<Desc/Clms Page number 1>
"Perfectionnements dans l'éclairage par tubes à décharge dans les, gaz & les vapeursavec fluorescence"
Il a déjà été proposé, en vue de réaliser divers effets 'lumineux, d'utiliser, en combinaison avec un tube à dé:. charge luminescente dans les gaz et les vapeurs, notamment avec, un tube à vapeur de mercure, deux couches fluorescentes succès- sives, excitées l'une par la décharge, l'autre par les radotions transformées par la première.
La présente invention, relative au cas où le tube à décharge présente un rayonnement ultra-violet important, vise par un choix convenable de ces couches à obtenir une lumière dont la répartition d'énergie dans le spectre visible soit sen- siblement semblable à celle de la lumière solaire; elle a aussi pour objet de fournir ce résultat avec le maximum de rendement.
Conformément à l'invention, on emploie:
1 - Une première couche de matière fluorescente soumise au rayonnement émis par la luminescence des gaz et/ou des vapeurs et qui transforme la plus grande partie des radiations ultra- violettes de courte et moyenne longueur d'onde en radiations visibles.
2 - Une deuxième couche de matière fluorescente recevant le rayonnement émis où transmis par la première et qui, laissent
<Desc/Clms Page number 2>
passer une grande partie des radiations visibles, transforme une grande partie des radiations ultra-violettes de grande longueur d'onde en radiations visibles.
La recherche du rayonnement titra-violet de grande longueur d'onde, résulte de ce qu'il est nécessaire en vue du but poursuivi, que la seconde couche laisse passer toutes les radotions visi- bles émises par la première sans par suite en absorber aucune; d'autre part, elle est justifiée comme correspondant à la meil- leure utilisation de l'énergie lumineuse fournie par le tube à décharge, puisque, à la connaissance de la demanderesse, il n'a pas été possible jusqu'à présent, de trouver, pour constituer la première couche, une matière fluorescente permettant de trans- former l'ensemble du rayonnement ultra-violet de la décharge en radiations visibles.
Ce rayonnement dans l'ultra-violet long doit être déterminé pour donner lieu, après transformation par la seconde couche, à une distribution d'énergie dans le spectre vi. si ble complémentaire de celle correspondant aux radis tiens trans- mises par transparence par la seconde couche, cette dernière au avantagea sèment moins, étant choisie/telle, qu'on puisse, comme connut faire va- rier à volonté, dans une large mesure, son domaine et son inten- sité de fluorescence, notamment par modification de son épaisseur, de sa teneur en substance luminogène et en outre, lorsqu'elle est constituée par un mélange, de la proportion des constituants dans ce mélange.
Il est en général indiqué de séparer les deux couches au moyen d'une paroi et/ou d'un espace, ces derniers Étant alors choisis transparents aux radiations visibles et aux radiations ultra-violettes de grande longueur d'onde,
Pour que le résultat cherché soit atteint dans les meil leures conditions, il faut encore que l'ensemble des deux couches et, le cas échéant, de la paroi et/ou de l'espace ci-dessus, trans- forme ou absorbe notablement les radiations correspondant aux raies intenses du spectre de luminescence, par exemple les raies jaunes, vertes et bleues du mercure, dont l'intensité trop grande causerait des discontinuités regrettables.
<Desc/Clms Page number 3>
Il est apparu que ledit résultat pouvait être obtenu de façon très satisfaisante et avec un excellent rendement, notamment avec le couple suivant de matières fluorescentes, employées dans l'or-* dre :
1 - Première couche de tungstate de calcium fluorescent,
2 - Seconde oouche de sulfure de zino ou de sulfure de cadmium ou un mélange de ces deux sulfures*
Le spectre obtenu dans ces conditions est remar- quablement semblable dans toutes ses partieau spectre solaire;
il contient même comme celui-ci des radiations ultra-violettesde très grande longueur d'onde qui pourraient être au besoin trans- formées elles-mêmes en radiations visibles conformément à l'in- vention, par une troisième couche de matière fluorescente conve- nablement choisie, au cas où les deux autres couches telles que choisies ne fourniraient pas le résultat désiré avec une appro ximation suffisante.
Un dispositif, indiqué également à titre d'exemple,$ fera mieux comprendre la nature de l'invention: le tungstate de calcium fluorescent est disposé en couche mince, suivant les procédés connus, à l'intérieur d'un tube à décharge, contenant des gaz rares et de la vapeur de mercure. La paroi du tube est constituée en verre pyrex* Le tungstate de calcium absorbe la presque totalité des radiations ultra-violettes de courtes et mo- yennes longueurs d'onde émises par le mercure, et il émet un spectre fluorescent s'étalant, dans le spectre visible et dams l'ultra-violet de grande longueur d'onde, jusque vers 3000 Ange.
