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Il est connu de faciliter l'amorçage de tubes à décharge à l'aide de contacteurs automatiques qui shuntent le trajet de décharge de ces tubes. A la mise en fonctionnement du tube à décharge, le oontacteur se ferme ou est fer- mé, de sorte que le trajet de décharge du tube est shunté et qu'un courant tra- verse le contacteur fermé. Ce courant est utilisé pour chauffer les électrodes thermioniques que comporte éventuellement le tube ou pour provoquer une pointe de tension dans une bobine de self montée en série avec le tube à décharge; on peut évidemment combiner les deux effets. Pour l'emploi dans de tels dispositifs, il existe déjà plusieurs contacteurs.
On utilise fréquemment des contacteurs thermiques, c'est-à-dire des contacteurs qui sont mis en action par le chauffa- ge d'une partie ou d'une autre, sensible à la chaleur, et qui, dans de nombreux cas;, est constituée par une bande de bimétal. Par la nature même des choses, on s'efforce, en général, d'utiliser, dans les dispositifs décrits, un contacteur qui, pendant le fonctionnement du tube à décharge, ne consomme que peu ou pas d'énergie* A cet effet, on utilise fréquemment un contacteur constitué par un petit tube à décharge à lueurs comportant une électrode constituée par une ban- de de bimétal;
la pression du gaz dans ce tube à décharge à lueurs doit être choisie de façon que la tension d'amorçage de ce tube soit au maximum égale à la tension qui est appliquée au contacteur lorsque le tube à décharge principal n'est pas encore amorcé, mais plus grande que la ,tension de fonctionnement de ce tube. La pression du gaz des tubes à décharge à lueurs existant dans le commerce est plus basse que la pression atmosphérique. Par suite de cette basse pression du gaz, il est nécessaire de munir le contacteur d'une enveloppe hermétique dans laquelle se déroule la décharge à lueurs. Cette basse pression du gaz n'est pas favorable pour un fonctionnement efficace du contacteur en ce qui concerne la production d'une pointe de tension pour l'amorçage du tube à décharge principal.
Dans un autre contacteur, proposé pour l'emploi dans les dispositifs en cause, deux lames de bimétal, comportant chacune un contact, sont chauffées par un corps chauffant constitué par un fil résistant de constitution spéciale.
Ce corps chauffant, qui est monté électriquement entre les lames de bimétal, donc en parallèle avec les contacts de conducteurs, est constitué par une matiè- re connue, entre autre du brevet anglais N 292.110. Cette matière présente la particularité que lors du passage de courant la chaleur développée augmente plus rapidement que proportionnellement au carré de la:tension appliquée. La résis- tance (quotient de la tension et du courant) de cette matière dépend de la tension appliquée ; elle est plus petite sous une tension élevée que sous une basse tension. Le degré de variation de la résistance lors d'une variation de la tension appliquée dépend de la composition de la matière; celle-ci est géné- ralement constituée par du carbure de silicium additionné de carbone ou d'une autre substance conductrice.
Lorsqu'un tel contacteur shunte le trajet de décharge d'un tube à décharge dans le gaz, la tension entre les extrémités du corps chauffant est notablement plus basse après l'amorçage qu'avant, de sorte que la résistance du corps chauffant est notablement plus grande après l'amorçage qu'avant celui-ci; il en résulte que pendant le fonctionnement du tube à décharge le corps chauffant consomme peu d'énergie par rapport à celle consommée pendant la période d'amor- çage.
L'invention concerne un contacteur du dernier genre décrit c'est-à- dire un contacteur comportant un élément de bimétal pouvant déplacer un contact, cet élément de bimétal pouvant être chauffé par un élément shuntant les contacts du contacteur et réalisé en une matière dont la.résistance est plus petite pour une haute tension que pour une basse tension y appliquée.
L'invention constitue un perfectionnement de ce contacteur et permet entre autre d'augmenter la vitesse de réaction du contacteur.
Suivant l'invention, l'élément chauffant affecte la forme d'un plat et est en contact thermique avec l'élément de bimétal. Par suite de cette forme,
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le corps chauffant peut s'appliquer par une grande surface contre l'élément de bimétal ce qui assure une bonne transmission de chaleur entre le corps chauffant et ledit élément et, de ce fait, une résistance rapide de cet élément. La deman- deresse a constaté que les matières résistantes entrant en ligne de compte se prêtent particulièrement bien à cette réalisation en forme de plaque. Le corps chauffant est appliqué de préférence directement, sans interposition d'un organe d'alimentation en courant, contre le bimétal qui forme alors lui-même un organe d'alimentation en courant du corps chauffant.
On peut avantageusement utiliser des moyens pour appliquer l'un contre l'autre le corps chauffant,et la partie. de l'élément de bimétal contre la- quelle repose ce corps, ce qui favorise encore la transmission de chaleur.
Lorsque, par suite du passage d'un courant dans le corps chauffant, le contacteur est fermé, c'est-à-dire que les contacts du contacteur se touchent, le corps chauffant est court-circuité, de sorte qu'il n'est plus traversé par du courant. Par suite de refroidissement de l'élément de bimétal, le contacteur s'ouvre après un temps.
