Brevet FR2028773A1 — publié le 19701016

i 2028773 La présente invention concerne des lampes électriques à incandescence à cycle tungstène-halogène. Durant le fonctionnement de ces lampes, un halogène élémentaire, habituellement le brome ou l'iode, agit en association avec la vapeur de tungstène évaporée du filament pour réduire au minimum le dépôt de tungstène sur la paroi de l'enveloppe. Bien que permettant l'utilisation d'enveloppes de lampes compactes et mécaniquement résistantes, permettant un remplissage sous pression à plusieurs atmosphères, et une durée de vie accrue des filaments, ces lampes sont plus-difficiles à produire que les lampes à incandescence classiques. Aux températures relativement élevées de fonctionnement de ces lampes, des impuretés peuvent être libérées et g£ner un fonctionnement efficace, mais il est difficile d•introduire un piège pour les impuretés,qui restera actif après le traitement de la lampe mais ne gênera pas le cycle de régénération. De plus, alors qu'un contrôle strict de la quantité d'halogène présente est nécessaire pour qu'on obtienne l'efficacité optimale du cycle de régénération, des pertes d'halogène peuvent se produire dans les méthodes connues, par évaporation, par réaction chimique ou par absorption physique, avant ou pendant le traitement de la lampe après l'introduction de l'halogène. La présente invention fournit un moyen par lequel l'halogène peut être introduit sous la forme d'une substance qui reste inerte durant le traitement de la lampe, mais libère une quantité prédéterminée d'halogène et produit un effet de fixation lors de la dissociation thermique. Selon la présente invention, il est prévu une lampe électrique à incandescence à cycle tungstène-halogène remplie d'une matière qui comprend tua halogénure de phosphonitrile. On peut utiliser des mélanges d'halogénures de phosphonitrile ayant des atomes d'halogènes différents et/ou des nombres différents de mailles (PNYg), où Y est l'halogène, dans la molécule, comme tin mélange de (PNBrg^ et de (PNBr2)4• Les halogénures de phosphonitrile peuvent être préparés par des techniques classiques. Les halogénures sont stables à la température ambiante. Toutefois, ils peuvent être dissociés en leurs éléments par chauffage dans l'enveloppe de la lampe, par exemple lors du fonctionnement de la lampe. L'halogène supporte le cycle de régénération et le phosphore produit une action de fixation. 70 0141 a 2 2028773 Antérieurement à la présente invention, dans le cas de lampes remplies d'un produit comprenant du brome élémentaire, un contrôle précis de la quantité de brome était nécessaire pour éviter une corrosion du filament de tungstène par le brome en excès, qui 5 aurait conduit à une détérioration de la lampe. Bien qu'on puisse réduire la corrosion en introduisant de l'hydrogène avec le brome, comme par exemple sous la forme d'acide bromhydrique ou sous la forme de CHBrj, CHgBrg ou CH-jBr, l'hydrogène a tendance à se diffuser à travers la silice fondue de l'enveloppe, conduisant à la 10 formation d'un excès de brome. Dans la présente invention, le phosphore joue tin rôle similaire à celui de l'hydrogène, quand l'halogène est le brome,en ce qu'il empêche la réaction entre le brome et le filament de tungstène, mais on évite l'inconvénient d'une courte dxirée de vie de la lampe résultant de la perte d'hy-15 drogène p^r diffusion. Les halogénures de phosphonitrile peuvent être dissous dans des solvants inertes, de préférence des solvants non polaires comme le benzène, l'éther, 1'éther de pétrole et des hydrocarbures chlorés, et ils peuvent ainsi être introduits dans l'envelop-20 pe de la lampe sous la forme d'une solution, par exemple par injection sur le filament ou sur la paroi de l'enveloppe, ce qui facilite un contrôle précis de la quantité d'halogénure introduite. Le solvant peut être ensuite enlevé de l'enveloppe par évapo-ration, par exemple sous vide, laissant 1'halogénure comme résidu. 25 On peut utiliser par exemple, une solution d'un mélange de bromures trimère et tétramère, par exemple dans le benzène, ou une solution d'un mélange de (PNC^)^ (PNC^)^, (PNd^ïg et (PNClg)^ par exemple dans l'éther de pétrole. Les exemples-non limitatifs suivants illustrent dés procédés 30 de fabrication de lampes selon la présente invention. Exemple 1 : Pour fabriquer une lampe compacte de projection de 100 watts,. 