Brevet FR2464559A1 — publié le 19810306

TUBE A ARC POUR LAMPE A DECHARGE A HALOGENURE DE METAL PRESENTANT UNE MEILLEURE UNIFORMITE DES COULEURS. La présente invention concerne les lampes à décharge en arc à ha- logènure de métal. De telles lampes ont par exemple déjà été décri- tes dans les brevets américains 3,761,758 et 3,886,309. Elles com- prennent gn-ral.ement un tube à arc, appelé brûleur, pourvu d'élec- trodes à ses deux extrémités qui sont scellées et pressées. Le tube à arc est par exemple constitué par du verre de silice, du quartz ou de la silice fondue, et contient du mercure, un gaz d'amorçage et un ou plusieurs halogènures de métal. A chaque extrémité scellée du tube à arc, un fin ruban métallique, habituellement en molybdène, relie l'électrode au conducteur extérieur correspondant, et permet d'obtenir la fermeture hermétique du tube. La plus grande partie de la surface des extrémités scellées est en général aplatie à l'exception de saillies et/ou d'évidements pré- vus pour permettre la fixation des pattes qui y sont agrafées, ainsi qu'à l'exception d'une arête située juste en dessus du bâtonnet en- castré faisant office d'électrode. Ces saillies et/ou évidements ne sont généralement pas situés au dessus de l'un quelconque des conducteurs métalliques encastrés et cette arête qui a pour but d'éviter le fendillement du scellement pendant la durée de vie de la lampe, s'étend habituellement de l'ex- trémité interne du tube à arc au point de jonction de l'électrode et du ruban métallique. Il existe d'autres types de lampes pourvues d'un scellement dans le quartz, par exemple les lampes à filament au tungstène-halogne, scellement dans lequel il est possible de ménager des saillies en vue d'interdire tout déplacement des conducteurs métalliques lors 2 2464559 de l'opération de compression ou dans le but d'absorber l'excés de *u;. rtz I"J a..s.E la!:Jes r pieds;,reseés scellés sont réalisées avec du verre mou ou dur ne n'cessitant pas la présence de fins rubans mtntaliicues dans 'e!i- -our obtenir un sceilement 2ermmtiîiue sa- tisfaisant. Toutepfois, des sai ies ou des évidements peuvent gtre ménagés dans leurs pieds pour absorber l'excédant de verre ou sup- pléer à un manque de verre lors de l'opération de compression du a:ied, po,-r dter inar des -cons de ontbga de la lampe, ou encore pour renforcer les points de sorties'des fils conducteurs. Cependant, le cycle thermique-auc-uel sont soumises les lampes a décharge à halogènure de métal est beaucoup plus sévère que celui auquel sont soumises les lampes d'autres types du fait que lors du fonctionnement, la température au pied de ces lampes est beaucoup plus élevée. Pour cette raison il est en général nécessaire de mé- nager une arête en regard des électrodes des lampes de ce dernier type de manière à interdire tout fendillement du verre. On a observé que dans les lampes scellées pressées, il existe sou- vent une fissure dans le scellement qui s'étend à partir de l'extré- mité interne le long de l'électrode sur une courte distance, par exo.Uple de l'ordre de 1,3 mm. En général, une telle fissure ne pré- sente pas d'inconvénient. Toutefois, dans les lampes à décharge à halogènure de métal, les halogènures sont partiellement vaporisés lors du fonctionnement de la lampe, et la pression de la vapeur est fonction de la température du point le plus froid à'l'intérieur du tube à arc. On a également observé que la température à l'intérieur oe la fissure eat neetemnt inférieure à celle rignant ' l'extrômité intern- du -tu'be, cette dernière ayant été jusqu'à present considérée comme Ètant la partie la plus froide. Par exemple, pour une lampe de 3 2464559 400 watts, la température dans la fissure est de 680C environ tan- dis qu'à l'extrémité interne du tube elle est de 7802C environ. Dans ces conditions, c'est la température de la fissure qui déter- mine la pression de vapeur des additifs d'halogènures de métal, d'o il résulte que la présence et les dimensions de ces fissures affectent de manière importante le rendement lumineux et la couleur de la lampe. En outre, la nécessité de devoir prévoir un moyen tel qu'une arête dans le scellement directement en regard de ltélectro- de de manière à éviter la formation de fendillements, représente une source accrue de difficultés parce que la compression du quartz à l'état mou est toujours inférieure au point o les électrodes pé- nètrent dans le tube. Par exemple, dans une lampe de 175 watts, l'épaisseur du scellement est de 2,0 mm environ tandis que l'épais- seur au niveau de l'argte est de 2,4 mm environ. Dans une lampe de 400 watts, ces épaisseurs sont respectivement égales à 2,95 et 3,58 mm environ. Ainsi, l'épaisseur du scellement au niveau de l'arête dépasse de 0,38 à 0,63 mm celle du reste du scellement, d'o résulte une diminution de la