne fait pas partie du circuit principal des électrodes intérieures du tube à décharge, cette liaison électrique ainsi que l'impédance qui en fait partie et le conducteur principal d'amenée de cou-25 rant à l'électrode intérieure qui est reliée à l'impédance, étant isolés au point de vue électrique, du gaz situé dans l'ampoule extérieure. Un avantage de cette solution préférée est qu'elle permet de limiter de façon simple l'intensité de la décharge dans 30 l'ampoule extérieure, de sorte que le risque d'endommageaient de l'intérieur de la lampe, causé par la décharge qui se produit dans 1'ampoule extérieure, est pratiquement exclu. Suivant une autre forme de réalisation avantageuse d'une lampe convenant pour un dispositif conforme à l'invention, des 35 parties dénudées des conducteurs situés entre l'ampoule extérieure et le tube à décharge sont munies d'une substance émettrice. Par "substance émettrice", il y a lieu d'entendre une substance abaissant la tension d'amorçage. Un avantage de cette solution est qu'une décharge par lueur kO peut déjà se produire dans l'ampoule extérieure lorsque les 69 07915 5 2004248 conducteurs dénudés sont portés à des tensions relativement basses, cette décharge par lueur étant à même de provoquer l'amorçage de la décharge principale dans le tube à décharge» La description qui va suivre, en regard du dessin annexé, 5 le tout donné à titre d'exemple non limitatif, fera bien 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 est une coupe partielle d'une lampe électrique 10 à décharge dans le gaz conforme à l'invention» La fig» 2 est une coupe partielle d'une autre lampe électrique à décharge conforme à l'invention. Sur la fig. 1, le repère (1} désigne l'enveloppe d'une enceinte à décharge (2), dans laquelle une-décharge dans le gaz 15 peut être engendrée dans-une atmosphère constituée par exemple par de la vapeur de sodium, de la vapeur de mercure et un gaz rare, par exemple du xénon. L'enveloppe (1) est constituée par de l'oxyde d'aluminium transparent fritté dense* Aux extrémités de l'enceinte à décharge (2) se trouvent les électrodes (3) 20 et (4) conçues de façon connue et renfermant notamment une spirale en tungstène. Les électrodes (3) et (4) sont fixées à des organes d'alimentation en courant (5) et (6>r constitués par des petits tubes en niobium» Les repères (7) et (8> désignent deux joints également constitués par de l'oxyde d'aluminium 25 transparent fritté dense ; ils sont fixés par frittage dans l'enveloppe CD* Les repères (9) et (10) désignent deux co ver-cles, constitués également par de l'oxyde d'aluminium fritté dense et fixés à la fois à l'enveloppe (1) et aux joints (7) et (8), ainsi qu'aux organes d'alimentation (5)-et (6). Le tube 30 à décharge (l) est placé à l'intérieur d'une ampoule extérieure (11) constituée par exemple par du verre dur. Cette ampoule extérieure comporte un pincement (12), dans lequel sont fixés deux fils (13) et (14) servant à la fois de support et de conducteurs d'amenée de courant, respectivement pour l'électrode (4) 35 et pour l'électrode (3). Deux organes en forme de bande (15) et (16) relient respectivement l'électrode (3) au fil-support (14) et l'électrode (4), au fil-support (13)« Dans la lampe envisagée (qui est une lampe à vapeur de sodium à haute pression) le fil d'alimentation (13) et la bande 4o (16) qui y est reliée forment un conducteur dénudé, de même que 69 07915 6 2004248 le fil d'alimentation en courant (14) et la bande (15)• Entre l'ampoule extérieure (11) et le tube à décharge (l) se trouve -2 de l'argon sous une pression de 5«10 torr. La distance entre les bandes (15) et (16) s'élève à environ 12 cm, la lampe étant 5 conçue pour 400 ¥. La tension d'amorçage s'élève à 750 V dans le cas de la lampe décrite. Si l'espace entre l'ampoule extérieure et le tube à décharge n'était pas rempli de gaz, mais si le vide y régnait, (il ne s'agirait donc pas d'une lampe conforme à l'invention), la tension d'amorçage s'élèverait à ÎÔOO V. 10 Cette tension est notablement plus élevée que la tension précitée de 750 V nécessaire pour l'amorçage de la lampe conforme à l'invention. Avec la lampe conforme à l'invention décrite ci-dessus, une décharge par lueur est d'abord engendrée dans l'ampoule exté— 15 rieure, après la mise en circuit de la lampe. C'est grâce à cette décharge par lueur que la tension d'amorçage de cette lampe est notablement plus basse. Sur.la fig. 2, le repère (l1) désigne un tube à décharge qui est identique à celui désigné par le repère (1) sur la fig.l. 20 Le repère (11*) désigne une ampoule extérieure, les repères (15') et (l6r) des bandes de connexion pour l'alimentation en courant des électrodes (3') et (4r) (les bandes sont connectées aux conducteurs d'alimentation (l4') et (13'))« Dans le cas de la fig.2, la bande (15') comporte une partie prolongée (25) munie d'une 25 résistance (26) isolée du point de vue électrique et un conducteur dénudé (27) muni d'une substance émettrice. La bande (16') comporte une partie additionnelle (28) avec une résistance (29) isolée du point de vue électrique et un conducteur dénudé (30). Ce conducteur (30) est muni d'une substance émettrice. Contraire— 30 ment à ce qui est le cas avec la lampe de la fig. 1, seules les parties (27) et (30) de la lampe de la fig. 2 sont des parties de conducteurs dénudés entre l'ampoule extérieure (11') et le tube à décharge (1'). Cela signifie que les parties (13') et (14'), (15'), (l6'), (25 et (28) et les parties des tubes (51) 35 et (6') exposées à/L 'atmosphère gazeuse contenue dans l'ampoule extérieure sont entourées par une couche isolante. Dans la lampe représentée sur la fig. 2, l'espace situé entre l'ampoule extérieure (11') et le tube à décharge (1') **2 renferme également de l'argon sous une pression 5«10 torr. La ko tension d'amorçage de la lampe de la fig. 2 est elle aussi infé 69 07915 7 2004248 rieure à la tension qui serait nécessaire pour allumer une lampe correspondante dans l'ampoule extérieure de laquelle régnerait le vide. L'invention n'est nullement limitée à des lampes à déchar-5 ge destinées à l'éclairage, en général. Il est en effet concevable que l'invention soit également appliquée pour l'amorçage d'une lampe-éclair à décharge montée dans une ampoule extérieure. 69 07915 8 2004248 REVENDICATIONS 1» Dispositif comportant une lampe à décharge dans le gaz et/ou la vapeur comprenant un tube à décharge à paroi conduisant mal l'électricité, aux deux extrémités duquel se truuve une 5 électrode intérieure, ce tube à décharge est placé dans une ampoule extérieure, et entre l'ampoule extérieure et le tube à décharge se trouvent des conducteurs de courant au moins partiel lement dénudés, l'espace compris entre l'ampoule extérieure et le tube à décharge contenant un gaz alors que, lorsque le tube 10 à décharge est en fonctionnement, la tension entre les parties dénudées des conducteur situés dans l'ampoule extérieure, mais à l'extérieur du tube à décharge, est inférieure à la tension qui est nécessaire pour entretenir une décharge entre ces parties dénudées, ce dispositif étant caractérisé en ce que la 15 pression du gaz se trouvant entre l'ampoule extérieure et le -3 tube à décharge se situe entre 10 torr et 1 torr et en ce que, lors que le dispositif est mis en circuit, mais que le tube à décharge n'est pas encore allumé, la tension existante entre les parties dénudées des conducteurs est supérieure à la 20 tension nécessaire à l'amorçage d'une décharge par lueur entre ces parties dénudées des conducteurs, et ce n'est que lorsque une décharge s'est amorcée entre ces parties dénudées des conducteurs, à l'extérieur du tube à décharge, que la tension entre les électrodes intérieures est suffisante pour amorcer 25 la décharge dans le tube à décharge. 2. Dispositif selon revendication 1, caractérisé en ce qu'au moins un des conducteurs, au moins partiellement dénudé est relié électriquement à l'une des électrodes intérieures. 3» Dispositif selon revendication 1 ou 2, convenant en parti-30 culier pour un dispositif muni d'un tube à décharge comportant une paroi mauvaise conductrice de l'électricité, ce tube à décharge se trouvant dans une ampoule extérieure, alors qu'entre l'ampoule extérieure et le tube à décharge se trouve un conducteur au moins partiellement dénudé et que dans l'enceinte entre 35 l'ampoule extérieure et le tube à décharge se trouve un gaz caractérisé en ce que la pression de ce gaz se situe entre -3 10 torr et 1 torr» k. Lampe suivant revendication 3, caractérisée en ce que le gaz se trouvant entre l'ampoule extérieure et le tube à déchar- 69 07915 9 2004248 ge est un gaz rare. revendication 5- La lampe à décharge suivant/ J ou 2, caractérisé en ce que la lampe est à haute pression. 6. La lampe à décharge suivant revendications4 et 5, caracté-5 risée en ce qu'elle est une lampe à décharge dans la vapeur de sodium à haute pression, la paroi du tube à décharge, mauvaise conductrice de l'électricité, étant constituée par de l'oxyde d'aluminium fritté dense. 7» Lampe suivant revendication 6, caractérisée en ce que le 10 gaz rare situé entre l'ampoule extérieure et le tube à décharge -2 est de l'argon sous une pression situee entre 10 torr et 10 ^ torr. 8. Lampe suivant revendications 3, 4, 5, 6 ou 7 caractérisée en ce qu'il existe entre au moins une des électrodes intérieu— 15 res et un conducteur, au moins partiellement dénudé, situé dans l'ampoule extérieure, une liaison électrique située à l'intérieur de la lampe et l'on prévoit dans cette liaison électrique, une impédance qui ne fait pas partie du circuit principal des électrodes intérieures du tube à décharge, cette liaison élec-20 trique ainsi que l'impédance qui en fait partie et le conducteur principal d'amenée de courant à l'électrode intérieure qui est reliée à l'impédance, étant isolés au point de vue électrique, du gaz situé dans l'ampoule extérieure. 9» Lampe suivant revendications 3, 5, 6, 7 ou 8 caractéri-25 sée en ce que des parties dénudées des conducteurs situés entre l'ampoule extérieure et le tube à décharge sont munies d'une substance émettrice.