Brevet FR2334197A1 — publié le 19770701

La présente invention a pour objet un perfectionnement aux lampes à mercure haute pression dopées aux iodures fonctionnant en position verticale, consistant en un procédé pour stabiliser l'arc. On constate sur les lampes à mercure dopees aux iodures métalliques ou autres, tels que les iodures de gallium, thallium, indium, étain, silicium iodures de terres rares etc...., qu'il se produit au cours du fonctionnement deux phénomènes distincts et également défavorables. Le premier se manifeste par une décantation des produits contenus dans la lampe, mercure et iodures ce qui rend la composition spectrale de l'émission suivant l'axe de la lampe, non homogène. Le second est un phénomène de chenillement, dû à l'insta bilité de l'arc, qui provoque une baisse notable du rendement, de l'ordre de 20 %. On entend par rendement le rapport de la puissance émise à la puissance électrique dissipée dans la décharge. L'une des causes de l'apparition de ces phénomènes perturbateurs est la mauvaise distribution de la température le long des parois de la lampe. L'invention réside dans le procédé permettant de remédier & ces inconvénients. Le procédé consiste à créer au sommet de la lampe une zone froide par rapport au reste de la paroi intérieure de la lampe en contact avec le plasma, en augmentant Ia distance comprise entre l'électrode supérieure et le sommet de la lampe alors que l'électrode inférieure est scellée normalement à l'extrêmité inférieure de la lampe. Comme on peut le voir sur la figure 1, représentant schématiquement une lampe à mercure haute pression dopée aux iodures, dont le rapport Longueur/diamètre est au moins égal à 30, la stabilisation de l'arc est obtenue par un décalage de l'électrode supérieure. Alors que l'électrode inférieure, l, est scellée normalement à l'extremité inférieure de la lampe,3, dans laquelle est inséré un ruban de molybdène de 0,05 mm d'épaisseur, 30 mm de longueur et 5 mm de largeur. L'électrode supérieure, 4, constituée d'une triple hélice de tungstène thorié à 1 % est scellée à une distance, a, du sommet, 5, de la lampe. Cette distance, a, est déterminée de manière à ce qu'il ne se produise aucune condensation des éléments ou composés contenus dans la lampe, elle varie avec la puissance et la géométrie de la lampe ainsi qu'avec la nature et la concentration des agents dopants. Elle varie de 0 à 10 cm pour des lampes de puissance électrique allant de 1 à 100 kw. Dans la partie supérieure de la lampe comprise entre son extrémité supérieure,5, et l'électrode, 4, une zone froide est créée qui permet de corriger la distribution de la température le long de la lampe tout en assurant une émission spectrale homogène et un rendement optimum de la lampe. Exemple : à titre indicatif mais nullement limitatif on décrit ici une lampe à mercure haute pression dopée a l'iodure de gallium GaI3 d'une puissance de 25 kW, équipée d'une électrode supérieure décalée conformément à l'invention. Ses caractéristiques sont les suivantes Longueur de la lampe : 160 cm Diamètre intérieur : 8 cm Distance a : 8 cm Poids de mercure introduit : 2,700 g Poids de GaI3 : 0,520 g La lampe fonctionne sous une tension de 1410 volts et une intensité de 17,2 Ampères. Le rendement, mesuré avec la gaine d'isolement de 3mm d'épaisseur et la gaine de refroidissement en verre dur borosilicaté de marque Pyrex de 6 mm d'épaisseur, est de 27 % dont 23 % dans le domaine d'émission 4000- 4200 A. Le tableau I ci-dessous montre des valeurs comparatives de rendements mesurés sur des lampes normales, et, équipées selon l'invention, lesdits rendements étant mesurés sur des lampes munies de gaines d'isolement et de refroidissement. TABLEAU I Agents Lampes normales l=Ses selon l'invention Domaine dopants RaxkmEnt Décantation Rtnd-S-t Décantation D' émission en A Hg + GaI3 20 oui 27 nulle 4000-6000 Hg + In I3 19 oui 25,5 nulle 4000-6000 Hg + T1 13 14 oui 20 nulle 4000-6000 On constate que les lampes équipées selon l'invention ont un meilleur rendement, ne présentent pas de phénomène de décantation et que leur plasma est stable. REVENDICATIONS 1. Procédé pour stabiliser le plasma et éviter la décantation des éléments et composés introduits dans l'enceinte de lampes à vapeur de mercure haute pression dopées fonctionnant en position verticale, caractérisé en ce qu'on crée au sommet de la lampe une zone froide par rapport au reste de la paroi inférieu re de la lampe en contact avec le plasma en augmentant la distan ce comprise entre l'électrode supérieure et le sommet de la lampe alors que l'électrode inférieure est scellée normalement à l'extremité inférieure de la lampe. 2. Procédé selon la revendication 1 caractérisé en ce que la distance du sommet a laquelle l'électrode supérieure est scellée varie avec la puissance et la géomètrie de la lampe ainsi qu'avec la nature ét la concentration des agents dopants de 0 à 10 cm pour des lampes de puissance allant de 1 à 100 kW. 3. Lampes à mercure haute pression dopées fonctionnant en position verticale équipées d'une électrode supérieure décalée par rapport au sommet conformément aux revendications 1 et 2.