Le sulfure de zinc-cadmium est disposé à l'extérieur du tube en couche mince, soit sur la paroi extérieure du tube, soit sur la paroi intérieure d'un tube en verre ordinaire disposé en un manchon autour du premier tube.
La lumière visible et ultra-violette de grande longueur d'onde émise par le tungstate irradie le sulfure, en passant au travers de la paroi en pyrex, qui est transparente aux radiations ultra-violettes de grande longueur d'onde jusque vers les radia- tions ultraviolettes de moyenne longueur d'onde, et éventuellement au travers de l'air compris entre le tube et le manchon et qui,
<Desc/Clms Page number 4>
cornue on le sait, est transparent à ces radiations. Le sul- fure laisse passer, avec peu d'absorption, la lumière visible qu'il reçoit et transforme les radiations de grande longueur d' onde, émises par le tungstate, surtout la région comprise entre 3600 Ange. et 3000 Ange., en radiations visibles jaune-orangé et rouges.
Dans ces conditions, la lumière visible fluorescente à prédominence violette et bleue émise par le tungstate, se trouve complétée par la lumière à prédomdnence orangée et rouge du sulfure,pour donner une lumière sensiblement blanche, très voisine, dans sa répartition d'énergie, de celle du spectre solaire.
D'autre part, le passage des radiations visibles du mercure successivement au travers des deux couches de matières fluorescentes, entraîne par deux effets superposés d'absorp- tion partielle, une atténuation très importante des raies vi- sibles du mercure, beaucoup plus, toutes 'choses égales, qu'avec une seule couche de matière fluorescente. La lumière blanche résultante est donc particulièrement pure et ne provoque pas sur les;objets éclairés, notamment sur la peau, ces effets dé- forments qui entachent d'une manière générale l'emploi des tubes à mercure.
Enfin, la transformation de la plus grande partie de l'énergie ultra-violette émise par le mercure, par le mécanisme ci-dessus décrit, entrafne une amélioration notable du rendement lumineux.
On resteans l'objet de la présente invention en met- tant en oeuvre d'autres modes de réalisation du procédé décrit et revendique. Par exemple, le dispositif: première couche de matière fluorescente - paroi et/ou espace transparent - deuxième couche de matière fluorescente choisie en fonotion de la première pourra être placé complètement, soit à l'intérieur du tube à décharge lui-même, soit à l'extérieur.
Si le dispositif est placé à l'intérieur du tube à décharge la deuxième matière fluorescente, les sulfures par exemple,sera
<Desc/Clms Page number 5>
d'abord appliquée par les procédés connus, en couche mince, contre la paroi intérieure du tube à décharge. Un enduit convenable, acide borique par exemple, faisant office de paroi intermédiaire sera appliqué sur la matière fluorescente. Cet enduit ou vernis sera choisi de manière qu'il soit, comme spécifié) transparent au moins aux radiations ultra-violettes de grandes longueurs d'onde.
Si l'on reconnaît qu'un enduit, peu transparent à cet égardt est désirable à d'autres points de vue, comme par exemple pour ses qualités mécaniques ou chimiques, on le disposera en ocuche ex- trêmement mince. Puis la première matière fluorescente sera appli quée, par les procédés connus, contre l'enduit. Dans ce mode de réalisation, la première matière fluorescente devra être parti- culièrement résistante, comme le tungstate de calcium par exemple, à l'action électrique de la décharge, ou à l'action chimique des gaz ou des vapeurs introduits dans le tube.
Si, suivant l'autre mode de réalisation, le dispo- sitif: première matière fluorescente - paroi - deuxième matière fluorescente - est placé hors du tube à décharge, la paroi du tube à décharge devra, suivant la présente invention, être constituée en une matière transparente aux radiations ultra-violettes longues$ moyennes et courtes, par exemple en silice ou en verre.au phosphate
Dans ce mode de réalisation, le dispositif fluores- cent peut être, suivant la présente invention,lié par construction au tube à décharge ou bien être indépendant de lui, ou en dépendre en patie seulement.
Des exemples feront mieux comprendre ces diverses modalités;
En premier lieu, le tube à décharge est placé à l'intérieur d'une enceinte en verre pouvant avoir par exemple la forme d'une ampoule de lampe électrique à incandescence. L'espace compris entre le tube et l'ampoule peut être en relation avec l'air, ou bien être étanche. L'étanchéité permet de faire le vide,ce qui a pour avantage d'isoler thermiquement le tube à meroure,constituant par exemple le tube à décharge, en augmentant son rendement, et de ne pas absorber le rayonnement ultra-violet de courte longueur d'on- -de émis par lui.
