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" DISPOSITIF D' ALLUMAGE DE TUBES A ARC "
La présente invention est relative aux tubes à décharge électrique dans les gaz ou les vapeurs fonctionnant en régime. d'aro et particulièrement à l'allumage de ces tubes .
Parmi les nombreux procédés connus permettant l'allumage de ces tubes à décharge électrique,les principaux sont les suivants :
1 - Le tube est allumé en régime luminescent au moyen d'un transformateur-élévateur puis en régime d"aro en augmentant le débit du tube. Pour réduire la puissance de transformateur d'allumage, on peut disposer une électrode auxiliaire au voisinage d'une des électrodes principales .
2 - Au moyen d'un appareil de haute fréquence on orée une ionisation locale dans le tube .
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3 - Par un procédé quelconque, par exemple par rupture d'un arc, on crée une surtension dans un circuit , auxiliaire en dérivation sur le tube.
La présente invention se distingue des procédés connus en ce qu'elle permet l'allumage d'un tube sans électrode auxiliaire et avec une tension juste suffisante pour la stabilisation du régime établi.
Le procédé consiste à établir entre l'anode ou une des anodes et la cathode, dans un circuit auxiliaire, une surtension qui charge un condensateur; cette surtension se décharge dans la cathode à travers'un éclateur dans un temps très court, donc avec un débit élevé, et sa valeur est juste suffisante pour créer dans le tube une effluve qui amorce l'arc.
Ce dispositif a l'avantage, en séparant les organes de stabilisation des organes d'allumage, de donner à ceux-ci l'encombrement minimum.
La réalisation de ce principe sera, on le conçoit, différente en courant alternatif, où l'on peut établir dans un circuit une surtension de régime stable, et en courant continu, où l'on est obligé de créer un régime transitoire.
La description qui suit, donnée à titre d'exemple, permettra de mieux faire comprendre la portée de l'invention.
La figure 1 représente un tube alimenté en courant continu par le fil 1 réunissant le réseau à l'anode, et le fil 2 réunissant le réseau à la cathode à travers la résistance 3 et la self 4. Entre l'anode et la cathode est branché un court-circuit composé d'une résistance 6, d'une lampe interrupteur 7 shuntée par le condensateur 8 et d'une 'self 9. Quand le courant est établi en 1 et en 2, le circuit ;/ se ferme à travers la résistance 6, la lampe 7; la self 9 et la résistance 3. Le passage du courant dans la self 9
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coupe l'interrupteur 7 et la surtension provenant de cette coupure se décharge à travers le condensateur 8 et l'éclateur
10 dans la cathode de l'appareil, créant entre l'anode et la cathode une surtension instantanée de grande intensité qui allume le tube.
Si cette première étincelle ne suffit pas à allumer le tube, l'interrupteur 7 se ferme, le courant passe à nouveau et rompt le contact 7, créant une nouvelle étincelle.
Lorsque le courant est établi définitivement, la palette de l'interrupteur 7 est attirée d'une façon permanente par la self 4, mettant hors circuit le dispositif d'allumage.
Une des réalisations pratiques de l'interrupteur 7 est figurée dans la figure 2.
Une enceinte de verre présente un godet 11 contenant du mercure, relié extérieurement à la bonne commune de la self d'allumage et de l'éclateur; à l'autre extrémité de l'- enceinte, un fil 12 relie la résistance d'allumage 6 à une palette mobile 13, formée d'un métal magnétique comme le fer et terminée par un petit plongeur qui pénètre dans le godet de mercure 11; si la palette 13 est attirée, il se produit un arc de très courte durée entre le solide 13 et le liquide 11.
Cet arc crée aux bornes 11 et 12 une surtension qui charge le condensateur, comme il a été expliqué ci-dessus.
L'application de ce même principe en courant alter- natif supprime l'interrupteur et l'appareil est rendu entiè- rement statique. La figure 3 représente, à titre d'exemple, j une des réalisations en courant alternatif, la figure 4 adonnant le détail de l'appareil d'allumage proprement dit.
Cette figure 4 représente un circuit composé du condensateur 10, de l'éclateur 11, de la self 9 et du disjoncteur temporisé 13.
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La self 9 de valeur L et le condensateur 10 de valeur C sont réglés pour entrer en résonance, c'est-à-dire que si i est la valeur du courant qui les traverse, il naît aux bernes du condensateur une surtension :
U1 = i/C W où (0 est la pulsation du courant ; etil naît aux bornes de la self inductance une tension :
U1 L wi
On choisit L e t C pour que la tension U1 soit de l'ordre de 1500 volts et juste suffisante, quand l'étincelle jaillit aux bornes de l'éclateur 11 distantes de quelques cen- tièmes de millimètre, pour que la décharge allume le tube 1.
La figure 3 représente un dispositif d'allumage en courant alternatif.
En 1 est figuré le tube avec ses anodes 2 et 3 et sa cathode 4.
Cette cathode est réunie par l'intermédiaire de la self de cathode 7 au neutre 0 de l'auto-transformateur d'alimentation 8.
