<Desc/Clms Page number 1>
Interrupteurs à effluves.
L'invention concerne les interrupteurs à effluves utilisés pour l'amorçage des lampes à décharge, particulièrement celles du type à fluorescence pourvues 'électrodes en forme de filaments devant être préchauffées ,avant le début de la décharge.
Pour amorcer la lampe à fluorescence, l'interrupteur à effluves doit réaliser deux opérations successives dont la pre- mière consiste à fermer un circuit de chauffage pour l'électrode filament de la lampe et la seconde consiste, après avoir maintenu le circuit fermé pendant un temps.suffisant pour que l'électrode filament soit chauffée à sa température d'émissivité électronique maximum, à réouvrir le circuit de chauffage. A cause de ces opé- rations successives, un temps appréciable s'écoule avant que la lampe ne s'allume, et ce temps est fort variable d'un interrupteur
<Desc/Clms Page number 2>
à effluves à l'autre.
Pour cette raison, on a défini certaines règles en ce qui concerne le retard maximum admissible au fonc- tionnement de l'interrupteur avant l'allumage de la lampe ; décision représente pour le fabricant une perte assez sérieuse, du fait que l'interrupteur doit être entièrement terminé et véri- fié avant de pouvoir décider s'il satisfait ou non aux normes établies. Un des défauts les plus marquants provoquant le rebut de beaucoup d'interrupteurs à effluves, est la lenteur de ferme- ture du circuit de chauffage du filament de la lampe. Ce défaut peut être attribué au fait que, à cause de la pression du gaz em- ployé dans l'interrupteur, les électrodes doivent être écartées et que cet écartement peut changer en cours de fabrication et mo- difier ainsi la tension de rupture.
Un, autre facteur qui diminue le rendement et la qualité des interrupteurs à effluves est l'énégie consommée pendant l'amorça- ge de la lampe à décharge. Vu qu'un dispositif limiteur de cou- rant, une inductance habituellement, est nécessairement inséré dans le circuit de la lampe, l'interruption du circuit de chauf- ' fage de l'électrode filament par l'interrupteur à effluves provo- que une surtension due à l'inductance, qui est appliquée aux élec- trodes préchauffées de la lampe pour faciliter son amorçage.
Comme l'interrupteur à effluves et la lampe sont en parallèle élec- triquement au moment de l'établissement de la surtension, il est essentiel que l'interrupteur à effluves consomme le moins d'éner- gie possible afin que toute la surtension puisse être utilisée par la lampe, de manière à faciliter et accélérer l'amorçage, indépen- damment de la demi-onde du cycle de courant alternatif pendant la- quelle l'interrupteur à effluves ouvre le circuit de chauffage du filament.
L'inventionaprincipalement pour but de créer un interrupteur à effluves dans lequel l'écartement des électrodes reste invaria- ble pendant la fabrication et la vie de l'interrupteur.
<Desc/Clms Page number 3>
A cet effet, l'invention consiste essentiellementenun interrupteur à effluves servantà amorcer une lampe à décharge, qui comporte une enveloppe contenant un milieu innisable et une paire d'électrodes thermosensibles normalement écartées entre lesquelles s'opère uhe décharge la suite de l'application d'un potentiel à l'interrupteur et venant à se toucher quand elles sont chauffées par une, décharge de façon à éteindre celle-ci et à se séparer ensuite après refroidissement, et comprenant en outre une pièce annulaire supportée par l'enveloppe à l'intérieur de celle-ci, qui vient en contact au moins avec les extrémités li- bres de ces électrodes logées elles-mêmes entièrement à l'intérieur de l'enveloppe,
de façon à maintenir ces extrémités écartées de manière constante et invariable durant toute la vie utile de l'interrupteur.
Des formes d'exécution préférées de l'invention sont représentées à titre d'exemple dans les dessins annexés.
La figure 1 est une coupe longitudinale d'un interrupteur à effluves construit conformément à la présente invention.
La figure 2 est une vue partiellement en coupe et prise perpendiculairement à la figure 1.
La figure 3 est une coupe suivant la ligne III-III de la fig. 1.
La figure 4 est une coupe suivant la ligne IV-IV de la fig. 1.
La figure 5 est une coupe montrant un genre de dispositif pouvant être utilisé à un stade de la fabrication du nouvel interrupteur.
La figure 6 montre en coupe l'interrupteur avec une autre position du dispositif à un stade suivant de la fabrication.
