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Circuits de lampes à décharges.
Cette invention est relative aux lampes à décharges à gaz et elle concerne notamment des lampes de ce genre sus- ceptibles d'être alimentées par la source usuelle d'énergie électrique à tension domestique cour,ante.
On connaît des dispositifs de ce type, où un tube à décharges électriques rempli de gaz est pourvu d'électrodes en forme de filament disposées en face l'une de 1-'autre qui sont chauffées par une source appropriée d'énergie électrique à une température d'émission d'électrons. Pour chauffer ces électrodes on a trouvé avantageux de connecter les électrodes, en série, aux bornes d'une source de courant et de monter entre
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les bornes des électrodes connectées en série un dispositif servant à interrompre le courant de chauffage après que la décharge entre les électrodes a été amorcée.
Toutefois, la tension nécessaire pour faire écla- ter l'arc entre les électrodes est d'ordinaire plus élevée que celle de la source usuelle de tension domestique, malgré le fait que les électrodes soient chauffées à une température d'émission d'électrons qui abaisse la tension requise en- dessous de celle requise autrement.
On a employé jusqu'ici divers dispositifs pour in- terrompre le circuit des électrodes connectées en série, mais ces dispositifs présentaient l'inconvénient que dans beaucoup de cas leur fonctionnement n'est pas suffisamment positif et qu'en outre ces dispositifs de commutation automatique con- somment une certaine quantité d'énergie durant le fonctionne- ment, ce qui diminue le rendement du système.
Le principal but de l'invention est de procurer une lampe à décharges électriques à gaz qu'on puisse alimen- ter facilement au moyen d'une source ordinaire de tension domestique et qui utilise un dispositif de commutation auto- matique pour faciliter l'amorçage de la lampe, ce dispositif ayant un fonctionnement positif et ne consommant pas de puis- sance durant le fonctionnement de la lampe de manière à amé- liorer le rendement du système.
L'invention consiste essentiellement en une lampe à décharges électriques à gaz pourvue d'électrodes destinées à être chauffées à une température d'émission d'électrons, qui contient une atmosphère facilement ionisable et qui est reliée à une source d'énergie électrique servant à alimenter cette lampe, à un élément à inductance connecté à cette sour- ce et à cette lampe, et a un dispositif à décharges auxiliai- re contenant des électrodes entre lesquelles il se produit
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une décharge lorsqu'on leur applique une tension à partir de la source d'énergie, et un élément bimétallique chauffé par la décharge et commandé de manière à éteindre cette décharge et à connecter d'abord les électrodes de la lampe à décharges dans un circuit de chauffage monté en série avec la.
source d'énergie pour interrompre ensuite le circuit de chauffage en série et provoquer par un à-coup de tension consécutif, provenant de l'élément à inductance, l'amorçage de la décharge dans la lampe.
Afin que l'invention puisse être mieux comprise, on décrira, ci-après, uniquement à titre d'exemple, avec réfé- rence au dessin annexé, une forme constructive préférée de l'invention.
Fig. 1 est un schéma montrant un circuit électrique qui sert à amorcer et à alimenter une lampe à décharges élec- triques à gaz conformément à l'invention;
Fig. 2. est une coupe, à plus grande échelle, d'un dispositif de commutation automatique construit conformément à l'invention,qui sert à couper le courant électrique dans l'exemple de la fig.l; et
Fig. 3 est une coupe suivant la ligne III-III de la fig.2, faite en regardant dans le sens des flèches.
Le dessin montre un dispositif à décharges élec- triques à gaz 5 comportant des électrodes en forme de fila- ment 6 et 7, faites en un métal réfractaire tel que le tungstè- ne ou un métal analogue, qui sont constituées par un enrou- lement enrobé d'une matière émettrice d'électrons, telle que le baryum, le strontium ou matière analogue, pour fournir un courant d'électrons abondant quand il est chauffé. Après avoir fait le vide dans cette lampe, on la remplit d'un gaz rare à une pression de quelques millimètres pour faciliter l'amorçage et on ajoute au gaz quelques gouttes de mercure.
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Comme le montre la fig.l, une borne de l'électrode 6 est connectée par un conducteur 8, par l'intermédiaire d'un élément à induction 9, à un pôle d'une source de dis- tribution à tension domestique courante de 115 ou 230 volts.
De manière analogue , une des bornes de l'électrode 7 est connectée par un conducteur 10 et un interrupteur 12 au pôle opposé de la source de courant à tension domestique.
Les deux autres bornes de ces électrodes sont con- nectées entre elles par l'intermédiaire d'un dispositif 13 .actionné automatiquement, qui a la forme d'un tube à décha.r- ges auxiliaire, de manière que les électrodes 6 et 7 soient d'abord connectées en série entre elles et avec la source de courant et soient ainsi chauffées à une température d'é- mission d'électrons. Quand la température des électrodes atteint un degré suffisant pour provoquer un courant d'élec- trons abondant, il se produit une décharge entre les élec- trodes et le dispositif 13 fonctionne automatiquement pour couper le circuit de chauffage en série des électrodes.
