<Desc/Clms Page number 1>
Dispositif d'amorçage pour tubes à décharge dans le gaz et, ou la vapeur.
. L'invention concerne un dispositif d'amorçage pour tubes à décharge dans le gaz ou la vapeur, comportant un inter- rupteur d'amorçage automatique monté en série avec un rupteur thermique, le rupteur au moins étant shunté par une résistance.
Dans un dispositif, comportant une bobine de self montée en série avec un tube à décharge dans le gaz, muni d'électrodes à incandescence, il est connu d'interconnecter les extrémités, les plus éloignées du secteur, de ces électrodes à incandescence, par le montage en série d'un interrupteur à lueur, d'un rupteur ther- mique fermé à l'état froid et d'une résistance, le rupteur ther- mique, la résistance en série et éventuellement l'interrupteur à lueur étant shuntés par une autre résistance. Lorsque le tube
<Desc/Clms Page number 2>
refuse de s'amorcer, la résistance en série provoque l'ouverture du rupteur et la résistance de shuntage maintient le rupteur ouvert, de sorte que l'interrupteur cesse ses tentatives d'amorçage.
L'invention est basée sur l'idée que dans le dis- positif précité la résistance en série constitue un inconvénient.
La chaleur développée dans cette résistance est proportionnelle au carré du courant de court-circuit, c'est-à-dire du courant qui, les contacts de l'interrupteur à lueur et du rupteur étant fermés, traverse la résistance en série; de ce fait, des tubes à décharge de puissances différentes nécessitent aussi des ré- sistances séries différentes, ou bien des montages différents du rupteur et de la résistance en série, ce qui constitue un in- convénient pour la fabrication en grande série du dispositif d'amorçage. En effet, actuellement les tubes à décharge les plus importants sont normalisés pour une tension de fonctionne- ment déterminée : (100-110 V).
L'intensité du courant de régime du tube et l'intensité du courant de court-circuit qui est pratiquement proportionnelle à la première, varient donc environ proportionnellement à la puissance absorbée par le tube. Le dis- positif d'amorçage pour chaque type de tube de puissance diffé- rente, nécessite donc une résistance série et ou un montage adaptés à l'intensité de courant correspondante.
L'invention obvie à cet inconvénient.
Suivant l'invention, l'élément sensible à la chaleur du rupteur se trouve en liaison thermique avec au moins une des électrodes de l'interrupteur. Grâce à cette disposition le rupteur s'ouvre non pas sous l'effet de la chaleur qu'engendre le courant de court-circuit, mais bien sous l'effet de la chaleur produite dans une ou plusieurs électrodes de l'interrupteur d'amorçage et ou entre ces électrodes. Dans les interrupteurs d'amorçage cette chaleur n'est que directement proportionnelle à l'intensité du courant de régime du tube et dans les interrupteurs par
<Desc/Clms Page number 3>
effluve, elle est même indépendante de l'intensité du courant de régime.
Dans une forme de réalisation avantageuse de l'invention, l'extrémité de l'élément sensible à la chaleur la plus éloignée du contact du rupteur, est reliée par une connexion métallique au contre-contact de l'interrupteur.
Le contre-contact de l'interrupteur, l'extrémité fixe de l'élément sensible à la chaleur du rupteur, et une extrémité de la résistance qui shunte directement le rupteur, peuvent être fixés à un support commun.
Dans les dispositifs d'amorçage comportant un inter- rupteur à lueur et une résistance qui shunte directement le rup- teur, le rupteur et la résistance de shuntage peuvent être logés à l'intérieur du récipient à décharge de l'interrupteur, dans une enveloppe fermée qui empêche une décharge entre l'électrode bimétallique de l'interrupteur d'une part, et le rupteur et la résistance de shuntage d'autre part, mais qui permet la transmis- sion de la chaleur entre les électrodes de l'interrupteur et l'élé- ment sensible à la chaleur du rupteur.
