Dispositif commutateur électrique. La présente invention concerne un dis positif commutateur électrique permet-tant, par exemple, -de régler automatiquement l'in terruption, et la durée de cette interruption, de courants<B>à</B> haute tension et plus particu lièrement de ceux utilisés habituellement pour Falimentaution en courant. -des tubes<B>à</B> gaz tels que les enseignes au néon, été. Ce dispositif peut aussi servir<B>à</B> réoler automa tiquement l'interruption, et la durée de cette interruption, d'autres appareils ou machines électriques, par exemple la.
mise en marche, par relais de commande de moteurs électri ques, pour Fallumage et, l'extinction de 19,m- pes <B>à</B> incandescence ou autres pour produire des effets attirant l'attention au moyen de signes éclairés électriquement, pour produire des effets électro-magné-tiques rotatifs<B>à</B> :du rée déterminée -et des effets d'interruption de courant utilisés couramment en électricité, ainsi que pour diverses autres utilisations.
On a l'habitude de provoquer des inter ruptions, et de régler leur durée, au moyen de moteurs tant électriques que mécaniques, ou d'autres dispositifs mécaniques de com mutation. Dans la plupart des cas, ce système entraîne l'emploi d'un appareillage volumi neux et coûteux, ainsi qu'un entretien et ides réparations importantes.
Le dispositif commutateur électrique se lon l'invention comporte plusieurs électrodes et se caractérise en ce que ces électrodes sont disposées de telle façon qu'un arc établi<B>à</B> travers. un espace prévu entre deux électro des est finalement interrompu par suite #d'un élargissement progressif dudit espace et est réamorcé entre une troisième électrode et une des deux électrodes mentionnées en pre mier lieu, dans le but de fermer un circuit destiné<B>à</B> être relié<B>à</B> partir de la troisième électrode<B>à,</B> une des deux autres électrodes.
Ce dispositif peut facilement être établi de telle façon qu'un cycle !d'opérations se re produise automatiquement et avec rapidité, sa vitesse pouvant être accélérée ou retardée<B>à</B> Volonté. Il peut être construit & façon<B>à</B> consti tuer par lui-même un spectacle attrayant en plus -de celui offert par une enseigne lumi neuse qu'il commande, étant, par exemple, renfermé dans une enveloppe transparente permettant -de voir les ares mobiles<B>à.</B> haut voltage.
Le -dessin représente, schématiquement et <B>à</B> titre d'exemple, des formes de réit-lisation de ce,dispositif.
Sur ce<U>dessin:</U> La fig. <B>1</B> représente un modèle de com mutateur relié<B>à</B> trois tubes d'une enseigne au néon, et un transformateur d'alimentation; Les fig. 2,<B>3</B> et 4 représentent des va- ria,utes de ce commutateur; La. fig. <B>5</B> est une vue partielle d'une électrodeetde son support.
La. fig. <B>1</B> montre trois tubes au néon sà- parés, ou enseigne, faisant le mot EAT, dis posés verticalement dans ce cas, et également un commutateur<B>à</B> arc. Les électrodes<B>1,</B> 2,<B>3</B> et 4 sont montées dans un support isolant<B>5,</B> par exemple en porcelaine, de la façon repré- sentée sur la fig. <B>5.</B> Ces électrodes sont con nectées<B>à</B> un<B>côté</B> du secondaire d'un transfor mateur<B>13</B> ainsi qu'aux bornes respectives<B>17,</B> <B>18</B> et<B>19,</B> 20 et 21 et 22 -des tubes au néon 14,<B>15</B> et<B>16</B> constituantdes lettres.
On peut -utiliser un nombre quelconque d'élettrodes suivant le genre d'enseigne.
Une autre électrode<B>6,</B> disposée auprès de ces électrodes<B>1,</B> 2,<B>3</B> et 4 et de préférence verticalement, est connectée<B>à</B> l'autre côté du secondaire du transformateur<B>18,</B> et, comme montré, laisse des espaces pour les ares de di verses lonuueurs entre elle-même et ces élec trodes, qui sont sur un plan divergent par rapport<B>à</B> celui de cette électrode<B>6.</B> Ces es paces pour les ares sont sensiblement sur un même axe vertical, le plus petit en bas avec Iongueurs augmentant progressivement vers le haait;
ils sont désignés par<B>8,</B> 24,<B>25, 26</B> et <B>11</B> et leur longueur peut être réglée, comme représenté sur<B>la</B> fig. <B>5,</B> c'est-à-dire par diffé rence d'écartement d'avec l'électrode<B>6,</B> le ré glage dépendant de la résistance des divers circuits, de l'appareil relié avec eux, et & s effets -désirés.