Afin de raccourcir le temps pendant lequel le contacteur est fermé, il est recommandable de veiller au poids du corps chauffant; de pré- férence ce poids sera inférieur à 0,5 go
On peut aussi influencer efficacement la durée de la fermeture du contacteur en le munissant d'un second élément de bimétal qui peut déplacer le second contact et qui est monté de façon que, pendant le chauffage des éléments de bimétal, les deux contacts du contacteur se déplacent dans le même sens, Dans ce cas de la chaleur est transmise le long d'un tel trajet du corps chauffant vers le second élément de bimétal que le chauffage de ce second élément est re- tardé par rapport au chauffage du premier.
Lors de la mise en fonctionnement du contacteur, le premier élément de bimétal chauffe le plus rapidement, ce qui provoque la fermeture du contacteur, Le second élément de bimétal qui n'atteint sa température de régime qu'avec un certain retard, provoquera alors l'ouvertu- re du contacteur, Le réglage de ce retard dans le chauffage du second élément de bimétal permet de régler entre de très larges limites le temps pendant lequel le contacteur est fermé. La transmission de chaleur de l'élément chauffant au second élément de bimétal peut s'effectuer à l'aide d'un corps métallique qui est en contact d'une part avec l'élément chauffant et d'autre part avec le second élément de bimétal. Par un choix judicieux des dimensions et de la matière de ce corps métallique, on peut influencer ledit retard et, partant, la durée de la fermeture du contacteur.
On peut encore augmenter la vitesse de réaction du con- tacteur en appliquant le corps chauffant contre la face du bimétal qui, sous l'effet du chauffage, se dilate plus fortement que l'autre. Dans ce cas, la dé- formation de cet élément de bimétal pendant le chauffage se produit plus rapide- ment que lorsque le corps chauffant est appliqué sur l'autre face de l'élément de bimétal.
Dans une autre forme de réalisation de l'invention, le contacteur comporte un second élément de bimétal portant le premier contact mobile et rece- vant la chaleur du corps chauffant par l'intermédiaire du premier élément de bi- métal, les éléments de bimétal étant disposés de façon que, lors d'une variation de la température, ils déplacent le contact dans des sens opposéso
Lors de l'entrée en fonctionnement du contacteur, le premier élément ' de bimétal chauffe le. plus rapidement. Par suite de la déformation de cet élé- ment, le contacteur se ferme. Le second élément de bimétal, qui n'atteint sa température par l'intermédiaire du premier élément qu'avec un certain retard, provoque alors l'ouverture du contacteur.
Par un réglage de ce retard de* chauf- fage du second élément de bimétal, on peut régler entre de larges limites le temps pendant lequel le contacteur reste fermé.
On obtient une forme de réalisation très simple lorsque le côté plat de l'extrémité du corps chauffant tourné vers le second élément de bimétal est fixé sur le côté plat de l'extrémité du premier élément de bimétal opposé au côté
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plat du corps chauffant, On peut augmenter la vitesse de réaction du contacteur lorsque les côtés plats assemblés des éléments de bimétal constituent les côtés qui, pendant le chauffage, se dilatent le plus fortement.
Lorsque le nouveau contacteur décrit est monté en parallèle, de ma- nière connue, avec le trajet de décharge d'un tube à décharge dans le gaz et ou dans la vapeur muni d'une ou de plusieurs électrodes thermioniques, et est monté en série avec une impédance qui éventuellement est entièrement ou partiellement constituée par une self-induction, lors d'une adaptation appropriée du contacteur aux dimensions du tube à décharge dans le gaz, on obtient,pour ce tube, un dis- positif d'amorçage qui travaille efficacement et qui, pendant le fonctionnement normal du tube, n'absorbe qu'une quantité d'énergie qui est pratiquement négli- geable par rapport à celle absorbée par le tube à décharge.
Au corps chauffant on peut assurer une résistance électrique qui varie avec la tension d'une maniè- re telle que la puissance absorbée par le contacteur après l'amorçage du tube à décharge soit inférieure à 10 $,même inférieure à 5 % de la puissance qu'absor- be le oontacteur avant l'amorçage du tube à décharge. La valeur absolue de la puissance absorbée par le contacteur après l'amorçage du tube à décharge peut avantageusement être rendue inférieure à 0,5 watt.
Au besoin les éléments de bimétal et le corps chauffant du contac- teur peuvent être logés dans une enveloppe hermétiquement fermée ; lacomposition et la pression du gaz utilisé dans l'enveloppe peuvent être choisies de façon que l'ouverture du contacteur s'effectue dans des conditions favorables.. On a constaté que,dans de nombreux cas, il n'est pas nécessaire de tirer parti de cette possibilité, étant donné que l'ouverture du contacteur dans l'air à la pression atmosphérique s'effectue, en général, d'une manière très satisfaisante.
La description du dessin annexé, donné à titre d'exemple non limita- tif, fera bien comprendre comment l'invention peut être réalisée, les particula- rités qui ressortent tant du texte que du dessin faisant, bien entendu, partie de l'invention.
Le contacteur représenté sur la fige 1 comporte une lame de bimétal 1 qui est fixée dans une plaquette isolante 2 et est munie d'un contact 3, par exemple en tungstène. Dans la plaquette 2 est en même temps fixé une tige de tungstène 4, dont l'extrémité 5, légèrement repliée, forme le second contact du contacteur. Contre la lame de bimétal 1 s'applique un corps chauffant 6 affec- tant la forme d'une plaquette de 6 mm de longueur, 5mm de largeur et 0,6 mm d'épaisseur. Ce corps chauffant 6 s'applique, par l'une de ces faces, contre la lame de bimétal 1 et peut être serré à l'aide, de deux colliers (non représentés sur le dessin) contre la lame de bimétal 1.
