Brevet FR2724766A1 — publié le 19960322

La présente invention concerne une lampe à décharge et plus particulièrement, un dispositif de matrice de lampes à tube en verre qui présente une durée de vie plus longue que celle de lampes à décharge classiques. Une lampe neon classique comprend un tube en verre mince ayant la forme générale d'un U et une paire d'électrodes disposées respectivement au niveau de deux extrémités scellées de ce dernier. Le tube en verre est soumis à un vide avant son remplissage par un gaz de travail approprié tel que le neon afin de permettre à la lampe de générer une lumière colorée lorsqu'une chute de tension prédéterminee est appliquée entre les électrodes. Les électrodes sont connectées à une source d'alimentation externe au moyen de fils. Certains des inconvénients de la lampe néon classique sont les suivants: 1. Du fait de la difficulté et des coûts élevés mis en jeu lors de la réalisation du vide dans le tube en verre jusqu'à pratiquement des niveaux parfaits, de faibles quantités d'impuretés d'autres gaz sont habituellement retenues dans le tube. Après une utilisation prolongée de la lampe à des températures de fonctionnement élevées, une réaction chimique entre les impuretés à l'intérieur du- tube en verre et les électrodes se produit, ce qui conduit à une corrosion et à une réduction de la quantité de gaz de travail. Tôt ou tard, du fait d'une quantité insuffisante de gaz de travail restant, la lampe sera inutilisable du fait de sa défaillance à émettre une lumière suffisante, ce qui conduit à une durée de vie relativement courte pour la lampe. 2. Le tube en verre comporte une surface de paroi interne qui est munie d'une couche de substance fluorescente. La lampe classique est de façon similaire rendue inutilisable lorsque la couche de substance fluorescente s'amenuise du fait d'une utilisation prolongée. 3. Des accessoires en un nombre trop important sont nécessaires lorsque la lampe néon est installée dans une matrice de lampes utilisée à des fins d'éclairage publicitaire, ce qui conduit à un procédé d'assemblage compliqué et à des coût plus élevés pour la fabrication de la matrice de lampes. Par conséquent, l'objet essentiel de la présente invention consiste à proposer un dispositif de matrice de lampes à tube en verre qui présente une durée de vie plus élevée que celle des lampes à décharge classiques. Un autre objet de la présente invention consiste à proposer un dispositif de matrice de lampes à tube en verre qui soit aisé à assembler, conduisant ainsi à des coûts de fabrication réduits. Par conséquent, un dispositif de matrice de lampes à tube en verre de la présente invention comprend: un premier jeu de conteneurs de gaz de travail incluant une pluralité de premiers conteneurs allongés parallèles et une pluralité de seconds conteneurs allonges parallèles croisant lesdits conteneurs allongés selon un plan et formant un certain angle avec ceux-ci, chacun desdits premier et seconds conteneurs allonges contenant un gaz de travail en son sein; une première matrice de tubes en verre incluant une pluralité de tubes en verre minces, chacun desdits tubes en verre comportant deux extrémités ouvertes qui sont respectivement en communication de fluide avec l'un desdits premiers conteneurs allongés et avec l'un desdits seconds conteneurs allonges, d'ou le remplissage de chacun desdits tubes en verre par ledit gaz de travail, chacun desdits tubes en verre présentant une aire en coupe de beaucoup inférieure à celle desdits premiers et seconds conteneurs allongés; et une électrode prévue dans chacun desdits premiers et seconds conteneurs allongés, ledit gaz de travail contenu dans lesdits tubes en verre se déchargeant de manière à émettre une lumière lorsqu'une chute de tension suffisante est appliquée auxdites électrodes dans lesdits premiers et seconds conteneurs allongés correspondant auxdits tubes en verre. Le dispositif de matrice de lampes à tube en verre peut en outre comprendre des unités de capuchon qui servent non seulement à recouvrir les tubes en verre mais également à faire varier la couleur de la lumière émise depuis le tube en verre et des réservoirs de gaz de travail de secours qui sont destinés à être connectés en communication de fluide aux conteneurs de gaz de travail de manière à appliquer du gaz de travail supplémentaire au dispositif de matrice de lampes lorsque nécessaire. Du fait de la capacité