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Procédé et dispositifs d'utilisation de
La présente invention a pour objet un procédé et des dispositifs pour transformer les actions électriques, thermiques, en actions mécaniques. Elle se rapporte plus particulièrement mais non exclusivement à la transformation en action mécanique des rayonnements à distance.
Elle vise tout particulièrement l'application de ces transformations à la fermeture ou l'ouverture d'un courant électrique en fonction de variations de températures d'origines diverses, telles en particulier que celles produites par la variation d'un courant électrique, ou dans d'autres cas la variation d'un rayonnement.
Le procédé faisant l'objet de la présente invention consis- te à, soumettre en vase clos 4 l'action des variations de température envisagées une matière susceptible, sous l'action des élévations de température, de dégager des vapeurs ou gaz sous
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pression, et de les absorber pendant les abaissements de température, ceci d'une façon reversible,et d'utiliser les variations d.e pression et de volume de gaz ainsi produites pour exécuter un travail mécanique.
Il est notamment prévu d'utiliser ce travail mécanique pour mettre en action un interrupteur électrique, l'appareil faisant ainsi fonction de relais.
Conne matière utilisée, il est prévu en premier lieu d'utiliser les corps solides absorbant les gaz et vapeurs (gel de silice, alumine, terres absorbantes) et tout particulièrement le charbon actif susceptible, comme on le sait, d'absorber et d.e dégager lors des variations de sa température de grandes quantités de certains gaz et vapeurs.
Comme gaz ou vapeurs, on utilisera tout particulièrement ceux dont l'absorption varie fortement au voisinage de la tem- prature ambiante.
Dans le cas où le corps absorbant utilisé est du charbon actif, il est particulièrement prévu d'utiliser le gaz carbonioue ainsi que, éventuellement, le gaz ammoniac, le gaz sulfureux et tous autres gaz et vapeurs fortement absorbables par le charbon actif.
Le gaz carbonique est particulièrement indiqué puisque un volume (le charbon actif qui l'a absorbé le dégage lors d'une élévation de température à raison environ d'un volume égal de gaz par degré d'élévation de température entraînant une variation de pression de 30 grammes par centimètre carré. Ainsi, à de faibles variations de température correspond un travail mé- canioue appréciable du gaz susceptible assez facilement de mettre en action des contacts électriques.
Il est donc prévu, conformément à l'invention, d.e placer une certaine quantité de charbon actif (dans certains cas très faible), dans une capacité fermée à parois minces et à capacité thermique aussi faible que possible, cette capacité étant en
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comimnication avec le reste cl ltappareil permettant de fer- mer et d'ouvrir le contact électrique sous Inaction des variations de volume et de pression du gaz dégage dans la dite capacité.
Il est particulièrement prévu d'utiliser dans la plupart des ca.s des dispositifs différentiels comportant deux capacités symétriques remplies de charbon actif, dont l'une seulement est soumise à l'action de la température ou du rayonnement. Ainsi ltappareil réagit suivant la différence de température des deux capacités; par contre, les va.riations de température ambiante agissant symétriquement sur les deux capacités ne produisent pas d'action sur les contacts.
On réalise ainsi suivant l'invention des relais électriques en chauffant par un courant électrique primaire le charbon actif contenu dans l'une de ces capacités (généralement avec la capacité même qui le contient) et en obligeant les gaz dégagés à faire le travail mécanique de fermeture ou d'ouverture du contact. Ce travail peut être effectué par tout dispositif manométrique (soufflet métallique, tube manométrique, etc) convenablement placé entre les deux capacités symétriques à charbon actif.
Mais l'on obtient une sensibilité et commodité particulières en utilisant pour fermer et ouvrir les contacts une colonne de mercure placée entre les dites capacités à charbon actif.
Cette colonne étant repoussée dans un sens ou dans l'autre sens par les gaz dégagés ou absorbés, ferme ou ouvre le contact électrique. Suivant l'épaisseur de la colonne de mercure, on peut réaliser des relais puissants et des disjoncteurs, ou bien des relais très sensibles avec des colonnes de faible section et des masses de charbon très petites.
Les grands avantages du procédé décrit consistent en ce qu'il suffit pour produire le travail moulu de chauffer seule-
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ment le charbon actif, seul ou avec le récipient de faible capacité qui le contient, la. masse à chauffer pouvant ainsi être localisée dans un espace restreint, aucune condensation liquide ne pouvant se produire dans le reste de 1''appareil (lui peut avoir au besoin des dimensions et une masse beaucoup plus grandes, le gaz étant réabsorbé par le charbon auand il se refroidit.
Il devient ainsi possible de réduire au besoin les masses à chauffer et les capacités thermiques de ces masses respectives à des valeurs excessivement faibles, touten réalisant un travail considérable. En utilisant pour fermer les contacts de petites colonnes de mercure à faible section on vient à des relais tellement sensibles qu'ils peuvent être influences à distance par le rayonnement thermique visible ou invisible, la chaleur de rayonnement se transformant directement en action mécanique fermant directement les contacts.
Il est particulièrement prévu suivant l'invention de combiner la petitesse et la faible, inertie thermique des dites m?sses de corps absorbants ou des chambres qui les contiennent avec une forte concentration du rayonnement sur cette masse par des moyens optiques appropriés, ce qui permet d'obtenir des variations de température relativement élevées. On obtient ainsi un système de télécommunication à faisceaux dirigés de rayonnement, les faisceaux pouvant être des faisceaux de lu- mière ordinaire(phare, projecteur, signaux d.irigés, etc...) ou des faisceaux de lumière invisible constitués par un rayonnement thermique et en particulier infra-rouge et pouvant constituer ainsi ure télé-signalisation ou télécommunication secrète.