L'appareil tel qu'il aété décrit fonctionne comme suit: grâce au voltage élevé produit par le secondaire du transformateur qui est connect6 aux électrodes<B>1</B> et<B>6</B> et grâce égale ment<B>à</B> la conductibilit6 appropriée de l'espace <B>à</B> arc en<B>8,</B> un arc s'amorce entre les 6lectro- des <B>1</B> et<B>6</B> au point<B>8.</B> L'arc<B>23</B> monte alors le long du passage formé par les conducteurs<B>1</B> et<B>6</B> jusqu'au moment où il arrive au conduc teur 2, -espace<B>à,</B> arc 24, où il abandonne le conducteur<B>1</B> et continue le long -des conduc teurs 2 et<B>6</B> (voir arc<B>23)
</B> répétant cette<B>opé-</B> ration avec les électrodes<B>3</B> et 4 et arrivant rapidement<B>à</B> l'espace<B>11</B> dont la, résistance est suffisamment grande pour interrompre l'arc; il se reforme alors<B>à</B> l'espace<B>8</B> et l'opé ration décrite recommence.
On remarquera que l'arc<B>8</B> ferme le cir cuit de Penroulement -du secondaire sans com prendre aucun des tubes au néon. I?are 24 ferme le circuit allant de ce secondaire au tube au néon 14, c'est-à-dire la lettre<B>E</B> et retourne<B>à</B> Fautre côté -du secondaire, le vol tage étant suffisant pour traverser l'espace d'air et pour illuminer également ce tube.
L'espace<B>à</B> arc<B>25</B> établit le circuit allant -du <B>à</B> la borne 20 du tube<B>15,</B> c'est-à- dire la lettre<B>A</B> depuis la borne<B>19 à</B> la borne <B>18</B> de la lettre<B>R,</B> et -de son autre borne<B>17</B> pour retourner au transformateur, ce qui con necte en série les deux lettres<B>E</B> et -4 et les allume toutes les deux.
De manière analogue, l'arc<B>26</B> -établit le circuit allant du transfor mateur<B>à</B> la borne 22 du tube<B>16,</B> c'est-à-dire la, lettre T de la borne 21 de ce -tube<B>à</B> la borne 20 -de la lettre<B>A,</B> de la borne<B>19 à</B> la borne<B>18</B> de la lettre<B>E</B> et, -de la, borne<B>17</B> -de cette -dernière, retourne au transformateur; les trois lettres se trouvent ainsi connectées en série, sont illuminées toutes les trois et. sont éteintes simultanément. Lorsque l'arc se rétablit<B>à.</B> travers l'espace<B>8,</B> ce qu'il fait im médiatement, un bref intervalle de temps s'é coule pendant lequel -cet arc#_-pmonte jusqu'à l'extrémité -de l'électrode<B>1</B> et pendant lequel aucune des lettres n'est illuminée.
Ce disposi- tif particulier de lettres et de circuits n'a. été choisi que pour montrer l'une -des nombreu ses applications industrielles possibles du commutateur<B>à</B> arc.
L'électrode<B>7,</B> fixée au support isolant<B>5</B> est une partieularit(- supplémentaire ou facul tative, facilitant davantao#e le fonctionne ment de la manière suivante: après que l'arc est arrivé<B>à</B> l'espace<B>11,</B> le gaz ionisé entou rant les points les plus voisins -des électrodes 4 et<B>7</B> réduit la résistance de, l'espace<B>10,</B> de sorte que cette dernière, ajoutée<B>à</B> celle<B>de</B> l'espace<B>9</B> avec laquelle elle est<B>en</B> série, est inférieure<B>à</B> la résistance -de l'espace<B>8</B> et, en conséquence, des ares se forment aux espaces <B>9</B> et<B>10.</B> L'arc formé<B>à</B> l'espace<B>10</B> reste au point indiqué,
mais celui formé<B>à</B> l'espace<B>9</B> sous l'action de la chaleur monte le long des conducteurs divergents<B>6</B> et<B>7</B> jusqu'à un point voisin de J'espace 12<B>où</B> il se rompt, comme il -est en série avec celui du point<B>10,</B> les deux ares se trouvent en conséquence rom pus. Un arc s'amorce de nouveau au point<B>8</B> qui présente<B>à</B> ce moment la résistance la plus faible de tous les espaces en question, et le fonctionnement recommence. Dans ce cas par ticulier, l'électrode<B>7</B> offre l'avantage de maintenir éclairé tout le mot EAT, que les électrodes<B>1,</B> 2,<B>3</B> et 4 ont fait apparaître lettre par lettre jusqu'au moment oit l'arc formé<B>à</B> l'espace<B>9</B> se rompt,<B>à</B> l'espace indiqué près du point 12.
On peut utiliser la borne <B>27</B> de l'électrode<B>7</B> pour d'autres combinai sons d'effets possibles de circuits en se ser vant d'autres circuit et appareils, et de com binaisons de divers commutateurs<B>à</B> arc.
