Brevet FR2947379A1 — publié le 20101231

Lampe à décharge rendue incomplète par voie diélectrique ayant des espaces de décharge Domaine technique L'invention part d'une lampe rendue incomplète par voie diélectrique. Dans ce type de lampe, l'électrode de lampe d'une polarité, ou les électrodes de deux polarités, est séparee du fluide de décharge par une couche diélectrique, la barrière diélectrique. Les barrières diélectriques peuvent être formées aussi par la paroi de l'enceinte de décharge, à savoir lorsqu'au moins une électrode est disposée à l'extérieur de l'enceinte de décharge (électrode extérieure). Ce type de lampe trouve à s'utiliser, notamment pour l'exposition à un rayonnement ultraviolet (UV), dans la technique des procédés, par exemple pour le nettoyage des surfaces et l'activation des surfaces, en photolytique, dans la production d'ozone, pour l'épuration de l'eau potable, en métallisation et pour le durcissement par les UV. La désignation source de rayonnement ou source de rayonnement UV est habituelle aussi à cet égard. Lorsque l'enceinte de décharge est munie d'une couche de substance luminescente, le rayonnement UV est transformé en de la lumière, c'est-à-dire en du rayonnement électromagnétique visible, ce qui ouvre d'autres possibilités d'application. Etat de la technique Dans le fascicule EP 1 506 567 B1, on révèle une lampe à décharge rendue incomplète par voie diélectrique d'un côté, qui est prévue comme source de rayonnement UV pour la technique des processus. A cet effet, l'enceinte 2 de décharge est emplie de xénon. Avant la décharge dans un gaz, qui fonctionne de préférence au moyen d'un procédé de fonctionnement pulsé décrit dans le US 5 604 410, il se forme ce que l'on appelle des excimères. Les excimères sont des molécules excitées, par exemple Xe2*, qui, lors du retour dans l'état fondamental non lié en règle générale, émettent du rayonnement électromagnétique. Dans le cas de Xe2*, le maximum du rayonnement de la bande moléculaire est à environ 172 nm. Pour la production de la décharge rendue incomplète par voie diélectrique, une première électrode 23 hélicoïdale est disposée coaxialement à l'intérieur de l'enceinte 2 de décharge tubulaire. Du coté extérieur de l'enceinte 2 de décharge, sont disposées six électrodes 8a à 8f extérieures en forme de bande, qui sont parallèles entre elles et habituellement à distance. L'inconvénient est que les lampes connues jusqu'ici ne peuvent émettre que dans un domaine de longueur d'onde caractéristique, à savoir correspondant à l'atmosphère de lampe utilisé, par exemple du xénon. Lorsqu'on a besoin d'un autre domaine de longueur d'onde, par exemple pour celui d'excimères XeCl, dont le maximum de rayonnement est à environ 308 nm, il faut une autre lampe correspondante. Enoncé de l'invention La présente invention vise à augmenter les possibilités d'application de lampes rendues incomplètes par voie diélectrique. On y parvient par une lampe à décharge rendue incomplète par voie diélectrique, caractérisée en ce qu'elle comprend une enceinte de décharge, laquelle enceinte de décharge a au moins un premier espace de décharge et un deuxième espace de décharge, les deux espaces de décharge étant séparés l'un de l'autre, et le premier espace de décharge renferme un premier fluide de décharge et le deuxième espace de décharge renferme un deuxième fluide de décharge. L'idée de base de l'invention réside dans le fait de prévoir deux ou plusieurs espaces de décharge distincts dans l'enceinte de décharge de la lampe rendue incomplète par voie diélectrique. Cela donne la possibilité d'exciter indépendamment les uns des autres deux ou plusieurs fluides de décharge dans l'enceinte de décharge et de produire ainsi le rayonnement caractéristique de chacun des deux ou plusieurs fluides de décharge, en ayant seulement une lampe à décharge rendue incomplète par voie diélectrique qui est unique et, en conséquence, de produire le rayonnement caractéristique en même temps et pratiquement au même endroit. A cet effet, l'enceinte de décharge comprend deux ou plusieurs enceintes, qui définissent deux ou plusieurs espaces de décharge distincts à l'intérieur de l'enceinte de décharge. En outre, l'enceinte de décharge a sur son côté extérieur une électrode extérieure ainsi qu'au moins une électrode intérieure disposée à l'intérieur de l'enceinte de décharge. Dans un mode de réalisation préféré ayant deux espaces de décharge distincts, l'enceinte de décharge comprend une première enceinte et une deuxième enceinte plus grande. La première enceinte est disposée à l'intérieur de la deuxième enceinte. L'intérieur de la première