La lumière visible peut aussi être au besoin absor- bée par de? filtres, D'une manière générale, dans le procédé envisage, on compense pour ainsi dire 1*'absence présumée d'un effet spécifique photo-électrique par la possibilité d'utiliser la totalité de rayonnement thermique très grnd par rapport
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au rayonnement visible,et par la concentration extrême de ce rayonnement sur les capacités thermiques extrêmement faibles.
Dans la réalisation, le cas est prévu ou le charbon actif est placé dans une chambre à parois transparentes et de préférence de façon à être isolé thermiquement autant que possible de la paroi du récipient. Il absorbe dans ce cas directement le rayonnement qui lui parvient à travers la paroi transparente. Mais le cas est également et tout particulièrement prévu où le rayonnement est absorbé par la paroi du récipient même contenant le charbon. Dans ces cas le récipient à parois très minces a une masse excessivement faible et dons- titue un ensemble thermique avec le charbon qu'il contient et est de préférence isolé autant que possible thermiquement du reste de l'appareil, notamment du tube à colonne de mercure.
Il est aussi prévu et notamment dans ce dernier cas, que les chambres contenant le charbon, ou, éventuellement, tout l'appareil soient placées dans un vase clos en verre dans lequel on fait un vide élevé de façon à supprimer la conductibilité thermique par convection, comme on le fait dans des bouteilles destinées à conserver la chaleur ou le froid. Les parois de cette enveloppe peuvent éventuellement être argentées sauf aux endroits en face des 'capacités qui doivent être éclairées. De cette façon, on peut obtenir avec le même rayonnement des températures notablement plus élevées.
Dans d'autres cas spéciaux, au contraire, on soumet les dites capacités à charbon à un refroidissement artificiel intense de façon à accélérer l'évacuation de la chaleur en vue d'une alternance plus rapide.
Dans le cas d'utilisation comme corps absorbant du charbon actif et de l'action des gaz sur une colonne de mercure en vue de la fermeture et de l'ouverture d'un contact, cette manoeuvre de contact peut avoir lieu dans le gaz même dégagé par le charbon actif. On utilise tout particulièrement dans ce cas, comme
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.gaz, ceux qui sont d-1ìicilenBnt décomposables par des étincelles lectrioues et tout particulierpment l'acide carboni- que.
Il est prévu aussi d'utiliser ce gaz sous pression élevée, par exemple plusieurs atmosphères, ceci pour augmenter sa
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riië it2 électrique. On prend dans ce cas la précaution de couper des courants électriques relativement faibles et d'utiliser au besoin des relais seconds ires.
Comme tel, il est
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";"Jr3VU également d'utiliser les relais ôe puissance e cha.rbon actif décrits dans cette demande.
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i..::- :Ls en vue de permettre cie couper des courants plus grands c7a,.; le même gaz Qui est absorbe ou dégagé par le charbon, il est prévu, suivant l'invention, d'utiliser les gaz qui ne sont pas àcom1)os?oles, ni ar l'étincelle, ni par ltare et sont en même temps suffisamment absorbables par le charbon actif, et notamment le groupe des gaz inertes a poids atomique élevé comme le Krypton et tout particulièrement le Xénon.
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:',0.1s- il est également prévu de diviser la colonne a mercure en ceux ou plusieurs parties et d'opérer la rupture du couront dans cet espace entre les colonnes rompues, cet espace étant rempli d'un autre gaz non décomposable tel que l'hydro- ,gène.
Il est enfin également prévu de construire des relais et
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des reiris de puissance dans des appareils simples, non ditférentiels, a une seule capacité chauffée à charbon actif, en CJ18Uf.r8i1t cette capacité f, des températures notablement plus élevées que les variations normales de la température ambiante
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en réservant a la colonne un parcours suffisamment long jus- qu'à la. fermeture du contact.
En cas d'utilisation de terres actives, gel de silice, etc... on peut utiliser la vapeur d'eau, les vapeurs de liquides organiques, de même que les gaz hydrocarbures légers.
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Le procédé décrit et les dispositifs correspondants mis en action par des faisceaux de rayonnement concentrés peuvent être utilisés dans de nombreux cas à la place de cellules pho- to-électriques avec l'avantage de pouvoir fermer directement le courant électrique sans amplificateur ou relais sensible, et d'être extrêmement simple et bon marché et d'être sensible à tout rayonnement complexe duquel on peut a volonté séparer par filtre le rayonnement désiré.
Parmi ces nombreuses applications, il est notamment prévu la protection contre le vol, la signalisation d.es incendies, le comptage d'objets, etc...
Il est tout particulièrement prévu d'appliquer ce procédé à l'inter-communication entre véhicules en mouvement, tels que: automobiles, avions, navires, de même qu'entre ces véhicules et les postes fixes : aérodromes, ports, phares, etc... efficace
Un procédé est également prévu pour la protection /Les dits dispositifs contre la lumière parasite du jour.
Plusieurs ou même une multitude d'éléments décrits sont disposés en une ou plusieurs rangées dans un même plan exposé au rayonnement inci- dent, l'ensemble de ces éléments sensibles juxtaposés occupant toute la surface où le rayonnement de la source en question, concentré dans une tache lumineuse de l'ordre de grandeur de chacun des éléments sensibles, peut se déplacer suivant l'angle essentiellement variable entre l'axe du faisceau incident et l'axe de l'appareil récepteur.
Tous les dispositifs sensibles sont mis en parallèle soit directement, soit par l'intermédiaire d'un relais secondaire commun sur le dispositif ou signal à ac- tionner (sonnette, lampe, servomoteur, etc...) Ainsi il est pré- vu de réaliser l'inter-communication entre les automobiles et les camions en vue de la signalisation pour dépassement à l'ai- de des phares des voitures.