La figure 7 est une vue partielle de l'interrupteur au mo- ment de la fermeture de son extrémité.
La figure 8 montre une variante de l'interrupteur à ef- fluves complet, conforme à la. présente invention.
<Desc/Clms Page number 4>
Sur le dessin, l'interrupteur à effluves comprend une en- veloppe 5 avec un pincement 6 à une extrémité, traversé par les conducteurs d'amenée 7 et 8 qui pénètrent à l'intérieur de l'en- veloppe. A son autre extrémité, l'enveloppe 5 est pourvue d'une mince tubulure 9 scellée, sur son pourtour et à mi-hauteur, à l'enveloppe 5, de sorte que le tube dépasse l'enveloppe d'une certaine longueur à l'intérieur et à l'extérieur; toute tension interne due au scellement, que ce soit dans le tube ou l'envelop- pe, est donc éloignée de l'extrémité intérieure du tube 9.
Après évacuation de l'enveloppe 5 et remplissage par un gaz, tel quiun mélange d'environ 99,6% d'argon et 0,4f d'azote, ou tout autre gaz donnant une tension de rupture entre 15 et 145 volts, le tube 9 est scellé en le chauffant au moyen d'une flamme de gaz 10 ou l'équivalent, et en enlevant la partie tubulaire en excès, comme indiqué à la figure 7.
Comme indiqué, une paire d'électrodes ayant la forme d'étroi- tes lames bimétalliques 12 et 13=, recouvertes d'une couche métalli- que, telle que du zinc, sont supportées par les conducteurs d'ame- née 7 et 8 et s'étendent longitudinalement dans l'enveloppe 5, leurs extrémités intérieures pénétrant, sur une courte distance, dans l'ouverture de la partie intérieure du tube 9. Il est à noter aussi que le pincement 6 a une partie 14 dirigée vers l'intérieur, qui est pourvue d'un renfoncement ou cratère 15, entourant les électro- des 12 et 13 à l'endroit où elles émergent de la partie du pin- cement dirigée vers l'intérieur, et cela dans un but qui sera ex- posé ultérieurement. Les parois de la partie 14 dirigée vers l'in- térieur et du cratère sont recouvertes d'une couche métallique, comme de la peinture d'aluminium 16.
Ce recouvrement s'effectue avant le scellement de la partie 14 à l'enveloppe, qui forme le pincement 6, et forme un chemin conducteur à haute résistance qui relie les conducteurs de support et d'amenée 7 et 8, de fa- çon à maintenir la tensionde ¯ rupture de l'interrupteur pratique-
<Desc/Clms Page number 5>
ment constante à la lumière du jour et l'obscurité.
Les figures 5,6 et 7 illustrent le procédé de fabrication de l'enveloppe et la disposition des divers éléments de l'inter rupteur à effluves. Le tube 20, dont on tire l'enveloppe 5, peut être maintenu entre des mâchoires appropriées 22 et placé sur une tige métallique ou réfractaire 23. Cette tige est pourvue d'un alésage central 24 dans lequel repose un tube de plus petit diamètre 25, dont le tube 9 est formé, de façon que le tube 25 dé- passe légèrement le plan de contact entre la tige 23 et le tube d'enveloppe 20, et pénètre ainsi, sur une courte distance, à l'intérieur de l'extrémité libre du tube d'enveloppe.20.
Un moule en carbone ou en une autre matière appropriée 26, glis- sé à frottement doux dans le tube 20, est pourvu d'un renfoncement 27 qui sert à recevoir l'extrémité supérieure du tube 25, de façon à centrer celui-ci dans le tube d'enveloppe 20. On chauffe ensui- te d'une manière appropriée, au moyen de flammes de gaz 25 par exemple, l'extrémité inférieure du tube d'enveloppe 20, afin de la faire fondre et couler autour du bout arrondi 29 du moule 26 et de former un scellement hermétique unique avec le tube plus petit 24, comme indiqué par les lignes en pointillé de la figure 5, en un point situé'sous l'extrémité libre intérieure du tube 25.
