Brevet FR2561442A1 — publié le 19850920

La présente invention concerne un getter pour lam- pes à incandescence et lampes à décharge de haute intensité. Les lampes à incandescence actuelles renferment un getter en zirconium et aluminium pulvérulents qui est peint directement sur les fils de support du filament sous forme de mortier peu épais. Le mortier comprend le getter pulvéru- lent et un liant à base d'hydrocarbone, tel que la nitro- cellullose, dans un solvant approprié. Le getter élimine, ou absorbe, l'hydrogène de la lampe produit par la dissociation de la vapeur d'eau par le filament chauffé. Si on ne règle pas la quantité de vapeur d'eau produite, du tungstène pro- venant du filament se dépose sur l'enveloppe en verre plus rapidement qu'en l'absence de vapeur d'eau et il en résulte une durée de vie plus courte du filament. Lors de la fabrication de la lampe, il y a décom- position de la majeure partie de la nitrocellulose et du solvant et les produits de la décomposition sont éliminés par pompage, laissant le zirconium et l'aluminium pulvéru- lents fixés sur les fils de support du filament. La peinture directe du getter sur les fils de support du filament donne satisfaction lorsqu'il s'agit de lampes ne nécessitant pas une action importante de la part du getter. Il est difficile d'augmenter la quantité de poudre de getter fixée sur les fils de support du filament car les revêtements épais ont tendance à se fendiller et à tomber. -2- Il est difficile de maîtriser la quantité de pou- dre de getter appliquée aux fils et la reproductibilité d'une lampe à l'autre n'est pas satisfaisante. Une partie du liant demeure dans le getter et se dégage après scellement de la lampe, ce qui se traduit par une atmosphère renfermant un hydrocarbone dont la présence a pour effet de réduire la durée de vie du filament. Pour que le getter agisse effica- cement sur l'hydrogène, il faut que la poudre de zirconium et d'aluminium se trouve à une température proche de 500 C ou supérieure à cette valeur. Dans les lampes requérant une action plus impor- tante du getter, par exemple dans les lampes multi-vapeur comportant des éléments résistants agissant en filaments, il s'est avéré nécessaire d'utiliser une lamelle de getter de réalisation industrielle qu'on soude par points sur le fil de support de la lampe à arc de sorte qu'elle est maintenue à la température appropriée pour une action optimum du get- ter dans des conditions normales de fonctionnement de la lampe. Ce getter donne satisfaction, mais a l'inconvénient d'être coûteux. La présente invention a pour objet un getter per- mettant l'utilisation de plus grandes quantités du matériau le constituant sans qu'on craigne qu'il se fendille et tombe. La présente invention a pour autre objet un getter dans lequel il est facile de régler la quantité de poudre de getter utilisée, et dans lequel on peut obtenir une bonne reproductibilité d'une lampe à l'autre. La présente invention a encore pour objet un get- ter bon marché et facile à incorporer dans les procédés de fabrication existants. Selon l'un des aspects de la présente invention, une lampe à décharge de haute intensité comportant une enve- loppe pouvant être mise sous vide renferme un tube à déchar- ge d'arc dont les conducteurs d'entrée s'étendent à partir de chacune de ses extrémités. Le tube à décharge d'arc est 2561.42 -3 maintenu à l'intérieur de l'enveloppe par des fils de sup- port s'étendant de l'extérieur vers l'intérieur de l'enve- loppe qui peut être mise sous vide. Dans une pastille de getter pulvérulent comprimé, ne contenant pas de liant, on a ménagé un trou cylindrique la traversant de part en part. L'un des fils de support s'étend dans le trou cyclindrique de la pastille. Un moyen de positionnement fixé au fil de support traversant la pastille écarte celleci du tube à décharge de manière à la maintenir à une température pré- déterminée. Selon un autre aspect de la présente invention, on prévoit une lampe comportant une enveloppe pouvant être mise sous vide qui entoure un filament supporté par des conduc- teurs d'entrée s'étendant de l'extérieur vers l'intérieur de l'enveloppe. Dans une pastille de getter pulvérulent compri- mé, ne contenant pas de liant, on a ménagé un trou cylindri- que la traversant de part en part. L'un des fils de support s'étend dans le trou cyclindrique de la pastille. Un moyen de positionnement fixé au fil de support traversant la pas- tille écarte celle-ci du filament