Brevet FR2565733A1 — publié le 19851213

La présente invention concerne une lampe à vapeur de sodium à haute pression présentant un indice de reproduction de couleurs amélioré et qui contient dans une ampoule extérieure un récipient céramique de décharge compor- tant au moins deux électrodes et deux conducteurs d'alimen- tation en courant des électrodes, l'ampoule extérieure étant pourvue d'un remplissage se composant d'au moins une matière d'addition, comme du sodium introduit exclusivement sous la forme d'un amalgame, et d'un gaz d'allumage ( cf. IES Lighting Handbook, 1981, pages 8 à 42). La structure conforme à l'invention convient notamment, dans le cas de lampes à vapeur de sodium à haute pression de puissance assez faible ( de 16 à 100 W) pour améliorer l'indice de reproduction de couleurs. Lors d'une projection effectuée avec des lampes à vapeur de sodium à haute pression donnant une bonne reproduction de couleurs ainsi qu'avec des lampes à incandescence dont la température de couleur se rapproche d'environ 2500 K, les possibilités théoriques d'améliora- tion des paramètres sont bien connues des spécialistes: la température de la zone extrême ( appelée la chambre froide) du récipient de décharge doit être augmentée et ainsi la pression de vapeur du sodium peut également atteindre une valeur plus élevée que pour des températures plus basses. L'augmentation de la pression de vapeur du sodium produit un élargissement du spectre de la lumière rayonnée, ce qui se traduit par une amélioration de la reproduction de couleurs. Dans le cas de lampes à vapeur de sodium à haute pression d'une puissance dépassant 100 W, l'augmentation de température de la chambre froide, qui est nécessaire pour améliorer l'indice de reproduction de couleurs est assurée essentiellement en disposant aux extré- mités du récipient de décharge des plaquettes métalliques qui sont formées d'une tôle métallique ( par exemple en niobium) qui réduisent la capacité d'émission d'infrarouge des zones extrêmes. Une telle solution a été adoptée par exemple pour la lampe type LU 250/DX de la Société General Electric. L'inconvénient majeur d'une telle solution consiste dans la lenteur de chauffage et dans le fait que l'augmen- tation nécessaire de température de la chambre froide peut être assurée de la manière indiquée simplement pour des puissances de lampes dépassant 150 W. En dessous de cette limite de puissance, les lampes comportent des surfaces passives de rayonnement de chaleur qui sont trop grandes par rapport à la puissance emmagasinée et pour cette raison il est impossible d'atteindre la haute température désirée, ou tout au moins pour l'atteindre il est nécessaire de soumettre la paroi du récipient de décharge à une très forte sollicitation, ce qui peut poser des problèmes difficiles à résoudre et ce qui peut conduire notamment à un raccourcissement de la durée de service ainsi qu'à une diminution importante de la capacité d'éclairement de la source lumineuse. Pour des raisons analogues, une période prolongée de chauffage du récipient de décharge est carac- téristique de la lampe précitée, ce qui n'est souvent pas admissible dans les applications en intérieurs. L'augmenta- tion de la sollicitation surfacique du récipient de décharge ne constitue par conséquent pas, notamment dans le cas des lampes à vapeur de sodium à haute pression de faible puissance et de petites dimensions, le moyen à adopter pour améliorer l'indice de reproduction de couleur en vue d'une augmentation de la température de couleur. Dans l'article " 50 W Superhigh-Pressure Sodium Lamp " de Y. Ogata et al. (Illum, Eng. Inst. Japan, Conférence de 1983, Article n 61), on a décrit un réci- pient de décharge en céramique d'une conception spéciale pour atteindre l'objectif précité. La conception spéciale correspond à un rétrécissement de la partie tubulaire en céramique dans la zone des électrodes, afin de pouvoir augmenter la température de la chambre froide. Une telle conception permet, d'après l'expérience, d'atteindre l'objectif précité mais cependant la fabrication de petits tubes rétrécis en céramique de ce genre est affectée par de grosses difficultés technologiques, ce qui a pour conséquen- ce une augmentation des frais de production. L'invention a en conséquence pour but de créer une lampe à vapeur de sodium à haute pression o la tempé- rature de la chambre froide est augmentée, et par conséquent la reproduction de couleurs peut être améliorée, et qui peut être également fabriquée dans des versions de faibles puissances pouvant être caractérisées par une structure relativement simple. Pour résoudre le problème posé, il est proposé une lampe à vapeur de sodium à haute pression qui comporte dans une ampoule extérieure un récipient de décharge en céramique comportant au moins deux électrodes ainsi que deux conducteurs d'alimentation en courant des électrodes, l'ampoule extérieure étant pourvue d'un remplissage se composant d'au moins une matière d'addition et d'un gaz et, conformément à l'invention, pour améliorer l'indice de reproduction de couleur il est prévu aux extrémités du récipient de décharge, extérieurement à celui-ci, des corps chauffants respectifs qui sont ainsi reliés en série pendant tout le fonctionnement du récipient de décharge. L'avantage le plus important de la solution proposée consiste en ce que, en utilisant des moyens relativement simples, il est possible d'augmenter considé- rablement la température de la chambre froide, ce qui permet d'améliorer la reproduction de couleur et de maintenir la température de couleur dans la plage comprise entre 2400 et 2500"K, même pour des lampes à vapeur de sodium à haute pression de faible puissance. Un avantage additionnel consiste en ce que les corps chauffants sont amenés à l'état chaud pratiquement sans retard après