Brevet FR2425725A1 — publié le 19791207

La présente invention a pour objet un tube à décharge électrique, notamen ou type lampe à sodium à haute pression ou lampe à vapeur d'halogénure de :rtaI pouvant fonctionner à l'atmosphère libre et comportant un dispositif pour régler la répartition des températures dans l'enceinte de décharge, ce dispositif etant disposé aux extrémités du tube et comprenant des bagues thermiquement isolantes réglables axialement et entourant lesdites extrémités du tube, ces bagues étant pourvues d'un revêtement en matière ceramique ou en aluminium. On connaît des tubes à décharge électrique dans lesquels la décharge a lieu sous forme d'un arc électrique dans une atmosphère de vapeur de métal ou de sels métalliques. Lorsqu'on désire obtenir un rendement éleve, du point de vue de la luminosite ou une coloration optimum, la pression de vapeur régnant dans l'enceinte de décharge doit être relativement élevée.Cette pression de vapeur est définie par la somme des pressions partielles des substances présentes dans ladite enceinte, dites "substances de décharge", telles que mercure, sodium, iodure de sodium ou analogues Toutefois, afin de pouvoir atteindre une pression totale de vapeur d'une valeur suffisamment élevée, il est également nécessaire que la température présente pendant le fonctionnement une valeur suffisamment élevée, même à l'endroit le plus froid du tube de décharge, c' est-à-dire dans la zone appelée "point froid"; la température régnant dans cette zone est aussi appelée couramment "colispots-temperature" Dans des lampes connues à haute pression au sodium, la température au point froid est de 650 à 7000C, ce qui permet d'obtenir un bon rendement de luminosité, mats la coloration de la lumière fournie par une telle lampe n'est pas satisfaisante. Lorsqu'on désire améliorer la qualité de la coloration (définie par l'indice de coloration), la temperature au point froid doit être augmentee; toutefois, cette augmentation est limitée par la répartition favorable des températures qui peut en résulter dans le tube à décharge, dans certains cas particuliers. Par exemple, lorsque le tube de decharge est place dans un récipient de verre so-us vide, la température dans les zones les plus chaudes du tube atteint des valeurs tellement élevées que la résistance du matériau du récipient tombe au-dessous d'un seuil admissible.Il s'en suit que la température au point froid du tube est également limitée à une certaine valeur, en raison de la mauvaise répartition des températures et de la limite maximum de la température admissible, compte tenu des caractéristiques de rsistance dudit récipient. On connait également des lampes a décharge à haute pression fonctionnant en atmosphère libre, c'est-à-dire sans récipient de protection extérieur. Des sources de lumière de ce genre sont décrites, par exemple, dans le brevet hongrois No. 169 051 et les brevets des Etats-Unis d'Amérique Nos. 2 177 714 et 3 821 587. Toutefois, le fonctionnement de ces lampes connues pose des problêmes, car il est difficile d'assurer une influence optimum sur la température au point froid, compte tenu de l'effet de refroidissement dû à l'air atmosphérique. Dans le cas de la lampe selon le brevet des Etats-Unis d'Amérique No. 2 177 714, on propose d'influencer ou régler la répartition des temperatures dans la lampe en donnant à celle-ci une forme particulière, et notamment en donnant à la zone centrale du récipient un diamètre plus grand que celui de ses zones terminales. Toutefois, cette solution n'est pas avantageuse parce que la lumière produite dans le plasma de décharge doit traverser une couche de vapeur relativement épaisse où elle est partiellement absorbée, ce qui se tradut par une diminution du rendement ou de l'intensité lumineuse. Selon d'autres solutions connues, la température au point froid de la lampe est susceptible d'augmenter par la présence de miroirs ou par une coloration blanche des extrémités du tube, ce qui permet de réduire les pertes de radiation. Ces solutions présentent toutefois l'inconvénient de n'être applin cables qu"a des tubes à décharge fonctionnant sous vide. Le tube à décharge selon la présente invention comporte des moyens de réglage de la température optimum de fonctionnement, et la différence entre les températures maximum et minimum de la paroi du tube est réduite à une valeur minimale, par coxpara,son aux tubes à décharge connus, la température au point froid du tube pouvant ainsi être maintenue à la valeur optimum de la température dite "cold-spots-temperature"; selon l'invention, ce résultat est obtenu grâce à un dispositif comportant aumoins une bague thermiquement isolante formée, de préférence, de laine de kaolin et entourant au moins une zone froide du tube de decharge, cette bague étant enrobée d'un revêtement de matière ceramiaule ou d'aluminium. Grâce à cet agencement, la pression de vapeur régnant dans l'enceinte de décharge est maintenue à une valeur constante assurant un bon rendement de lu mimosité et de coloration et, par ailleurs, les dimensions de la lampe, notammen son diamètre, peuvent être