La face de la plaquette opposée au bimétal est recouverte d'une couche de métal 7 que le fil 8 relie électriquement à la tige 4. De cette manière, l'élément chauffant est monté en parallèle avec les contacts 3 et 5. La connexion électrique du contacteur peut s'effectuer à l'aide des extrémités de la lame 1 dépassant la plaquette 2 et de la tige 4.
Le corps chauffant 6 est constitué par une matière, par exemple à base de carbure de silicium, dont la résistance est variable avec la tension. La résistance de ce corps est, pour une tension appliquée de 220 V de 12000 ohms et pour une tension appliquée de 110 V, de 80000 ohms.
La face de la lame de bimétal opposée au corps chauffant 6 est con- stituée par un métal dont le coefficient de dilatation est plus grand que celui du métal dont est constitué l'autre face de la lame. De ce fait, lorsqu'on chauf- fe la lame, l'extrémité libre de la lame de bimétal 1 se déplace vers la droite jusqu'à ce que le contact 3 touche le contact 5. Pendant le refroidissement de l'élément de bimétal 1, le contacteur s'ouvre.
Le corps chauffant peut également être fixé contre la face de gauche de la lame de bimétal 1 c'est-à-dire contre la face à plus grand coefficient de dilatation. Cela augmente la vitesse de réaction de l'élément de bimétal.
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Ce résultat peut également être obtenu en assurant à la face de l'élément de bimétal tournée vers la tige 4 le plus grand coefficient de dilata- ; tion et en munissant alorscomme le montre la fig. 2, la lame de bimétal 1 d'un fil incurvé 9. Pendant le chauffage de la lame 1, l'extrémité supérieure de cel-' le-ci se déplace vers la gauche de sorte que la partie 10 du fil 9 vient en con- tact avec les côtés de droite de l'extrémité 11 de la tige 4.
La fig. 3 représente une troisième forme de réalisation. Cette figu- re montre également comment le oontacteur peut être relié à un tube à décharge dans le gaz à amorcer par le contacteur..
Sur cette figare, on a fixé dans une plaque de fond 2, en matière isolante, deux organes de connexion 12 et 13 ; l'organe 12 est relié à une lame de bimétal 14. Un corps chauffant 15 se trouve entre la lame de bimétal 14 et une lame de métal 16 qui se trouve sur la plaque de fond 2. Cette plaque de fond porte une seconde lame de bimétal 17 qui est reliée à l'organe de connexion 13.
Une partie de la lame de bimétal 14, le corps chauffant 15 et une partie de la lame de métal 16 sont appliqués contre la plaque de fond 2 à l'aide d'une plaque de serrage 18 en matière isolante.
A l'extrémité supérieure de la lame de bimétal 14 est fixé un étrier métallique 19, en forme de U, dont l'extrémité libre 20 fait office de contact de travail du contacteur. A l'extrémité supérieure de la lame de bimétal 17 est fixé un fil métallique 21, disposé perpendiculairement au plan du dessin; ce fil forme le contre-contact du contacteur. Les organes de connexion 12 et 13 sont reliés, par l'intermédiaire des électrodes thermioniques 22 et 23 d'un tube à décharge 24, par exemple un tube fluorescent de 40 W, avec interposition d'une impédance auxiliaire constituée par une bobine de self 25 et d'un interrupteur principal 26, aux bornes 27 et 28 d'une source de courant, par exemple un secteur à courant alternatif 220 V, 50 ou 60 p:s.
Les organes de connexion 12 et 13 du contacteur peuvent être reliés par un condensateur de déparasitage 29. Le contacteur peut être fermé par une douille 30, représentée en pointillés, montée sur la plaqp.e de fond 20
Lors de la fermeture de l'interrupteur principal 26, pratiquement toute la tension de 220 V est appliquée au corps chauffant 15, qui est consti- tué par une plaque, pesant environ 50 mg, de 5,5 mm de diamètre et de 0,6 mm d'épaisseur, en une matière dont la résistance est fortement tributaire de la tension. Le corps chauffant a, pour la tension de 220 V, une résistance telle qu'il absorbe une puissance d'environ 10 W.
La chaleur développée de ce fait dans la résistance est transmise directement à la lame de bimétal 14, dont la couche se dilatant le plus fortement est en contact avec le corps chauffant 15.
L'autre lame de bimétal 17 est chauffée par l'intermédiaire de la lame de métal 16. Le chauffage du bimétal 17 retarde donc par rapport à celui du bimétal 140 On peut régler ce retard par un choix judicieux des dimensions de la lame 16. Il : en résulte que le contact de travail 20 se déplace plus rapidement dans la direct tien des flèches que le contre-contact 21. Pendant son mouvement vers la gauche, le contact de travail 20 bute contre le contre-contact 21, pratiquement encore immobile, de sorte que la résistance 15 est court-circuitée et que les électro- des thermiques 22 et 23 du tube à décharge 24 sont traversées par un courant de forte intensité.
