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BREVET D'INVENTION
L'objet de la présente invention consiste en une lampe à arc, et en particulier en une lampe à arc à miroir pour la projection des films en couleur., mais elle est également d'un grand Intérêt pour les projecteurs et appareils analogues. Pour obtenir une reproduotion fidèle et naturelle des films en couleur, en particulier des films à réseau lenticulaire, il faut en effet que la source de lu- miére servant à la projection réponde aux conditions les plus sévères en ce qui concerne sa luminosité et l'uniformité ou régularité de distribution ou de répartition de la lumière rayonnée.
Pour obtenir l'éclairement uniforme et stable nécessaire de la fenêtre d'image, lorsqu'il se produit dans cette fenêtre une image du cratère de 1'électrode
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positive, il faut s'efforcer d'obtenir une répartition aussi constante que possible de la densité lumineuse dans le cratère du charbon. On obtient ce résultat, conformément à la présente invention, par l'utilisation simultanée d'un champ magnétique symétrique par rapport à l'axe de la décharge, et d'une gaîne ou d'un manchon refroidi entourant l'électrode positive jusqu'au voisinage immédiat du point ou.l'arc s'amorce.
L'inconvénient principal des lampes connues consistait principalement dans le fait que les électrodes se consument d'une manière irrégulière par suite des migrations connues du cratère, Pour obtenir néanmoins un éclairement à peu près uniforme de la fenêtre d'image, il fallait utiliser des charbons de section particulièrement grande, ce qui entraînait une consommation de courant plus élevée qui se traduisait d'une manière particulièrement défavorable au point de vue économique. Une petite partie seulement de l'électrode était lumineuse, tandis que les parties entourant cette partie lumineuse étaient reprodui- tes dans la fenêtre d'image et la chauffaient inutilement.
La répartition angulaire de la lumière rayonnée était également très irrégulière par suite du cratère et de la surface avant bombée du charbon.
Par la présente invention, on évite les inconvénients précités et on obtient une source lumineuse aussi homogène et stable que possible par le fait qu'on utilise des champs .magnétiques longitudinaux pour guider l'arc et qu'on limite la surface d'éclairement au moyen d'un manchon étroitement appliqué. Par la concentration de l'arc de décharge qu'on obtient' par ce moyen, il en résulte un arc stable de grande longueur ainsi qu'une usure régulière et uniforme des électrodes par combustion. L'allongement de l'arc permet également de disposer les deux électrodes suivant un axe sans qu'il se produise par ce moyen une ombre notable.
Le champ magnétique empêche dans ce cas, en coopé-
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ration avec le manchon, toute usure de combustion unilatérale et toute combustion lente du charbon devant la surface d'about. Par un refroidissement intense du manchon, on parvient à faire agir cette protection même dans le plan de l'arc, de sorte que les charbons brûlent en étant limités ou délimités d'une façon absolument nette. Le courant ne peut sortir que par la surface d'about de l'électrode bien centrée par le manchon, de sorte que ce n'est aussi que cette surface d'about qui rayonne. A la réduction de la consommation de courant, s'ajoute par conséquent un autre avantage constitué par le moindre dégagement de chaleur résultant de la plus faible intensité du courant.
De plus, la chaleur émanant de la surface lumineuse même est en grande partie absorbée par le manchon refroidi. Mais, d'autre part, la surface d'amorçage de l'arc même s'étend suivant un plan, il ne se forme pas de cratère et l'arrondissement des électrodes est également supprimé, même lorsque les charbons sont fortement surchargés. Par conséquent, la répartition angulaire de la lumière rayonnée atteint sa forme idéale qui se traduit par un plan éclairant d'une manière uniforme.
Il est avantageux de guider l'arc en se servant d'une bobine parcourue par un courant. On dispose cette bobine de manière que l'axe du champ magnétique coïncide sensiblement avec la direction de la ligne d'écoulement moyenne de l'arc de décharge. Il est important dans ce cas d'utiliser un champ symétrique par ¯rapport à un axe lorsque les électrodes sont disposées sur une droite.
La bobine peut par exemple être disposée derrière le miroir d'une lampe à arc à miroir, dans l'axe optique de laquelle se trouvent les deux électrodes, Mais il est avantageux de rapprocher la bobine le plus possible de la décharge.
