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Tube à décharges électriques dans une atmosphère contenant une vapeur.
On connait déjà, sous différentes formes, des tubes à décharges électriques dans lesquels la décharge a lieu dans une atmosphère de vapeur. Tout le monde connait actuel- lement, par exemple, les tubes à vapeur de mercure, c'est-à,- dire des tubes dans lesquels les décharges se produisent dans de la vapeur de mercure, ce qui donne lieu à la production de rayons ultraviolets qui peuvent sortir du tube à travers sa paroi faite en quartz ou en matière analogue perméable aux rayons ultraviolets, ces rayons pouvant être utilisés dans différents buts.
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L'utilisation des tubes à décharges de ce genre pré- sente souvent l'inconvénient que la vapeur dans laquelle a lieu la décharge, attaque la partie de la paroi du tube qui est destinée au passage des rayons engendrés. Si cette partie de la paroi. n'est pas attaquée par la vapeur, on rencontre fré- quemment, notamment'lorsqu'on emploie la vapeur d'une substan- ce difficilement volatilisable, l'inconvénient que cette va- peur se condense sur la dite partie de la paroi. Ces deux in- convénients ont pour résultat une réduction appréciable de la perméabilité aux rayons de cette partie de la paroi et, par conséquent, du rendement du tube.
L'invention concerne un tube à décharges électriques dans lequel la décharge s'effectue dans une atmosphère con- tenant une vapeur, et elle a pour but d'éliminer les incon- vénients mentionnés ci-dessus.
A 1.'intérieur d'un tube à décharges électriques réa- lisé suivant l'invention, on dispose à cet effet, au-dessus du trajet de la décharge, un organe faisant office de che- minée. Pendant le fonctionnement du tube, la vapeur arrivée dans le trajet de la décharge, passe par l'organe faisant office de cheminée de sorte que la partie de la paroi du tube à décharges qui entoure le trajet de la décharge et par laquelle les rayons engendrés doivent sortir du twbe, n'est pas exposée à l'action de la vapeur.
On peut donner à cet organe des dimensions telles que la vapeur se dépose sur sa paroi ou se combine avec elle. Il est également possible d'amener la vaur, à l'aide de l'organe faisant office de cheminée, à une partie du tube à décharges où la vapeur peut se déposer sur une partie de la paroi non destinée au passage des rayons, ou peut attaquer cet- @ --
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te partie. Le trajet de décharge peut se trouver entièrement en dehors de l'organe faisant office de cheminée bien qu'il soit avantageux de le prévoir, au moins en partie, à l'inté- rieur de cet organe.
Une partie de la paroi de l'organe faisant office de cheminée peut avantageusement être percée de trous et être constituée, par exemple, par un treillis. Lorsque la vapeur passe par ces trous, elle se condense en grande partie.
Si l'on veut produire la décharge dans la vapeur d'une substance difficilement volatilisable, il est avantageux de disposer cette substance dans le trajet de décharge. On peut le faire en munissant le tube d'une ou plusieurs anodes consti- tuées par des corps creux et présentant une ouverture du côté tourné vers la cathode. La substance à vaporiser peut alors être disposée à l'intérieur de ces anodes creuses, cette sub- stance se vaporisant par suite de la décharge qui s'établit entre la cathode et les anodes creuses. Ces anodes sont dispo- sées, de préférence, à l'intérieur de l'organe faisant office de cheminée.
On comprendra mieux l'invention en se référant au des- sin annexé qui représente, à titre d'exemple, un tube à dé- charges réalisé suivant cette invention.
La figure 1 en représente une coupe longitudinale et la figure 2 montre le mode de construction d'une anode de ce tube.
Le tube à décharges représenté sur la figure 1, sert à engendrer des rayons ultraviolets qui peuvent sortir de ce tube en passant par la partie 1 de sa paroi. Cette partie, qui est en quartz ou en une autre matière perméable aux rayons ultraviolets, est soudée par fusion à la partie 3 en verre or- dinaire avec interposition de quelques anneaux intermédiaires
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2 qui consistent en différentes matières dont les coeffi- cients de dilatation diffèrent entre eux.
Le tube comporte une cathode à incandescence 4, par exemple une cathode de Wehnelt, et deux anodes 5 et 6 montées sur le pincement 8 à l'aide de supports 7 qui, éventuellement, sont revêtus d'une substance isolante. Les deux anodes sont constituées par des corps semi-cylindriques. Comme on le voit en détail sur la figure 2, l'anode 6 consiste en un corps creux en fer dont l'extrémité inférieure est ouverte. Cette. anode creuse contient une tige 9 en magnésium susceptible de se vaporiser sous l'effet d'une décharge produite entre la cathode à incandescence 4 et l'anode 6, de sorte que la décharge s'effectue dans de la vapeur de magnésium. Il est évident que l'anode 5 peut également être constituée par un corps creux.
