Brevet FR2607321A1 — publié le 19880527

ampoule fluorescente à fonctions certralisées, à paroi centrale Ia présente invention concerne une ampoule fluorescente à décharge dans la vapeur de mercure , à basse pression constituée d'un corps de forme tubulaire (uni-tubulaire) de forme cylindrique , dont une extrémité contient deux logements semi-tronconiques contenant les électrodes et leur filament .Ces derniers ne se trouvant donc pas dans la partie cylindrique Une telle lampe est connue du brevet Français n 2 574 593 mais un inconvénient majeur de cette invention consiste en ce que le trajet de décharge n'est pas assez long, puisque ne formant que trois centimètres environ , alors que l'on sait que l'émission en Lumens d'une lape ou ampoule dépend directement de la longueur du plasma régnant à proximité directe,moins de 3 centimètres , de la surface de poudre luminescente , ce entre chaque filament émissif. lia présente invention a pour but de remédier à cet incor- -vénient en plaçant une lame de verre séparant la partie tubulaire en deux chambres semi-circulaires et semi-cylin -driques, avec retour en fond de l'ampoule , ce qui a pour conséquence d'allonger le trajet de l'arc , jusqu'à 3 centimètres avec un meilleur rendement, et supprimant les difficultés de réalisation du queusot dans la précédente invention , tout en conservant les avantages de la lampe décrite dans le meme brevet précédement cité Cette amélioration comporte techniquement 1) une lamelle de verre (ou autre matériau) de division de la chambre cylindrique , et sa fixation 2) modification du queusot et placement de celui-ci à l'extrémité de chaque logement Lampe décrite dans le préambule , selon l'invention comporte au niveau des soudures verre-métal (2G,21) a l'extrémité deF logements , un queusot (3,4) par logement, queusot de diamètre intérieur supérieur à 4 millimètres de façon à laiseer passer un drain , ces queusots sont à proximité des soudures verre-métal, à moins d'un centi -mctre. les filaments sont placés dans la plus grande partie de chaque logement tron-conique et sont parallèles entre eux. Xes filaments sont placés à 7 millimètres environ de la partie cylindrique (11) laquelle est coiffée par un culot normalisé type Edison (7), ou autre ou non normalisé du genre "F.R.B.L". Ces filaments ne sont donc pas visibles, et de ce fait les tremblements des filaments , les sones d'ombre , les zones de dégazage des ensembles émissifs , la lueur de Faraday , et tous les parasites lumineux engendrés au niveau des filaments (8,9) sont éliminés les deux logements moulés de forme tronconique (1,2) sont séparés l'un de l'autre par une base plane,plate,(14) séparant les deux logements et formant angle droit des deux cotés de sa liaison avec le tube (12)et elle sert au calage dans sa partie supérieure à la plaquette ou lamelle de verre (16) de séparation Celle-ci venant séparer la chambre cylindrique en dieux chambres semi-cylindrique (18,19) tel déjà décrit et ne joignant pas la deuxième extrémité du tube ou se trouve le fond rond (15) ou ovoïde , assurant par là même le passage de l'arc et son retour vers le deuxième ensemble émmetteur à chaque fréquence de courant , tel un va et vient continuel. La plaquette ou lamelle de verre (16) fait donc étanchéité sur ses trois faces , les deux longueurs sur la partie longitudinale de la paroi tubulaire , une face largeur au niveau de la base plane (14), l'autre face largeur au niveau du fond rond étant libre pour le passage (25) de l'arc électrique d'une chambre à l'autre Cette plaquette ou lamelle est maintenue dans le tube par plusieurs procédés , collage à base minérale ,chimique, à base de verre , de poudre verre , soudure , ou Kaolin, ou flux fondant à basse température 3000 C venant éliminer les fuites potentielles le long de la paroi tubulaire entre la lamelle et le tube. tans ce cas, le flux ou autre mélange fondant ou collant est apporté par pinceaux ou drain par la deuxième extrémité encore ouverte , et par laquelle on a rentré , introduit et posté la plaquette. Le flux est déposé sur les trois cotés au dessus des angles de la plaquette , de façon à ce que par gravitation, il s'infiltre entre les bords de celle-ci et le tube, puis le tube est pessé rapidement au four pour scèllement Suais selon l'invention et son mode de réalisation préfé -rentielle, la lamelle de verre d'une longueur de 76 milli -metreE est usiné, puis choisi par un calculateur, ou autre appareil ou méthode, par rapport au diamètre intérieur d'un tube, passé au projecteur de profil mémorisé et assurant un jeu minimum .Cette plaquette a exactement le meme coé,- -ficient de dilatation que le tube , pour que les travaux ultérieurs à chaud puissent s'éffectuer sans cassure de la dite lamelle , celle-ci , selon l'invention pour plus de sécurité dans la fixation, est maintenue par un fil d'acier ou d'inox ou autre matériau , de forme en V (17) avec branches arrondies, l'intérieur de la pointe du V retenant la lamelle par son milieu en son quatrième coté , du coté du fond rond de l'ampoule (15). les branches du V venant s'appuyer sur les parois de l'ampoule , une branche dans chaque chambre Le processus de fabrication selon l'invention est le suivant On prend une carne de verre de diamètre 26 millimètres que l'on débite en tronçons, que l'on transforme en tubes à essais , donc avec un fond rond, et une ouverture à la deuxième extrémité, du même diamètre que le tube , si ce n'est davantage Ensuite , le tube est placé dans un tour ou autre machne, le fond rond est fondu , et il y a introductio du moule avec forme de moulage , application du moule dans le verre en fusion avec forte dépréssion dans le tube de verre forçant la partie visqueuse de celui-ci à se coller et épouser les formes du moule Les troncs de cône de 0,1 à IG cm , selon l'invention ont une longueur de 2 à 2,5 cm, et au niveau du tube d'ou ils partent, une dimension de 1 à 25 millimètres de corde, 22 selon l'invention, et de 1 à 15 millimtres de wlècne, 10 selon l'invention La base les séparants est parfaitement plane et d'équerre avec les parois du tube cylindrique, et forme un rectangle de 26 sur 6 millimètres à plus ou moins 100 ,- pour la largeur. h la solidification du verre aprés le moulage,il y a la première recuisson Ensuite , il y a le montage (soudage) des électrodes par soudure verre-métal (20,21) deux par deux, et soudage des queusots sur la préforme de chaque logement , ensuite deuxième recuit du tube Selon une variante de l'invention, avant le cnoix de la lamelle de séparation par l'ordinateur ou calculateur , il est possible d'utiliser une fraise ou un mandrin diamanté ou autre de rectification intérieur du tube de verre rectification du genre "Cinterless" interne dans le but d'obtenir un tube parfaitement cylindrique dp diamètre 24 millimètres, avec + 0,1 mm minimum d'ajustage et une base parfaitemert plane , et ce de façon à éviter les contourne -ments de la lamelle par des parties d'arc de décharge qui réduisent alors la luminance de la lampe et le but recherché. Ces arcs ratés ou de fuite pouvant se produire entre la paroi cylindrique (12) et la plaquette (16) de séparation sont à éliminer Bprés le passage "CinterlesE" ou ajustage technique , et avant disposition de la plaquette ou lamelle , chaque filament thermo-émissif (8,) recouvert d'oxydes alc & ino- terreuses, est placé , pincé dans (5,6) ses électrodes de support, 1 filament pour deux électrodes , puis aprés placement de la plaquette de verre , en jonction parfaite sur ses 3 cotés avec l'enceinte tubulaire Puis placement système de fixation, ici un fil métallique trempé serrant et bloquant la lamelle par pincement et compression sur la paroi du tube . Ce peut être aussi un ressort ou un tendeur semi-circulaire ou autre Le fil retient la plaquette de verre en l'empêchant de descendre ou glisser (25) vers la seconde extrémité du tube. ensuite fermeture de l'ampoule par un fond rond (15), å petite température