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Tube à décharges électriques.
La présente invention est relative aux tubes à dé- charges électriques contenant un métal difficilement volati- lisable,dans lesquels la vapeur participe à la décharge. Il n'est pas nécessaire que cette participation consiste toujours en ce que la vapeur métallique conduise une partie du courant de décharge. Il est aussi possible que la vapeur métallique participe à la décharge de telle façon qu'elle ne véhicule pas le courant de décharge, mais qu'elle émette de la lumière, ces deux phénomènes pouvant aussi se produire simultanément.
Par "métal difficilement volatilisable" on entend ici des mé- taux dont la pression de vapeur à une température de 200 C ne s'élève qu'à une fraction de millimètre. Parmi ces métaux
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on utilise parfois le sodium, potassium, rubidium, cadmium, magnésium, thallium dans des tubes à décharges destinés à l'émission de lumière.
On a constaté qu'il est très difficile d'obtenir que la vapeur de ces métaux atteigne une pression suffisam- ment élevée pendant le fonctionnement des tubes à décharges.
La demanderesse a constaté qu'on peut augmenter l'économie de ces tubes à décharges, à savoir le nombre de bougies émi- ses par unité de consommation d'énergie, en augmentant la pres- sion de la vapeur métallique et en chauffant le tube à déchar- ges d'une manière économique à une température élevée.
Dans un tube à décharges conforme à l'invention, l'ampoule est formée à cet effet de façon à éviter des espa- ces morts, où la température serait sensiblement inférieure à celle régnant dans la partie où s'établit essentiellement la décharge. Par suite, le tube à décharges acquiert une tempé- rature très uniforme. Du fait que la pression de la vapeur dépend de la température la plus basse, un chauffage plus fort d'une partie déterminée du tube n'entraine pas une augmenta- tion de la pression de vapeur, de sorte que l'énergie néces- saire pour obtenir un chauffage localement plus fort n'est pas mise à profit. Le tube conforme à l'invention ne présente pas de pareilles parties chauffées relativement fort, de sor- te que l'énergie nécessaire pour le chauffage est utilisée aussi économiquement que possible.
Si l'une ou plusieurs des électrodes du tube à dé- charges sont disposées sur un pincement, ce dernier est pré- férablement formé de telle façon qu'il se trouve à l'extérieur de l'espace à vide du tube à décharges. En effet, on a consta- té que lorsque le pincement s'étend dans l'espace où l'on a @
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fait le vide et est scellé à l'ampoule à l'aide d'un pied, il se produit une forte condensation de la vapeur métallique dans l'espace entourant le pincement et le pied. L'utilisa- tion d'un pincement extérieur permet d'éviter presque com- plètement cette condensation.
En outre ce pincement extérieur présente l'avantage, qu'il n'est pas soumis à l'action de la vapeur métallique dans le tube. Par conséquent, le verre constituant le pince- ment n'est pas attaqué par cette vapeur, ce qui permet de faire le pincement en un verre résistant dans une moindre mesure à la vapeur métallique que le verre constituant la partie de l'ampoule du tube à décharges qui entre en contact avec cette vapeur. En effet, on est souvent obligé de faire cette ampoule en une espèce de verre spécial. Pour des tubes à décharges contenant de la vapeur de sodium on utilise par- fois, par exemple, du verre boro-silicate qui ne contient qu'une faible quantité d'acide silicique et qui est attaqué dans une très faible mesure seulement par la vapeur de sodium.
On peut faire l'ampoule de verre doublé, c'est-à- dire constituer le côté intérieur de la paroi par du verre boro-silicate et le côté extérieur par du verre ordinaire. Il est également possible de constituer la pellicule extérieure par un verre absorbant rigoureusement les rayons infrarouges.
Dans certains cas le scellement des fils d'alimentation dans une espèce de verre constitué par une matière spéciale ou par deux couches entraine des difficultés. Or, comme on l'a déjà dit plus haut l'utilisation d'un pincement extérieur permet de faire le pincement en une espèce de verre autre que celui constituant l'autre partie du tube à décharges. Dans ce cas on peut constituer le pincement par une espèce de verre, par exemple du verre à la chaux, dans lequel on peut facilement sceller les fils d'alimentation.
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Si le tube à décharges est constitué par du verre doublé et si l'on ne fait pas le pincement en une autre espèce de verre, mais également du même verre doublé, l'utilisation d'un pincement extérieur offre l'avantage, que le verre cons- tituant la pellicule intérieure du verre doublé et confinant à l'espace évacué du tube à décharges, recouvre le pincement du côté tourné vers l'espace de décharge.
On peut aussi monter l'une ou plusieurs des électro- des sur un disque métallique fait, de préférence, en ferro- chrome et sceller ce disque à l'ampoule du tube à décharges.
