Brevet FR2243521A1 — publié le 19750404

La présente invention concerne une lampe au cadmium à décharge à basse pression qui fonctionne dans un intervalle de puissance allant jusqu'à 200 W, de préférence entre 80 et 200 W, et qui utilise principalement les raies de résonance 326,1 et 228,8 nia du cadmium. I1 est connu d'utiliser en vue de la décharge et de la production de lumière les raies de résonance du cadmium correspondant aux longueurs d'onde 326,1 et 228,8 nia. I1 est également connu une lampe dans laquelle la chambre de décharge est placée dans une enveloppe extérieure mise sous vide et munie d'une couche réfléchissant le rayonnement infrarouge, par exemple d'une couche d'oxyde stannique. Cette lampe comporte en outre fixateur ou "getter", un gaz de remplissage constitué par un mélange de gaz nobles, par exemple de l'argon ou du néon ou du néon/hélium ou du crypton, ainsi qutuee couche de substance luminescente pour transformer le rayonnemeat ultraviolet en lumière visible. On connatt en outre des milanges de matières luminescentes qui résistent à une large gamme de températures et au cadmium. La solution évoquée ci-dessus a pour inconvénient gne la lampe construite de la tanière indiquée ne permet pas d'utiliser la décharge du cadmium d'une manière efficace pour la production de lumière.Par suite de l'isolation theraique tout à fait insuffisante les rendements lumineux nécessaires ne pensent être obtenus qu'en amenant à ce système de la chaleur de l'extérieur. De plus, le contact direct de la chambre de décharge avec l'enveloppe extérieure produit ni effet défavorable. Ce contact direct s'établit derrière les électrodes, c'est-à-dire dans une zone qui présente évidemment d6Ji un niveau de température relativement bas. DU fait de la liaison directe entre la chambre de décharge et l'enveloppe extérieure en cet endroit le niveau de température stabaisse encore par conduction thermique vers l'extérieur. La présente invention crée une lampe au cadmium à décharge à basse pression qui présente un rendement lumineux élevé et une plage de puissance allant jusqu'à 200 W. L'inventionpropose à cet effet de construire une lampe qui présente une isolation thermique appropriée et assure le niveau de température nécessaire à la décharge du cadmium à basse pression. La solution apportée à ce problème suivant la présente invention consiste en ce que la chambre de décharge résistante au cadmium contient de 0,048 à 0,080 mg de cadmium par cm3 de volume de chambre de décharge et un mélange de gaz nobles ionisé. Pour atteindre le niveau de température désiré il est disposé derrière les électrodes des écrans métalliques qui couvrent l'espace derrière les électrodes. Celles-ci sont en outre munies d'écrans protecteurs annulaires. Sur l'enveloppe extérieure est aménagé un revêtement qui la recouvre partiellement et réfléchit les rayonnements visible et infrarouge. De préférence, le cadmium est introduit dams la lampe sous sa forme la plus pure. Âfin de permettre au nélange de gaz nobles entre ionisé il est avantageusement ajouté à celui-ci suffisamment de krypton 85 pour que le gaz de remplissage pr6- sente sous une pression de 700 torrs une radioactivité de 1-,5 millicuries. La chambre de décharge se compose par exemple de verre résistant au cadmium, de quartz ou d'une matière céramique transparente.L'écran métallique est avantageusement réalisé sous la forme d'une coiffe par vaporisation de manière à obtenir un miroir d'aluxinius. Il est cependant également avantageux de réaliser l'écran sous la forme d'une coiffe métallique stable qui peut en mime temps servir d'organe de retenue pour la chambre de décharge. Le côté de l'écran annulaire protecteur d'électrode tourné vers la décharge n'est de préférence pas éloigné de plus de 5 mm du c8té antérieur de l'électrode. L'écran protecteur d'électrode est avantageusement revttu de cadmium. Il est en outre avantageux que le revStement réfléchissant les rayonnements visible et infrarouge se compose d'aluminium, de baryum ou d'oxyde de titane, exerce en même temps une action de fixateur ou "getter" et