Il est également prévu de réaliser par des rangées d'éléments
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sensibles juxtaposes une sorte de télévision grossière, cet ensemble d'éléments sensibles juxtaposés constituant l'organe de réception d'une image projetée par un système optique appro- prié .
Dans un autre plan correspondant, généralement beaucoup plus est disposée une multitude de lampes électriques, chaque lampe liée électriquement à un élément sensible correspondant. Toute configuration de rayons suffisamment intenses projetés sur le petit organe récepteur par une lumière visible ou invisible, thermique - sera reproduite agrandie sur le tableau de lampes relié par un câble comprenant une multitude de fils au récepteur, le tout étant alimenté par une source de courant. Les deux organes peuvent être placés à une distance quelconque l'un de l'autre.
On réalise ainsi d'une part une télévision de réclame en projetant sur l'organe récepteur l'image d'un film de réclame, qui-est reproduit sur un grand tableau de lampes placé dehors. On réalise d'autre part suivant l'invention un appareil permettant à travers le brouillard d'apercevoir ou de contrôler la présence d'un ou plusieurs feux d.e signalisation, tels que phares côtiers pour un navire, ou phare de signalisation d'atterrissage sur les aérodromes pour un aéroplane, et de mesurer la distance de l'avion ou du navire des dits phares connaissant leur distance entre eux. Dans ce cas l'image est projetée sur le récepteur par un système optique approprié lié au récepteur.
.L'invention comprend en outre l'application des dispositifs décrits et des éléments de capacité à charbon actif à. la construction de thermomètres ou de cannes pyrométriques pour les températures ne dépassant pas les limites admissibles pour l'utilisation du charbon actif, de même que pour tout dispositif .. action mécanique où l'on cherche à produire cette action à l'aide de chaleur ou d'énergie fo,cilement transformable en élévation de température.
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Dans ces cas, le gaz dégage par le chauffage du charbon actif agit sur un soufflet de préférence métallique, une mem- brane flexible, une coquille manométrique ou tout autre orga- ne semblable.
Il est en particulier prévu', suivant l'invention de subs- tituer ce mode d'action mécanique à chauffage de charbon ac- tif par un courant électrique et à action des gaz sur un orga- ne élastique à l'action du courant sur les électro-aimants pour produire une action mécanique, ce système thermo-électro-mécanique très simple et bon marché pouvant avec avantage se subs- tituer à un système électro-magnétique.
La description qui va suivre,, ainsi que les dessins qui y sont joints, lesquels description et dessins sont surtout donnés à titre d'exemple, fera bien comprendre de quelle manière on peut réaliser l'invention.
La fig. 1 représente un thermo-relais à charbon actif.
La fig. 2 représente un thermo-relais de puissance avec limitation du courant de chauffage.
La fig. 3 représente une variante du thermo-relais avec réglage de la contrepression.
La fige 4 représente une variante à stabilisation des ménisques de mercure ;par des cônes.
La fig. 5 représente un thermo-relais à une seule capacité charbon actif.
La fige 6 représente un thermo-relais à trois colonnes de mercure.
La fig. 6 b. représente un thermo-relais à deux colonnes de mercure.
La fige représente un thermo-relais à membrane.
La fig. 7b représente un thermo-relais à basculage.
La fig. 8 représente un thermo-relais à contact sec et à or- gane élastique.
La fig. 9 représente un bolo-relais à charbon actif chauffé par rayonnement à travers la capacité transparente qui le contient, et à tube de court-circuitage.
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La fig. 10 représente un bolo-relais où le charbon actif est ehauffé avec la capacité qui le contient.
La fig. 11 représente un bolo-relais linéaire.
La fig. 12 représente le même bolo-relais placé dans une capacité à vide et utilisé pour l'allumage automatique d'une source lumineuse.
La fig. 13 représente en coupe un élément sensible avec dépôt électrolytique.
Le fig. 14représente un mode de juxtaposition des dispo- sitifs .
La fig. 15 représente un mode de juxtaposition de bolo-relais en cas d'inter-communication entre véhicules.
Les figs. 16 et 17 représentent schématiquement la juxtaposition des éléments en cas de télévision.
La fig. 18représente un dispositif à action mécanique.
La fig. 12 représente schématiquement un thermomètre ou pyromètre àcharbon actif.
La fig. 20 représente une variante du mode de chauffage du charbon actif.
La fig.1 représente schématiquement un thermo-relais à charbon actif et à colonne de mercure. Il comporte un tube en U par exemple en verre 1, contenant la colonne de mercure 2, l'électrode 3, et le contact 4. Les deux extrémités du tube 1 sont en communication avec des petits récipients de faible capacité thermique 5 et 6. Ces deux récipients sont de préférence semblables et sont remplis de préférence d'une même quantité decharbon actif, de même quaLité. Ils peuvent êtr en verre ou de préférence en métal, par exemple en platine et a parois minces.
Ils sont réunis au tube 1 per des tubulures 7 et 8 de faible section et faible masse, lesquelles grâce à cela transmetten-t peu la chaleur entre les dits récipients et la masse du tube1 .
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Le récipient 5 comporte un moyen de chauffage approprié tel que par exemple un enroulement 9 chauffé par le courant électrique primaire. Les extrémités du tube 1 comportent des bouchons poreux 10 et 11 laissant passer le gaz mais ne laissant pas passer le mercure (par exemple en amiante, plâtre, etc) En vue de la protection du charbon actif contre l'absorption de vapeur de mercure une poudre absorbant ces vapeurs (par exemple poudre d'argent ou d'or) peut être incorporée dans ces bouchons, ou bien le bouchon peut être constitué en deux parties séparées entre lesquelles se trouve le métal absorbant (poudre, mousse, feuilles extra-minces de métal battu, etc...)
