Brevet FR2541822A1 — publié le 19840831

LAMPE ELECTRIQUE PRESENTANT UN RAPPORT DETERMINE ELEVE DES EPAISSEURS DE L'AMPOULE EXTERIEURE ET DE L'AMPOULE INTERIEURE. La présente invention concerne les lampes électriques et plus particulièrement les lampes utilisant comme source de lumière une ampoule intérieure fonctionnant à une pression différente de la pression atmosphérique. De façon plus précise, l'invention concerne les lampes présentant un rapport relativement élevé entre l'épaisseur de l'ampoule extérieure et celle de l'ampoule intérieure de mani&re à éliminer le risque de non retenue des éclats en cas d'explosion de l'ampoule intérieure. On connait les lampes à incandescence du type tungstène-halogène et les lampes à décharge en arc (voir par exemple IES L Ig HTIN 6 HANDBOCK, 19819 volume de référence Scction 8) Il y a une faible probabilité qu'une lampe au tungstène-halogjne ou a halagênure de métal explose pendant son fonctionnement Lors des rares fois o une lampe explosev il se produit cecig L'ampoule intérieure contenant la source de lugmire explose en petits éclats ou débris de verre qui sont propulsés contre l'ampoule extérieures ces éclats provoquent la destruction de l'ampoule extérieure On rappelle ce t Upe de problème la 'brisure interne' de la lampe. Les causes de ces brisures internes sont variées et imprévisibles et il n'y a aucun moyen d'éliminer l'éventualité de telles brisures Bien que cette éventualité soit rare, une telle brisure peut présenter un danger pour une personne au voisinage immédiat de la lampe ou endommager des biens à proximité Lorsque de telles brisures sont prévisibles, les fabricants de -2 - lampes en informent les utilisateurs sur l'empaquetage et suggèrent quelques précautions à prendre Ce problème peut être Cvi t en faisant fonctionner la lampe dans un emplacement prévu pour retenir les éclats La lampe est généralement utilisée dans un emplaceent protégé lorsqu'elle a un usage industriel Toutefois,ceci n'est pas acceptable pour un usager normal. On cherche actuellement à remplacer les lampes à incandescence du type Edison qui sont les lampes les plus populaires dans le eonde. Les lampes au tungstène-halogène et les lampes à décharge en arc, du fait de leurs caractéristiques nettement suprpisubp S sont soigneusement étudiées par les divers fabricants de lampes pour F Emplacer les lampes classiques à incandescence Toutefois cette possibilité de brisure interne reste un obstacle au développearnt d'un reaplaceent possible smu le marché dos consc;,ateurs Mne la Mpe a, tungst Cne-halcneoauun la _ d decharge en arc dont tout risque de brisure interne srait Liminâ constitarait donc un très net progrès. Plusieurs procédés parme Ut nt d'amliorer la protection contre l'explosion de l'ampoule intérieure dans les lampes a tungsnen-halognen ou à décharge en arc On peut soit réduire le nombre des débris heurtant l'ampoule extérieure sait renforcer l'ampoule aetérieure de teîle manière qu'elle n'éclate pas si les débris sont projetés contre elle soit combiner les deux solutions On sait appliquer un rev&teaent transparent sur la paroi interne ou externe de l'ampoule extérieure pour la renforcer Selon le brevet US 4 281 274, un écran de verre entoure le tube à arc d'une lampe à décharge en arc pour éviter les projections On peut également entourer l'ampoule intérieure d'une lampe à décharge ou d'une lampe au tungstène-halogène avec un réseau _ 3 ? 5 4 1 8 2 2 -2. ? 