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TUBE D'ECLAIRAGE A DECHARGE ELECTRIQUE.
La présente invention se rapporte aux tubes d'éclai- rage à décharge électrique contenant une atmosphère gazeuse et qui sont établis pour émettre de la lumière sous l'action d'une décharge électrique traversant ladite atmosphère.
L'invention se rapporta plus particulièrement aux tubes de ce genre dans lesquels le gaz rare utilisé est relativement actif de l'hélium, par exemple. Lorsquun gaz tel que de l'hélium est utilisé pour y faire passer une décharge électrique entre des électrodes, par exemple, des électrodes en fer, encuivre ou en nickel, on constate que
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l'hélium tend à être détruit rapidement, en tant qu'on considère ses propriétés de conductibilité électrique et d'émission de lumière, probablement en raison des actions mutuelles du gaz et de la cathode, parmi les gaz rares, cette tendance est plus prononcée pour l'hélium que pour d'antres gaz et, en ce sens, l'hélium est, ici,
caractérisé comme un gaz actif. Pour cette raison, un dispositif à décharge élec- trique dans une atmosphère gazeuse dont l'effet dépend surtout de l'hélium est un dispositif dont la durée de fonctionnement est très courte,, par exemple, un tube contenant de l'hélium à une pression de trois à cinq millimètres avoo une électrode ordinaire en cuivre a, en général, une durée 2 de fonctionnement très courte, qui peut ,8tre, par exemple, de/7- à 30 heures,
sous l'influence d'une décharge électrique. La durée effective d'un dispositif de ce genre peut être mesurée en faisant passer à travers ce dispositif une décharge électrique présentant, aux points de vue du voltage et de l'intensité du courant, les caractéristiques nécessaires pour produire l'émission de lumière et en observant le temps qui s'écoule entre le début et la fin de cette émission de lumière,
En augmentant la quantité de gaz contenue dans le dispositif à décharge,, par exemple, en portant la pression de l'hélium jusqu'à dix ou quinze millimètres, la durée du dispositif peut être augmentée considérablement et portée, par exemple, à. 1600 heures.
Cette durée, cependant, n'est pas suffisante pour répondre aux exigences du public et elle n'est obtenue qu'au détriment de la consommation d'énergie et du rendement lumineux, car la chute de potentiel par unité de longueur de colonne gazeuse d'un diamètre donné, onze millimètres, par exemple,, est beaucoup plus grande à des pressions de 10 à 15 millimètres de mercure qu'aux basses pressions précitées de 3 à 5 millimètres de mercure.
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La présente invention permet de réaliser un dispositif à décharge oontenant de l'hélium ou un autre gaz relativement actif qui possède, non seulement une durée de fonctionnement inconnue jusqu'à présent, mais qui donne un rendement élevé, c'est-à-dire qui est capable de fonctionner à des pressions telles qu'une colonne gazeuse d'une longueur maxima et contenant par suite un volume de gaz maximum puisse être mise en action sous un potentiel électrique donné.
Ce rendement élevé est obtenu en utilisant une atmosphère de remplissage dont la pression a une certaine valeur ou est comprise entre certaines limites et l'expression "rendement élevé" doit être considérée comme ayant cette signification* Malgré l'utilisation de l'hélium en petite:
quantité résultant de ces pressions faibles et de rendement élevé, au point de vue du rendement lumineux, l'invention permet de réaliser un dispositif d'éclairage ayant une durée considérablement augmentée,
L'invention a pour objet l'utilisation, en oombinai- son,d'hélium raréfié à une pression optima , avec.des électrodes de décharge comprenant une cathode stabilisée,
Cette cathode peut être en fer, cuivre, nickel, carbone ou autre matière conductrice réfractaire stabilisée par un traitement qui permet de la garnir d'un revêtement formé d'un oxyde approprié d'un métal électro-positif ou d'un dérivé de ce corps.
Les sous-oxydes des métaux électron-positifs semblent convenir plus particulièrement. Ils peuvent être obtenus au moyen d'une électrode réfractaire, en cuivre, par exemple, garnie d'un revêtement formé d'un composé oxygéné approprié, tel qu'un oxyde, hydroxide ou peroxyde d'un métal électro-positif, tel, par exemple, que le peroxyde de baryum, et en soumettant cotte électrode et son revêtement
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à l'action de la chaleur pour déterminer la formation de produits de décomposition ou de réduction..
tels que le sous-oxyde de la matière active, le sous-oxyde de baryum, par exemple, L'expression sous-oxyde, telle qu'elle est utilisée ici, englobe les produite obtenue lorsque des peroxydes sont thermolysés ou soumis à une décomposition par la chaleur pour obtenir un oxyde inférieur ou un sous-oxyde*
La préparation de l'électrode ou cathode stabilisée peut être exécutée de la manière suivante. L'éleotrode est garnie intérieurement d'un revêtement de peroxyde de baryum} elle est alors soumise à l'action de la chaleur afin de décomposer le peroxyde de baryum.
Les produits de cette décomposition ou produits thermolytiques comprennent ce qui est, ici, désigné sous le nom de sous-oxyde de baryum et le produit résultant forme une électrode ou cathode stable qui, en combinaison avec l'atmosphère gazeuse de remplissage, atmosphère d'hélium, constitue un dispositif de décharge d'une durée de fonctionnement inconnue jusqu'alors, trois mille heures ou plus.