Le fonctionnement de l'appareil est le suivant :
Le charbon préalablement saturé aune pression convenable, par exemple par de l'acide carbonique -dégage ce gaz lorsque la température monte et le réabsorbe quand la température du charbon baisse. Normalement les capacités 5 et 6 sont en équilibre thermique avec la température ambiante et la pression de gaz dans les deux capacités est la même. Mais dès qu'on chauffe par un courant électrique traversant l'enroulement 9 1 @ la capacité 5 et le charbon qu'elle contient, la pression de gaz dans cette capacité augmente, un surplus de gaz est dégagé et la colonne de mercure est chassée jusqu'à la fermeture par le contact 4 et la colonne 2 d'un courant secondaire fourni par la batterie 12.
La fig. 2 représente un relais semblable pour des courants secondaires puissants. Il est muni d'un godet de mercure 4', en lieu et place du simple contact 4 de la fig. 1 . Un contact supplémentaire 13 est prévu pour limiter l'échauffement de 5 quand. la colonne montre trop. Le charbon actif contenu dans5 et 6 est indiqué par 14 et 15.
Bien entendu, les récipients 5 et 6 peuvent avoir toute forme appropriée -ramassée, effilée, à grande ou faible surface
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suivant ou'on désire un refroidissement rapide ou. lent. Dès la cessation du chauffage, les -températures de 5 et 6 s'égalisent et le mercure revient à sa position normale. Il est prévu au besoin d'utiliser tous moyens pour accélérer le refroidissement de 5 après chauffage.
Il est prévu suivant l'invention d'utiliser le dis-positif d.e la fig. 2 comme clignoteur en utilisant ces montages connus et notamment en chauffant automatiquement tantôt l'une, tantôt If autre capacité, les 'branchements du courant de chauffage étant commandés automatiquement par les déplacements de la colonne de mercure.
Pour éviter que de faibles variations de pression produites par exemple accidentellement par de grandes variations de température ambiante ou par suite d'une légère dissymétrie soit dans la quantité ou la qualité de charbon remplissant les deux récipients, ne puissent troubler le fonctionnement de l'appa- reil, il est prévu de créer ou de maintenir artificiellement une faible dissymétrie dans un sens déterminé entre les capacités 5 et 6 de façon à maintenir l'une des colonnes de mercure dans une position bien déterminée légèrement appuyée contre le bouchon correspondant. Cette dissymétrie est prise telle que l'application contre un des bouchons se maintienne à toutes les températures dans les limites de température ambiante envisagées.
Le contact d.e fermeture de courant secondaire peut être placé dans ce cas tout près du ménisque de la colonne qui n'est pas appliquée contre le bouchon, et au cas d'utilisation de contact de rupture, celui-ci peut être placé juste au dessous du bouchon contre lequel appuie la colonne.
Le moindre déplacement de la colonne produit par le chauffage de la capacité correspondante ferme un des contacts et ouvre l'autre (suivant le besoin) . Cette dissymétrie peut être produite par tout moyen approprié et en particulier, a) par une surchauffe très légère et constante d'une des capacités par
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exemple par un faible courant électrique constant; b) par différence de qualité ou quantité du charbon actif contenu dans les deux capacités;
c) par différence de saturation des deux charbons par le gaz (excès de gaz dans une des capacités, etc...)
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La fig. 3 représente le cas oiz cette dissymétrie est créée et maintenue par une légère surchauffe constante de la capacité 6 par le courant de la batterie 12' travers la résistance 16 et l'enroulement 9'.Par cette surchauffe, la colonne de mercure est maintenue dans sa position dissymétrique contre le bouchon 1 0. Dès que, en fermant le contacteur 17 on envoie le courant à travers l'enroulement 9, et dès que la température du charbon actif en 5 a dépassé celle en 6, la colonne de mercure quitte le bouchon 10, ouvre le contact 4' et ferme le contact 4 pour revenir à son ancienne position quand lecourant 'en 9 sera coupé .
La fig. 4 montre le cas où la colonne de mercure est relativement immobilisée dans une position stable par le fait que les deux ménisques aboutissent et s'emmanchent dans des étranglements coniques 18 et 19 du tube 1. Les contacts et en particulier le contact 4 sont prévus dans cet espace conique. De petites dissymétries de pression en 6 et en 5, pouvant se former à une grande variation de la température, sont insuffisantes pour faire pénétrer les ménisques dans les espaces coniques et pour fermer le contact. Par contre, la chauffe de donne une pression suffisante pour fermer le contact 4.
Il est bien entendu que dans les cas où l'on désire une sensibilité pas trop grande, on peut simplement ménager au-dessus des deux ménisques entre les ménisques et les bouchons des distances suffisantes pour que les faibles variations accidentelles de pression soient équilibrées par la différence de niveau de mercure et ne produisent pas d.e fermetures de courant, les contacts étant placés dans ce cas tout près des bouchons.
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Au cas de relais sensible à courant secondaire relativement faible, on utilise comme gaz de préférence ceux qui tout en présentant -une grand.e variation d'absorption dans l'intervalle de température ambiante, présentent une aussi grande rigidité possible contre la décomposition par l'étincelle - tel que, par exemple, le gaz sulfureux sec (SO) et tout particulière- ment le gaz carbonique (CO). Toutefois dans les relais à puissance et potentiel élevés, ces gaz risquent de se décomposer et il est prévu alors d'utiliser les gaz inertes à poids atomique élevétel que par exemple le Krypton et tout particulibrement le Xénon.
Des moyens sont toutefois prévus pour éviter l'utilisation de ces gaz rares et chers.
