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Interrupteur thermique.
L'invention concerne un interrupteur thermique approprié à la commande de dispositifs équipés de tubes à décharge dans la vapeur à basse pression, par exemple des tubes fluorescents.
Ces interrupteurs sont construits de manière qu'ils dé- terminent la durée de la circulation du courant de préchauffage des électrodes du tube et qu'à la fin de cette période, ils pro- voquent une pointe de tension entre les électrodes, pour amorcer le tube. Les interrupteurs peuvent être à commande par courant ou à commande par tension. Dans les interrupteurs à commande par courant, les contacts sont fermés à l'état froid ; ces interrup- teurs comportent un élément thermique qui est généralement monté en série avec le tube et qui développe de la chaleur dans l'élé- ment thermo-sensible de l'interrupteur pour provoquer l'ouverture des contacts à la fin de la période de préchauffage.
Par contre,
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dans les interrupteurs à commande par tension, les contacts sont ouverts à l'état froid, et la chaleur nécessaire pour provoquer la fermeture des contacts est développée dans un élément thermo- sensible par une charge par effluve qui se produit entre des électrodes judicieusement disposées (dont l'une est, en général, constituée par l'élément thermo-sensible dans l'atmosphère gazeu- se qui remplit l'enveloppe fermée de l'interrupteur.
Dans les interrupteurs dont les contacts sont ouverts à l'état froid, le chauffage de l'élément thermo-sensible cesse lorsque les contacts se ferment et, en général, ceux-ci s'ouvrent et se ferment à une cadence rapide jusqu'au moment où les électro- des du tube à décharge sont suffisamment chauffées. Ces ouvertu- res et fermetures successives provoquent des éclairs gênants dans le tube et sont aussi nuisibles pour la durée de vie des électrodes.
En outre des étincelles se produisent entre les contacts par suite de la présence dans le circuit d'alimentation d'une self-induction qui est prévue pour provoquer les pointes de tension nécessaires pour amorcer le tube lors de l'ouverture des contacts.
On s'est souvent efforcé d'obtenir un certain retard entre la fermeture et l'ouverture du circuit de courant des électrodes du tube ; s'est aussi efforcé de contrecarrer la formation des étincelles en provoquant une ouverture brusque, par déclic, des contacts de l'interrupteur de manière à obtenir un large intervalle entre ceux-ci.
L'interrupteur thermique conforme à l'invention comporte des contacts conjugués dont au moins un est porté par un élément bimétallique qui, à la température ambiante normale, est concave ou affecte la forme d'une cuvette et dont les parties métalli- ques inégales sont montées de manière qu'à une haute température déterminée, la courbure change brusquement de sens, tandis que les contacts sont disposés à l'intérieur d'une enveloppe fermée @
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qui renferme un gaz dans lequel une décharge se produit entre les contacts lorsqu'on applique à ceux-ci une tension déterminée, décharge qui porte l'élément bimétallique de la température am- biante normale jusqu'à la température de régime, le tout de ma- nière que, de ce fait, les contacts se ferment et court-circui- tent le trajet de décharge,
après quoi les contacts s'écartent de nouveau.
De préférence, les contacts sont montés de manière que leur ouverture et leur fermeture se produisent par sauts. De cette manière,lorsque l'élément fixe conjuguéau contact de l'élément bimétallique est monté de manière à présenter une cer- taine élasticité, on peut disposer les contacts de manière qu'ils se touchent avant la brusque déformation du bimétal, la séparion brusque des contacts se produisant lorsque l'élément thermo- sensible à la chaleur reprend sa forme normale. Ceci est possi- ble, car la température pour laquelle la courbure initiale change est plus élevée que celle où le tout reprend sa position initiale.
La description du dessin annexé, donné à titre d'exemple non limitatif, fera bien comprendre comment l'invention peut être réalisée, les particularités qui ressortent tant du texte que du dessin faisant, bien entendu, partie de l'invention.
Le dessin montre deux formes d'exécution de l'invention.
