Brevet FR2251912A1 — publié le 19750613

La présente invention concerne les lampes à décharge à haute pression dans la vapeur de sodium, en particulier elle vise l'adJonction d'une troisième électrode, dite électrode auxiliaire, dans espace de décharge inter-électrodes ~ qui est le lieu de la décharge en régime entretenu. La demande de brevet français déposée par la demanderesse le 25 mai 1973 sous le nO 73 19084 décrit l'adjonction dans l'espace de décharge d'une portion d'électrode constituée par un conducteur électrique de façon à délimiter avec au moins l'une des deux électrodes principales de la décharge un espace inférieur à l'espace de décharge du régime entretenu. Grace à cette disposition, la décharge est initiée dans des conditions plus favorables que dans les constructions classiques de la technologie antérieure. En particulier, l'emploi de cette portion d'électrode auxiliaire ménage l'avantage très appréciable de permettre un amorçage direct de la lampe à partir de l'alimentation du secteur.Une telle disposition permet donc d'éviter toute installation de dispositif d'allumage extérieur à la lampe : starter thermique, allumeur électronique, etc.., auparavant indispensable. Le progrès technologique considérable apporté par l'adjonction préconisée dans le brevet précité a amené à diversifier les formes de réalisation de l'électrode auxiliaire. Déjà dans le brevet nO 73 19084, diverses formes de conducteurs métalliques étaient préconisées pour remplir le rôle imparti à l'électrode auxiliaire adjointe. C'est ainsi que la figure 1 illustre une première forme de réalisation sous forme de conducteur rectiligne 4, lié par une de ses extrémités à une première électrode de décharge et peu distant, en son autre extrémité, de la seconde électrode de décharge.La réalisation de la figure 2 comporte, dans une situation comparable à celle de la figure -1, un conducteur 4' constitué par un fil métallique spiralé. La réalisation de la figure 3 comporte un conducteur constitué par un fil métallique spiralé n'ayant aucune liaison mécanique avec les électrodes de décharge. Enfin, dans la figure 4, on en arrive à une électrode auxiliaire réalisée en deux parties symétriques l'une de l'autre, 41 et 42, chacune liée mécaniquement par une extrémité à l'une des électrodes de décharge et ménageant au voisinage de son extrémité libre un espacement réduit avec l'autre électrode de décharge. Dans ces exemples le conducteur qui constitue l'électrode auxiliaire est fait d'un matériau conducteur à l'état de fil ou de tige. Le diamètre est tel que la résistance- électrique en demeure faible cependant que le façonnage en reste aisé. De plus, le matériau conducteur employé doit présenter de hautes qualités réfractaires en raison de la situation de l'électrode dans la zone de la décharge. Dans un souci de simplification, la présente invention prévoit pour la fabrication des tubes à décharge une électrode auxiliaire, disposée dans l'espace de décharge selon la revendScat-ion 1 de la demande de brevet n? 73 19084 précitée, remarquable en ce qu'elle est réalisée sous la forme d'une couche conductrice supportée par la paroi de l'enceinte à décharge. La présente invention a encore pour objet le procédé de fabrication de la la!;. à décharge à vapeur de sodium à haute pression dans laquelle une électrode auxiliaire assumant la fonction definie par la revendication 1 de la demande de brevet principal précitée est réalisée sous forme de couche déposée sur la paroi de l'enceinte à décharge. Une telle forme de réalisation présente un intérêt évident. On sait main- tenant obtenir des couches dont les caractéristiques électriques ont une excellente reproductibilité, les moyens a mettre en oeuvre sont classiques et leur intervention n'entraîne que peu de frais, le nombre des matériaux conducteurs utilisables pour le dépôt est moins réduit que dans le cas de la réalisation à partir du corps solide, enfin l'intolérance aux chocs est considérablement rsduite,pour ne pas dire annulée. D'autres caractéristiques de l'invention ressortiront de la description dEtaillée ci-dessous. Bien entendu la description n'est donnée qu'à titre indicatif et nullement limitatif de l'invention. On a observé expérimentalement la conservation de la facilité d'amorçage due à la présence d'une électrode auxiliaire, que celle-ci soit constituée par un fil métallique -ou une tige-, ou bien qu'elle soit constituée par une couche conductrice déposée sur la paroi de l'enceinte à décharge. On a con8taté, en particulier, la conservation de l'avantage d'un auto-amorçage des lampes å décharge à vapeur de sodium haute pression, que l'électrode auxiliaire soit réalisée en une couche épaisse donc faiblement résistante, qu'elle soit constituée en couche conductrice mince, donc très résistante, ou encore qu'elle soit faite d'un fil ou d'une tige massique,ctest-à-dire de très faible résistance ohmique.On a observé que la tension d'amorçage de la lampe test, en particulier, pas sensiblement affectée lorsqu'on fait varier la résistance globale de l'électrode auxiliaire de quelques centaines d'ohms à quelques mEgphms, toutes autres dispositions spatiales de la lampe étant égales par ailleurs. De ces observations expérimentales on a conclu à la possibilité de remplacer dans la réalisation de ltélectrode auxiliaire, le conducteur massif par une couche conductrice même d'épaisseur mince, ctest-à-dire pouvant avoir une résistance agsez élevée. On procède à ia fabrication de la lampe à décharge de la meme façon que pour une lampe a décharge à vapeur de sodium à haute pression du type usuel sauf que l'on prévoit le dépôt d'une couche peu épaisse sous forme de film de quelques mixerons d'épaisseur. On peut prévoir pour l'6laboration de cette couche de partir d'un métal