enceinte forme le premier espace de décharge. Le deuxième espace de décharge est formé par l'espace compris entre la première enceinte et la deuxième enceinte. En outre, une première électrode d'une première polarité est mise dans la première enceinte et une deuxième électrode d'une deuxième polarité est mise sur la face extérieure ou sur la face intérieure de la paroi de la deuxième enceinte. Dans un mode de réalisation préféré, la lampe est oblongue et définit ainsi un axe longitudinal de lampe, les deux espaces de décharge étant disposés coaxialement à l'axe longitudinal de lampe. Dans un mode de réalisation préféré, l'enceinte de décharge de la lampe rendue incomplète par voie diélectrique est essentiellement tubulaire. Elle comprend une première enceinte tubulaire fermée de manière étanche au gaz et une deuxième enceinte tubulaire fermée d'une manière étanche au gaz et ayant un diamètre plus grand par rapport à celui de la première enceinte tubulaire. La première enceinte tubulaire ou oblongue est disposée coaxialement à l'intérieur de la deuxième enceinte tubulaire. En outre, la première électrode est disposée longitudinalement et axialement à l'intérieur de la première enceinte. Elle peut être formée, par exemple, d'un barreau métallique, d'un filament ou analogue. La deuxième électrode doit masquer aussi peu que possible du rayonnement utile de la lampe. Elle est constituée, par exemple, sous la forme d'un filament métallique ou d'une grille métallique ou est constituée d'une couche conductrice transparente, par exemple en oxyde d'étain et d'indium, ou de plusieurs sous-électrodes aussi minces que possible et longitudinales disposées parallèlement entre elles et à distance mutuelle. Les fluides de décharge sont, de préférence, différents l'un de l'autre. Cela a l'avantage que la lampe suivant l'invention émet simultanément le rayonnement caractéristique de chacun des fluides de décharge. Le matériau pour les enceintes est choisi de manière à ce que les parois de l'enceinte soient suffisamment transparentes pour le rayonnement caractéristique respectif. Du verre au quartz convient notamment pour du rayonnement UV. Pour la production de rayonnement UV dans deux domaines de longueur d'onde différents, il vaut mieux que l'un des deux fluides de décharge comprenne du xénon et que l'autre fluide de décharge comprenne un halogénure de krypton, par exemple du chlorure de krypton (KrCl), du fluorure de krypton (KrF) ou du bromure de krypton (KrBr). Lorsque la lampe fonctionne, on produit à l'aide du xénon un rayonnement excimère ayant un maximum à environ 172 nm, à l'aide de, par exemple, KrCl, un rayonnement excimère ayant un maximum à environ 222 nm. Description succincte des dessins L'invention sera explicitée d'une manière plus précise 20 dans ce qui suit au moyen d'un exemple de réalisation. Aux dessins . La Figure la est une vue en coupe longitudinale d'une lampe à décharge rendue incomplète par voie diélectrique suivant l'invention, 25 la Figure lb est une vue en coupe transversale de la lampe de la Figure la. Mode de réalisation préféré de l'invention Les Figures la et lb représentent une coupe longitudinale et une coupe transversale suivant la ligne AB de coupe d'une lampe 1 à décharge tubulaire rendue incomplète par voie diélectrique en représentation schématique. La lampe est prévue comme source de rayonnement UV, notamment pour la stérilisation, en particulier de divers microorganismes sous forme végétale et sporulée de récipients habituels dans le domaine alimentaire. Pour rendre possible une introduction de la lampe dans le récipient concerné, le diamètre extérieur de la lampe est plus petit que le diamètre de l'ouverture du récipient concerné. La lampe 1 à décharge rendue incomplète par voie diélectrique a une enceinte 2 de décharge tubulaire ayant un axe L longitudinal, à un côté de laquelle se raccorde une étanchéité 3 de pincement à ruban. L'enceinte 2 de décharge est constituée essentiellement de deux ampoules 4, 5 tubulaires en verre au quartz Suprasil 310 (société Heraeus (marque de fabrique)). Le diamètre de la première ampoule 4 est de 10 mm, celui de la deuxième ampoule 5 de 16 mm. La première ampoule 4 est disposée coaxialement à l'intérieur de la deuxième ampoule 5. Les deux ampoules sont fermées à l'une de leur extrémité à l'aide d'une coupelle 6, 7 en forme de dôme et à leur autre extrémité au moyen du pincement 3 à ruban. L'intérieur de la première ampoule 4 tubulaire définit un premier espace 8 de décharge, qui est empli de xénon sous une pression de 250 mbar. L'espace intermédiaire entre le côté extérieur de la première