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DISPOSITIFS A CONDUCTIBILITE ASYMETRIQUE
La présente invention concerne des dispositifs à conduc- tibilité asymétrique et plus particulièrement des éléments de re- dresseurs secs.
Il est connu que les éléments de redresseurs métalliques transforment une partie de l'énergie électrique qui leur est appli- quée en chaleur qui doit être fournie au milieu environnant. Ce
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transfert de chaleur au milieu environnant est généralement accompli par des plaques métalliques qui portent l'élément redresseur actif et par suite ces plaques doivent être de dimensions telles, s'il n'y a pas de plaques de refroidissement spéciales, que la dissipation de chaleur soit suffisamment grande pour protéger l'élément redresseur contre une détérioration ou destruction par échauffement excessif.
A ce point de vue, les propriétés de la partie active du redresseur sont impérieuses. Par exemple, la température la plus élevée qui peut être admise pour des éléments redresseurs au sélénium est d'en- viron 75 centigrade. Pour cette raison,les plaques de fer qui por -tent l'élément de sélénium actif sont de dimensions telles que, pour une énergie appliquée normale et une température ambiante nor- male, l'élément ne dépasse pasune température supérieure à 40 envi- ron au-dessus de la température ambiante normale. En pratique, des éléments redresseurs métalliques sont souvent soumis à des surchar- ges électriques de sorte que l'échauffement peut être considérable- ment plus élevé si ces surcharges sont de durée relativement longue.
Par exemple dans le cas d'une surtension qui n'entraîne pas une dé- térioration directe de l'élément, le courant dans le sens inverse du sens de conduction peut atteindre un²valeur nuisible. En général,on emploie des ooupe-cirouits comme dispositifs protecteurs contre de telles surtensions.
La protection ainsi obtenue n'est cependant pas complète car il est facile de concevoir que pour une raison quelcon -que la température du milieu qui entoure l'élément peut atteindre des valeurs grâce auxquelles la température de fonctionnement dépasse le maximum admissible également pour une charge normale,à moins que les portions qui fournissent .effectivement la chaleur au milieu am- biant ne soient prévues de dimensions supérieures à celles stricte- ment nécessaires,ce qui de nouveau n'est pas économique.
Le principal objet de l'invention en conséquence est de pré- voir des éléments redresseurs métalliques qui soient dans tous les cas effectivement protégés contre une destruction par échauffement excessif.
Un élément redresseur métallique incorporant des caractéris- tiques de l'invention comprend notamment un dispositif de coupure qui
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met l'élément hors circuit pour un échauffement excessif.
L'invention sera exposée en détail dans la description sui- vante de quelques exemples de réalisation représentés dans les des- sins annexé s,dans lesquels :
La figure 1 représente un circuit contenant un interrupteur ou coupe-circuit thermique;
La figure 2 est une vue en perspective d'un coupe-circuit thermique comportant un fusible;
La figure 3 est une vue en coupe d'une portion d'élément redresseur pourvu d'un interrupteur bi-métallique;
La figure 4 représente un circuit redresseur des lieux alter- nances dans lequel chaque élément est protégé par un coupe-circuit thermique individuel;
Les figures 5, 6 et 7 montrent des vues d'une forme: modifiée de coupe-circuit thermique comprenant un fusible;
et,
Les figures 8,9 et 10 montrent des vues d'une autre forme modifiée de coupe-circuit thermique pourvu d'un élément bi-métallique
Dans le circuit redresseur d'une alternance de la figure 1, R représente un élément redresseur métallique, L un élément de charge et F un coupe-circuit thermique qui est relié à l'élément R d'une manière convenable pour assurer une bonne conductivité thermique à la portion du coupe-circuit sensible à la température. cette fin, le support des pièces du coupe-circuit peut être par exemple monté de toute manière convenable directement sur une plaque de l'élément qui porte une portion active du redresseur ou sur une plaque de refroidissement, si de 'elles plaques de refroidis- sement sont prévues.