tel le titane, le vanadium, le tungstène etc. On peut encore partir d'un corps appartenant a la catégorie des semi-métaux tel le graphite qui fournit des dépôts conducteurs de bonne qualité à peu de frais. On peut encore prévoir le dépôt à partir d'un corps conducteur comme un alliage ou un corps composé doué de propriétés de conduction électrique du type métallique ou semimétallique,tel le platine rhodié, le rhodium-tungstène, le carbure de tungstène.... certains oxydes conducteurs. La seule condition est d'obtenir un dépôt continu électriquement dont la résistance demeure finie et de préférence inférieure à la centaine de mégohms. Le procédé de dépôt est quelconque.On peut faire le dépôt par évaporation, par condensation, par pulvérisation cathodique ou toute autre méthode de dépôt. Comme l'enceinte à décharge est faite d'un matériau réfractaire isolant tel l'alumine, la condition majeure sera, pour réaliser une couche de bonnes qualités mécaniques, d'avoir une bonne adhésion à l'alumine et une bonne cohérence intergranulaire. Le procédé de fabrication de la lampe à décharge comprend selon l'invention l'enchainement de plusieurs opérations On dépose sur 18 paroi intérieure de l'enceinte à décharge une couche de graphite. Cette couche peut être d'une épaisseur relativement faible par exemple de 20 microns. Elle doit être électriquement continue. Dans ces conditions elle est conductrice. Elle se présente dans l'exemple de réalisation envisagée en forme de bande rectiligne allongée. La bande est -de largeur assez réduite par rapport au- diamètre de l'enceinte à décharge qui se présente sous la forme d'un cylindre.On admet pour la largeur de la bande un rapport de 1% t 5% du périmètre de l'enceinte ; ceci fait pour une enceinte de décharge de 10 mm de diamètre une bande d'environ 1 mm de large. La longueur de cette bande rectiligne est telle que chaque extrémité de la bande vienne aboutir juste à proximité de l'extrémité libre correspondante de l'une des électrodes principales en regard de laquelle elle est placée. n est simple en fabrication de ne pas prévoir de raccordement entre la couche et l'électrode principale. Expérimentalement on a trouvé que les résultats quant à la tension d'amorçage sont plutôt favorisés par l'absence de liaison matérielle entre l'électrode auxiliaire et l'une ou l'autre des électrodes principales. Ensuite le montage des électrodes principales est pratiqué diiins 1' enceinte de décharge, puis on pompe cette enceinte sous vide, après g X1 on effectue le remplissage en gaz neutres tel 1' argon, le xenon, ou encore un lange de gaz neutres de façon à constituer l'atmosphère de décharge. Enfin on scelle l'enceinte a décharge grâce à une suite d'intermédiaires de soudure classiques ainsi que cette opération a été décrite dans la demande de brevet principal précitée. Après ces opérations on procède au montage de l'enceinte à décharge dans un ballon de verre dans lequel on fait le vide et que l'on ferme finalement sur pompe. Bien que les principes de la présente invention aient été décrits ci-dessus en reIation avec un exemple particulier de réalisation, on comprendra clairement que ladite description est faite seulement à titre d'exemple et ne limite pas la portée de l'invention. REVENDICATIONS I. Lampe à décharge à vapeur de sodium à haute pression comportant à l'intérieur de son enceinte à décharge, dite brtleur, un premier espace de décharge délimité par les extrémités libres de deux électrodes principales de décharge pour être le lieu de la décharge entretenue en régime et au moins un second espace de décharge délimité par 1 ' extrémité libre d > au moins l'une desdites électrodes principales et une troisième électrode, dite auxiliaire, pour être le lieu amorçage de la décharge dans la phase préliminaire au régime entretenu, la longueur du second espace de décharge étant inférieure à celle dudit premier espace de décharge, c a r a c t é r i s é e en ce que ladite électrode auxiliaire présente électriquement les caractères d'un conducteur résistif. 2. Lampe à décharge selon la revendication 1, caractérisée en ce que par llélectrode auxiliaire est constituée par une couche conductricerésistive portée/ l'enceinte de décharge, ladite enceinte de décharge étant faite d'un matériau non conducteur électrique. 3. Procédé de fabrication d'une lampe a décharge selon la revendication I et la revendication 2, caractérisé en ce qu'il comporte les opérations suivantes - on dépose sur la pa-roi intérieure de l'enceinte à décharge une couche con ductriee, continue électriquement, d'épaisseur et de largeur faibles devant les dimensions de cette enceinte ; - on scelle à l'intérieur de l'enceinte à décharge les deux électrodes prin cipales après pompage sous vide, remplissage de mercure, de sodium ét d'une atmosphère de décharge : argon, xénon, ou gaz neutres mélangés ; - on monte l'enceinte à décharge, seellée au préalable, dans un ballon de verre; - on fait le vide dans le ballon monté et on le ferme sur pompe. 4. Procédé selon la revendication 3, caractérisé en ce qu'avant le scellement de l'électrode principale dans l'enceinte à décharge, on ménage un contact entre ladite électrode principale et l'une-des extrémités de ladite électrode auxiliaire. 5. Procédé selon la revendication 3 ou la revendication 4, caractérisé en ce que le matériau constitutif de la couche électriquement continue est un matériau réfractaire, conducteur de l'électricité, choisi parmi les métaux ou leurs alliages. 6.Procédé selon la revendication 3 ou la revendication 4, caractérisé en ce que le matériau constitutif de la couche électriquement continue est un matériau réfractaire, conducteur de l'électricité, choisi de préférence parmi les corps se comportant électriquement comme des semi-métaux.