L'interrupteur thermique représenté sur les figs.l et 2 est un interrupteur à décharge par effluve dont les électrodes sont placées dans une ampoule de verre 1 qui peut être remplie de néon, ou d'un autre gaz rare et/ou d'hydrogène à une pression appropriée. L'ampoule comporte un culot 2 à contacts de conne- xion usuels 3 auxquels sont reliées les électrodes de l'interrup- teur.Les électrodes sont fixées à des conducteurs d'alimentation scellés dans un pinçage 4 et comportent un élément thermo-sensi- ble 5 et un contre-contact 6. L'élément 5 comporte un contact 7.
L'élément 5 est constitué par un organe bimétallique en forme de plaque avec un ventre 8 convexe ou en forme de cuvette, @
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entouré d'un bord plat. A la température ambiante normale, l'élé- ment affecte la forme représentée sur le dessin. Lorsqu'on applique une tension appropriée aux électrodes de l'interrupteur, il se produit une décharge par effluve qui chauffe les électrodes. Après une durée déterminée de la décharge par effluve, l'élément 5 est porté à une température telle que les tensions mécaniques dans l'élément à proximité du ventre 8 provoquent une brusque inver- sion de la courbure de sorte que le contact 7 touche le contre- contact 6, comme le montrent les lignes en pointillés. Cette fermeture des contacts se produit par déclic.
Dès que les con- tacts se ferment, la décharge par effluve entre les électrodes de l'interrupteur est court-circuitée et l'élément thermo-sensible se refroidit. A une température déterminée, l'élément 5 se réta- blit brusquement et reprend la position représentée en traits pleins, ce qui provoque un écartement notable des électrodes.
Comme tant l'ouverture que la fermeture des contacts s'effectuent par déclic, il ne se produit pas d'attouchement in- termittent entre les contacts comme cela peut se produire dans les interrupteurs à décharge par effluve de la forme de construc- tion connue jusqu'à présent. La durée de la fermeture des contacts est constante et l'établissement et la rupture des contacts sont très sû/rs. L'interrupteur convient donc particulièrement bien à l'utilisation dans des dispositifs équipés de lampes à fluores- cence dans lesquels la fermeture des contacts est utilisée pour déterminer la période de préchauffage des électrodes de la lampe.
A cet effet, les contacts sont disposés de manière qu'à l'état fermé, ils ferment une branche de courant pour le chauffage des électrodes et shuntent alors le trajet de décharge de la lampe.
L'ouverture des contacts supprime le shuntage du trajet de dé- charge ; le tube amorce alors facilement par suite du préchauffage des électrodes et l'application à la lampe d'une pointe de ten- sion engendrée par la rupture de ce circuit, qui est inductif par
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suite de la présence d'une self-induction stabilisatrice insérée en série avec la lampe comme le nécessite le fonctionnement en courant alternatif. Les figs.3, 4 et 5 montrent un exemple d'exé- cution de l'invention,dans lequel l'élément thermo-sensible 5 est pratiquement horizontal dans l'ampoule 1. L'une des extrémités de l'élément 5 est fixée au fil d'alimentation 8, tandis que l'autre extrémité comporte le contact 7. Le contre-contact 6 est formé par l'extrémité repliée du fil d'entrée 9.
Il va de soi que cette forme de construction fournit un interrupteur plus compact que celui obtenu dans la forme de construction précédente.
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Thermal switch.
The invention relates to a thermal switch suitable for controlling devices equipped with low pressure vapor discharge tubes, for example fluorescent tubes.
These switches are constructed in such a way that they determine the duration of the circulation of the preheating current of the electrodes of the tube and that at the end of this period they cause a voltage surge between the electrodes, to initiate the tube. Switches can be current controlled or voltage controlled. In current operated switches, the contacts are closed in the cold state; these switches include a thermal element which is generally mounted in series with the tube and which develops heat in the thermo-sensitive element of the switch to cause the contacts to open at the end of the switching period. preheating.
On the other hand,
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in voltage operated switches, the contacts are open in the cold state, and the heat required to cause the contacts to close is developed in a thermosensitive element by a corona charge which occurs between judiciously arranged electrodes ( one of which is, in general, constituted by the thermosensitive element in the gaseous atmosphere which fills the closed envelope of the switch.