Par suite du dourt -circuit du corps chauffant 15, le développement de chaleur dans ce corps cesse. La quantité de chaleur y accumulée est si grande qu'il faut un temps assez long avant que le contact de travail 20 ne rebrousse chemin dans la direction opposée aux flèches et s'écarte du contre-contact 210 Toutefois, le contre-contact 21 se déplaçant, après un certain temps, dans le sens des flèches, le contact entre les contacts 20 et 21 est supprimé par le rebroussement du contre-contact 21. Par cette suppression du court-circuit du corps chauffant 15, le chauffage des électrodes thermioniques 22 et 23 est ter- miné et, à l'aide de la bobine de self 25, on engendre une pointe de tension qui
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peut provoquer l'amorçage du tube 24.
Aux bornes du tube à décharge amorcé et du corps chauffant 15 qui le shunte ne se trouve alors que la tension de fonctionnement du tube à décharge 24, tension qui, en règle générale, est approximativement égale à la moitié de la tension d'alimentation. Le corps chauffant 15 présente, pour cette tension, une résistance plusieurs fois plus grande qu'avant l'amorçage et, de ce fait, la puissance absorbée est ramenée à environ 0,2 Wo
A titre d'illustration, il y a lieu de mentionner que, dans un cas déterminéles dimensions des lames de bimétal 14 et 17 étaient d'environ 28 x 3 x 0,2 mm, respectivement 23 x 3 x 0,2 mm et celles de la bande métallique 16, entombac,d'environ 9 x 6 x 0,25 mm. A la température ambiante normale, l'écar- tement entre les contacts 20 et 21 est d'environ 0,3 mm.
Le temps s'écoulant entre la fermeture de l'interrupteur principal 26 et la fermeture du contacteur thermique était d'environ 1 seconde. Le contacteur thermique reste ensuite fermé pendant environ 2 secondes. Lorsque le contact 21 est maintenu dans une position fixe;, le contacteur reste fermé pendant environ 10 secondes.
Lorsque le tube à décharge ne s'amorce pas ' la première ouverture du contacteur, celui-ci se ferme et s'ouvre à nouveau. Il est en outre évident que le contacteur thermique peut également être dimensionné pour d'autres ten- sions d'alimentation, par exemple pour 110 V. Le contacteur peut également être utilisé pour chauffer les électrodes thermiques d'un tube à décharge 24 sans que la bobine de self soit montée en série avec le tubea Cela peut être le cas, par exemple, lorsque l'impédance auxiliaire est constituée par une lampe à incandescence. Il est également possible que le tube à décharge 24 ne comporte pas d'électrodes thermiques et que l'amorçage s'effectue uniquement à l'aide de la pointe de tension engendrée par la bobine de self.
Sur les figures 5 et 6, deux organes de connexion 33 et 34 sont fixés à une plaque de fond 32, en matière isolante. L'organe 34 est relié, par l'intermédiaire d'un fil de support 35, à une lame de bimétal 36, en forme de Le Un corps chauffant 37 se trouve entre la partie horizontale de la lame de bi- métal 36 et un collier de serrage 38 (voir aussi la fige 5).
Ce collier est sou- dé à des bras latéraux 39 et 40 d'une lame de métal 41 en forme de Lo
Sur la face, à plus forte dilatation, de l'extrémité verticale de l'élément de bimétal 36 est soudé le côté plat à plus forte dilatation d'une se= conde lame de bimétal 42 en forme de I. A l'extrémité libre de celle-ci est sou- dé un fil métallique 43, perpendiculaire au plan du dessin et faisant office de contact mobile, de premier contact ou de contact de travail du contacteuro A l'extrémité libre verticale de la lame métallique 41 en forme de L est soudé un fil métallique 44 disposé parallèlement au plan du dessin; ce fil forme le se- cond contact ou contre-contact du contacteur.
Le premier contact 43 est relié à l'organe de connexion 34 par l'intermédiaire des bimétaux 42 et 36 et du fil support 35, tandis que le second contact 44 est relié à l'organe de connexion 33 par l'intermédiaire de la bande de métal 41 et du fil support 45. Le corps chauffant 37 shunte les contacts 43 et 44 par l'intermédiaire du collier de serrage 38, des bras latéraux 39 et 40 et de la lame de métal 41 d'une part, et des lames de bimétal 36 et 42 d'autre part. Entre les parties horizontales du premier bimétal 36 et la bande de métal 41 se trouve une plaque isolante 46.
Les organes de connexion 33 et 34 du contacteur sont connectés, par l'intermédiaire des électrodes thermioniques 47 et 48 d'un tube à décharge 49, par exemple un tube fluorescant de 40 W, avec insertion d'une self-induction et d'un interrupteur principal 51, aux bornes 52 et 53 d'une source de tension, par exemple un secteur de 220 V, 50 ou 60 p:s. Les organes de connexion 33 et 34 ne peuvent être reliés par un condensateur de déparasitage, non représenté sur le dessin. Le contacteur peut être fermé par une douille montée sur la plaque de fond 32 et non représentée sur le dessin.
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A la fermeture de l'interrupteur principal 51, pratiquement toute la tension de 220 V est appliquée au corps chauffant 37, qui est constitué par une plaque d'environ 50 mg d'environ 5,5 mm de diamètre et d'environ 0,8 mm d'épais- seur, en une matière connue, par exemple du carbure de silicium additionné de graphite, dont la résistance est fortement tributaire de la tension appliquée. Le corps chauffant présente, pour une tension de 220 V, une résistance telle qu'il absorbe une puissance d'environ 15 W. La chaleur développée de ce fait dans la résistance est transmise directement à la lame de bimétal 36, dont la couche a plus forte dilatation est en contact avec le corps chauffant 37.