Les électrodes sont entourées par une en veloppe<B>30</B> que l'on peut fixer au support iso lant<B>5</B> et qu'il<B>y</B> a avantage<B>-à</B> établir en subs tance transparente permettant de voir l'ascen sion rapide (les ares se succédant pour rete nir l'attention. Bien que le commutateur<B>à</B> arc puisse être installé<B>à</B> une certaine distance de l'enseigne, il est préférable de réunir les deux et, s'il est monté de manière<B>à</B> pouvoir être vu par<B>' ,</B> personnes regardant len- seigne, il peut augmenter l'intérêt cl-Li specta cle offert par cette dernière.
Comme représenté sur la, fig. <B>1,</B> cette en veloppe<B>30</B> est ouverte en haut et en bas pour permettre le passage de la colonne d'air as cendante. Un volet<B>29,</B> articulé en<B>28</B> sur le haut de l'enveloppe, ou fixé sur cette dernière par d'autres moyens réglables, permet de commander la vitesse de montée de l'arc, et par suite celle du cycle des opérations; par exemple en ouvrant ce régistre plus grand que représenté sur la fig. <B>1,</B> les ares montent plus vite et font allumer l'enseigne plus ra pidement; en déplaçant le volet -dans l'autre sens, la série des opérations -est retardée.
Ce volet peut être disposé<B>à,</B> l'extrémité infé rieure de l'enveloppe au lieu de l'être<B>à</B> l'ex trémité supérieure, au bien on peut placer un volet<B>à</B> chaque extrémité.
La ficr. 2 représente_ une variante du com mutateur<B>à</B> arc<B>à</B> haute tension fonctionnant par action électrostatique. -Une enveloppe<B>31</B> renferme un conducteur<B>32</B> pourvu d'une charnière ou pivot<B>33</B> soutenant une électrode 34 montée entredes électrodes fixes<B>35</B> et<B>36.</B> Les intervalles ou espaces<B>37</B> et<B>38,</B> existant entre l'électrode pendante et les -électrodes fixes, sont remplis -dair ou -de gaz ayant une résistance suffisante pour empêcher la forma tion d'un arc entre ces- électrodes lorsque celle qui est pendante se trouve<B>à</B> mi-chemin entre les autres.
Les électrodes<B>32, 35</B> et<B>36</B> sont montées -dans une base isolante appropriée<B>39</B> en des sous de laquelle se trouvent les bornes res pectives 40, 41 et 42 connectant le commu tateur aux conducteurs 43, 44 et 45.
L'électrode articulée 34, lorsqu'elle est at tirée électrostatiquement vers un côté ou vers l'autre, amorce un arc dans l'espace le plus petit, ce qui change immédiatement le rapport électrostatique des électrodes fixes et articu lée se trouvant dans le circuit établi par l'arc'. Il -en résulte que,cette électrode articulée s'é carte de l'électrode fixe -et se rapproche de l'autre, ce qui fait rompre l'arc qui se rétablit entre l'électrode articulée et cette seconde électrode fixe. Cette action se répète, & sorte que cette électrode articulée oseille<B>-de</B> ma nière continue.
De petits tampons isolants ré- glables 46 limitent le déplacement de cette électrode pour l'empêcher de venir tout<B>à</B> fait en contact, au cours de -ses oscillations, avec les électrodes fixes. La vitesse d'oscillation de l'électrode articulée dépend de sa longueur et de son poids, 4e la -distance, entre les trois électrodes, de l'air ou du gazdans lequel s'ef fectue -le mouvement et du réglage des tam pons.
Il est évident que -ce principe peut être appliqué<B>à</B> un plus grand nombre d'électro des, ou<B>à</B> une autre combinaison d'électrodes.
<B>Il</B> est, par exemple, possible de prévoir une série -d'électrodes fixes, #dispos6es sur un cercle, -et un bras -coopérant articulé<B>à</B> une de ses extrémités, -de façon que l'autre -de ses ex trémités, son extrémité libre, puisse osciller et coopérer, par action de balayage, avec les électrodes fixes.
Lors 4u mouvement angu laire -du bras, un arc est établi -entre san ex- trémit6 libre et une des électrodes fixes, l'arc étant amené<B>à</B> s'allonger jusqu'à ce que ladite extrémité se trouve<B>à</B> peu près<B>à</B> mi-cliemin entre une électrode fixe et l'électrode voisine correspondante, en suite & quoi l'arc est éteint et immédiatement réamarcé entre la dite extrémité libre et l'électrode suivante. L'arc devient alors progressivement plus court jusqu'à ce que le bras ait passé devant la seconde électrode fixe et il s'allonge ensuite jusqu'à ce qu'il s'éteigne pour ensuite sauter <B>à</B> la troisième électrode -et ainsi -de suite.