De la sorte on évite des espaces morts inhérents à l'utilisa- tion des pincements intérieurs ordinaires dans lesquels il se produit une condensation de la vapeur métallique. Il est sou- vent recommandable de recouvrir le disque, du côté tourné vers la chambre de décharge, d'une couche de verre capable de ré- sister à la vapeur métallique.
Si l'on utilise un pincement extérieur ou un disque métallique, ces pièces sont en contact sur une grande partie de leur surface avec l'air extérieur, ce qui peut provoquer un refroidissement local considérable, et avoir pour consé- quence dans certains cas que la partie de la chambre de dé- charge confinant à ces pièces atteint une température infé- rieure à celle de l'autre partie. On peut éviter cet incon- vénient en logeant le tube à décharges à l'intérieur d'un espace à vide qui est évacué au moins en partie.
L'invention va être décrite plus en détail en se ré- férant au dessin annexé qui en représente, à titre d'exemple, plusieurs modes d'exécution.
Les figs. 1 et 3 représentent deux modes de réalisa- tion et la fig. 2 est une vue de détail d'un autre mode .de réalisation.
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La fig. 1 montre un tube à décharges comportant une ampoule 1 sensiblement sphérique. A cette ampoule, qui est constituée par du verre boro-silicate contenant une faible quantité d'acide silicique; est scellé un pincement 2. Ce pincement s'étend complètement à l'extérieur de l'espace à vide du tube à décharges et est constitué par une espèce de verre, par exemple, du verre à la chaux, qui se travaille fa- cilement et dans lequel on peut sceller aisément les fils d'alimentation.
Le tube à décharges comporte une cathode à incandes- cence 3 et deux anodes 4 et l'ampoule contient de la vapeur de sodium. A cet effet on introduit dans le tube, une quantité de sodium, ce tube renferme également une quantité d'un gaz rare. Les fils d'alimentation des électrodes sortent du tube à travers le pincement extérieur 2. Le tube à décharges 1 est entouré d'une enveloppe fermée 5 qui est munie d'un pied 6 à travers lequel passent les fils d'alimentation des électrodes du tube à décharges 1. L'espace entre le tube à décharges 1 et l'enveloppe 5 est complètement évacué. Il est aussi possible d'évacuer partiellement cet espace ou bien de le remplir d'un gaz mauvais conducteur ayant une faible pression.
Afin d'évi- ter un chauffage excessif du pied 6 par suite du rayonnement thermique du tube à décharges 1, on place un écran en mica 7 entre ce pied et le tube à décharges.
La chambre de décharge du tube à décharges est sen- siblement sphérique et acquiert presque partout la même tem- pérature. L'utilisation d'un pincement extérieur permet d'é- viter des espaces morts, où la vapeur de sodium ce condense- rait d'une manière indésirable. Par conséquent la vapeur de sodium atteint une plus haute température pendant le fonction- nement, ce qui entraine une économie du tube servant à l'émis- sion de rayons lumineux.
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La fig. 2 représente schématiquement un pincement 8 et la partie adjacente de la paroi de l'ampoule 9. Dans cette construction l'ampoule et le pincement sont constitués par le même verre doublé. Le verre 10 se trouvant à l'intérieur est capable de résister.à la vapeur métallique contenue dans le tube et lors de la formation du pincement il sépare convena- blement de l'intérieur du tube à décharges, en 11, l'autre verre constituant le pincement.
Le tube à décharges 12 représenté sur la fig. 3 est muni d'un disque 13 en ferrochrome qui est scellé à la paroi en verre du tube à décharges. Ce disque porte les électrodes qui en l'espèce sont également constituées par une cathode à incandescence 3 et deux anodes 4. Ce tube à décharges contient également la vapeur d'un métal difficilement volatilisable, par exemple une des vapeurs des métaux mentionnés plus haut, par exemple de la vapeur de sodium. Les fils d'alimentation des électrodes passent à travers des ouvertures ménagées dans le disque 13. Entre les fils d'alimentation et le disque est interposée une petite quantité de verre 14 isolant ces fils du disque.
Du côté faisant face à la chambre d'espace le dis- que 13 est recouvert d'une couche de verre 15, qui de même que le verre constituant la paroi 12, est capable de résister à l'action de la vapeur métallique contenue dans le tube à dé- charges.
Ce tube à décharges est également disposé à l'inté- rieur d'une enveloppe 5 comportant un pied 6 à travers lequel les fils d'alimentation des électrodes sortent du tube.
L'utilisation du disque métallique 13 entraîne éga- lement une division de la température très uniforme dans la chambre de décharge, ce qui contribue à la production d'une haute pressions de la vapeur métallique.