Le coupe-circuit de la figure 2 utilise comme élément sensi- ble à la température un élément commandé par un alliage fusible. Cet élément consiste en une roue à rochet W montée sur un arbre pivoté sur deux bras A et B passant à travers un manchon Z contenant l'al- liage fusible M. Cet alliage et la substance de l'arbre et du manchon sont choisis de talle manière que l'alliage est solide et en liaison
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intime avec l'arbre et le manchon à des températures inférieures à la température admissible maximum,de sorte que l'arbre et la roue ne peuvent tourner.
Le support S qui porte les deux bras A et B est monté par des vis ou des rivets ou d'une autre manière sur la partie P de l'élé -ment redresseur et porte à son extrémité libre une plaquette J en sul -stance isolante sur laquelle est monté le ressort de contact C com- prenant le tenon L. Le bras du ressort de contact en forme de J, dési- gné par 0, engage à son extrémité libre une dent de la roue à rochet W et est ainsL maintenu sous tension. Dans l'exemple représenté, le circuit électrique passe par le bras du ressort de contact C à la roue W et par suite à la portion P de l'élément. Il est clair qu'un deuxiè- me ressort de contact pourrait être prévu, ce ressortde contact s'ap- puyant sur le ressort C lorsque ce dernier est sous tension.
Dans ce cas, la roue à roohet serait en substance isolante ou bien la partie du bras de ressort C qui est en prise avec la roue W serait pourvue d'une plaque isolante. Le circuit de l'élément redresseur passerait alors par les deux ressorts.
Un tel coupe-circuit fonctionne de la manière suivante:
Lorsque la portion P dépasse la température maximum admissi- bles, l'alliage L dans le cylindre Z fond de sorte que l'arbre devient libre. La tension du bras de ressort C fait tourner la roue W et cette dernière libère le bras de ressort C, qui s'écarte de la roue et inter- rompt d'une manière pratiquement instantanée le circuit du redresseur.
L'élément redresseur est maintenant sans courant et se refroidit en mê -me temps que l'alliage de sorte que l'alliage se solidifie de nouveau.
Le nombre et les dimensions des derts sont tels qu'après rotation de la roue par le bras de ressort C,la dent suivante occupe pratiquement la même position que la dent précédente avant que la libération n'ait eu lieu. En poussant de nouveau en position le bras C, le coupe-circuit se trouve de nouveau en état de fonctionnement. Le coupe-circuit peut évidemment être pourvu de moyens tels qu'un mécanisme à le- vier permettant de rétablir la condition de fonctionnement
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d;: l'oignent redresseur métallique sans qu'il soit nécessaire de tou- cher le bras de ressort C dans lequel passe le courant.
De plus le coupe-circuit peut être réalise de manière que le bras de ressort C ou un dispositif actions lorsque le ressort est libéré ,actionne un dispositif d'alarme mécanique ou électrique.
Le coupe-circuit représenté sur la figure 3 utilise un disque bi- métallique concave-convexe D qui., pour la clarté du dessin, est repré- senté avec une courbure fortement exagérée. Ce disque dont le côté nor- malement concave consiste en un métal à coefficient de température élevé, est monté de préférence sur l'axe A de l'élément redresseur qui porte les plaques du redresseur et les éléments de contact et de fixation associés, un manchon isolant J étant enfilé sur cet axe.
Dans c but, le disque bi-métallique est pourvu d'une ouverture centrale et est inséré entre deux portions en forme de plaque Dl et D2 de l'élé- ment, entre lesquelles sont montées uni douille' isolante B présen-' tant un rebord et une rondelle de contact métallique W. Ces deux der- nières pièces permettent un assemblage étroit des portions de 1''élément sans agir sur le disque bi-métallique d'une manière telle qu'il ne puisse plus fonctionner.