pour ne pas éclater ou casser la pla -quette Une fois que le tube est fermé et froid , il est placé verticalement et rempli de pâte fluorescente par une ou deux tiges creuses qui assurent le drainage , évacuation, de l'excédent de pite, ce, lorsque le niveau de pâte atteint le début des logements (10) avec commande par cellule électrique ou autre système , de façon que lesfilaments ne soient absoluement pas noyés ou mouillés par la pâte fluorescente. le deuxième queusot (3,4) , un par chambre empèche qu'une chambre soit enduite et l'autre pas. les drains sont retirés délicatement sans toucher aux filaments ou aux électrodes Ensuite dégazage et pyrolisation du liant de la pâte fluorescente par jet dz gaz neutre vers 400 ocentigrades et mise sur pompe de l'ampoule. A ce moment là,le deuxième queusot peut être fermé Selor l'invention , toutes les parois de l'ampoule sont recouvertes de poudre (13) luminescente, sauf les logements, et la poudre luminescente assure le Joint l'étanchéité la jonction anti-fuite entre les 3 cotés de la lamelle et les parois du tube , au besoin, en ajoutant un flux épaississant dans la pâte ou une granulométrie supérieure dela poudre fluorescente et ses composantes. in outre,toujours selon l'invention ,la plaquette peut porter des pistes conductives (22) favorisant l'allumage, et d'autres substances entre autres réfléchissantes ou filtrantes (23). A la mise sur pompe , aprés qu'un queusot eut été fermé, le tube est pompé puis rempli de différents gaz assurant le démarrage rapide de l'arc, la composante principale étant toujours de l'argon à plus de 60 pour cent,mélangé à d'autres gaz tel le krypton, le néon , le xénon , ou autre . Le mercure traité (24) est introduit, d'un poids de 6 mg selon l'invention , et d'une pression de rempli5 -sage des gaz de 0,5 millibars environ à 10 millibars, 3,5 selon l'invention. Les queusots selon un autre mode de réalisation peuvent être placés en d'autres endroits des logements que sur le sommet, à proximité des soudures verre-métal. les électrodes sor.t soudées à même l'enveloppe, dans le fond de chaque logement à leur extrémité large et aplatie, et dans une préforme, elles sont sans pieds. Préforme des queusots 31) et préforme des passages verre-métal (32). Xes filaments et les électrodes peuvent être légèrement désaxés mais restant parallèles et dans la plus grande dimension des logements tronconiques . Ces derniers mesurent 1,5 cm de largeur à leur extrémité , au niveau de la soudure verre-métal. Le passage des drains ne touche ni les filaments , ni les électrodes , il n'y a pas de goutte de pâte qui vient mouiller les filaments selon l'invention , la distance entre la fin de la lamelle de verre et le fond de l'ampoule s'établit entre C,1 et 15 cm , selon l'invention 3 centimètres, et la lamelle est légèrement chanfréné par ajustage et usinage automatique , tel que décrit plus haut , et compte tenu de son épaisseur réduite inférieure à 2 millimètres , elle possède le même arc de cercle que le tube dans lequel elle vient à être disposé Dans une autre réalisation , la paroi centrale, lamelle de verre peut porter sur ses faces dans les chambres d'autres faces plus petites (29) multipliant ainsi la surface de poudre fluorescente.de plus du quart du total de l'ampoule. Ces faces plus petites sont à angle droit ou oblique par rapport à la lammelle. Cette réalisation permet de porter la surface de poudre fluorescente à so: Cette lampe conforme à l'invention peut être inséré totalement au niveau des logements ou parties moulées tronconiques dans un culot normalisé , la bordure externe du culot venant s'arreter au niveau du tube droit (1C3 culot spécialement Edison (7) ou Goliath , ou non normalisé et laissant suffisament de place pour un ballast capacitif (26) un starter (27) et d'autres éléments électroniques. actifs ou passifs (2). Dans le cas de culots normalisés , les fils d'alimer- -tation (30) sont branchés comme pour les ampoules à incandescence