Au lieu de sous-oxyde de baryum, les sous-oxydes d'autres éléments électro-positifs peuvent être utilisés particulièrement des éléments du groupe alcalino-terreux tels que le calcium et le strontium.
Au lieu de stabiliser la cathode avec des oxydes de la manière ci-dessus décrite, la stabilisation peut être obtenue, jusqu'à une certaine limite, au moyen d'éléments fortement électro-positifs, comprenant les éléments du groupe alcalin tels que le potassium, le caesium et autres.
Par exemple, un dispositif d'éclairage à décharge dans une atmosphère gazeuse formée d'hélium raréfié à une pression de 3 à 5 millimètres peut tre équipé avec une anode et une
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oathode, cette dernière étant pourvue de caesium métallique comme revêtement* Par ce moyen, on peut établir un tube dans lequel de l'hélium capable d'agir avec un rendement énergétique élevé est utilisé en combinaison avec une cathode stabilisée, ce tube ayant une durée de fonctionnement modérée, par exemple, 340 heures.
La stabilisa,tion au moyen de métaux alcalins n'est donc pas aussi efficace que la stabilisation au moyen d'oxydes ci-dessus décrite.
Le dessin ci-joint donné à titre d'exempleet qui ne saurait, en aucune façon,limiter la portée de la présente invention montre.
Fige 1 un tube lumineux à décharge dans une atmos- phère gazeuse, ce tube contenant de l'hélium raréfié à une pression de 3 à 5 millimètres et étant pourvu d'électrodes stabilisées destinées à être utilisées avec du courant alternatif. et la Fige 2 représenta, en détail, l'une des électrodes.
Dans cas deux figuras, les mêmes numéros de référence désignent les marnes éléments.
Le tube de décharge 1 à atmosphère gazeuse peut avoir, entre les électrodes, une longueur de 5 à 6 mètres; son diamètre peut être de 11 millimètres; il peut avoir toute forme désirée, par exemple, la forme d'un U représentée Fig. 1. A ses extrémités, il est pourvu d'électrodes 3 qui, dans le cas d'utilisation de courant alternatif, peuvent être identiques l'une à l'autre en ce qui concerne leur forme et leur constitution, puisque, dans ces conditions, chaque électrode agit alternativement comme cathode et comme anode, Ici, les électrodes sont représentées reliées à la bobine 3 du secondaire d'un transformateur dont le primaire 4 est alimenté en courant alternatif par un générateur 5.
Le tube 1
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pe-ât être en verre jaluie; ,,tlorse il ost approprie à la production d'une lumière jaune. La pression de l'hélium dans le tube est réglée soigneusement de manière à correspondre à colle pour laquelle le rendement est la plus élevé. Cette
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pressioli, mesurée à la manière L,,siielleo peut être, par exemple . de 4 millimètres de mercure.
Comme cela.. as déjà été dit, l'invention a, pour objet 1?utiliua.tiooa e11 combinaison d'hélium à des pressions appropriées 1-'obtention d'un rondement énergétique et lumineux élevé avec des électrodes stabilisées de telle sorte que cette combinaison fournisse' un dispositif ayant une durée de fonctionnement remarquablement élevée.
Une électrode stabilisée est représentée à échelle agrandie, en coupe partielle? dans la figure 2. Elle consiste en un cylindre de nickel 3 fermé à l'une de ses extrémités et pourvue sur sa face interne, d'un revêtement 6 formé par
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les produits de la décomposition tiiernol5rtiq'Je d'un peroxyde tel que le peroxyde de baryum.
Le fonctionnement du dispositif est le' suivant
Le tube ayant été établi avec une atmosphère d'hélium et des électrodes stabilisées ainsi que cela est représenté est relié au secondaire d'un transformateur, par les conducteurs 7 et 8 et un courant de décharge de 25 milliampères'$ par exemple) ,est envoyé dans le tube à une tension de 15*000 volts, par
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exemple. L'on obtien.t, a.însi, une 1ulrié<é ,jaune ou brune lorsque de l'hélium est utilisé pour le remplissage et cotte lumière peut durer 5.000'heures et plus.
En résumée l'invention- comprend, combinaison.,
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un tube lumineux à décharge ûitY'iCj1'1,a' ¯QC11'+Oilullt une aimos'" phere gazeuse une pression correspondant à l'obtention d'un rendement énergétique et lumineux élevé et une cathode ou des électrodes traitées do manière telle que., malgré l'activité du gaz et la quantité relativement faible de gaz utilisée la
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coopération de l'électrode et du gaz est telle que le tube résultant a, à la fois, un rendement énergétique élevé et une grande durée de fonctionnement* Le gaz actif spécial utilisé de préférence est l'hélium et, dans ce cas de l'uti- lisation de l'hélium,
la présente Invention permet d'obtenir un dispositif d'éolairage par décharge capable de donner une lumière jaunâtre ou brune.
La présenta invention a encore pour objet la combi- naison des moyens ici décrits aveo une enveloppe transparente jaune telle qu'une enveloppe en verre jaune à l'aide de laquelle une lumière jaune de très grande durée peut être obtenue.
Les avantages de l'invention ont été exposés en détail et les modes préférés de mise en oeuvre ont été décrits. Cependant,, il doit être compris que des modifications nombreuses peuvent y être apportées sans sortir des limites de la présente demande de brevet et en obtenant tout ou partie de ces avantages ou tout autre résultat avantageux dû à l'application de tout ou partie des moyens ci dessus définis.