Brevet FR2346852A1 — publié le 19771028

La présente invention concerne les lampes à incandescence et plus particulièrement une structure de lampe à incandescence spéciale à renderent amélioré. Dans le lampe à incandescence classique tout le rayonnement prend sa source dans l'émission lumineuse d'origine therrique émanant d'un filament porté à l'incandescence. Dans les lampes à décharge le rayonnement lumineux émis provient du spectre de raies du métal préexistant dans l'atmosphère de la décharge. Or connaît également des spectres de raies émis par l'excitation des plasmas de vapeurs métalliques. L'application à l'éclairement de cette source de rayonnement n'est exploitée que dans les lampes à décharge, c'est-à-dire dans le cas où l'excitation résulte de la décharge dans un plasma chargé des vapeurs métalliques. On connaît les inconvénients inhérents aux lampes à décharge. Ces lampes nécessitent une alimentation en alternatif, une tension d'amorçage élevée (220v) des dispositifs annexes de stabilisation et d'allurage, un temps appréciable de mise en régime et de réallumage, etc-... ?our obtenir une souroe de lumière ayant les avantages de la lampe à incandescence et une émission renforcee la pressente invention a pour objet de fournir une lanpe incandescence de structure nouvelle dont le filament a incandescence est placé dans une atmosphère de gaz enrichi en vapeurs métal- liques d façon a ce que l'échauffement du filament excite thermiquement les vapeurs métallicues de l'atmosphère incluse dans son enceinte. Ainsi la présente invention a pour objet une source alumineuse apte a émettre un rayonnement aui totalise un snectre continu provenant de son fila nuent porté à l'incandescence et au moins une raie du spectre de raies d'un métal préexistant dans l'enceinte, mis à l'état de vapeur et excitée therni- quement par l'échauffement de l'atmosphère interne de l'enceinte. L'invention a encore pour objet le procédé de fabrieation de la source lumineuse qu'il préconise. Ce procédé est original en ce qu'il comporte l'inclusion d'un métal à l'état élémentaire, ou à l'état de composé (décomposable dans certaines conditions thermicues) au cours de l'opération de remplissage de l'enceinte incluant le filament résistif destiné à émettre par incandescence. Tes objets et caractéristioues de la présente invention apparalt-ont plus clairement a la lecture de la description salivante d'exemples de réali- sation, ladite description étant faite en relation avec les dessins ci-annexés dans lesquels : la figure 1 est une vue en coupe longitudinale de la lampe à incandescence spéciale selon l'invention la figure 2 est relative aux caractéristiques électriques et photométriques d'une lampe à incandescence spéciale selon l'invention. Sur la vue en coupe longitudinale de la figure 1 on distingue en 1 l'enceinte tubulaire de la lampe. Les deux capots d'extrémité 2 et 3 obturent le tube 1. Chacun d'entre eux est fermé sur un tube 4, 5. L'un et l'autre tubes 4 et 5 servent de supports au filament spirale 6 par l'intermédiaire de deux tiges T et 8 en tungtène. Ces deux tiges de tungstène 7 et 8 sont fixées dans des tubes IL et 5 au moyen d'une spirale de tungstène, visible en 52 dans le tube 5, en coupe. Le filament spirale' 6 est le filament à incandescence de la lampe. On distingue par la section médiane longitudinale l'espacement libre central 51 du tube 5 grâce auquel ce tube sert de oueusot de remplissage à la lampe à incandescence 10. L'enceinte 1 est de préférence une enveloppe transparente en un matériau réfraetaire à température élevée, inattaquable par les vapeurs de sodium. Elle est ici faite en alumine frittée transparente d'un diamètre de neuf à dix millimètres par exemple. Les capots 2 et 3 sont réalisés en nobium. Ils sont soudés à chaque extrêmité du tube d'alumine 1 selon une technique mise au point pour les tubes à de charge dans la vapeur de sodium. La spirale 6 destinée a être la source à incandescence est faite d'un fil de tungstène spécial pour filament. Ici on l'a choisi pour une puissance de 120 watts sous 12 volts de tension. L'atmosphère de remplissage est constitu4e par lu xénon à une pression de 20 torrs. On introduit lors du remplissage, une quantité de sodium comprise entre 10 et 15 milligrammes. Quand la lampe est mise sous tension le filament est porté à l'incandescence quasi instantanément. ta température atteinte dans l'atmosphère de l'enceinte