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Lampe électrique.
Comme on le sait, la lumière émise par des tubes à décharges à vapeur de mercure sous pression élevée présente un spectre linéaire et on a déjà proposé de compléter ce spectre au moyen de matières phosphorescentes susceptibles de convertir des rayons de faible longueur d'onde (plus particulièrement des rayons invisibles) en rayons de longueurs d'onde supérieures. Outre la phosphorescence, la fluorescence joue souvent un rôle important pour ces matières.
Récemment on a lancé des tubes à décharges à vapeur de mercure qui sont logés dans une seconde ampoule. Ces tubes ont un faible diamètre intérieur pour une charge relativement
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élevée par unité de longueur du trajet de décharge, et la vapeur de mercure a une pression très élevée. Ces tubes, même les petits exemplaires, ont un bon rendement. Un point caractéristique de ces tubes est la forte charge (absorption de watts) du tube par unité de surface de la paroi du tube.
Pour déterminer cette charge spécifique on utilise en l'espèce, pour plus de commodité, la surface de la paroi intérieure de la partie du tube qui entoure le trajet de décharge. Pour le genre de tubes précité cette charge spécifique dépasse 10 watts/cm. Il est à remarquer, à titre d'exemple, qu'un tube de ce genre a un diamètre intérieur de 4 mm, le trajet de décharge ayant une longueur de 20 mm, la charge une valeur de 80 watts et la vapeur de mercure au cours du fonctionnement pouvant avoir une pression d'environ 20 hpz.
La charge du tube par unité de surface du côté intérieur de la partie de la paroi entourant le trajet de décharge a donc une valeur d'environ 32 watts/ce dans ce tube. Outre un bon rendement et un fond continu prononcé dans le spectre, ces tubes présentent une brilliance intrinsèque relativement élevée.
La présente invention concerne des tubes à décharges à vapeur de mercure sous pression élevée dont la charge (absorption de watts) dépasse 10 watts par cm2 de la surface intérieure de la partie de la paroi du tube qui entoure le trajet de décharge, et qui comportent une ampoule de verre entourant le tube.
Eu égard aux faibles dimensions des tubes à décharges cette ampoule peut aussi recevoir des dimensions assez réduites. Il est tout naturel de calibrer l'ampoule conformément à l'ampoule d'une lampe à incandescence ayant la même absorption de watts. Toutefois, on a constaté que,
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dans le cas où cette ampoule de verre est munie de matières phosphorescentes, il est avantageux de donner à l'ampoule des dimensions supérieures à celles auxquelles on parviendrait en tenant compte seulement des faibles dimensions du tube à décharges.
Il se fait que ces dimensions supérieures de l'ampoule donnent une augmentation du rendement. Cette constatation est surprenante, parce que pour une ampoule plus grande la température de la matière phosphorescente est plus basse que pour des dimensions plus faibles de l'ampoule. Cette température plus faible entraîne un retardement du retour des centres excités de la matière phosphorescente à l'état normal, ce qui constituerait en soi une diminution du rendement de la matière phosphorescente et, partant, de toute la lampe. Il est probable que cette influence défavorable est compensée amplement par d'autres phénomènes qu'on n'a pas réussi à s'expliquer parfaitement jusqu'ici, car l'expérience démontre un rendement de lumière supérieur.
On constate que le rendement en cas d'augmentation de la surface phosphorescente croit rapidement au début, mais que l'accroissement du rendement diminue en cas d'une augmentation ultérieure de la surface de l'ampoule. Par conséquent, iln'est p.asin- diqué de donner à l'ampoule une surface aussi grande que possible.
Les avantages de l'invention sont utilisés déjà en grande partie lorsque la surface de l'ampoule dépasse un certain minimum qui est fonction de la charge du tube à décharges. Conformément à l'invention on donne à la paroi de l'ampoule phosphorescente une surface d'au moins 10 x (B + 15)2/3cm3, et encore mieux supérieure à 12 x (B + 15)2/3 cm2, B étant la charge (absorption de watts) du tube exprimée en watts. Une comparaison avec les lampes à incan- descence montre que les ampoules des lampes faisant l'objet de l'invention sont sensiblement plus grandes que celles de lampes à incandescence ayant la même absorption de watts.
