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MÉMOIRE DESCRIPTIF
DÉPOSÉ A L'APPUI D'UNE DEMANDE
DE BREVET D'INVENTION Tube à décharges électriques.
Il est connu de munir les tubes à décharges élec- triques à atmosphère gazeuse d'une ou de plusieurs électro- des à incandescence qui, au lieu d'être chauffées par un cou- rant de chauffage distinct, sont chauffées par la décharge.
Ces électrodes n'ont besoin, par conséquent, que d'un seul conducteur d'alimentation. Dans la fabrication des tubes il est désirable, toutefois, de pouvoir porter les électrodes, indépendamment de la décharge, à une température élevée pour les débarrasser des gaz occlus et pour améliorer leur pouvoir émissif d'électrons. A cet effet, on a déjà proposé que les , électrodes fassent partie d'un circuit fermé à l'intérieur du tube, afin qu'elles puissent être chauffées au moyen de cou-
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rants à haute fréquence induits dans ce circuit.
A cette fin, on a disposé, par' exemple, l'électrode à incandescence proprement dite entre les branches d'un étrier métallique en U pour obtenir ainsi un circuit fermé sur lui-même dans lequel des courants peuvent être induits au moyen d'un champ magnétique à haute fréquence.
Or, on a constaté que ce genre d'électrodes donne lieu à des inconvénients particuliers. Pour rendre possible économiquement l'induction des courants à haute fréquence, le système d'électrodes doit être disposé à l'intérieur du tube de telle façon que le plan du circuit fermé sur lui-même soit sensiblement normal à l'axe du tube afin qu'on puisse disposer la bobine à haute fréquence de manière qu'elle entoure le tube. Pour assurer une intensité suffisante des courants induits, le circuit doit être agencé de façon à renfermer autant de lignes de force que possible, c'est-à-dire que le système d'électrodes doit avoir une grande étendue, par exemple sensiblement la forme d'un cercle de diamètre aussi grand que possible.
Ceci entraîne, toutefois, l'inconvénient que l'électrode se trouve à faible distance de la paroi du tube de sorte qu'une détérioration de cette paroi par suite de la décharge jaillissant à partir de cette électrode, est à craindre. Cet inconvénient se manifeste plus particulièrement dans le cas de tubes à décharges à pression élevée qui, comme on le sait,produisent une décharge étranglée à grande densité de courant.
L'invention,qui a pour but de remédier à ces inconvénients, est relative aux tubes à décharges électriques comportant une atmosphère gazeuse (par ce terme on doit entendre ci-après non seulement une atmosphère constituée par un ou plusieurs gaz mais aussi une atmosphère de vapeur ou d'un mélan-
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ge de gaz et de vapeur) et une ou plusieurs électrodes à incandescence chauffées par la décharge et agencées de telle façon que chacune forme à l'intérieur du tube un circuit fermé sur lui-même.
Conformément à l'invention, l'électrode à incan- descence chauffée en service normal par la décharge, est constituée entièrement ou partiellement, par une hélice fer- mée sur elle-même et, de préférence, cylindrique, dont au moins une des spires a une circonférence plus grande et est plus distante du trajet de la décharge que les autres spires. Lors de l'induction des courants à haute fréquence la spire de plus grande circonférence peut aisément renfermer assez de lignes de force pour qu'un chauffage à haute fréquence soit possible avec un rendement satisfaisant. La décharge jaillit, toutefois, à partir des spires de moins grande circonférence situées plus près du trajet de décharge et à plus grande distance de la paroi du tube.
La décharge se produit, par conséquent sensiblement dans l'axe du tube et néanmoins la distance entre la paroi du tube et la spire de plus grande circonférence peut être faible.
De préférence, l'organe reliant les extrémités de l'hélice l'une à l'autre, passe à travers l'hélice. L'extré- mité de cet organe de jonction tournée vers le trajet de décharge, est recourbée vers l'hélice de sorte qu'en cet endroit, sensiblement dans l'axe du tube, il se trouve une pointe plus ou moins marquée qui facilite l'amorçage.
Pour obtenir que pour une longueur minimum de la spire de grande circonférence, cette dernière renferme un nombre maximum de lignes de force, on donne en général à cette spire la forme d'un cercle. Dans certaines conditions, toute- fois, il est avantageux de lui donner une autre forme. Dans
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les tubes à décharges à vapeur métallique, plus particulièrement dans les tubes à décharges à vapeur sous pression élevée, on doit éviter, comme on le sait, qu'il y ait derrière les électrodes des espaces morts dans lesquels la vapeur se condenserait de façon excessive. A cet effet on dispose les électrodes tout près des extrémités du tube.
