Brevet FR2478876A1 — publié le 19810925

n vo AO" LM: "r. eL 2 4C 7_ l2478876 Lampe a décharge à vapeur de métal à pression èlevée, de faible puissance et de forte luminance La pré2ente invention conce.rne les lanmpes à décharge à vapeur de mtal a pression élev.e, de faible puissance et à arc court, pourvues d'un culot unique, et, plus particulièrement, de telles lampes présentant une forte luminance par rapport à leur t;aille réduite. Les lampes du type à arc curt se+t e culot unique de faible puissance présentent une luminance généralement comprise entra 6 200 et l 000 Lambert lorsque leur puissance de fonctionnement oscille entre 50 et 75 Wat . Ces niveaux élevés de luminance cor- respondeS.nt a ceux que l'on obtient le plus souvent avec les lam- pes à incardescence du type balogànetungstàne de 150 Watt. Les lampes de for'[E luminance, telles que celles à incandescence du type balo ntungstàne, et celles au mercure ou au xénon à arc court équipcnt' les projecteurs utilisés pour l'éclaiLrage de théa- tres ou de studios. Les lampes au mercure à arc court peuvent eatteindre un niveau moyen de luminance d'environ 70 000 Lambert et les lampes au xénon à arc court 135 000 Lambert ou plus. Les deux dmrniers types de lampes précités sont cependant à double culot, c3est-à-dire que leurs électrodes sont disposées selon un - seul axe longitudinal. Las lampes de ce type à double culot, par exemple au xénon à arc court de 100 Watt, mesurent environ 78 mm de long tandis qus la loncguleur de leur arc est à peu près égale à 0,55 mm et que leur luminances atteint sensiblement 78 500 Lam- ber t. La pr6qente invention a pour but de réduire les dimensions de telles l-arpes tout en maintenanit dee-. Jniveaux élevés de luminance. SOlon l'invention, laE distance ent're les extrémitàs internes des électrodes est s@naiblement égale à la distance entre ces mg- V.es extrémit-és inter-nes et la paroi interne du tube à arco Le tu- et be est e Zp-l d'un mélange totalement dépourvu de mtaux alcali, et comprenant du mercure, un gaz d'amorçage et un constricteur de l'arc choisi dans le group.e des lanthanides, actinides et tho- rium. Les lampes conformes à la présente invention occupent un très faible volume par rapport aux autres lampes connues à arc court et de faible luminance; en outre elles présentent une luminance comprise entre 40 000 et 85 000 Lambert lorsque leur puissance de fonctionnement oscille entre 50 et 75 Watt. L'invention sera mieux comprise et d'autres buts, avantages et caractéristiques de celle-ci apparaîtront plus clairement à la lecture de la description qui suit à laquelle deux planches de dessins sont annexées. La Figure 1 est une vue en coupe et en élévation d'une lampe conforme à l'invention, et La Figure 2 donne les courbes de luminance par rapport à la puissance, de certains types connus de lampes et notamment pour celui conforme à l'invention. En référence maintenant à la figure 1, la lampe à arc court et à culot unique 10 comporte un corps transparent 12 tel qu'en quartz, déterminant une chambre à arc 14. Les proportions de la lampe 10 sont d'environ 18 mm de haut, 13 mm de large et 6 mm d'épaisseur. Le volume de la chambre à arc 14 est compris entre 0,2 et 0,4 cm, mais de préférence, de l'ordre de 0,3 cm3. Les première et seconde électrodes 16 et 18 sont scellées dans l'ex- trémité 20 de la lampe et font saillie à l'intérieur de la cham- bre 14. Les extrémités internes 22 et 24 des électrodes 16 et 18 déterminent la région de l'arc de la lampe et leur distance x est égale à la longueur de l'arc. La forme de la chambre 14 est telle que la distance la plus courte entre les extrémités 22 et 24 des électrodes 16 et 18 et la paroi interne de la chambre, la paroi supérieurs 26 sur l'exem- ple représenté, est sensiblement égale à la longueur x de l'arc. Cette forme permet de stabiliser l'arc de façon efficace et d'évi- ter l'adjonction de métaux alcali pour épaissir l'arc comme c'est le cas dans les lampes classiques à halogénure de métal. En outre, la lampe 10 est emplie d'un mélange incluant eu moin_ L const-ic- teur d'arc choisi parmi les lanthanides, les tBie et le Ico- rium, ainsi que du mercure, de l'iode, du scandium et de l'argon, ce qui permet successivement d'amorcer puis de favoriser l'arc. Il est souhaitable que la quantité de constricteui soit de 2lordre de 0,1 mg par 0,1 cm3 de la chambre à arc. De pzéférsnce, le cons- tricteur est en léger excès par rapport à cette quantité. 