De ce fait, la partie relevée du premier bimétal 36, en forme de L, s'incurve vers la gauche et amène le premier contact mobile 43 du second bimétal 42 encore froid sur le second contact fixe 44. De ce fait, le corps chauffant 37 est courtcircuité et les électrodes thermioniques 47 et 48 du tube à décharge 49 sont traversées par un courant de forte intensité.
Par suite du court-circuit du corps chauffant 37, le dégagement de chaleur dans le corps cesse. La quantité de chaleur y accumulée est si grande qu'il se passe un certain temps avant que le contact de travail 43, par suite du refroidissement du premier bimétal 36, rebrousse chemin et s'écarte du contre- contact 44. Etant donné que la chaleur fournie par le premier corps chauffant parvient, avec un certain retard, par l'intermédiaire du premier bimétal 31,dans le second bimétal, celui-ci s'incurve vers la droite. La suppression de contact qui en résulte entre les contacts est donc provoquée par le chauffage retardé du second bimétal 42. Le temps pendant lequel le contacteur est fermé dépend de la grandeur de la résistance thermique entre les bimétaux 36 et 42.
On peut aug- menter cette résistance en réduisant la surface de contact entre les bimétaux une résistance thermique additionnelle, par exemple sous forme d'une bande de métal.
Par la suppression du contact entre les contacts 43 et 44, le chauf- fage des électrodes thermioniques 47 et 48 cesse, et à l'aide de la selfinduo- tion 50, on engendre une pointe de tension qui est à même de provoquer l'amor- çage du tube 49.
Aux bornes du tube à décharge amorcé et du corps chauffant 37 qui le shunte se trouve la tension de fonctionnement du tube à décharge, tension qui, en règle générale, est approximativement égale à la moitié de la tension d'ali- mentation. Pour cette tension la résistance du corps chauffant est plusieurs fois plus grande que celle qu'il présentait avant l'amorçage et, de ce fait, l'absorption de puissance n'est que d'environ 0,2 W:
A titre d'illustration il y a lieu de mentionner que, dans un cas déterminé, les dimensions des lames de bimétal 36 et 42 étaient d'environ 10 x 3 x 0,2 mm, respectivement 15 x 3 x 0,2 mm. La partie relevée du bimétal 36 avait une longeur d'environ 4 mm et le recouvrement entre les lames de bimétal était d'environ 2 mm.
La distance entre les contacts 43 et 44 était, à la tempé- rature ambiante normale, d'environ 0,3 mm. Le temps s'écoulant entre la ferme- ture de l'interrupteur principal 51 et la fermeture des contacts 43 et 44 était d'environ 1 seconde.* Après la fermeture, les contacts se touchent pendant en- viron 2 secondes. Lorsque la seconde lame de bimétal 42 est remplacée par une lame de métal de mêmes dimensions, les contacts se touchent jusqu'à un refroi- dissement suffisant du premier bimétal 36, ce qui demande 10 secondes.
Par suite des mouvements en sens opposés des bimétaux, le contac- teur décrit présente la particularité que la distance des contacts reste plus ou moins constante, même lors de fluctuations de la température ambiante à la- quelle sont en effet soumis simultanément les bimétaux.
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It is known to facilitate the initiation of discharge tubes using automatic contactors which bypass the discharge path of these tubes. When the discharge tube is turned on, the oontactor closes or is closed, so that the discharge path of the tube is bypassed and current flows through the closed contactor. This current is used to heat the thermionic electrodes possibly included in the tube or to cause a voltage peak in a choke coil mounted in series with the discharge tube; you can obviously combine the two effects. For use in such devices, there are already several contactors.
Thermal contactors are frequently used, that is to say contactors which are activated by the heating of one part or another, sensitive to heat, and which, in many cases ;, consists of a bimetal strip. By the very nature of things, efforts are generally made to use, in the devices described, a contactor which, during operation of the discharge tube, consumes little or no energy * For this purpose, a contactor consisting of a small glow discharge tube comprising an electrode consisting of a strip of bimetal is frequently used;
the gas pressure in this glow discharge tube must be chosen so that the ignition voltage of this tube is at most equal to the voltage which is applied to the contactor when the main discharge tube is not yet ignited, but greater than the operating voltage of this tube. The gas pressure of commercially available glow discharge tubes is lower than atmospheric pressure. As a result of this low gas pressure, it is necessary to provide the contactor with a hermetic envelope in which the glow discharge takes place. This low gas pressure is not favorable for efficient operation of the contactor with respect to generating a voltage surge for ignition of the main discharge tube.
In another contactor, proposed for use in the devices in question, two bimetal blades, each comprising a contact, are heated by a heating body consisting of a resistance wire of special construction.
This heating body, which is electrically mounted between the bimetal blades, therefore in parallel with the conductor contacts, is made of a known material, inter alia from English patent N 292.110. This material has the particularity that during the passage of current the heat developed increases more rapidly than in proportion to the square of the: applied voltage. The resistance (quotient of voltage and current) of this material depends on the applied voltage; it is smaller under high voltage than under low voltage. The degree to which resistance varies with a variation in applied voltage depends on the composition of the material; this is generally constituted by silicon carbide with the addition of carbon or of another conductive substance.