l'enclenchement du récipient de décharge, ce qui facilite ainsi le chauffage rapide du récipient de décharge. Cet effet est intensifié par le fait que, pendant le chauffage, un courant dépassant la valeur de régime permanent passe dans le corps chauffant, ce qui augmente le courant d'enclenchement du récipient de décharge. Un autre avantage consiste en ce que, après l'en- clenchement du récipient de décharge ( ce qui se produit en pratique dans un cas idéal en même temps que l'enclenche- ment du passage du courant), les corps chauffants peuvent être portés à incandescence pratiquement sans retard - dans le cas o ils sont dimensionnés et agencés en correspondance - et ils constituent, sous la forme d'une spirale à incandescence, une source lumineuse supplémentaire au début du chauffage de la lampe, lorsque le récipient de décharge n'émet encore aucune lumière. Les corps chauffants sont avantageusement montés dans la lampe à vapeur de sodium à haute pression d'une manière telle que chacun d'eux soit relié électrique- ment directement d'une part avec l'électrode placée à l'extrémité proximale du récipient de décharge et d'autre part avec l'alimentation en courant correspondante. Les corps chauffants sont avantageusement réalisés sous la forme de corps résistants, notamment de bobines, auquel cas les bobines sont avantageusement placées aux extrémités du récipient de décharge, par exemple sur ses éléments de fermeture. Les corps chauffants sont avantageusement constitués de tungstène, de sorte que chacun d'eux peut former non seulement un corps à incandescence mais également une source lumineuse efficace. D'autres caractéristiques et avantages de l'invention seront mis en évidence dans la suite de la description, donnée à titre d'exemple non limitatif, en référence au dessin unique annexé, fig. 1, qui représente un mode avantageux de réalisation de la lampe à vapeur de sodium à haute pression conforme à l'invention. La lampe à vapeur de sodium à haute pression conforme à l'invention qui a été représentée sur la fig. 1 comporte dans une ampoule extérieure 10 un récipient de décharge 1. Le récipient de décharge 1 est formé d'un matériau céramique et il est pourvu aux deux extrémités respectivement d'une électrode 4, 5 associée à un élément de fermeture 8, 9. Les éléments de fermeture 8, 9 assurent l'obturation du récipient de décharge 1. Le récipient de décharge 1 contient un remplissage et, dans ce domaine spécialisé, on utilise habituellement un remplissage formé d'une matière d'addition et d'un gaz de remplissage. Les éléments de fermeture 8 et 9 sont agencés en forme de tampon 2S65733 et comportent une partie dépassant du récipient de décharge 1, o sont disposés les corps chauffants 2 et 3. Dans le cas d'une lampe à vapeur de sodium à haute pression d'une puissance nominale de 50 W, les corps chauffants 2 et 3 sont constitués par un enroulement en fil de tungstène et ils ont chacun une puissance de 1,1 W. Le récipient de décharge 1 est relié par ses extrémités respectivement à des conduc- teurs d'alimentation 6 et 7 qui sont couplés avec les électrodes 4 et 5. Le couplage peut généralement être établi conformément à l'invention par les corps chaufnts 2 et 3, auquel cas le corps chauffant 2 est interposé entre l'électrode 4 et le conducteur d'alimentation 6 tandis que le corps chauffant 3 est interposé entre l'électrode 5 et le conducteur d'alimentation 7. Les conducteurs d'alimentation 6 et 7 sont reliés à des entrées de courant 11 et 12 qui sont elles-mêmes reliées aux bornes d'une source de courant d'ali- mentation. L'ampoule extérieure 10 est obturée de façon étanche au vide. L'utilisation des corps chauffants 2 et 3 permet l'augmentation de l'indice de reproduction de couleurs de la valeur classique de 20 jusqu'à 65 et même 85. Un autre avantage consiste en ce que le temps de chauffage de la lampe ( c'est-à-dire le temps qui est nécessaire pour atteindre la valeur de courant d'éclairage correspondant à 90 % du maximum) s'élève seulement à 0,8 à 3 minutes, au lieu d'être compris entre 3 et 5 minutes pour les lampes à vapeur de sodium à haute pression classiques et entre 5 et 10 minutes pour les lampes à vapeur de sodium à haute pression du type De Luxe. REVENDICATIONS 1. Lampe à vapeur de sodium à haute pression à indice de reproduction de codeurs amélioré, qui contient un récipient de décharge en céramique disposé dans une ampoule extérieure et pourvu d'au moins deux électrodes et d'un remplissage se composant d'au moins une matière d'addition, comme du sodium introduit exclusivement sous la forme d'un amalgame ainsi qu'un gaz d'allumage, et deux conducteurs d'alimentation en courant des électrodes, caractérisée en ce qu'il est prévu aux deux extrémités du récipient de décharge (1), extérieurement à celui-ci, des corps chauffants respec- tifs ( 2 et 3), qui sont ainsi reliés en série pendant tout le fonctionnement du récipient de décharge (1). 2. Lampe à vapeur de sodium à haute pression selon la revendication 1, caractérisée en ce que chaque corps chauffant (2, 3) est relié à l'électrode (4 ou 5) placée à- l'extrémité proximale du récipient de décharge (1) ainsi qu'à un des conducteurs d'alimentation en courant (6, 7). 3. Lampe à vapeur de sodium à haute pression selon une des revendications 1 ou 2, caractérisée en ce que les corps chauffants (2, 3) sont agencés sous forme d'enroulements résistants. 4. Lampe à vapeur de sodium à haute pression selon la revendication 3, caractérisée en ce que les enroule- ments résistants sont disposés sur des éléments de fermeture (8, 9) qui sont prévus pour assurer l'obturation du récipient de décharge (1). 5. Lampe à vapeur de sodium à haute pression selon une quelconque des revendications 1 à 4, caractérisée en ce que les corps chauffants (2, 3) sont formés d'un fil de tungstène.