"Lampe à vapeur de sodium haute pression" L'invention se rapporte à une lampe à vapeur de sodium haute pression qui présente au moins deux électrodes se trouvant dans un tube en
un matériau transparent à la lumière et à haute résistance à la chaleur, avantageusement en matière céramique, en outre un remplissage de gaz
rare contenant avantageusement du xénon et, comme addititfs, du sodium, du mercure et/ou du cadmium, les additifs à la température de fonctionnement étant présents sous la pression de la vapeur saturée.
La décharge de l'arc dans les lampes
à vapeur de sodium haute pression se produit
dans un tube fabriqué en un matériau transparent
à la lumière et à forte résistance à la chaleur avantageusement en matériau céramique, lequel
en général est monté dans une cloche qui conjointement avec ses conduites d'alimentation
est soumise à un pompage. Dans le tube vient
le courant à travers les amenées en niobium qui
sont montées aux deux extrémités du tube, ou
à travers une-fiche céramique, ou à travers une céramique métallique. Le tube contient un gaz
rare (ou des gaz rares) et en outre des additifs. Le rôle du gaz rare est de mettre en mouvement la décharge, but pour lequel il est généralement courant d'employer du xénon. Comme additif on emploie ordinairement du sodium, en outre
du mercure et de plus du cadmium. Le caractère de la décharge est conditionné de manière déterminante par le sodium, présent sous une pression
de 0,1 à 1,0 bar, les autres additifs servant surtout au réglage des paramètres électriques.
Au cours du fonctionnement de la
lampe à vapeur de sodium, la quantité de sodium qui s'y trouve diminue par étapes. C'est pourquoi il est courant de choisir la quantité des additifs dans une mesure pour que la diminution du sodium modifie d'autant moins la composition de la phase liquide des additifs. Pour cela il faut une grande quantité d'additifs et dans un cas pareil
la quantité d'additifs se trouvant dans la
phase liquide est un multiple de la quantité d'additif contenue dans la phase gazeuse. Une lampe à vapeur de sodium fabriquée suivant ce principe est signalée dans le brevet américain
3 384 798. Une propriété désavantageuse commune
à celle-ci et aux lampes à vapeur de' mercure similaires est qu'au même moment de la diminution du sodium et du noircissement des extrémités
du tube fabriqué en matériau céramique, la tension d'arc de la lampe à vapeur de sodium augmente jusqu'à atteindre la valeur élevée à laquelle
la tension du réseau, à cause de l'effet de ses variations, éteint la lampe. Afin que ce processus ne se produise qu'après une durée de fonctionnement plus longue, les lampes à vapeur de sodium doivent être réglées à une tension d'arc relativement basse, ce qui a le désavantage que les lampes
à vapeur de sodium au stade initial de leur fonctionnement ne prennent pas leur puissance nominale et de ce fait ne fournissent pas la puissance lumineuse souhaitée.
Entre autres par le brevet américain 4 075 530 on connaît aussi une solution suivant laquelle la lampe à vapeur de sodium opère avec un-remplissage de vapeur non saturée, à savoir que toute la quantité de sodium et de mercure
se trouve dans une phase vapeur pendant le fonctionnement. Dans celle-ci, lors de la variation de la tension du réseaa, la tension d'arc de
la lampe à vapeur de sodium il est vrai ne change pas, mais on utilise une quantité d'additifs
si petite que le sodium diminue encore plus rapidement qu'à l'ordinaire: pendant sa diminution
la tension d'arc se modifie, lors de la diminution totale du sodium par contre la lampe, qui initialement servait de lampe à vapeur de sodium, fonctionne maintenant comme une lampe à vapeur de mercure.
L'objectif de l'invention est d'élaborer une solution dans laquelle la lampe à vapeur de sodium est en fonctionnement le plus longtemps possible en tant que lampe à vapeur
de sodium et dans laquelle, pendant sa durée
de service, sa tension d'arc demeure presque constante, à savoir qu'elle n'atteint pas la valeur nécessaire à l'extinction.
L'invention repose sur la ocnnaissance qu'à côté de l'utilisation de la quantité de sodium présentant la pression de vapeur saturée à la température de fonctionnement, l'introduction d'une quantité appropriée au choix
de mercure et/ou de cadmium peut de manière inattendue assurer l'obtention de l'effet souhaité.
En conséquence l'invention est une lampe à vapeur de sodium haute pression qui présente au moins deux électrodes se trouvant dans
un tube fabriqué en un matériau transparent à la lumière et à haute résistance à la chaleur, avantageusement en matériau céramique, en outre
un remplissage de gaz rare contenant avantageusement du xénon et, comme additifs, du sodium,
du mercure et/ou du cadmium, les additifs à la température de fonctionnement étant présents
sous la pression de la vapeur saturée et, conformément à l'invention, la quantité d'additif mercure et/ou cadmium, par rapport à un centimètre
de longueur d'arc, étant comprise entre 0,5 et
5,0 micromoles.
Dans une forme de réalisation avantageuse, la quantité des additifs mercure et/ou cadmium, par rapport à un centimètre de la longueur d'arc, se situe entre 0,5 et 2,5 micromoles, dans ce cas notamment se produisant avec encore un meilleur résultat l'effet souhaité.
La demanderesse a fait l'expérience qu'au cas où l'on maintient la quantité de mercure et/ou de cadmium entre les valeurs limites conformes à l'invention, on dispose alors
de la possibilité pour la lampe à vapeur de sodium d'un auto-réglage de la tension d'arc. Pour
rendre les choses claires, en outre montrer une forme de réalisation possible de la lampe à vapeur de sodium conforme à l'invention, la figure 1 montre la pression de vapeur de fonctionnement p ( en bars) du mercure et du sodium en fonction du pourcentage molaire du mercure et du sodium introduits dans le tube à température
de point froid constante, la figure 2 montre la constitution de la lampe à vapeur de sodium haute pression.
