Brevet FR2559617A1 — publié le 19850816

2r$59617 -1 - "Lampe décharge dans le gaà basse pression sans électrodes". L'invention concerne une lampe à décharge dans le Sz à basse pression sans électrodes comportant une ampoule en verre, qui est munie d'un organe de fermeture relié hermétiquement à l'aide d'un. ma.tériau de scellement à la paroi de l'ampoule, lampe qui pra- sente un noyau en matériau magnétique dans lequel est engendré en régimre un champ magnétique à haute fréquence à l'aide d'un enroule- ment applique autour du noyau et d'une unité d'alimentation électri- qjue, champ magnétique qui s'étend jusque dans l'ampoule et un champ éleetriq.ue se forme dans l'ampoule, la paroi intérieure de l'ampoule 1C; étar.r nrmie en outre d'une couche électroconductrice transparente comnect6e. l'aide d'un conducteur de traversée à un conducteur si- t en dehors de l'ampoule. Une telle lampe est connue du Kokai japonais F!-53-4382 (Apln. No. 51-78660). Par un champ magnetique à haute frequence, il y a lieu d'eutendre un champ qui est engendré à l'aide d'une tension d'ali- -nta'sion présentant une friquence supérieure a environ 20 kHz. Dans La la lmpe connue, la paroi intérieure de l'ampoule est nrie d'une couchie conductrice transparente afin d'éviter que le chmp t1ectriçqe pre^sent. l'extérieur de la lampe et provenant de eet:se d.rrni-re ne prOsente une intensité telle qu'il en résulte acIlxement des couraents parasites à haute fr9quence dans le réseau aliirnnqa:tion. Par suite de la presence de ces courants parasites, il se forme ene autres des pacrasites dans d'autres appareils élec- triqus-ee oenn-ectés ra:eseu d 'al. imentation (comme des récepteurs de radio et ds tl1isiou). Dns 'la lampe décrite dans le susdit Kokai jats-raI, la couche conductrice transparente est connectee à un con- d-c[.eur lectr.,cue sj.tut, l'exteérieur de l'ampoule à l'aide d'un or{-a.[e de -hre..ee er forme dl'un tige mstallique fixée dans la pa- ire dîe l'amolgLeo Lors du fonctionnement de la lampe, ce conducteur est r.i a la tigre. ladite structure de traversée est complilquée. LJor du foncto'neIment de la lampe, il se forme en outre facilement 2r59617 des tensions dans le verre de la paroi de l'ampoule dans la zone de l'organe de traversée entre autres par suite des coefficients de dilatation différents des matériaux utilisés, de sorte que le risque de bris de l'ampoule est réel. La connexion électrique entre la cou- che conductrice et l'organe de traversée est réalisée à l'aide d'un ressort métallique fixé à l'organe de traversée et s'appliquant con- tre ladite couche. A l'endroit de cette jonction par compression se forme facilement une résistance de transition, ce qui affecte le fonctionnement de la lampe. La demande de brevet néerlandais non préalablement publiée 8205025 (PHN 10.540) décrit une lampe sans électrodes dans laquelle, lors du fonctionnement de cette lampe, la couche conductrice trans- parente est connectée à des fils d'alimentation du réseau. Il s'est avéré qu'un choix approprié de la résistance par surface carrée (M) de la couche (par exemple environ 20-f-)permet de réduire le parasi- te à haute fréquence du réseau à une valeur admissible. La lampe comporte une ampoule en forme de ballon, qui est fermée par un orga- ne de fermeture relié hermétiquement à l'aide d'un matériau de sou- dure (par exemple de l'émail vitrifié) à la paroi de l'ampoule. Le conducteur de traversée assurant la connexion entre la couche con- ductrice transparente et un conducteur électrique situé à l'exté- rieur de l'ampoule est constitué par un organe métallique courbé en U, qui est fixé à un endroit déterminé autour du bord de l'ampoule à l'aide d'une patte conductrice