Brevet FR2458891A1 — publié le 19810102

L'invention concerne un appareil à tube à rayons cathodiques à grande brilance plus particulièrement des- tiné à être utilisé dans un appareil à grande brillance tel qu'un projecteur couleur par exemple. Dans l'art antérieur des tubes à rayons cathodiques à grande brillance, lténergie d'un faisceau d'élec- trons tombant sur un écran phosphorescent est choisie avec soin tour reproduire une image optique de grande brillance. Cependant, comme la conductibilité thermique du panneau avant ou panneau de verre sur lequel est déposé l'écran phosphorescent, est faible, en particulier en régime permanent, il est très difficile de diffuser ou de rayonner la chaleur, de sorte que la tempéra- ture au centre du panneau monte considérablement. Il en résulte ce qu'on appelle une atténuation thermique de la phosphorescence.. Cette atténuation thermique est un phénomène selon lequel la brillance de la couche phosphorescente diminue lorsque la température devient trop élevée. Dans ce cas, comme le degré d'atténuation thermique n'est pas le même pour les différentes couleurs de phosphorescence, il en résulte une perturbation de l'équilibre du blanc. Cette perturbation de l'équilibre du blanc au centre de l'écran phosphorescent conduit à une dégradation considéra- ble de la qualité des images. Pour éviter cette dégradation on peut considérer que pour obtenir l'équilibre du blanc au centre du panneau il faut régler la brillance des autres couleurs de phosphorescence. Cela entraine cependant un déséquilibrage du blanc dans la partie périphérique du panneau, de sorte qu'il devient impossible d'obtenir une brillance convenable de l'ensemble du panneau. Pour éviter l'augmentation de température du panneau avant du tube à rayons cathodiques provoquant l'atténuation thermique de la couche phosphorescente déposée sur le panneau avant, il suffit de refroidir la surface de ce panneau au moyen d'un ventilateur, Cependant ce ventilateur produit un courant d'air amenant de la poussière sur la surface de ce panneau avant. La poussière adhère alors sur la surface du panneau en détériorant la brillance de celui-ci. De plus le bruit produit par le ventilateur pose également un problème. Pour éviter les inconvénients ci-dessus on a proposé l'utilisation d'un appareil dans lequel on amène un 2.- ' 2458891 matériau réfrigérant transparent, tel qu'un liquide circulant par convection, en contact avec la surface avant du panneau pour refroidir celui-ci. Cependant cet appareil est de construction relativement compliquée et par conséquent très cher. L'invention a donc pour but de résoudre ces problèmes en créant un appareil pour tube à rayons cathodi- ques de construction simple permettant d'augmenter considérable- ment le rayonnement de chaleur d'un réfrigérant. A cet effet l'invention concerne un appareil à tube à rayons cathodiques, appareil caractérisé en ce qu51 comprend un corps métallique de rayonnement de chaleur placé sur le pourtour avant au moins du panneau avant du tube à rayons cathodiques, un panneau transparent situé en face du panneau avant à une distance prédéterminée de celui-ci, le corps métallique venant en butée contre le pourtour avant du panneau avant et contre le pourtour du panneau transparent de manmre à former un espace entre ces dçux âéments; et un réfrigérant transparent scellé dans cet espace. D'autres caractéristiques et avantages de l'invention apparaîtront plus clairement à la lecture de la description dkaillée qui suit et qui se réfère aux dessins ci- joints dans lesquels les mêmes références désignent les mêmes éléments. Sur ces dessins: - la figure 1 est une vue de face représen- tant un exemple d'appareil utilisant un tube à rayons cathodi- ques selon l'invention, - la figure 2 est une vue de côté partiel- lement en coupe, de l'exemple de réalisation représenté sur la figure 1, les figures 3, et 4 sont des vues dei côté représentant, partiellemet en coupe, d'autres exemples de réa- lisation de l'invention, et - les figures 5 et 6 sont des diagrammes schématiques destinés respectivement à illustrer les espaces dans lesquels on introduit le réfrigérant. On décrira maintenant l'invention en se référant aux dessins ci-joints sur lesquels les figures 1 et 2 représentent un premier exemple d'appareil à tube à rayons cathodiques selon l'invention. Sur ces figures