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MÉMOIRE DESCRIPTIF
DÉPOSÉ A L'APPUI D'UNE DEMANDE
DE BREVET D'INVENTION Tube à décharges électriques à vapeur métallique-sous pression élevée.
La présente invention est relative à un tube à décharges électriques à vapeur métallique sous une pression élevée comportant une ou plusieurs électrodes à incandescence solides qui ne font que légèrement saillie d'une quantité de métal vaporisable qui les entoure.
Le brevet N . 408.131 décrit un tube de ce genre qui est refroidi artificiellement et dont les électrodes à incandescence dépassent de moins de 5 millimètres d'une quantité de mercure. Ce tube convient au fonctionnement à des
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charges très élevées et à de très fortes pressions de vapeur, et sa décharge sous pression élevée est fortement étranglée et présente une très grande brillance intrinsèque. Dans ce tube, cette construction des électrodes est très avantageuse, parce qu'elle permet un bon refroidissement des électrodes solides et favorise donc la durée du tube.
Dans un brevet antérieur la Demanderesse a décrit un tube à décharges dans lequel la décharge sous pression élevée jaillit dans la vapeur de métaux peu volatils. Ce tube comporte également des électrodes solides qui dépassent de moins de 4 mm d'une quantité d'un métal peu volatil qui les entoure et cède de la vapeur. Cette quantité de métal protège la soudure contre des efforts exagérés et remplit l'extrémité du tube de telle façon que la pression de vapeur devienne beaucoup plus élevée que dans le cas où l'extrémité du tube n'est pas remplie du métal.
Or, il s'est trouvé que la décharge de ces tubes peut devenir instable dans certaines conditions, ce qui se manifeste par des scintillements de la lumière émise ainsi que par des variations simultanées notamment du courant de décharge et de la puissance absorbée par la décharge. Comme cause de ces phénomènes on peut présumer que la quantité de métal entourant les électrodes change de place par rapport à l'extrémité de l'électrode. En effet, la distance entre la surface du métal et l'extrémité de l'électrode influe fortement sur la tension de la décharge et lorsque, par exemple dans une position horizontale du tube à décharges, un peu de métal peut passer au delà des électrodes les caractéristiques électriques de la décharge en sont modifiées.
Pour ces variations, cependant, il ne s'agit pas de la transition à un nouvel état permanent stable, mais de variations continuelles,
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parce que le metal se rapprochant aavanage ae l'extrémité de l'électrode est plus sujet à la vaporisation que les autres parties de la surface métallique, de sorte que par suite de cette vaporisation locale la surface du métal est soumise à des variations continuelles.
On a déjà suggéré de donner un très faible dia- mètre intérieur à la partie du tube qui contient le mercure entourant les électrodes et on pourrait s'attendre à ce que ces chambres d'électrodes étroites, par suite de l'effet capillaire plus fort, présenteraient des conditions constan- tes sous le rapport de la distance entre la surface du mercu- re et l'extrémité de l'électrode. Toutefois, il s'est révélé, fait surprenant, que cela ne s'applique pas. En effet, on trouve dans ces chambres d'électrodes de section réduite que, pendant le fonctionnement, il se produit souvent sur l'élec- trode des endroits qui ne sont pas mouillés par le mercure, et qui provoquent naturellement des variations encore plus grandes des caractéristiques du fonctionnement.
Le fonction- nement instable se produisant dans certaines conditions pré- sente encore l'inconvénient, probablement par suite d'un mauvais refroidissement de l'électrode à incandescence, d'une forte désagrégation de cette dernière, ce qui à son tour nuit à la durée du tube.
La présente invention a pour but d'éviter ces inconvénients. A cet effet on prévoit, conformément à l'inven- tion, entre la chambre d'électrode et la chambre de décharge du tube et au niveau de l'extrémité de l'électrode un étran- glement de la paroi tel que la surface de la quantité de métal dans la chambre d'électrode soit située en arrière de l'extré- mité des électrodes, au moins dans la position horizontale et vu à partir de l'espace de décharge.
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Pour éviter l'amorçage difficile par renversement on remplit le tube dans la plupart des cas d'une atmosphère gazeuse, ce qui s'effectue d'une manière connue. Toutefois, il est aussi possible et également connu de réchauffer le métal, par exemple le mercure, pour faire débuter l'amorçage.
On comprendra mieux l'invention en se référant au dessin annexé qui en représente à grande échelle et à titre d'exemple, un mode de réalisation.
Le tube à décharges représenté est constitué par un tube en quartz 1 ayant un diamètre intérieur de 2,5 milli- mètres et un diamètre extérieur de 5 millimètres. Aux deux extrémités du tube à décharges passent à travers la paroi les conducteurs en tungstène 2, ce qui s'effectue d'une manière bien connue (non représentée sur le dessin) à l'aide de verres intermédiaires exempts d'alcali. Les conducteurs en tungstène 2 font saillie dans le tube à décharges et sont en- tourés d'une quantité de mercure 3 à un point tel qu'ils ne dépassent le mercure que d'environ 0,5 millimètre. On peut réduire d'une manière bien connue la longueur de la partie des électrodes dépassant le mercure, par exemple en exécutant le scellement de telle façon que le queusot, non représenté, soit plus court.
Les extrémités des électrodes peuvent être activées, par exemple au moyen d'oxyde alcalino-terreux; pour des fortes charges, cependant, on peut se passer de l'activation. Dans le tube représenté sur le dessin, la dis- tance entre les extrémités des électrodes à incandescence se faisant face est de 10 millimètres. Conformément à la pré- sente invention la paroi du tube 1 entre l'espace de décharge et les chambres d'électrodes contenant les quantités de mercure 3 présente des étranglements 4 ménagés à la hauteur des extrémités des électrodes. Ces étranglements présentent
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une forme telle que la surface du mercure à l'intérieur de la chambre d'électrode soit en arrière des extrémités des électrodes, du moins dans la position horizontale et vu à partir de l'espace de décharge.
Le tube à décharges est entouré d'une chemise d'eau (non représentée) dans laquelle circule de l'eau de refroidissement au cours du fonctionnement.
Le tube à décharges est relié à une source de courant alternatif en série avec une impédance de stabilisation ayant une valeur telle que l'intensité du courant acquière une valeur finale de 5 ampères. En l'espèce la tension entre les électrodes à incandescence a une valeur de 200 volts et la puissance absorbée par la décharge est de 900 watts.
La quantité de lumière émise par la décharge est de 51000 lumens int.
La décharge est stable. Grâce aux étranglements conformes à l'invention on a réussi, par exemple, à faire fonctionner d'une manière très stable des tubes avec une charge spécifique de 1200 watts/cm du trajet de décharge, la durée étant plus grande que sans ces étranglements conformes à l'invention, ce qui résulte de ce que la désagrégation est réduite dans les tubes à décharges munis d'étranglements.