de manière à la maintenir à une température prédéterminée. La description qui va suivre se réfère aux figures annexées qui représentent respectivement: - Figure 1, une vue de côté, partiellement en cou- pe, d'une lampe multi-vapeur comportant des éléments résis- tants agissant en filaments et un getter selon la présente invention, et - Figure 2, une vue de c6té d'une lampe à incan- descence équipée d'un getter selon la présente invention. En liaison maintenant avec les figures o les mêmes références représentent des éléments identiques, et plus particulièrement avec la figure 1, une lampe comprend une enveloppe en verre 3 qui contient un tube, à décharge d'arc 5 au rendement élevé et des éléments résistants 7 et 9 agissant en filaments. Une lampe appropriée pouvant servir - 4 - de tube de décharge d'arc est une lampe de décharge à haute pression qui fonctionne par vaporisation du mercure et d'halogénures métalliques particuliers. Une lampe à décharge à haute pression de ce type fait l'objet d'une description plus complète dans le brevet des Etats-Unis d'Amérique 4 161 672 au nom de la demanderesse et incorporé ici à titre de référence. Le tube à décharge 5 est suspendu entre une lon- gue tige de support 11 et une courte tige de support 13, lesquelles sont soudées aux fils conducteurs d'entrée 14 du tube à décharge. Une pastille de getter en poudre comprimée, que traverse un trou cyclindrique, entoure la longue tige de support 11 et est maintenue en position par des pattes 17 à une distance déterminée du tube à décharge S, cette disposi- tion permettant au getter de fonctionner à la température optimum pour remplir sa fonction. Dans la figure on voit que les pattes 17, constituées chacune d'un tronçon de fil de courte longueur, sont fixées perpendiculairement à la tige au-dessus et au-dessous de la pastille, la pastille se trou- vant ainsi maintenue dans une position prédéterminée. Un écran en verre 18 entoure le tube à arc 5. On peut fabriquer les pastilles en comprimant un matériau pour getter sous forme de poudre (correspondant classiquement à une ouverture de maille de tamis de 74 microns), constitué d'un alliage de 85 % de zirconium, 10 % de titane et S % de nickel ou d'un alliage de 85 % de zirconium, 7 % de fer et 8 % d'aluminium, les pourcentages s'entendant en poids, pour les transformer en cylindres pré- sentant une ouverture s'étendant axialement. On peut ajuster les pourcentages de titane, nickel, fer et aluminium en augmentant ou en diminuant les quantités de l'un quelconque des constituants individuellement ou en les combinant dans une plage s'étendant de 1 à 14 %. La pastille cyclindrique peut avoir comme dimensions: environ 1 mm de diamètre in- térieur, 2 mm de diamètre extérieur et 10 mm de longueur, et peser approximativement 0,1 gramme. Après formation, les -s6 pastilles présentent une résistance mécanique suffisante pour qu'on puisse les manipuler avec des brucelles sans qu'elles se fendillent, et s'il faut leur conférer une plus grande résistance mécanique, on peut les fritter sous vide à une température de 900-1000 C. On comprime les pastilles cylindriques en l'absence de liant, et leur porosité est assez élevée. L'absence de liant évite la présence d'une atmosphè- re à base d'hydrocarbone à l'intérieur de l'enveloppe qui réduirait la durée de vie du filament. Pendant le fonction- nement de la lampe, la chaleur dégagée par l'arc du tube à décharge active le getter. La porosité de la pastille permet aux gaz de l'enveloppe devant être soumis à l'action du get- ter, principalement de l'hydrogène, d'atteindre la totalité du getter. Les éléments résistants 7 et 9 font partie de l'alimentation électrique, servant de résistances de charge pour la lampe à décharge 5 et agissant en sources supplémen- taires de lumière. Un ensemble d'alimentation comprend un boîtier rigide 19 fixé à l'enceinte en verre 3 et un culot fileté 20. L'ensemble développe l'énergie nécessaire à l'amorçage et à la marche de la lampe à décharge d'arc et produit un éclairage instantané en faisant appel aux sources de lumière incandescente supplémentaires 7 et 9. L'éclairage supplémentaire est relativement constant pendant l'amorçage, diminuant avec l'échauffement de la lampe à arc. Cet ensem- ble d'éclairage fait l'objet d'une description plus complète dans le brevet des Etats-Unis d'Amérique n 4 350 930 au nom de la demanderesse et incorporé ici à titre de référence. Les deux types de getter décrits