la référence 1 désigne d'une façon générale l'appareil à tube à rayons catho- diques selon l'invention, et la référence 2 le tube à rayons cathodiques lui-même. Dans cet exemple le tube à rayons catho- diques 2 est du type à panneau plat, c'est-à-dire que son panneau 3 recouvert d'un écran phosphorescent 3 (non représenté) sur sa surface intérieure, est constitué par une plaque de verre plate. Ce panneau 3 est scellé par frittage à la surface d'extrémité ouverte 4a d'une partie en forme d'entonnoir 4 du tube 2. Sur les figures, la référence 5 désigne un câble d'alimentation haute tension sortant de la partie de joint fritté prévue entre le panneau 3 et la partie en enton- noir 4, ce câble étant branché à une borne d'alimentation haute tension (non représentée) et la référence 6 désigne un dispositif de déviation horizontale et verticale. Dans cet exemple de réalisation un corps métallique de diffusion thermi- que est monté, à la manière d'une entretoise entre le panneau avat 3 du tube à rayons cathodiques 2 et un panneau transparent 11 séparé du panneau 3 et venant à une distance prédéterminée en face du panneau 3. Ce corps métallique est en contact avec un réfrigérant transparent placé ou scellé dans l'espace situé entre le panneau avant 3 et le panneau transparent 11. Dans l'exemple des figures 1 et 2 on utili- se, comme entretoise métallique ci-dessus, un capot de métal cylindrique 7, formant un meilleur écran pour les rayons X, ce capot métallique étant placé de manière à entourer le pour- tour du tube à rayons cathodiques 2 en allant de la partie périphérique avant du panneau 3 à la partie arrière coaxiale avec(.le tube 2. Le capot métallique 7 est muni d'un rebord 8 replié vers l'intérieur de manière à venir buter contre le pourtour avant du panneau 3 du tube 2, d'une partie cylindrique 9 partant du rebord 8 pour s'étendre vers l'avant suivant l'axe du tube 2, et d'une partie de rebord 10 placée à l'avant de la partie cylindrique 9 dans la direction de l'axe du tube 2. Ce capot métallique 7 peut par exemple être réalisé par moulage ou emboutissage d'une plaque de fer galvanisée dont la surface est soumise à un traitement noircissant, ou peinte en noir pour augmenter le rayonnement calorifique à la surface de cette plaque. Contre la surface extérieure de la partie de rebord 10 du capot métallique 7 vient buter le panneau trans- parent 11 venant à son tour en face du panneau avant 3 du tube 2, à une distance prédéterminée de celui-ci. On obtient ainsi un espace 12 entouré par le panneau transparent 11, le panneau 3 du tube 2, la partie cylindrique 9 et le rebord 10 du capot métallique 7. Cet espace 12 est scellé hermétiquement. On utilise pour cela un agent d'étanchéité adhésif 13 tel q'uine résine silicone chargée entre le panneau transparent 11 et la partie de rebord 10 du capot métallique 7 et déposée sur le pourtour extérieur de celui-ci pour assurer son étanchéité. De la même façon l'agent d'étanchéité adhésif est chargé dans la partie située entre le pourtour de la partie avant du panneau 3, le pourtour extérieur de celle-ci, et la surface intérieure du capot métallique 7 pour assurer l'étanchéité de cette partie. Dans l'espace situé entre le tube 2 et le capot métallique 7 est chargé un matériau 34 tel qu'une résine silicone ou autre, si cela est nécessaire. Une pièce de fixation 15 percée d'un trou de fixation 14, réalisée par exemple en métal, est fixée à la surface extérieure du capot métallique 7 par soudure ou autre. Quand on monte le tube à rayons cathodiques 2 dans une boite ou sur tout autre élément fixe (non représenté) on peut, si on le désire, visser un boulon à cette boite en passant à travers le trou 14. Le réfrigérant 17 est chargé dans l'espace 12. Il est souhaitable d'utiliser comme réfrigérant 17 un liquide transparent au sein duquel se produise un mouvement de convection effectif lorsqu'on le chauffe audessus de la température ambiante, ou dont le point de fusion p.f. soit inférieur à 0 C, la viscosité 1 de ce liquide étant d'autre part faible. De plus il est souhaitable que ce réfrigérant 17 soit choisi parmi des matériaux à indice de réfraction voisin de celui du verre constituant le panneau 3. Enfin le réfrigérant 17 doit être peu toxique, bon marché, et caractérisé par des propriétés de conductibilité électrique telles que celles de l'alcool de benzyl, du