soit aménagé de manière à recouvrir partiellement la paroi intérieure de l'enveloppe extérieure. Ce.rev8tement peut également être prévu, sous la forme d'une couche de matière synthétique aluminée, sur la paroi extérieure de ' enveloppe extérieure. Si un tube de forte lomgueur par rapport à son épaissenr est utilisé en tant que chambre de décharge, il est avantageux de munir le tube à ses deux extrémités d'écrans métalliques en forme de coiffe et d'agencer le revttesent réfléchissant les rayonnements visible et infrarouge du côté opposé au sens de rayonnement préféré. Dans le cas de cette forme de réalisation de la lampe, il est recommandable que l'angle de rayonnement principal soit de 130 . En cas d'utilisation d'une chambre de décharge en forme de U il est proposé que les branches en U de la chaibre de décharge soient places dans l'enveloppe extérieure parallè- lement à l'axe de celle-ci. Dans ce cas il est avantageux que le revêtement réfléchissant les rayonnements visible et infrarouge soit prévu dans une partie sensiblement conique de I 'en- veloppe située du c8té du - culot. En cas d'utilisation d'une chambre de décharge annulaire située dans une enveloppe extérieure cylindrique de forme décorative et de faible longueur, les-écrans métalliques en forme de coiffe ne sont pas nécessaires. Bans cette forme de réalisation le revêtement réfléchissant les rayonnements visible et infrarouge est placé dl côté supérieur voisin du culot. La solution proposée suivant la présente invention permet d'obtenir une lape à décharge à basse pression qui présente un rendement lumineux accru. En cas d'utilisation d'un revêtement réfléchissant les rayonnements visible et infrarouge, la réflexion des rayons infrarouges se trouve accrue de 18% par rapport à une couche transparente réfléchissant le rayonnement infrarouge.Etant donné que ce revStement réfléchissant les rayonnements visible et infrarouge est disposé de façon que l'in- tervalle angulaire de rayonnement principal de la lumière visible soit de 1300, I'eiveloppe extérieure assure en nme temps le rôle d'u dispositif d'éclairage. ainsi, non seulement la fabrication du dispositif d'éclairage se trouve simplifiée Mais en outre le rendement de la lampe et du dispositif d'éclairage se trouve encore accru . La solution suivant la présente invention permet de tirer partie au maximum des deux raies de résonance Cd 326,1 et 228,8 na dams un rapport compris entre 85: 15 et 75:25%. La lampe fabriquée suivant les enseignements des la présente invention permet de combler une réelle lacune dans la - gaine de sources lumineuses actuellement offertes, puisque des lapes à décharge à basse pression comparables présentant un bon rendu des couleurs n'atteignent que, pour de faibles puissances comprises entre 40 et 65 W, des rendements lumineux de 80 lm/W et que des lampes à haute pression n'offrent un rendement l'iiineux supérieur à 80 lm/W que lorsqu'elles absorbent des puissances de plus de 250W. La présente invention est expliquée plus en détail ci-dessoss à l'aide d'un exemple de réalisation illu trS au dessin annexé. La fig. 1 représente une lampe au cadmium à décharge à basse pression comportant des deux côtés un culot et un écran d'aluminium en forme de coiffe obtenu par vaporisation. La fig. 2 représente une lampe au cadmium à décharge à basse pression présentant des deux côtés un culot et un écran métallique qui, réalisé sous la forme d'une coiffe métallique et doué d'une bonne résistance mécanique, sert en nuie temps d'organe de retenue à la chambre de décharge. La fig. 3 représente une lampe au cadmium à décharge à basse pression comportant un culot d'un côté et une enveloppe extérieure de forme décorative avec une chambre de décharge irculaire. La fig. 4 représente une lampe au cadmium à décharge à basse pressien comportant un culot d'un côté, une chambre de décharge recourbée en U et une enveloppe extérieure de forme décorative. La figure 1 montre une lampe au cadmium à décharge à basse pression dont les dimensions et la forme peuvent correspondre à celles d'une lampe luminescente