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L'invention est relative aux dispositifs de rayonnement par incan- descence dans lesquels on utilise, comme foyer de rayonnement, des pièces en céramiques portées à l'incandescence sur lesquelles une tension électri- que convenable est appliquée, laquelle entretientl'incandescence,le rayon- ; nement ainsi engendré pouvant être composé en majorité de rayons infra-rou- ge.
Elle a pour but, surtout, de rendre tels lesdits dispositifs, qu'ils satisfassent, mieux que jusqu'à présent, les divers desiderata de la prati- que, et notamment, de simplifier leur système d'allumage.
Elle consiste principalement, à établir lesdites pièces de céramique; des dispositifs du genre considéré avec une proportion suffisante descompo- sés conducteurs ou pouvant être rendus conducteurs, tels qu'oxydes de fer ou d'autres métaux de la même famille, ou de familles voisines, en les sou- mettant éventuellement en vue de parfaire leur conductibilité à un traite- ment thermique convenable, pour que la conductibilité électrique à la tempé- rature ambiante (200C) soit au moins égale à 10-5 mhos/om.
Elle consiste, mise à part cette disposition principale, en diverses autres dispositions qui peuvent s'utiliser isolément ou , de préférence, en même temps, et dont il sera plus explicitement parlé ci-après, et notamment
Une deuxième disposition, consistant à établir la pièce céramique, devant être portée à l'incandescence, d'un susdit dispositif, sous la forme d'une baguette présentant des évidements axiaux à chaque extrémité, et à supporter ladite pièce, en exerçant une pression axiale élastique, par les amenées de courant pénétrant dans lesdits évidements, ces amenées ayant de préférence à cet effet une forme plus ou moins hélicoïdale au voisinage des- dits évidements.
Elle vise certains modes de réalisation et d'application et, à titre de produits industriels nouveaux, les lampes et dispositifs à incandescence et des lampes èt radiateurs à rayons infra-rouges, comportant application des dispositions ci-dessus, les éléments et outils spéciaux entrant dans leur établissement, ainsi que les ensembles, aussi bien fixes que mobiles notamment les installations d'éclairage, de chauffage et de dessiccation, aussi bien que de signalisation et de commande par rayons infra-rouges et analogues, comportant de pareils dispositifs, lampes ou radiateurs.
Sans vouloir par là limiter l'invention, celle-ci va être plus parti- culièrement expliquée en se référant au dessin annexé qui illustre : - à la figure 1, un mode de fabrication d'une pièce en céramique se- lon l'invention.
- à la figure 2 un autre mode de fabrication d'une pièce en cérami- que selon l'invention.* - aux figures 3, 4, 5 et 6 diverses réalisations et montages de pièces en céramique selon l'invention.
- à la figure 7, une lampe selon l'invention.
- à la figure 8, un projecteur à infra-rouge selon l'invention.
L'idée principale et en même temps l'avantage tout d'abord recherché dans l'invention consiste à supprimer les moyens auxiliaires de pré-chauffa- ge habituellement utilisés lorsqu'on utilise, comme source de rayonnement, pouvant se situer, principalement dans l'infra-rouge, des pièces céramiques portées à l'incandescence, ces pièces ayant généralement la forme de bâtons ou tubes constitués d'oxydes réfractaires.
Dans ce but, on établit lesdites pièces de céramique conformément à
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l'invention, avec une proportion suffisante de composés conducteurs, qui sont éventuellement soumis à un traitement thermique convenable, pour que 1 la conductibilité électrique à la température ambiante soit au moins égale à 10-5 mhos/cm.
Cette conductibilité est alors telle que la seule application de la tension du secteur aux bornes de la pièce en céramique, avec de préférence en série une impédance de protection, permet son allumage, directement par effet Joule uniquement dans la matière réfractaire, tout dispositif de pré- chauffage devenant alors superflu.