5 L,'822 maillé Le dispositif ae protection de l'ampoule intérieure peut également ètre réalisé au mogen d'une laine de verre disposée uniformément entre l'ampoule intérieure et l'ampoule extérieure D'autre part, dans le brevet américain US 4 151 445, il est suggéré que le risque d'explosion peut être sensiblement éliminé dans une lampe à décharge en arc en utilisant un tube à arc miniature dont les parois sont très fines. Ces procédés nécessitent, de façon générale, des éléments complémentaires et il en résulte un coût plus élevé de fabrication En outre, ces procédés entraînent généraleaent une perte d'efficacité lumineuse Dans la plupart des case ces dispositifs de protection affectent en outre l'esthétique des lampes Il n'g a aucun mugen de protection disponible de manière générale en éclairage, qui soit fiable, qui n'augmente pas les coûts de fabrication, qui n'entratne pas une perte sensible de l'efficacité lumineuse et qui n'affecte pas l'esthétique de la lampe. Le but de la présente invention est d'obvier à ces inconvénients. L'invention a pour objet des moyens permettant d'éviter que l'ampoule extérieure se brise lors de l'explosion de l'ampoule intérieure, de manière économique, n'affectant pas l'esthétique des lampes, sans perte d'efficacité lumineuse, de manière à surmonter un obstacle majeur au remplacement des lampes à incandescence classiques pour le marché des utilisateurso On atteint caes buts, selon un aspect de l'invention, au mogen d'une lampe électrique agant une ampoule extérieure et une ampoule intérieure constituant la source de lumière L'épaisseur Mnimale de l'ampoule extérieure est x. L'ampoule intérieure est constituée par un corps principal et au moins un pincement Son épaisseur maximale, g, est inférieure à 0,9 millimètre environ. :îles ted suamn I ua agulidxa sapuop sinansual sel sa 4 no 1 Snas at Q Tmnl ap O z'-inos murp JL-d SEL"q xnaurciial Z xnll np 'Analc- A VI aufilscp c-mmulmj 7 m uo Tsa-qjma,-j -ajl Twajd el ap inatip 4 ul'l V 4 ue 4 sai aj Q Tujap a;:a:3 ap stiqep sal âa)jnmzdg 4 ut alnadmel ap uorsoldxat ap siot sud aje I:5 pu ainaidgzxa elnc-doe î anb al ITUBES anua 4 ai uoissaid Na 1 spard oz xnap no un dazaudw O a 4 md ainarâç 4 ut alnodwe a 44 e 3 -JE;E-Vldxa 4 uamallen 4 ee Ae 4 nad la anbligqdscgmle UD'Essaid LQI F-ip allm ep e 4 ua,& jj,p ucîzssaid aun snos auuoi 4 zuoi ain E;tjelul E ajncdmej;oâop adewl aun,,p alncidrit? a Lon p xnar,,A,? 4 url V agn Irs airiliani el ap Iue 14 amp elnozime aj:jrâi E- 4 no; na 9:iit ua asieqaop q sodwel sel SUGP 2 m ',Eqn: un ne azumisapuezur gr elnodwel touroiri BQP 'Ainzd c-uimlu E ainedmic pli asili 4 N U O agzîiegi adw I mun'p uo E 4 L-Apxç em:a adnm ua an A aun 4 sa anblun ainbij ?j -agxauue 4 se uissap ap aqnueld aun allanbel q 4 a 4 j 4 e 4 wîj uge aq;l V femp ap apctl H Un'p 4 ns Enb MO 1 E Zdîm Sép or el ap ain 4 nal el ç 4 uamaitela snld;Uojlfeledde la-ella D ap 1 a safielut-^e Ils:nq seql-DIL ap 10 a Sf 1 dwo 3 xn Uifii 12 jes uot 4 uaitut'-l sap allas anb m Analj Tam na 7 aluale Ainbl 4 sa anbtjipq 4 z dn:-31 4 a afflansam a-lzed ap sud Iua 4 ua-mqqd au salle ienbiwouo:)si ç a.mqluew ap sadw L-E Eajra; ap 4 nad ue &Àaâ 4 n-v u 3 alnodweil ap Analcz Q 4 uyl i Z Zua 4 saq &:mu 5 iun 4 mddouz esolame 'Es aainatiglui ajnf:mm E, I ap sziqup Bal Inbipui zr Uzn saes Elwee sedwel sol Sma -mait Aum E 1 , les na m W Ededns:sa fi/X 4 joddl,Z aî Esedmel salla 4 op Sum-G z Z-8 L Sz -5 - 541822 En référence maintenant è la figure