Ainsi dans la fig. 5 la colonne de mercure 2 est en relation avec l'unique capacité à charbon actif 5 par le gaz anhydrique carbonique (C0) à travers le bouchon poreux 10. l'ar contre une longue colonne d'hydrogène se trouve au-dessus du mercure dans la branche droite du tube en 7; le godet 2' de mercure représentant le contact du courant secondaire se trouve à, une distance suffisante du ménisque de mercure. La pression d'hydrogène est prise telle que, à la plus basse des températures ambiantes envisagées, le'mercure soit tout près du bouchon 1 0, et a la température la plus élevée des températures ambiantes le mercure soit au voisinage du godet 2' sans encore faire le contact .
Il suffit de chauffer 5 à une température notablement supérieure à la température ambiante, par exemple 100 pour fermer le contrct à toute température ambiante.
Les figs. 6 et 6b montrent des dispositifs où le gaz absorbé par le charbon ne produit que le déplacement eu mercure, par contre la rupture du courant a lieu dans un autre gaz inerte tel que l'hydrogène. Dans ce but on utilise deux ou trois colonnes de mercure dans le même tube. La colonne 20 est en communication avec 5 , par exemple par l'intermédiaire de gaz
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carbonique de même que la colonne 21 avec 6. Entre les co- lonnes 20 et 21 est intercalée une troisième colonne 22 sépa- rée (Le 21 et 20 par une colonne d'hydrogène et éventuellement par des bouchons poreux 23, 24. Les contacts 25 et 26 sont placés dans l'atmosphère d'hydrogène au-dessus des ménisques de la colonne 22.
On voit que les variations de la tempéra- ture ambiante n'influent pas sur la position de la colonne 22, les déplacements de 20 et 21 restant symétriques. Par contre, la chauffe de 5 produit la fermeture du contact 25.
Il est évident que la troisième colonne 22 peut être éventuel. lement supprimée et remplacée par un bouchon 27 contenant les électrodes, comme l'indique la fig. 6b.
Il est bien entendu qu'on obtient un relais différentiel au point de vue électrique en chauffant non pas une mais les deux capacités par des courants de différentes intensités.
Un résultat analogue peut être obtenu en agissant sur le mercure par le gaz carbonique non pas directement mais par l'intermédiaire d'un organe élastique étanche tel que soufflet, membrane ondulée, etc... Un tel dispositif est indiqué dans la fig. 7, où le gaz carbonique libéré par le charbon contenu dans la capacité chauffée 5 par l'intermédiaire d'une membrane 34' fait monter la colonne de mercure jusqu'au godet 2', l'ap- pareil pouvant être symétrique, l'espace entre la colonne de mercure et le membrane supérieure étant rempli par un gaz i- nerte non décomposable tel que l'hydrogène..
Dans le cas de relais à grande puissance, il est prévu éga- lement d'utiliser le dispositif de la fig. 7b. Dans cette fi- gure, le dispositif semblable aux précédents comporte de pré- férence deux élargissements du tube, 28 et 29 à moitié remplis par le mercure et en communication avec les capacités à char- bon 5 et 6. Ce système est mécaniquement lié à un basculeur mercure 30, l'ensemble pouvant pivoter autour d'un axe 31.
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Enchauffant la capacité 5 .on chasse le mercure de la capacité )[ en 29. Sous l'action du poids de mercure en 29 l'appareil bascule à droite avec le basculeur 30 et le mercure 31' ferme le contact entre la borne 32 et l'un ou l'autre des godets 33 du courant de puissances. De cette façon l'action mécanique du gaz du charbon actif etla fermeture et l'ouverture du courent ont lieu dans des espaces différents hermétiquement séparés l'un de l'autre et remplis de différents gaz. Ceci parmet deporter la puissance du contacteur à toute valeur voulue. Bien entendu le bpsculeur à mercure :sa peut être le cas échéant rempla- cé par un contacteur à contacts secs.
La fig. @ représente un relais à contact sec composé de deux organes élastiques semblables -notamment deux soufflets métalliguez 34 et j5 hermétiquement clos et communiquant avec deux capacités5 et 6 contenant du charbon actif, chaque soufflet et le récipient correspondant à charbon étant remplis de gaz carborique ou autre gaz absorbable.
Les soufflets sont réunis entre eux par la pièce rigide 36, servant de contact mobile. Le contact fixe étant représenté par 37. Les parties extérieures des soufflets sont fixées rigidament ?'. un châssis solide 38.
En chauffant 5 par le courant électrique, on oblige le soufflet 34 à se dilater en comprimant 35. La pièce 36 se déplace, pppuie sur le contact 3? et ferme le courant. Il est bien entendu que les pièces élastiques peuvent être constituées non seulement par des soufflets , mais aussi par tout autre récipient élastique, tel que coquille manométrigue, tube manométrique, etc...
Il est prévu suivant l'invention de réaliser en développant le procédé indiqué ci-dessus des relais et organes semblables pouvant être mis en action à distance par le rayonnement, ce rayonnement étant transforma en chaleur élevant la température
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du charbon actif dans une des capacités d'un système semblable aux systèmes décrits. On va les dénommer "bolo-relais".
La fig. 9 donne un exemple de réalisation, 39 et 40 sont deux capacités en matière transparente au rayonnement thermique de même que dans la plupart des cas à la lumière visible -pratiquement en verre. Ces capacités contiennent une certaine Quantité de charbon actif. De préférence le charbon a la forme d'une lame mince ayant sa face orientée perpendiculairement au rayonnement incident et de dimensions se rapprochant de préférence des dimensions de la tache ou point de lumière concentrée. Pratiquement, les lames 41 et 42 peuvent être des disques ronds ou des plaquettes oarrées de quelques millimètres à quelques dixièmes de millimètre de diamètre et d'épaisseur de l'ordre de quelques dixièmes à un centième de millimètre. Ces lames sont de préférence placées au milieu des capacités 39 et 40 à une certaine distance des parois.