De cette façon on peut obtenir la même intensité de champ avec un nombre considérablement moindre d'ampères-tours que jusqu'à présent. Dans ces dispositifs, on peut monter la
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bobine de manière qu'elle entoure concentriquement'une électrode, ou bien diviser cette bobine en plusieurs et répartir ces bobines partielles sur les deux électrodes, ou encore les disposer latéralement de manière que le champ résultant coïncide sensiblement avec la ligne moyenne de la décharge.
Avec un dispositif de ce genre, on obtient l'avantage que le champ magnétique est produit immédiatement et directement à l'endroit où il est néoessaire. En effet, lorsqu'on procède différemment, il peut facilement arriver, du fait de masses de fer qui existent le plus souvent en grand nombre sur la lampe ou dans son bottier, que le champ magnétique soit déformé ou distordu de telle sorte que son but ne soit plus atteint que d'une manière incomplète ou même ne soit plus atteint du tout, surtout du fait que l'effet stabilisateur du champ dépend beaucoup de son réglage exact.
Il peut être avantageux d'autre part de réduire, précisément par des masses de fer disposées au voisinage de la bobine, l'influence exercée par d'autres masses de fer ou par des champs magnétiques, de renforcer le flux magnéti- que efficace ou de constituer le champ magnétique de manière que sa forme soit particulièrement appropriée, en donnant à ce champ magnétique une forme particulière à l'aide par exemple d'un manchon fermé partiellement seulement.
La bobine est fortement échauffée par la chaleur de l'arc et par le courant qui la traverse, de sorte qu'il est avantageux de prévoir pour cette bobine également un re- froidissement qui s'effectue de préférence par de l'eau. La bobine peut alors être refroidie directement, par exemple par de l'eau qui traverse le corps de la bobine ou encore les spires mêmes constituées par des tubes, ou bien on peut en disposant un bon contact calorifique avec des masses métalliques refroidies, par exemple avec le manchon ou la douille de l'anode, assurer par des moyens indirects l'écou- lement ou évacuation de la chaleur.
Par ce moyen, on peut disposer la bobine de manière qu'elle entoure l'électrode
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très étroitement et on peut disposer la bobine directement sur le manchon qui repose directement sur l'électrode ou qui n'en est séparé que par une fente étroite.
La bobine disposée au voisinage de l'électrode convient particulièrement bien pour être constituée sous la forme d'une bobine à courant principal. On fait alors passer le courant de la lampe directement à travers des spires en nombre relativement petit d'un fil de forte section, et on produit par ce moyen et sans dispositifs auxiliaires spéciaux le champ magnétique qui sert à la stabilisation. On supprime également les conducteurs d'alimentation spéciaux qui déterminent une perte inutile de lumière, étant donné qu'ils se trouvent sur le trajet des rayons. On peut aussi, naturellement, ne faire passer par la bobine qu'une partie seulement du courant de la lampe.. que ce soit pour alimenter par le courant restant une autre bobine, ou pour influencer par ce moyen l'intensité et la direction du champ magnétique.
Il peut également être avantageux d'utiliser la tension alimentant la lampe pour maintenir (par un circuit en dérivation) l'intensité qui passe dans la bobine, ou de combiner ce mode de fonctionnement avec le système à courant principal.. afin d'obtenir par ce moyen une dépendance ou relation désirée entré la valeur du champ et la valeur de l'intensité du courant de fonctionnement et de la tension de l'arc.
On a constaté d'autre part que le champ magnéti- que symétrique par rapport. à un axe est particulièrement avantageux lorsqu'il comporte des composantes radiales intenses, en particulier quand on utilise la lampe à arc pour la projection cinématographique. Tandis que le champ magnétique dans l'axe de la décharge est parallèle à celle-ci, l'intensité du champ magnétique en dehors de cet axe a une direction inclinée vers la décharge.
L'effet de cette constitution particulière du champ devient compréhensible quand on fait l'essai suivant :
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Si on observe en effet au moyen d'un stroboscope la surface éclairante de l'électrode positive, on voit que sur la surface éclatante ou lumineuse se trouvent des parties claires et sombres qui tournent, Comme dans la projection cinématographique, il se produit également un effet stroboscopique au moyen de l'écran tournant, le défaut d'homogénéité décrit peut être très génant.