L'organe d'alimentation du contact fixe du rupteur peut être entouré, dans l'enceinte de décharge de l'interrupteur, par un manchon isolant qui se rac- corde à l'enveloppe précitée et à la paroi du récipient de dé- charge avec un jeu si petit qu'aucune décharge par effluve ne puisse s'amorcer vers l'organe d'alimentation. Le rupteur étant disposé à l'intérieur du récipient à décharge, la chaleur pro- duite dans ou entre les électrodes de l'interrupteur, peut être transmise par le métal et aussi par le fluide gazeux de l'inter- rupteur à l'élément sensible à la chaleur du rupteur. Le rupteur étant ouvert, cette chaleur contribue aussi à le maintenir ouvert.
Dans les dispositifs d'amorçage comportant un inter- rupteur à lueur, le rupteur et la résistance de shuntage peuvent
<Desc/Clms Page number 4>
aussi se trouver à l'extérieur du récipient à décharge. Dans ce cas, l'extrémité fixe de l'élément sensible à la chaleur du rupteur peut être serrée par un collier métallique contre la paroi du récipient à décharge par lueur. Le collier métallique peut être disposé à la hauteur des extrémités de l'interrupteur qui assurent le contact. La transmission de la chaleur s'effec- tuera essentiellement par l'atmosphère gazeuse de l'interrupteur.
Un choix judicieux du gaz et de sa pression permet de faire varier le temps au bout duquel le rupteur s'ouvre.
La Demanderesse a constaté que les tubes à décharge dans le gaz et ou dans la vapeur qui après 10 à 20 sec.de ten- tatives d'amorçage ne sont pas encore amorcés, ne s'amorcent plus. Dans les dispositifs d'amorçage à interrupteur par lueur, dispositifs dans lesquels le rupteur et la résistance de shuntage se trouvent à l'extérieur du récipient à décharge par lueur, pour raccourcir le temps nécessaire à l'ouverture du rupteur de manière que la durée des tentatives infructueuses d'amorçage soit réduite au minimum, suivant une autre forme de réalisation de l'invention au moins une partie d'au moins une des électrodes de l'interrupteur à décharge par lueur peut se trouver très près de la partie de la paroi du récipient à décharge par lueur dont l'échauffement provoque l'ouverture du rupteur.
De préfé- rence, l'une des électrodes de l'interrupteur à décharge par lueur peut comporter un prolongement constitué par une lame mé- tallique, qui est montée parallèlelement à l'élément sensible à la chaleur du rupteur et qui n'eg est pratiquement séparée que par la paroi du récipient à décharge par lueur.
Lorsque l'extrémité fixe de l'élément sensible à la chaleur du rupteur est fixée par un collier métallique sur la paroi extérieure du récipient à décharge par lueur, de préférence l'une des électrodes de l'interrupteur à décharge par lueur
<Desc/Clms Page number 5>
peut comporter un prolongement en forme de ruban qui est dis- posé parallèlement à une partie du collier précité et qui n'en est séparé que par la paroi du récipient à décharge par lueur.
La partie de l'électrode de l'interrupteur à décharge par lueur qui se trouve à proximité de la paroi, sera, de pré- férence, constituée par un bi-métal qui est placé de manière que lorsqu'il s'échauffe, il se déplace vers la paroi intérieure du récipient à décharge par lueur.
La description qui va suivre en regard du dessin annexé, donné à titre d'exemple 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 ladite invention.
La fig. 1 montre un tube à décharge dans le gaz et ou la vapeur muni d'un dispositif d'amorçage conforme à l'inven- tion. Les électrodes 1 et 2 d'un tube 3 sont reliées, d'une part, par l'intermédiaire d'une impédance auxiliaire 4 et d'un inter- rupteur principal 5, aux bornes 6, 7 d'une source de courant appropriée et d'autre part, aux bornes de connexion 8, 9 du dispositif d'amorçage. Les éléments 4 et 5 peuvent évidemment aussi être prévus en d'autres endroits des lignes de connexion entre la source de courant et le tube.
Les organes de connexion 8, 9 du dispositif d'amor - çage sont interconnectés par un interrupteur d'amorçage 10, 11, 12 et un rupteur 13, 14 15. Dans ces appareils, 10 et 13 sont les parties mobiles, 11 et 14 les contacts portés par ces parties mobiles et 12, 15 les contacts fixes ou contre- contacts de l'interrupteur du rupteur. Les contacts 14, 15 du rupteur sont shuntés, par l'intermédiaire de la connexion 17, par une résistance 16. Comme le montre le tracé en poin- tillés 18, cette résistance peut aussi shunter l'ensemble
<Desc/Clms Page number 6>
du rupteur et de l'interrupteur d'amorçage.