ci-dessus sont particulièrement efficaces dans le cas de lampes remplies d'azote. L'alliage constitué de 85 % de zirconium, 10 % de titane et 5 % de nickel constitue un getter efficace vis-à vis de l'hydrogène en présence d'azote à une température de 300-400 C, alors que la plupart des getters en masse néces- sitent une température supérieure à 400 C pour avoir une -6- action efficace. Alors qu'on vient de décrire la présente invention dans le cas de lampes à décharge de haute intensité équipées d'éléments résistants agissant en filaments entre l'envelop- pe extérieure et le tube à décharge, on peut utiliser le getter de la présente invention dans des lampes à décharge de haute intensité ne comportant pas d'éléments résistants. En liaison maintenant avec la figure 2, une lampe à incandescence comprend une enveloppe en verre 21, des fils conducteurs d'entrée 23 fixes à un filament 25 et à un sup- port ou pied de lampe en verre 27 qu'ils traversent. Le sup- port 27 rend étanche le fond de l'enceinte en verre 21. Une entretoise non conductrice 26 maintient écartés les fils d'entrée 23, et un élément de support 28 fixé au pied 27 li- mite le mouvement du filament 25. Un culot fileté 29 est collé à la base de l'enceinte en verre 21 et est relié élec- triquement aux fils conducteurs d'entrée. Une pastille 15 de getter pulvérulent comprimé dans laquelle est ménagé un trou cylindrique, comme décrit en liaison avec la figure 1, en- toure l'un des fils 23 et est maintenue en position à une distance prédéterminée du filament 25, ce qui permet au get- ter de fonctionner à la température optimum pour être effi- cace. La figure 2 montre que des pattes 17 sont fixées au fil conducteur d'entrée au-dessus et au-dessous de la pas- tille 15 de manière à la maintenir dans une position pré- déterminée. La description précédente a porté sur un disposi- tif à getter qui permet l'emploi de grandes quantités de getter sans risque de fendillements et de chute du matériau. Le getter de la présente invention n'introduit pas une pres- sion d'hydrocarbone élevée qui aurait pour effet de réduire la durée de vie du filament. Le dispositif à getter venant d'être décrit est bon marché, et il est facile de l'incorpo- rer dans des procédés de fabrication existants. -7- REVENDICATIONS 1. Lampe à décharge de haute intensité, comportant: - une enveloppe (3) pouvant être mise sous vide, - des fils de support (11, 13) s'étendant entre l'extérieur et l'intérieur de l'enveloppe, - un tube à décharge d'arc (5) comportant des fils conducteurs d'entrée (14) fixés aux fils de support, le tube étant situé à l'intérieur de l'enveloppe et y étant maintenu par les fils de support; lampe caractérisée en ce qu'elle comprend: - une pastille (15) de getter pulvérulent compri- mé dans laquelle on a ménagé un trou cylindri- que, l'un des fils de support (11) s'étendant dans ce trou, et - un moyen de positionnement (17) fixé audit fil de support pour écarter la pastille du tube à décharge d'arc et la maintenir à une tempéra- ture prédéterminée. 2. Lampe à décharge selon la revendication 1, caractérisée en ce que le getter est constitué d'un alliage formé de 85 % de zirconium, 10 % de titane et 5 % de nickel, les pourcentages s'entendant en poids. 3. Lampe à décharge selon la revendication 1, caractérisée en ce que le getter est constitué d'un alliage formé de 85 % de zirconium, 7 % de fer et 8 % d'aluminium, ces pourcentages s'entendant en poids. 4. Lampe, comportant: - une enveloppe (21) pouvant être mise sous vide, des fils conducteurs d'entrée (23) s'étendant entre l'extérieur et l'intérieur de l'enveloppe, - un filament (25) relié à ses deux extrémités aux conducteurs d'entrée pour laisser passer un courant électrique; lampe caractérisée en ce qu'elle comprend: - une pastille (15) de getter pulvérulent compri- -8- me dans laquelle on a ménagé un trou cylindrique, l'un des fils d'entrée traversant le trou, et - un moyen de positionnement (17) fixé audit fil d'entrée pour écarter la pastille du filament et la maintenir à une température prédéterminée. 5. Lampe selon la revendication 4, caractérisée en ce que le getter est constitué d'un alliage formé d'environ 85 % de zirconium, 10 % de titane et 5 % de nickel, ces pourcentages s'entendant en poids. 6. Lampe selon la revendication 4, caractérisée en ce que le getter est constitué d'un alliage formé d'environ 85 % de zirconium, 7 % de fer et 8 % d'aluminium, ces pourcentages s'en- tendant en poids.