CH294716A - Lampe à éclairs. - Google Patents

Description

  Lampe à     éclairs.            1.:(        présente    invention     esi    relative à une  lampe à éclairs, ou lampe stroboscopique, pou  vant être     construite        pour    de grandes     puis-          @all('e.s        nloVenneS.     



       i)11    sait que la     cléchar#-e        d'an.        condensateur     à travers     lui    gaz rare ou un     mélange    de  < gaz  rares et de vapeurs métalliques, donne     na.is-          sanec    à un éclair très bref, de grande inten  sité lumineuse, plus     particulièrement    lorsque  le gaz de remplissage de la lampe du xénon  ou     du        krypton,    ou un     mélange    de ces deux  gaz.

       L'énergie        T"        dépensée    au cours d'une telle       déeliarge    est sensiblement égale à       T"    =     1/2    . (' .     -i''     l     611(11t        exprimée    en joule,     lorsque    la     capa-          e;té        C        du    condensateur est exprimée en farad  et     l:(    tension de charge     T',    en volts.  



       @i    l'on répète les éclairs     :1'    fois par  seconde, la puissance moyenne     absorbée    sera:       P=h.Ï-          f'        étant    cette puissance exprimée en watts.  Tant que cette puissance moyenne     resto     assez faible, inférieure par exemple à  <B>100</B>     watts,    la construction des lampes à  éclairs ne présente pas de difficultés     parti-          eulières    et ces lampes sont, à l'heure actuelle,       d        titi    emploi courant.  



  Toutefois,     lorsqu'on    cherche à. accroître la       puissance        moyenne    des lampes à éclairs et à       dépasser    une puissance de l'ordre d'une cen-    laine (le watts, divers phénomènes     viennen        '.     contrarier le bon     fonctionnement    des lampes;

    on observe notamment  n) un échauffement     exaéré    des     électrodes     de la lampe à éclairs,       b)    un échauffement exagéré de la paroi en  verre de la. lampe,  c) une pulvérisation des électrodes, prin  cipalement de-l'électrode fonctionnant comme  cathode, pulvérisation provoquant le noircis  sement de la paroi en verre de la lampe.  



  La.     présente    invention est relative à une       lampe    à éclairs pouvant être exécutée de  manière à être capable de dissiper des puis  sances     moyennes    élevées (moyennes relatives  à des temps de fonctionnement longs par rap  port à la     durée    des éclairs),     supérieures    à  une centaine de watts, et pouvant. atteindre,  par exemple, plusieurs kilowatts, sans qu'il en  résulte un échauffement. exagéré des élec  trodes ou de la paroi en verre de la lampe,  ni un noircissement de cette paroi sous  l'influence de la pulvérisation des électrodes.  



  Pour pouvoir fonctionner avec des puis  sances moyennes élevées et par suite, en par  ticulier, pouvoir répéter les éclairs à une fré  quence suffisante (par exemple 24 par seconde  pour les applications cinématographiques), il  est nécessaire, pour éviter le passage au fonc  tionnement. en luminescence et conserver le  fonctionnement en éclairs séparés, de mainte  nir les électrodes et en particulier celle qui      joue le rôle de cathode, suffisamment  froides   pour éviter qu'une émission     thernio-électro-          niqtte    importante ne conduise     ait    fonctionne  ment en régime d'arc.  



  Ce résultat peut. être atteint, même     pour     de grandes puissances, si l'on utilise des élec  trodes qui peuvent facilement se refroidir, ce  qui est le cas lorsque les électrodes forment  une partie de l'enceinte dans laquelle s'effec  tue la décharge et que par suite elles pré  sentent une ou plusieurs surfaces     baignée.,     par l'air ambiant ou accessibles à     des@pro-          cédés        artificiels    de refroidissement extérieur.  



  Par exemple, les électrodes pourront. être  refroidies par ventilation forcée ou par circu  lation d'eau, ou être munies d'ailettes de  refroidissement ou encore être solidaires de  pièces métalliques, en contact. thermique étroit  avec, les électrodes, munies elles-mêmes d'ailet  tes de refroidissement.  



