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" Lampe alose a vapeur métallique ."
On connaît le procédé qui , dans les lampes ouvertes à va- peur de morsure consiste à munir le corps de la lampe de confor- mation symétrique,d'une cloison séparative qui le divise en sa partie médiane et dans ,le sene de la longueur, en deux moitiés; de cette façon ,la ohaleur dégagée par le mercure de l'anode peut être par effet de conduction oalorifique et ainsi qu'il est admis,également du côté anodique de l'arc lumineux, par effet de radiation calorifique,transmise au mercure de la cathode.
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Ainsi que l'on sait,les lampes à vapeur métallique exigent,du seul fait de la nécessité de réaliser l'étanohéité et la pres- , sion requises, la présence de quantités relativement grandes de métal d'électrode.
Ainsi que ceci se produit toujours quand des corps ayant des températures différentes agissent l'un sur l'autre, le métal de l'anode ( car en marche sa température est plus élevée que celui de la cathode) ainsi que la vapeur métallique à tempéra- ture élevée qui forme l'arc lumineux ont une tendance à céder leur chaleur au métal de la cathode, plus froid.
Comme cette tendance,toutes autres conditions restant égales, est plus mar- quée pour la vapeur métallique de l'arc lumineux étant donnée sa température élevée et la quantité d'énergie de la radiation ca- lorifique émise par lui et qui augmente rapidement avec la température,que pour l'anode métallique laquelle n'est suscepti- ble de céder notablement de la chaleur que par conduction,il résulte que la vapeur métallique de l'arc lumineux -exception faite pour la conduction calorifique vers le métal.de la catho- de qui se produit dans le sens de sa longueur -cherche à par- ticiper ,dans ces lampes à vapeur métallique à cloison séparative également à la transmission de chaleur au métal de la cathode à travers cette cloison séparative, dans la mesure que lui permet la quantité de métal anodique présent.
Si ,comme c'est le cas pour les lampes ouvertes àvapeur de mercure,la quantité du métal des électrodes est grande, la vapeur métallique de l'arc lumineux ne peut pas donner naissance à une différence de niveau suffisamment grande entre les deux cotés de la cloison séparative,pour pouvoir exercer son action calorifique de façon notable à travers la cloison séparative; en effet , l'équilibre calorifique qui limite la migration du métal de l'électrode par vaporisation ( à l'anode ) et condensation ( à la cathode) s'éta- blit essentiellement déjà de par la cession de chaleur du métal
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anodique qui se produit par conduction calorifique.
Uonformément à l'invention, il se produit à l'opposé de ce qui précède,dans les lampes à vapeur métallique closes à cloison sé parative longitudinale une transmission de la cha- leur à travers la cloison séparative vers le métal cathodique, à tout le moins pour la partie essentielle,par la vapeur métal- lique de l'arc lumineux.
A cet effet, le degré de chargement,c'est à dire le rap- port entre la quantité de métal de l'électrode et la capacité de la lampe- du côté de l'anode ou du coté de l'anode et égale- ment du côte de la cathode -,Peut être rendu suffisamment petit pour que même dans le cas de corps de lampes symétriques,.la vapeur métallique de l'arc lumineux soit à même de donner nais- sance à une différence suffisamment grande entre la grandeur des surfaces de contact des deux quantités de métal d'électro- de avec la cloison séparative,pour pouvoir se charger pour sa part au moins une partie importante de la transmission de cha- leur qui s'opère à travers la cloison séparative.
ensuite des conditions thermodynamiques,connues,exposées dans le chapitre 2 qui précède , on arrive facilement à ce ré- sultat,avec la nouvelle lampe,que la transmission de la chaleur au métal de la cathode,par le métal de l'anode,passe complète- ment à l'arrière plan comparativement à la transmission de la chaleur par la vapeur métallique constituant l'arc lumineux, à travers la cloison séparative.
