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L'invention concerne des dispositifs d'allumage et d'entre- tien pour lampes électriques à décharge, particulièrement des lampes à fluorescence avec électrodes incandescentes activées chauffées au préalable sous tension alternative. Il est connu de disposer en parallèle, à cet effet, avec la lampe munie d'une inductance à mise en circuit préalable et en série avec les élec- trodes à incandescence un allumeur dit à décharge. Celui-ci est fréquement constitué de telle sorte que ses contacts se collent
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l'un à l'autre par soudage pendant le temps déterminé qui est nécessaire pour le chauffage des électrodes.
Ce procédé n'est pas contrôlable, de sorte que la durée de chauffage préalable peut être d'une longueur variable, et qu'un peut en résulter des effets dommageables pour la lampe. En outre, il a été proposé pour obtenir un allumage plus rapide des lampes de ce genre, d'augmenterle courant de chauffage préalable. C'est ainsi que l'on a par exemple abaissé l'inductivité d'une bobine de choc à l'aide d'un enroulement auxiliaire pendant le temps de l'al- lwnage. Dans un autre cas, il a été publié d'utiliser dans le dispositif d'allumage et d'entretien antérieurement décrit, au lieu d'un allumeur.à décharge, un redresseur et un interrupteur thermique.
Cet interrupteur est cependant réalisé à quatre pô- les et ne peut pas en conséquence être monté dans les disposi- tifs normaux d'allumage et d'entretien si ce n'est après avoir effectué d'importantes modifications, parmi lesquelles le mon- tage en particulier d'autres conducteurs et de montures spécia- les pour l'interrupteur. Cet interrupteur a en outre un autre inconvénient, celui de consommer de l'énergie en service.
L'invention a pour but, en vue d'obtenir un chauffage et un allumage plus rapides des lampes électriques à décharge à l'aide d'un courant initial fortement accru, de monter un élé- ment interrupteur, qui puisse être mis, sans transformations supplémentaires, à la place du starter normal, équipé d'un al- lumeur à décharge, dans de nombreux dispositifs d'allumage et d'entretien utilisés. L'emploi de cet élément interrupteur peut également être utile dans des installations se trouvant à l'air libre et qui s'allument difficilement par grands froids.
Conformément à l'invention, il est donc proposé un disposi- tif d'allumage et d'entretien pour lampes électriques à décharge en particulier lampes fluorescentes à électrodes activées, dans lequel,, en parallèle avec la lampe à décharge et en série avec ses électrodes à incandescence, est monté un redresseur en sé- rie avec un allumeur à décharge. En particulier, les éléments
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constructifs de l'allumeur à décharge sont disposés de telle sorte qu'il no se produit ,pas de collage de ses contacts pour des intensités de courant supérieures à 0,7 ampère, c'est-à- dire supérieures de 2 à 5 fois à l'intensité de fonctionnement de la lampe à décharge.
Le temps de fermeture de cet interrup- teur est avantageusement fixé à une valeur inférieure à 0,5 s., par exemple deO,1 à 0,2 s. Pour obtenir de telles conditions de fonctionnement, on peut par exemple constituer les contacts de l'allumeur en tungstène ou tous autres métaux difficilement fusibles ou choisir des dimensions particulières pour les bila- mes. Pour résoudre le problème posé, il est en outre nécessaire, conformément à l'invention, d'enfermer dans un bottier cylindri- que tous les éléments constructifs nécessaires tels qu'allumeur à décharge, redresseur, fusible éventuel, condensateur antipara- site, etc., ce bottier portant sur une de ses faces une plaque de montage équipée de son côté de deux broches de contact.
Pour parvenir à cette forme de réalisation, que l'on désigne généra- lement sous le nom de starter, on prévoit, conformément à l'in- vention, le montage de petits redresseurs à conductibilité uni- , latérale, tels qu'au silicium, au germanium ou des liais.-ons r III-V (c'est-à-dire des liaison:! d'éléments du 3e groupe avec"' des éléments du 5e groupe de la classification périodique).
On décrira ci-après plus e détail l'invention en'regard des dessins annexés, sur lesquels les figures lét 2 représen- tent deux exemples de réalisation conformes à l'invention, la figure 2 représentant en perspective le starter.