  De même, pour éviter l'échauffement  exagéré de l'enceinte en verre des lampes     :t     éclairs, notamment pour grandes puissances,  il est nécessaire de leur donner une conforma  tion telle que leur développement en surface  soit suffisant pour assurer le refroidissement;  les mêmes considérations ont     conduit    à     aug-          inenter    le     dimensionnement    des ampoules des  lampes à incandescence de grande puissance.  



  La lampe à éclairs qui fait l'objet de  <B>1.9</B> présente invention comprend une enceinte  remplie d'un gaz à basse pression et au moins  deux électrodes métalliques dites  froides   formant parties intégrantes de l'enceinte.  Cette lampe est caractérisée en ce que les deux  électrodes métalliques sont.

   soudées aux par  ties extrêmes d'un tube en verre constituant  au moins une     partie    de la paroi latérale de  l'enceinte et s'étendant vers     l'intérieur    de  l'espace limité par le tube en verre, la  décharge électrique étant canalisée par une  pièce transparente réfractaire,     formant    con  duit de décharge et de faible section par rap  port au tube en verre, disposée à l'intérieur  de l'enceinte et munie à ses extrémités de par  ties évasées qui entourent complètement les  électrodes métalliques et qui s'étendent à.

    l'arrière de ces dernières de manière à laisser         cwnnitmiquei.    les espaces limités     respective-          ment    par la pièce formant conduit. de     décharge     et le tube en verre.  



  On petit. exécuter l'objet. de l'invention  de     manière    qu'il présente     1e4    caractéristiques  suivantes       l.     Les électrodes     métalliques    sont consti  tuées chacune par un corps creux dans     lequel          est.    adapté à. l'extérieur de l'enceinte un corps  métallique à réfrigération naturelle ou     foi-          cée    destinée à. limiter la température de  l'électrode.  



  ?      Entre    les électrodes métalliques et la  partie non évasée de la pièce destinée à cana  liser la décharge sont disposés des écran  isolants, formant partie clé cette pièce. qui       protègent    contre le dépôt de pulvérisation  cathodique la partie de cette pièce qui doit  rester transparente.  



  3  La pièce destinée à. canaliser la     décharge     porte dans sa partie non évasée ou dans une  de ses parties évasées une électrode     d'anior-          cage,    dont l'entrée de courant. traverse avec  isolement l'enceinte et est. soudée dans la paroi  de cette enceinte.  



  On peut remarquer que l'emploi     d'élec-          t.rodes    métalliques directement     soudées    à  l'enceinte en verre de la lampe présente  l'avantage important de ne pas nécessiter  d'entrées de courant. constituées par des con  ducteurs enrobés dans le verre,     dispositioir4          couramment        emplozées    dans les lampes de  faible puissance     pour    amener le courant aux  électrodes entièrement. contenues à l'intérieur  de l'enceinte.

   Il ne faut pas oublier, en effet,  que les intensités de courant de décharge d'un  condensateur à. travers des lampes à éclairs  atteignent, couramment. des valeurs de l'ordre  de     plusieurs    centaines     d'ampères    et que ces  intensités, pour des puissances plus     inipor-          tantesy    peuvent atteindre plusieurs milliers  d'ampères. Il     @-    a donc intérêt à diminuer au  maximum la résistance du circuit électrique  de décharge.  



  Au dessin annexé, on a représenté, à. titre  d'exemple, diverses formes d'exécution     de     l'objet. de l'invention.  



  La     fig.    1. du dessin montre un premier      exemple (le réalisation de la. lampe à- éclairs  suivant. l'invention. Sur cette figure, les élec  trodes métalliques E ont la forme d'un     eyIirr-          dre    creux, fermé à une extrémité, dont la  convexité est.     tournée    vers l'intérieur de  l'enceinte sous vide V de la lampe, des sou  dures<B>8</B>, étanches au vide, étant réalisées entre  le métal constituant les électrodes E et  l'enceinte     tubulaire    en verre V de la lampe.

    Afin d'obtenir des soudures résistant à des  variations importantes de température, il est  nécessaire de recourir, pour former les     élec-          trocles    E, à des matériaux métalliques ayant  des coefficients de dilatation thermique très  voisins de celui du verre de l'enceinte l';  on pourra, par exemple,     avantageusement     employer pour les électrodes un alliage de fer,  de nickel et de cobalt, tandis que l'enceinte  sera constituée par un verre que se soude à  cet, alliage.  



