Dispositif automatique pour l'allumage d'une lampe à décharge électrique La présente invention a pour objet un dis positif automatique pour l'allumage d'une lampe à décharge électrique ne comportant pas d'électrode préchauffable et alimentée, par l'intermédiaire d'une impédance constituée, au moins partiellement, par une inductance, par une source de courant alternatif à tension pra tiquement constante, dispositif comprenant un amorceur comportant un interrupteur et un organe qui fait se déplacer le contact mobile de cet interrupteur, cet organe étant connecté en série avec la lampe à décharge, ledit inter rupteur étant fermé au repos et s'ouvrant lors qu'on fait passer un courant dans ledit organe,
les bornes de cet interrupteur étant connectées respectivement aux arrivées de courant par lesquelles les deux électrodes principales de la lampe à décharge sont reliées à la source de courant. Cette dernière peut être le réseau ou un transformateur alimenté par le réseau, par exemple.
Il est connu d'utiliser un amorceur électro magnétique pour allumer une lampe à dé charge en le connectant comme décrit ci-des sus ; l'interrupteur de cet amorceur est alors actionné par l'armature d'un électro-aimant dont la bobine d'excitation constitue l'organe qui fait se déplacer l'interrupteur. Les amorceurs électromagnétiques sont re lativement coûteux et souvent peu sûrs ; de plus, leur fonctionnement est quasi instantané, ce qui est nuisible dans certains cas, comme on le verra plus loin.
Le dispositif selon l'invention ne présente pas ces inconvénients. Il est caractérisé en ce que le contact mobile de l'interrupteur est ac tionné par un bilame, ledit organe faisant se déplacer le contact mobile étant constitué par une résistance placée au voisinage de ce bi- lame.
Un tel dispositif peut, par exemple, être utilisé pour l'allumage d'une lampe à décharge, telle qu'une lampe à vapeur de mercure sous pression, qui présente une tension d'amorçage à sa température de fonctionnement normal très nettement supérieure à sa tension d'amor çage à froid ; si l'on a constitué l'amorceur de façon à lui donner une inertie thermique suf fisante, il permet l'allumage de cette lampe à décharge dans les conditions qui fatiguent le moins possible les électrodes de celle-ci.
Le dessin annexé représente, à titre d'exemple, une forme d'exécution du dispositif selon l'invention. La fig. 1 représente, partie en coupe, par tie en élévation, un amorceur.
La fig. 2 représente schématiquement un dispositif pour l'allumage d'une lampe à dé charge, dispositif qui comprend l'amorceur re présenté à la fig. 1.
Sur la fig. 1, l'amorceur proprement dit, 1, contenu dans une enveloppe en verre 17 dans laquelle on a fait le vide par le queusot 11, est vu en élévation ; le boîtier 7 contenant l'amorceur est supposé coupé selon un plan passant par l'axe de l'amorceur.
L'amorceur comprend principalement - un contact fixe 16 porté par une tige 15 et qui, dans le cas représenté, est simple ment une extrémité de cette tige ; - un bilame 3 portant un contact mobile 2 ; le bilame est fixé de sorte que, lorsqu'il est froid, le contact mobile touche le contact fixe 16 et que lorsqu'il est suffisamment chaud, le contact mobile 2 ne touche plus le contact fixe ; - une résistance 4 de chauffage du bi- lame, formée, par exemple, d'un fil d'alliage nickel-chrome enroulé en hélice.
Le bilame est soudé à une arrivée de cou rant 5, l'extrémité inférieure de la résistance à une autre arrivée, 6, la tige 15 à une troi sième arrivée, 13. L'extrémité supérieure de la résistance 4 est soudée à la tige 15.
Les arrivées de courant 5, 6, 13 sont scel lées de façon étanche dans le pied 14 en verre qui ferme l'enveloppe de l'amorceur ; leurs ex trémités extérieures à cette enveloppe sont sou dées à des broches de contact fixées à une pla que isolante 8. L'arrivée 5 est fixée à la bro che 9, l'arrivée 13 à la broche 10, l'arrivée 6 à une broche qui n'est pas représentée à cause de la position du plan de coupe de la fig. 1.
L'enveloppe 17 de l'amorceur est enfer mée, avec un jeu important, dans un boîtier de protection 7 fermé par la plaque 8. Un calo rifuge 12, par exemple de l'amiante sous une épaisseur de 5 mm, est intercalé entre l'enve loppe 17 et le boîtier 7 ; on laisse toutefois libre l'espace situé au-dessous de l'enveloppe de façon à ne pas risquer de rompre les arri vées de courant qu passent dans cet espace.