réduites grâce à une utilisation plus efficace du ma tériau, la couche de vapeur présentant une épaisseur plus faible et les pertes de rendement dues à l'absorption de la lumière pendant que celle-ci traverse ladite couche de vapeur se trouvant considérablement reauites,ce qui entraîne une augmentation correspondante du rendement de luminosité. D'autres buts et avantages de la présente invention apparaîtront à la lecture de la description suivante et de la figure jointe, données à titre illustratif mais non-limitatif. La Figure unique représente un mode de réalisation de l'invention. L'enceinte de décharge d'un tube de décharge 1 connu en soi, qui peut également fonctionner en atmosphère libre sans récipient de protection est délimitée par un tube 2 en matière céramique et par des capuchons d'extrémité 3 fixés par fusion. La décharge électrique de la lampe ainsi constituée s'effectue entre des électrodes 4 fixées sur les capuchons 3 dans une atmosphère de vapeurs de substances présentes dans l'enceinte de décharge, par exemple de la vapeur de sodium. La zone la plus chaude du tube de décharge est la zone centrale 5 du tube 2 en matière céramique, tandis que les points les plus froids se situent aux extrémités 2a, dans les zones de liaison entre le tube 2 en matière céramique et le capuchon 3. Selon une caractéristique importante de la présente invention, le tube de décharge conforme -au mode de réalisation décrit ici et représenté sur la figure comporte une tubulure 7 liée par fusion au capuchon 3, l'extrémitélibre de cette tubulure étant fermée par un élément obturateur 8. De préférence, l'espace intérieur défini par la tubulure 7 est. rempli d'un gaz rare appelé à protéger le conducteur d'électricité 10 traversant cet espace intérieur contre l'oxydation. Le point le. plus froid de l'enceinte de décharge est entouré, selon l'invention, par une bague thermiquement isolante 11. Cette bague peut être formée de manière particulièrement avantageuse, par exemple, du produit commercialise sous la désignation de "Kaowool", par la Société britannique dite "Morganite Ceramic Fibres Limited". Ce matériau supporte de manière durable des températures pouvant atteindre 12000C et possède d'excellentes propriétés d'isolation thermique. Le matériau thermiquement isolant est enrobé, selon l'invention, d'un revêtement 12 solide en aluminium ou en matiere céramique qui protège la bague 11 thermiquement isolante contre des effets mécaniques extérieurs indésirables. Conformément à l'exemple ci-dessus, on fabrique des tubes à décharge remplis de sodium dont le tube 2 en matière céramique presente un diamètre exterieur de 9,5 mm et une longueur de 80 mm, la bague thermiquement isolante 11 etant formée de laine de Morganite-Kaowool, cependant que le revêtement solide en matiere céramique 12 présente un diamètre extérieur de 16 mm et une longueur de 20 mm. Pour une consommation d'énergie de- 400W, on obtient un indice moyen de coloration de Ra=40, la température maximum des tubes en matiere ceramique ne dépassant pas 1050 C. On convient de rappeler, à titre de comparaison, que la température maximum d'un tube à décharge a la vapeur de sodium, formé de matière céramique et agencé de manière classique présente un indice de coloration d'environ Ra=20 pour 12500C, cet indice ne pouvant pas être augmenté, en raison de la mauvaise répartition des températures. Ces valeurs comparatives démontrent clairement et numériquement l'intèret que présente le tube à décharge selon l'invention par comparaison aux tubes à decharges connus jusqu'à présent. On peut résumer comme suit les avantages offerts par la presente invention: - Dans les zones nommées "zones froides" ou "points froids" du tube à décharge, on peut régler uneempérature optimum ("cold-spots-temperature") et la main tenir. - Le rendement de luminosité est accru, les pertes de lumiere par absorption de celle-ci dans les vapeurs de mental étant réduites à l'intérieur d'un tube céramique à diamètre relativement faible. - Le tube à décharge électrique selon l'invention permet d'améliorer la coloration et le rendement de luminosité. Bien entendu, la présente invention n'est nullement limitée aux modes de réalisation décrits et représentes; elle est susceptible de nombreuses variantes accessibles à l'homme de l'art, suivant les applications envisagées et sans que l'on ne s'écartede l'esprit de l'invention. REVENDICATIONS 1.- Tube à décharge électrique, notamment sous forme de lampe à vapeur de sodium ou à chlorure de métal à haute pression pouvant fonctionner à l'atmosphère libre et comportant un dispositif de réglage de la répartition des températures dans l'enceinte de décharge définie par ledit tube, caractérisé en ce que ce dernier est pourvu, notamnient à au moins un des points les plus froids de ladite enceinte de décharge, d'au moins une bague thermiquement isolante enrobee d'un revêtement en matière céramique ou en aluminium et montée de manière déplaçable axialement. 2.- Tube à décharge selon la revendication 1, caractérisé en ce que ladite bague thermiquement isolante est formee de laine céramique ou minérale.