Le tube de décharge 1 se compose d'une lampe de décharge à basse pression qui porte à l'intérieur une couche 2 de matiè- re fluorescente. Aux extré its du tube 1 se trouvent les élec- trodes à incandescence de chauffage préalable 3,4 qui sont avan- tageusement activées à l'aide de mélanges d'oxydes alcalino- terreux. La bobine de self additionnelle 5 a une impédance de 290 ohrns pour une puissance utile du tube à décharge 1 de 40watts (correspondant à un courant de service de 0,45 A) et une source
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de courant alternatif de 220 V sous 50 périodes.
En parallèle avec la lampe 1 et en série avec les électrodes à incandescence 3,4 se trouvent un ou plusieurs éléments redresseurs 6,6',6" de préférence un élément redresseur unique avec tension de blocage suffisamment élevée, ainsi'que l'allumeur à décharge 7 avec les contacts 8,8' réalisés avantageusement en tungstène. L'allumeur à décharge 7 peut être shunté par le condensateur antiparasite usuel 9.
Si donc l'interrupteur principal 10 est fermé pour l'allu- mage de la lampe 1, les contacts 8,8' de l'allumeur à décharge 7 viennent se toucher au bout de ,-eu de temps et il passe dans l'agencement décrit, en raison du redressement un courant de 1,3 à 1,7 ampère pour une lampe de 40 W, suivant la valeur de la résistance ohmique de la bobine de self et des filaments d'é- lectrodes. Un tel courant produit dans un temps minimum, infériar à 0,5 s. et, en fait, entre .0,1 et 0,2 s. L'échauffement des électrodes 3,4 et la température nécessaire au fonctionnement.
Coràune l'allumeur de décharge 7 ne colle pas, en raison de ses contacts en tungstène 8,8' il s'ouvre à nouveau pratiquement aussitôt et la lampe 1 s'allume déjà au bout de 0,3 à 0,5 se- condes. Dans certains cas isolés, il peut être avantageux d'a- jouter un coupe-circuit 11 pour éviter une action excessive d'un courant d'allumage trop intense sur les autres éléments de l'in- terrupteur, par exemple sur la bobine de self 5.
Un autre moyen haut d'obtenir l'avantage décrit plus/consiste à donner aux filaments utilisés comme électrode d'allumage qui peuvent être en tungs- tène ou en molybdène, des dimensions telles que la prolongation du passage du courant conduise à leur fusion, par exemple après 5 à 10 minutes d'un fonctionnement intermittent dans des lampes défectueuses ou à la fin de leur vie quand l'allumage n'est plus possible avec des électrodes désactivées.
Le courant redressé passant au moment de la fermeture des contacts de l'allumeur à décharge 8,8' peut également atteindre une valeur aussi élevée parce que la self-induction de la bobine
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de self, qui est prépondérante lors du fonctionnement en courant 'alternatif pur, ne limite que la partie alternative du courant redressé, la partie continue n'étant limitée que par la résis- tance ohmique de la bobine de self 5 et des électrodes à incàn- descence 3,4. Si ce courant s'avérait trop élevé pour certains types de lampes, son atténuation serait possible de plusieurs façons. C'est ainsi que l'on pourrait intercaler une résistance additionnelle dans le circuit composé des redresseurs 6,6',6" de l'allumeur à décharge 7 et du coupe-circuit éventuel 11.
On également pourrait/utiliser un redresseur qui, dans le sens de blocage, laisserait cependant passer un peu de-courant de sorte qu'il ne passerait pas un courant purement continu. Ce dernier mode de fonctionnement est avantageusement obtenu en montant en paral- lèle avec les redresseurs 6,6',6" un corps conducteur, par exem- ple une résistance ohmique ou une résistance pour courant alter- natif 12. Celle-ci pourrait avoir un ordre de grandeur de 100 à 2000 ohms. Comme .elle ne serait mise en circuit que pour un temps exceptionnellement court, elle n'aurait pas besoin d'être dimensionnée comme pour une charge continue et serait assez peu encombrante pour pouvoir trouver place également avec les autres éléments interrupteurs du circuit en pont dans le boîtier du starter.