3 2478876 Selon un exemple de réalisation spécifique donné à titre non li- mitatif, le volume de la chambre à arc est égal à 0,3 cm3 environ et la distance x est égale à 1,5 mm environ. Dans le but d'obtenir une tension d'arc de l'ordre de 50 volts, le-mélange comprenant environ 14,95 mg de mercure, doit également inclure environ 0,45 mg d'iode, 0,3 mg de scandium qui pendant le fonctionnement de la lampe se transforment en un iodure de scandium destiné à corriger les couleurs, ainsi que 0,3 mg de thorium en tant que constricteur de ltarc, et d'e ë'argon à une pression de l'ordre de 200 Torr. Cette lampe est particulièrement appropriée pour être alimentée en courant alternatif du fait de la forme symétrique des électro- des 16 et 10, et présente des niveaux de luminance illustrés par la courbe A figure 2, c'est-à-dire compris entre 40 000 et 85 000 Lambert lorsque la puissance de fonctionnement oscille entre 50 çt 75 Watt. Toutefois, pour les lampes de projecteurs, il est préférableT que la luminance souhaitée soit comprise entre 36 500 et 40 500 Lambert de manière à obtenir une durée de vie raisonnable des électrodes et la finesse requise pour l'arc, de façon à conserver des tolérances satisfaisantes d'alignement optique. A titre comparatif, la courbe B représente les niveaux de lumi- nance des lampes à culot unique déjà connues, mais réalisées d'une autre manière que celles conformes à la présente invention. La ligne C en tirets indique la luminance des lampes à incandes- cence du type tungstène-halogène de 150 Watt, vendues actuellement dans le commerce. La lampe selon la présente invention apporte donc une réelle amélioration par rapport aux autres lampes connues puisqu'elle présente des niveaux de luminance approchant et quelque fois dé- passant ceux des lampes à mercure ou au xénon de beaucoup plus grandes dimensions, à arc court mais épais, et de puissances identiques. Bien que seul un mode préféré de réalisation de l'invention ait été décrit à titre non limitatif, il est évident que toute modifi- cation apportée par l'Homme de l'Art dans le même esprit ne sorti- rait pas du cadre de la présente invention. ol:j non 1] ojit, Ljmhert est 'gal à 10 candela par metre carré. rV REVENDICATIONS 1 - Lampe à décharge à vapeur de métal, à pression élevée, à faible puissance et à culot unique, comportant un corps transpa- rent déterminant une chambre à arc emplie d'un mélange permettant successivement d'amorcer puis de favoriser l'arc, une première et une seconde électrodes étant scellées dans le dit corps et fai- sant saillie à l'intérieur de la dite chambre, les extrémités in- ternes des dites électrodes déterminant la région de l'arc, la dite lampe étant caractérisée en ce que la distance (x) entre les extrémités (22, 24) des dites électrodes (16, 18) est sensiblement égale à la distance entre les dites extrémités (22, 24) et la pa- roi interne supérieure (26) de la dite chambre (14), le dit mélan- ge emplissant la dite chambre étant totalement dépourvu de métaux alcali, et incluant du mercure en quantité suffisante pour obtenir la tension déterminée d'arc, un constricteur d'arc choisi dans le groupe des lanthanides, actinides et thorium, et un halogénure. 2 - Lampe selon la revendication 1, caractérisée en ce que le dit constricteur d'-arc est constitué par du thorium. 3 - Lampe selon la revendication 2, caractérisée en ce que le volume de la chambre à arc est compris entre 0,2 et 0,4 cm. 4 - Lampe selon la revendication 3, caractérisée en ce que la tension d'arc est de l'ordre de 50 volts. - Lampe selon la revendication 3, caractérisée en ce que le dit mélange inclut environ 14,95 mg de mercure, 0,45 mg d'iode, 0,3 mg de scandium et 0,3 mg de thorium.