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" Tube à décharges électriques "
La présente invention a pour objet un tube à déchar- ges électriques renfermant un alliage ou un mélange de métaux.
On connaît déjà, par exemple, des tubes à décharges renfermant un amalgame, par exemple un amalgame de cadmium, dans le but de donner à la lumière produite par la décharge le spectre d'un métal qui, s'il se trouvait seul dans le tube, provoque- rait des difficultés. Si, par exemple, un tube à décharges renferme du cadmium ou du sodium tel quel, il est à craindre que le tube éclate quand le métal, liquide au cours du fonc- tionement, se solidifie ou quand le tube est remis en marche.
Si l'on introduit dans le tube un alliage ou mélange convenable de métaux, par exemple un amalgame, on peut souvent
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éviter l'éclatement du tube. L'utilisation de tubes de ce genre a cependant pour inconvénient que la lumière de la décharge montre principalement le spectre du métal le plus volatil contenu dans le mélange., donc, lorsqu'on emploie un amalgame, le spectre du mercure. C'est pourquoi on a déjà proposé de relier au tube à décharges une chambre de conden- sation et de donner à cette cha.mbre des dimensions telles que le métal le plus volatil, par exemple le mercure, qui au cours du fonctionnement se volatilise à partir de l'alliage ou du mélange et se condense dans cette chambre, remplisse celle-ci exactement.
Quelque temps après la, mise en marche d'un tube à décharges relié à un récipient de condensation, la décharge se produit principalement dans la vapeur du métal le plus volatil, de sorte que la lumière produite montre principalement le spectre de la vapeur de ce métal. Apres l'interruption de la décharge, le métal qui s'est rassemble dans la chambre de condensation doit être mélangé avec le métal le moins volatile ce qu'on peut effectuer en renve-- sant le tube. Si ce mélange ne s'effectuait pas, le tube pourrait éclater.
On a constaté qu'il ne se produit pas toujours un mélange suffisant, ce qui,, dans certains ces, peut conduire à l'éclatement du tube. En utilisent des tubes à décharges de ce genre il faut surtout prendre garde qu'après l'inter- ruption de la décharge le métal rassemblé dans le récipient de condensation soit mis en contact effectif avec l'autre métal de l'alliage. Pour que cette mise en contact s'opère automatiquement on a besoin d'un dispositif qui rend l'in- stallation très compliquée.
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Suivant l'invention, on a trouvé que le tube à décharges décrit peut être perfectionné, et on a constaté qu'il est possible de supprimer le récipient de condensation à relier au tube à décharges.
Un tube à décharges électriques conforme à l'inven- tion renferme un alliage ou un mélange de métaux constituant, de préférence, une électrode du tube. Cet alliage ou ce mé- lange peut être, par exemple, un amalgame, tel que l'amal- game de cadmium. Le tube renferme en outre un conduit séparé de la chambre de décharges et reliant une partie du tube dans laquelle du métal condensé, par exemple du mercure, se rassemble au cours du fonctionnement, et la partie du tube qui renferme l'alliage ou le mélange. Le métal con- densé est ramené par le conduit dans cette dernière partie du tube en restant en dehors de la chambre de décharges. On a constaté que la lumière produite par la décharge dans un tube à décharges de ce genre montre principalement le Spectre du métal le moins volatil.
De préférence, on fera en sorte que le conduit débouche en dessous de la surface de l'alliage ou du mélange, de manière à éviter que le métal ramené vienne en contact avec la décharge. Il est avantageux que le conduit plonge dans l'alliage ou le mélange sur une partie de sa longueur, de sorte que cette partie prenne la température du mélange qui, au cours du fonctionnement du tube, est la plupart du temps à l'état liquide, ce qui permet d'empêcher que le conduit ne soit engorgé par du métal solidifié. Parfois,il est à craindre que la décharge entre les électrodes passe par le conduit qui ramène le métal condensé. On peut éviter ces risques en faisant en sorte que la section du conduit soit
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petite par rapport à la section de la chambre de décharges ou en donnant au conduit une forme recourbée.
Il est avantageux que le tube à décharges soit en forme d'U renversé dont l'un des jambages renferme un allia- ge ou un mélange de métaux, l'extrémité de ce jambage étant reliée par un conduit à l'autre jambage du tube en U par un conduit qui débouche à faible distance au-dessus d'une électrode renfermée dans ce jambage.
Il est également possible de donner au .tube une par- tie évasée dans laquelle une cathode à incandescence peut être disposée et qui est reliée par un conduit à la partie du tube qui renferme l'alliage ou le mélange.
Souvent, il peut être avantageux que les fils d'ali- mentation des électrodes ne sortent du tube à décharges que par une seule extrémité de celui-ci, un fil d'alimentation pouvant alors passer en partie à travers le conduit qui ramène le métal condensé.
La description ci-après, faite avec référence au dessin annexé donné à titre d'exemple et montrant quelques modes de réalisation du tube à décharges suivant l'invention, fera bien comprendre comment celle-ci peut être réalisée.
Le tube à décharges 1 montré sur la figure 1 est en forme d'U renversé. Le jambage 2 renferme un alliage ou mélange de métaux 3 qui peut êtreun amalgame, par exemple un amalgame de cadmium, ou un alliage de bismuth et de mer- cure. On a obtenu de bons résultats, par exemple, avec un amalgame de cadmium contenant 20% de cadmium. Cet alliage 3 constitue une électrode du tube à décharges et est relié à un fil d'alimentation 4 qui traverse la paroi du tube. Le
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jambage 5 du tube à décharges renferme une électrode qui peut être constituée, par exemple, par une certaine quantité de mercure 6 reliée au fil d'alimentation 7. Bien entendu, il est également possible de constituer cette électrode par une matière solide ou par le même alliage que l'électrode 3.
