Brevet FR2479562A1 — publié le 19811002

"Lampe à décharge dans la vapeur de mercure à basse pres- sion" La présente invention concerne une lampe à dé- charge dans la vapeur de mercure à basse pression compor- tant une enveloppe dans laquelle est disposé un tube à décharge fermé hermétiquement, contenant du mercure et un gaz rare, aux extrémités duquel sont prévues des élec- trodes entre lesquelles se produit une décharge lors du fonctionnement de la lampe, cette dernière étant munie en outre d'un ballast de stabilisation électrique pour la décharge et d'un culot à mince paroi relié à l'envelop- pe et muni de moyens servant à la fixation de la lampe dans une douille. Une telle lampe est connue de la demande de brevet français n0 2 401 519. La lampe décrite dans la susdite demande de brevet Français, qui présente de faibles dimensions, est munie d'un tube à décharge d'une forme telle que, lors du fonctionnement, le trajet de la décharge entre les élec- trodes est relativement long. Une telle lampe peut servir d'alternative à une lampe à incandescence utilisée pour l'éclairage général. Dans la lampe connue, le ballast de stabilisation électrique (monté en série avec le trajet à décharge) né- cessaire au fonctionnement de la lampe est inséré dans le culot cylindrique à mince paroi, qui est par exemple en matière synthétique. Une extrémité du culot est fixée à l'enveloppe (par exemple par serrage), alors que l'autre est plus ou moins conique et supporte par exemple une douil- le du genre Edison, à l'aide de laquelle la lampe peut être montée dans un appareil d'éclairage. Lors du fonction- nement de la lampe, il se produit le risque que la chaleur dégagée par le ballast provoque une augmentation de la température telle que l'isolation des fils de la bobine d'induction faisant partie du ballast en soit affectée. De plus,la paroi du culot risque d'être déformée par la chaleur. Ainsi, le risque que le culot se détache de l'en- veloppe n'est pas imaginaire. De plus, un grand dégage- ment de chaleur entraîne parfois une augmentation de la pression de vapeur dans le tube à décharge telle que la valeur critique (environ 6 x 10-3 torr.) pour une conver- sion optimale de puissance électrique en rayonnement ultra- violet risque d'être dépassée. Il en résulte une réduction du rendement de la lampe. Cet inconvénient se produit notamment dans les lampes o au moins une partie de la paroi du culot ou le ballast lui-même se situe dans l'am- biance immédiate du tube à décharge. Du fait que ce der- nier est en outre entouré d'une enveloppe, la température se produisant dans le tube pendant le fonctionnement at- teint facilement une valeur trop élevée pour un rendement aussi favorable que possible. La présente invention vise une lampe à décharge dans la vapeur de mercure à basse pression du genre mention- né dans le pr ambule, qui se prête à une réalisation sim- ple et dans laquelle l'influence de la chaleur dégagée dans le ballast électrique, sur le ballast lui-même et sur les autres parties de la lampe est aussi faible que possible. Une lampe à décharge dans la vapeur de mercure à basse pression conforme à l'invention est caractérisée en ce qu'au moins le ballast de stabilisation électrique et les extrémités du tube à décharge sont fixés sur une plaque métallique, qui est située près de la jonction entre le culot et l'enveloppe de la lampe, et qui s'étend prati- quement jusqu'à la face extérieure de la lampe. C'est ainsi que la plaque métallique s'étend jusqu'à la paroi du culot ou de l'enveloppe pour y reposer contre l'un des deux. Dans une lampe conforme à l'invention, la cha- leur dégagée par le ballast pendant le fonctionnement est -évacuée aussi vite que possible vers l'extérieur par la plaque métallique qui présente un coefficient de conducti- bilité thermique élevé. Dans une lampe conforme à l'inven- t/on, l'influence