L'interrupteur d'amorçage peut être un interrupteur automatique du type à tension, par exemple un ihterrupteur par lueur, un interrup- teur magnétique ou un interrupteur piézo-électrique ou bien un interrupteur automatique du type à courant, par exemple un inter- rupteur à résistance ou un interrupteur magnétique. Dans les interrupteurs à tension, à l'état non excité, les contacts 11 Et 12 sont écartés l'un de l'autre, et l'élément excitateur shunte les contacts 11, 12 de l'interrupteur comme montré par 19 tandis que, dans les interrupteurs à courant, à l'état non excité, les contacts 11 et 12 se touchent et l'élément excitateur est mon- té en série avec ces contacts,de préférence, dans l'un des conducteurs d'alimentation du tube.
Dans le cas d'un interrup- teur à courant du type magnétique, on utilise souvent, comme impédance auxiliaire 4, Une bobine de self qui fait en même temps office d'élément excitateur de l'interrupteur. Les élec- trodes 1 et 2 du tube sont des électrodes à incandescence acti- vées qu'il y a lieu de chauffer avant l'amorçage. Au lieu de ces électrodes, on peut aussi utiliser des électrodes ne requérant pas de préchauffage ou bien des électrodes recouvertes ou non de substances bonnes émettrices d'électrons.
Suivant l'invention, l'élément sensible 13 du rupteur est en contact thermique avec au moins l'une des électrodes de l'interrupteur, ce qui est représenté sur le dessin par la dis- position du contact fixe 12 de l'interrupteur sur l'extrémité de l'élément thermique 13 la plus éloignée du contact 14, de sorte que, dans le cas considéré, il existe une connexion métallique conductrice de la chaleur entre l'une des électrodes de l'inter- rupteur et l'élément sensible du rupteur.
Au moment où les contacts 11 et 12 de l'interrupteur s'écartent, il s'établit un arc qui chauffe les contacts; si l'in- terrupteur est un interrupteur à lueur dans lequel l'élément 19
<Desc/Clms Page number 7>
désigne la décharge par lueur qui se produit entre les élec- trodes de cet interrupteur il se produit en outre, avant .l'amorçage du tube 3, une décharge entre les électrodes ouver- tes, décharge qui chauffe ces électrodes. Lorsque l'élément sensible 13 du rupteur est ainsi porté à une température telle que les contacts 14 et 15 du rupteur s'écartent, il peut se présenter quatre cas suivant que l'interrupteur est un inter- rupteur à tension ou un interrupteur à courant et que l'on utilise soit la connexion 17, soit la connexion 18.
Dans le cas d'un interrupteur à tension, et lorsqu'on utilise la connexion 17 (comme indiqué en traits pleins sur la fig.l), l'élément exci- tateur 19 est alimenté par l'intermédiaire de la résistance 16 dont les dimensions sont telles que l'interrupteur ouvert ne peut plus se fermer. Dans le cas d'un interrupteur à tension, et de l'emploi de la connexion 18, l'alimentation de l'élément d'ex- citation est coupée, le rupteur 14, 15 étant ouvert. L'interrup- teur à tension reste donc ouvert dans les deux cas, de sorte que les tentatives d'amorçage cessent.
Dans le cas d'un inter- rupteur à courant et de l'emploi de la connexion 17, l'élément excitateur monté en série avec l'interrupteur, est branché, par l'intermédiaire des contacts 11, 12 qui se touchent et de la résistance 16, sur la source de tension d'alimentation et cette résistance a des dimensions telles qu'à l'état ouvert du rupteur, l'élément excitateur ne puisse plus ouvrir l'interrupteur.