Cette résistance montée en parallèle avec le redresseur a une action particulière en coopération avec l'allumeur à déchar- ge. Si elle n'est pas montée, c'est-à-dire si elle est infini- ment grande, l'allumeur ne reçoit du courant que pendant.la de- mi-alternance pour laquelle le redresseur laisse passer le cou- rant. Si l'allumeur est symétrique, donc construit avec deux bilames de dimensions à peu près identiques, un seul bilame est échauffé et il est possible que l'allumeur ne se ferme pas du tout. Si une résistance d'une valeur par exemple inférieure à
2000 ohrns, de préférence de 300 ohms se trouve en parallèle avec le redresseur, l'autre bilame s'échauffe pendant la demi-alter- nance pour laquelle le redresseur bloque le passage du courant.
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Déjà des résistances inférieures à environ 2000 ohms laissent passer assez de courant, en liaison avec la chute de tension dans 1'-allumeur à décharge pour permettre d'atteindre des tenps de fermeture suffisamment courts, c'est-à-dire entre l'établis- sement de la tension et la mise en contact des bilames.
Des allumeurs de construction dissymétriques se sont avé- rés particulièrement favorables dans le cas présent. Par exem- ple, un allumeur se composera d'une tige de contact fixe en tungstène, et, comme deuxième électrode, d'un bilame pourvu de contacts en tungstène. Il est connu que de tels allumeurs, en liaison avec la bobine de self fournissent une impulsion de tension particulièrement élevée pour l'allumage de la lampe quand le circuit est ouvert par l'allumeur dans la demi-alter- nance pendant laquelle l'électrode la plus grosse, à savoir le bilame, sert d'anode. Appliqué à la présente invention, cela signifie que l'allumeur doit être polarisé de telle façon que le bilame, en tant qu'électrode plus grosse, doit être relié à l'anode du redresseur pour l'alternance,¯passante de celui-ci.
Comme le montre déjà la figure 2, les léments nécessaires à l'opération d'allumage, tels que l'allumeur à décharge, le redresseur, la résistance shunt; le condensateur antiparasite, sont.rassemblés en une unité constructive qui, dans son monta- ge correspond au strter ordinaire du commerce. Dans certains cas, il s'est avéré avantageux de ne pas rassembler tous ces éléments dans le boîtier de ce starter, mais au contraire d'adop- ter un agencement dans lequel le redresseur tout au moins sans l'allumeur à décharge est dispose- dans un boîtier constituant un culot intermédiaire qui, le cas échéant, contient encore d'autres éléments d'interrupteur.
Il en résulte la possibilité d'améliorer 'simplement et commodément les installationsd'éclairage précédem- ment équipées d'allumeurs à décharge bipolaires, en enlevant sim- plement le starter existant et l'ajoutant au culot interraédiaire et les montant ensuite tous deux de la manière ordinaire dans le support du starter. Des redresseurs à disques se sont révélés par
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ticulièrement avantageux pour cet agencement.
Il s'est avéré de plus que le redresseur s'échauffe très fortenent pendant l'opération d'allumage quand une lampe à dé- ne charge, sur la fin de sa vie/s'allume plus et que l'allumeur fonctionne en service de longue durée jusqu'au changement de la lampe. Dans ce cas, c'est non seulement le redresseur, mais tout le starter qui subit des dommages par suite de la chaleur qui se dégage du redresseur surchargé. Il est donc indiqué de disposer le redresseur dans le starter de manière qu'il soit refroidi. Ce résultat sera obtenu d'une façon satisfaisante si la liaison du redresseur avec le boîtier métallique du starter présente une bonne conductibilité thermique. A cet effet, le redresseur peut être brasé sur le boîtier métallique du starter.
Dans ce cas, il est nécessaire d'enpêcher les surfaces extérieu- res du boîtier de starter de faire contact. On peut obtenir ce résultt par un revêtement avec une garniture isolante ou par l'emploi d'un boîtier en aluminium avec anodisation extérieures qui, en même temps peut permettre de colorer la surface exté- rieure. De plus, le couvercle du boîtier du starter tout seul peut servir de plaque de refroidissement au redresseur, en par- ticulier quand celui-ci est soudé',par rapprochement. En outre, il est possible d'amener le redresseur à être en bon contact thermique avec l'extrémité intérieure de l'une des tiges de con- tact du boîtier de starter. Ce redresseur a l'avantage d'être monté isolé du boîtier du starter et, par suite de sa forme cour- te et ramassée, d'être bien adentéà l'évacuation de la chaleur.