Une modalité de réalisation donnée à titre d'exemple de la nouvelle lampe à vapeur métallique est représentée dans la figure 1 en vue de devant et en plan; dans la figure 2 en vue de coté et en plan,sohématiquement.
La lampe se compose d'un tube éclairant cylindrique,de préférence vertical; opportunément en quartz dont l'extrémité supérieure a été obturée par l'action de la chaleur et dont
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l'extrémité inférieure est close par un fond que traversent les deux conducteurs des électrodes, en wolfram par exemple.
En vue de faire joint,les fils sont contenus chacun dans un tube capillaire en quartz soudé sur le fond de la lampe. Le tube éclairant est divisé en deux moitiés dans le sens de la longueur par une cloisonen quartz qui le traverse de part en part à l'exception de l'extrémité supérieure;à chaque moitié correspond une électrode. La cloison séparative est soudée avec la paroi du tube éclairant et son fond, de toutes parts, à l'exception de son extrémité supérieure.
Ainsi que le montrent les figures 1 et 2 ,les deux en- trées d'électrodes se trouvent du même coté de la paroi de la lampe,près de celle-ci.La partie inférieure de chacune des deux moitiés de tube éclairant sert de réservoir-borne pour le métal constitutif de l'électrode,le merbure par exemple. L'al- lumage se fait,ainsi qu'il résulte de la figure 2, en basculant dans le sens de la flèche, de façon que le mercure des deux réservoirs-bornes coule des deux cotés le long de la cloison séparative et se réunisse sur son bord libre. La position laté- rale des fils conducteurs assure le maintien du contact lors du basculement .même en cas ou la charge de mercure est peu importante.
Lorsque l'allumage est opéré, on redresse la lampe.Après quelques minutes,il s'établit un¯état stationnaire,auquel,ainsi qu'il est indiqué dans les figures 1 et 2, il s'établit une différence de niveau entre l'anode et la cathode,de sorte que l'arc lumineux qui jaillit de l'anode (représenté par des poin- tillés) se trouve ,dans la zone a - b, tout proche du mercure de la cathode et échauffe celui-ci.
L'état de marche stationnaire de la nouvelle lampe peut être atteint de façon particulièrement rapide si l'on prend soin, en faisant tourner la lampe de façon adéquate suivant l'axe lors du mouvement de basculement ou en conformant la aloi-
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son séparative de la façon voulue pour qu'il se produise une différence de niveau de par le basculement seul.
Ainsi que le montrent les figures 1 et 2 ,l'arc lumineux brûle,dans les conditions normales de marche de la lampe,près de l'axe du tu- be éolairant tout contre les deux cotés de la cloison sépara- tive; il en résulte que la paroi extérieure de la lampe, à l'opposé des lampes connues,dans lesquelles la paroi extérieure est si fortement chauffée qu'il est difficile de la refroidir suffisamment,ne s'échauffe pas ou encore ne s'échauffe que dans des proportions négligeables.
Au point de virage de l'arc lumineux,le bord de la aloi- son séparative,mince en soi, peut être mis à l'abri d'une surchauffe inadmissable en le tendant épais ou encore en lui donnant une garniture spéciale en métal difficilement fu- sible. en wolfram par exemple. On peut faire fonctionner la lampe non seulement en position verticale mais également en position inclinée. Au lieu de mercure ,on peut aussi se servir d'un autre métal ou encore d'une charge de gaz d'emploi connu.
En vue de n'employer que le minimum de métal d'électrode, on peut rendre la section du compartiment de cathode dans la zone du niveau du métal de la cathode plus petite que celle @ du compartiment d'anode dans la zone du niveau du métal de 1, anode ou et encore diminuer la capacité du compartiment de la cathode en lui donnant une forme qui va en se rétrécissant vers le bas, par exemple en incliand la cloison séparative à son extrémité inférieure vers le compartiment de cathode.