de la caleur dégagée par le ballast sur lui-meome et sur les autres piices de la lampe, comme le starter, le tube à déiarge, les lEs de coneion électriqes et le culot est aussi faible que possible. Dans une lampe conforme à l'invention, il ne faut pas d'ouver'- tures spéciales dans le culot au dans l'ewéppe pour maintenir le ballast à une tenpémtu relativemernt basse. Dans le tube à décharge, la pression de vapeur se stabilise autant que possible à une valeur aussi favorable que possible au susdit rendement de conversion. Dans une tbrme de réalisation d'une lampe conforme à l'invention, la plaque mé1allique remplit non seulement la fonction de refoidissement, mais également cell ded sot sous le tube à décharge, le ballast de sta:dli- atin, le starter, l'evDoppe de la ampe et le câblage électrique, qui est appliqué per exemple sur un disque en matière synthélique fixé sur la plaque métallique. Une telle concentration des enoits de fxation desdits &léments facilite la fioetin de la lampe. C 'est ainsi que la tube à décharge, l'enw - loppe et le starter peuvent ête fixés à 'aide d'ne colle aropiée ou bien à l'aide d'un raccord à vis, d'un raccord de serrage ou d'un raccord rapide sur la plaque métallique. Dans une forme de réalisation pratique, le tube à décharge est fixé sur la plaque métallique à l'aide d'un res- sort de serrage coopérant avec un bord relevé de la plaque métallique. Le tube à décharge s'applique contre ledit bord par suite de l'action exercée par ledit ressort. Dans une forme de réalisation préférentielle d'une lampe conforme à l'invention, la plaque métallique est munie de parois relevées entrant en contact intime avec au moins l'une des parois du ballast. Le ballast est positionné sur la plaque à l'aide de parois réali- sées sous formes d'ailes, ce qui assure en outre une bon- ne évacuation de la chaleur. Dans une autre forme de réalisation, la pla- que métallique est munie de parois relevées qui consti- tuent une gaine à section transversale rectangulaire- dans laquelle est inséré, au moins avec serrage, le bal- last de stabilisation. La gaine et la plaque constituent par exemple un ensemble. Dans une autre forme de réalisation d'une lampe conforme à l'invention, les parois relevées sont munies de moyens permettant la fixation'du tube à décharge. Ain- si, il n'est pas nécessaire de ménager dans la plaque mé- tallique des ouvertures spéciales dans lesquelles est fixé le tube à décharge à l'aide de colle ou de ciment. Lesdits moyens sont par exemple des étriers fixés aux bords rele- vés. De préférence, au moins sur une partie de sa périphérie, la plaque métallique est munie d'un bord relë- vé enfermant la paroi extérieure de l'enveloppe de la lam- pe. A son tour, le bord relevé est enfermé avec serrage par la paroi du culot. La plaque métallique sert en réali- té d'organe d'accouplement au culot et à l'enveloppe de la lampe. Dans une autre forme de réalisation d'une lam- pe conforme à l'invention, la-face de la plaque métallique opposée au tube à décharge comporte du matériau réflecteur, comme du dioxyde de titane. Le rendement lumineux de la lampe est ainsi avantageusement influencé. De préférence, la plaque métallique est en aluminium. Le ballast de stabilisation électrique peut être fixé sur la plaque métallique, par exemple par souda- - ge par points ou à l'aide d'un raccord à serrage ou à vis. Toutefois, dans une forme de réalisation spéciale de la lampe, la plaque métallique est constituée par l'une des lamelles en fer blanc dudit ballast. En effet, un ballast est constitué par un paquet de tôles feuilletées, par exem- ple un paquet constitué par des lamelles sous forme de U-T en fer blanc, dans la fenêtre duquel est disposée une bobine électrique. Cette forme de réalisation offre l'avan- tage de ne pas nécessiter de connexions additionnelles entre la plaque