spéciale fixée à la couche transpa- rente. L'organe de fermeture est appliqué audit bord et y est relié hermétiquement à l'aide d'un matériau de soudure. Toutefois, la fa- brication de cette lampe est compliquée et prend beaucoup de temps, par suite de l'utilisation de petites pièces séparées. De plus, il se produit le risque que dans la lampe finie, il se produit des fui- tes dans l'ampoule après quelque temps à l'endroit de l'organe de traversée en U. Une partie de l'organe en U se situe en outre contre la paroi extérieure de l'ampoule, de sorte qu'il faut des disposi- tions spéciales afin d'assurer à la lampe une protection suffisante contre tout contact. L'invention vise à fournir une lampe dans laquelle le con- 2'59617 -3- ducteur de traversée dans la lampe de l'ampoule est formé de façon à éliminer antant que possible les susdits inconvénients. Conformément à l'invention une lampe à décharge dans le gaz à basse pression sans électrodes du genre mentionné dans le pré- ambule est caractérisée en ce que l'organe de fermeture est plus ou moirns enfoncé dans l'ampoule, le conducteur de traversée étant une couche électro- conductrice située sur la paroi intérieure de l'am- poule et s'étendant jusqu'à une partie de paroi de l'ampoule située à l'extérieur de l'organe de fermeture. la lampe conforme à l'invention se prête à une réalisation simple. L'utilisation de pièces séparées de forme spéciale est évi- tée. Ja connexion avec un conducteur électrique (par exemple un fil) situé à l'extérieur de l'ampoule est facile à réaliser. En effet, ce conducteur peut être fixé à la couche conductrice faisant office de traversée, par exemple à l'aide d'une soudure. Du fait que cette soudure se situe a la face intérieure de la paroi de l'ampoule (mais à l'extérieur de l'enceinte a. décharge délimitée par l'ampoule et l'organe de fermeture), il ne faut pas de dispositions additionnel- les afin d'assurer a la lampe une protection suffisante contre tout contaot. I1 s'est avéré que le risque de formation de fuites dans l'ampoule à l'endroit du conducteur de traversée pendant le fonc- tionnemernt de la lampe est très réduit, comparativement à la lampe connue. On a constaté que la couche conductrice faisant office d'or- gane de traversée n'est pas attaquée par le matériau de soudure (comme l'mail vitrifié) entre l'organe de fermeture et la paroi de l'a-.mpoule. Des résultats avantageux furent obtenus avec une couche conductrice faisant office de traversée et contenant par exemple un composant de nickel-fer, couche sur laquelle est présente une couche protectrice afin d'éviter l'attaque par l'atmosphère de gaz rare- m'eroere dens l'ampol.e. Une telle couche conductrice est connectée par:ontact direct a la couche conductrice transparente (qui est par exeomle constituée par de l'oxyde d'étain dopé à l'aide de fluor) 33; prpliqué,e sur la paroi intérieure de l'ampoule. Toutefois, dans une 2559 6 1 7 -4- forme de réalisation d'une lampe conforme à l'invention, le conduc- teur de traversée et la couche conductrice transparente sur la paroi de l'ampoule constituent un ensemble. Des étapes additionnelles pen- dant la fabrication sont ainsi évitées. Des dispositions addition- nelles pour éviter l'attaque par l'atmosphère de gaz rare-mercure peuvent en outre être omises. La lampe à décharge dans le gaz conforme à l'invention est par exemple une lampe à décharge dans la vapeur de mercure à basse pression sans électrodes dans laquelle une couche luminescente est présente sur la face de la couche conductrice transparente opposée à la décharge. Ia lampe conforme à l'invention présente des dimensions telles qu'elle convient comme alternative pour une lampe à incandes- cence