On retire ensuite le moule 26 du tube d'enveloppe 20 et on remonte, au moyen des mâchoires 22, le tube d'enveloppe, dégageait de ce fait, le petit tube 25 de son renfoncement 24; l'enveloppe 5 prend ainsi partiellement sa forme, telle qu'elle est représentée renversée à la figure 6. Cette dernière figure montre que le scelle- ment 30, qui relie le tube 9 au tube d'enveloppe 20, se trouve à une' certaine distance de l'extrémité ouverte intérieure du tube du fait 9. Comme il a été dit ci-dessus, ceci est très important/que les électrodes bimétalliques 12 et 13, qui pénètrent à l'intérieur de cette ouverture du tube 9, s'échauffent.pendant le fonctionne¯
<Desc/Clms Page number 6>
ment de l'interrupteur % effluves.
Comme les extrémités des élec- trodes 12 et 13 portent contre la paroi intérieure du tube, une par- tie de la chaleur est communiquée à l'extrémité du tube 9, mais vu que cette extrémité est suffisamment éloignée de l'endroit du scellement du tube d'enveloppe 20 au tube 9, le scellement ne su- bit ausune contrainte. Il n'en serait pas de même si le tube était scellé au tube d'enveloppe 20 par son extrémité.
Après scellement de la tubulure 9 au tube d'enveloppe 20, l'enveloppe est renversée (voir figure 6) et à nouveau serrée dans les mâchoires 20, en vue du scellement du support 32. Ce support est formé à l'avance et comprend les conducteurs de support et d'amenée 7 et 8 qui maintiennent les électrodes bimétalliques 12 et 13 et sont scellés dans une perle de verre 33 qui est pourvue du renfoncement 15 susmentionné et dont la paroi est recouverte de peinture d'aluminium 16. Une tête de scellement 54 soutient letube d'enveloppe 20 ; elle est percée de minces ouvertures 35 dans lesquelles on glisse les conducteurs de support et d'amenée 7 et 8 qui, ensemble avec les extrémités des électrodes pénétrant à l'intérieur de la tubulure 9, centrent le support 32 par rap- port au tube d'enveloppe 20.
On chauffe de nouveau celui-ci, flammps de au moyen de/gaz 36 par exemple, et au ramollissement une paire de mâchoires de forme 37 sont descendues suivant une trajectoire cour- be (voir les flèches de la figure 6) pour former le pincement 6, en scellant hermétiquement le tube enveloppe 20 à la perle de verre 33, comme indiqué par les pointillés de la figure 6.
Pendant le scellement, les électrodes bimétalliques 12 et 13 s'échauffent aussi et à uhe température supérieure à celle at- teinte pendant le fonctionnement de l'interrupteur à effluves..
Comme les côtés des bimétaux à faible dilatation se font face, les extrémités des électrodes vont se joindre et se comprimer suffi- samment pour se déformer légèrement. Par conséquent, après refoi- dissement et achèvement de l'interrupteur, les électrodes 12 et 13 ,
<Desc/Clms Page number 7>
subissent une légère tension en sens opposée les faisant porter contre des côtés diamétralement opposés de la paroi intérieure de la tubulure 9. Celle-ci maintient donc un écartement constant déterminé des électrodes pendant toute la vie utile de l'interrup- teur, écartement défini par le diamètre de la tUbulure 9.
Pendant le scellement aussi, on introduit un gaz inerte, tel que de l'azo- te ou autres semblables, dans le tube èrlveloppe 20, afin d'empè- cher l'oxydation des électrodes bimétalliques 12 et 13, qui, sinon, s'oxyderaient facilement, surtout quand elles sont échauffées, et fonctionneraient de manière défectueuse.
On fait ensuite passer l'interrupteur partiellement achevé à l'évacuation; pendant qu'il est relié à la:pompe à vide, on y fait passer un effluve pour dégazéifier les parties métalliques , on le remplit ensuite avec le milieu ionisable susmentionné et on le scelle comme indiqué à la figure 7.
Vu que la tension de rupture de l'interrupteur dépend de la pression du milieu ionisable et de l'écartement des électrodes, il faut remarquer que, comme la pression est définitivement déterminée au moment du remplissage de l'enveloppe, l'écartement constant déterminé également pour tous les dispositifs et in- variable pendant toute la vie utile de l'interrupteur permet à celui-ci d'avoir un rendement élevé et une durée de vie spéciale- ment longue.