de gaz de travail importante du dispositif de matrice de lampes à tube en verre de la présente invention, une durée de vie plus importante peut être obtenue. Le dispositif de matrice de lampes à tube en verre peut en outre comprendre: un second jeu de conteneurs de gaz de travail incluant une pluralité de troisièmes conteneurs allonges parallèles dont chacun est interposé entre deux conteneurs adjacents pris parmi lesdits premiers conteneurs allongés et une pluralité de quatrième conteneurs allonges dont chacun est interposé entre deux conteneurs adjacents pris parmi lesdits seconds conteneurs allongés; une seconde matrice de tubes en verre qui est entrelacée avec ladite première matrice de tubes en verre et qui inclut une pluralité de tubes en verre minces, chacun desdits tubes en verre de ladite seconde matrice de tubes en verre comportant deux extrémités ouvertes qui sont respectivement en communication de fluide avec l'un desdits troisièmes conteneurs allongés et avec l'un desdits quatrièmes conteneurs allongés, chacun desdits tubes en verre de ladite seconde matrice de tubes en verre présentant une aire en coupe de beaucoup inférieure à celle desdits troisièmes et quatrièmes conteneurs allonges: et une électrode prévue dans chacun desdits troisièmes et quatrièmes conteneurs allongés; chacun desdits troisièmes et quatrièmes conteneurs allongés contenant un gaz de travail qui peut émettre une lumière qui peut être d'une couleur différente de celle émise par ledit gaz de travail contenu dans lesdits tubes en verre de ladite première matrice de tubes en verre lors d'une décharge. D'autres caractéristiques et avantages de la présente invention apparaîtront à la lumière de la description détaillée qui suit des modes de réalisation particuliers, par report aux dessins annexes parmi lesquels: la figure 1 est une vue en perspective partielle qui représente le premier mode de réalisation particulier d'un dispositif de matrice de lampes à tube en verre selon la présente invention; la figure 2 est une vue en perspective partielle qui représente une unique unité de lampe du premier mode de réalisation particulier; la figure 3 est une vue en coupe qui représente une unité de capuchon du premier mode de réalisation particulier; la figure 4 est une vue en perspective partielle du second mode de réalisation particulier d'un dispositif de matrice de lampes à tube en verre selon la présente invention; et la figure 5 est une vue en perspective partielle qui représente une partie du second mode de réalisation particulier. Avant de procéder à la description davantage détaillée de la présente invention, il est à noter que des éléments identiques sont repérés au moyen des mêmes index de référence pour l'ensemble de la description. Par report aux figures 1 et 2, le premier mode de réalisation particulier d'un dispositif de matrice de lampes à tube en verre selon la présente invention est représenté comme comprenant un jeu de conteneurs de gaz de travail et une pluralité de tubes en verre 40 agencés selon une matrice. Le jeu de conteneurs de gaz de travail inclut une pluralité de premiers conteneurs scellés allongés parallèles 20 et une pluralité de seconds conteneurs scellés allongés parallèles 30 qui croisent les premiers conteneurs allongés 20 selon un plan et qui forment un certain angle avec ceux-ci. Selon ce mode de réalisation, les premiers et seconds conteneurs allongés 30 sont transversaux les uns aux autres et ils contiennent un gaz de travail tel que du néon, de l'argon, du mercure etc... qui leur permet d'émettre une énergie de rayonnement lors de la décharge. La section en coupe des conteneurs de gaz de travail 20, 30 peut être circulaire, ovale ou rectangulaire, comme représenté sur ces figures. Les tubes en verre 40 sont des tubes minces qui peuvent présenter la forme générale d'une spirale ou d'un U, comme représenté au niveau de ce mode de réalisation. Chacun des tubes en verre 40 comporte deux extrémités ouvertes qui s'étendent respectivement de façon scellée dans l'un -des premiers conteneurs allongés 20 et dans l'un des seconds conteneurs allongés 30, d'ou une mise en communication de fluide respective des tubes en verre 40 avec ces derniers pour remplir chacun des tubes en verre 40 par le gaz de travail, comme représenté sur la figure 2. Le contour ou profil du tube en verre 40 est conçu en relation avec l'environnement auquel il est