La lampe ne nécessite pas de dispositif réfrigérant spécial et peut marcher pendant un temps illimité. il est possible, sans modification,de pourvoir la lampe d'un système de réfrigé- ration par l'eau, à cet effet, la forme cylindrique du tube éclai, rant convient particulièrement. On conduit alors opportunément le moyen réfrigérant tout d'abord autour des deux capillaires
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d'introduit ion des électrodes et ensuite dans un manteau ré- frigérant en matière quelconque entourant le tube éclairant, . en prenant soin qu'.il ne se produise pas de condensation indé- sirable de vapeur métallique sur le côté intérieur du tube éclai- rant.
La lampe convient pour toutes les fins .dans lesquelles on utilise les propriétés physiques,chimiques ou thérapeuti- ques des rayons qui sont émis par les arcs lumineux métalli- ques ; par exemple pour illuminer les liquides en vue de les stériliser ou de les charger de vitamines,ces liquides pouvant, dans ces cas ,,servir également de liquide réfrigérant; ensuite pour ozoniser,comme source de lumière ultra-violette;dans ce cas, les rayons visibles peuvent être arrêtés de façon connue par des verres filtrants ou manteaux liquides appropriés,p.ex. cylindriques et situés sur le même axe que le tube éclairant; pour produire des phénomènes de fluorescence,etc.
Ainsi que le confirme l'essai qui en a été fait, la nouvel- le lampe peut marcher pendant longtemps(plusieurs milliers d' heures) sans interruption,sans que se modifient notablement ses conditions de marche électrique et sa radiation.
La nouvelle lampe présente les avantages qui suivent.,
Sa construction est simple et la quantité de métal d'élec- trodes qu'elle requiert est si faible que l'on peut transporter sans danger de casse la lampe prïte à marcher tandis que d'autre part, la mise sous vide est notablement facilitée par la petitesse de l'espace à mettre sous vide. Le randement est favorable par suite de ce que l'on évite la présence des gran- des quantités de métal et les pertes de chaleur inhérentes à celles-ci. La durée de combustion peut être modifiée dans de larges limites qui dépassent notablement celles des lampes à vapeur métallique de conception connue. La nouvelle lampe brûle tranquillement et sûrement aussi bien à basse qu'à haute tension
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et est Insensible aux oscillations de charge.
Sa forme conden sée particulièrement la forme tubulaire permet de réaliser une grande intensité de radiation dans toutes les directions sans qu'il se produise d'ombrer désagréables.
Le tube éclairant peut avoir une forme quelconque,bien que la forme tubulaire doive être préférée. Lorsque l'on fait usage de liquide réfrigérant,le manteau réfrigérant de la lampe peut être conformé de telle manière qu'en un point'donné de la paroi du tube éclairant situé au-dessus de l'anode,de préférence dans le voisinage de la calotte,la vapeur métalli- que se condense et reflue vers l'anode. On peut également de la sorte empêcher la migration du métal vers la cathode.
Dans le cas où l'on veut alimenter la nouvelle avec de l'alternatif, il convient d'éviter le danger du court-cir- oultage entre deux anodes.
A cet erfet,on peut construire la nouvelle lampe de façon que lors du basculement,seul le métal d'un seul compartiment d'anode coule le long de la cloison séparative pour venir se réunir avec le métal cathodique coulant dans le même sens, à l'extrémité de la cloison séparative en formant court circuit,,- Les autres compartiments anodiques sont munis d'un dispositif de barrage qui empêche la sortie du mercure. Pour réaliser et disposer ce dispositif de barrage, il est important qu'à tout le moins la vapeur métallique de l'un des arcs lumineux puisse échauffer suffisamment la cathode commune,plus froide, pour éviter une migration du métal .Est particulièrement avantageux un dispositif dans lequel tous les compartiments d'anodes tou- chent directement le compartiment de cathode voisin.
On peut cependant aussi permettre la sortie du métal hors des compartiments anodiques mais empêcher par un barrage adé- quat la réunion des courants à la partie supérieure du compar- timent de cathode. Ces barrages peuvent être conçus sous forme
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de nervures longitudinales disposées à l'intérieur ou de poches de forme adéquats ménagées dans lè tube éclairant.