On prend soin de réduire au minimum les contacts directs du charbon avec le verre pour ports* au maximum son isolation thermique de la paroi. Dans le même but, il est prévu éventuellement de placer un peu de duveté entre la plaque de charbon (du coté non exposé au rayonnement) et la paroi correspondante.
Le rayonnement émis par une source appropriée, par exemple un phare, est fortement concentré par la lentille 44 (en verre de préférence n'absorbant pas le rayonnement thermique.)
Les deux capacités 39, 40 sont réunies par un tube en U, 1, contenant la colonne à mercure 2, le tube comportant les contacts 4 et 4'; 10 et 11 sont les bouchons poreux. Au moment de la projection du rayonnement sur le charbon 41 - sa température augmente, la pression du gaz carbonique en 39 devient plus élevée qu'en 40, la colonne de mercure se déplace et ferme le contact 4.43 représente un tube réunissant éventuellement les deux branches du tube 1. Ce tube 43 provoque une sorte
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de court-circuitage de ces tubes, mais à grande résistance.
Il est généralement bourré d'amiante ou d'une masse poreuse de fa- çon à ce que les différences de pression entre ces deux canaux puissent lentement et même très lentement s'égaliser. Ce tube peut également être en métal à diamètre intérieur très faible et au besoin convenablement écrasé.
Le court-circuitage indiqué et convenablement réglé tend continuellement à égaliser la pression dans les deux capaci- tés 39 et 40, mais tout changement brusque de rayonnement incident sur l'un des charbons actifs 41 et 42 produit immédiatenent un déplacement correspondant de la colonne de mercure et une fermeture ou une ouverture des contacts correspondants.
Dans la fig. 9 le charbon actif 41 est constamment soumis à -un rayonnement, ce rayonnement étant de temps en temps brusquement interrompu par exemple pour passage d'un objet quelconque (cas decouplage ou d'ouvertureautomatique de portes, etc) .
La colonne de mercure s'appuie normalement contre le bouchon 11.
Dès que le rayonnement concentré par la lentille 44 est coupé, la colonne est aspirée contre le bouchon 10 et ferme le contact A'. Dès l'établissement du faisceau de rayonnement, la colonne est rejetéevers l'ancienne.position et touche le bouchon 11.
Il est évident qu'au cas où normalement le rayonnement est supprimé, et seulement de temps à autre rétabli, le même résultat peut être obtenu en faisant tomber le rayonnement à travers la lentille 44' indiquée en pointillé sur le charbon actif 42.
Il est éventuellement indiqué de placer les contacts 4 et 4' à différentes hauteurs de façon qu'à l'état normal indiqué plus haut, le contact 4' soit toujours fermé et le contact 4 toujours ouvert sous l'action de la pesanteur sur la colonne de mercure.
Bien entendu, l'utilisation du tube de court-circuitage 43 n'est que facultative.
La fig. 10 représente un autre mode de réalisation du relais à rayonnementdans lequel le charbon actif est chauffé par le
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rayonnement en même temps que l'enveloppe de la capacité qui la contient, cette enveloppe ayant des parois très minces et par conséquent une capacité thermique très faible.
Dans la fig. 10, 45 et 46 représentent de telles .capacités semblables et contenant des quantités de préférence égales de charbon actif. Elles sont réunies au. tube en U 1 par des tubulures 47-48 très minces et de faible inertie, en verre, ou, de préférence, en métal (par exemple en platine), 10 et 11 sont des bouchons poreux. On doit prendre soin que les espaces libres et remplis de gaz au-dessus et au-dessous des bouchons soient réduits au minimum pour assurer un bon fonctionnement de l'appareil. 9 représente un enroulement facultatif de chauffage du récipient 45 pouvant servir au réglage de l'appareil et pour créer au besoin une dissymétrie mentionnée précédemment. Le rayonnement est concentré sur 46 par un miroir ou une lentille 44.
Pour servir à la communication à distance et pour pouvoir être utilisé à la place des cellules photo-sensibles, il est prévu de donner à 4.5 et 46 des dimensions très faibles, par exemple d'utiliser des capacités tubulaires d'un diamètre de fraction de millimètre et même dans certains cas de faible fraction de millimètre, l'épaisseur des parois se rapprochant du centième de millimètre. Bien entendu, toute autre forme de ces capacités telles que des formes sphériques peuvent être utilisées.
Les capacités 45 et 46 de la fig. 10 peuvent être munies de feuilles en argent mince soudées sur ces récipients pour augmenter la surface de réception du rayonnement.
La fig. 11 représente, agrandie, une forme de réalisation de relais à rayonnement à tubulure droite. Ce relais est constitué essentiel lement en un tube droit en verre 49 comportant la colonne de mercure 2 et une électrode tubulaire, qui a. servi au remplissage 3. Un tube de platine est soudé dans chaque extrémité du tube en verre 49; ces tubes en platine comportent quatre parties : les parties tubulaires 45 et 46 remplies de charbon actif; les parties 47 et 48 aplaties pour diminuer l'espace nui-
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sible mais laissant passer ouand même les gaz; les parties 50 et 51 tubulaires non aplaties et soudées dans le verre.
Ces parties 50 et 51 portent les bouchons poreux 52 et 53, et en- fin la protubérance 54 et 55 servant de contact pour la colonne à mercure. 56 et 57 représentent des feuilles très minces en métal soudées aux capacités correspondantes, noircies et ser- vant absorber le rayonnement incident et à le transmettre à la, capacité 45,46 et au charbon actif. Normalement, l'une de ces feuilles est exposée eu rayonnement. Les dimensions des feuilles 56 et 57 peuvent être celles de la tache de rayonne- ment concentra, quand cette tache concentrée est plus grande rue la capacité même.