classique présentant une longueur de 500 mm et un diamètre de 38 vm. La lampe comporte une chambre de décharge linéaire et tubulaire 1 qui est placée dans une enveloppe extérieure 2 et à chacune des extrémités de laquelle se trouve un culot 7 avec deux broches 12 et 13 qui sont agencées de manière à être isolées. L'enveloppe extérieure 2 est munie sur son côté intérieur d'une couche 16, transparente mais réfléchissant des rayonnements infrarouges, qui se compose de SnO2 ou In203.Au moyen d'un organe de retenue 11 la chambre de décharge 1 présentant un diamètre intérieur de 15. à 22 n est maintenue centralement dans ltenveloppe extérieure 2. Les amenées de courant 14, 15 retiennent la chambre de décharge 1 axialement et la relient électriquement aux broches 12 et 13 des culots. La chambre de décharge 1 présente sur son caté intérieur un revêtement luminescent 8 résistant à une large plage de tempé- ratures et au cadmium. Le côté extérieur de la chambre de décharge 1 est muni à ses extrémités d'un écran métallique en forme de coiffe 4 qui est rendu réfléchissant par exemple avec de l'aluminium. Les électrodes 3 sont équipées d'un écran pr.otecteur 5 qui enferme les électrodes 3 sous forme aanulaire et est fixé par un fil de retenue 9 au pied à conpression. La chambre de décharge 1 contient de 12 à 20 mg de cadmium par 250 cm3 de volume de chambre de décharge.Enfin, il contient en tant que remplissage un gaz interte, par exemple du néon ou un mélange abon/argon (mélange de Penning) additionné d'une certaine dose de krypton 85 pour abaisser la tension d'allumage. La fig. 2 représente une lampe au cadmium à décharge à basse pression comprenant une enveloppe extérieure linéaire et tubulaire 2 dans laquelle se trouve une chambre de décharge 1. Les extrémités de la chambre de décharge I sont recouvertes par ni écran métallique 4 qui assure non seulement la réflexion des rayonneaents infrarouges mais également, en association avec les organes de retenue 11, l1immobilisation,de la chambre de décharge 1 dams l'enveloppe extérieure 2. La fig. 3 représente une-lampe au cadmium à décharge à basse pression comprenant une enveloppe extérieure de forme décorative 2 présentant un revêtement 6 prévu de manière symétri- que en rotation par rapport au culot 7 et qui réfléchit les rayonnements visible et infrarougeX L'enveloppe extérieure 2 est en outre munie d'une couche transparente 16 et réfléchissant les rayonnements infrarouges. La chambre de décharge 1 est courbée sons forme circulaire et est placée ceatralement par rapport au culot 7. La fig. 4 représente une lampe au cadmium à décharge à basse pression comprenant une enveloppe extérieure de forme décorative 2 et un revAtement 6 aménagé de manière symétrique en rotatin-par rapport au culot 7 et qui réfléchit les rayon nements visible et infrarouge. L'enveloppe extérieure 2 est en outre munie d'une couche 16 qui est transparente Mais réfléchit les rayons infrarouges. Le pied de lampe 17 présente un diamètre suffisamment important pour que la chambre de décharge courbée em U y passe. Le revetesent 6 réfléchissant les rayonnements visible et infrarouge sert en même temps à procurer un supple- ment de chauffage aux extrémités des électrodes de la chambre de décharge,de sorte que les écrans métalliques ne sont plus nécessaires. REVENDICATIONS 1. Lampe au cadmium à décharge à basse pression constituée par une chambre de décharge, une enveloppe extérieure mise sous vide et munie d'une couche transparente réfléchissant les rayons infrarouges et composée par exemple d'oxyde stannique, un fixateur ou "getter", un gaz de reiplissage constitué d'un mélange de gaz nobles et une substance luminescente, caractérisée en ce que de 0,048 à 0,080 mg de cadmium par cm3 et un mélange de gaz nobles ionisé sont introduits dans une chambre de décharge 1 résistante au cadmium et en ce que la chambre de décharge 1 est équipée à chacune de ses extrémités d'un écran métallique 4 couvrant l'espace derrière les électrodes 3 qui sont munies d'un écran protecteur annulaire 5 et en ce qu'il est prévu sur l'enveloppe extérieure 2 un revêtement 6 recouvrant cette dernière partielleient et réfléchissant les rayonnements visible et infrarouge. 