Dans la nouvelle lampe à courant alternatif,le tube éclairant obturé à une extrémité ,et opportunément cylindrique , est séparé en deux compartiments par une cloison séparative allant jusqu'e près de la calotte; le plus petit de ces compartiments sert de compartiment cathodique.Le grand compartiment sert à rece- voir les anodes et les dispositifs d'arrêt .Le tube éclairant, la cloison intermédiaire, les dispositifs d'arrêt et les bar- rages sont construits opportunément en verre et assemblés les uns avec les autres par fusion.
Les figures 3 , 4 et 5 montrent en représentation schéma- tique une modalité de réalisation de la nouvelle lampe à cou- rant alternatif en vue antérieure ou en vue de côté et vue en plan et en position horizontale de basculement (les lignes pointillées indiquent le niveau du métal de la cathode).
Le corps de lampe c renftrme,outre la cloison séparative d, le dispositif d'arrêt e. Les conducteurs de oourant g et h servent pour les deux anodes et le conducteur f pour la cathode.
Les figures 6,7 et 8 montrent chacune en vue de côté et en vue en plan trois autres modalités de réalisation de la lampe à courant alternatif. Ainsi qu'il est indiqué dans les figures 7 et 8 en plan par la référence i, dans ces modalités de réalisation basculables de deux cotés, les conducteurs de, courant peuvent être conduits sur le fond du réservoir-pôle dans le sens voulu pour que lorsque l'on bascule,le contact reste toujours établi avec le métal de l'électrode.
Les figures 9 et 10 montrent en vue en plan ou en coupe le long de l'arête supérieure das cloisons séparatives une modalité de réalisation de la lampe à courant alternatif à barrage longi- tudinal dans le compartiment de la cathode,dans laquelle deux compartiments d'anode sont disposées symétriquement par rapport
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à ce dernier et sont séparas de lui par des gloisons sépara- tives parallèles.
Les figures 11,12 et 13 montrent en plan ou en deux coupes,une autre modalité de réalisation de la lampe à courant alternatif à barrage longitudinal dans le compartiment catho- dique. Le compartiment cathodique et les compartiments anodi- ques sont séparés les uns des autres par des cloisons sépara- tives qui aboutissent l'une à l'autre à la façon des pointes d'une étoile. ans les modalités de réalisation conformes aux figures 9 à 13 , on empêche lors du basculement le court-circuitage entre les anodes par le moyen de barrages spéciaux k ;
ceux-ci peuvent être conçus sous forme de renflements du tube éclairant ou de nervures ou organes analogues disposés dans le comparti- ment cathodique,de préférence à son extrémité supérieure.Lors du basoulement,il se produit alors entre la cathode et chaque anode un court circuit. Le point de savoir par quelle anode s'opère l'allumage dépend du sens et de la grandeur de la ten- sion de l'alternatif.
Les cloisons séparatives entre les compartiments d'anodes** ne doivent pas nécessairement ,dans ces modalités de réalisa- tion,être aussi hautes que les cloisons des cathodes; l'arc lumineux du courant alternatif parcourt, sur la plus grande longueur de son étandue, toujours le même trajet et ne se recour -be que légèrement au-dessus de la basse cloison séparative d'anodes,vers l'anode correspondante. our faciliter le passage de la décharge de l'anode d'allumage au métal qui se trouve dans le dispositif d'arrêt, la paroi de ce dernier peut être percée, de façon connue de trous ou d'interruptions,qui sont suffisamment petits pour que la sortie du métal liquide ne soit pas possible,étant donné sa grande tension 'superficielle.
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La nouvelle lampe à courant alternatif peut aussi être alimentée par du continu ; à cet effet, les anodes sont accouplées de l'extérieur et sont raccordées en commun aux bornes positives de la source de courant continu.