La broche 10 est plus grosse que la broche 9 de façon à éviter les erreurs de positionne ment lorsqu'on met l'amorceur et son boîtier dans la douille qui doit les recevoir et qui com porte des contacts connectés au circuit utili sant l'amorceur.
La fig. 2 représente schématiquement un dispositif dans lequel l'amorceur 1 est utilisé pour amorcer la décharge dans une lampe 19 à décharge dans de la vapeur de mercure sous pression, c'est-à-dire dans laquelle la pression en régime est supérieure à l'atmosphère.
Les électrodes 20 et 18 de la lampe 19 sont connectées respectivement au bilame 3 et à la tige 15 de l'amorceur. Celle des extrémités de la résistance 4 qui n'est pas soudée à la tige 15 est connectée à l'extrémité 30 d'une bobine de réactance 29 qui stabilise la dé charge dans la lampe 19. Un condensateur antiparasite, 31, est connecté, d'une part à la tige 15, d'autre part au bilame 3.
La source de courant à tension pratique ment constante est reliée par sa borne 27 à l'autre extrémité, 28, de la bobine 29 ; par sa borne 26, elle est reliée, par l'intermédiaire de l'interrupteur principal 25, à l'électrode 20 de la lampe 19 et, par l'intermédiaire d'un fusible 24, au bilame 3 ; ce fusible sert à inter rompre le courant, dans le cas où le fonction nement répété de l'amorceur ne parviendrait pas à allumer la lampe, à cause d'une défectuo sité de celle-ci.
Le fonctionnement de ce dispositif et de l'amorceur est le suivant : lorsqu'on ferme l'in terrupteur 25, l'ensemble des appareils étant froid, un courant passe dans un circuit qui, en partant de la borne 27 du réseau, traverse la bobine 29, la résistance 4, le bilame 3, le fusi ble 24, l'interrupteur 25 et arrive à l'autre borne, 26, de la source.
La résistance 4, parcourue par ce courant, chauffe le bilame 3 qui, lorsqu'il a atteint une température suffisante, s'écarte de la tige 15 ; le circuit précédent est alors rompu entre cette tige et le contact 2. Comme ce circuit com porte une inductance 29, la rupture du courant qui le traversait fait apparaître une surtension transitoire entre le contact 2 et la tige 15 ; cette surtension est transmise aux électrodes 18 et 20 de la lampe 19, respectivement parle fu sible 24 et les conducteurs 23 et 22. Si la lampe 19 est, à ce moment, froide et en bon état, cette surtension provoque le jaillissement, entre les électrodes 18 et 20, d'un effluve qui ionise l'atmosphère de cette lampe et permet ainsi le passage de la décharge due à la seule tension de la source 26, 27.
Une fois la décharge ainsi amorcée dans la lampe 19, le courant de décharge, passant dans la résistance 4, chauffe suffisamment le bilame 3 pour que les contacts 2 et 16 restent séparés.
Si l'ouverture de l'interrupteur, 2, 16, n'a pas réussi à amorcer la décharge permanente dans la lampe 19, aucun courant ne passe dans la résistance 4 après cette ouverture ; rien ne chauffe plus le bilame qui se refroidit alors et amène le contact 2 contre le contact 16. Le courant recommence alors à passer dans le circuit 27, 29, 4, 3, 24, 23, 25, 26 et le proces sus décrit ci-dessus recommence.
Le dispositif décrit ci-dessus permet l'amor çage de la décharge dans des lampes à décharge ne comportant pas d'électrode préchauffable de types autres que les lampes à vapeur de mercure sous pression, par exemple les lampes fluorescentes usuelles.
Il est cependant particulièrement utile dans le cas des lampes à décharge qui présen tent, à leur température de fonctionnement normal, une tension d'amorçage très nettement supérieure à leur tension d'amorçage à froid. La tension d'amorçage à froid est la tension nécessaire pour l'amorçage lorsque l'appareil à décharge est à une température de l'ordre de 101, à 30 C. La lampe à vapeur de mercure 19 du circuit décrit ci-dessus se trouve dans ce cas, parce que la pression de vapeur de mercure, à sa température de régime, aug- mente considérablement sa tension d'amor çage, par exemple la porte à environ 3000 volts au lieu de 300 volts environ vers 200 C.
Dans le cas de telles lampes, en effet, lors qu'on éteint la lampe quand elle a atteint sen siblement sa température de fonctionnement normal, elle met plusieurs minutes à se refroi dir au point de pouvoir être rallumée par la surtension provoquée par l'ouverture du con tact 2-16, en supposant que la tension nor male du réseau 26, 27 soit, à ce moment, ap pliquée à ses électrodes. Si, donc, lorsque la lampe 19 a atteint sa température de régime, la tension du réseau 26, 27 est interrompue, la lampe s'éteint.