2. Lampe au cadmium à décharge à basse pression suivant la revendication 1, caractérisée en ce que le cadmium est ajouté sous sa forme la plus pure. 3. Lampe au cadmium à décharge à basse pression suivant la revendication 1, caractérisée en ce qu'il est ajouté au mélange de gaz nobles suffisamment de krypton 85 pour que le gaz de remplissage présente sous une pression de 700 torrs une radioactivité de 1,5 millicurie. 4. Lampe au cadmium à décharge à basse pression suivant la revendication 1, caractérisée en ce que la chambre de décharge 1 se compose de verre résistant au cadmium, de quartz ou d'une matière céramique transparente. 5. Lampe au cadmium à décharge à basse pression suivant la revendication 1, caractErisée en ce que l'écran métallique 4 est réalisé sous.forme de coiffe par vaporisation d'aluei- nium de manière à obtenir un miroir. 6. Lampe au cadmium à décharge à basse pression suivant la revendication 1, caractérisée en ce que l'écran métalli- que 4 est réalisé sous la forme d'une coiffe métallique stable permettant d'assujettir la chambre de décharge 1. 7. Lampe au cadmium à décharge à basse pression suivait la revendication 1, caractérisée en ce que le c8tB décharge de l'écran annulaire protecteur d'électrode 5 est éloigné au maximum de 5 mm du côté antérieur de l'électrode 3. 8. Lampe au cadmium à décharge à basse pression suivant l'une des revendications 1 et 7, caractérisée en ce que l'écran annulaire protecteur d'électrode 5 est revêtu de cadmium. 9. Lampe au cadmium à décharge à basse pression suivant la revendication 1, caractérisée en ce Que le revêtement 6 réfléchissant les rayonnements visible et infrarouge est en aluminium 10. Lampe au cadmium à décharge à basse pression sui- vant la revendication 1, caractérisée en ce que le revêtement 6 réfléchissant les rayonnements visible et infrarouge est en dioxyde de titane. 11. Lampe au cadmium à décharge à basse pression suivant la revendication 1, caractérisée en ce que le revêtement 6 réfléchissant les rayonnements visible et infrarouge est en baryum. 12. Lampe au cadmium à décharge à basse pression sui- vant l'une- des revendications 1 et 9 à 11, caractérisée en ce que le revêtement 6 réfléchissant les rayonnements visible et infrarouge recouvre partiellement la paroi intérieure de l'en- veleppe extérieure 2. 13. Lampe au cadmium à décharge à basse pression suivent l'une des revendications I et 9, caractérisée en ce que le revêtement 6 réfléchissant les rayonnements visible et infrarouge est réalisé sous forme de couche de matière synthétique aluminée sur la paroi extérieure de l'enveloppe extérieure 2. 14. Lampe au cadmium à décharge à basse pression suivant l'une-des revendications 1 à 13, caractérisée en ce que la chambre de décharge 1 et l'enveloppe extérieure 2 sont des tubes de longueur importante en fonction de leur largeur des écrans en forme de coiffe 4 étant prévus aux extrémités de la chambre de décharge et un revêtement 6 réfléchissant les rayonnements visible et infrarouge étant prévu du côté opposé à la direction de rayonnement préférentielle, le revStement 6 étant agencé de manière à obtenir un intervalle angulaire de rayonnement principal de 1300. 15. Lampe au cadmium à décharge à basse pression sui valet l'une des revendications 1 à 4 et 7 à 13, caractérisée en ce que les branches en U de la chambre de décharge 1 s'étendent dans l'enveloppe extérieure 2 parallèlement à l'aie de celle-ci, l'enveloppe extérieure 2 étant munie intérieurement au niveau de sa partie conique 10 située du c8té du culot 7, d'un revtement 6 réfléchissant les rayonnements visible et infrareuge. 16. Lampe au cadmium à décharge à basse pression suivant l'une des revendications 1 à 4 et 7 à 13, caractérisée en ce que la chambre de décharge 1 est annulaire et se trouve dans une enveloppe extérieure cylindrique relativement courte 2, le revêtement 6 réfléchissait les rayonnements visible et infrarouge étant situé du e8té supérieur oà se trouve le culot 7.