Le disque D, lorsque l'élément est assemble, est monté. d'une manière telle que sa portion centrale bute contre la rondelle W et sa périphérie contre le disque Dl, interconnectant ainsi électrique- ment les dis ques ou plaques D1 ou D2. Cette connexion est maintenue tant que la température de l'élément ne dépasse pas une certaine valeur admissible. Lorsque la température dépasse cette valeur, la tension intérieure du disque bi-métallique augmente à un point tel qu'il change subitement de forme de manière que son cote concave devienne maintenant le côté convexe et que le côté convexe devienne le côté concave comme représenté sur 1:: figure .
La portion centrale du disque D porte maintenant contre le rebord isolant de la douille B et la périphérie du disque contre le disque D2 de sorte que la connexion électrique
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entre les deux disques Dl et D2 est Interrompue. Lorsque l'élément et le disque bi-métallique se refroidissent, un état de tension interne état inverse est produit dans ce derniers/qui devient effectif à peu près subi- tement, faisant ainsi revenir le disque à sa forme originale et ratas-. blissant ainsi la connexion entre les disques Dl et D2.
Il est clair que ce type de coups-circuit thermique accomplit automatiquement la mise en circuit et hors circuit de lélément redresseur,
Le disque bi-métallique pourrait évidemment être monte sur un axe dis- tinct fixé par exemple sur une plaque de Isolement ou sur une plaqua de refroidissement.
La figure 4 représente un circuit redresseur des deux alternances pourvu d'éléments redresseurs incorporant dos caractéristiques de l'invention. D'après la figure il est clair flue ces éléments assurent une protection complète de tous les éléments contre les surcharges par le fait que, lorsque l'un d'eux est chauffé à un point excessif, la mise hors circuit de cet élément supprime également l'alimentation de tous les autres éléments.
Tout autre type convenable de coupe-circuit thermique peut être employé, par exemple un coupe-circuit danslequel un ruban ou lame bi- métallique libère un ressort de contact sous tension.
Se référant maintenant aux figures 5, 6 et 7, on remarquera que le coupe-circuit thermique est fixé à une extrémité de l'ensemble
De manière redresseur./générale , le coupe-circuit comprend un fusible à basse tem- pérature en contact intime avec un disque du redresseur et dispose pour fondre par suite de l'échauffement des disques afin de provoquer l'ouverture des ressorts de contact et d'interrompre le courant. Le métal du fusible, par exemple de la soudure, est choisi de manière à fondre à une température inférieure d'un nombre de degrés désirés à la température de détérioration des disques.
Les diverses parties du coupe-circuit sont fixées sur la face négative du disque terminal 1 de l'ensemble redresseur, les disques du redresseur étant montés
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sur un axe ou boulon d'assemblage ( non représenté) dont ils sont isolas par une douille isolante. Le, coupe-circuit comprend deux ressorts plats
3 et 6 montas sur le boulon d'assomblage isole que les disquos, ce boulon passant ii travers le trou 5 représente sur les dessins. Le mécanisme de coupe-circuit peut être presse contre le cote négatif du disque 1 par un écrou visse sur l'extraite du boulon.
Les d.:ux ressorts
3 et 6 ont des dimensions sensiblement onalogues Biais le ressort 3 aura une certaine rigidité tandis que le ressort 6 sera plus flexible et les deux ressorts seront bons conducteurs ( de la chaleur et de l'élec- tricité) par exemple seront en une substance telle que le cuivre ou un alliage du cuivre. Le ressort 6 devra être flexible et devra conserver une élasticité suffisante pour se déplacer brusquement en s'écartant du décrit ressort 3 lorsque le métal fusible fond comme il sera/plus en détail ci-- après.
Les ressorts 3 et 6 :lui sont montres en détail sur la figure 6 sont chacun pourvu d'une pièce de contact 7, par exemple en argent, ces pièces 7 en position normale du coupe-circuit conduisant le cou- rant et h'interrompant le courant que lorsque l'ensemble redresseur prend un échauffement trop grand. A 1'extrémité inférieure de chaque ressort @ et 6 on prévoit un trou pour recevoir un rivet 8 en un métal devra de point de fusion bas par exemple de la soudure ;
cette soudure/consis- ter en un alliage outectique ayant un point de fusion légèrement inférieur à la température de détérioration des disques du redresseur et avoir un intervalle de plasticité compris entre des températures très rapprochées, c'est-à-dire qu'elle devra passer presque directement sans transition prolongea à l'état plastique, de l'état solide à l'état liqui- de .