De plus, les ressorts métalliques de contact de la monture, qui se trouvent en contact électrique avec lui assurent une conduc- tibilité thermique supplémentaire.
Conformément à une autre forme de réalisation de l'inven- tion, on peut évite l'apparition de courants excessifs préju- diciables en supprimant l'action du redresseur de manière à ne laisser passer que le courant alternatif normal, Cela peut être j'obtenu de différentes façons. C'est ainsi que l'on pourrait u- >
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tl-iern.istancetiliser ce qu'on pourrait appeler une %a1saneexàxf!1x.Àaud, dont la valeur ohmique serait si grande au début qu'il ne pas- serait qu'un courant négligeable dans le sens de blocage du re- dresseur, par exemple un courant de quelques centaines d'ohms, environ 300 ohms à la température ambiante.
Ce faible courant thermistance
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qui traverse la é8istaReexàxfiix&hanà, l'échauffe cependant, de sorte qu'âpres un certain temps, elle laisse passer un courant sensiblement plus intense, qui évidemment fait cesser progressive- ment l'effet du redresseur. Le courant passant désormais dans la bobine de self, les filaments d'électrodes et l'allumeur est pra- tiquement du courant alternatif pur qui, en raison de l'action de la bobine de self précédant la lampe à décharge, est sensible- ment plus faible que le courant continu pulsatoire précédent.
De même, on pourrait monter des résistances pour courant al- ternatif agissant d'une façon correspondante, par exemple des condensateurs ferro-électriques en parallèle avec le redresseur Une autre possibilité serait offerte par un interrupteur séparé, par exemple un interrupteur à bilame qui, sous l'effet de l'échauf- fement produit par le courant de chauffage préalable se ferme au bout d'un certain temps et shunte le redresseur. Tous ces éléments sont ramenés à l'état initial par la mise hors circuit de l'ensem- ble du dispositif et sont done, sans plus, mis de nouveau en état de fonctionner.
Comme il s'agit de ne laisser passer, qu'au bout d'un certain temps, la demi-alternance arrêtée par le redresseur, on pourrait également penser à monter, en parallèle avec le premier redresun deuxième redresseur/ seur/avec polarité Inverse grâce auquel, soit le redresseur lui- même, s6ft un élément placé,avant lui ait pour effet de ne faire intervenir le deuxième redresseur qu'après l'écoulement du temps nécessaire.
L'agencement avantageux ci-dessus n'est pas seulement intéres sant en cas d'application d'un allumeur à décharge comme inter- rupteur d'allumage pour la lampe à décharge, mais aussi en cas d'application de n'importe quel autre interrupteur d'allumage, par
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exemple thermique ou magnétique.
L'adoption d'un redresseur dans des circuits inductifs à cou- rant alternatif pour augmenter le courant et la diminution retar- dée dans le temps de ce courant à l'aide des éléments proposés, placés en parallèle avec le redresseur, peut aussi être envisa- -gée dans d'autres circonstances. Par exemple, on peut augmenter passagèrement le courant de démarrage de lampes à décharge à vapeur sous haute pression (pendant le temps de vaporisation du corps métallique jusque obtention de la pression finale). dans les fix. 3 à 5,
Les dessins représentent ci-après./trois autres exemples de réalisation.
Dans l'agencement d'après la figure 3, les deux électrodes incandescentes, activées de préférence, 3 et de la lampe fluo- rescente 1 sont shuntées par un conducteur 13 dans lequel se trou- vent un interrupteur d'allumage 14 et en outre un redresseur 15.
L'enroulement de chauffage 16 de l'interrupteur à bilame 14 est monté exactement comme la bobine de self limiteuse de courant 5 des tubes à décharge. Une résistance semi-conductrice 17, par exem ple du genre à oxyde d'uranium est montée en parallèle avec le redresseur 15 et, cette résistance pour des organes d'interrup- teurs pour lampes de 40 watts et de 1,20 m de longueur; aura une résistance à froid de 100 à 500 ohms de préférence 400 ohms. Son diamètre sera au maximum de 10 mm environ, son épaisseur de 2 mm.