When such a contactor bypasses the discharge path of a gas discharge tube, the voltage between the ends of the heater body is significantly lower after ignition than before, so that the resistance of the heater is significantly greater after priming than before it; As a result, during the operation of the discharge tube the heating body consumes little energy compared to that consumed during the ignition period.
The invention relates to a contactor of the last type described, that is to say a contactor comprising a bimetal element capable of displacing a contact, this bimetal element being able to be heated by an element bypassing the contacts of the contactor and made of a material whose the resistance is smaller for a high voltage than for a low voltage applied to it.
The invention constitutes an improvement of this contactor and makes it possible, among other things, to increase the reaction speed of the contactor.
According to the invention, the heating element has the shape of a dish and is in thermal contact with the bimetal element. As a result of this form,
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the heating body can be applied by a large surface against the bimetal element which ensures good heat transmission between the heating body and said element and, therefore, rapid resistance of this element. The applicant has found that the resistant materials taken into account lend themselves particularly well to this embodiment in the form of a plate. The heating body is preferably applied directly, without the interposition of a current supply member, against the bimetal which then itself forms a current supply member of the heating body.
Means can advantageously be used for applying one against the other the heating body, and the part. of the bimetal element against which this body rests, which further favors the transmission of heat.
When, as a result of the passage of a current through the heating body, the contactor is closed, i.e. the contacts of the contactor touch each other, the heating body is short-circuited, so that it does not is no longer crossed by current. Due to the cooling of the bimetal element, the contactor opens after a time.
In order to shorten the time during which the contactor is closed, it is advisable to pay attention to the weight of the heating body; preferably this weight will be less than 0.5 gb
The duration of the contactor closure can also be effectively influenced by providing it with a second bimetal element which can move the second contact and which is mounted so that, during heating of the bimetal elements, the two contacts of the contactor are connected. move in the same direction. In this case heat is transmitted along such a path from the heating body to the second bimetal element that the heating of this second element is delayed relative to the heating of the first.
When the contactor is put into operation, the first bimetal element heats up the fastest, which causes the contactor to close, The second bimetal element which only reaches its operating temperature with a certain delay, will then cause the contactor to close. The opening of the contactor. The adjustment of this delay in the heating of the second bimetal element allows the time during which the contactor is closed to be regulated between very wide limits. The heat transfer from the heating element to the second bimetal element can be effected by means of a metal body which is in contact on the one hand with the heating element and on the other hand with the second heating element. bimetal. By a judicious choice of the dimensions and the material of this metallic body, it is possible to influence said delay and, consequently, the duration of the contactor closing.
The reaction rate of the contactor can be further increased by applying the heating body against the face of the bimetal which, when heated, expands more strongly than the other. In this case, the deformation of this bimetal element during heating occurs more quickly than when the heating body is applied to the other side of the bimetal element.
In another embodiment of the invention, the contactor comprises a second bimetal element carrying the first movable contact and receiving heat from the heating body via the first bi-metal element, the bimetal elements being so arranged that, when the temperature changes, they move the contact in opposite directions
When the contactor comes into operation, the first element of bimetal heats the. faster. As a result of the deformation of this element, the contactor closes. The second bimetal element, which only reaches its temperature via the first element with a certain delay, then causes the contactor to open.
By adjusting this delay in heating the second bimetal element, the time during which the contactor remains closed can be regulated within wide limits.
A very simple embodiment is obtained when the flat side of the end of the heating body facing the second bimetal element is attached to the flat side of the end of the first bimetal element opposite the side.
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The reaction rate of the contactor can be increased when the flat joined sides of the bimetal members are the sides which, during heating, expand the most.
When the new contactor described is mounted in parallel, in a known manner, with the discharge path of a gas and / or vapor discharge tube provided with one or more thermionic electrodes, and is mounted in series with an impedance which may be wholly or partially constituted by a self-induction, upon suitable adaptation of the contactor to the dimensions of the gas discharge tube, a starting device is obtained for this tube which works efficiently and which, during normal operation of the tube, absorbs only an amount of energy which is practically negligible compared to that absorbed by the discharge tube.
The heating body can be provided with an electrical resistance which varies with the voltage in such a way that the power absorbed by the contactor after the ignition of the discharge tube is less than $ 10, even less than 5% of the power. that the oontactor absorbs before the discharge tube is primed. The absolute value of the power absorbed by the contactor after the ignition of the discharge tube can advantageously be made less than 0.5 watt.
If necessary, the bimetal elements and the heating body of the contactor can be housed in a hermetically sealed envelope; the composition and the pressure of the gas used in the casing can be chosen so that the opening of the contactor takes place under favorable conditions. It has been observed that, in many cases, it is not necessary to take advantage of of this possibility, given that the opening of the contactor in air at atmospheric pressure is carried out, in general, in a very satisfactory manner.
The description of the appended drawing, given by way of non-limiting example, will make it clear how the invention can be carried out, the particularities which emerge both from the text and from the drawing being, of course, part of the invention. .
The contactor shown in fig 1 comprises a bimetal blade 1 which is fixed in an insulating plate 2 and is provided with a contact 3, for example made of tungsten. In the plate 2 is at the same time fixed a tungsten rod 4, the end 5 of which, slightly bent, forms the second contact of the contactor. Against the bimetal strip 1 a heating body 6 is applied, having the shape of a plate 6 mm long, 5 mm wide and 0.6 mm thick. This heating body 6 is applied, by one of these faces, against the bimetal blade 1 and can be tightened using two collars (not shown in the drawing) against the bimetal blade 1.