Afin de compléter l'ensemble représEnté sur les figures 5, 6 et7, on prévoit des pièces de) contact 2 ot 4 qui sont, comme Montré ..des bornes en cuivre usuellement employées pour interconnecter des disques redres- seurs, les connexions -nécessaires étant réalisées à leurs extrémités par
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soudure ou autre procédé. Dans la structure représentée, le contact 2 est latéralement en prise avec le ressort 3 et le contact 4 avec 10 ressort 6,
Pour assembler le coupe-circuit , les éléments sont enfilés sur le boulon d-assemblage dans l'ordre suivant : ressort 3, pièce de contact 2, rondelle isolante 9, pièce de contact 4 et ressort 6, ces éléments étant maintenus en position par une vis à l'extrémité du bou- lon d'assemblage isolée du ressort 6.
Le rivet 8 en métal à basse tem- pérature de fusion est alors enfilé à travers les deux trous des ressorts 3 et 6 et les extrémités du rivet sont aplaties ou écrasées afin de main- tenir les ressorts lfun contre l'autre et d'assurer ainsi un bon contact entre les contacts 7.
En fonctionnement normale le courant passe à travers le disquf. au ressort 3 et en parallèle avec les autres disques (non représentés) à la pièce de contact 2 et de là au ressort 5,puis à travers les contacts 7 au ressort 6 et à la pièce de contact 4, le fil de sortie étant relié à l'extrémité de la pièce de contact 4 .
Lorsque pour une raison quelconque, les disques redresseurs prennent un échauffement exagéré et atteignent la température de fusion du rivet 8, le ressort 3 est éga- lement échauffé à cette température par suite de son contact intime avec le disque 1 et transmet la chaleur au rivet 8 qui fond , permettant au ressort 6 de s'écarter du ressort 3 et par suite d'ouvrir les contacts 7 Lorsque les contacts 7 sont ouverts, le circuit est interrompu et les disques protégés
Se référant maintenant aux figures 8, 9 et 10 , une forme modi- fiée de coupe-circuit thermique est représentée dans laquelle un ruban ou bande bi-métallique est chauffé par conduction et convection par un disque de l'ensemble redresseur,
la disposition étant telle que lorsque les disques de l'ensemble redresseur atteignent une température qui se
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rapproche de la température de détérioration, il se produit une défor- mation du ruban bi-métallique qui libère un groupe de ressorts de con- tact et interrompt le courant , protégeant ainsi les disques du redresseur, Le dispositif est logé dans un boîtier isolant 12 (par exemple en une substance connue sous la marque déposée "Bakélite" ) en forme de fer à cheval et pourvu d'un fond 19 en une substance bonne conductrice de la chaleur (par oxemple en cuivre ou en aluminium), Un contact 14, par exemple du type à bouton poussoir est prévu pour commander le fonc- tionnement de deux contacts 13 qui fournissent des moyens de ferme- ture et de rupture,
la rupture étant commodémment utilisée pour couper directement le courant et la fermeture pour fermerle circuit d'un inter.- rupteur dans le cas où le courant a une intensité trop grande pour être coupé par le contact 13 du coupe-circuit thermique lui-même, La posi- tion de non-fonctionnement des contacts (c'est-à-dire la position du redresseur normalement, chargé) est celle Qui correspond à l'enfonce- ment du bouton 14, position dans laquelle il est maintenu par l'extré- mité retournée ou incurvée 20 d'un levier 16 .