Dans le montage avec culot Edison, et d'un ballast miniature mentioné plus haut , on branche directement l'ampoule sur une douille E 27 du réseau. Cette lampe peut être équipée aussi d'un culot de fixation rapide d'ampoule luminescente , en abrégé à à serrage à quatre contacts avec bague circulaire , formant un ensemble isolant et homogène. Celte lampe à décharge fluorescente peut être utilisée pour des rayonnements autre que la lumière visible et peut comporter d'autres gaz que ceux mentionnés pour les lampes luminescentes Sa taille et son utilisation sont extrapolables et multiples , elle est fabricable sur tous types de machine et par tout type de moule et procédé de moulage. Elle peut être allumée par tout type de ballast soit capacitif, soit inductif , ou autres L'émissif lumineuse qui était de 120 Lumens dans la précédente invention est passé à plus de 35G Lumens pour cette nouvelle invention selon la description. En outre la réalisation du queusotage et de l'ampoule est de beaucoup plus simplifié dans cette nouvelle version La lamelle de séparation fait dans tous les cas plus du quart de la longueur du corps à décharge tubulaire et sépare la chambre tubulaire en deux parties égales, d'égales dimensions. Ia figure 1 représente l'ampoule selon l'invention vu de face , lamelle face avec piste conductive et un logement. La figure 2 représente l'ampoule selon l'invention vu de coté avec lamelle séparant le tube en deux chambres semi-cylindriques avec logements tronconiques contenant les ensembles thermo-émissifs et le passage de l'arc au niveau du quatrième coté. La figure 3 représente l'ampoule selon l'invention vu de dessus avec ses deux queusots * ses deux soudures verre-métal , sa base plane la figure 4 représente l'ampoule selon l'invention vu de dessous , avec lamelle séparatrice , le fil de maintient , le fond de la lampe la figure 5 représente la lamelle modifié de l'ampoule selon l'invention , lamelle à plusieurs faces. La figure 6 représente l'ampoule selon l'invention équipé d'un culot Edison contenant tout le système d'alimentation La figure 7 représente l'ampoule selon l'invention avec les préformages des passages du queusot et des soudures verre-métal La figure 8 représente l'ampoule selon l'invention munie du culot FRAL de fixation rapide R E V E N D I C A T I O N S & Ampoule selon revendication 1 caractérisée en ce que les filaments placés dans les logements lesquels sont cachés dans un culot contribuent à une uni -formité lumineuse par masquage de la zone de Faraday des tremblements mécaniques des filaments dûs aux bombar -dements électroniques continuels et du dégazage à l'aplomb des électrodes 9) Ampoule selon revendications 1 à 8 caractérisée en ce que la fixation de l'ampoule par inser -tion totale des logements dans un culot Edison ,laisse suffisament de place pour la disposition d'un ballast capacitif ,son système d'allumage et d'autres éléments électroniques 10) Ampoule selon revendications 1 a' 9, caractérisée en ce que l'utilisation d'un ballast capacitif avec starter et culot Edison permet de brancher directement l'ampoule sur une douille E 27 du réseau R E V E N D I C A T I O N S 8) Ampoule selon revendication 1 caractérisée en ce que les filaments placés dans les logements lesquels sont cachés dans un culot contribuent à une uni -formité lumineuse par masquage de la zone de Faraday des tremblements mécaniques des filaments dûs aux bombar -dements électroniques continuels et du dégazage à l'aplomb des électrodes 9) Ampoule selon revendications 1 à 8 caractérisée en ce que la fixation de l'ampoule par lnser- -tion totale des logements dans un culot Edison ,laisse suffisament de place pour la disposition d'un ballast capacitif ,son système d'allumage et d'autres éléments électroniques 10) Ampoule selon revendications 1 -à 9 , caractérisée en ce que l'utilisation d'un ballast capacitif avec starter et culot Edison permet de brancher directement l'ampoule sur une douille E 27 du réseau