The face of the plate opposite the bimetal is covered with a layer of metal 7 which the wire 8 connects electrically to the rod 4. In this way, the heating element is mounted in parallel with the contacts 3 and 5. The electrical connection of the contactor can be made using the ends of blade 1 protruding from plate 2 and rod 4.
The heating body 6 is made of a material, for example based on silicon carbide, the resistance of which is variable with the voltage. The resistance of this body is, for an applied voltage of 220 V, 12,000 ohms and for an applied voltage of 110 V, 80,000 ohms.
The face of the bimetal strip opposite to the heating body 6 is formed by a metal whose coefficient of expansion is greater than that of the metal of which the other face of the strip is made. Therefore, when the blade is heated, the free end of the bimetal blade 1 moves to the right until contact 3 touches contact 5. During cooling of the bimetal element 1, the contactor opens.
The heating body can also be fixed against the left face of the bimetal strip 1, that is to say against the face with the greatest coefficient of expansion. This increases the reaction rate of the bimetal element.
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This result can also be obtained by ensuring the face of the bimetal element facing the rod 4 the greatest coefficient of expansion; tion and then providing as shown in fig. 2, the bimetal blade 1 of a curved wire 9. During the heating of the blade 1, the upper end of the latter moves to the left so that the part 10 of the wire 9 comes together. - tact with the right sides of the end 11 of the rod 4.
Fig. 3 shows a third embodiment. This figure also shows how the oontactor can be connected to a gas discharge tube to be ignited by the contactor.
On this figare, two connection members 12 and 13 have been fixed in a base plate 2, made of insulating material; the member 12 is connected to a bimetal blade 14. A heating body 15 is located between the bimetal blade 14 and a metal blade 16 which is on the bottom plate 2. This bottom plate carries a second blade of bimetal 17 which is connected to the connection member 13.
A part of the bimetal blade 14, the heating body 15 and a part of the metal blade 16 are pressed against the bottom plate 2 by means of a clamping plate 18 of insulating material.
At the upper end of the bimetal blade 14 is fixed a metal bracket 19, U-shaped, the free end 20 of which acts as the working contact of the contactor. At the upper end of the bimetal blade 17 is fixed a metal wire 21, arranged perpendicular to the plane of the drawing; this wire forms the contactor counter-contact. The connection members 12 and 13 are connected, by means of the thermionic electrodes 22 and 23 of a discharge tube 24, for example a 40 W fluorescent tube, with the interposition of an auxiliary impedance constituted by a choke coil 25 and a main switch 26, at terminals 27 and 28 of a current source, for example a 220 V, 50 or 60 p: s AC mains.
The connection members 12 and 13 of the contactor can be connected by a interference suppression capacitor 29. The contactor can be closed by a socket 30, shown in dotted lines, mounted on the bottom plate 20
When closing the main switch 26, practically all the voltage of 220 V is applied to the heating body 15, which is constituted by a plate, weighing about 50 mg, 5.5 mm in diameter and 0. 6 mm thick, made of a material whose strength is highly dependent on tension. The heating body has, for the voltage of 220 V, a resistance such that it absorbs a power of about 10 W.
The heat developed thereby in the resistor is transmitted directly to the bimetal blade 14, the most strongly expanding layer of which is in contact with the heating body 15.
The other bimetal blade 17 is heated by the intermediary of the metal blade 16. The heating of the bimetal 17 therefore lags relative to that of the bimetal 140. This delay can be adjusted by a judicious choice of the dimensions of the blade 16. As a result, the working contact 20 moves faster in the direction of the arrows than the counter-contact 21. During its movement to the left, the working contact 20 abuts against the counter-contact 21, which is still practically stationary. , so that the resistor 15 is short-circuited and the thermal electrodes 22 and 23 of the discharge tube 24 are traversed by a high current.
As a result of the short circuit of the heating body 15, the development of heat in this body ceases. The amount of heat accumulated therein is so great that it takes quite a long time before the working contact 20 turns back in the direction opposite to the arrows and moves away from the counter contact 210 However, the counter contact 21 is moving, after a certain time, in the direction of the arrows, the contact between the contacts 20 and 21 is eliminated by the bending back of the counter-contact 21. By this elimination of the short-circuit of the heating body 15, the heating of the thermionic electrodes 22 and 23 is completed and, with the aid of the choke coil 25, a voltage peak is generated which
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may cause tube 24 to prime.
At the terminals of the ignited discharge tube and of the heating body 15 which shunts it is then only the operating voltage of the discharge tube 24, a voltage which, as a rule, is approximately equal to half the supply voltage. The heating body 15 has, for this voltage, a resistance several times greater than before the ignition and, therefore, the power absorbed is reduced to approximately 0.2 Wo
By way of illustration, it should be mentioned that in a determined case the dimensions of the bimetal blades 14 and 17 were approximately 28 x 3 x 0.2 mm, respectively 23 x 3 x 0.2 mm and those of the metal strip 16, entombac, of approximately 9 x 6 x 0.25 mm. At normal room temperature, the distance between contacts 20 and 21 is approximately 0.3 mm.
The time elapsing between the closing of the main switch 26 and the closing of the thermal contactor was about 1 second. The thermal contactor then remains closed for approximately 2 seconds. When contact 21 is maintained in a fixed position, the contactor remains closed for approximately 10 seconds.