destiné. Un profil plus long a la préférence pour augmenter l'aire d'émission de lumière, ce qui permet d'obtenir une luminosité meilleure. Chacun des tubes en verre 40 présente une section en coupe de beaucoup inférieure à celle des premiers et seconds conteneurs allonges 20, 30. L'aire en coupe des conteneurs de gaz de travail 20, 30 peut être agrandie en fonction de la nécessité d'augmenter le volume du gaz de travail. De préférence, l'aire en coupe de chacun des conteneurs de gaz de travail 20, 30 est de beaucoup supérieure à la somme de l'aire en coupe de tous les tubes en verre 40 qui leur sont connectés. Chacun des premiers et seconds conteneurs 20, 30 comporte en outre une électrode 50, 60 prévue en son sein. Les électrodes 50, 60 sont destinées à être couplées à une source d'alimentation externe (non représentée). Du fait que chacun des premiers et seconds conteneurs allongés 20, 30 présente une aire en coupe de beaucoup supérieure à celle des tubes en verre , le gaz de travail contenu dans les conteneurs 20, n'émet pas de lumière lorsque la source d'alimentation externe (non représentée) est amenée à fonctionner de manière à appliquer de l'énergie aux électrodes 50, 60. En lieu et place, le gaz de travail contenu dans les tubes en verre 40 se décharge de manière à émettre de la lumière du fait de la présence d'une tension relativement élevée par volume unitaire lorsqu'une chute de tension suffisante est appliquée aux électrodes 50, 60 dans les premiers et seconds conteneurs allonges 20, 30 correspondant aux tubes en verre 40. Des électrodes de secours 50a, 60a peuvent être installées dans chacun des premiers et seconds conteneurs allongés 20, 30 de telle sorte que le dispositif de matrice de lampes à tube en verre puisse toujours fonctionner même si les électrodes 50, 60 sont déjà inutilisables du fait d'une longue période d'utilisation, ce qui conduit à une durée de vie plus élevée. Il est à noter qu'une tension continue ou alternative peut être appliquée aux électrodes 50, 60. Ainsi, un balayage bidirectionnel qui utilise un courant alternatif est possible lorsque le dispositif de matrice de lampes à tube en verre est en utilisation. Le tube en verre 40 est de préférence réalisé en verre de quartz fondu qui est connu pour ses propriétés d'émission de lumière ultraviolette supérieures. Le dispositif de matrice de lampes à tube en verre comprend en outre une pluralité d'unités de capuchon 42 pour recouvrir respectivement les tubes en verre 40 de manière à protéger ces derniers. Par report aux figures 2 et 3, chaque unité 42 comprend un capuchon sommital 424 et une jupe périphérique 422 qui s'étend depuis la périphérie du capuchon sommital 424 et qui comporte une surface de paroi interne munie d'un revêtement réfléchissant 4222 sur elle. Ainsi, la jupe périphérique 422 peut réfléchir la plus grande part de la lumière émise par le gaz de travail dans le tube en verre 40 jusqu'au capuchon sommital 424. Le capuchon sommital 424 est réalisé en verre de quartz et il comporte une surface de paroi interne qui est munie d'une couche de filtre couleur passe-bande 4244, d'une couche de verre 4245 déposée sur la couche de filtre 4244 et d'une couche de substance fluorescente 4246 déposée sur la couche de verre 4245. La couche de substance fluorescente 4246 reçoit une lumière ultraviolette et produit à- partir de celle-ci une lumière colorée. La couche de filtre 4244 filtre et sélectionne la lumière colorée provenant de la couche de substance fluorescente 4246, en laissant passer ainsi seulement la lumière qui présente la couleur souhaitée. La couche de verre 4245 évacue par filtrage des rayons ultraviolets nuisibles afin d'empêcher que la couche de filtre 4244 ne s'amenuise. Il est à noter que dans ce mode de réalisation, les premiers et seconds conteneurs allongés 20, 30 contiennent le même gaz de travail. Bien que les tubes en verre 40 émettent une lumière de la même couleur lorsque le premier mode de réalisation particulier est en utilisation, le dispositif de matrice de lampes à tube en verre peut toujours générer des couleurs différentes de lumière si l'on choisit de façon appropriée les produits utilisés pour la couche de filtre 4244 et pour la couche de substance fluorescente 4246 des unités de capuchon 42. Telles que vues à une certaine distance, les couleurs différentes générées par le dispositif de matrice de lampes à tube en verre