Four réduire au minimum les pertes d.e chaleur des capacités, il estprévu de déplacer ces caps.cités ou les dispositifs en- tiers drus une plus grande capacité à un vide élevé, pour sup- primer le refroidissement par convection de gaz. Dans ce cas des équilibres de températures plus élevées peuvent être ob- tenus, le cas est représente dans la fig. 12 ou 58 représente une enveloppe en verre à l'intérieur de laquelle est fait un vide très élevé.
Dans lafig. 12 la feuille 57 seulement est représentée noir- cie, tandis que 56 reste réfléchissante. Cette figure donne ainsi un exemple (le réalisation de lTappareil, comme dispositif pour mesurer lerayonnement - une sorte de bolo-mètre. 56 et 57sont exposés tous les deux à la lumière, mais 57, noircie, s'échauffe plus fortement que 5 6 . La colonne de mercureest repousséeà gauche. Hais 8. la tombée de la nuit, la différence de rayonnement absorbé par les deux devient de plus en plus pe- tite et la colonne de mercure en se déplaçant à droite ferme le contact de la batterie 59 et allume la lampe 60.
La fig. 13 représente schématiquement une capacité contenant le charbon actif, la paroi métallique mince 45b de cette capa- directement cité étant formée par un dépôt électrolytique /sur un noyau
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solide en charbon actif 45 t. 8 représente un tube mince en platine sur lequel est enfoncé le noyau 45t. On utilise de pré- fér,ence pour ce dépôt électrolytique le platine oul'argent; 56b est une feuille en argent mince noircie soudée à la paroi en métal électrolytique 45b.
Il est tout particuilèrement prévu d'utiliser les disposi- tifs décrits par groupe ou même par multitude d'éléments jux- taposés et notamment pour résoudre le problème d'inter-com- munication optique entre des objets en mouvement relatif et en particulier entre véhicules en marche (voitures automobiles, avions, navires, entre eux ou avec les postes fixes.) Le de- mandeur a décrit dans une demande précédente un procédé pour cette inter-communication à multiples éléments, photo-sensibles tels que cellule à sélénium ou autre. Mais les d.ispositifs fai- sant l'objet de la présente demande se prêtent à cette applica- tion tout particulièrement à cause de l'extrême petitesse de leurs éléments sensibles et la possibilité de faire une très forte concentration de lumière.
La fig. 15 représente schématiquement un tel dispositif à multiples éléments semblables à celui décrit dans la fig. 11 , mais avec les différences que les feuilles noircies en argent mince sont soudées normalement à l'axe du dispositif.
On voit que les colonnes de mercure 2 des dispositifs sont toutes mises en parallèle par le conducteur électrique 61 et liées à un pôle de la batterie 59 en passant par un disposi- tif électrique d'utilisation, représenté par une lampe de si- gnalisation 60. Les contacts de fermeture et d'ouverture du courant sont des dispositifs individuels qui sont liés à l'au- tre pôle de la batterie 59 par le conducteur 62. En vuede concentrer la lumière plus fortement , une petite lentille 63 est placée devant chaque élément sensible 46, ces lentilles étant étroitement juxtaposées, ce qui permet au besoin d'espa- cer convenablement les dispositifs.
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Suivant la direction de la lumièreincidente dans certaines limiter d'angle sur la lentille 64, faisant; partie du récepteur, le faisceau est fortement concentré sur l'une des lentilles 6' et par conséquent sur l'un des éléments sensibles 46 qui s'échauffe et repousse la colonne ôe mercure 2 jusqu'à ce qu'elle ferme l'un des contacts du conduct eur 62.
On voit que tant que, avec changement d'angle d'incidence, la tache du faisceau concentre se déplace d'un élément . l'autre, l'un au moins des contacts reste fermé et le signal 60 reste allumé. Dans la fig. 15 la tache concentrée repose sur l'élément le plus bas dont on voit le colonne de mercure déplacée gauche et qui ferme le contact. On peut disposer les éléments sensibles non pas en une rangée mais dans plusieurs..Plus on juxtapose d'éléments, plus on peut concentrer la lumière sur un élément et plus on peut augmenter l'angle d'incidence admissible pour l'appareil.
De cette façon,par exemple un camion portant @ l'arrière le récepteur décrit, peut recevoir les demandes de passage des voitures qui veulent le dépasser par simple allumage des phares le jour.
Il est évident que plus la lumière est concentrée, plus on est protégé contre l'action nuisible de la lumière ambiante du jour. Il est bien entendu que l'utilisation des lentilles 63 est facultative.
Comme les dispositifs décrits sont dans la plupart des cas des dispositifs Différentiels comportant deux éléments, il est prévu en cas de juxtaposition de plusieurs éléments d'utiliser les deux éléments sensibles du même dispositif en les plaçant de préférence des distances suffisantes l'un de l'autre.
La fig. 14 montra cette disposition, les quatre éléments 56-57, 56'-57' et les deux dispositifs étant juxtaposés. La tache du faisceau concentré passant d'un élément à l'autre ferme le contact de l'un ou de l'autre côté de la colonne de mercure.
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La fig. 16 montre schématiquement la disposition et la juxtapasition dans le même plan d'une multitude d'éléments sensibles 45 disposes en plusieurs rangées et dont la fig. 17 7 donne le détail.