Le levier 16 est main- tenu dans la position représentée sur la figure 8 par la pression de l'e.-' trémité 21 du ruban bi-métallique désigné par la référence 17 qui portn contre la partie supérieure du levier 20 lorsque la température des disques nt du ruban bi-métallique correspond à une valeur normale de courant,
Lorsque la température de détérioration des disques est presque atteinte (comme conséquence normale d'une surcharge ) la chalourtransmise des dasques au ruban bi-métallique 17 par convection et par conduction du fond 19 du boîtier 12 à un élément d'espacement métallique 22 qui se trouve en contact direct avecle ruban 17 , entraî- ne la déformation du ruban bi-métallique,
comme indique sur la figure 9 La déformation du ruban libère son extrémité 21 du levier 16 tandis que
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la portion 23 du ruban presse sur le bras inférieur du levier 16 de manière que la partie recourbée du levier 16 libère le plongeur 15 du bouton 14 qui est déplacé vers le haut par un ressort ou autre dispositif, ce qui ferme les contacts 13A (contacts de fermeture) et ouvre les contacts 13B (contacts de rupture). Ces contacts sont re- présentés en détail sur la figure 10 en position normale.
Pour remettre en circuit le redresseur, le bouton 14 doit âtre enfoncé, ce qui fait glisser le plongeur 15 contre la partie incurvée 20 du levier 16. Par cette action, le levier 16 sera de nouveau verrouillé en position normale pourvu évidemment que la température du ruban bi-métallique 17 soit revendue à la normale.
Bien que l'invention ait été décrite dans le cas de cer- tains cas particuliers de réalisation, il est clair qu'elle n'y est en rien limitée mais est au contraire susceptible de nombreuses modifications et adaptations sans sortir de son domaine.
REVENDICATIONS.
1 - Elément de redresseur métallique, caractérisé en ce qu'il comporte un dispositif coupe-circuit sensible à la tempéra- ture qui fonctionne pour interrompre le circuit du redresseur quand celui-ci prend un échauffement excessif.
2 - Elément de redresseur métallique, caractérisé en ce qu'il comporte un dispositif coupe-circuit sensible à. la température renfermant un contact à ressort normalement maintenu sous tension dans une position de fermeture par un organe contrôlé par un al- liage qui est choisi de manière à rester à l'état solide à la tem- pérature normale de fonctionnement du rectificateur et qui fond pour une élévation de température, l'arrangement étant tel que l'alliage en fondant provoque les ruptures du 'circuit par suite de la libération de l'organe maintenant le contact à ressort.
**ATTENTION** fin du champ DESC peut contenir debut de CLMS **.
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ASYMMETRICAL CONDUCTIVITY DEVICES
The present invention relates to asymmetrically conductive devices and more particularly to dry straightener elements.
It is known that the elements of metal rectifiers transform a part of the electrical energy which is applied to them into heat which must be supplied to the surrounding environment. This
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heat transfer to the surrounding environment is usually accomplished by metal plates which carry the active rectifying element and therefore these plates must be of such dimensions, if there are no special cooling plates, that the heat dissipation is large enough to protect the rectifying element against deterioration or destruction by excessive heating.
From this point of view, the properties of the active part of the rectifier are imperative. For example, the highest temperature that can be allowed for selenium rectifying elements is about 75 centigrade. For this reason, the iron plates which carry the element of active selenium are of such dimensions that, for normal applied energy and normal ambient temperature, the element does not exceed a temperature higher than about 40. above normal room temperature. In practice, metal rectifying elements are often subjected to electrical overloads so that the heating can be considerably higher if these overloads are of relatively long duration.
For example in the case of an overvoltage which does not lead to a direct deterioration of the element, the current in the direction opposite to the direction of conduction can reach a harmful value. In general, cutters are employed as protective devices against such overvoltages.
The protection thus obtained is not, however, complete because it is easy to conceive that for some reason the temperature of the medium which surrounds the element can reach values whereby the operating temperature exceeds the maximum admissible also for a load. normal, unless the portions which actually provide heat to the ambient medium are made larger than strictly necessary, which again is uneconomical.
The main object of the invention therefore is to provide metallic rectifying elements which are in any case effectively protected against destruction by excessive heating.