In switches whose contacts are open in the cold state, the heating of the thermo-sensitive element ceases when the contacts close and, in general, these open and close at a rapid rate until when the electrodes in the discharge tube are sufficiently heated. These successive openings and closings cause troublesome lightning in the tube and are also detrimental to the life of the electrodes.
In addition, sparks are produced between the contacts as a result of the presence in the supply circuit of a self-induction which is intended to cause the voltage peaks necessary to start the tube when the contacts open.
Attempts have often been made to obtain a certain delay between the closing and the opening of the current circuit of the electrodes of the tube; has also attempted to counteract the formation of sparks by causing the contacts of the switch to snap open so as to obtain a wide gap between them.
The thermal switch according to the invention comprises mating contacts, at least one of which is carried by a bimetallic element which, at normal ambient temperature, is concave or has the shape of a cup and whose unequal metal parts are mounted so that at a determined high temperature, the curvature suddenly changes direction, while the contacts are placed inside a closed enclosure @
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which contains a gas in which a discharge occurs between the contacts when a determined voltage is applied to them, discharge which brings the bimetallic element from the normal room temperature up to the operating temperature, the whole of so that the contacts close and short-circuit the discharge path,
after which the contacts deviate again.
Preferably, the contacts are mounted so that their opening and closing occur in jumps. In this way, when the fixed element conjugated in contact with the bimetallic element is mounted so as to present a certain elasticity, the contacts can be arranged so that they touch each other before the abrupt deformation of the bimetal, the abrupt separation. contacts occurring when the thermosensitive element returns to its normal shape. This is possible because the temperature at which the initial curvature changes is higher than that at which the whole returns to its initial position.
The description of the appended drawing, given by way of non-limiting example, will make it clear how the invention can be implemented, the features which emerge both from the text and from the drawing, of course, forming part of the invention.
The drawing shows two embodiments of the invention.
The thermal switch shown in Figs. 1 and 2 is a corona discharge switch whose electrodes are placed in a glass bulb 1 which can be filled with neon, or another rare gas and / or hydrogen at an appropriate pressure. The bulb has a base 2 with customary connection contacts 3 to which the electrodes of the switch are connected. The electrodes are fixed to supply conductors sealed in a clamp 4 and comprise a thermo-sensitive element. ble 5 and a counter-contact 6. Element 5 has a contact 7.
The element 5 is constituted by a bimetallic member in the form of a plate with a belly 8 convex or in the form of a bowl, @
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surrounded by a flat edge. At normal room temperature, the element takes on the shape shown in the drawing. When a suitable voltage is applied to the electrodes of the switch, a corona discharge occurs which heats the electrodes. After a determined duration of the corona discharge, the element 5 is brought to a temperature such that the mechanical tensions in the element near the belly 8 cause a sudden reversal of the curvature so that the contact 7 touches the core. counter-contact 6, as shown by the dotted lines. This closing of the contacts occurs by clicking.
As soon as the contacts close, the corona discharge between the electrodes of the switch is short-circuited and the temperature sensitive element cools. At a determined temperature, element 5 is suddenly re-established and resumes the position shown in solid lines, which causes a notable separation of the electrodes.
As both the opening and the closing of the contacts are effected by clicking, there is no intermittent touching between the contacts as can occur in corona discharge switches of the known form of construction. until now. The duration of the contact closure is constant and the making and breaking of contacts is very safe. The switch is therefore particularly suitable for use in devices equipped with fluorescent lamps in which the closing of the contacts is used to determine the preheating period of the lamp electrodes.
To this end, the contacts are arranged so that in the closed state they close a current branch for heating the electrodes and then bypass the discharge path of the lamp.
Opening the contacts eliminates the bypass of the discharge path; the tube then ignites easily as a result of the preheating of the electrodes and the application to the lamp of a voltage peak generated by the rupture of this circuit, which is inductive by
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following the presence of a stabilizing self-induction inserted in series with the lamp as required for operation in alternating current. Figs. 3, 4 and 5 show an exemplary embodiment of the invention, in which the thermo-sensitive element 5 is practically horizontal in the bulb 1. One of the ends of the element 5 is attached to the feed wire 8, while the other end has the contact 7. The counter-contact 6 is formed by the folded end of the input wire 9.
It goes without saying that this form of construction provides a more compact switch than that obtained in the previous form of construction.