<Desc/Clms Page number 1>
Perfectionnements aux appareils électriques à jet ondulé.
La présente invention concerne des appareils dans lesquels un jet de liquide conducteur de forme ondulée est utilisé pour effectuer la fermeture ou l'interruption d'un circuit électrique, et particulièrement les commutateurs et interrupteurs dits à jet ondulé, qui sont décrits par exemple dans le brevet frangais 485.540 du 30 Décembre 1916; le but principal de l'invention est de réaliser une électrode perfectionnée, ou une partie d'électrode ou une disposition
<Desc/Clms Page number 2>
d'électrodes perfectionnées, pouvant être utilisées dans des dispositifs de ce genre, dans le but d'augmenter la sûreté du fonctionnement et, dans certains cas, de réduire les résistances électriques.
Suivant l'invention une ou plusieurs des électro- des ou parties d'électrodes coopérant avec le jet ondulé conducteur sont constituées par une ou plusieurs parois con- ductrices en matière solide, disposées dans le sens de la propagation des particules liquides du jet ondulé sur la ou les dites parois, ou sensiblement dans ce sens et pénétrant plus ou moins dans le jet ondulé, sans gêner notablement le mouvement normal d'avancement de l'ondulation ce qui fait qu'il est possible de faire passer un courant électri- que de la ou des parois dans le dit jet ondulé.
La dite paroi conductrice peut être constituée par un con assez long disposé dans un plan perpendiculaire au plan du jet ondulé, avec son bord tourné contre la direction de propagation des particules liquides, de façon à couper le jet ondulé pendant son passage sur le dit coin; ou bien la paroi conductrice peut avoir'la forme d'une aile dispo- sée de fagon semblable dans un plan perpendiculaire à celui du jet ondulé, avec son bord longitudinal touchant le jet ondulé pendant son passage sur l'aile.
L'invention comprend en outre d'autres modes de constructions d'électrodes et d'autres combinaisons d'élec- trodes qui résulteront de la description détaillée qui suit
Sur les dessins ci-joints donnés à titre d'exem- ples non limitatifs:
Fig. 1 est une vue schématique d'un commutateur à jet ondulé;
Figs. 2, 3, 4 et 5 sont des vues Semblables de
<Desc/Clms Page number 3>
commutation à jet ondulé comportant certains modes de réa- lisation de l'invention!
Figs. 6,7 et 8 sont respectivement une vue de cote, une vue de face et Une vue en dessus d'une électrode aile;
Figs. 9, 10 et 11 sont des vues semblables d'une électrode double à aile;
Figs. 12 et 13 sont des vues schématiques de com- mutateurs à jet ondulé comportant des modes de réalisation de l'invention;
Figs. 14 et 15 sont respectivement une vue de c8- té et une vue en dessus d'une électrode dite en double pei- gne à lames;
Fig. 16 est une vue schématique d'un commutateur a jet ondulé comportant certaines électrodes construites suivant l'invention;
Figs. 17 et 18 sont respectivement une vue de cô- té et une vue en dessus d'une variante d'électrodes en dou- ble peigne à lames;
Fig. 19 est une vue schématique d'uh commutateur à jet ondulé comportant certains modes de réalisation de l'invention et
Fig. 20 est, a une plus grande échelle, une vue en dessus de l'un des jeux d'électrodes représenté en Fig.
19.
La Fig. 1 représente un commutateur de type connu contenant un jet liquide en forme d'ondulation, ou par abré- viation un jet ondulé J, de préférence de mercure, sortant d'un ajutage N et se déplagant dans le sens de l'axe de l'on- dulation, puis rencontrant une électrode (électrode princi- pale) qui est généralement, mais pas toujours, une électro-
<Desc/Clms Page number 4>
de en deux pièces E-, E , entre les parties constitutives E-, E2 de laquelle un ou plusieurs couteaux P en matière isolante ou conductrice sont ordinairement places, ces cou- teaux coupant les parties courbes du jet ondulé au moment voulu pendant la commutation.
Pendant son mouvement vers l'électrode double E1' E2 le jet ondulé est constamment en contact avec une électrode auxiliaire E1 et il relie alter- nativement cette dernière électrode aux pièces d'électrodes E1 et E2. Le jet ondulé, l'électrode double E1 E2 et l'élec- trode auxiliaire Et forment ainsi ensemble un commutateur qui peut être utilisé pour redresser un courant alternatif.