When the discharge tube does not initiate the first opening of the contactor, the contactor closes and opens again. It is further evident that the thermal contactor can also be dimensioned for other supply voltages, for example for 110 V. The contactor can also be used to heat the thermal electrodes of a discharge tube 24 without having to. the choke coil is mounted in series with the tubea This may be the case, for example, when the auxiliary impedance is constituted by an incandescent lamp. It is also possible that the discharge tube 24 does not include thermal electrodes and that the ignition is carried out only by means of the voltage peak generated by the choke coil.
In Figures 5 and 6, two connection members 33 and 34 are fixed to a bottom plate 32, made of insulating material. The member 34 is connected, via a support wire 35, to a bimetal blade 36, Le-shaped. A heater 37 is located between the horizontal part of the bimetal blade 36 and a clamp 38 (see also fig 5).
This collar is welded to side arms 39 and 40 of a metal blade 41 in the shape of a Lo
On the face, with greater expansion, of the vertical end of the bimetal element 36 is welded the flat side with greater expansion of a second = I-shaped bimetal blade 42. At the free end of this is welded a metal wire 43, perpendicular to the plane of the drawing and acting as a moving contact, first contact or working contact of the contacteuro At the vertical free end of the metal blade 41 in the form of L is welded a metal wire 44 arranged parallel to the plane of the drawing; this wire forms the second contact or counter-contact of the contactor.
The first contact 43 is connected to the connection member 34 by the intermediary of the bimetals 42 and 36 and the support wire 35, while the second contact 44 is connected to the connection member 33 by the intermediary of the strip of metal 41 and the support wire 45. The heating body 37 bypasses the contacts 43 and 44 by means of the clamp 38, the side arms 39 and 40 and the metal blade 41 on the one hand, and the blades of bimetal 36 and 42 on the other hand. Between the horizontal parts of the first bimetal 36 and the metal strip 41 is an insulating plate 46.
The connection members 33 and 34 of the contactor are connected, via the thermionic electrodes 47 and 48 of a discharge tube 49, for example a 40 W fluorescent tube, with insertion of a self-induction and of a main switch 51, at terminals 52 and 53 of a voltage source, for example a 220 V, 50 or 60 p: s sector. The connection members 33 and 34 cannot be connected by a interference suppression capacitor, not shown in the drawing. The contactor can be closed by a socket mounted on the base plate 32 and not shown in the drawing.
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When the main switch 51 is closed, practically all of the voltage of 220 V is applied to the heating body 37, which consists of a plate of about 50 mg, about 5.5 mm in diameter and about 0, 8 mm thick, made of a known material, for example silicon carbide with the addition of graphite, the resistance of which is highly dependent on the applied voltage. The heating body has, for a voltage of 220 V, a resistance such that it absorbs a power of about 15 W. The heat thus developed in the resistance is transmitted directly to the bimetal blade 36, the layer of which has greatest expansion is in contact with the heating body 37.
Therefore, the raised part of the first L-shaped bimetal 36 curves to the left and brings the first movable contact 43 of the second still cold bimetal 42 onto the second fixed contact 44. As a result, the heating body 37 is short-circuited and the thermionic electrodes 47 and 48 of the discharge tube 49 are traversed by a high current.
As a result of the short circuit of the heating body 37, the release of heat in the body ceases. The quantity of heat accumulated therein is so great that a certain time passes before the working contact 43, as a result of the cooling of the first bimetal 36, turns back and moves away from the counter contact 44. Since the working contact 43 heat supplied by the first heating body reaches, with a certain delay, via the first bimetal 31, in the second bimetal, the latter curving to the right. The resulting contact suppression between the contacts is therefore caused by the delayed heating of the second bimetal 42. The time during which the contactor is closed depends on the magnitude of the thermal resistance between the bimetals 36 and 42.
This resistance can be increased by reducing the contact area between the bimetals and additional thermal resistance, for example in the form of a metal strip.
By removing the contact between the contacts 43 and 44, the heating of the thermionic electrodes 47 and 48 ceases, and with the aid of the self-induction 50, a voltage peak is generated which is capable of causing the prime tube 49.
At the terminals of the primed discharge tube and the heater 37 which shunts it is the operating voltage of the discharge tube, which voltage, as a rule, is approximately equal to half the supply voltage. For this voltage, the resistance of the heating body is several times greater than that which it presented before the ignition and, therefore, the power absorption is only about 0.2 W:
By way of illustration it should be mentioned that, in a specific case, the dimensions of the bimetal blades 36 and 42 were approximately 10 x 3 x 0.2 mm, respectively 15 x 3 x 0.2 mm. The raised portion of the bimetal 36 was about 4mm long and the overlap between the bimetal blades was about 2mm.
The distance between contacts 43 and 44 was, at normal room temperature, about 0.3 mm. The time elapsing between the closing of the main switch 51 and the closing of the contacts 43 and 44 was about 1 second. * After closing, the contacts touch each other for about 2 seconds. When the second bimetal blade 42 is replaced by a metal blade of the same dimensions, the contacts touch until sufficient cooling of the first bimetal 36, which takes 10 seconds.
As a result of the movements in opposite directions of the bimetals, the contactor described has the peculiarity that the distance of the contacts remains more or less constant, even during fluctuations in the ambient temperature to which the bimetals are in fact simultaneously subjected.