Dans le cas ou la nouvelle lampe est munie d'une réfrigé- ration par un liquide ou encore si pour d'autres raisons, par exemple pour stériliser un liquide sous l'action des rayons émis par la lampe, elle entre en contact avec un liquide, on peut aussi prévoir un dispositif en vertu duquel l'action du mé- tal formant 1'ac lumineux qui diminue la différence de tempéra- ture des quantités de métal d'électrode est encore accentuée par l'action réfrigérante du liquide; il en résulte que de progrès que xéalise la nouvelle lampe est encore accentué.
On peut arriver à ce résultat,ainsi qu'il est représenté schematiquement en coupe en long dans la modalité de réalisa- tion conforme à la figure 4 en munissant la lampe, suivant une conception connue en soi , d'un manteau calorifuge,par exemple d'une couche de quartz 2 qui renforce la paroi de la lampe ; tou-tefois,celle-ci n'entoure pas seulement,comme dans les concep- tions connues,le tube éclairant.mais pénètre aussi dans la zone des provisions de métal d'électrode.
Le liquide réfrigérant ou le liquide à asperger en vue de réaliser une stérilisation ou opération analogue,qui dans la modalité de réalisation conforme à la fig. 14 est conduit par le passage 2 , 3 du tourillon creux 4 du support de la lam- pe,par le réservoir 5 et le compartiment 6 compris entre la lampe et l'enveloppe 7 et évacué par le raccord 8 , ne peut alors refroidir que les parties des provisions de métal d'électrode qui ne sont pas recouvertes par le manteau 9 ; métal d'élec- trode qui n'est pas recouvert par le manteau n'est pas refroidi et conséquemment il s'échauffe plus fortement que les électrodes refroidies par le liquide, le métal d'anode par exemple.
L'équi-
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libre de température réalisé de la, sorte peut se manifecter aves une efficacité différente,dans la mesure où le métal d'électrode est protégé par le manteau 9 de l'action réfri- gérante du liquide ou encore y est expose ; end'autres termes dans la mesure où le manteau réfrigérant 9 recouvre la par- tie de la lampe remplie de métal d'électrode ou encore pour le cas d'un recouvrement donné de la lampe par le manteau,sui- vant la mesure dans laquelle la lampe est remplie.
La nouvelle lampe peut être entourée d'un manteau calori- fuge qui protège à tout le moins le tube éclairant d'un refroi- dissement indésirable; elle convient alors excellement aussi pour la production de lumière ultra-violette,ainsi qu'il est représenté schématiquement en coupe en long dans les figures 15 et 16.
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Le tube éclairant de la lampe cylindrique qui est entouré d'un manteau calorifuge 10 est entouré à distance d'un tube filtre 12 de forme adaptée à la forme du tube éclairante tube filtre qui arrête comme par exemple le verre violet-noir, entièrement ou presqu'entièrement les rayons visiblesen lais- sant passer les rayons ultra-violets. l'our refroidir le tube- filtre,qui est sensible à l'action des températures élevées ,on peut arroser celui-ci,ainsi que le montrent les figures 15 et 16 ,soit du coté de l'intérieur (figure 15) soit du côté de l'extérieur (fig. 16) par un liquide réfrigérant en circulation.
Eu égard au fait que la nouvelle lampe de par'son mode de guidage de l'arc lumineux réalise une importante clarté plane et que la radiation, à l'exeeption du côté inférieur, donne des rayons ultra-violets de grande intensité et de grande portée ,la lampe conçue de la sorte convient aussi particuliè- rement pour la production d'effets de fluorescence dans des conditions locales où jusqu'à ce jour, on ne pouvait songer à faire intervenir les rayons ultra-vialets,telles que l'emploi
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pour les vitrines d'étalage, pour illuminer la surface de récla- me at analogues. Le liquide réfrigérant peut aussi,ainsi que c'est désirable dans beaucoup de cas,être employé après un mélange approprié pour réaliser une action filtrante sur les rayons.