métallique et le ballast. Dans une lampe conforme à l'invention, le tube à décharge est de préférence courbé à au moins un endroit pour qu'une tension d'arc assez élevée soit obtenable dans le tube à décharge dans un volume de lampe aussi petit que possible. C'est ainsi que le tube à décharge est plié à plusieurs reprises en forme de coude. La description ci-après, en se référant au des- sin annexé, le tout donné à titre d'exemple non limitatif fera comprendre comment l'invention peut être réalisée. La lampe comporte une enveloppe cylindrique en verre 1, dont une extrémité est plus ou moins sphéri- que. La face extérieure de l'enveloppe est munie d'une configuration de cannelures 2 qui confère une luminance homogène à la lampe. Dans l'enveloppe 1 est disposé un tube à décharge étanche au vide, qui est plié trois fois en forme de coude. Aux extrémités du tube sont disposées des électrodes 4 et 5 entre lesquelles se produit la dé- charge pendant le fonctionnement. Sur la paroi intérieu- re du tube à décharge est appliquée une couche luminescente 6 assurant la conversion du rayonnement ultra-violet engen- dré dans la décharge en lumière visible. De plus, la lam- pe est munie d'un ballast de stabilisation électrique 7 (par exemple un paquet constitué par des lamelles en forme de U-T 7a et une bobine 7b) et un culot à mince paroi en ma- tière synthétique 8. Ce culot est fixé par une extrémité à l'enveloppe de la lampe, alors que son autre extrémité est plus ou moins conique et munie d'un culot 9 du genre Edison permettant le montage de la lampe dans une douille pour lampes à incandescence. Près de la jonction entre le culot et l'enveloppe est disposée une plaque en alumi- nium circulaire 10 qui s'étend pratiquement jusqu'à la face extérieure de la lampe et qui assure l'évacuation de la chaleur développée dans le ballast vers l'atmosphè- re entourant la lampe. La plaque comporte deux ailes rele- vées (dont l'une est représentée sur le dessin, notamment l'aile 11) qui sont fixées aux parois du ballast, par exem- ple par soudage. Le ballast est positionné de façon qu'une partie en soit entourée par l'enveloppe de la lampe et une autre partie (plus petite) par la paroi du culot. Ainsi, la longueur de toute la lampe est assez faible. De plus, la plaque est munie d'ouvertures destinées aux extrémités du tube à décharge 3. Le tube est fixé dans laa plaque à l'aide de colle. En outre, la plaque comporte une ouverture destinée au starter à lueur 12. Ce starter est muni de deux lames bimétalliques pratiquement de même longueur 12a et 12b. Ces lames bimétalliques sont orien- tées de façon à se courber vers le même côté dans le cas d'une augmentation de la température. La section-transver- sale d'une lame bimétallique est notablement plus petite que celle de l'autre lame bimétallique. Ainsi, les lames bimétalliques se touchent rapidement au cours du processus de démarrage, ce qui facilite l'amorçage du tube à déchar- ge 3, mais il ne se produit pas de contact entre les lames pendant le fonctiormement du tube à décharge et aux tempéra- tures, à ce moment assez élevées, du starter à lueur. Ce starter est muni d'organes de traversée destinés aux lames bimétalliques et constitués par un alliage de nickel au chrome-fer. Du côté du culot de la plaque métallique est fixé un petit disque à mince paroi en matière synthétique 13 avec lequel sont interconnectés, à l'aide de raccords de perçage, les fils d'alimentation des électrodes, du starter et du condensateur 14 correspondant au starter. De plus, au disque, qui est isolé électriquement de la plaque métallique 10, est fixé le fil d'alimentation d'un protecteur thermique relié au culot 9. Sur une partie de sa périphérie, la plaque métal- lique 10 est munie d'un rebord relevé 15, qui enserre l'en- veloppe 1. A son tour, le bord 15 est enserré par des parties de paroi (par