Brevet FR2134641A1 — publié le 19721208

L'invention se rapporte aux ensembles constitués par des lampes de grande intensité et des réflecteurs, tels ceux utilisés en particulier pour les projections photographiques, par exemple dans les projecteurs cinématographiques^de diapo-5 sitives. On a décrit un tel ensemble de lampe et de réflecteur dans le brevet américain N" 3«379•868. Une lampe à arc qui fonctionne à haute température, comprend une ampoule en quartz comportant une chambre à arc en forme de bulbe et pourvue pour un fonctionnement en courant continu, de deux tubulures d'entrée 10 de connecteurs, l'une.pour l'anode et l'autre pour la cathode, prolongeant la chambre dans des directions opposées. Les tubulures d'entrée ont une forme allongée et on a réalisé des joints hermétiques de traversée de connecteurs près de leurs extrémités extérieures, de préférence en scellant les tubulures d'entrée 15 sur de minces feuilles de métal soudées entre les électrodes de la lampe et les connecteurs d'entrée. Dans le brevet ci-dessus mentionné, on a monté la lampe à arc perpendiculairement à l'axe de la surface optique du réflecteur, les extrémités de la lampe étant fixées dans des trous prévus à cet effet dans le réflec-20 teur. Les ampoules des lampes à arc mentionnées ci-dessus ont tendance à se fissurer à proximité des scellements des tubulures d'entrée sous l'effet d'une contrainte thermique due à la température d'utilisation élevée et au gradient thermique important 25 qui apparaît dans les tubulures. De telles fissures permettent à l'air de rentrer et au gaz de remplissage de s'échapper, ce qui rend la lampe inutilisable. Pour une alimentation en courant continu, l'anode fonctionne à une température plus élevée que la cathode, et par conséquent, le scellement de la tubulure 30 d'entrée de l'anode est particulièrement enclin à se fissurer sous l'effet d'une contrainte thermique. On peut diminuer la température des scellements en allongeant les tubulures d'entrée de l'ampoule. Pour une lampe alimentée en courant continu, dans laquelle l'anode est plus chaude que la cathode, on peut allonger 35 plus la tubulure d'entrée de l'anode que celle de la cathode, comme on l'a indiqué dans le brevet ci-dessus mentionne, de façon à obtenir un gradient thermique plus progressif. Toutefois, il est coûteux d'allonger les tubulures et il est impossible de les 72 15214 2 2134641 prolonger Inconsidérément en particulier dans les lampes à décharge, et notamment en ce qui concerne la tubulure d'entrée d'anode. Suivant le mode préféré de réalisation de l'invention, 5 une lampe du type comportant un bulbe et au moins une tubulure d'entrée faisant saillie de celui-ci, est placée à l'intérieur d'un réflecteur concave comportant un manchon creux qui se prolonge axialement à 1'arrière du réflecteur. La tubulure d'entrée de la lampe s'engage dans le manchon creux. On a prévu à 11ex-10 trémité de la tubulure placée dans le manchon des moyens pour fixer la lampe au réflecteur. Ces moyens et le manchon creux délimitent un espace de maintien de chaleur autour de la tubulure. On peut donner au manchon un profil conique de façon à agir sur le gradient de température. Selon une réalisation de 15 l'invention, la lampe comporte une deuxième tubulure d'entrée s'étendant à partir de l'avant du bulbe et un conducteur de raccordement pénètre dans le réflecteur concave à partir du manchon creux et est profilé de façon à s'étendre vers l'avant du réflecteur en suivant sa surface intérieure, puis latéra-20 lement de façon à venir se fixer sur le connecteur de la seconde tubulure d'entrée. En outre, suivant l'invention, la lampe peut-être une lampe à arc, alimentée en courant continu, comportant uneanode et une cathode se terminant respectivement par des connecteurs d'entrée aux extrémités des tubulures qui 25 s'étendent dans des directions opposées à partir du bulbe. La tubulure d'entrée d'anode s'engage dans le manchon creux et y est fixée. D'autres avantages et caractéristiques de l'invention seront mis en évidence dans la suite de la description, donnée 30 à titre d'exemple non limitatif, en référence aux dessins annexés dans lesquels : La Fig. 1 est une vue de face de Ifensemble formé par la lampe et le réflecteur suivant l'invention, et La Fig. 2 est une vue en coupe, suivant la ligne 2-2 de la 35 Fig. 1 du réflecteur suivant son axe, la lampe et les fils de branchement étant représentés en vue latérale. On a représenté sur le dessin une lampe à arc 11 de forte intensité et de faible encombrement, qui comprend une 72 15214 3 2134641 ampoule en quartz se composant d'un bulbe £2 et de tubulures 13 et 14 faisant saillie de celui-ci suivant le même axe dans des directions opposées. On a placé sur l'a^ce de la lampe une anode 16 et une cathode 17 en tungstène, de forme allongée, dont les extrémités intérieures sont écartées l'une de l'autre dans le bulbe 12 et qui se prolongent respectivement dans la tubulure 13 pour