unique, la lampe le comporte une ampoule ext Leieure 12 et une ampoule intérieure 18 disposée dans l'ampoule extérieure 12, par exemple au moyen de supports 24 L'ampoule extérieure 12 présente un corps principal 14 et un col 16 L'épaisseur minimale du corps 14 est égale à x L'ampoule intérieure présente également un corps principal 20 et au mains un pincement 22 L'épaisseur maximale du corps 21 f de l'ampoule intérieure 18 e y, est inftérieure à 099 millinêtre environ Dans la lampe 10, le rapport x/lu qui est ici désigné comme étant le rapport des épaisseurs des ampoules est supérieur ou égal à 3 environ Lorsqu'une telle relation existe, l'ampoule intérieure 18 est dite fine par rapport à l'ampoule extérieure 12 q et inversement l'ampoule extérieure 18 est dite épaisse par rapport à l'ampoule intérieure 12 La gamn prescrite du rapport des épaisseurs assure que les notions relatives d'"paisse' et de 'fine' sont raies à un facteur au mcins ee,à Z, prés. L'importance fle cette oaec-ma du rappout cet la suivante Lorsqu'une anpule intérieure fine expllse en mille êclats, chaque éclat est pelativement ?in et a umne nas-s inférieure à celui d'une coule non-fine Lorsqu'un éclat dm faible masse heurte l'ampaule extérieure l'énergie de l'impact pap collision est réduite puisqu'elle est proportionnelle à la masse Les éclats les plus 23 fins tendent à se briser su%-Cmaes entre eux, dissipant ainsi l'énergiîe de collision sans problése Il résulte d'observations que les ampoules fines explosent en un plus grand nombre d'éclats que les ampoules plus épaisses dans des conditions identiques Cette propriété des ampoules fines permat de diminuer la masse de chaque éclat et, par conséquent, l'énergie de collision de chaque éclat contre l'ampoule extérieure Plus grand est le nombre - d'êclats heu Ptant l'amfflule extérieure Plus im Partants est l'énergie totale d'e plosion qui sera répandue unifor F-3 êment sur l'am Foule extérieure Le résultat cumulatif de ces lecteurs est que extérieure peut assurer la retenue dr éclats loes de l'explosion d'une ararnule intérieure lorsque le rapport des épaisseurs est dans la gamrim prescrits. Selon un autre moda de PL Ial sation d-m l'Anvention, l'ampoule extérieure 12 présente un sommet concave 26 à Vopposé dm col 26 Par oconcavenj on entend que le ragon ou les ramons de courbure du sawm L-t 26 ten L (nt) à l'extérieur Èc Paripoule eutôpi E-ure 12 La farip D concav Ln du Eiimm, t 26 d C 2 vie les éclats et l'énergiu d'une exp I Gsi Gn 2 I'ampzule int Cr Aeue 19 vers la base 28 o ils ne Cauzent que peu au pas de ce fairzanq: le 26 bei SL d- ncmbre-gm ér-1 mts qui minsi dissip ait â(à mr Le Er- =zt 26 renforce en Cmtpe 1 lampr-ult 12 au-dessus z RIMP-z Mue Antêric-mre le Ck-ntle r L"gîord :? l'awule un pour Poison Wa Lzord IL zrz=Ee 2 C 3 peint (Dtpe le rcufion i? Il m mu 2 c: L>Mtêrieu L 12 le plus proche È:2 l'XM Fzmle as L-s AM- Unc zassibilitê qur l'ardpc:,UIL la emplos"i? zz :Ez?âlc M,4 nàLb PLM que la Partie supérieure do l'ampau Re 18,D c'L-z:- â-dire la emploie de l'ampoule la plus proche du sommet 269 Eafit pp"Djetê czntpe le somfflt 26. Ce tope d'explaz Arn se produit lorsque le cap 20 D Ilaiapsu IL intérieure 18 est ?Y-acturê à prc, ximîtê du pincement 22 Si une telle fvir-ture se produit, la haute pression régnant dans l'ampoule intérieure 18 p Eut projeter la Partie de l'ampoule intérieure 18 au-dessus du pincement 22 vers le sommet 26 On sait que la région de l'ampoule intêrreure AG o le corps 20 est réuni au pincem-snt 22 est particulièrement sensible aus fractures dorlgine 7 _ ? 