A cet effet les ondulations sont généralement produites par Inaction combinée d'un champ magnétique constant F et d'un courant alternatif auxiliaire en synchronisme avec le courant à redresser. Ce courant peut être fourni par le secondaire T d'un transformateur et envoyé dans le jet et hors de ce der- nier par l'ajutage N et une électrode auxiliaire E. En outre, pour que le commutateur puisse servir pour redresser le cou- rant alternatif, l'électrode double est et doit être montée à une distance du champ telle que la courbure du jet soit coupée à peu près au moment où le courant alternatif change de signe.
Les perfectionnements plus particulièrement décrits ci-après concernent principalement les diverses électrodes d'un pareil commutateur à jet ondulé, mais ils peuvent être appliqués aussi à plusieurs autres appareils dans lesquels un conducteur à jet ondulé est utilisé pour la fermeture ou l'interruption d'un circuit électrique, Le principe général peut être expliqué de la meilleure fagon par rapport à l'é- lectrode auxiliaire E' qui sert à conduire le courant redres- sé hors du commutateur.
<Desc/Clms Page number 5>
la Fig.
2 montre un commutateur comportant une électrode Et du type perfectionne* L'électrode E1 est consti- tuée par une paroi ou aile en matière conductrice solide dis- posée dans le sens du mouvement des particules liquides à l'endroit ou la paroi est mise en place et sensiblement.per- pendiculaire au plan du jet ondulé, La paroi ou aile est mon- tée en outre dans une position telle que, pendant son mouve- ment, le jet ondulé soit coupé par la paroi ou glisse vers le bas le long du bord longitudinal de la dite paroi, le jet ondulé étant dans chaque cas en contact permanent avec cette paroi. Si la- paroi est disposée dans le plan de symétrie du conunutateur, comme le montre la Fig. 2, et si elle est suffi- samment haute, le jet ondulé reliera toujours la paroi soit à la pièce d'électrode E1' soit à la pièce d'électrode E2.
Dans la position 1 du jet ondulé, position représentée en traits pleins, les électrodes Et et E1 sont reliées par la partie a-b du jet ondulé, et dans la position 2 un peu ulté- rieure, représentée en pointillé, les électrodes E' et Basent reliéespar la partie c-d. Il est clair que,' pour qu'il y ait une connexion ininterrompue entre 1* électrode principale E1 E2 et l'électrode auxiliaire E', il faut que la longueur de cette dernière soit plus grande que,la demi-longueur donde /2 du jet ondulé.
Si l'électrode Et est disposée dans le plan de sy- métrie du commutateur, comme le montre la Fig. 2, des cou- teaux w1 et w2 en matière conductrice ou isolante doivent généralement être placés de chaque côté de la paroi pour in- terrompre, au moment voulu, la connexion établie par les jets ondulés entre les pièces d'électrodes E1 et E2 pendant la première phase de la commutation.
Au lieu d'une paroi unique Et$ on peut utiliser
<Desc/Clms Page number 6>
deux ou plusieurs parois disposées de part et d'autre du plan de symétrie du commutateur. Une électrode de ce type, comportant deux parois E'1 et E'2' est représentée en Fig.3.
La partie médiane du commutateur étant maintenant libre, un couteau unique peut y être placé pour couper le jet ondulé.
Il faut que les bords inférieurs des parois E1' 1 et E'2 soient placés à un niveau tel que le jet ondulé ne cesse pas de rester en contact avec le bord le plus rapproché du c8té d'électrodes que le jet ondulé vient justement de quitter avant d'être coupé par le couteau. S'il en était autrement l'étincelle de commutation se formerait sur le dit bord, par conséquent,à gauche sur la Fig.3, au-lieu de se former sur le couteau. Pour assurer l'interruption de la connexion entre le côté d'électrode et la paroi, au moment voulue on peut utiliser deux couteaux w'1 et w'2 pour couper le jet ondulé entre les pièces E'1 et E1 et les pièces E'2 et E2 respectivement.
Les électrodes auxiliaires ainsi décrites sont dis- posées principalement dans le sens du mouvement des particu- les dont se composent le jet ondulé, c'est-à-dire dans ou sensiblement dans des plans perpendiculaires au plan du jet ondulé et rayonnant du centre du champ F.