Dans le tube représenté, elle consiste, toute- fois, en un corps plein en fer, de sorte que si le tube à décharges est alimenté de courant alternatif biphasé, le magné- sium n'est chauffé directement par la décharge que pendant la moitié de chaque période. Les anodes sont entourées d'une douille isolante 10, par exemple en quartz, qui dépasse d'une certaine distance l'extrémité inférieure des anodes et qui est munie d'une cloison séparant les deux anodes l'une de l'autre.
A L'intérieur du tube à décharges est disposé, en outre, un organe cylindrique 11, par exemple, en verre ordinaire, dont l'extrémité inférieure est ouverte et dont l'extrémité supérieure est reliée à un second cylindre 12 formé de treil- lis, supporté lui-même par un rebord 14 du pied 13. Les ano- des 5 et 6 se trouvent à l'intérieur du cylindre 11 tandis que la cathode 4 est disposée à l'extrémité de ce dernier.'
Outre de la vapeur de magnésium, le tube à décharges contient un gaz, de préférence un gaz rare tel que l'argoh,
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par exemple à une pression de 150 mm. de mercure. Lors du fonctionnement du tube, l'atmosphère de gaz et de vapeur chauffée par la décharge à arc, monte dans le cylindre 11 faisant office de cheminée.
La vapeur entraînée vient alors en contact avec la paroi de ce cylindre et une grande partie de cette vapeur se dépose sur ce dernier ou se combine avec la matière constituant le cylindre de sorte qu'après quelque temps la paroi du cylindre 11 est entièrement noircie. La com- binaison du magnésium avec la matière constitutive de la paroi du cylindre 11 est facilitée par la température élevée de cet- te paroi au cours du fonctionnement du tube. On peut améliorer le contact entre le courant ascendant de gaz et de vapeur et la paroi du cylindre 11 en disposant suivant l'axe de ce cylindre un ou plusieurs écrans qui s'étendent jusqu'à pro- ximité de la paroi du cylindre.
L'atmosphère gazeuse chargée de vapeur sort ensuite du cylindre 11 en passant par les trous prévus dans le cy- lindre 12 sur lequel une partie de la vapeur peut alors se déposer. Le courant de vapeur arrive ainsi dans la partie su- périeure du tube à décharges et retourne ensuite par l'espace annulaire compris entre le cylindre 11 et la paroi du tube à la partie inférieure de ce dernier. Dans la partie supérieu- re du tube se dépose éventuellement encore une partie de la vapeur de magnésium. La partie 1 de la paroi du tube destinée au passage des rayons ultraviolets engendrés par la décharge dans la vapeur de magnésium, demeure sensiblement exempte de tout dépôt de magnésium de sorte que la perméabilité aux rayons de cette partie de la paroi n'est pas affectée de fa- çon gênante.
On peut utiliser le tube à décharges représenté jusqu'à ce que le magnésium se trouvant à l'intérieur de l'a- node 6, soit entièrement consommé. Pour cette raison, on donne @
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à cette anode des dimensions telles que la quantité de magné- sium soit suffisante pour que l'on puisse utiliser le tube pendant longtemps. Cette quantité est choisie, de préférence, de façon à être suffisante pour une durée de fonctionnement du tube correspondant à la durée de service des autres organes du tube, par exemple de la cathode à incandescence.
Il n'est pas absolument nécessaire de donner à l'orga- ne faisant office de cheminée la forme d'un cylindre. Il est également possible d'utiliser, par exemple, un organe conique et en certains cas il peut être avantageux d'évaser l'extré- mité inférieure de l'organe. Dans le tube à décharges repré- senté, le trajet de décharge se trouve à l'intérieur du cy- lindre 11, mais il peut aussi être situé entièrement ou par- tiellement à l'extérieur de ce cylindre.
Le tube à décharges réalisé suivant l'invention con- vient non seulement à l'obtention d'une décharge dans de la vapeur de magnésium mais aussi à la production d'une décharge dans la vapeur d'une autre substance, plus particulièrement des substances qui sont difficilement volatilisables et qui attaqueraient la paroi du tube à décharges de façon gênante.
Ainsi, par exemple, avec une décharge dans de la vapeur de sodium, on peut obtenir une source émettrice de lumière visible de forte intensité.