BE898659A - Lampe a decharge dans la vapeur de mercure a basse pression - Google Patents

Abstract

Lampe à décharge présentant une enceinte à décharge tubulaire (1) sur la paroi intérieure de laquelle est appliquée une couche luminescente (4) émettant du rayonnement ultraviolet, une couche réflectrice (5) étant présente entre la couche luminescente et la paroi intérieure de l'enceinte à décharge sur une partie de la périphérie. La couche luminescente contient une substance luminescente à base de tétraborate de strontium activé à l'aide d'europium bivalent et la couche réflectrice contient de l'oxyde d'aluminium.

Description

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  MÉMOIRE DESCRIPTIF 
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 DÉPOSÉ A L'APPUI DE BREVET 
D'UNE DEMANDEFORMÉE PAR
N. V. PHILIPS'GLOEILAMPENFABRIEKEN pour Lampe à décharge dans la vapeur de mercure à basse pression. 

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 "Lampe à décharge dans la vapeur de mercure à basse pression." 
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 L'invention concerne une lampe à décharge dans la vapeur de mercure à basse pression présentant une enceinte à décharge tubulaire fermée hermétiquement sur une paroi intérieure de laquelle est appliquée une couche luminescente émettant du rayonnement ultraviolet à grande longueur d'onde, une couche réflectrice étant présente entre cette couche et la paroi intérieure et s'étend sur toute la longueur de l'enceinte à décharge sur une partie de la périphérie. Une telle lampe est connue du brevet des Etats-Unis d'Amérique 3, 987, 331. 



  Ces lampes, qui du rayonnement ultra-violet à grande longueur d'onde situé de préférence dans la gamme comprise entre 320 à 400 nm (rayonnement UV-A) sont fréquemment utilisées pour des buts photochimiques ou photobiologiques, par exemple pour les lits solaires et appareils solaires pour la pigmentation directe de la peau (bronzage sans formation d'érythème) ou pour la photothérapie de maladies de la peau. 



  La lampe décrite dans ledit brevet comporte une enceinte à décharge dans laquelle est présente une couche luminecente présentant une substance luminescente émettant du rayonnement UV-A, par exemple du mésosilicate de baryum activé à l'aide de plomb. De plus, elle comporte une couche réflectrice qui s'étend de préférence sur plus de 1800 la périphérie et qui est constituée par du dioxyde de zirkonium. Les avantages de l'utilisation de dioxyde de zirkonium par rapport à plusieurs autres matériaux réflecteurs connus qui utilisés en combinaison avec des substances luminescentes émettant de la lumière visible résident, conformément au brevet, dans les propriétés réflectrices avantageuses concernant notamment ledit rayonnement ultraviolet à grande longueur d'onde. 



  Toutefois, des essais ont révélé que le rendement des lampes émettant du rayonnement UV-A en général et en particulier celui des susdites lampes munies d'une couche réflectrice diminuent déjà fortement après un nombre assez réduit d'heures de fonctionnement. Cela constitue un inconvénient du fait que les lampes doivent être remplacées fréquemment mais il peut également être désavantageux que la dose de 

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 rayonnement par unité de temps pendant la période de fonctionnement de la lampe diminue fortement. 



   L'invention vise à fournir une lampe à décharge dans la vapeur de mercure à basse pression conçue pour l'émission de rayonnement ultraviolet à grande longueur d'onde, évitant les susdites inconvénients. 



   Conformément à l'invention, une lampe à décharge dans la vapeur de mercure à basse pression du genre mentionné dans le préambule est caractérisée en ce que la couche luminescente contient une substance luminescente à base de tétraborate de strontium activé à l'aide d'europium bivalent et que la couche réflectrice contient de l'oxyde d'aluminium. 



   Fait étonnant, on a constaté que le rendement de la lampe conforme à l'invention présentant la susdite combinaison d'une couche luminescente contenant un tétraborate de strontium et une couche réflectrice contenant de l'oxyde d'aluminium pendant une longue période de fonctionnement est notablement élevé et constant. De ce fait, l'utilisation de ces lampes est particulièrement avantageuse du fait qu'elles doivent être remplacées notablement moins fréquemment que les lampes connues, ce qui permet d'atteindre une économie de frais notable et du fait que, lors du fonctionnement des lampes, une valeur plus constante de la dose de rayonnement s'obtient par unité de temps. 



   Pour atteindre les susdits avantages, il faut utiliser une couche réflectrice en oxyde d'aluminium, en combinaison avec une substance luminescente à base de tétraborate de strontium activé à l'aide d'europium bivalent. Ladite substance luminescente peut présenter un réseau de base répondant à la formule   SrBO, dans   laquelle une partie du Sr, par exemple de 0,3 à 20% en moles, est remplacée par de l'europium bivalent. Ce tétraborate de strontium est connu par exemple de l'Offenlegungsschrift allemand 26 52 480. De plus, il est possible d'adapter des modifications à base dudit tétraborate. C'est ainsi qu'une partie du strontium (jusqu'environ 25% en moles) peut être remplacée par du baryum, du magnésium et/ou du calcium (voir le susdit Offenlegungsschrift et la publication de la demande de brevet japonais 74/67892).

   De plus, on peut utiliser du tétraborate de strontium contenant du fluor, comme il est connu du brevet des Etats-Unis d'Amérique 3,431, 215. 



  Lesdits tétraborates de strontium présentent une émission dans une bande 

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 étroite, se situe à 370 nm et une demi-largeur d'environ 20 nm. 