Dans le cas d'un interrupteur à courant et de l'emploi de la connexion 18, l'élément excitateur de l'interrupteur est branché sur la source de tension d'alimentation directement par l'inter- médiaire de la résistance 16 ; ce cas aussi, cette résis- tance a des dimensions telles qu'à l'état ouvert du rupteur, l'interrupteur ne puisse plus s'ouvrir. Donc, dans les deux derniers cas mentionnés, l'interrupteur ne répète pls. De plus,
<Desc/Clms Page number 8>
dans les quatre cas, la résistance 16 est dimensionnée et dis- posée de manière que la chaleur qui s'y développe maintient le rupteur ouvert jusqu'à ce que l'alimentation en tension soit coupée par l'ouverture de l'interrupteur principal 5.
Dans le cas d'électrodes à préchauffage 1, 2 cette interruption peut aussi s'effectuer en enlevant le tube de l'installation.
Il y a lieu de noter que dans le choix des dimensions de la résistance 16, on peut tenir compte du fait que dans le cas où le rupteur est ouvert et que l'on utilise la connexion 17, l'interrupteur à lueur fournit de la chaleur qui contribue à maintenir le rupteur dans la position ouverte.
Les figs. 2 et 3 montrent un dispositif d'amorçage comportant un interrupteur électromagnétique du type à tension.
Le contact fixe 12 est relié, par un conducteur de la chaleur, à l'élément bimétallique 13 du rupteur, par une plaque métalli- que 21. Cette plaque, ainsi que l'extrémité, supérieure sur le dessin, de la résistance de shuntage 16, sont fixées à un collier métallique 22 qui fait office d'organe de support commun pour le contact fixe 12 de l'interrupteur, l'élément bimétallique 13 du rupteur et la résistance 16, et qui est relié, par le conducteur 23 à l'une des extrémités de la bobine 19, c'est-à-dire l'élément excitateur de l'interrupteur. La chaleur développée dans le contact fixe 12 pendant le fonc- tionnement de l'interrupteur, est transmise par l'intermédiaire de la plaque 21, à l'élément bimétallique 13 du rupteur.
Lorsque, sous l'effet de cette chaleur, les contacts 14 et 15 de ce rupteur s'écartent, la chaleur développée dans la résistance 16 maintient ces contacts ouverts.
La fige 4 montre un dispositif d'amorçage comportant un interrupteur à lueur dont le contact fixe 12,est relié, par l'intermédiaire d'un fil métallique 25, à l'élément
<Desc/Clms Page number 9>
bimétallique 13 du rupteur 14, 15 qui, à l'état froid, court- circuite la résistance 16. Le fil 25 et le prolongement 26 du contact fixe 15 du rupteur traversent hermétiquement les parois d'une enveloppe isolante 27, par exemple en verre, qui est remplie d'un gaz conducteur de la chaleur, par exemple de l'hydrogène, de l'hélium, de l'azote ou de l'air.
La chaleur développée dans les électrodes de l'interrupteur à lueur, est transmise,par l'intermédiaire du remplissage gazeux de l'interrupteur à lueur, de la paroi et du remplissage gazeux de l'enveloppe 27, ou bien par le fil 25, à l'élément bimé- tallique 13 du rupteur. Lorsque, sous l'effet de cette chaleur, les contacts du rupteur s'écartent, la chaleur développée dans la résistance 16 qui n'est alors plus shuntée, et la chaleur engendrée par la décharge par lueur dans l'interrupteur à lueur, même lorsque le rupteur est ouvert, maintiennent les contacts 14 et 15 ouverts.
L'enveloppe 27 ainsi qu'un manchon isolant 28 qui entoure le fil d'alimentation 26 entre l'enveloppe et le pincement 29 du dispositif d'amorçage empêchent toute décharge par lueur entre l'électrode bimétallique 10, l'organe de support de cette électrode et le contact 11 d'une part, et l'interrup- teur, la résistance et l'organe 26, d'autre part. Le remplissage gazeux de l'enveloppe 27 et la pression qui règne dans cette en- veloppe sont choisis de manière qu'il ne subsiste pas de décharge entre les contacts ouverts 14, 15 du rupteur. Le manchon 28 ne doit pas nécessairement se raccorder de manière hermétique au pincement 29 ou à l'enveloppe 27; il suffit que les fentes entre ces organes soient si étroites qu'une décharge par lueur ne puisse s'amorcer vers le fil d'alimentation 26.