apparaissent comme étant mélangées de manière à permettre la génération d'un nombre illimité de couleurs. Le capuchon sommital 424 peut être monté de façon amovible sur la jupe périphérique 422 d'une manière connue, ce qui permet son remplacement lorsque la couche de substance fluorescente 4246 s'amenuise. Par report aux figures 4 et 5, le second mode de réalisation particulier d'un dispositif de matrice de lampes à tube en verre selon la présente invention est représenté comme comprenant des premier, second et troisième jeux entrelacés de conteneurs de gaz de travail ainsi que des première, seconde et troisième matrices de tubes en verre. Le premier jeu de conteneurs de gaz de travail inclut une pluralité de premiers conteneurs scellés allongés parallèles 20a et -une pluralité de seconds conteneurs scellés allonges parallèles 30a transversaux aux premiers conteneurs allonges 20a. La première matrice de tubes en verre inclut une pluralité de tubes en verre minces 40a dont chacun comporte deux extrémités ouvertes qui sont respectivement en communication de fluide avec l'un des premiers conteneurs allongés 20a et avec l'un des seconds conteneurs allonges 30a, d'o le remplissage de chacun des tubes en verre 40a par un premier gaz de travail qui émet de lumière colorée lors d'une décharge. Le second jeu de conteneurs de gaz de travail inclut une pluralité de troisièmes conteneurs scellés allongés parallèles 20b et une pluralité de quatrièmes conteneurs scellés allonges parallèles 30b transversaux aux troisièmes conteneurs allongés 20b. Chacun des troisièmes conteneurs allongés 20b est parallèle aux premiers conteneurs allongés 20a et est interposé entre deux d'entre eux tandis que chacun des quatrièmes conteneurs allongés 30b est parallèle aux seconds conteneurs allongés 30a et est adjacent à deux d'entre eux. La seconde matrice de tubes en verre est entrelacée avec la première matrice de tubes en verre et elle inclut une pluralité de tubes en verre minces b dont chacun comporte deux extrémités ouvertes qui sont respectivement en communication de fluide avec l'un des troisièmes conteneurs allongés 20b et avec l'un des quatrièmes conteneurs allongés 30b de manière à remplir chacun des tubes en verre 40b par un second gaz de travail qui émet une lumière qui présente une couleur différente de celle émise par le premier gaz de travail lors d'une décharge. Le troisième jeu de conteneurs de gaz de travail inclut une pluralité de cinquièmes conteneurs scellés allongés parallèles 20c et une pluralité de sixièmes conteneurs scellés allongés parallèles 20c transversaux aux cinquièmes conteneurs allongés 20c. Chacun des cinquièmes conteneurs allongés 20c est parallèle aux premiers et troisièmes conteneurs 20a, 20b et est interposé entre certains adjacents de ceux-ci tandis que chacun des sixièmes conteneurs allongés 30c est parallèle aux seconds et quatrièmes conteneurs allongés a, 30b et est interposé entre certains adjacents de ceux-ci. La troisième matrice de tubes en verre est entrelacée avec les premières et secondes matrices de tubes en verre et elle inclut une pluralité de tubes minces 40c dont chacun comporte deux extrémités ouvertes qui sont respectivement en communication de fluide avec l'un des cinquièmes conteneurs allongés 20c et avec l'un des sixièmes conteneurs allongés 30c de manière à remplir chacun des tubes en verre 40c par un troisième gaz de travail qui émet une lumière dont la couleur diffère de celle émise par les premier et second gaz de travail lors d'une décharge. Il est à noter que les premier, second et troisième gaz de travail peuvent être choisis de manière à émettre des couleurs différentes, telles que le rouge, le bleu etc... Comme avec le mode de réalisation précédent, chacun des tubes en verre 40a, b, 40c peut être muni d'une unité de capuchon respective (non représentée) afin qu'il soit recouvert, ce qui élargit encore la plage des couleurs qui peuvent être générées par le dispositif de matrice de lampes à tube en verre de la présente invention. En outre, le nombre de jeux de conteneurs de gaz de travail et le nombre de matrices de tubes en verre peuvent être amenés à varier en fonction des exigences de l'installation. REVENDICATIONS 1. Dispositif de matrice de lampes à tube en verre caractérisé par: un premier jeu de conteneurs de gaz de travail incluant une pluralité de premiers conteneurs allonges parallèles (20, 20a) et