A metallic rectifier element incorporating features of the invention comprises in particular a breaking device which
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turns the element off for excessive heating.
The invention will be explained in detail in the following description of a few exemplary embodiments represented in the appended drawings, in which:
FIG. 1 represents a circuit containing a thermal circuit breaker or switch;
FIG. 2 is a perspective view of a thermal circuit breaker comprising a fuse;
FIG. 3 is a sectional view of a portion of a rectifying element provided with a bi-metallic switch;
FIG. 4 represents a rectifier circuit of the alternation places in which each element is protected by an individual thermal circuit breaker;
Figures 5, 6 and 7 show views of a: modified form of thermal cutout comprising a fuse;
and,
Figures 8,9 and 10 show views of another modified form of thermal cutout provided with a bi-metallic element
In the half-wave rectifier circuit of Figure 1, R represents a metallic rectifier element, L a load element and F a thermal cutout which is connected to the element R in a suitable manner to ensure good conductivity. thermal to the temperature sensitive portion of the circuit breaker. To this end, the support of the parts of the circuit breaker may for example be mounted in any suitable manner directly on a plate of the element which carries an active portion of the rectifier or on a cooling plate, if they have cooling plates. are planned.
The circuit breaker of FIG. 2 uses as temperature sensitive element an element controlled by a fusible alloy. This element consists of a ratchet wheel W mounted on a shaft pivoted on two arms A and B passing through a sleeve Z containing the fusible alloy M. This alloy and the substance of the shaft and the sleeve are chosen from tiller so that the alloy is solid and bonded
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intimate with the shaft and the sleeve at temperatures below the maximum allowable temperature, so that the shaft and impeller cannot rotate.
The support S which carries the two arms A and B is mounted by screws or rivets or in another way on the part P of the rectifier element and carries at its free end a plate J in insulating substance on which is mounted the contact spring C comprising the lug L. The arm of the J-shaped contact spring, denoted by 0, engages at its free end a tooth of the ratchet wheel W and is thus held under pressure. In the example shown, the electrical circuit passes through the arm of the contact spring C to the wheel W and consequently to the portion P of the element. It is clear that a second contact spring could be provided, this contact spring resting on the spring C when the latter is under tension.
In this case, the roohet wheel would be substantially insulating or else the part of the spring arm C which is in engagement with the wheel W would be provided with an insulating plate. The circuit of the rectifier element would then pass through the two springs.
Such a circuit breaker works as follows:
When the P portion exceeds the maximum allowable temperature, the L alloy in the Z cylinder melts so that the shaft becomes free. The tension of the spring arm C rotates the wheel W and the latter releases the spring arm C, which moves away from the wheel and almost instantaneously interrupts the rectifier circuit.
The rectifier element is now currentless and cools together with the alloy so that the alloy solidifies again.
The number and dimensions of the derts are such that after rotation of the wheel by the spring arm C, the next tooth occupies practically the same position as the preceding tooth before the release has taken place. By pushing arm C back into position, the circuit breaker is once again in working order. The circuit breaker can obviously be provided with means such as a lever mechanism to restore the operating condition.
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d ;: the metal rectifier anoint without it being necessary to touch the spring arm C in which the current flows.
In addition, the circuit breaker can be made so that the spring arm C or a device acting when the spring is released, activates a mechanical or electrical alarm device.
The circuit breaker shown in Figure 3 uses a concave-convex bi-metallic disc D which, for clarity of the drawing, is shown with greatly exaggerated curvature. This disc, the normally concave side of which consists of a metal with a high temperature coefficient, is preferably mounted on the axis A of the rectifier element which carries the plates of the rectifier and the associated contact and fixing elements, a insulating sleeve J being threaded on this axis.
For this purpose, the bi-metallic disc is provided with a central opening and is inserted between two plate-shaped portions D1 and D2 of the element, between which are mounted an 'insulating bush B presenting a flange and a metallic contact washer W. These last two parts allow tight assembly of the portions of the element without acting on the bi-metallic disc in such a way that it can no longer function.