ampoule 4 et le côté intérieur de la deuxième ampoule 5 définit le deuxième espace de décharge, qui est empli de KrKl (krypton avec 0,5 % de chlore) sous une pression de 250 mbar. A l'intérieur de la première ampoule 4, est disposée coaxialement une première électrode 10 en forme de barreau en molybdène d'un diamètre de 1 mm. Elle est soudée à une extrémité d'un ruban 11 en molybdène, le ruban 11 en molybdène étant pincé d'une manière étanche au gaz dans le pincement 3. A l'autre extrémité du ruban 11 en molybdène est soudée une tige 12 en molybdène, qui forme l'entrée de courant extérieur pour la première électrode 10 intérieure. Du côté extérieur de la paroi de la deuxième ampoule 5, est disposée une deuxième électrode 13 extérieure en une grille métallique ayant une ouverture de maille de 2 mm (cela n'est représenté que très schématisé). En variante à la grille métallique, on peut utiliser aussi un fil pour ressort hélicoïdal (d'un diamètre par exemple de 0,45 mm) ayant un pas de par exemple 3 mm ou quelques pistes conductrices déposées de manière équidistante sur le côté extérieur de la deuxième ampoule 5 et ayant une largeur d'environ 1 à 2 mm (non représenté). La longueur efficace de la lampe, c'est-à-dire le long de laquelle l'électrode 13 extérieure s'étend, est d'environ 350 mm. La lampe à décharge rendue incomplète par voie diélectrique fonctionne sur une source de haute tension (non représentée). Une décharge efficace est obtenue en fonctionnement pulsé suivant le US 5 604 410 mentionné ci-dessus à environ 5 kV et a une fréquence de 100 kHz. L'impulsion de haute tension est appliquée à la tige 12 de molybdène et, en conséquence, à l'électrode 10 intérieure. Bien que l'invention ait été explicitée ci-dessus sur l'exemple d'une lampe tubulaire ayant deux ampoules disposées coaxialement, l'invention n'est pas limitée à seulement deux espaces de décharge distincts. La lampe suivant l'invention peut comporter aussi, par exemple, trois ou plusieurs ampoules disposées coaxialement. REVENDICATIONS1 Lampe (1) à décharge rendue incomplète par voie diélectrique, caractérisée en ce qu'elle comprend une enceinte (2) de décharge, laquelle enceinte (2) de décharge a au moins un premier espace (8) de décharge et un deuxième espace (9) de décharge, les deux espaces (8, 9) de décharge étant séparés l'un de l'autre, et le premier espace (8) de décharge renferme un premier fluide de décharge et le deuxième espace (9) de décharge renferme un deuxième fluide de décharge. 2 Lampe suivant la revendication 1, caractérisée en ce que l'enceinte (2) de décharge comprend une première enceinte (4) et une deuxième enceinte (5), la première enceinte (4) étant disposée à l'intérieur de la deuxième enceinte (5) et le premier espace (8) de décharge étant formé à l'intérieur de la première enceinte (4) et le deuxième espace (9) de décharge étant formé entre la première enceinte (4) et la deuxième enceinte (5). 3. Lampe suivant l'une des revendications précédentes, caractérisée en ce qu'une première électrode (10) d'une première polarité est disposée à l'intérieur de la première enceinte (4).304. Lampe suivant la revendication 3, caractérisée en ce qu'une deuxième électrode (13) d'une deuxième polarité est mise sur la paroi de l'enceinte (2) de décharge. 5. Lampe suivant l'une des revendications précédentes, caractérisée en ce que la lampe (1) est oblongue et définit ainsi un axe (L) longitudinal de lampe, les deux espaces (8, 9) de décharge étant disposés coaxialement à l'axe (L) longitudinal de lampe. 6. Lampe suivant la revendication 3, caractérisée en ce que la première électrode (10) est oblongue et est disposée axialement à l'intérieur de la première enceinte (4). 7 Lampe suivant la revendication 4, caractérisée en ce que la deuxième électrode est constituée de plusieurs sous-électrodes oblongues disposées parallèlement à la paroi de l'enceinte de décharge et à distance mutuelle entre elles. 8. Lampe suivant la revendication 4, caractérisée en ce que la deuxième électrode est constituée d'une toile 25 (13) de fil métallique ou d'un fil en hélice. 9. Lampe suivant l'une des revendications précédentes, caractérisée en ce que le premier et le deuxième fluides de décharge sont différents l'un de l'autre. 10. Lampe suivant l'une des revendications précédentes, caractérisée en ce que l'un des deux fluides de décharge comprend du xénon.11. Lampe suivant l'un des revendications précédentes, caractérisée en ce que l'un des deux fluides de décharge comprend un halogénure de krypton. 12. Lampe suivant l'un des revendications précédentes, caractérisée en ce que la lampe (1) est tubulaire.