  Les     électrodes    E sont munies d'un radia  teur     R    constitué d'un cylindre métallique,  en cuivre ou en laiton de préférence, pourvu  d'ailettes placé à frottement sur les élec  trodes E, augmentant. ainsi les possibilités       d'échange    calorifique.  



  Entre les électrodes E, à l'intérieur de  l'enceinte V, est prévu un tube T, par exem  ple en     quartz,    destiné à canaliser la décharge  entre les électrodes.  



  <B>Le</B> tube T est fixé sans scellement, de  faon que les gaz     échauffés    sur le trajet de la  décharge     puissent    passer librement dans  l'espace annulaire entre le tube T et l'enceinte  V pour aller se refroidir au contact clé la  paroi extérieure de l'enceinte V.  



  Une immobilisation suffisante de ce tube       eanalisateur    à la place convenable est obtenue       simplement    en le faisant appuyer par ses deux  extrémités sur les deux fonds de la lampe; la.       non-étanchité    entre le tube     canaliseur    et  l'espace annulaire limité par l'enceinte     V     étant réalisée grâce à, des dentelures des bord       extrêmes    de ce tube     canaliseur.     



  L a     fig.        '-)    représente une variante de la  forme     représentée    à la     fig.    1 dans laquelle la  pièce destinée à canaliser la décharge est. for  mée d'un tube     t,    et de deux tubes     t..,    soudé,    de sections     différentes,    le tube     t,        pénétrant.    à  l'intérieur des tubes<I>t2;</I> la section médiane la.  plus étroite     cr,    par exemple, la longueur utile  pour l'éclairage uniforme d'un film     cinémato-          bra.phique.     



  Enfin, si l'on veut éviter tout noircisse  ment nuisible des parois sous l'influence de  la pulvérisation des électrodes, il est utile de  prévoir, à l'intérieur de la pièce canalisant la  décharge, des écrans isolants interceptant les  particules solides éjectées des électrodes. Dans  la. disposition des     fig.    1 et 2, cette pièce est  pourvue d'écrans ou  ombrelles  0 agissant  comme obstacles sur le trajet des -particules  solides provenant de la pulvérisation des élec  trodes et empêchant ainsi le noircissement de  la,     partie    de la pièce qui doit rester trans  parente.  



  L'interposition d'un écran de protec  tion contre un dépôt de pulvérisation est ren  due inutile si l'on emploie des électrodes  orientées latéralement aux extrémités de  l'enceinte,     puisque    seules les parois latérales  de la pièce canalisant la décharge situées à       proximité    des électrodes subissent un noir=       cissement.    La     fig.    3 représente une     forme     d'exécution présentant cette disposition. La  flèche f indique la direction d'utilisation de  la lumière.  



  Enfin, dans un grand nombre de lampes  à éclairs, il est     nécessaire    d'utiliser un disposi  tif qui fasse jaillir L'éclair à l'instant exacte  ment,     opportun    (par exemple pour la prise  d'une photographie en instantané     ultra-          rapide),    ou qui fasse jaillir des éclairs succes  sifs périodiques avec une fréquence choisie.  



  Un dispositif connu pour provoquer le  jaillissement de l'éclair consiste à produire  brusquement un champ électrique intense  entre l'une des électrodes de la lampe et un  conducteur voisin de cette électrode et dis  posé extérieurement à la lampe. Ce dispositif  qui donne de bons résultats pour les lampes  de faible puissance     formées    de tubes dont le       diamètre    est de l'ordre de quelques milli  mètres ne peut plus être utilisé dans les  lampes de grandes puissances, de dimensions       transversales    à la décharge de l'ordre de plu-      sieurs centimètres et qui possèdent une pièce  destinée à canaliser la.     décharge.     



  En effet, l'expérience a     montré        (111'1111e          surtension    appliquée pour l'allumage à un  conducteur extérieur à la lampe a souvent  pour effet. de faire     passer    la décharge, lion  plus dans la pièce prévue à cet effet, mais       dans    l'espace compris entre cette pièce et  l'enceinte de la lampe.  



  On     peut    obvier à ce grave inconvénient en  utilisant une électrode auxiliaire     d'allumage     qui, traversant l'espace     annulaire    sous une  gaine isolante (un     enrobage    de verre     pal-          exemple),    pénètre dans la pièce     canalisatrice     par une ouverture qui     v    est pratiquée.  



