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Interrupteur thermique.
L'invention concerne un interrupteur thermique, fermé à l'état froid, en particulier un interrupteur d'amorçage pour les tubes à décharge dans le gaz et/ou dans la vapeur, qui est muni d'un dispositif magnétique comportant un aimant permanent et une armature conjuguée et qui tend à maintenir fermé l'inter- rupteur fermé.
Ces interrupteurs offrent l'avantage que les contacts s'ouvrent par sauts brusques mais d'autre part, ils présentent un inconvénient : pourmaintenir les contacts ouverts, ils néces- sitent une assez grande quantité de chaleur ce qui constitue, en général, une perte notable.
L'invention fournit des moyens d'obvier à cet incon- vénient.
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Suivant l'invention, le dispositif magnétique affecte une forme telle qu'il tend à maintenir ouvert l'interrupteur ouvert. L'attraction magnétique remplace donc une partie de la chaleur à fournir que nécessiterait autrement le maintien à l'état ouvert de l'interrupteur.
Dans une forme de réalisation avantageuse de l'in- vention, l'un des éléments du dispositif magnétique est en deux parties et l'autre élément est placé entre celles-ci ; contacts de l'interrupteur ouvert sont isolés entre eux et chacun d'eux est relié mécaniquement à un élément différent du dispositif.
Pour isoler entre eux les contacts de l'interrupteur ouvert, l'aimant permanent peut être en une matière isolante.
Dans une forme de construction très simple, les deux parties de l'élément précité du dispositif magnétique se complètent de manière à constituer un cylindre creux ou une pièce en forme de U.
La description du dessin annexé, donné à titre-d'exem- ple non limitatif, fera bien comprendre comment l'invention peut être réalisée, les particularités qui ressortent tant du texte que du dessin faisant, bien entendu, partie de l'inven- tion.
Sur la fig. 1, l'interrupteur fait office d'inter- rupteur d'amorçage d'un tube à décharge dans le gaz et/ou dans la vapeur, par exemple un tube à décharge dans la vapeur de mercure à basse pression 2, à paroi luminescente. Ce tube comporte des électrodes à incandescence 3 et 4, qui sont reliées, d'une part à une source d'alimentation appropriée, par exemple le secteur à courant alternatif usuel 6, 6' par l'intermédiaire d'un élément thermique 13 de l'interrupteur et d'une impédance régulatrice du tube, par exemple une bobine de self 7, respecti- vement par l'intermédiaire d'un interrupteur principal 8 et d'au- @
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tre part, à l'état froid, par l'intermédiaire des contacts 16, 17 de l'interrupteur.
Pour faciliter l'amorçage, le tube peut comporter une bande d'amorçage extérieure 5, qui peut être re- liée éventuellement à l'une des électrodes, par exemple l'élec- trode 3. Les contacts de l'interrupteur sont shuntés par un condensateur de déparasitage, par exemple de 6000 pF.
L'interrupteur comporte une lame bimétallique 12, qui est chauffée par l'élément thermique 13 ; ce dernier est monté en série avec le tube 2. La lame bimétallique commande une armature magnétique 14 qui, conjuguée avec un aimant per- manent 15, ouvre et ferme les contacts 16 et 17 qui sont nor- malement fermés. Le contact 16 constitue le contre-contact ou contact fixe ou le contact qui est fixé du moins lorsque la tem- pérature ambiante est constante ; est porté par le support 21, tandis que le contact 17, qui est fixé sur la lame bimétallique 12, constitue le contact mobile ou contact de travail de l'in- terrupteur.
Comme le montrent les figs. 2, 3 et 4, l'interrupteur est monté sur un socle isolant 18 et est entouré d'une douille 19. Un support isolant 20 qui est pratiquement perpendiculaire au socle, porte deux éléments bimétalliques 21 et 22 compensa- teurs de la température, ces éléments sont montés de façon que, sous l'influence de la température ambiante, ils subissent les mêmes variations de forme que la lame bimétallique 12 lorsque celle-ci n'est pas chauffée par l'élément thermique 13. Cet élé- ment thermique est supporté par des organes d'alimentation 23 et 24 qui se terminent, à la partie inférieure du socle 18, dans des raccords 30', dont la fig. 2 n'en montre qu'un seul.
L'ai- mant permanent 15, qui peut être par exemple un aimant cylindri- que isolant, est monté sur une tige axiale 25 dont les extrémités sont fixées aux rallonges 26 et 27 des éléments bimétalliques @
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compensateurs 21,22. L'aimant isolant 15 peut être en un mélange fritté d'oxydes métalliques magnétisables contenant par exemple 30 parties de Fe2O3, 44 parties de Fe304 et 26 parties de C0203,
L'armature 14 est constituée par une manchette magné- tique cylindrique qui entoure l'aimant 15 et qui est portée par l'extrémité libre de la lame bimétallique 12. Le contact fixe 16 est fixé à l'élément 21 à l'aide d'une rallonge 28 de sorte que l'élément 21 fait en même temps office de support du contact 16.
Le contact de travail 17 est porté par l'armature 14 et est monté d'une manière telle qu'il touche le contre-contact 16 lorsque la lame bimétallique 12 est froide, c'est-à-dire lors- qu'elle se trouve à la température ambiante. Pour éviter la déformation de la rallonge 28 lors de chocs ou de vibrations, on peut utiliser un organe tampon 28'. Les contacts 16 et 17 sont reliés par l'intermédiaire des conducteurs 31 et 32, aux organes d'alimentation 29 et 30, qui sont prévus à la partie inférieure du socle et qui assurent la liaison de l'interrup- teur avec les électrodes à incandescence 3 et 4 du tube 2.