De plus, comme il faut que les électrodes bimétalli- ques 12 et 13 de l'interrupteur soient échauffées aussi rapidement que possible par l'effluve établi, entre elles à la suite de 1, application d'une tension, dans le but de fermer le circuit série de chauffage des électrodes filaments de la lampe, de manière que cette période de temps soit toujours inférieure aux limites prescrites, le cratère 15 est prévu dans la partie intérieure 14 du pincement 6. Ce cratère 15 augmente l'intensité de l'efflu- ve dans ce renfoncement, l'accumulation de chaleur très rapide se communiquant rapidement aux axes de coubure des électrodes
<Desc/Clms Page number 8>
bimétalliques 12 et 13, poussant celles-ci l'une contre l'autre en un temps minimum.
Si on le,'désire, le cratère 15 peut être très profond de façon à entourer les électrodes bimétalliques 12 et 13 sur une grande partie de leur longueur, comme indiqué dans la variante de la figure 8. On peut voir aussi sur cette figure que les élec- trodes 12 et 13 sont munies de contacts 38. On peut ainsi utiliser une tubulure 9 de plus grand diamètre, si on le désire, ce qui d'avoir permet/un passage plus dégagé pour l'évacuation tout en maintenant le même écartement uniforme des électrodes.
Il faut remarquer encore que les électrodes bimétalliques 12 et 13 sont très minces et très étroites dans le but d'augmenter la surtension appliquée à la lampe après séparation des électrodes refroidies. Comme il aété dit plus haut, l'interrupteur à effluves et la lampe fluorescente sont reliés de façon à mettre les élec- trodes filaments en série avec la source d'alimentation,et une self est toujours insérée dans le circuit afin de limiter le cou- rant envoyé à la lampe en fonctionnement. Par conséquent, après que les électrodes bimétalliques de l'interrupteur se sont re- froidies et séparées, une surtension est induite dans le circuit par le self à l'instant où les électrodes se séparent et est ap- pliquée aux bornes des électrodes préchauffées de la lampe pour amorcer la décharge.
Cependant, cette surtension seule ne suffit pas à amorcer la décharge dans la lampe lorsque le courant est insuffisant, et comme l'interrupteur à effluves est électriquement en parallè- le avec la lampe au moment de la surtension, il doit être étudié de faon à ne pas enlever du courant à la lampe et il faut pour cela que le courant consommé par l'interrupteur soit aussi mimime que possible ; ainsila lampe recevra le courant maximum. De plus, cette condition doit exister au moment de la surtension, quelle que soit l'électrode bimétallique 12 ou 13 qui sera cathode ins-
<Desc/Clms Page number 9>
tantanée.
Dans ce but, chaque électrode bimétallique 12 ou 13 aura la surface la plus petite compatible avec les possibilités de fabrication, puisque, plus la surface des électrodes bimétalliques sera faible, moindre sera la consommation de courant due à l'arc formé momentanément dans l'interrupteur à l'instant où les électro- des bimétalliques se séparent, et plus grande sera la surtension utile pour la lampe servant à amorcer plus vigoureusement une déchar- ge.
L'exposé précédent montre que l'on a créé, par la présente invention, un interrupteur à effluves qui fonctionne avec un haut rendement et une longue durée de vie, grâce au maintien de l'écar- tement des électrodes. De plus, la tubulure dans laquelle les lec- trodes de l'interrupteur à effluves'sont engagées pour maintenir cet écartement constant, est scellée à l'enveloppe de l'interrupteur de telle manière que la chaleur engendrée dans les électrodes et communiquée à la tubulure, ne provoque aucune tension mécanique ou thermique dans le scellement hermétique qui-; autrement, provoque- rait la destruction du 'scellement et de l'interrupteur.
L'emploi d'un cratère pour augmenter l'intensité de 1 effluve rend l'échauffe- ment et le refroidissement des électrodes très rapides, et ainsi l'interrupteur accomplit sa séquence d'opérations en un temps mi nimum avant l'amorçage de la lampe fluorescente. L'utilisation d'électrodes bimétalliques à surface réduite au maximum en confor- mité avec les possibilités de fabrication, permet d'augmenter la surtension d'amorçage de la lampe, ce qui tend à faire amorcer la lampe au premier fonctionnement de l'interrupteur et réduit les chances de tentatives répétées avant la déchargé,de la lampe, en- trainant ainsi de nouveau une prolongation de la. ve utile de l'in- terrupteur.
Le nouvel interrupteur est aussi exceptionnellement écono- mique au point de vue fabrication parce que mes divers éléments peuvent être centrés avec précision et fixés pendant le montage de l'interrupteur.