Dans sa position initiale, le bilame 14 est fermé. Il passe alors dans le conducteur 13 au moment du branchement sur le réseau un courant de chauffage qui est augmenté d'une façon sensible par la composante continue grâce au redresseur 15. Ce courant échauffe les électrodes à incandescence 3 et 4 et produit un fort champ magnétique dans la bobine de self 5, En même temps, l'enroulement de chauffage 16 de l'interrupteur à bilame 14 s'échauffe, de sorte qu'au bout de quelque temps, dépendant de la constante de temps de l'interrupteur à bilame, cet interrupteur 14 shunte le conducteur 13. L'impulsion de tension d'allumage de la bobine de self 5 qui en résulte, fait allumer la lampe à décharge, ce qui
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met en outre hors d'action le circuit auxiliaire.
Dans le cas décrit ci-dessus, il arrive alors que, par suite d'un collage des contacts de l'interrupteur d'allumage 14, ledit circuit ne soit pas interrompu, de sorte que la bobine de self placée en des avant ou 'une/électrodes de chauffage montées en série brûlent* Pour éviter ces avaries, la résistance semi-conductrice 17 qui s'échauffe assure le passage du courant, ce qui ramène pratique- ment à zéro au bout de peu de temps la composante de courant con- tinu.
Dans l'agencement conforme à la figure 4 est monté, au lieu de l'interrupteur 14 avec les contacts fermés en position de dé- part, l'allumeur , décharge connu 7 avec le condensateur antipa- rasite 9 monté en parallèle. Ici également se produit, par la fermeture de l'interrupteur 7 un puissant courant de chauffage, aussi longtemps que cet interrupteur .;.este fermé. Comme dans la figure 3,la résistance.se:ni-conductrice 17 a pour mission de di- minuer jusqu'à un minimum la composante cortinue lors d'un passa- ge trop prolongé du courant, de sorte que la bobine de self et les électrodes à incandescence sont protégées contre les avaries.
Pour dès le départ ne pas laisser trop augmenter la composante de courant continu, il est bon d'utiliser un redresseur qui lais- se passer un peu de courant dans le sens du blocage.
Au lieu de résistances en oxyde d'uranium, on peut en utili- ser d'autres qui se composent par exemple d'une liaison magné- sium-titane ou analogue.
On va décrire maintenant l'application du redresseur avec un interrupteur en parallèle qui possède les propriétés décrites ci- dessus en regard de la figure 5, à l'augmentation passagère du courant de démarrage des lampes à décharge à vapeur sous haute pression.
La lampe 18, par exemple une lampe à décharge à vapeur de mercure sous haute pression, contient, comme on le sait, quand elle est froide le mercure en pratique totalement à l'état liqui- de, tandis que l'atmosphère ne consiste pour ainsi dire qu'en un gaz de base, par exemple de l'argon. Après branchement à la sour-
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ce de torsion alternative, il se produit donc d'abord une déchar ge à basse pression qui ne disparait qu'après vaporisation d'une quantité suffisante de mercure créant un état de haute pression.
Pour obtenir très rapidement cet état, on peut faire passer dans la lape 18 un courant plus intense que le courant de service normal. Ceci est effectué par le redresseur 19, monté en série avec la bobine de self de la lampe 18. Le courant ainsi renforcé doit cependant être ramené à la valeur normale de service après le temps de mise en action de la lampe 18.
Ceci peut être obte- nu par application de l'idée générale de l'invention décrite ci- dessus en montant un élément interrupteur 21 en parallèle avec le redresseur 19, cet élément ne laissant au début pour ainsi dire pas passer de courant',et le laissant passer au bout d'un certain temps, cet élément pouvant à être par exe=>pie thern:istancertain temps, cet élément pouvant être par exerzp:Le une themistancertain temps, cet élément pouvant être par exemple une ce / un interrupteur à bilame ou un redresseur à polarité inversée laissant passer le courant au bout d'un certain temps.
De même, l'invention peut trouver une application partout où, dans des circuits inductifs à courant alternatif, on désire une augmentation de courant se réduisant ensuite automatiquement.