La fig. 3 montre en perspective la position relative de l'armature 14 et de l'aimant 15 lorsque les contacts 16 et 17 se touchent, tandis que la fig. 4 montre l'interrupteur à l'état ouvert.
Les figs. 5 et 6 montrent une forme de réalisation légèrement différente de l'interrupteur. L'aimant isolant 15 y est remplacé par un aimant permanent 33 en matière conductrice d'électricité et l'armature cylindrique 14 par une armature 34 en forme de U, tandis que la tige 25 est remplacée par un sup- port métallique non magnétique 35 constitué par des languettes de cuivre ou de laiton entre lesquelles est disposé l'aimant.
Le support 35 est fixé aux extrémités libres des éléments compen-
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sateurs 21 et 22. Pour éviter le court-circuit entre les con- tacts 16 et 17 lorsque ceux-ci sont écartés l'un de l'autre, on a prévu un organe isolant 36, par exemple une plaque de mica à la surface de la partie de l'armature tournée vers l'intérieur, surface sur laquelle est fixé le contact de travail 17. Le contre-contact 16 peut être monté sur une rallonge 37 du support 35, rallonge qui est fixée à l'élément 21. La fig. 5 représen- te l'interrupteur à l'état fermé et la fig. 6, le même interrup- teur à l'état ouvert.
Lorsque, par suite de la fermeture de l'interrupteur principal 8, (voir fig.l) le dispositif est mis sous tension,un courant traverse la bobine de self 7, l'élé- ment thermique 13, l'électrode 3, la lame bimétallique 12, l'ar- mature 14, le contact de travail 17, le contre-contact 16, l'élé- ment compensateur 21 et l'électrode 4. L'aimant 15 maintient les contacts 16 et 17 dans la position normalement fermée, jusqu'à ce que, par suite de la déformation de la lame bimétal- lique, provoquée par l'élément thermique 13, l'attraction en- tre l'aimant 15 et l'armature 14 soit vaincue. A ce moment, les contacts 16 et 17 s'écartent par saut brusque, l'aimant vient en contact avec la partie en regard opposée de l'armature, et les contacts 16 et 17 sont maintenus écartés.
Pendant la période de fermeture des contacts 16 et 17, les électrodes à incandescence 3, 4 sont portées à la tem- pérature d'émission, de sorte que la tension additionnelle fournie par la bobine de self au moment de l'ouverture de l'in- terrupteur provoque l'amorçage du tube 2 et par la suite, le courant de décharge qui traverse l'élément thermique 13 fait en sorte que la température de la lame bimétallique 12 ne tom- be pas au point qu'à l'état ouvert de l'interrupteur, l'attrac- tion magnétique entre l'aimant 15 et l'armature 14 soit vaincue :
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les contacts 16 et 17 restent donc écartés pendant le fonction- nement du tube 2.
Cependant, si le tube ne s'amorce pas, ou bien, s'il faut procéder à un réamorçage immédiatement après la mise hors circuit, l'attraction magnétique entre l'aimant et l'armature maintiendra écartés les contacts 16 et 17 aussi longtemps que la température de la lame bimétallique 12 ne tombe pas au-dessous d'une valeur déterminée. A ce moment, les con- tacts se rapprochent par sauts et restent fermés jusqu'au mo- ment où la lame bimétallique 12 atteint de nouveau la tempéra- ture à laquelle l'attraction magnétique est vaincue et à la- quelle les électrodes à incandescence ont repris leur tempé- rature d'émission.
La fig. 7 montre un montage de l'aimant et de l'arma- ture autre que celui utilisé dans les formes de réalisation décrites jusqu'à présent. L'aimant 38 est fixé à la lame bi- métallique 12 et l'armature 39 est fixe, du moins à une tempé- rature ambiante constante.
Alors que, dans les formes de réalisation décrites jusqu'à présent, l'aimant était simple, et que l'armature se trouvait des deux côtés du trajet de l'aimant et dans ce trajet, la fig. 8 montre une forme de réalisation comportant une arma- ture simple 40 qui est fixée à la lame bimétallique 12 ainsi que deux aimants qui sont disposés de part et d'autre de l'ar- mature et qui se complètent de manière à constituer un aimant 41 en forme de U ou de fer à cheval, entre les bras duquel se trouve l'armature 40. En principe, les interrupteurs montrés sur les figs. 7 et 8 fonctionnent de la même manière que ceux représentés sur les figs. 2 et 5.
L'interrupteur conforme à l'invention fonctionnant par sauts, remplit la fonction d'interrupteur thermique. En effet, pendant le fonctionnement du tube, il maintient ouverts
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des contacts normalement fermés, sans qu'il soit nécessaire d'accumuler à cet effet dans l'interrupteur une quantité de chaleur aussi grande que celle qui serait nécessaire pour maintenir l'interrupteur à l'état ouvert. Ceci nécessite en général autant de chaleur que celle nécessitée ensemble avec l'attraction magnétique.
Par suite de cette réduction de la quantité de chaleur accumulée, il faut évacuer moins de chaleur avant que l'interrupteur puisse se fermer et de plus, pendant le fonctionnement du tube, l'élément thermique 13 provo- que moins de pertes que sans l'utilisation des moyens magnéti- ques qui tendent à maintenir ouvert l'interrupteur.