exemple 16) du culot. La plaque métallique sert donc non seulement de plaque de refroidis- sement et de construction, mais également d'organe d'accou- plement. Dans une forme de réalisation pratique de la lampe décrite ci-dessus, la longueur totale du tube à déchar- ge 3 était de 36 cm; le diamètre interne était d'environ 10 mm. Le diamètre de la plaque métallique était d'envi- ron 6,5 cm. L'épaisseur était d'environ 0,8 mm. La hau- teur du ballast 7 était d'environ 3,5 cm, la largeur envi- ron 2,5 cm et la profondeur 4 cm. Le rendement lumineux de la lampe était de 900 Lm et le tube à décharge contenait une certaine quantité de mercure et d'argon (3 torrs), alors que sur la paroi inté- rieure était appliquée une couche luminescente constituée par un mélange de deux substances luminescentes, notamment de l'aluminate de cérium-magnésium activé à l'aide de ter- bium et-émettant une luminescence verte et de l'oxyde d'yt- trium activé à l'aide d'europium trivalent et émettant une luminescence rouge. La puissance consommée par la lampe (y compris le ballast) était de 18 W (220 V courant alternatif). REVENDICATIONS 1. Lampe à décharge dans la vapeur de mercure à basse pression comportant une enveloppe (1) dans laquelle est disposé un tube (3) à décharge fermé hermétiquement, contenant du mercure et un gaz rare, aux extrémités duquel sont prévues des électrodes (4, 5) entre lesquelles se pro- duit une décharge lors du fonctionnement de la lampe, cette dernière étant munie en outre d'un ballast de stabilisation électrique (7) pour la décharge et d'un culot (8) à mince paroi relié à l'enveloppe et muni de moyens (9) servant à la fixation de la lampe dans une douille, caractérisée en ce que au moins le ballast de stabilisation électrique (7) et les extrémités du tube (3) à décharge sont fixés sur une plaque métallique (10), qui est située près de la jonction entre le culot (8) et l'enveloppe (1) de la lampe, et qui s'étend pratiquement jusqu'à la face extérieure de la lampe. 2. Lampe selon la revendication 1, caractérisée en ce que la plaque métallique (10) est munie de bords relevés (11) assurant un contact intime avec au moins une paroi du ballast (7). 3. Lampe selon la revendication 1, caractérisée en ce que la plaque métallique (10) est munie de parois rele- vées (11), qui constituent une gaine à section transversale rectangulaire, dans laquelle est inséré le ballast (7) au moins avec serrage. 4. Lampe selon l'une quelconque des revendications 2 ou 3, caractérisée en ce que les parois relevées (11) sont munies de moyens permettant la fixation du tube à décharge. 5. Lampe selon l'une quelconque des revendications 1, 2, 3 ou 4, caractérisée en ce qu'au moins sur une partie de sa périphérie, la plaque métallique (10) présente un bord relevé (15) qui enserre la paroi intérieure de l'enveloppe (1) et qui est enserré à son tour par la paroi du culot (8) ce dernier étant relié avec serrage à l'enveloppe (1). 6. Lampe selon l'une quelconque des revendications 1, 2, 3, 4, 5 ou 6, caractérisée en ce que sur la plaque métallique (10) est fixé un starter (12). 7. Lampe selon l'une quelconque des revendications 1, 2, 3, 4, 5 ou 6, caractérisée en ce que la face de la plaque métallique (10) opposée au tube à décharge (3) com- porte un matériau réflecteur. 8. ' Lampe selon l'une quelconque des revendications 1, 2, 3, 4, 5, 6 ou 7, caractérisée en ce que la plaque mé- tallique (10) est en aluminium. 9. Lampe selon l'une quelconque des revendications 1, 2, 3, 4, 5, 6, 7 ou 8, caractérisée en ce que la plaque métallique (10) est constituée par au moins l'une des lamel- les en fer blanc du ballast. 10. Lampe selon la revendication 1, 2,9 3, 4, 5, 6, 7, 8 ou 9, caractérisée en ce que le tube a décharge (3) est fixé sur la plaque (10) à l'aide d'un ressort de serrage coopérant avec un bord relevé (11) de la plaque métallique.