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PERFECTIONNEMENTS AUX DISPOSITIFS A DECHARGE.
La présente invention est relative à des perfectionnements destinés à améliorer le fonctionnement des dispositifs à décharge électrique : elle s'applique plus particulièrement, mais non exclusivement, à des dispositifs de ce genre dont les cathodes sont en cadmium par exemple.
Par rapport au mercure, le cadmium et les substances analogues présentent l'avantage de pouvoir fonctionner à des températures bien supérieures à la température ambiante, ce qui simplifie beaucoup le problème du refroidissement. Toutefois, en faisant fonctionner un tube au cadmium par exemple dans les conditions habituelles, on a été obligé jusqu'alors d'effectuer un chauffage préalable des dispositifs à décharge, afin d'obtenir une pression de vapeur suffisante pour que l'arc puisse s'amorcer*
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La présente invention permet d'éviter ce chauffage préalable, tout au moins dans le cas de tubes au cadmium qui utilisent un arc auxiliaire de maintien de la tache cathodique.
Ce résultat est obtenu en alimentant pendant la période initiale l'arc auxiliaire par un courant plus fort que le courant normal et en réduisant automatiquement ce courant dès que la température prédéterminée est atteinte.
On comprend7mieux les caractéristiques nouvelles et les avantages de l'invention en se référant au dessin joint, donné simplement à titre d'exemple non limitatif et dans lequel :
La Fig.1 représente une forme de réalisation du dispositif de l'invention*
Les Fig. 2 et 3 indiquent des variantes et applications.
Sur la Fig.1 on voit une enveloppe métallique scellée 10, une anode principale 11 et la cathode 12. Cette dernière peut être en cadmium par exemple et elle se trouve en contact direct avec l'enveloppe 10. L'anode 11 est isolée de l'enveloppe par un anneau isolant 14 qui la supporte. Les conducteurs 16 et 17, qui sont attachés respectivement à l'enveloppe et à l'anode font partie du circuit principal de la décharge.
La substance cathodique 12, telle que le cadmium, est solide à la température ambiante et offre alors une tension de vapeur relativement faible.
A des températures sensiblement plus élevées, sa pression de vapeur peut devenir suffisante pour permettre l'existence d'une décharge à basse tension. Si la température devient trop élevée, la pression peut devenir suffisamment grande pour que le danger de retour d'arc soit accru, Par conséquent, il est possible de faire fonctionner sans difficulté les dispositifs de cedgenre à des températures de l'ordre de 2500 C., grâce à quoi on réalise une évacuation de chaleur satisfaisante en utilisant le simple refroidissement par l'air ambiant, sans utiliser des fluides de réfrigération tels que l'eau.
Dans le dispositif de la Fig.1, on a prévu, en dehors de l'anode principale 11, deux électrodes d'entretien 18 et 20 qui servent, en coopérant aveo une source à courant alternatif, pour maintenir un arc d'entretien. Ces électrodes sont isolées et supportées par des entrées appropriées 21 et 22.
On peut les remplacer, bien entendu, par une seule anode auxiliaire alimentée par du,courant continu.
L'arc d'entretien nécessaire pour maintenir la tache cathodique pendant le fonctionnement normal, ne convient pas lorsque le dispositif est
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froid, surtout à cause de la faible pression du cadmium à la température am- biante. Dans ces conditions, il est généralement nécessaire d'effectuer un chauffage préalable de la cathode avant de la mettre en service.
Pour évtter cette nécessité, la présente invention prévoit des moyens ayant pour effet de fournir aux électrodes d'entretien une énergie relativement forte pendant la période initiale de mise en route, et de réduire automatiquement le courant d'entretien lorsque le dispositif atteint sa température de fonctionnement. On comprendra mieux le fonctionnement de ces moyens en se reportant au circuit d'alimentation représenté sur la figure 1.
Le courant d'entretien est fourni par le transformateur 24 dont le secondaire est relié aux électrodes 19 et 20. Le point milieu de ce secondaire est connecté à la cathode 12 étant relié en 25 à l'enveloppe 10. En série avec cette connexion, on prévoit un élément chauffant 27 qui est en contact thermique avec l'anode et dont le rôle sera exposé plus en détail par la suite. Pour l'amorçage initiale de la tache cathodique, on peut employer une électrode d'amorçage à immersion du type connu ; une telle électrode est représentée en 28.
Grâce au montage décrit du transformateur 24 il se produit le redressement des deux alternances, le courant passe de la cathode 12 alternativement à l'une ou à l'autre des anodes auxiliaires 19 et 20, et la tache cathodique est maintenue. L'impédance du circuit est telle que, pendant la mise en service, lorsque la cathode 12 est froide, l'intensité du courant d'entretien est suffisamment forte pour que la tache cathodique soit effectivement maiptenue.
Afin de réduire ce courant d'entretien à une valeur plus économique, lorsque le dispositif atteint sa température normale de fonctionnement, on prévoit un organe de commande thermique qui se trouve en bon contact thermique avec une partie appropriée du dispositif. Dans l'exemple représenté, on utilise un relais thermique 29, situé dans le voisinage de l'anode 11 et sensiblement affecté par sa température.