Les figs. 5 et 6 montrent une autre forme de réalisation d'un dispositif d'amorçage avec interrupteur par lueur dans lequel la transmission de la chaleur des électrodes de l'interrupteur vers le rupteur, s'effectue par l'atmosphère gazeuse et la paroi
<Desc/Clms Page number 10>
du récipient à décharge 30. Autour du récipient à décharge 30 est serré, à la hauteur des contacts 11, 12 de l'interrupteur, un collier métallique 31 qui applique, en même temps, l'élément bimétallique 13 du rupteur contre la paroi du récipient à décharge.
Le rupteur ouvert est maintenu ouvert par la chaleur développée dans les électrodes de l'interrupteur à décharge par lueur et dans la résistance.
La fig. 7 montre une autre forme de réalisation d'un dispositif d'amorçage avec interrupteur à lueur. Dans cet agen- cement,l'électrode de l'interrupteur à décharge par lueur, électrode dont fait partie le contre-contact 12, porte un prolonge-- ment 40 constitué par un ruban métallique dont l'extrémité libre est parallèle à l'axe du récipient à décharge par lueur, cylindrique dans le présent exemple. L'extrémité précitée se trouve près de la paroi du récipient à décharge par lueur ou touche même cette paroi. A l'extérieur du récipient à décharge, l'élé- ment bimétallique 13 du rupteur se trouve en regard de l'extrémi- té libre du ruban 40 et est parallèle à ce ruban.
Pendant la phase de décharge par lueur, de l'inter- rupteur d'amorçage, la décharge par lueur couvre aussi le prolongement 40, de sorte que la chaleur qui s'y développe est transmise, par l'intermédiaire de la paroi du tube à décharge, à. l'élément bimétallique 13 de l'interrupteur.
Pour que le prolongement 40 s'applique bien contre la paroi du récipient à décharge 30, il peut être constitué par un ruban bimétallique dont les couches composantes sont disposées de manière que, lors d'un échauffement, ce ruban s'éloigne du rupteur dans la direction de l'élément bimétal- lique 13. De ce fait, à l'état chaud, la transmission de chaleur est particulièrement bonne.
Le dessin ne montre pas les moyens de fixation du rup- teur au récipient à décharge. Ces moyens peuvent être par exemple
<Desc/Clms Page number 11>
des colliers métalliques qui serrent respectivement l'extrémité supérieure de l'élément bimétallique 13 et le contre-contact 15, contre le récipient à décharge 30.
Les figs. 8 et 9 montrent une autre forme de réalisa- tion du dispositif d'amorçage conforme à l'invention. La résis- tance 16 y est fixée à deux colliers métalliques 31 et 32, qui sont serrés sur le récipient à décharge 30. A la borne de connexion supérieure de la résistance 16 est soudé l'élément bimétallique 13 du rupteur tandis que le contre-contact 15 de ce rupteur est fixé à la borne de connexion inférieure. A l'électrode portant le contre-contact 12 de l'interrupteur à décharge par lueur, est aussi fixé un prolongement 41 en tôle. Vu en plan, ce prolongement affecte la forme d'un C (fig. 9) et il se dispose, à la hauteur du collier de serrage supérieur 31, de manière qu'une partie de ce collier se trouve en regard d'une partie du prolongement 41 et qu'elle soit parallèle à cette dernière.
Le ruban 41 peut être en bimétal.
Les deux dernières formes de réalisation mentionnées per- mettent d'obtenir facilement pour le rupteur une durée d'enclen- chement d'environ 30 secondes, alors que, sans les prolongements 40 et 41, cette durée d'enclenchement dépasse 60 sec.
Il y a lieu de noter que la résistance 16 peut aussi shunter l'ensemble du rupteur et de l'interrupteur. Dans ce cas, le rupteur étant ouvert, il ne se produira pas de décharge dans l'interrupteur à décharge par lueur, de sorte que la résis- tance doit alors être dimensionnée de manière à pouvoir, d'elle- même, maintenir le rupteur ouvert :
Le dispositif d'amorçage peut être shunté, de la manière usuelle, par un condensateur de 10. 000 pF par exemple qui peut être logé avec le dispositif d'amorçage, dans une douille commune.