Le système décrit ci-avant ne diffère guère sensi- blement des systèmes connus jusqu'ici, à l'exception de la construction et du fonctionnement du dispositif de commu- tation automatique 13. Comme le montrent plus en détail les figs. 2 et 3, ce dispositif ou tube à décharges auxi- liaire comporte une enveloppe vitreuse ou analogue 14 con- tenant un gaz tel que le néon, l'argon ou une atmosphère ionisable analogue. L'enveloppe 14 comporte un socle serrant 15 faisant saillie à l'intérieur, dans lequel sont scellés des conducteurs d'amenée et de support 16 et 17 connectés à un culot approprié 18.
A l'intérieur du dispositif 13 est soudée ou autrement fixée de manière rigide au conducteur d'amenée 16 une lame bimétallique 19, à l'extrémité de laquelle est
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soudé ou fixé autrement un contact 20,disposé angulairement, qui peut être fait en tout métal approprié tel que par exemple le nickel, ., l'argent., le tungstène ou métal analogue. Au con- ducteur d'amenée 16 est aussi soudé ou fixé autrement un cylindre métallique en nickel, fer, molybdène ou métal ana- logue, qui est enrobé intérieurement d'une matière émettrice d'électrons telles que l'oxyde de baryum, de strontium, etc., et qui constitue ainsi une électrode cathodique 22 durant une partie du cycle de courant alternatif.
Une seconde lame bimétallique 23 est soudée ou fixée autrement au conducteur d'amenée 17 et est disposée concentriquement au cylindre ou cathode 22 et constitue ainsi une électrode anodique durant la partie du cycle de courant alternatif on.le cylindre 22 et Isolément bimétallique 19 constituent momentanément une cathode. Durant la demi- période suivante Isolément bimétallique 23 fonctionne comme cathode et émet des électrons en raison de la présence de matière émettrice d'électrons projetée sur lui du cylindré 22, tandisque ce dernier, de concert avec Isolément bimétal- lique 19 fonctionne comme anode.
Un contact approprié 24, comme une plaque de molybdène ou de tungstène, est fixée rigi- dement à l'extrémité de la lame bimétallique 23 prèsdu con- tact 20 de manière que celui-ci se place centralement quand il touche la plaque de contact 24, et dans la position ou- verte des contacts 20 et 24 leur écartement et la pression du remplissage gazeux sont tels qu'un arc éclate dans le dispo- sitif 13 quand la tension appliquée est d'environ 90 à 100 volts.
Le système représenté sur la.fig.l et le dispositif de commutation automatique des figs. 2 et 3 fonctionnent de la manière suivante : on ferme d'abord l'interrupteur 12, con- nectant ainsi la lampe 5, conjointement ;avec les divers autres
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éléments à la source d'énergie électrique à tension habi- tuelle de 115 ou 230 volts. Un courant circule alors de la source d'énergie., par l'élément à inductance 9, l'électrode 6, le dispositif de commutation automatique 13 et l'électro- de 7, et retour à la source d'énergie.
Etant donné que l'écartement des électrodes du dispositif 13 et la pression du gaz y contenu sont tels qu' une tension de 90 à 100 volts en provoque la disrupture et que la tension de la source est de 115 volts ou davantage, une décharge se produit immédiatement entre le cylindre 22, fonctionnant comme cathode, et l'élément bimétallique 23 fonctionnant comme anode, ou vice versa, selon la demi- période du cycle de courant alternatif, de sorte qu'un cou- rant circule de la manière qui vient d'être mentionnée.
Après un laps de quelques secondes, l'arc en ré- sultant produit entre les électrodes 22 et 23 du dispositif de commutation automatique !3 chauffe l'élément bimétalli- que ou anode 23, l'amenant ainsi à fléchir de la manière in- diquée en pointillés sur la fig. 2 et à fermer les contacts 20 et 24. Ceci a pour effet d'éteindre l'arc, vu que le cou- rant cherche à prendre le chemin de moindre résistance à travers l'élément bimétallique 19, qui a la même polarité momentanée que la cathode 22, et le courant circulant dans le circuit chauffe les électrodes 6 et 7 de la lampe 5 de manière à ioniser le gaz au voisinage de chaque électrode.
Toutefois, après un laps de quelques secondes seu- lement, l'élément bimétallique 23 se refroidit, ce qui l'amène à retourner à sa position initiale représentée sur la fig. 2, de sorte qu'il coupe la connexion entre les con- tacts 20 et 24 et interrompt le circuit de chauffage des électrodes 6 et 7 connectées entre elles en série. L'inter- ruption du circuit de chauffage provoque un à-coup inductif
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re ambiante.