l'anode et la tubulure 14 pour la cathode. On a soudé respectivement les extrémités intérieures de l'anode 16 et de la cathode 17 sur des feuilles en molybdène 18 et 19, ces feuilles étant à leur tour soudées à des connecteurs d'entrée 21 et 22. Dans le processus de fabrication, les feuilles 18 et 19 sont mouillées par le quartz des tubulures 13 et 14 afin de former des scellements hermétiques. La lampe contient un mélange ionisable qui comprend un gaz inerte tel que l'argon et un halogène ou un halogénure métallique tel que l'iodure d'iridium. La lampe représentée est alimentée en courant continu, ce qui a pour effet d'établir pour l'anode 16 une température de fonctionnement considérablement supérieure à celle de la cathode 17, et par conséquent on donne à l'anode 16 une plus forte épaisseur et une plus grande longueur que la cathode 17. Il est prévu un réflecteur concave 26 de préférence en verre et ayant une surface intérieure de forme ellipsoïdale recouverte d'un revêtement réfléchissant 27. On peut munir la surface intérieure du réflecteur de fuseaux radiaux pour augmenter l'intensité lumineuse à la périphérie du faisceau lumineux projeté. La partie intérieure ou arrière du réflecteur 26 se termine par un manchon creux 28 s'étendant vers l'arrière de -la surface concave réfléchissante 27, coaxialement par rapport à l'axe optique 29 de cette surface 27. Le diamètre intérieur du manchon creux 28 diminue progressivement jusqu'à une valeur relativement plus petite à son extrémité arrière. On a monté la lampe à arc 11 le long de l'axe optique 29, la tubulure d'entrée de l'anode 13 s'engageant dans le manchon creux 28, et la région d'arc de la lampe coïncidant avec le foyer fl de la surface réfléchissante 27. On a de préférence choisi, pour la tubulure 13 et le manchon creux 28 des dimensions telles que l'extrémité de la tubulure 13 et l'extrémité arrière du manchon creux 28 soient coplanaires, comme 72 15214 4 2 î 34641 représenté. On fixe l'extrémité de la tubulure 13 à la. partie terminale du manchon creux 28 au moyen d'un ciment ou adhésif refractaire 31• Lors de la fabrication on peut disposer la lampe à arc 11 de telle sorte que la partie la plus brillante 5 de l'arc coïncide exactement avec le foyer fl du réflecteur, et on peut la maintenir dans cette position jusqu'au durcissement complet du ciment 31- On ajoute ensuite du ciment 31 comme on le décrira, pour fixer un capuchon en céramique à l'extrémité de l'ensemble. On peut prévoir à l'extrémité de la tubulure 10 13 un rebord extérieur 32 pour améliorer la solidité de fixation de celle-ci dans le ciment 31» Un fil conducteur de raccordement 36 relié à la cathot-de comporte une extrémité 37 sortant du manchon creux par une fente ou ouverture 38 pratiquée dans sa paroi. 15 On a disposé le conducteur de raccordement 36, comme représenté, de telle sorte qu'il se prolonge vers l'avant hors du manchon creux 28 et dans le réflecteur 26 en suivant la surface intérieure 27 du réflecteur, puis se prolonge latéralement vers l'intérieur en 39 et est soudé au connecteur d'entrée 22 20 de la cathode de la lampe à arc 11* On peut fixer le conducteur 36 dans la fente 38 du manchon creux 28 au moyen d'une masse de ciment 31» On a prévu des fils de branchement souples et isolés 4l et 42, une extrémité du fil 4l étant soudée au connecteur 25 d'entrée 21 de l'anode, et une extrémité du fil 42 à l'extrémité sortante du conducteur de raccordement de la cathode 36. En cours de fabrication, lorsqu'on a branché les fils souples 4l et 42 comme décrit ci-dessus, on place du ciment 31 à l'arrière de la tubulure 13 et du manchon creux 28, pour fixer 30 un capuchon 43 en céramique et en forme de coupelle sur le manchon creux 28. Ce ciment supplémentaire remplit aussi une partie de la fente 38 du manchon; il adhère par conséquent sur le manchon 28 et empêche une rotation relative. On a ménagé une fente ou tout autre ouverture convenable 44 dans la paroi du 35 couvercle 43s au travers de laquelle sortent les fils souples 4l et 42. On peut munir les extrémités extérieures des fils souples 4l et 42 d'une prise de courant ou de tout autre moyen de branchement de fils à une source de courant pour alimenter la lampe 11» 72 15214 5 2134641 De préférence, on revêt le conducteur d'entrée 22 de la cathode et la partie dénudée du conducteur 36 d'un vernis céramique ou de tout autre isolant électrique approprié, pour réduire le risque d'électrocution. 