The disk D, when the element is assembled, is mounted. in such a way that its central portion abuts against the washer W and its periphery against the disc D1, thus electrically interconnecting the discs or plates D1 or D2. This connection is maintained as long as the temperature of the element does not exceed a certain allowable value. When the temperature exceeds this value, the internal tension of the bi-metallic disc increases to such an extent that it suddenly changes shape so that its concave side now becomes the convex side and the convex side becomes the concave side as shown in 1 :: figure.
The central portion of the disc D now bears against the insulating rim of the socket B and the periphery of the disc against the disc D2 so that the electrical connection
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between the two disks D1 and D2 is Interrupted. As the element and the bi-metallic disc cool, an inverse state of internal tension is produced in the latter / which becomes effective almost suddenly, thus causing the disc to revert to its original shape and shrivel. thus blocking the connection between the discs D1 and D2.
It is clear that this type of thermal cut-out automatically performs switching on and off of the rectifier element,
The bi-metallic disc could obviously be mounted on a separate axis fixed, for example, on an isolation plate or on a cooling plate.
FIG. 4 represents a rectifier circuit of the two halfwaves provided with rectifier elements incorporating characteristics of the invention. From the figure it is clear flue these elements ensure complete protection of all elements against overloads by the fact that, when one of them is heated to an excessive point, switching off this element also eliminates the power of all other elements.
Any other suitable type of thermal cutout can be employed, for example a cutout in which a bi-metallic strip or blade releases a tensioned contact spring.
Referring now to Figures 5, 6 and 7, it will be noted that the thermal cutout is attached to one end of the assembly
In a rectifier / general manner, the circuit breaker comprises a low-temperature fuse in intimate contact with a rectifier disc and is disposed to melt as a result of the heating of the discs in order to cause the contact springs to open and to interrupt the current. The metal of the fuse, for example solder, is chosen so as to melt at a temperature a desired number of degrees lower than the temperature of deterioration of the discs.
The various parts of the circuit breaker are fixed to the negative face of the terminal disk 1 of the rectifier assembly, the rectifier disks being mounted
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on an assembly pin or bolt (not shown) from which they are isolated by an insulating sleeve. The circuit breaker includes two flat springs
3 and 6 mounted on the assembly bolt isolates that the disquos, this bolt passing ii through the hole 5 shown in the drawings. The circuit breaker mechanism can be pressed against the negative side of the disc 1 by a nut screwed onto the extract of the bolt.
The d.:ux springs
3 and 6 have roughly analogous dimensions. Bias the spring 3 will have a certain rigidity while the spring 6 will be more flexible and the two springs will be good conductors (of heat and electricity) for example will be in such a substance. as copper or a copper alloy. The spring 6 should be flexible and should retain sufficient elasticity to move abruptly away from the described spring 3 when the fusible metal melts as will be / in more detail below.
The springs 3 and 6: are shown in detail in FIG. 6 are each provided with a contact piece 7, for example in silver, these pieces 7 in the normal position of the circuit breaker conducting the current and interrupting it. the current only when the rectifier assembly takes too much temperature rise. At the lower end of each spring @ and 6 there is provided a hole to receive a rivet 8 made of a metal having a low melting point, for example solder;
this weld / consist of an outectic alloy having a melting point slightly lower than the temperature of deterioration of the rectifier discs and have a plasticity interval between very close temperatures, that is to say it must pass almost directly without prolonged transition to the plastic state, from the solid state to the liquid state.
In order to complete the assembly shown in figures 5, 6 and 7, there are provided contact parts 2 and 4 which are, as shown .. copper terminals usually used to interconnect rectifier disks, the necessary connections. being produced at their ends by
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welding or other process. In the structure shown, the contact 2 is laterally engaged with the spring 3 and the contact 4 with the spring 6,
To assemble the circuit breaker, the elements are threaded onto the assembly bolt in the following order: spring 3, contact piece 2, insulating washer 9, contact piece 4 and spring 6, these elements being held in position by one screw at the end of the assembly bolt insulated from the spring 6.