compression au point considéré. D'autre part, on a observé que le point de contrainte maximale auquel le cycle thermique se produit est situé à l'extrémité du bâ- tonnet constituant électrode, situé à l'intérieur du scellement. Plus précisément, il s'agit du point de l'électrode situé à l'opposé du point de jonction du bâtonnet et du fin ruban métallique par rap- port à l'axe du tube. Selon l'invention, l'argte prévue dans l'Art Antérieur est supp.ri- mée, tandis qu'une saillie est prévue dans le scellement au point de contrainte maximale précité. Grâce à cette disposition, il est possible de compresser suffisam- 4 2464559 ment le quartz fondu au bord de l'extrémité interne du tube de ma- niâre ài éviter la formation des fissures précitées au cours du cy- cle thermique. L'invention sera mieux comprise et d'autres buts, avantages et caractéristiques de celle-ci apparaîtront plus clairement à la lec- ture de la description qui suit à laquelle une planche de dessin est annexée. La Figure 1 est une vue en élévation d'un tube à arc pour lampe à décharge à halogènures de métal conforme à la présente invention, et La Figure 2 est une vue en coupe selon II-II de la figure 1. En référence maintenant aux figures, le tube à arc 1 en quartz comporte un scellement pressé 2 à chacune de ses extrémités. Il est empli de mercure, d'un gaz inerte et d'un ou plusieurs halogènures de métal. A chaque extrémité du tube, une électrode en forme de bâ- tonnet 4 supporte une bobine de tungstène 3. Un fin ruban 5 de mo- lybdène est encastré dans chaque scellement. L'une des extrémités du ruban 5 est soudée au bâtonnet 4 tandis que son autre extrémité est soudée au fil conducteur 6. Le point de contrainte maximale dans le scellement 2 est, comme indiqué précédemment, situé au point 7 qui est l'extrémité du bâtonnet 4 à l'opposé du point de jonction du bâtonnet 4 et du ruban 5. Selon l'invention, la partie de quartz immédiatement en regard du point 7 est épaissie au moyen d'une saillie 8 pratiquée dans le scellement 2. Cette saillie 8 ne s'étend pas jusqu'à l'extrémité interne 9 du tube de manière à éviter les fissures lors de la com- pression, comme indiqué précédemment. Suivant un exemple de réalisation pour une lampe de 250 watts, l'électrode 4 est constituée par un fil de tungstène de 0,58 mm de diamètre et elle est soudée à un ruban de molybdène au moyen d'une soudure au platine. Le fil conducteur 6 est un fil d1e mo!ybdène de 0,76 mm et il est soudé au ruban 5 de manière identique. Le tube à arc est constitué par un tube an quartz de 15 sur 17 mn. Le scelie- ment 2 a 2,44 mm d'épaisseur. La saillie 8 s'élève approximativement de 0, 63 mm au dessus de la surface de scelleraent 2 et s'arrte à 2,34 mm environ de l'extrémité interne du tube 9. Cette saillie 8 est obtenue au moyen d'une rainure pratiquée sur l'une des deux ma- choires utilisées pour le scellement par compression. Cette rainure est de forme sensiblement ovale est mesure 0,89 mm de profondeur sur 0,32 mm de large et 0,47 mm de longo L'lectrode d'amorçage 10 est constituée par un bâtonnet de tungstène de 0,30 mm de diamètre, suffisamment petit pour ne pas créer de fissures lors du cycle ther- mique. Le tube à arc 1 contient un mélange d'argon, de mercure, d'iodure de scandium et d'iodure de sodium. En comparant cette lampe à des lampes classiques de même puissance, on a pu constater que l'élimination des fissures par les moyens de l'invention permet d'obtenir une meilleure uniformité de couleur. D'après un échantillonnage statistique significatif, la couleur des lampes conformes à la présente invention tombe à l'intérieur d'une ellipse de McAdam de cinq étages, tandis que les autres lampes n5cessitent une ellipse de huit ttages pour inclure leurs points de couleur. Bien sue seul un mode de réalisation de l'invention ait été décrit il est évident que toute modification apportée par l'Homme de l'Art dans le même esprit ne sortirait pas du cadre de la presente inven- tion. 6O 2464559 R E V E N D I C A T I O N S 1 - Tuba à arc an verre à teneur élevée en silice pour lampe à d'chzrga, empli d'arGon, d'un gaz Cd'amorçage et d'au moins un halo- g=r^.'. 'tal., at scel, par comresc:ion à chacune de ses extrémi- tés dans chacune desquell:es est disposue une électrode en forme de b9Lonnet, un fin ruban métallique étant connecté audit bStonnet dans scJ.. e'erv.,, cara.2' en ce 'Une saillie est pratiquce d la surface du scelleNent immédiatement en regard du point de jonction dudit btonnet et dudit ruban, ladite saillie augmentant ltépaisseur du verre au niveau dudit point de jonction, ladite saillie étant relativcmer.t 6loignée de l'extrAmitC in-terne dudit tube. 2 - Tube selon la revendication 1 caractérisé en ce que ladite saillie est pratiquée sur la surface dudit scellement à l'opposé dudit point de jonction.