541822 thermique dues au gradient thereique élevé dans cette région & cause de la haute température de fonctionneent du corps 20 et de la température relativement basse en fonctionnement du pincement 22. L'ampoule extérieure 12 présente un col 16 entre le bourrelet 28 et le fond 30. Selon un autre aspect de l'invention, l'épaisseur minimale de la paroi z du col 16 est supérieure ou égale à 2,5 millimètres environ Cette sur-épaisseur du col 16 facilite le montage du support 24 dans le col 16 en mettant en oeuvre des forces de friction et des forces élastiques. L'ampoule extérieure 12 peut être extrèwnment transparente à la lumîière de manière à optimiser le rendement de la lampe 10. Salon d'autres réalisations, l'ampoule extérieure 12 comporte un revêtement diffusant la lumière sur sa surface interne ou externe; ou bien elle comporte des facettes réfléchissant la lumière dans certaines directions; ou bien elle comporte un revàtement et des facettes Le mot 'facette' inclut ici toutes ses formes possibles. En laboratoire, on a réalisé une ampoule extérieure 12 dans un verre de soude-chaux présentant un sommet concave 26 L'6 paisseur minimale du corps 12 était de 1,9 Millimètre environ L'ampoule intérieure 18, réalisée en silicate d'alumine, présentait un grand volume pour le tungstène-halogène égal à 2 cm 3 environ; L'épaisseur maximale du corps 20 était égale g,64 millimètre environ La pression de fonctionnement dans l'ampoule intérieure 18 variait entre 6 et 15 atmosphères environ Dans tous les exemples, on a obligé l'ampoule intérieure 18 A exploser et l'ampoule extérieure 12 a retenu les morceaux Dans tous les exemples, il N ' a pas eu de perte sensible d'efficacité lumineuse. 8 2 2541822 Les ampoules intérieures fines présentent une Cconvoie pot@ntielle dans les colts des matériaux et de fabrication Las anpules 18 sont généralement construites base de quartz ou de verre dur dont le caàt au poids est relativement-élevè Du fait que les ampoules fines onécessitent moins de verre par unité, on p Eut réaliser une réduction substantielle des coûts des matériaux En outre,'un verre plus fin nécessite mains de temps de chauffage ce qui réduit les temps de fabrication et permat de réaliser des économies en augmentant la vitesse de production en série. Bien que seuls certains modes de réalisation de l'invention aient été 1 i décrits, il est évident que toute modification apportée par l'Homme de l'Art ne sortirait pas du cadre de la présente invention. * REVEND I CAT I ONS I Lampe électrique caractérisée en ce qu'elle comprend: a) une ampaule extérieure ( 12) présentant un corps ( 14) et un col ó 16)>' l'épaisseur minimale de la paroi du dit corps étant égal à x; b) une ampoule intérieure ( 18) constituant une source de lumière, disposée à l'intérieur de la dite ampoule extérieure le rapport X/I étant supérieur ou égal à 3 environ. 2 2 Lampa électrique selon la revendication Il caractérisée en ce que la pression dtl fonctionnement h l'intérieur de la dite ampoule intêrieure ( 0) est différente de la pression atfzasphêrique. 3 Lampe selon la revendication 2 v caractérisée en ce que le dit corps du dit col (l)}. 4 Lampe selon la revendication 3 i caractérisée en ce que l'épaisseur minimale de paroi du dit col ( 16) de la dite ampoule extérieure supérieure ou égale à 2,5 millimètres environ. *