destinée à des buts d'éclairage général. TLa description ci-après, en se référant aux dessins an- nexés, le tout donné à titre d'exemple non limitatif, fera bien com- prendre comment l'invention peut être réalisée. Ta figure 1 représente schématiquement, partiellement en vue, partiellement en coupe longitudinale, une forme de réalisation d'une lampe à décharge dans la vapeur de mercure à basse pression conforme à l'invention. Ia figure 2 montre (de façon exagérée) une section à l'en- droit de la jonction entre l'organe de fermeture et la paroi de l'ampoule. La lampe selon la figure 1 est munie d'une ampoule en ver- re 1 qui est remplie d'une certaine quantité de mercure et d'un gaz rare, par exemple du krypton (environ 70 Pa). De plus, la lampe est munie d'un noyau en forme de tige 2 en matériau magnétique (ferri- te), dans lequel, lors du fonctionnement de la lampe, un champ ma- gnétique à haute fréquence est engendré à l'aide d'un enroulement 3 et d'une unité d'alimentation électrique 4 qui y est reliée, champ qui s'étend également dans l'ampoule. L'enroulement 3 comporte plu- sieurs spires de fil de cuivre. Ainsi, il se forme un champ électri- que dans l'ampoule. Le noyau magnétique 2 et l'enroulement 3 se si- tuent dans un enfoncement tubulaire 5 de l'organe de fermeture en verre 6. Sur la paroi intérieure de l'ampoule 1 se trouve une couche -5- glectroconductrice transparente 7, qui est représentée en pointil- lées sur le dessin et qui est constituée par de l'oxyde d'étain dopé à l'aide de fluor (R environ 20f)A). Sur cette couche est appli- quée une couche luminescente (non visible sur le dessin) assurant la conversion du rayonnement ultra-violet engendré à lumière visible. La couche conductrice transparente 7 est connectée à un conducteur métallique 8 qui est situé à l'extérieur de l'ampoule et qui est cornceté (éventuellement par l'intermédiaire d'un pont re- dresseur de réseau) à la paroi de la douille d'Edison 9, qui est fIxée à l'eÉGrmité en forme de col d'un manchon conique en matière synthétique 10. Dans l'espace compris par le manchon est disposée galeiment l'unité d'alimentation 4. Lors du fonctionnement de la lampe, la cruche conductrice transparente 7 est ainsi connectée à l'-t des fils d'alimentation du réseau. La couche conductrice 7 est transparente, ce qui veut dire ue la lumière visible engendrée par la couche transparente est à -s-u pres cormpltement transmise par la couche 7. L'orLrfne de fermeture 6 est plus ou moins enfoncé par son c;d;r^mit5 (6a) dans la direction du col-de l'ampoule (par exemple ewv'ir.on 0. 5 Cm). La couche conductrice 7 s'étend jusqu'à une partie de paroi de lTampot1e situe à l'eztérieur de l'organe de fermeture. Cette partie le paroi est représentée de façon exagérée sur la fi- n7ure 2. Eiltre la paroi de l'ampoule (sur laquelle est appliquée la courhe conductrice 7) et l'organe de fermeture 6 se trouve une cer- 2' Vaine quantite d'émail vitrifié 11. La paroi de l'ampoule est formée :e:A'?o îquîe lors de la fixation de l'organe de fermeture par une patie de piroi. de cet orenae, tume force de pression soit exercée sur la tubas' te ae psroi inclin- e de l'ampoule. Au-dessous de cette o,.-e ela couche conduscrice est renforcee sur toute la périphérie -e lo'.aene de fermeture et de l'ampoule par une couche 12 en maté- r-S no ucoI;ejur (par exemple du graphite), à laquelle est fixe le si:s?it .'Outl+eur 8. Le manchon conique 10 est fixé à la partie in- ?.