benzoate de méthyl, du benzoate d'éthyl, de l'oxalate diéthyl, du phtalate dibutyl, du glycol d'éthylène, de mélanges de ces produits entre eux, de mélanges d'eau avec ces produits ,- 2458891 ou de mélanges de ces produits avec de l'eau etc... Le réfrigérant 17, par exemple liquide, est introduit dans l'espace 12 par une ouverture non représentée mais traversant la partie cylindrique 9 du capot métallique 7, puis l'ouverture est fermée par exemple par un bouchon de caoutchouc, et enfin scellée par une résine. Du côté arrière du capot métallique 7 est prévu un autre capot métallique cylindrique 16 jouant également un rôle d'écran pour les rayons X, de manière à empêcher le rayonnement d'ondes électromagnétiques à l'extérieur du tube à rayons cathodiques 2 par coopération des capots métalliques 7 et 16. - Dans la forme de réalisation de l'invention décrite ci-dessus, leréfrigérant 17 est amené en contact avec la surface avant du panneau 3 du tube à rayons cathodiques 2, avec la partie cylindrique 9 du capot métallique 7 et avec son rebord 10, de façon que la chaleur produite dans le panneau 3 soit conduite vers le capot métallique 7 par le réfrigérant 17, puis ensuite vers le capot métallique 16. Par suite la chaleur conduite vers les capots métalliques 7 et 16 est effectivement rayonnée vers l'extérieur par la grande surface extérieure de ceux-ci. Dans ce cas, lorsqu'on utilise un liquide comme réfrigérant 17, si la température du panneau 3 augmente le réfrigérant 17 chauffé par le panneau 3 se déplace vers b haut en provoquant un mouvement de convection en son sein. Par suite, même la chaleur produite au centre du panneau 3 se trouve effectivement transmise à la partie cylindrique avant 9 et à la partie de rebord 10 du capot métallique 7, ces deux parties étant situées à la périphérie extérieure du capot métallique 7, Dans ce cas si le capot métallique 7 est soumis à un traitement lui permettant de rayonner une grande quantité de chaleur, comme décrit ci-dessus, la chaleur conduite vers ce çapot 7 se trouve effectivement rayonnée. Comme décrit ci-dessus le réfrigérant 17 est amené en contact avec le panneau 3 et le capot métallique 7 qui sert d'écran pour les ondes électromagnétiques et sert en même temps à rayonner la chaleur que lui transmet le réfrigérant 17. Cette solution ne met en oeuvre aucune structure compliquée pour atteindre les buts ci-dessus et permet d'éviter très -.- 2458891 efficacement l'augmentation de température du panneau, même si l'appareil est utilisé en permanence pendant de longues périodes de temps. De plus, selon l'invention, le réfrigérant 17 amené en contact avec le panneau 3 du tube à rayons cathodi- ques 2 et avec le panneau transparent 11, est conducteur de l'électrioité de sorte que les charges statiques s'écoulent facilement. D'autre part quand l'agent de remplissage 34 est placé entre le pourtour extérieur avant du tube 2 et le capot métallique 7, comme décrit ci-demus, l'isolement entre le tube 2 et la capot métallique 7, et en particulier entre la borne d'alimentation haute tension et le capot métallique 7, se trouve considérablement amélioré. De plus, si l'on utilise comme agent de remplissage 34 un matériau à conductibilité thermique relativement élevée, la chaleur produite à l'endroit du panneau 3 s'écoule encore plus facilement vers le capot métallique 7 en augmentant ainsi l'effet de diffusion de chaleur. En fait, quand le réfrigérant 17 se trouve chauffé par le panneau 3, le volume de ce réfrigérant 17 augmente. Cependant, comme le produit 13 servant à sceller l'espace fermé 12 est un produit tel qu'une résine silicone ou autre à grande élasticité, les dilatations ou contractions du réfrigérant 17 peuvent être absorbées ou prises en compte par les diltations ou les contractions correspondantes du produit de fermeture étanche 13. Les figures 3 et 4 sont des schémas repré- sentant respectivement d'autres exemples de réalisatinn de l'invention. Dans l'exemple de la figure 3 des ailettes de forme annulaire 18 sont fixées au pourtour extérieur du capot métal- ljique 7 pour renforcer l'effet de rayonnement de chaleur, et dans l'exemple de la figure 4 on utilise des cannelures 19 fermées sur la partie cylindrique du capot métallique 7 pour obtenir le même résultat. Il est danacertains cas possible qu'une partie de l'espace 12 soit ouverte et que des soufflets 30 soient reliés à l'ouverture de l'espace 12 vers l'intérieur ou vers l'extérieur de celui-ci, comme indiqué sur la figure 5, pour prendre en compte les dilatations ou contractions du 4. réfrigérant 17. 