The low melting temperature metal rivet 8 is then threaded through the two holes of the springs 3 and 6 and the ends of the rivet are flattened or crushed in order to hold the springs against each other and ensure thus a good contact between the contacts 7.
In normal operation the current passes through the disk. to the spring 3 and in parallel with the other discs (not shown) to the contact piece 2 and thence to the spring 5, then through the contacts 7 to the spring 6 and to the contact piece 4, the output wire being connected at the end of the contact piece 4.
When, for some reason, the rectifier discs become overheated and reach the melting temperature of the rivet 8, the spring 3 is also heated to this temperature as a result of its intimate contact with the disc 1 and transmits the heat to the rivet. 8 which melts, allowing the spring 6 to move away from the spring 3 and consequently to open the contacts 7 When the contacts 7 are open, the circuit is interrupted and the discs protected
Referring now to Figures 8, 9 and 10, a modified form of thermal cut-out is shown in which a bi-metallic ribbon or strip is heated by conduction and convection by a disc of the rectifier assembly,
the arrangement being such that when the discs of the rectifier assembly reach a temperature which
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approaching the deterioration temperature, a deformation of the bi-metallic strip occurs which releases a group of contact springs and interrupts the current, thus protecting the rectifier discs, The device is housed in an insulating case 12 (for example in a substance known under the registered trademark "Bakelite") in the shape of a horseshoe and provided with a bottom 19 in a substance which is a good conductor of heat (for example in copper or in aluminum), A contact 14, for example of the push-button type is provided to control the operation of two contacts 13 which provide means for closing and breaking,
the break being conveniently used to cut the current directly and the closing to close the circuit of a switch - breaker in the event that the current has too great an intensity to be cut by contact 13 of the thermal circuit breaker itself, The non-operating position of the contacts (that is to say the position of the rectifier normally, loaded) is that which corresponds to the depressing of the button 14, position in which it is maintained by the extremity. - upturned or curved moth 20 of a lever 16.
The lever 16 is held in the position shown in figure 8 by the pressure of the end 21 of the bi-metallic strip designated by the reference 17 which bears against the upper part of the lever 20 when the temperature of the nt disks of the bi-metallic tape corresponds to a normal current value,
When the temperature of the deterioration of the disks is almost reached (as a normal consequence of an overload) the heat-transmitting of the plates to the bi-metallic strip 17 by convection and by conduction from the bottom 19 of the housing 12 to a metallic spacer 22 which is is in direct contact with the tape 17, causing the deformation of the bi-metallic tape,
as shown in figure 9 The deformation of the ribbon releases its end 21 from the lever 16 while
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the portion 23 of the tape presses on the lower arm of the lever 16 so that the curved part of the lever 16 releases the plunger 15 from the button 14 which is moved upwards by a spring or other device, which closes the contacts 13A (contacts closing) and opens contacts 13B (breaking contacts). These contacts are shown in detail in FIG. 10 in the normal position.
To switch the rectifier back on, the button 14 must be pressed, which causes the plunger 15 to slide against the curved part 20 of the lever 16. By this action, the lever 16 will again be locked in the normal position, provided obviously that the temperature of the bi-metallic tape 17 is resold as normal.
Although the invention has been described in the case of certain particular embodiments, it is clear that it is in no way limited thereto but is, on the contrary, susceptible to numerous modifications and adaptations without departing from its field.
CLAIMS.
1 - Metal rectifier element, characterized in that it comprises a temperature-sensitive circuit breaker device which operates to interrupt the rectifier circuit when the latter becomes excessively heated.
2 - Metal rectifier element, characterized in that it comprises a circuit breaker device sensitive to. the temperature enclosing a spring contact normally kept under tension in a closed position by a member controlled by an alloy which is chosen so as to remain in the solid state at the normal operating temperature of the rectifier and which melts for a rise in temperature, the arrangement being such that the alloy in melting causes breaks in the circuit as a result of the release of the member maintaining the spring contact.
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