<Desc/Clms Page number 6>
On peut également remplir cet espace de gaz isolantsthermiquement et transparents aux ultra-violets courte, par exemple des gaz rares, comme l'argon, le krypton et le xénon.
Les sulfures de zinc et de cadmium constituant par exemple la se- conde matière fluorescente, mis en suspension dans un vernis transparent aux ultra-violets, sont déposés En couche mince, au pistolet, sur la paroi intérieure de l'ampoule.
La première matière fluorescente, le tungstate de calcium, par exemple, est déposée sur la paroi intérieure d' un capuchon en pyrex disposé à l'intérieur de l'ampoule décrite ci-dessus et recouvrant, comme un manchon de beo Auer, le tube à mercure.
Ce dispositif présente l'avatage de permettre le développement de chacune des deux surfaces enduites dela première et de la deuxième couche de matières fluorescentes, jusqu'à la grandeur voulue, pour chacune d'elles, pour obtenir une transformation convenable des énergies successivement mises en jeu.
Il est particulièrement intéressant dans le cas où le tube à décharge est un tube à mercure haute pression de petite dimension, donc de grand éclat.
Suivant une autre variante de construction, le dispositif fluorescent peut être complètement distinct du tube à décharge et constituer par lui-même des manchons ou des globes diffusants que l'on dispose à volonté autour du tube à décharge.
Le manchon transparent supportant intérieurement, comme décrit ci-dessus, la première matière fluorescente, peut être fixé au tube à décharge lui-même mécaniquement avec éventuellement des moyens assurant l'étanchéité de l'espace compris entre ce manchon et le tube, tandis que le manchon ou le globe muni de la deuxième matière fluorescente est mobile. En faisant varier la nature des dépôts fluorescents sur ces manchons ou globes, ces dép8ts étant toujours choisis suivant les spécifications de l'invention, en fonction de la première ma tière fluorescente, on peut réaliser toute une série de manchons ou globes capables de donner par
<Desc/Clms Page number 7>
exemple, avec la même source décdte, des effets de lumière blanche légèrement colorée.
Enfin, dans une autre variante, la deuxième matière fluorescente est déposée s ur une surface en verre amovible soumis e en partie directement et en partie par réflexion à l'aide d'un réflecteur approprié, ou en totalité par réflexion, au rayon- nement transmis et émis par la matière fluorescente.
Dans tous les dispositifs, les manchons ou globes supportant la deuxième matière fluorescente peuvent être consti.. tués en verres colorés, de façon à améliorer éventuellement l' effet obtenu.
Les figures ci-jointes illustrent, à titre d'ex- emple, et sans qu'elles puissent avoir pour effet de limiter la portée de l'invention, divers modes de réalisation du procédé qui en fait l'objet, dans le cas où le dispositif première ma- tière fluorescente - espace intermédiaire - deuxième matière fluo- rescente - est extérieur au tube.
Sur la figure 1, 1 représente le tube qui comporte un remplissage de mercure et de gaz rares. Sa paroi 2 est en quartz pour laisser passer les radiations ultra-violettes. La première couche fluorescente, tungstate de calcium 3, est déposée sur la surface interne d'un manchon cylindrique 4 entourant le tube et constitué de pyrex pour laisser passer les radiations ul- tra-violettes de grande longueur d'onde. La deuxième couche 5, sulfures de cadmium et de zinc, est déposée sur la paroi inté- rieure d'un manchon 6 en verre ordinaire entourant le premier*
Sur la figure 2, le tube 1 avec paroi en quartz 2 est entouré d'un capuchon 4 en pyrex, recouvert intérieurement de tungstate de calcium 3 et supporté mécaniquement sans étanchéité par un support 7.
L'ampoule en verre ordinaire 6, recouverte in- térieurement de sulfure 5 est soudée d'une façon étanche à une douille 8 qui supporte l'ensemble. Le vide peu être fait à l'
<Desc/Clms Page number 8>
intérieur de l'ampoule.
La figure 3 représente une variante de la figure
2, dans laquelle le capuchon en pyrex 4, supportant le tungstate 3 est fixé de façon étanche à la douille-support 8, tandis que l'ampou- le en verre ordinaire 6 , recouverte intérieurement de sulfures 5 est amovible.
Enfin, sur la figure 4 est représenté le même système avec réflecteur, les sulfures 5 étant ici placés sur une surface plane en verre ordinaire 6 -.lacée d'un coté du tube 1 avec paroi en quartz 2 et du manchon 4, recouvert de tungstate 5, le réflecteur 9 renvoyant vers la surface 6 les radiations émises dans les autres directions.