7.- De plus un matériau spongieux ou poreux à bonne conductibilité thermique est placé sur le pourtour de l'espace 12, par exemple sur la surface intérieure de la partie cylindrique avant 9 du capot métallique 7, pour augmenter la surface de contact effective entre le capot métallique 7 et le réfrigérant 17 de manière à augmenter ainsi la conductibilité thermique. Dans les exemples ci-dessus de réalisation de l'invention, le réfrigérant liquide 17 remplit l'espace 12. Il est cependant possible dans certains cas que le réfrigérant liquide 17 circule et se refroidisse à l'extérieur de l'espace 12 pour refroidir plus efficacement le panneau 3. On peut obtenir ce résultat en utilisant par exemple la disposition représentée sur la figure 6 dans laquelle les parties supérieure et infé- rieure de l'espace 12 sont reliées respectivement, par des passages ou conduits 20 et 21, à une chambre de refroidissement 22 munie d'ailettes de rayonnement de chaleur 23. Des soupapes 24 et 25 sont prévues respec- tivement aux points de jonction entre l'espace 12 et le conduit 20, et entre l'espace 12 et le conduit 21. Ces soupapes 24 et sont du type clapets de retenue, de sorte que le liquide réfrigérant 17 ne peut circuler que dans un seul sens à partir de l'espace 12 pour passer par la soupape 24 _ le conduit 20_-* la chambre de refroidissement 22... le conduit 21 -> la soupape 25, vers l'espace 12, la circulation en sens inverse étant impossible. Dans cette disposition,le réfrigérant 17 dont le poids spécifique diminue du fait qu'il est chauffé, arrive à la chambre de refroidissement 22 par la soupape 24 et le conduit 20, pour se refroidir dans cette chambre. Le poids spécifique du réfrigérant augmente alors sous l'effet du refroidissement. Ce réfrigérant 17 dont le poids spécifique augmente retourne vers l'espace 12 par le conduit 21 et la soupape 25. Il en résulte que la circulation du réfrigérant 17 se fait automatiquement en partant de l'espace 12 pour passer par le conduit 20, la chambre de refroidissement 22, le conduit 21, et revenir à l'espace 12 en augmentant ainsi l'effet de refroidissement. Les variantes représentées sur les figures 5 et 6 peuvent bien entendu s'appliquer à chacun des exemples 8.- 2458891 de réalisation de l'invention représentés sur les figures I à 4. Dans les exemples ci-dessus on utilise un liquide comme réfrigérant 17, mais il va sans dire que l'inven- tion ne se limite pas à l'utilisation de réfrigérants liquides. D'autres modifications et variantes sont encore possibles dans le cadre de l'invention, comme cela apparaîtra clairement aux spécialistes de la question. 9e- 2458891 REVENDICATIONS 1.- Appareil à tube à rayons cathodiques, appareil caractérisé en ce qu'il comprend un corps métallique (7) (8) (9) (10) de rayonnement de chaleur placé sur le pourtour avant au moins du panneau avant (3) du tube à rayons cathodiques (2), un panneau transparent (11) situé en face du panneau avant (3) à une distance prédéterminée de celui-ci, le corps métalli- que venant en butée contre le pourtour avant du panneau avant (3) et contre le pourtour du panneau transparent (11) de manière à former un espace entre ces deux éléments; et un réfrigérant transparent (17) scellé dans cet espace. 2.- Appareil à tube à rayons cathodiques selon la revendication 1, caractérisé en ce que le corps métal- lique sert d'entretoise d'espacement entre le panneau avant et le panneau transparent pour former l'espace voulu entre ces deux éléments. 3.- Appareil à tube à rayons cathodiques selon l'une quelconque des revendications 1 et 2, caractérisé en ce que le corps métallique est scellé au panneau avant et au panneau transparent au moyen d'un corps adhésif élastique. 4.- Appareil à tube à rayons cathodiques selon l'une quelconque des revendications 1 à 3, caractérisé en ce que le corps métallique comporte des pièces de fixation destinées à supporter le tube à rayons cathodiques. 5.- Appareil à tube à rayons cathodiques selon l'une quelconque des revendications 1 à 4, caractérisé en ce que le réfrigérant transparent est un liquide électrique- ment conducteur mis à la masse du chAssis par le corps métallique.