On décrira plus particulièrement deux types d'élec- trodes. Dans l'un d'eux le jet ondulé est entièrement coupé par la paroi. Des expériences ont montré que la paroi de ce type doit avoir la forme d'un coin allongé, comme le montre la Fig.4, qui représente une électrode du même type que la
Fig.2. La forme en coin est nécessaire, sans quoi le jet on- dulé perdrait son contact avec l'électrode. Comme les parti- cules liquides se déplacent suivant les lignes droites partant du centre du champ F, lorsque les particules du jet rançon-
<Desc/Clms Page number 7>
trent le coin elles auront toujours une composante de vi- tesse perpendiculaire au cote du coin, de fagon à maintenir une certaine pression de contact, Les électrodes de ce type sont dites électrodes en coin. Elles peuvent être construi- tes suivant beaucoup de formes différentes.
La Fig. 5 représente des électrodes en coin dispo- sées principalement de façon à agir comme; les électrodes E'1 et E'2 représentées en Fig.3 et constituées par deux coins E'1 et E'2. Cependant, sur la Fig. 5, chaque cote de l'élec- trode principale a été divisé en deux parties E1 e1 et E2 e2 respectivement. Les deux pièces e1 et e2 sont appelées élec- trodes secondaires. Des résistances ± ont été insérées entre les électrodes secondaires e1 et,2.2 et les pièces d'électro- des voisines E1 et E2 respectivement, dans le but de réduire le courant de court-circuit qui se produit pendant chaque commutation.
Les différentes parties du groune d'électrodes E1 E'1 e1 e2 E'2 E2 y compris l'électrode principale E1 e1 e2 E2 et l'électrode auxiliaire Et 1 Et 2 sont toutes en forme de coin et on remarquera qu'entre deux coins appartenant à l'é- lectrode principale et de chaque cote du commutateur a été placé un coin W1 et w'2 respectivement, appartenant à l'é- lectrode auxiliaire. On peut produire une forme plus complexe en augmentant le nombre de coins.
L'avantage de ces formes, clest qu'elles ont une résistance relativement petite. Dau- tre part on a constaté que les formes complexes ont certains inconvénients que n'ont pas les électrodes plus simples, et particulièrement celle qui est représentée en Fig.4, Ainsi elles exigent généralement un jet ondulé d'amplitude assez constante.
Dans l'autre des deux types mentionnés ci-dessus, le jet.ondulé rencontre pendant son mouvement le bord de la paroi ou de l'aile E' (Fig.2). Cette dernière figure et la
<Desc/Clms Page number 8>
Fig. 3 peuvent servir ensemble à représenter des électrodes de ce type, électrodes dites à aile. Un mode d'exécution de l'aile proprement dite est représenté en Fige. 6 à 8 inclu- sivement. Elle se compose d'une bande d'acier C fixée à un bras A. Le bord longitudinal de la bande faisant face au jet ondulé est .rendu tranchant.
On a constaté que le bord de Italie ne doit pas être exactement parallèle au plan du jet ondulé, De préférence la partie inférieure de l'aile pénè- tre un peu plus loin que la partie supérieure dans le jet ondulé; L'inclinaison du bord correspond à l'inclinaison de la surface du coin dans l'électrode en coin..L'électrode à aile peut être construite avantageusement sous forme d'élec- trode jumelée, comme le montrent.les Figs. 9 à 11. Dans ce cas le jet ondulé descend dans la fente formée entre les deux ailes C1 et C2. La largeur de la fente est légèrement réduite dans le sens du mouvement du jet ondulé.
Comme on le voit sur la Fig. 11, chaque aile peut avoir deux (ou plusieurs) bords au lieu d'un seul, afin d'assurer un contact plus par- fait entre le jet ondulé et l'électrode auxiliaire.
Deux ailes ou deux ailes jumelées peuvent être pla- cées de part et d'autre du plan de symétrie du commutateur, ou bien on peut utiliser un certain nombre de ces ailes, celles-ci étant soit séparées, soit réunies pour former un ensemble. Dans ce dernier cas le commutateur peut avoir la forme représentée en Fig. 12. Les deux pièces E'1 et E'2 qui sont disposées de façon à être court-circuitées, ou qui peu- vent être reliées pour former une électrode unique, sont constituées chacune par une série d'ailettes en forme de pei- gne.
Les ailettes de chaque peigne peuvent être équi-distan- tes, mais très souvent il pourra être avantageux de disposer les ailetees c, c', c"........à des distances relatives dé-
<Desc/Clms Page number 9>
croissant graduellement vers l'extérieur, vers la limite du jet ondulé, et en outre avec des inclinaisons différentes, de fagon que chaque ailette coïncide plus ou moins exactement aveu la direction du mouvement des particules du jet ondulé à l'endroit envisage de 1* électrode Celle-ci peut être fai- te sous forme d'électrode jumelée, chacune des deux pièces E'1 et E'2 étant constituée alors par deux pièces semblables se faisant face. Un mode d'exécution pratique des électro- des E'1 et E'2 est représenté en Fig.17 et 18.