12 volts, ayant un volume intérieur d'environ 0,65 cm3, on forme de la manière classique une enveloppe de lampe comportant, scellés 35 à travers la paroi de l'enveloppe, des fils de raccordement au support des filaments et une ouverture dans la paroi de l'enveloppe avec un tube d'évacuation scellé autour de l'ouverture. On prépare une solution dans le benzène d'un mélange de bromures de phosphonitrile trimère et tétramère contenant 0,15 g du 3 3 40 mélange par 100 cm de solution et on injecte 0,035 cm de la so 70 01418 3 2028773 lution dans l'enveloppe de la lampe* Un appareil de mise sous vide et de remplissage en gaz est relié au tube d'évacuation, et l'enveloppe est mise sous vide, purgée à l'azote et chauffée à une température peut élevée (150*C environ) pour évaporer le solvant de la solution. Ensuite, l'enveloppe est remplie de la manière classique, d'un gaz inerte, par exemple Ng, Ar, Kr ou Xe à . la pression requise et on scelle le tube d'évacuation. Exemple II * Dans la fabrication d'une lampe compacte de 12 volts, 55 watts, pour automobile, ayant un volume intérieur d'environ 3 0,65 cm , on suit le mode opératoire de l'exemple I, à ceci près 3 qu'on injecte 0,024 cm de la solution dans!l'enveloppe de la lampe. Exemple III ï Dans la fabrication d'une lampe compacte de 12 volts, 55 watts, pour automobile, ayant un volume intérieur d'environ 0,65 cm , on suit le mode opératoire de l'exemple 1, à ceci près qu'une solution dans l'éther de pétrole d'un mélange de (PNC12)^ (PHCÏp 5, (PMClg)g ®t (PHC12)7 contenant 0,05 g du mélange par 20 100 cm3 de solution est injectée à raison de 0,05 cm dans l'enveloppe de la lampe au lieu de la solution du mélange des bromu- . res de phosphonitrile. On trouve que la solution utilisée dans l'exemple m convient: particulièrement bien pour des lampes ayant une charge de moins de 20 25 watts par cm de surface de la paroi intérieure de l'enveloppe. Dans la méthode décrite dans les exemples, le système de mise sous vide et de remplissage en gaz n'est pas exposé à l'action corrosive des halogènes. Ainsi, on peut éviter la mise en oeuvre des matières usuelles résistant à la corrosion et l'en-30 tretien fréquent du système. De plus, on peut éviter les inconvénients de la dégradation par les halogènes des lubrifiants utilisés, conduisant à une réduction de la durée de vie des pompes à vide. Alors qu 10 70 01418, 4 2028773 dissociation des halogénures• Comme conséquence de la précision avec laquelle l'halogène peut être introduit, on peut obtenir aussi un plus faible écart type dans la vie des lampes. De plus, on peut obtenir une plus longue durée de vie des lampes. La pré-5 sente invention permet aussi l'utilisation de matières moins coûteuses, contenant de plus grandes quantités d'impuretés que celles utilisables jusqu'ici, pour les enveloppes des lampes, comme par exemple des verres -à point de fusion élevé, ou le verre dit "Vycor" (verre à environ 96% de silice), au lieu des enveloppes 10 plus usuelles en silice fondue d'une haute pureté. Comme il va de soi et comme il résulte d'ailleurs déjà de ce qui précède, 1,' invention ne se limite nullement à celui de ses modes d'application, non plus qu'à ceux des modes de réalisation de ses diverses parties, ayant été plus particulièrement 15 envisagés^; elle en embrasse, au contrairej toutes les variantes. 70 01418 5 2028773 revendications 1. Lampe électrique à incandescence à cycle tungstène-halogène, caractérisée par le fait qu'elle est remplie d'une matière comprenant un halogénure de phosphonitrile. 5 2. Lampe selon la revendication 1, caractérisée par le fait que la matière de, remplissage comprend un mélange de bromures de phosphonitrile trimère et tétramère. 3. Lampe selon la revendication 1, caractérisée par le fait que la matière de remplissage comprend un mélange de (PNC12)4, 10 (pnci2)5, cpnci2)6 et (pnci2)?. 4. Procédé de fabrication d'une lampe électrique à incandescence à cycle tungstène-halogène, caractérisée par le fait qu'on introduit une solution d'un halogénure de phosphonitrile dans l'enveloppe de la lampe et qu'on évapore le solvant de la solu- 15 tion pour le chasser de l'enveloppe et laisser 1'halogénure comme résidu. 5. Procédé selon la revendication 4, caractérisé par le fait qu'on introduit une solution d'un mélange de bromures de phosphonitrile trimère et tétramère. 20 6. Procédé selon la revendication 5, caractérisé peur le fait que la solution contient O,15 g du mélange par 100 cm de solution. 7. Procédé selon l*une~ quelconque dçs-revendications 5 ou 6, caractérisé par le fait que le solvant est le benzène. 25 8. Procédé selon la revendication 4, caractérisé par le fait qu'on, introduit une solution d'un mélange de (PNC12)4, (PNC12)5, (PNC12)6 et (PNC12)7. 9. Procédé selon la revendication 8, caractérisé par le fait 3 que la solution contient 0,05 g du mélange par 100 cm de solu- 30 tion. 10. Procédé selon l'une quelconque des revendications 8 ou 9, caractérisé par le fait que le solvant consiste en éther de pétrole, 11..Lampe électrique à incandescence à cycle tungstène-halogène, 35 caractérisée qu'elle est remplie d1une: matière comprenant de l'azote, du phosphore et un halogène, l'azote, le phosphore et l'halogène ayant été formés par dissociation thermique d'un halogénure de phosphonitrile.