Parmi les composés conducteurs les plus intéressants, au regard de l'invention, pour constituer les pièces céramiques en question, on peut mentionner notamment les oxydes de fer, de nickel, de chrome, de titane, de cobalt et de métaux de familles voisines, corps qui d'autre part sont con- nus comme ayant un facteur d'émission élevé dans le spectre visible et dans le proche- -infra-rouge.
A titre d'exemples non limitatifs, on pourra supposer que les pièces céramiques de l'invention sont riches en oxyde de fer et pour la pratique on peuttadmettre que le composé de départ, avant traitement thermique, est de l'oxyde de fer "noir" pur, c'est-à-dire exempt d'autre métal, ou bien de l'oxyde de chrome additionné d'oxyde de vanadium et/ou de titane, à raison de 5 à 10% en poids (de-préférence 7 à 8%).
Les pièces céramiques, ayant de préférence la forme d'un bâton ou ba- guette, peuvent être préparées par voie humide ou par voie sèche.
Dans le premier cas, on voit sur la figure 1 un exemple de filière permettant de former de longues baguettes de céramique ; la pâte plastique
1 contenant les oxydes est introduite à l'intérieur d'un cylindre 2 dans le- quel glisse librement un piston 3. Le cylindre est muni à son extrémité inférieure d'une filière 4 dont le diamètre est égal à celui de la cérami- que désirée, compte tenu du retrait de cette dernière à la cuisson. Au moyen d'une presse représentée schématiquement par sa tête mobile 5, et son bâti 6, on appuie sur le piston de façon à chasser la pâte par la filière.
Dans le deuxième cas (préparation par voie sèche) on utilise des mou- les tels que celui représenté sur la figure 2. Ce moule, vue en coupe ver- ticale, perpendiculaire à l'axe 7 de la baguette de céramique 8, comporte deux flasques 9 et 10, et un piston fixe 11, lequel repose sur le bâti 12 d'une presse. La poudre céramique a été introduite dans le moule, le piston 13 étant retiré. Ce piston, mis en place, est enfoncé entre les flasques 9 et 10, au moyen de la presse dont le nez est représenté en 14.
Quel que soit le mode de préparation adopté, la céramique est, après séchage éventuel, portée lentement à 1200 C dans l'air afin de détruire par combustion les matières organiques qui pourraient y être présentées. La pré- sence de ces matières est d'ailleurs nécessaire lorsque le mode de prépara- tion utilisé est celui par-voie humide, en raison de l'incorporation des .. @ liants-ou des plastifiants à la pâte. Le bâton céramique ainsi obtenu est normalement chauffé pour lui donner une cohésion suffisante.
Mais, confor- mément à une caractéristique éventuelle de l'invention, il est avantageux, pour des matières céramiques de compositions déterminées, de faire subir en- suite ou simultanément à la céramique ainsi préparée un traitement thermi- que spécial lui conférant finalement la conductibilité élastique voulue. Il est possible en effet que par la préparation précédente la céramique ait at- teint une solidité mécanique notable qui lui permette d'être manipulée sans précaution spéciale, mais la conductibilité élastique étant insuffisante pour permettre l'allumage à froid de la pièce céramique, il est nécessaire de faire subir un traitement thermique qui agisse sur la structure des oxydes.
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,L'invention prévoit à cet effet qu'on cuit la céramique par exemple à 1100 C, sous une pression d'oxygène réduite, (de l'ordre de 2 cm de mercure) pen- dant un temps suffisant.
En outre, selon une autre caractéristique importante de l'invention, 5 il est prévu que le bâton de céramique est ensuite monté dans une enceinte où la pression d'oxygène sera faible, par exemple de l'ordre de 2 cm de mercure et en tout cas inférieure à sa pression dans l'atmosphère. Ce sera, par exemple, le cas de la lampe de la figure 7, sur laquelle il sera reve- nu plus loin. Ainsi la conductibilité électrique obtenue ne change prati- @ quement plus, même après plusieurs centaines d'heures de fonctionnement à
1100 C, comme on le constate par l'expérience,
Il peut être prévu, dans l'invention, plusieurs montages possibles de baguettes céramiques, coupées si nécessaire aux longueurs voulues.