On voit sur la fig. 17 que les colonnes de mercure des dispositifs dont les capacités sensibles 45 sont juxtaposées dans le même plan, sont réunies ensemble par un câble, mais que les contacts 4 sont individuellement réunis chacun à une lampe 60 de façon à ce que chaque colonne en fermant un contact correspondant allume une lampe individuelle. Il est prévu de disposer les éléments 45 sur une petite surface exposée à un rayonnement concentré. Par contre on peut disposer les lampes plus espacées sur un tableau au besoin beaucoup plus grand, les deux assemblages pouvant être installé's dans des endroits différents et étant réunis par un câble à multiples brins .
L'ensemble des dispositifs 45 forme ainsi une sorte d'oeil ou de tache sensible d'un nerf optique, et le tableau de lampe 60 reproduit agrandie l'image qui tombe sur l'ensemble des éléments45.
Grâce à l'extrême petitesse des éléments sensibles, il devient ainsi possible, suivant l'invention, de reproduire sur le grand tableau des lampes 60 les distances de deux sources lumineuses, ou en connaissant la distance de ces sources entre elles, de mesurer la distance du dispositif à ces sources. Les dispositifs 4.5 étant sensibles à 1'infra-rouge très poussé qui traverse facilement le brouillard, il est prévu par exemple sur un navire de contrôler la distance des côtes munies de phares ou sur un avion de mesurer la distance d'un aérodrome. toutes ces mesures pouvant être lues sur le tableau des lampes placé en face de l'observateur.
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Il estprévu de donner au. dispositif de réception une orientation variable à l'aide d'une télécommande appropriée, et de "scruter" ainsi l'espace.
Il est également prévu d'utiliser le système pour réaliser la télévision grossière de réclame, c'est-à-dire de projeter -sur l'ensemble des éléments 45 un film de réclame et de reproduire ce film sur un tableau de lampes beaucoup plus grand.
On obtient le très grand avantage -par rapport au système connu- d'avoir un tableau sensible de dimensions relativement faibles et place une faible distance du film.
Il est prévu que les ensembles formant les récepteurs peuvent être introduits dans une capacité à vide élevé en vue 6'augmenter la sensibilité.
Dans la fig. 18, la capacité 5 contenant le charbon actif est reliée à un boîtier de forme cylindrique 65 par la tubulure 66 qui au besoin peut être longue, -mince et flexible.
A l'intérieur du. boîtier 65 se trouve le soufflet métallique 64, limita en haut d'une façon étanche par le plateau 67 formant guidage du soufflet, l'orifice inférieur du soufflet étant oudé cefaçon étanche au fond du boîtier 65; 68 est un moyen solidaire au plateau 67 et guidé également par l' orifice 69.
Un ressort antagoniste 70 peut être prévu pour étendre le soufflet 34. Un chauffage de la capacité 5 et d.e son charbon actif dégage le gaz carbonique qui comprime le soufflet et le refroidissement et l'absorption du gaz qui s'en suit, produit une détente du soufflet aidé par le ressort antagoniste. Le noyau 66 sert transmettre ce travail mécanique.
Dans la fig. 2C le charbon actif est contenu dans le tube 71 munid'orifices 72 et placé dans une enveloppe'tanche 73 isolée par le flasque 74 du tube 71 .
La colonne du charbon actif du tube 71 est chauffée par le courant électrique soit par passage direct du courent à travers
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le charbon ou à travers le tube 71, ce dernier pouvant être soit en métal perforé, soit en matière poreuse.
Les gaz sortent du tube 71 dans la capacité 73 et agissent sur l'organe élastique par la tubulure 66, l'action pouvant dans ces conditions être particulièrement rapide.
Dans la fig. 19les gaz développés en 5 suivant la température ou en particulier la température ambiante du milieu agissant à travers le bouchon 10 sur la colonne de mercure 2', le déplacement de laquelle permet de mesurer la température du5 sur l'échelle 75, la liaison de 5 avec le tube 1 peut être directe ou obtenue par une longue tubulure 66. Le tube en U 1 peut être remplacé par un dispositif ma,nométri- que quelconque.
Dans les appareils décrits, certaines mesures seront prises de préférence telle que la réduction aussi faible que possible de l'espace nuisible dans les capacités remplies de gaz.
Si les capacités réceptrices doivent de préférence être entourées de vide, les tubes à mercure ou autres dispositifs d'utilisation de l'énergie thermique peuvent être hors des enceintes à vide, mais seulement convenablement reliées aux capacités sensibles.
Le chauffage électrique des dites capacités peut avoir lieu, non seulement au moyen d'un fil enroulé autour, mais aussi par un fil tendu à peu de distance de la dite capacité, qui rayonne vers elle.
Il est également prévu d'argenter intérieurement les récipients à vide contenant les capacités sensibles sauf dans la zone de pénétration du rayonnement.
Bien entendu le chauffage du charbon actif et du récipient peuvent avoir lieu non seulement par le courant électrique et le rayonnement mais, suivant les cas, par toute autre source de chaleur, par exemple :flamme, réaction chimique ou phénomène physique dégageant la chaleur, etc...
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Dans le cas où le charbon actif est chauffe directement par le passage d'un. courant électrique à travers le charbon actif même, il est prévu., ou bien de tasser une poudre de charbon dans un tube isolant, ou bien de faire des agglomérés en charbon actif avec addition des poudres inertes et non conductrices pour augmenter la résistance électrioue, ces agglomérés ou comprimés sous forme de galets, de rondelles, baguettes, etc... pouvant se superposer convenablement dans une enceinte appropriée; ou bien encore de faire des dépôts minces de charbon actif sur des supports appropriés; ces résistances électriques en charbon actif représentant en ellesmêmes un produits industriel nouveau.
Dans d'autres cas, on utilise de longs tubes métalliques parcourus par le courant de chauffage et contenant la poudre de charbon actif. Un enroulement chauffant le long de ces tubes est également prévu:
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