est très élevée et le sodium se volatilise sous l'effet de l'échauffement. Le plasma ehaud enrichi en vapeurs métalliques est excité non pas par une de charge mais par effet athermique. Il émet un spectre de raies en particulier la raie jaune,fort intense dans la lampe du visible. ta lampe ainsi obtenue fournit, pour une intensité et une tension d'utilisation égales à celles d'une lampe classique a incandescence, un flux lumineux bien supérieur. ta figure 2 illustre ce fait. Le tracé 20 eorrespond au relevé du flux lumineux è en fonction de la tension v d'alimentation pour une lampe à incandescence fonctionnant sous 12 volts. Le tracé 21 correspond au relevé des points donnant le flux lumineux en fonction de la tension d'alimentation pour la lampe spéciale selon l'invention.On remarque que les deux traces sont pratiquement identiques au-dessous de dix volts. vais lorsoue le plein régime d'incandescence est atteint déjà le plasma, excité thermiquement, émet son spectre de raies ce qui est manifesté par la brusque monter e du flux émis aux alentours de 10 volts. Le rendement énergétique de la lampe est accru dans des proportions voisines du simple au double pour la tension de régime : ici 12 volts. Ceci constitue un excellent résultat qui ourle des possibilités très larges d'application. D'abord pour l'éclairage automobile, les feux de croisement, l'éclairage domestique courant aussi bien que celui des larges surfaces. L'avantage énergétique n'est amoindri par aucune des sujétions inhérentes aux lampes à M charge. Economiquement les lampes spéciales selon l'invention appor tent une solution d'un prix de revient peu élevé et de hautes performances. La rorrection du rendu de couleurs peut encore être améliorée grâce à l'asjonc- tion de métaux à spectre de raies appropriées. Le procédé de fabrication est celui d'une lampe à incandescence, l'enceinte est du type de celle d'une lampe à décharge, le remplissage en gaz est conjugué avec l'adjonction d'un métal vaporisable idoine. Ce métal peut etre inclus sous la forme d'un élément ou d'un composé. Les avantages de haut rendement énergétique, d'adaptation du rendu de couleurs, de faible prix de revient et de parfaite simplicité de construction et d'emploi ne peuvent échapper à l'homme de l'art averti des difficultés d'augmenter le rendement des lampes classioues à incandescence. Ils sont de nature à lui suggérer des applications variées. Bien que les principes de la présente invention aient été décrits cidessus en relation avec des exemples particuliers de réalisation, on comprendra clairement que ladite description est faite seulement à titre d'exemples et ne limite pas la portée de l'invention. REVENDICATIONS 1. Lampe à incandescence comprenant une enceinte fermée étanche incluant sous une atmosphère gazeuse un filament conducteur de l'électricité relié à au moins deux électrodes externes caractérisée en ce que - à l'intérieur de ladite enceinte est encore inclus au moins un métal, à l'état d'élément ou de composé, apte à fournir sous l'effet d'un échauffement thermique des vapeurs émissives de rayonnement lumineux - et en ce que, en régime de fonctionnement, l'atmosphère gazeuse chargée en vapeurs métalliques émissives concourt avec le filament incandescent pour émettre à l'extérieur un rayonnement de puissance lumineuse accrue. 2. Lampe à incandescence selon la revendication t, caractérisée en ce que le métal qu'elle inclut dans son enceinte est un alcalino-terreux, tel le sodium, introduit éventuellement sous la forme d'un compose. 3. Procédé de fabrication d'une lampe à incandescence spéciale caractérisé en ce qu'il comporte les opérations suivantes - après avoir exécuté le montage interne du filament de tungstène et sa soudure aux électrodes de sortie de la lampe ; - on introduit dans l'enceinte un métal, tel le sodium en quantité prédéterminée - on procède au remplissage de l'enceinte, faite en alumine frittée transparente, et comportant des embouts scellés dans au moins un capot métallique d'extré mité en introduisant un gaz rare, tel le xénon, à une pression prédéterminée, au moyen d'un tube métallique scellé dans l'un deseits capots et servant à la fois de queusot, d'électrode d'amenée de courant et de support de filament. 4. Lampe a incandescence selon les revendications 1 et 2, caractérisée en ce que le ravvornement qu'elle émet pressente à la fois un spectre continu et un spectre de raies.