La fig. <B>3</B> représente un commutateur<B>à</B> arc mobile commandé magnétiquement. Les électrodes<B>1,</B> 2, 3,et 4 sont analogues<B>à</B> celles décrit-es en se référant<B>à.</B> la fig. <B>1</B> et sont dis posées auprès de l'électrode sensiblement ver- ticale <B>6,</B> comme -décrit plus haut.
Ces élec trodes sont entourées par une enveloppe 47 qui.. dans ce cas, -est cylindrique, et une bo bine en fil isolé 48 est enroulée autour de ce' cylindre; les extrémités de cette bobine sont connectées<B>à</B> des bornes<B>50</B> et<B>51,</B> ce qui per met de créer un -champ magnétique tendant<B>à</B> faire -déplacer l'arc formé entre les électrodes depuis le -point où l'espace<B>à</B> arc est le plus petit jusqu'à celui où il approche de son maximum. Après rupture, l'arc se reforme entre les électrodes<B>1</B> et<B>6</B> ainsi qu'il est évi dent.
On peut connecter les électrodes<B>1,</B> 2,<B>3</B> <B>-</B>et 4<B>à</B> une -enseigne au néon et<B>à</B> une source d'énergie électrique, comme représenté sur la fig. <B>1</B> ou bien ce<U>commutateur</U> peut comman der faut autre appareil convenable. La rapi- dit6 de la commutation peut être réglée en agissant sur le courant fourni<B>-à</B> la, bobine, la vitesse de déplacement,de l'are -étantpropor- tionnelle <B>à</B> la force du courant ou bien en maintenant constant le champ magnétique, an peut faire varier cette vitesse en modifiant la valeur du courant passant par Parc.
Dans la variante représentée sur la fig. 4, on -dispose les unes au-dessus des autres, en les décalant -de façon qu'elles se recouvrent, plusieurs électrodes<B>52, 53,</B> 54,<B>55</B> et<B>56</B> qui toutefois ne se touchent pas, chaque électrode étant inclinée -de manière<B>à</B> s'éloio-ner de celle lui faisant immédiatement face. L'espace<B>à</B> arc entre le milieu -de l'électrode<B>52</B> et l'ex trémité inférieure de l'électrode<B>53</B> est le plus court, les autres espaces augmentant progres sivement en longueur.
Lorsque l'are est éta bli dans l'espace inférieur, il ferme le circuit allant du transformateur aux deux électro des du bas sans exciter l'un quelconque des tubes au néon ou tout autre dispositif électri- que qui<B>y</B> -est -connecté mais, lorsque- l'are se déplace vers le haut et ferme un circùit entre les électrodes<B>53</B> et 54, le courant du trans formateur passe par la lettre<B>E.</B> Lespace <B>à</B> arc suivant -dans la hauteur commande le cir cuit sur un de ses côtés sur la lettre<B>A,</B> et sur l'autre sur la lettre<B>E,</B> illuminant ainsi les deux lettres, et l'espace -du haut met en série, dans ce cas, sur un côté,
le circuit passant par les lettres F et<B>E</B> et sur l'autre côté la lettre<B>A,</B> illuminant ainsi le mot complet; en suite, l'are s'éteint et se rétablit<B>à</B> l'espace du bas.
Ces électrodes peu-vent êtresupportëes, de manière appropriée, dans la paroi de l'enve- 'loppe <B>57,</B> le montage se faisant dans chaque cas, par le ha-ut ou parle bas de l'électrode. En fait, dans les autres modes îde réalisation représentées sur les fig. <B>1</B> et<B>3,</B> les électrodes peuvent également être supportées soit par le haut, soit par le bas.
De plus, il n'est pas né- Pessaire que les électrodes courtes soient mon tées -dans un plan passant par l'électrode longue et elles peuvent être inclinées par rap port<B>à</B> ce plan.
Dans son application générale, l'envelopp e représentée sur les figures -du dessin peut être hermétique, vide d'air et remplie de divers <B>c 7</B> ,,a inertes ou autres, principalement dans le cas des commutateurs magnétiques et électro statiques. Cette enveloppe peut également être rendue fluorescente, afin de produire une luminescence de couleurs et d'intensités di verses, visibles<B>-à</B> l'#il, ajoutant ainsi<B>à</B> l'ef fet attractif de l'installation.
Cette dernière particularité est spécialement susceptible d'être appliquée<B>à</B> l'enveloppe, transparente, opaque, ou partiellement ouverbe- ou bien on peut -utiliser, dans la fabrication de cette en veloppe, toute autre matière laissant passer les rayons de l'arc susceptibles d'illuminer la matière fluorescente. On peut également dispo- serdes objets ou des dessins fluorescents<B>à</B> l'intérieur ou autour de l'enveloppe, afin de réaliser de nombreux -effets tous susceptibles d'augmenter la valeur de l'installation au point de vue attraction,