Ce dispositif peut être constitué par exemple par un thermostat ayant un contactdgixe 30 et un contact mobile 31 qui se déforme sous l'effet de la chaleur. Le contact mobile peut être agencé pour s'ouvrir à froide et se fermer à chaude
En série avec ce dispositif thermique on peut brancher un moyen de réglage approprié pouvant être constitue par exemple par une réactance à
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noyau saturable 33, comportant un enroulement en série 34, un enroulement de saturation 35 et un circuit magnétique 36. L'enroulement 35 est en dérivation sur les contacts 30 et 31 du thermostat et il est traversé par le oourant d'entretien lorsque les contacts sont ouverts. Au lieu d'une réactance à noyau saturable, on peut, bien entendu, employer tout autre type de dispositif à impédance variable, par exemple un tube à décharge commandée.
D'après ce qui précède, il résulte que l'impédance de l'appareil 33 présente la valeur la plus basse quand le noyau 36 est saturé, c'est-à-dire lorsque les contacts 30 et 31 sont ouverts. Du fait que cette condition oorrespond à la période de mise en route du dispositif à décharge, l'arc d'entretien est alors nécessairement le plus fort. Dès que la température de l'enveloppe augmente suffisamment et que les contacts 30 et 31 se ferment en courtcircuitant l'enroulement de saturation 35, l'impédance de la réactance augmente et le courant d'entretien est réduit en conséquence. Ce courant réduit est néanmoins suffisant pour maintenir la tache cathodique, car la température de la cathode 12 est alors relativement élevée.
Pour accélérer l'accroissement de la température du dispositif à décharge et pour éviter également la condensation de la matière cathodique sur l'anode, on peut utiliser la résistance chauffante 27 ; en agissant directement sur l'anode 11, cet élément ohauffant affecte indirectement la température générale de tout le dispositif à décharge. Pour que cet élément ohauf- fant soit commandé de la manière appropriée, il est préférable de le mettre en série avec l'arc d'entretien, comme le montre la figure, de sorte que la température de la résistance 27 est proportionnelle au courant d'entretien.
Grâce à ce moyen, l'organe de commande 29, en réduisant le'courant de maintien réduit en même temps l'alimentation de l'élément chauffant 27.
Un tel résultat est très désirable étant donné que l'action normale du courant principal suffit pour maintenir la température du dispositif au niveau voulu, dès qu'on a atteint les conditions du fonctionnement stable.
Il va de soi que si la température du dispositif à décharge tombe pour une raison quelconque, par exemple consécutivement à une interruption temporaire, l'organe de commande décrit plus haut fonctionne automatiquement pour remettre en service l'élément chauffant.
Dans certains cas, il est désirable non seulement de réduire la quantité de chaleur fournie au dispositif à décharge après avoir atteint les conditions normales de fonctionnement, mais aussi de prévoir des moyens pour
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le refroidir pour qu'il puisse supporter des courants plus importantes Le système de commande, décrit plus haut, peut être également utilisé pour mettre en service un tel système de refroidissement, concurremment avec la suppression du chauffage et la réduction du courant d'entretien.
Sur la Fig.2, on a représenté un montage grâce auquel ce dernier résultat peut être obtenu. Dans ce cas, le circuit de l'arc auxiliaire comporte, en dehors des éléments décrits un relais 40 dont les contacts sont normalement fermés. Ce relais commande an ventilateur 42 ou un autre moyen de refroidissement prévu dans le voisinage de l'enveloppe 10, Aussi longtemps que le courant d'entretien est maintenu à sa valeur initiale, c'est-à-dire à sa valeur de mise en route, le relais 40 est maintenu ouvert, mais dès que l'organe de commande 29 fonctionne et diminue le courant d'entretien, le relais 40 se ferme et met en service le ventilateur 42. Comme expliqué plus haut à propos de la Fig.l, le courant de chauffage de l'anode est en même temps réduit à une faible valeur.
Le montage décrit ci-dessus s'applique à la commande de tous moyens de refroidissement du dispositif à décharge. La Fig,3 représente son application à une commande mécanique. Dans ce cas, le relais 45, dont le rôle correspond à celui du relais 40 de la Fig.2 ouvre et ferme le pavillon 46 prévu dans la conduite 47 à travers laquelle un fluide réfrigérant est fourni au dispositif à décharge. On comprend, bien entendu, que le dispositif est tel que le pavillon 46 est fermé pendant la période de mise en route et qu'il est ouvert sous l'action du relais 45 dès que le courant d'entretien se trouve réduit.
Bien qu'on ait représenté et décrit plusieurs formes de réalisation de l'invention, il est évident qu'on ne désire pas se limiter à ces formsa particulières, données simplement à titre d'exemples et sans aucun caractère restrictif et que par conséquent toutes les variantes ayant même principe et même objet que les dispositions indiquées ci-dessus rentreraient comme elles dans le cadre de l'invention.