Les figures 3 à 6 représentent des exemples non limitatifs de ces montages, dont 5 les diverses particularités peuvent d'ailleurs être permutées.
Sur la figure 3, on voit que les fils d'amenées 15 et 16 du courant, en métal réfractaire, sont enroulés en-.spires serrées autour de la baguette de céramique 17. Ils sont éventuellement soudés entre eux, par exemple par points.
Sur la figure 4, la baguette céramique 17 est munie à ses extrémités de petites cavités 17a, 17b, dans'lesquelles s'appuient les extrémités des amenées réfractaires, 15, 16, '¯La forme et les dimensions de ces dernières sont telles qu'elles forment ressort ; decette façon, les chocs et les di- latations n'altèrent pas la permanence des contacts.
Sur la figure 5, la baguétte céramique 17 est munie d'embouts à grand diamètre 17c, 17d, ceci afin d'abaisser la température de la matière cérami- que au contact du métal. Une telle forme peut être obtenue directement par moulage à sec comme déjà expliqué (figure 2). Le montage élastique est ici facilité par une forme hélicoïdale des extrémités des amenées'de courant.
Sur la figure 6, l'augmentation du diamètre de la céramique aux ex- trémités de la baguette, augmentation dont l'intérêt vient d'être expliqué, est obtenu par frettage d'un tube en anneau 18a, 18b autour de la baguette.
On peut alors utiliser des baguettes filées par voie humide comme déjà ex- pliqué (figure 1).
Enfin sur la figure 7 on voit un exemple de lampe selon l'invention utilisant par exemple le montage de la figure 5 particulièrement avantageux.
La baguette 17 est montée entre les amenées 15 et 16 formant ressort, sur un pied 19 en verre pressé. L'isolement des amenées 15 et 16 et la rigidité du montage sont assurés par un cadre comportant au moins une entretoise 20 en céramique, et des montants 21 et 22 reliés à celle-ci et supportant une traverse 23. Le pied 19 est soudé à une ampoule 24 servant de réceptacle à l'ensemble. Grâce à un queusot 25, la lampe est d'abord vidée d'air, puis remplie d'une atmosphère convenable à faible pression d'oxygène comme il a été dit, puis le queusot 25 est fermé. La lampe est ensuite munie d'un culot
26 sur lequel les fils d'arrivée de courant 27 et 28 sont montés. Le fil 28 peut être connecté électriquement au support 21-22-23 prévu à cet effet en métal conducteur.
Bien entendu, pour stabiliser le fonctionnement de la lampe, il peut être prévu une impédance en série sur l'un des fils, par exemple sur la con- nexion de sortie correspondant au fil 28, cette impédance pouvant être une résistance métallique 29 si par exemple la tension d'alimentation est conti- nue, ou de préférence une bobine de self-inductance ou un transformateur à fuites si cette tension est alternative.
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Un des résultats procurés par l'invention est que, bien que la céramique n'ait pas une ,résistivité très faible aux températures élevées, elle demeure conductrice à la température ordinaire. Ceci se traduit par deux avantages pratiques, d'une part la céramique peut fonctionner dans un domaine de température plus étendu que si elle était placée à l'air libre, et d'autre part, bien qu'elle puisse être allumée à la température ordinai- re,sa température de fonctionnement reste élevée et on peut réaliser des.. sources qui, avec une tension aux bornes relativement élevée et un courant électrique faible ont une longueur modérément grande par rapport à leur dia- mètre.
Comme il va de soi, l'invention n'est nullement limitée aux exem- ples spécifiques qui ont été décrits et elle embrasse toutes les variantes.
Par exemple, un projecteur à infra-rouge tel que représenté à la figure 8, peut être facilement réalisé,, à partir de la figure 7, en modifiant la forme de l'ampoule 24 et en y adjoignant un réflecteur 29 parabolique au foyer duquel le bâton céramique 17 est monté axialement, ce qui procure un faisceau avantageusement étalé.