Puis, si cette tension est ré tablie au bout de très peu de temps, la lampe ne peut pas être amorcée tout de suite par l'amorceur 1 : la surtension fournie par celui- ci est inférieure à celle nécessaire pour l'amor çage de la lampe à ce moment.
Si l'amorceur était du type électromagné tique, par exemple avec une bobine d'électro aimant connectée comme la résistance 4, et avec un interrupteur connecté comme l'inter rupteur 2, 16 et actionné par une armature soumise au champ de l'électro-aimant, il com mencerait à fonctionner aussitôt que la ten sion du réseau serait rétablie ; ce fonctionne ment durerait tant que la lampe 19 ne serait pas suffisamment refroidie et détériorerait les électrodes de celle-ci.
Pour éviter cet inconvé nient, il faudrait donner à cet amorceur une inertie qui l'empêche de fonctionner avant que plusieurs minutes se soient écoulées depuis l'extinction de la lampe ; les dispositifs que l'on peut utiliser pour cela, dash-pot par exemple, sont coûteux et souvent peu sûrs. Au contraire, on peut donner à peu de frais et avec sécurité une inertie importante aux amorceurs thermiques à résistance chauffant un bilame : le calorifugeage de l'amorceur dé crit ci-dessus, ainsi que le fait d'avoir fait le vide dans son enveloppe 17, ralentissent con sidérablement le refroidissement du bilame, ainsi que de la résistance 4, et sont donc deux solutions à ce problème.
On peut ainsi facile ment obtenir que le bilame ne fasse se toucher les contacts 2 et 16 qu'après le délai néces saire, par exemple 5 minutes, pour que la lampe 19 se refroidisse au point que sa tension d'amorçage soit devenue assez basse pour per mettre son amorçage à peu près certain par l'amorceur 1 ; dans les cas défavorables, celui- ci ne fonctionnera que deux ou trois fois avant l'amorçage de la lampe 19.
L'inertie d'un tel amorceur peut aussi être augmentée, par exemple, en augmentant la ca pacité calorifique de la résistance, en aug mentant la distance entre le bilame et la résis tance, en diminuant la pression avec laquelle le bilame, à froid, applique le contact mobile 2 de l'interrupteur sur le contact fixe 16, etc.
Le délai de fermeture de l'amorceur à pré voir pour le cas de défaillance fugitive de la source de courant, varie avec la lampe à dé charge à amorcer, avec le courant en régime de celle-ci et avec les dispositifs accessoires, par exemple double enveloppe, réflecteurs, diffuseurs, qui gênent ou qui favorisent le re froidissement de cette lampe à décharge. Le délai de fermeture de l'amorceur dépend de son inertie thermique et de l'intensité du cou rant qui passe dans sa résistance.
Pour réduire la tension d'amorçage à froid des lampes à vapeur de mercure sous pression, on a l'habitude de les munir d'une électrode auxiliaire placée au voisinage de l'une des élec trodes de la lampe et reliée à l'électrode oppo sée par une résistance. Il est usuel de ne pas utiliser d'amorceur pour ces lampes, mais l'emploi d'une électrode auxiliaire complique la fabrication, car l'entrée de courant pour l'électrode auxiliaire est souvent d'une réalisa tion difficile quand la lampe est en quartz ; de plus, cette électrode est reliée à une élec trode principale par une résistance qu'il faut loger près du pied de la lampe, endroit dont la température élevée nécessite que la résis tance soit faite en matières spéciales et coû teuses.
L'utilisation d'un amorceur permet de ne pas prévoir d'électrode auxiliaire.
Afin d'être sûr de l'amorçage par temps très froid (au-dessous de 01, C, surtout pour certains types de lampes, la tension d'amor çage est d'autant plus élevée que la tempéra ture de la lampe est plus basse) on est sou vent conduit à utiliser un transformateur éle vant la tension du réseau ; ce transformateur- élévateur est un organe plus coûteux et plus encombrant qu'une bobine de self-induction, et il donne lieu à des pertes et à un déphasage notablement plus importants que cette bobine. L'utilisation d'un amorceur permet souvent de se passer de ce transformateur.
L'amorceur décrit, par contre, est un ap pareil petit, peu coûteux, et qui n'entraine comme perte que la chaleur dégagée dans sa résistance de chauffage, perte qui est facile ment réduite à quelques watts.