Ainsi, le dispositif de commutation automatique 13 est d'abord chauffé par la décharge se produisant entre les électrodes, lesquelles électrodes sont elles-mêmes des élé- ments bimétalliques. Une fois les électrodes chauffées à une température prédéterminée, les éléments bimétalliques ou électrodes éteignent la décharge en court-circuitant le tra- jet de décharge et, une fois les électrodes refroidies, leur contact est rompu de manière à conditionner le dispo- sitif en vue de son cycle de fonctionnement. En outre, le dispositif ne consomme de l'énergie que durant l'étape ini- tiale de son fonctionnement alors que l'arc éclate pour la première fois, et par la suite toute l'énergie débitée par la source se rend par le dispositif au consommateur de cou- rant.
Dans le cas représenté sur la fig.l, où le consom- mateur du courant est constitué par des électrodes connectées en série, la perte d'énergie est ainsi réduite au minimum, de sorte que sensiblement la totalité de l'énergie dispo- nible est débitée .aux électrodes. Par ailleurs, après l'ou- verture des contacts du dispositif, ayant pour effet d'amor- cer une décharge dans la lampe et d'interrompre la connexion en série des électrodes, le dispositif de commutation automa- tique persiste à ne point consommer d'énergie de la source.-
Il est clair que la présente invention procure un circuit pour une lampe à décharges électriques à gaz, dans lequel.un dispositif de commutation automatique connecte les électrodes en série en vue de les chauffer à une tem- pérature d'émission d'électrons.
Après que les électrodes ont été chauffées à une température prédéterminée, le dis- positif de commutation automatique fonctionne de manière à couper le circuit de chauffage et à le maintenir à cet état,
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de tension, plus élevé que la tension de la source, qui est suffisant pour faire éclater un arc dans le gaz partiellement ionisé compris entre les électrodes 6 et 7, vu qu'à cet ins- tant la tension de disrupture de la lampe 5 est plus faible que celle du dispositif 13.
Au cours ultérieur de la décharge qui en résulte dans la lampe 5 les électrodes 6 et 7 n'exigent plus de chauffage de la part de la source de distribution car elles sont maintenues à la température d'émission d'électrons du fait du bombardement d'électrons et d'ions positifs, de sorte que la lampe continue à fonctionner jusqu'à ce qu'on ouvre l'interrupteur 12 et le dispositif soit coupé du circuit de décharge.
On voit ainsi que le dispositif de commutation auto- matique 15 a un fonctionnement exceptionnellement positif.
Si pour une raison quelconque, aprèsavoir complété son cycle de fonctionnement tel que décrit ci-dessus, ce qui ne prend en tout et pour tout que quelques secondes, la lampe 5 ne s'amorce pas, le dispositif 13 continue simplement son cycle de fonctionnement jusqu'à ce que l'arc éclate entre les électrodes.
Si on le désire, l'écran 22 peut être entièrement omis, et dans ce cas les deux éléments bimétalliques 19 et 23 sont garnis d'une matière émettrice d'électrons. On peut .aussi faire en sorte que de tels éléments fléchissent en sens in- verses, étant donné que tous deux sont ainsi chauffés di- rectement par la décharge résultante, tandis que dans la construction représentée sur la fig.2 la majeure partie de la flexion est exécutée par 1-'élément 23 du fait que l'élé- ment 29 est masqué par le cylindre 22.
En outre, on peut n'employer comme électrode qu'un seul élément bimétallique, bien qu'il puisse être préférable que les deux électrodes soient bimétalliques pour compenser les effets de la températu-
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et ce dispositif ne consomme de l'énergie que pendant un instant très bref de fonctionnement initial. En outre, le dispositif est chauffé exclusivement par la décharge résultante y produite, qui a lieu entre des électrodes bi- métalliques actionnées de manière à éteindre 1-lare quand les électrodes sont chauffées.
REVENDICATIONS
1.-Lampe à décharges électriques à gaz pourvue d'électrodes destinées à être chauffées à une température d'émission d'électrons, contenant une atmosphère facilement ionisable et reliée à une source d'énergie électrique pour alimenter cette lampe et à un élément à inductance connecté à cette source et cette lampe, caractérisée par un dispositif à décharges auxiliaire contenant des électrodes entre les- quelles il se produit une décharge lorsqu'on leur -applique une tension à partir de la source d'énergie,
et un élément bimétallique chauffé par la décharge et commandé de manière à éteindre cette décharge et à connecter d'abord les élec- trodes de la lampe à décharges dans un circuit de chauffage monté en série avec la source d'énergie pour interrompre ensuite le circuit de chauffage en série et provoquer'par un à-coup de tension consécutif, provenant de l'élément à inductance, l'amorçage de la décharge dans la lampe.