Si le tube comporte un pincement faisant saillie hors de la chambre à vide, il est avantageux de donner à la spire de plus grande circonférence une forme oblongue, car près du pinc'ement le tube a dans ce cas une section oblongue. En donnant à cette spire également une forme oblongue aplatie par rapport à la forme d'un cercle,on adapte l'électrode à la forme de l'extrémitédu tube de sorte que l'électrode peut être disposée plus prés du pincement.
L'invention sera mieux comprise en se référant au dessin annexé, sur lequel les figures 1 et 2 représentent, à titre d'exemple, deux vues en élévation d'un tube à décharges conforme à l'invention.
Le tube lumineux représenté 1 sert à l'émission de rayons lumineux, présente la forme d'un cylindre et est fait en verre dur. Dans les extrémités de la chambre de décharge sont disposées les électrodes à incandescence 2 et 3 constituées chacune par une hélice dont une spire 5 a une circonférence plus grande que les trois autres spires 4. Les axes des hélices coïncident sensiblement avec l'axe du tube et les extrémités de chacune des hélices sont reliées entre elles au moyen d'un organe de jonction situé dans l'axe du tube, de sorte que chaque hélice forme un circuit fermé sur lui-même.
L'organe de jonction dépasse légèrement de la première spire de moins grande circonférence.
Les hélices forment un corps complexe constitué par
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un noyau en tungstène sur lequel est enroulé en hélice un mince fil, lui-même hélicoïdal. Les hélices sont revêtues d'une matière à pouvoir émissif élevé, de préférence d'oxyde alcalino-terreux. Les spires 5 des hélices'ne sont que légèrement plus étroites que le tube de sorte que lorsque dans la fabrication du tube ce dernier est entouré d'une bobine à haute fréquence, ces spires renferment autant de lignes de force que possible. Les spires 5 sont plus écartées du trajet de décharge que les spires 4 qui sont relativement étroites.
La décharge jaillit, par conséquent, à partir de ces spires plus étroites situées au milieu du tube.
A l'une de ses extrémités, le tube comporte un pincement 6 faisant saillie hors de la chambre à vide au lieu de rentrer dans cette dernière, de sorte qu'au voisinage de ce pincement extérieur le tube a une section oblongue au lieu de circulaire. Pour pouvoir disposer l'électrode 2 tout près de l'extrémité du tube, on adapte la forme de la spire 5 de cette électrode à la section du tube, c'est-à-dire que cette spire présente également une forme oblongue. Pour cette raison, sa largeur indiquée sur la figure 2 est inférieure à la dimension indiquée sur la figure 1.
Les électrodes 2 et 3 sont fixées à des fils de support 7 entourés de tubes isolants 8, par exemple en verre.
Les conducteurs d'alimentation des électrodes sortent du tube à travers le pincement 6. Au voisinage de l'électrode 2 est disposée une électrode auxiliaire 9 constituée par une mince tige en tungstène, cette électrode pouvant être reliée à travers une impédance élevée au conducteur d'alimentation de l'électrode 3.
Le tube renferme du gaz rare, par exemple du néon, sous une pression de quelques millimètres, ainsi que du mer-
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cure. La quantité de mercure est choisie assez faible pour que dans le fonctionnement normal tout le mercure s'évapore et que la vapeur de mercure soit non-saturée.
La décharge à l'intérieur du tube se produit dans de la vapeur de mercure sous pression élevée, ce qui se révèle par le fait que la décharge est étranglée au lieu de rempli] toute la section du tube. Si la paroi du tube est faite en une matière perméable à la lumière ultraviolette, le tube peut aussi être utilisé pour l'irradiation.
Lorsque le tube est mis en fonctionnement, il se produit entre l'électrode principale 2 et l'électrode auxiliair 9 une décharge auxiliaire qui réchauffe l'électrode 2 et qui donne lieu en même temps à la production d'ions et d'électrons dans le trajet de décharge, l'amorçage de la décharge entre les électrodes principales 2 et 3 étant ainsi facilité. A la mise en service ainsi qu'au cours du fonctionnement ultérieur les électrodes principales sont chauffées, par conséquent, par la décharge et non par un courant distinct.
Bien que les électrodes du tube représenté sur le dessin comportent trois spires étroites, elles peuvent natu- rellement aussi comporter plus de trois ou seulement deux ou même une seule spire étroite. Elles peuvent aussi comporter plus d'une spire de plus grande circonférence. Il n'est pas non plus indispensable de donner aux spires plus étroites la forme d'une hélice cylindrique, elles peuvent aussi former une hélice conique.