une pluralité de seconds conteneurs allonges parallèles (30, 30a) croisant lesdits conteneurs allonges (20, 20a) selon un plan et formant un certain angle avec ceux-ci, chacun desdits premiers et seconds conteneurs allongés (20, 20a, 30, 30a) contenant un gaz de travail en son sein; une première matrice de tubes en verre incluant une pluralité de tubes en verre minces (40, 40a), chacun desdits tubes en verre (40, 40a) comportant deux extrémités ouvertes qui sont respectivement en communication de fluide avec l'un desdits premiers conteneurs allongés (20, 20a) et avec l'un desdits seconds conteneurs allongés (30, 30a), d'ou le remplissage de chacun desdits tubes en verre (40, 40a) avec ledit gaz de travail, chacun desdits tubes en verre (40, 40a) présentant une aire en coupe de beaucoup inférieure à celle desdits premiers et seconds conteneurs allongés (20, 20a, 30, 30a); et une électrode (50, 60) prévue dans chacun desdits premiers et seconds conteneurs allongés (20, 20a, 30, 30a), ledit gaz de travail contenu dans lesdits tubes en verre (40, 40a) se déchargeant de manière à émettre une lumière lorsqu'une chute de tension suffisante est appliquée auxdites électrodes (50, 60) dans lesdits premiers et seconds conteneurs allonges (20, 20a, 30, 30a) correspondant auxdits tubes en verre (40, 40a). 2. Dispositif de matrice de lampes à tube en verre selon la revendication 1, caractérisé en outre par une pluralité d'unités de capuchon (42) destinées à recouvrir respectivement lesdits tubes en verre (40). 3. Dispositif de matrice de lampes à tube en verre selon la revendication 2, caractérisé en ce que chacune desdites unités de capuchon (42) inclut un capuchon sommital (424) et une jupe périphérique (422) qui s'étend depuis une périphérie dudit capuchon sommital (424) et qui comporte une surface de paroi interne munie d'un revêtement réfléchissant (4222) sur elle. 4. Dispositif de matrice de lampes à tube en verre selon la revendication 3, caractérisé en ce que ledit capuchon sommital (424) est réalisé en verre et il comporte une surface de paroi interne qui est munie d'une couche de filtre de couleur passe- bande (4244), d'une couche de verre (4245) sur ladite couche de filtre (4244) et d'une couche de substance fluorescente (4246) déposée sur ladite couche de verre (4245). 5. Dispositif de matrice de lampes à tube en verre selon la revendication 1, caractérisé en ce que l'aire en coupe de chacun desdits premiers et seconds conteneurs allonges (20, 20a, 30, 30a) est de beaucoup supérieure à la somme de l'aire en coupe de l'ensemble desdits tubes en verre (40, 40a) qui lui sont connectés. 6. Dispositif de matrice de lampes à tube en verre selon la revendication 1, caractérisé en outre par une électrode de secours (50a, 60a) prévue dans chacun desdits premiers et seconds conteneurs allongés (20, 20a, 30, 30a). 7. Dispositif de matrice de lampes à tube en verre selon la revendication 1, caractérisé en outre par: un second jeu de conteneurs de gaz de travail incluant une pluralité de troisièmes conteneurs allonges parallèles (20b) dont chacun est interposé entre deux conteneurs adjacents pris parmi lesdits premiers conteneurs allongés (20a) et une pluralité de quatrièmes conteneurs allonges (30b) dont chacun est interposé entre deux conteneurs adjacents pris parmi lesdits seconds conteneurs allonges (30a); une seconde matrice de tubes en verre qui est entrelacée avec ladite première matrice de tubes en verre et qui inclut une pluralité de tubes en verre minces (40b), chacun desdits tubes en verre (40b) de ladite seconde matrice de tubes en verre comportant deux extrémités ouvertes qui sont respectivement en communication de fluide avec l'un desdits troisièmes conteneurs allongés (20b) et avec l'un desdits quatrièmes conteneurs allonges (30b), chacun desdits tubes en verre (40) de ladite seconde matrice de tubes en verre présentant une aire en coupe de beaucoup inférieure à celle desdits troisièmes et quatrièmes conteneurs allongés (20b, 30b): et une électrode prévue dans chacun desdits troisièmes et quatrièmes conteneurs allonges (20b, b); chacun desdits troisièmes et quatrièmes conteneurs allongés (20b, 30b) contenant un gaz de travail qui peut émettre une lumière qui peut être d'une couleur différente de celle émise par ledit gaz de travail contenu dans lesdits tubes en verre (40a) de ladite première matrice de tubes en verre lors d'une décharge.