Chaque pièce de l'électrode jumelée se compose d'un cylindre sur lequel une série d'ailettes circulaires tranchantes ont été faites au tour. Ces ailettes ou nervures une fois faites, le cylin- dre a été recourbé en arc de cercle ayant un rayon égal à la distance entre la pièce et le centre du champ, ce qui a pour résultat que chacune de% ailettes individuelles est dirigée dans le sens du mouvement des particules du jet ondulé sur cette ailette particulière. L'électrode ou pièce d'électrode ainsi décrite peut être appelée de préférence une électrode en peigne à lames* Les deux pièces Et 1 et E' représentées en Fig*12 peuvent s'étendre vers l'intérieur de fagon à se rencontrer et à former une électrode unique ou une électrode jumelée.
Une électrode jumelée du type indiqué, en peigne à lames, est représentée en Fig.14 et 15, tandis que la Pig.13 représente un commutateur complet muni d'une électrode en peigne à lames E'.
La présente invention ne comprend pas seulement certains modes de réalisation de l'électrode E' (Fig.l) modes de réalisation par lesquels le courant commuté est conduit hors du commutateur. L'électrode E de la Fig.l, électrode qui sert à introduire le courant auxiliaire dans le jeton- dulé, peut aussi être faite sous forme d'électrode à aile, ou
<Desc/Clms Page number 10>
particulièrement et de préférence sous forme d'électrode en peigne à lames. La Fig. 13 sert aussi à illustrer cette ap- plication d'un peigne à lames E.
Les deux pièces E E (Fig.l) de l'électrode prin- cipale peuvent aussi être faites sous forme d'électrodes à aile ou particulièrement sous forme d'électrodes en peigne à lames en contact avec le jet ondulé. On peut construire de cette fagon des commutateurs ayant une résistance extrême- ment petite. La Fig. 19 montre un commutateur de ce type, tandis que dans la Fig.20, E2 désigne une des pièces d'élec- trodes faites en forme de peigne à lames. Faisant face la pièce E2 du cote opposé du jet ondulé, est placée une électrode semblable E'2.
A cote de l'électrode E1 est placée une électrode semblable E' Les électrodes E' et E'2 sont reliées électriquement entre elles et elles ont le même rôle que l'électrode auxiliaire E' représentée en Fig.l. Pendant le passage du jet ondulé entre les électrodes E2 et E'2 et entre les électrodes E-. et E'1, le courant commuté ou redres- sé n'a besoin que d'aller de la pièce E2 à la pièce E'2 ou de la pièce E1 à la pièce E'1 à travers la partie intermédiai- re de l'ondulation, de sorte qu'il ne rencontre qu'une résis- tance extrêmement petite.
La Fig. 16 peut servir à illustrer une application importante du principe d'électrodes envisagé, On a constaté qu'une électrode à aile montée dans le plan de symétrie du commutateur est très appropriée pour être combinée avec d'au- tres électrodes auxiliaires de différents types. L'avantage de ces électrodes composées ou groupes d'électrodes consiste principalement en ce qu'on obtient-ainsi une plus grande sû- reté. Les différentes composantes étant court-circuitées et le jet ondulé étant simultanément en contact avec les diffé-
<Desc/Clms Page number 11>
rentes pièces, un plus grand nombre de chemins parallèles sont ouverts au courant. Si l'un de ces chemins venait à manquer accidentellement, d'autres restent disponibles, la possibilité d'une interruption du circuit étant ainsi très faible.
Sur la Fig.l6, l'électrode à aile E' a été combinée avec deux électrodes en peigne à lames Et, et Et 2* Sur la Fig.
19 l'électrode à aile montée dans le plan de symétrie du com- mutateur a été remplacée par une électrode en coin du type indique ci-dessus. Cette électrode en coin est naturellement reliée électriquement aux pièces d'électrodes auxiliaires Et, et E'2'
Sur les Figs. 13 et 16 l'une quelconque des électro- des E, Et$ E'1 et E'2 peut être formée d'électrodes jumelées, dont les pièces sont montées de part et d'autre du plan du jet ondulé.
Un autre mode de réalisation d'électrode, qui n'est pas représente sur le dessin, mais qui a une certaine ressem- blance avec l'électrode en peigne à lames, consiste en une vis ordinaire à filets à bords tranchants.