-1:isnre de L pmaroi extérieure de l'ampoule, par exemple par PDanI la forme de réalisation représentée sur le dessin, Car;oud de l'eepoille 1, à la hauteur de l'enroulement 3 sont prévus -6- plusieurs anneaux en cuivre 13a, 13b et 13c, qui enferment la dé- charge et qui se trouvent dans des rainures ménagées à cet effet dans la paroi extérieure de l'ampoulee. Grâce à la présence de ces anneaux, le champ magnétique engendré à l'extérieur de la lampe est réduit jusqu'au-dessous d'un niveau admissible. Dans une forme de réalisation pratique de la lampe décrite ci-dessus, le diamètre de l'ampoule en verre à l'endroit de la par- tie sphérique est d'environ 70 mm et la longueur en est d'environ mm. L'ampoule contient une petite quantité de mercure (environ 6 mg) et une certaine quantité de krypton sous une pression d'environ Pa. La couche luminescente contient un mélange de deux substances luminescentes, notamment de l'aluminate de magnésium-cérium activé à l'aide de terbium, émettant une luminescence verte et de l'oxyde d'yttrium activé à l'aide d'europium trivalent, émettant une lumi- nescence rouge. Le matériau magnétique du noyau en forme de tige 2 (lon- gueur 50 mm, diamètre 8 mm) est constitué par une ferrite présentant une perméabilité relative de 150 (ferrite de Philips 4C6). L'enrou- lement comprend 12 spires de fil de cuivre (épaisseur environ 250/um). La self-inductance de la bobine ainsi formée est d'environ 8/uH. L'unité d'alimentation contient un oscillateur à haute fréquence présentant une fréquence d'environ 2,65 MHz (voir le brevet des Etats-Unis d'Amérique 4, 415,838). La couche conductrice transparente 7 en oxyde d'étain dopé à l'aide de fluor est appliquée par projection d'une solution conte- nant du chlorure d'étain et une petite quantité de fluorure d'ammo- nium dans du méthanol. La couche s'étend sur toute la surface inté- rieure de l'ampoule en forme de ballon jusqu'au bord de l'ouverture ménagée pour recevoir l'organe de fermeture. Cet organe de fermeture est présent, d'une façon plus ou moins enfoncée dans l'ampoule et est fixé hermétiquement à l'aide d'émail vitrifié (constitué en poids, par 74,4% de PbO, 11,4% de ZnO, 8,2% de B203; 1,8% de BaO, 0,8% de ZrO2 et 1,9% de Si02) à la paroi de l'ampoule. Dans le cas d'une puissance amenée à la lampe de 13W, le flux lumineux était de 900 lumens. 255 9 6 1 7 -7- RMENDICATIONS: 1. Lampe à décharge dans le gaz à basse pression sans élec- trodes comportant une ampoule en verre (1), qui est munie d'un orga- ne de fermeture (6) relié hermétiquement à 1 aide d'un matériau de àeeelement la paroi de l'ampoule, lampe qui présente un noyau en ma; tériau magnétique (2) dans lequel est engendré en régime un champ magntiue a. haute fréquence à l'aide d'un enroulement (3) appliqué autour du ncyau (2) et d'une unité d'alimentation électrique, champ aL-.5tiqp.ue qui s' etend jusque dans l'ampoule et un champ électrique 1 se -f rme dans l'ampoule, la paroi intérieure de l'ampoule étant mu- nre e,utre d'mre couche l61ectroconductrice transparente (7) con- nect; -à l'aide daunm conducteur de traversée à. un conducteur situé eh aehots de l:ampoule, caracte&risee en ce que ltorgane de fermeture (6) est pns ou moins enfoncé dlms l'ampoule (1), le conducteur de 1!5 -;,'rav e..... nt une couche électroconductrice (7) située sur la pa- roi int6rieur de l' ampoule (1) et s' étendant jusqu'à une partie de par.oi (.i2) dce.'cmi:u!e (1) située à l'exérieur de l'organe de fer- 2. Lampe a décharge dans le garz à basse pression sans électrodes selon la revendiction 1, earactérisée en ce que le conducteur de rav.-rs:Ise e; t la couchne conriduc'rce transparente (7) dans l'anmpoule (1);'.Jonstit0. ent uJin e:useaible Dareme à dcharge dans le gaz à basse pression sans élec- trodes selon la. revendication 2, caractérisée en ce que la couche c.. nduct. rice transparente (7) est constitu5e par de l'oxyde d'sétain o4 oz l'aide de fluer.