       Les    surtensions de sens convenable appli  quées entre cette électrode     d'allumage    et  l'électrode voisine de la. lampe assurent alors  le passage désiré de l'éclair à l'intérieur de  la pièce     canalisatrice.     



  Une telle électrode auxiliaire est. repré  sentée, à titre d'exemple, sur les     fig.    ? et  a     désigne    l'électrode auxiliaire     d'allumage,          b    la gaine isolante,       co    l'ouverture pratiquée dans la pièce     cana-          lisatrice    pour le passage de l'électrode d'allu  mage a..  



  Pour mettre en évidence les résultat:,  atteints avec les lampes décrites     ci-dessus,    il  est donné ci-après     trois    exemples     numériques:          (t-)    Une lampe à éclairs pour projection       d'un    film cinématographique capable de     i'our-          nir    cinquante éclairs de 10 joules par seconde,  c'est-à-dire de développer une puissance  moyenne de 500 watts - les électrodes de  cette lampe étant munies d'ailettes à réfrigé  ration forcée par air.  



  b) Une lampe analogue, pouvant dissiper  en fonctionnement prolongé une puissance  moyenne de 1     k@V,    a. permis de réaliser la       cinématographie    en instantané extrêmement  bref (30 microsecondes) de préparation  microscopique, dans les conditions de grossis  sement maximum non seulement en micro  scopie ordinaire, mais     également,    et ceci     pour     la première fois, en microscopie à contraste  de phase pour des préparations vivantes et       rton    colorées,    c)     Une    lampe     analogue    destinée à une  prise de vue     cinématographique    dans     laquelle     le refroidissement.

   (le \ la     eatliode    est réalisé  par     circulation    d'eau et celui de l'anode par       réfrig=ération    forcée par air, est en cours  d'essai, à raison de 50     éclairs    de .:>00     joules     par seconde -     puissance        lit,)        venne        '?-.i    kW.  



  Il convient     enfin    de noter que la     lampe     à. éclairs selon l'invention     lient    aussi bien être  réalisée pour de     grandes    puissances     (supé-          rieures    à quelques centaines de watts) due  pour de faibles puissances (quelques watts ou  quelques dizaines     cle        watt>    ).

Claims (1)

1. <B>REVENDICATION:</B> Lampe à éclairs eoniprenanl- une enceinte remplie d'un gaz à basse pression et ait moins deux électrodes métalliques dites froides.> formant parties intégrantes de l'enceinte, caractérisée en ce que les deux électrodes métalliques sont soudées aux parties extrêmes d'un tube en verre constituant au moins une partie de la paroi latérale de l'enceinte et s'étendant vers l'intérieur de ]'espace limité par le tube en verre,

   la décharge électrique étant canalisée par une pièce transparente réfractaire, formant conduit de clécharg-e e1 de faible section par rapport au tube en verre, disposée à. l'intérieur de l'enceinte et. munie à ses extrémités de parties évasées qui entourent. eoitiplètement les électrodes métal liques et qui s'étendent à l'arrière de ces der nières de manière à laisser communiquer les espaces limités respectivement. pal- la pièce formant conduit. de déchar-e et le tube en verre.

   SOUS-REVENDIC" ATIONS: 1. Lampe à. éclairs suivant la revendica- tion, caractérisée en ce due chacune des élec trodes métalliques est constituée pal, un corps creux dans lequel est adapté à l'extérieur<B>(le</B> l'enceinte un corps métallique destiné à. dissi per la chaleur et ainsi à limiter la tempéra ture de l'électrode. ?.

   Lampe à. éclairs suivant la revendica- tion et la sous-revendication 1., caractérisée en ce que, entre les électrodes métalliques et la partie non évasée de la pièce eanalisatrice, sont, disposés des écrans isolants, formant par tie (le cette pièce, qui protègent contre le dépôt de pulvérisation cathodique la partie de cette pièce qui doit rester transparente. 3.

   Lampe à éclairs suivant la revendication et les sous-revendications I et 2, caractérisée en ee qu'elle comprend une électrode d'amor- @agè qui débouche dans la pièce ëanalisatrice après avoir traversé sous isolation l'espace compris entre l'enceinte et la pièce canalisa- trice, cette électrode étant soudée dans la paroi de l'enceinte.