Il faut par conséquent fixer la durée de révolution de ce défaut d'ho- mogénéité par rapport à la fréquence des imagos de manière que la surface éclairante ait un aspect uniforme, On peut obtenir ce résultat selon la présente invention à l'aide de composantes radiales intenses du champ magnétique. Pour la fréquence d'image usuelle de vingt-quatre images à la se- conde par exemple, le défaut d'homogénéité doit faire au moins un tour et de préférence plusieurs tours en 1/48 de seconde. Lors de l'insertion ou intercalation d'intervalles sombres pour supprimer davantage les papillotements,il faut modifier en conséquence la vitesse de rotation.
Il faut noter qu'une telle homogénéisation est non seulement précieuse., naturellement, pour la projection oinématogra- phique, maisqu'on peut l'utiliser d'une manière absolument générale.
L'uniformité de la surface éclairante dépend non seulement de la longueur de l'arc et de l'intensité du cou- rant, mais aussi de l'intensité des composantes radiales du'champ, et c'est pourquoi lorsquton donne au champ sa forme, il faut, tout en conservant la distribution rigoureusement symétrique par rapport à un axe, veiller à ce qu'en chaque point de la trajectoire de la décharge il y ait une composante radiale suffisamment intense, On peut engendrer le champ magnétique par exemple à l'aide d'une bobine disposée concentriquement par rapport à l'une des électrodes et disposer cette bobine de préférence entre deux cylindres en un métal magnétique, Il se forme de cette façon un champ qui se propage dans le sens de la longueur de 3' axe
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de la décharge,
tandisque leslignes de force qui/commen- cent plus à l'extérieur sont recourbées vers l'enveloppe extérieure et donnent lieu à la naissance des composantes radiales. Ce champ radial devient particulièrement intense quand la bobine est fermée magnétiquement également par l'arrière, de telle sorte qu'on obtienne la forme d'un pot à double paroi entourant l'électrode. Un champ magnétique qui convient particulièrement prend naissance également lorsque l'électrode positive aussi bien que l'électrode négative est entourée d'une bobine paroourue par le courant, la polarité des bobines étant toutefois choisie de manière que les pale de même nom se fassent vis-à-vis.
La répul- sion des lignes de force qui se produit assure la génération de la composante radiale du champ, qui détermine la stabilisation.
La présente invention va être décrite à l'aide des figures ci-jointes.
La fig, 1 représenté la disposition de principe d'une bobine de stabilisation.
La fig. 2 représente l'utilisation d'une matière magnétique pour l'obtention du champ magnétique.
La fig. 3 représente l'assemblage, en une unité; du manchon et de la bobine.
La fig. 4 représente la disposition de la bobine dans le cas où les électrodes sont inclinées l'une par rapport à l'autre.
La fig, 5 représente une exécution particulièrement appropriée d'une lampe à arc conforme à la présente invention.
La fig. 6 représente une forme d'une nouvelle lampe à arc qui convient pour les lampes à arc à miroir.
Sur la fige 1, 1 et 2 désignent les deux électrodes en charbon entre lesquelles se forme l'arc. Les deux électrodes se trouvent sur l'axe optique du miroir 14 qui transmet la lumière de l'arc. La bobine de stabilisation
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8 est disposée concentriquement aux électrodes derrière le miroir, de sorte que le champ magnétique est également symétrique par rapport à un axe.
La fig. 2 représente un exemple d'exécution dans lequel les deux électrodes en charbon 1 et 2 sont entourées d'un manchon 3 en matière magnétique. Le champ est produit par la bobine 8 et se propage entre les électrodes dans la direction de l'arc.
La fig. 3 montre également une lampe à arc dont l'électrode positive 1 est entourée d'une bobine 8 dont le noyau 4 est parcouru par de l'eau. L'enroulement 8 est monté directement sur le manchon 3 refroidi par l'eau.
L'électrode négative 2 n'est pas refroidie,mais elle comporte une enveloppe en fer 12 d'une forme spéciale, qui concentre le champ magnétique sur la pointe de l'électrode 2 et qui donne lieu à la formation de composantes radiales. 9 désigne les conducteurs d'arrivée du courant à la bobine.
