Dispositif à lampe à décharge électrique. La présente invention concerne un dispo sitif à lampe à décharge électrique, de pré férence du type dans lequel la lampe doit être alimentée par un réseau de distribution d'énergie électrique -domestique de tension normalie.
On connaît -des. dispositifs de ce genre qui comportent un tube à décharge électrique, à remplissage gazeux, avec des électrodes oppo sées qui sont chauffées à partir d'une source appropriée d'énergie électrique à une tempé rature d'émission d'électrons.
Pour chauffer ces électrodes, -on a trouvé avantageux de relier en série entre des bornes d'une soumce de courant et de prévoir des - moyens entre les bornes des électrodes interconnectées en série pour interrompre le courant de chauffage après que la décharge entre les électrodes a été amorcée.
Le voltage nécessaire pour amorcer l'arc entre les électrodes est, cependant, ordinaire ment plus élevé que celui d'un réseau domes- tique casuel, malgré le fait que les électrodes sont chauffées à une température d'émission d'électrons qui réduit le voltage requis au dessous de celui qui serait autrement néces- sa@ime.
Des dispositifs. variés ont été employés jusqu'à présent dans -le but -d'interrompre, le circuit des électrodes reliées en serre, mais ces dispositifs ont, dans bien des cas, le d6savan- tage,de ne pas être .assez sûrs dans leur fonc tionnement et, de plus, que de pareils -disposi- tifs de commande automatique consomment quelque énergie pendant leur fonctionnement, ce qui diminue ainsi le rendement de l'instal lation.
Le but de la présente invention. est de réaliser un dispositif à lampe à décharge électrique qui puisse être facilement alimenté à partir d'un réseau -de distribution domes tique usuel et dans lequel on fait usage d'un moyen de commande automatique pour facili ter l'amorçage de la lampe, ce moyen étant de fonctionnement sûr et ne consommant pas d'énergie pendant le fonctionnement de la lampe.
Le dispositif objet de la présente inven tion comprend une lampe à décharge élec trique, pourvue d'électrodes disposées pour être chauffée. à une température d'émission d'électrons, contenant à son intérieur un mi lieu facilement ionisable, en combinaison avec une inductance destinée à être reliée à la source d'énergie électrique et à. ladite lampe;
ce dispositif est caractérisé par un appareil de commande auxiliaire dans lequel une décharge électrique auxiliaire peut s'éta blir à. 1a. suite de l'application de la tension d'un réseau de distribution domestique,
cet appareil ayant à son intérieur un élément bi métallique disposé pour être chauffé par cette décharbe et pouvant être amené à éteindre celle-ci en fermant un circuit de chauffabe pour les électrodes de ladite lampe à dé charge et à interrompre ensuite ledit circuit de chauffage et à occasionner alors une sur- tens1on grâce à la, présence de ladite induc- tane.e pour amorcer une décharge dans ladite lampe à décharge.
LTnc- forme d'exécution -de l'objet de l'in vention est représentée, à titre d'exemple, au dessin annexé, dans lequel: La fi-. 1 en montre une vue schématique: La fig. ? montre une coupe, à plus grande échelle, d'un appareil, à commande automa tique pour interrompre le passage du courant électrique, comme montré dans le circuit en fig. 1; La. fi-. 3 montre une coupe de détail :sui vant la. ligne III-III de la. fig. ?, en regar dant dans lia, direction indiquée par des flèches.
Un tube-lampe à décharge électrique remplissage gazeux 5 (fi-. 1) comporte des électrodes 6, 7 disposées à l'opposé l'une de L'autre et consistant en un métal réfractaire, tel que du tungstène ou autre semblable, ces électrodes étant en forme d'un enroulement de fil, revêtu d'une matière émettrice d'élec trons, tel qu'un oxyde de barium, de stron tium ou d'un métal semblable, pour produire un intense flux d'électrons lorsque les élec trodes sont chauffées. Après évacuation,
la lampe est remplie d'un gaz rare à une pres- siou de quelques millimètres pour faciliter l'amorçage en ajoutant quelque=s gouttes de mercure.
Comme montré en fig. <B>1.</B> une borne de l'électrode 6 est reliée par un conducteur 8 à travers une inductance 9 à Lin côté de la source d'alimentation de 115 ou 2-30 volts. Une borne de l'électrode 7 est également re liée par un conducteur 10 et un interrupteur 1 ? au côté opposé de<B>la</B> source d*a.limentation.
Les autres bornes desdites électrodes sont reliées ensemble par l'intermédiaire d'nn appareil de commande automatique 13, lequel a la forme d'un tube à décharge auxiliaire, de façon qu'initialement les électrodes 6 et 7 sont connectées en série l'une avec l'autre entre les pôles de la source d'alimentation, de sorte que les électrodes seront chauffées à une température d'émis,sion d'électrons.
Lorsque la température des électrodes atteint une valeur suffisante pour occasionner un flux d'éleelrons intense. il, s'établira une dé charge entre les électrodes et l'appareil 13 sera automatiquement mis en action dc façon à interrompre le circuit de chauffage en série pour les électrodes.
Cet expédient ne diffère pas sensiblement de ce qui est connu Î Ï, Î Ï, de 'la construction et du fonctionnement de l'appareil de commande électrique 13.