Comme on l'a déjà dit plus haut l'augmentation du rendement diminue graduellement en cas d'une augmentation ultérieure de la grandeur de l'ampoule, et pour cette raison on donne, de préférence, à l'ampoule
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phosphorescente une surface irit2:.Q 4 25 x (B + 15)2/S cm2.
De préférence, on donne à l'ampoule phosphorescente une forme telle que la surface de l'ampoule coïncide sensiblement avec une surface isolux (c'est-à-dire un plan ayant partout la même intensité d'irradiation) du tube à décharges.
On comprendra mieux l'invention en se référant au dessin annexé qui en représente, à titre d'exemple, un mode de réalisation.
La lampe représentée, qui est destinée à l'émission de rayons lumineux, comporte un tube à décharges électriques 1 constitué en substance par un étroit tube de quartz. Les diamètres intérieur et extérieur de ce tube sont de 4 et 7,5 mm, respectivement. Le tube contient les électrodes à incandescence 2, 3 qui sont chauffées exclusivement par la décharge et possèdent un noyau de tungstène recouvert d'oxyde alcalino-terreux. La distance entre les extrémités des électrodes est de 18 mm. Le tube contient une atmosphère de gaz rare tel que de l'argon, pour amorcer la décharge, et une certaine quantité de mercure produisant une pression de vapeur poussée au cours du fonctionnement. Les extrémités des fils de scellement faisant saillie du tube sont entourées par des coiffes métalliques 4 et 5, respectivement, qui leur son soudées.
Le tube est supporté par les fils de support 6 et 7 fixés dans le pincement 8 de l'ampoule de verre 9. Devant le pincement est disposé un écran 10 en mica. L'ampoule de verre 9 est sensiblement sphérique et munie du culot 11. La paroi intérieure de l'ampoule de verre est recouverte d'une couche à phosphorescence jaune 12 se sulfure de zinc et de cadmium. L'espace entre le tube 1 et l'ampoule 9 est complètement vidé d'air et peut être rempli de gaz indifférent tel que l'azote.
La charge ou absorption de watts du tube à décharges 1 est de 75 watts. La paroi intérieure de la partie du tube entourant le trajet de décharge a une surface de 2,25 cm2 de sorte que la charge du tube par cm2 de cette surface est d'environ 33 watts.
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Le diamètre intérieur de la partie sphérique de l'ampoule 9 est de 10 cm, de sorte que la surface de la paroi phosphorescente de l'ampoule est d'environ 314 cm2.
Le rendement de cette lampe, c'est-à-dire le nombre de lumens internationaux de lumière visible par watt d'absorption d'énergie du tube a alors une valeur de 51 lumens par watt.
Pour des diamètres de l'ampoule de 9 et 8,5 cm, res- @ pectivement, et des surfaces de la paroide l'ampoule d'environ 255 et 225 cm2, respectivement, le rendement était respectivement de 47,5 et 46 lumens/watt.
Une augmentation du diamètre de l'ampoule au-delà de 10 cm ne donne qu'une augmentation du rendement décroissant assez rapidement. Pour un diamètre de 11 cm le rendement=était de 52 lumens/watt et pour des diamètres de 15 et .30 cm, respectivement, le rendement était de 55 et 56 lumens/watt, respectivement.
La grande surface nécessaire de l'ampoule est obtenue par une augmentation du diamètre de l'ampoule et non pas par ondulation de sa paroi, de sorte que la surface de l'ampoule est unie. L'application de la matière phosphorescente est alors plus facile que dans le cas d'ondulation de la paroi de l'ampoule ou d'un autre mode d'agrandissement artificiel analogue de la surface de l'ampoule. Un tel agrandissement artificiel de la surface de l'ampoule a souvent aussi un effet fâcheux sur l'allure des rayons émis par la lampe.