5 Suivant une réalisation de l'invention, le diamètre intérieur du manchon creux 28 est supérieur au diamètre extérieur de la tubulure d'entrée de l'anode 13, définissant ainsi un espace de maintien de la chaleur autour de la tubulure 13 et sur une longueur appréciable, ce qui crée un gradient ther-10 mique plus uniforme et plus progressif le long de la tubulure 13i et en particulier dans la région du scellement hermétique à la feuille l8. Par conséquent, on réduit la tendance à la fissuration de la tubulure plus particulièrement dans cette région. On peut diminuer graduellement le diamètre intérieur 15 du manchon creux, comme représenté, pour agir sur le gradient de température. Suivant un aspect de l'invention, on peut disposer le conducteur de raccordement 36 de la cathode comme représenté, c'est-à-dire, lui faire suivre la surface intérieure réfléchis-20 santé 27 autant que possible, et on a trouvé que cette disposition diminue les effets d'ombre et d'écran du conducteur dé raccordement 36 de la cathode. La structure suivant l'invention, comme on l'a indiqué, ci-dessus, augmente l'efficacité et l'intensité lumineuse à 25 la sortie de l'ensemble, par rapport à celles obtenues par un montage de la lampe à arc perpendiculairement à l'axe du réflecteur, comme décrit dans le brevet mentionné auparavant. A cause du montage axial de la lampe à arc par rapport au réflecteur, un cercle complet de rayonnement émis par l'arc éclaire un 30 cercle complet sur la surface réfléchissante du réflecteur, cet effet améliorant l'efficacité du système quant à la concen tration de la lumière. Ces facteurs augmentent plus l'intensité lumineuse totale à la sortie, que la position de la tubulure d'entrée de la cathode l4 devant le bulbe 12 ne diminue cette intensité lumineuse. 72 15214 e 2134641 Revendications 1.- Ensemble constitué par une lampe et un réflecteur caractérisé en ce qu'il comprend une lampe comportant une ampoule se composant d'un bulbe et d'une tubulure d'entrée de forme 5 allongée s'étendant à partir du bulbe, ets un réflecteur concave muni à son arrière d'un manchon creux dont l'axe coïncide avec l'axe optique du dit réflecteur, ainsi que des moyens de fixation en position de ladite lampe par rapport au dit réflecteur de telle sorte que ladite tubulure d'entrée s'engage dans ledit 10 manchon creux, ce dernier ayant un diamètre intérieur plus grand que le diamètre extérieur de ladite tubulure d'entrée et délimitant ainsi un espace de maintien de la chaleur autour et le long d'une partie au moins de ladite tubulure d'entrée lorsque ladite lampe est en service. 15 2.- Ensemble suivant la revendication 1 caractérisé en ce que lesdits moyens de fixation comprennent une masse de ciment disposée de façon à maintenir en position fixe l'extrémité extérieure de ladite tubulure d'entrée par rapport à l'extrémité extérieure dudit manchon creux. 20 3«- Ensemble suivant la revendication 2 caractérisé en ce que ladite extrémité de la tubulure d'entrée possède un rebord extérieur noyé dans ledit ciment. k.~ Ensemble suivant la revendicationl caractérisé en ce que le diamètre intérieur dudit manchon creux diminue le 25 long de l'axe. 5.- Ensemble suivant la revendication k caractérisé en ce que ledit diamètre intérieur du manchon creux diminue jusqu'à une valeur relativement plus petite à sa partie arrière. 6.- Ensemble suivant la revendication 1, caractérisé 30 en ce que l'ampoule comprend une seconde tubulure d'entrée de forme allongée, s'étendant à partir du bulbe dans la direction opposée à la première tubulure d'entrée, et un conducteur de raccordement disposé de façon à s'étendre du manchon creux dans ledit réflecteur concave et profilé de manière à être orienté 35 vers 1'avant du réflecteur le long de sa surface intérieure puis à être dirigé latéralement jusqu'à ce qu'il entre en contact avec le connecteur de cette seconde tubulure d'entrée. 72 15214 7 2134641 7-- Ensemble suivant la revendication 6 caractérisé en ce que ladite lampe est une lampe à arc à courant continu comportant une anode et une cathode, ladite première tubulure d'entrée permettant le branchement électrique avec l'anode 5 et ladite seconde tubulure d'entrée permettant le branchement avec la cathode. 8.- Ensemble suivant la revendication 6 caractérisé en ce que ledit manchon creux est pourvu d'une ouverture pratiquée dans sa paroi,et en ce qu'une extrémité du conducteur 10 de raccordement est profilée de manière à sortir latéralement par ladite ouverture. 9.- Ensemble suivant la revendication 8 caractérisé en ce que l'ouverture pratiquée dans la paroi du manchon se trouve à son extrémité extérieure, lesdits moyens de fixation 15 comprenant une masse de ciment agencée de façon à fixer l'extrémité extérieure de ladite première tubulure d'entrée par rapport à l'extrémité extérieure dudit manchon creux, ledit ciment s'engageant dans l'ouverture pratiquée dans la paroi du manchon afin d'éviter une rotation relative de ces éléments. 20 10.- Ensemble suivant la revendication 8 caractérisé en ce qu'il comprend deux fils souples de branchement reliés respectivement à ladite extrémité dépassante dudit conducteur de raccordement et au connecteur de ladite première tubulure d'entrée. 25 11.- Ensemble suivant la revendication 9 caractérisé en ce qu'il comprend un capuchon fixé à l'arrière dudit réflecteur par dessus ledit manchon creux, ledit capuchon comportant une ouverture pratiquée dans sa paroi permettant le passage desdits fils souples .