Dans la figure 1, les courbes désignées par A montrent la chute ordinaire avec la pression de vapeur saturée, cas où la majeure partie des additifs mercure et sodium sont dans la phase liquide et où par contre on ne trouve qu'une faible proportion de ceux-ci dans l'espace vapeur. Il est visible qu'avec en même temps la diminution du sodium (chute du sodium) la pression
<EMI ID=1.1>
pente raide, tandis que par contre la pression de vapeur du sodium PNa s'abaisse. Déjà pour une concentration relativement élevée de sodium intervient l'état où, par suite de la pression
<EMI ID=2.1>
d'arc croissante conduit à l'extinction de la lampe.
Est tout différent le cas pour les courbes désignées par B où la quantité de mercure et/ou de cadmium est limitée en conformité avec l'invention. Lorsque par exemple la quantité
de mercure dans le tube est choisie en sorte
que sans sodium on obtienne aussi une lampe à vapeur de sodium avec tension d'arc acceptable
(une lampe ne s'éteignant pas), alors les courbes A obtiennent le même caractère que les courbes
B. Il est reconnaissable qu'au cours du changement de la composition, la pression de vapeur
<EMI ID=3.1>
plus faible et que l'on peut obtenir le résultat que même dans le cas le plus défavorable - c'està-dire lorsque la tension d'arc est la plus grande - la lampe à vapeur de sodium reste inextinguible. Simultanément on peut voir aussi que le changement de la pression de vapeur de sodium
PNa est aussi beaucoup plus petit en fonction
du changement de concentration.
Comme pour l'additif mercure-sodium
on peut choisir à côté de l'additif mercure-cadmium-sodium ou cadmium-sodium également une faible quantité de mercure-cadmium ou de cadmium pour laquelle entre déjà en ligne de compte un effet stabilisant.
Un exemple de mise en oeuvre de la lampe à vapeur de sodium haute pression est
montré à la figure 2. Dans une cloche 1 vidée
par pompage, pourvue d'une tête 2, est monté
un tube d'oxyde d'aluminium 3 avec amenées de courant 6 et 7 fabriquées en niobium. Les amenées
6 et 7 sont montées par soudage sur un conducteur de courant 11 d'un support 5 ou par un support
4 à une amenée de courant 12. A l'intérieur du
tube en oxyde d'aluminium 3, sur les amenées
6 et 7,-sont montées des électrodes 9 et 8 pourvues d'un matériau d'émission. Pour l'amorçage
de la lampe est (ou sont) introduit(s) du (ou
des) gaz rare(s) dans le tube d'oxyde d'aluminium. Dans ce tube en oxyde d'aluminium 3 il y a de
même des additifs mercure-sodium ou mercure-cadmiumsodium ou cadmium-sodium. Un getter 10 assure
la pureté du vide dans la cloche.
En vue du choix des additifs de la lampe à vapeur de sodium de construction ci-dessus on indique les exemples suivants:
dans le tube en oxyde d'aluminium
3 de 6,9 mm de diamètre intérieur, d'un volume
de 3,3 cm<3>, avec 7,5 cm d'écartement des électrodes, on ajoute 17 micromoles de mercure et 43 micromoles de sodium, en utilisant comme gaz démarreur 26 mbars de xénon. Le rendement lumineux de la lampe au sodium est à 250 W de
prise de puissance de 100 lm/W, son indice de rendu de la couleur est R = 32. La variation
de la tension d'arc de la lampe à vapeur de sodium pendant qu'elle brûle constamment, période durant laquelle la quantité de sodium diminue, n'est pas la cause d'une tendance à l'extinction; or, les lampes à vapeur de sodium contenant ordinairement 240 micromoles de mercure - sur
la base de l'expérience - peuvent aisément s'éteindre.
Dans un autre exemple on ajoute 10 micromoles de mercure et 43 micromoles de sodium dans le tube en oxyde d'aluminium 3. Comme gaz
de démarrage on utilise 80 mbars de xénon. Le rendement lumineux de la lampe à vapeur de sodium est pour 300 W de prise de puissance de 80 lm/X et son indice de rendu de la couleur est
Ra = 72. Cette lampe à vapeur de sodium également, au cours de l'allumage permanent, ne montre pas
de tendance à l'extinction. Les lampes à vapeur de sodium avec des prises de puissance plus petites ont le même comportement.
L'avantage de la lampe à vapeur de sodium conforme à l'invention est donc d'un côté qu'elle peut fonctionner comme lampe à vapeur
de sodium plus longtemps par rapport aux solutions antérieures, et d'un autre côté que pendant sa durée de service, la tension d'arc reste presque constante, sans qu'elle montre une tendance à l'extinction.
REVENDICATIONS
1. Lampe à vapeur de sodium haute pression qui présente au moins deux électrodes
se trouvant dans un tube construit en un matériau hautement résistant à la chaleur et transparent à la lumière, avantageusement en céramique, en outre un remplissage de gaz rare contenant avantageusement du xénon et, comme additifs:
du sodium, du mercure et/ou du cadmium, les additifs à la température de fonctionnement étant présents sous la pression de la vapeur saturée, caractérisée en ce que la quantité d'additif mercure et/ou cadmium, calculée par rapport à
un centimètre de longueur d'arc, est comprise entre 0,5 et 5,0 micromoles.
2. Lampe à vapeur de sodium haute