Il peut être avantageux que les extrémités des jambages du tu- be soient évadées en sphères. Un tube étroit 8 débouche dans le tube à décharges 8 à faible distance au-dessus de l'élec- trode 6. Ce tube 8 a une forme recoubée, par exemple en zigzag et est soudé, par son autre extrémité, à la partie inférieure du jambage 2.
Pour mettre en marche le tube à décharges représenté, il est nécessaire d'amorcer la décharge au moyen de dis- positifs partiuliers. Dans ce but, on peut, par exemple, renverser le tube, dès qu'une tension a été appliquée entre les électrodes, mais on doit prendre garde que le tube 8 débouche dans le jambage 5 en un point tel que la matière constituant 3'électrode ne puisse couler dans le tube au moment du renversement. On peut encore produire l'amorçage au moyen d'une tension très élevée. Parfois il peut être avantageux que l'amalgame 3 soit chauffé du dehors.
Si l'amalgame constitue l'anode et l'électrode 6 con- stitue la cathode, il y a principalement une volatilisation du mercure renfermé dans lamalgame 3, dèque l'arc s'amor- ce. Dès lors, la lumière produite par la décharge montre en plus du spectre du cadmium beaucoup de lignes de mercure.
Le mercure vblatilisé se condense dans la partie supérieure du jambage 5. Aussitôt que le ménisque de l'électrode 6 at- teint l'orifice du tube 8, le mercure condensé est ramené
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par ce tube dans la partie inférieure du jambage 2. Quand le tube est en marche depuis quelque temps, il se trouve principalement du cadmium à la surface de l'électrode 3, de sorte que la décharge s'effectue principalement dans de la vapeur de cadmium sous une haute pression. La lumière produite par cette décharge contient beaucoup de rayons ultra-violets qui traversent la paroi du tube, si elle est en une matière transparente à ces rayons, par exemple en quartz. On peut donc employer avantageusement le tube décrit pour engendrer des rayons ultra-violets, par exemple comme soleil artificiel.
On peut utiliser le tube également pour la stérilisation. On a trouvé que la quantité de mercure qui, au cours du fonctionnement ultérieur du tube, se volatilise à partir de l'anode est minime et n'influence pas fâcheusement le spectre de la lumière produite. Les risques que le tube éclate à l'arrêt du fonctionnement ou à la remise en marche sont très minimes.
Le tube à décharges montré sur la figure 2 a une par- tie cylindrique droite 9 dont l'extrémité évasée en sphère renferme un alliage ou mélange de métaux, par exemple de l'amal game da cadmium ou un mélange de mercure, de cadmium et de bismuth qui est en liaison électrique avec le fil d'alimenta- tion 11. Une partie plus évasée 13 est scellée,à l'extrémité supérieure de la partie 9 et renferme le pied 13 qui porte la cathode à incandescence 14 dont les fils d'alimentation
15 et 16 passent à l'extérieur du tube à travers le pied.
L'extrémité supérieure du tube 9 pénètre légèrement dans la partie évasée 12, de manière à former une sorte de gouttière
17. Le conduit 18 débouche dans cet espace, tandis que son autre extrémité pénètre dans la partie inférieure du tube à décharges et débouche autant que possible en dessous de la
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surface de lélectrode 10.
Comme c'est montré sur la figure, une partie du con- duit 18 plonge dans l'alliage 10 et prend, par suite, la même tempéra.ture que l'alliage, ce qui empêche ce conduit d'être engorgé par du métal solidifié.
Le tube peut renfermer une atmosphère gazeuse conve- nable, par exemple un gaz rare, de manière à faciliter l'a- morçage de la décharge. Au cours du fonctionnement du tube, le mercure ou plus généralement le métal le plus volatil, se condense dans la partie évasée 12 et se rassemble dans la gouttière 17 d'où il est ramené par le conduit.18 dans la partie inférieure du tube à décharges. Du fait que dans ce tube à décharges le cadmium se rassemble également en sub- stance à la surface de l'électrode 10, la décharge se produit principalement dans de la vapeur de cadmium.
Le tube à décharges montré sur la figure 3 diffère de celui montré sur la figure 2 en ce que les fils d'alimen- tation des électrodes sortent du tube par une seule extrémité de ce dernier. Ceci permet un montage facile du tube à decharges, par exemple dans une installation à soleil artifi- ciel ou dans une installation destinée à soumettre des liqui- des à l'irradiation de lumière ultra-violette.
Ainsi que le montre la figure 3, le fil d'alimenta- tion 19 de lélectrode renfermée dans la partie inférieure du tube sort de celui-ci à travers le pied qui porte la cathode à incandescence. Ce fil d'alimentation 19 traverse le con- duit qui ramène le mercure condensé et est entouré en par- tie par un tube isolant 20 qui empêche que la décharge ne par- te du fil d'alimentation 19.
Il est évident que le conduit qui ramène le mecure condensé -
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et qui est disposé dans les tubes à décharges montrés sur les diverses figures en dehors de la chambre de déchar- ges proprement dite peut être également disposé à l'inté- rieur de cette chambre.