  Le brevet des Etats-Unis d'Amérique 3, 225, 241 décrit des lampes présentant une couche réflectrice qui peut être constituée par des substances appropriées comme du dioxyde de titane ou de l'oxyde d'aluminium. Toutefois, ces couches ne sont appliquées qu'en combinaison avec une couche luminescente émettant de la lumière visible. De plus, on décrit que l'oxyde d'aluminium réfléchit le rayonnement de résonance du mercure présentant une longueur d'onde de 254 nm. Toutefois, on ne mentionne nullement les problèmes concernant la réduction du rendement du rayonnement à grande longueur d'onde dans la gamme de l'ambiance de 370 nm. 



  On préfère utiliser une lampe conforme à caractérisée en ce que la couche luminescente contient un tétraborate de strontium répondant à la formule SrEuBO, dans laquelle 0, 003 p 0, 20, de préférence 0, 01 005 et dans laquelle jusqu'à 25% en moles du Sr peut être remplacé par Ba, Ca et/ou Mg. En effet, ces tétraborates aboutissent aux courants de rayonnement relatifs les plus élevés et peuvent s'obtenir plus facilement que le tétraborate contenant du fluor. 



  Dans une forme de réalisation spéciale d'une lampe conforme à l'invention, couche luminescente contient une autre substance luminescente (par exemple jusqu'à 10% en poids du matériau luminescent total) qui émet de la lumière dans la gamme de longueurs d'onde comprise entre 580 et 650 nm. Une telle substance est de préférence de l'oxyde d'yttrium activé à l'aide d'europium trivalent. La lampe présente alors une couleur plus chaude. 



  De très bons résultats furent obtenus avec la lampe conforme à l'invention dans laquelle la grandeur de la plupart des particules de la couche réflectrice en oxyde d'aluminium était située entre 0, 1 et 20 microns. 



  La description ci-après, en se référant aux dessins annexés, le tout donné à titre d'exemple non limitatif, fera bien comprendre comment peut être réalisée. 



  La figure 1 représente schématiquement une forme de réalisation d'une lampe à décharge dans la vapeur de mercure à basse pression conforme à l'invention, et La figure 2 est une coupe transversale de l'enceinte à 

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 décharge de la lampe selon la figure 1. 



   La lampe selon la figure 1 comporte une enceinte à décharge tubulaire fermée hermétiquement 1, dans laquelle sont disposées deux électrodes 2,3 entre lesquelles est entretenue une décharge lors du fonctionnement de la lampe. Sur la paroi intérieure de l'enceinte à décharge 1 est appliquée une couche luminescente 4 émettant du rayonnement ultraviolet à grande longueur d'onde (rayonnement UV-A). La couche contient une substance luminescente à base de tétraborate de strontium activé à l'aide d'europium bivalent. Entre la couche luminescente et la paroi en verre de l'enceinte à décharge est présente une couche réflectrice 5 (voir la figure 2) qui s'étend sur toute la longueur de l'enceinte à décharge jusqu'à environ 2000 de la périphérie. 



  Cette couche réflectrice contient de l'oxyde d'aluminium. 



   Dans une forme de réalisation pratique, l'enceinte à décharge de la susdite lampe présentait une longueur d'environ 1.80 m et un diamètre externe d'environ 38 mm. La puissance consommée était d'environ 100 W. La couche luminescente 4 contenait du tétraborate de strontium 
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 répondantàlaformuleSroTumO. présentait une émission située dans une bande étroite à 370 nm et une demi-largeur de 20 nm. 



  2 La couche de (jusqu'à environ 5 mg/cm2) sur environ   200    de la périphérie. La grandeur moyenne des grains était d'environ 5 microns. Le rendement de rayonnement de cette lampe était de 23 UV-A après 100 heures de fonctionnement. Après 2000 heures de fonctionnement, le rendement de rayonnement était de 20 watts UV-A. 



   Dans la susdite lampe, la couche luminescente s'étend sur toute la   périphérie   de l'enceinte à décharge. Dans une forme de réalisation alternative, la lampe luminescente n'est présente que sur la couche réflectrice de façon qu'il se forme une fenêtre exempte de matériau luminescent et réflecteur.

Claims (3)

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1. Lampe à décharge dans la vapeur de mercure à basse pression présentant une enceinte à décharge tubulaire fermée hermétiquement sur une paroi intérieure de laquelle est appliquée une couche luminescente émettant du rayonnement ultraviolet à grande longueur d'onde, une couche réflectrice étant présente entre cette couche et la paroi intérieure et s'étend sur toute la longueur de l'enceinte à décharge sur une partie de la périphérie, caractérisée en ce que la couche luminescente contient une substance luminescente à base de tétraborate de strontium activé à l'aide d'europium bivalent et la couche réflectrice contient de l'oxyde d'aluminium.

2. Lampe à décharge dans la vapeur de mercure à basse pression selon la revendication 1, caractérisée en ce que la couche luminescente contient un tétraborate de strontium répondant à la formule EuBO, dans laquelle 0, 003/.. 20 et de préférence 0, 01 dz p 0, 05 et dans laquelle jusqu'à 25% en moles du Sr peut être remplacé par Ba, Ca et/ou Mg.

3. Lampe à décharge dans la vapeur de mercure à basse pression selon la revendication 1 ou 2, caratérisée en ce que la grandeur des particules d'oxyde d'aluminium se situe entre 0, 1 et 20 micron 1