La fig. 4 représente une autre forme d'exécution, dans laquelle l'électrode positive 1 est entourée d'une bobine 8 constituée par des tubes dans lesquels circule de l'eau. C'est par ces tubes qu'on fait passer le courant de la lampe. La pièce de maintien 3 pour l'enroulement est constituée sous la forme d'une douille ou d'un manchon entourant étroitement l'électrode 1 et qui protège ltélec- trode contre l'usure par brûlure et la centre.
La partie qui repose directement sur le charbon est en fer pour con- centrer le champ, mais elle manque à l'extrémité avant afin de créer en ce point une étroite fente 19 fournissant un champ de fuite radial et empochant simultanément un refroi- dissement trop intense de la surface éclairante, Pour éviter que la décharge s'amorce sur le manchon., la partie avant est isolée par la couche intermédiaire 20. L'élec- trode négative 2 porte également une bobine 8 entourée d'une enveloppe en fer 7 refroidie indirectement et
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ouverte à l'avant.
Il est très important, précisément dans une disposition de ce genre, dans laquelle les électrodes sont inclinées l'une par rapport à l'autre, d'adap- ter exactement le champ résultant des deux bobines à l'allure du courant dans l'arc, et de supprimer par des écrans toutes les perturbations extérieures.
Une lampe à arc dans laquelle la présente invention est réalisée sous une forme particulièrement avantageuse est représentée sur la fig. 5. L'électrode positive 1 est entourée du manchon 3 exécuté en un acier exempt de préférence de battitures, ce manchon étant refroidi par .de l'eau 4 et protégeant la surface extérieure de l'élec- trode. Le manchon porte l'enroulement 8 entouré du pot 7 en fer. Sous l'action de l'enroulement et de la forme donnée au fer, il se forme un champ magnétique à fortes fuites, symétrique par rapport à l'axe de l'électrode 1 et fortement orienté radialement vers l'électrode positive en particulier à proximité immédiate de la surface d'about lumineuse.
Sur la fig. 1 est en outre représenté un dispositif qui est particulièrement utile quand on se sert de charbons à âme métallique ou à effet et qui permet d'obtenir en plus de l'effet magnétique une stabilisation de l'arc. En effet, on souffle dans l'arc et à travers la buse 6 un courant d'air fortement convergent venant de la chambre 5, qui se dirige sur l'électrode négative 2 en étant recueilli par la tubulure 13 et évaoué par la chambre 16.
Le courant d'air a pour effet de brûler complètement lesterres raresexistant dans lescharbons à effet et d'entratner les résidus de la conbustion. Lorsque le courant d'air pénètre dans la tubulure 13, il se produit une dépression qui provoque l'arrivée d'air de l'espace d'air ambiant à travers les orifices 15 ou à travers l'ouverture avant de la tubulure. Ce courant d'air entratne toutes les particules éventuellement détachées de l'é- lectrode, de sorte qu'on écarte tout dépôt ou précipité du
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miroir concave 14.
Il est toutefois possible également, ainsi que le représente la fig, 6, d'aspirer de l'air à travers les ori- fices 15 et la conduite d'aspiration 17 au moyen d'une pompe spéciale 18, afin d'éviter par ce moyen et d'une ma- nière certaine à l'aide du courant d'air assez intense que des particules incandescentes atteignent le miroir.
L'arrivée du courant sur l'électrode positive s'effectue par le câble 9, par les ressorts 10 et les ba- lais11 qui sont appuyéscontre la surfaceextérieure de l'électrode 1. Il est important de faire arriver le cou- rant aussi près de la pointe que possible, afin de limiter à un minimum la chaleur Joule qui se produit dans le char- bon, car il peut de ce fait se produire une évaporation de la substance de l'âme qui peut même, le cas échéant, être expulsée de l'enveloppe.
Le refroidissement du manchon s'effectue par de l'eau qui parcourt la chambre 4. Le cas échéant, l'éleo- trode négative 2 peut également être entourée d'un manchon 12 refroidi par de l'eau, afin d'éviter en ce point égale- ment une combustion prématurée de l'électrode.
- : REVENDICATIONS : -
1.- Lampe à arc,- en particulier lampe à arc à miroir, pour la projection de films à réseau lenticulaire, caractérisée par le fait que l'électrode positive est entou- rée, jusqu'à son extrémité sur laquelle jaillit l'arc, d'un manchon refroidie et par le fait qu'est prévu un champ masymétrique ll'(lÔl/lllllzµlll gnétique/par rapport à l'axe de la décharge.