Les anodes 2 et 3 sont réunies par l'intermédiaire de 5 et 6, qui sont soit des résistances ballast, soit des selfs d'anode destinées à assurer une bonne stabilisation à l'auto-transformateur 8 par l'intermédiaire des fils 16 et
17.
@ La cathode 4 est réunie par la connection 19 à un des plateaux de l'éclateur 11, l'autre plateau étant réu- sni, d'une part, à une armature du condensateur 10 et, d'autre part, à une extrémité de la self 9.
La self 9 et le condensateur 10 sont réglés à la résonance ou à une valeur proche de la résonance, comme il a été expliqué plus haut.
L'autre armature du condensateur 10 est réunie au fil d'anode 16 par le conducteur 18.
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L'autre extrémité de la self 9 est réunie par le fil 21 à l'un des deux contacts 12, l'autre contact étant réuni à une des bornes de l'appareil 13 et, de là, par la connection 20, au fil d'anode 17.
La palette 24 est actionnée par la self de cathode et rompt le contact 12 quand le tube est'allumé.
13 est un appareil de sécurité, par exemple un disjoncteur réglé pour couper le courant le traversant au bout d'une minute par exemple, comme il sera dit plus loin.
Considérons maintenant le fonctionnement' de l'appareil.
Au repos, la}palette 34 établit le contact entre les plots 12 et le disjoncteur 13 est fermé; si on met l'auto-transformateur sous tension, le courant passe par le conducteur 17, le disjoncteur 13, les plots 12, le conducteur 21, la self 9, le condensateur 10 et se ferme par le conduc- teur 18.
La self 9 et le condensateur 10 entrent en résonance et une étincelle traverse l'éclateur, mettant un court moment le point commun à 9 et 10 en relation avec la cathode
4 ; tout se passe comme si on avait momentanément augmenté la tension entre chacune des anodes 2 et,3 et la cathode 4, une décharge luminescente natt entre chaque anode 2 et 3 et la cathode 4, et crée des oscillations de haute fréquence.
L'action combinée de la décharge luminescence de très grande intensité et de courte durée et de la haute fréquence allume le tube d'une manière efficace,
Dès que celui-ci est allumé, le courant redressé sortant de la cathode 4 traverse la self 7 qui, étant excitée, soulève la palette 24 et coupe le courant d'allumage.
Cette palette peut être commandée par un relais distinct de la self de cathode et traversé par le courant du tube.
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Si pour une raison quelconque : rentrée d'air dans le tube, baisse exagérée de tension du réseau, coupure d'une phase dans le cas d'un tube à plusieurs phases, le tube ne s'allume pas au bout d'un temps déterminé, par exemple une minute, le disjoncteur 13 met hors circuit l'appareil d'allumage qui ne pourrait supporter un courant permanent. Si ensuite le courant se rétablit ou si on essaie de rallumer le tube arrêté, le disjoncteur ouvert empêche le réallumage et révèle l'existence d'une anomalie.
Un des avantages de ce dispositif est qu'il crée une forte surtension entre chaque anode-2 et 3 et la cathode 4 sans élever notablement la tension entre les anodes 2 et 3, évitant de créer un court-circuit entre anodes.
On pourrait toutefois, objecter que le courant au lieu de passer à travers le tube, pourrait passer par la self 7 et se fermer par les enroulements de l'auto-transfor- mateur; la plus grande partie du courant et principalement la partie haute fréquence du courant de décharge passe par le tube en raison de l'effet de choc de la self de cathode 7.
On peut du reste régler et limiter le courant pas- sant dans l'éclateur par une résistance placée en série avec l'éclateur dans le fil 19.
@ La figure 5 représente l'application de ce même dispositif à l'allumage d'une série de tubes.
Dans ce cas, la self de cathode actionne une armature à deux palettes. Quand on met l'auto-transformateur sous tension, toutes les palettes sont abaissées et tous les contacts. entre plots établis.
Comme précédemment, le courant passe par le fil 18, le condensateur 10, la self 9, le disjoncteur 13, le fil pilote 21, les plots 12 et revient par le conducteur 20 au fil 17; le courant passe dans l'appareil d'allumage, et,
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l'étincelle traversant 11, passe par le fil pilote 19, les contacts 15, la résistance 14 et arrive aux cathodes 4.
Un des tubes s'allume d'abord, le courant redressé passe par la self de cathode de relais 7 de ce tube, les résistances limitatrices 14 l'empêchant de se fermer par les selfs 7 des autres tubes ; self 7 du tube allumé étant excitée coupe les contacts 12 et 15 ; surtension d'allumage n'agit plus sur ce tube mais sur les autres tubes qui s'allu- ment successivement.
Quand tous les tubes commandés par le même appareil d'allumage sont allumés, tous les contacts 12 sont coupés et l'appareil d'allumage n'est plus alimenté.
Une amélioration est encore apportée au système en réunissant par un ruban conducteur, suivant un procédé connu et représenté figure 6, l'anode 2 à un enduit conducteur recouvrant la paroi extérieure de la boule de cathode 4, cet enduit étant soigneusement isolé du fil d'entrée de la cathode.