Comme mieux montré en détail aux fig. 2 et 3, l'appa- r cil ou tube à décharge auxiliaire 13 comprend une enveloppe (le verre l> renfermant un mi lieu --azeux, tel que du néon, argon ou autre milieu ionisable semblable. L'enveloppe 14 est pourvue d'une partie rentrante 15 pour vue d'une paire de conducteurs d'introduc tion,
et de supports 16 et 17y scellés et re liés à un culot approprié 18 pour le montage de l'appareil.
l'intérieur du tuibe '13 se trouve une lame bimétallique 1.9 soudée ou autrement fixée rigidement au conducteur d'int.roduc- tion 16, et îi l'extrémité de laquelle est soudé un contact ?0 s'étendant angulairement et qui peut se composer de tout métal approprié; comme par exemple de nickel, d'argent, de tungstène -ou autre métal- analogue.
Un cy lindre métallique 22, en nickel, fer, molyb- dène ou autre métal analogue, est soudé ou autrement fixé rigidement nu conducteur d'introduction 16, ce :cylindre étant revêtu intérieurement d'une matière émettmice d'élec- rons, telle que les oxydes, de barium, stron tium, etc., et constituant ainsi une cathode pendant une partie de la période de courant alternatif.
Une seconde lame bimétallique 23 est soudée.ou autrement fixée ,au conducteur d'introduction 17 et est disposée coaxialement au cylindre ou à la cathode 22, :et constitue ainsi l'électrode-anod-e pendant la, même par tie d:e la période de courant alternatif, quand le cylindre 22 et l'élément bimétallique 19 font momentanément fonction de cathocle. Pendant la demi-onde inverse :
de courant alternatif, la lame bimétallique 23 fonctionne comme cathode -et émet des électrons dus à la matière émettrice d'électrons, le cylindre 22, conjointement avec la lame bimétallique 19, fonctionnant comme anode.
Un contact appro prié 24, tel qu'une plaque de m:alybdène ou de tungstène, est fixé rigidement à l'extré mité Tibre -de la lame bimétallique 2.3 en posi tion :adjacente au contact 20, pour s'engager avec -celui-ci, alors que :dans la position d'ou verture des; contacts 20 :et 24, leur écartement et la pression de la charge gazeuse sont tels qu'un are commence à se produire à l'inté rieur de Vapp-areil; 13, dès que le voltage ap pliqué atteint approximativement 90 à 1()0 volts.
Le fonctionnement du dispositif décrit, y compris l'appareil de commande automatique des fi-. ? et 3, a lieu comme suit: L'interrupteur 1.2 est en premier lieu fermé, reliant ainsi la. lampe à conjointement avec les différents autres éléments à la source d'énergie électrique de potentiel usuel de 11.5 o u *_ -)30 volts. Un courant passera alors de la source :
d'alimentation par l'inductance 9, l'électrode 6, l'appareil :de :commande automa- tique 13 .et l'électrode 7 pour revenir à la source d'alimentation.
Comme .l'écartement entre les électrodes et l'appareil 13 et la pression du gaz qui se trouve dans celui-ci sont tels qu'un voltage d'environ 90 à 100 volts serait suffisant pour occasionner une décharge dans ledit appareil, et comme le voltage :de la source est de 115 volts ou plus, il se produira immédiate ment une .décharge entre ,le cylindre 22 et la lame bimétallique 23.
Après un laps, de quelques :secondes, L'arc établi entre .les électrodes 22i et 26- de l'appa reil de commande automatique 13 chauffe la lame bimétallique 2:3 en :obligeant celle-oi à s'infléchir de 'la manière montrée en pointillé à la fig. 2 et à établir le contact aux pièces 20 :et 24.
Ainsi l'arc s'éteint, le: courant cher chant à prendre le parcours de moindre résis tance à travers l'élément bimétalaique 19, qui est à la même polarité momentanée que l'électrode 22, -et le courant à travers ces par tie :s chauffe les, é!Lectro.des 6 et 7 .de la. lampe 5, ce qui :occasionne l'i:onis.ation du gaz dans le voisinage de chaque électrode.
Cependant, L'élément bimétallique 23 se refroidit, ce qui l'oblige à reprendre après quelques secondes sa position originale, comme montré en fig. \? en traits pleins et à rompre ainsi la connexion entre les contacts 20 et 24 pour interrompre le circuit de chauffage. des électrodes 6 et 7 reliées en série. L'interruption du circuit de chauffage provoque une surtension inductive, qui est plus élevée que le voltage de la source et qui suffit pour amorcer un arc dans le gaz ionisé partiellement entre les électrodes 6 et 7, car le voltage d'amorçage de la !lampe 5 est, à ce moment, moins grand que celui de l'appareil 13.
Pendant .la continuation de la décharge dans la lampe 5, les électrodes 6 et 7 n'exi gent plus de chauffage â partir de 1a source d'alimentation, attendu qu'elles sont main.- tenues à une température .d'émission d'élec trons, grâce à un bombardement d'électrons et d'ions positifs, de sorte que la lampe con tinue à fonctionner jusqu'à ce que l'interrup- Leur 12 soit ouvert, -l'appareil 13 restant ainsi en parallèle avec le circuit de décharge.
Ainsi, l'on voit que !l'appareil de com mande automatique 13 est sûr dans son fonc tionnement. Après avoir terminé son cycle d'opérations, comme indiqué plus haut, ce qui en tout ne prend que quelques secondes, si la lampe 5 ne. s'amorçait pas: pour une raison quelconque, l'appareil: 13 continuerait simple ment son cycle d'opérations jusqu'à ce que l'arc se produise entre les électrodes. 6 et 7.
Si on le désire, le cylindre 22 peut être omis complètement; dans ce cas, les deux élé ments bimétalliques 19 et 23 seront pourvus d'une matière émettrice d'électrons. De pa reils éléments peuvent aussi être prévus pour fléchir dans des directions. opposées, attendu que les deux éléments sont ainsi chauffés directement par la décharge résultante, tan dis que dans la construction montrée en fig. 2, le plus grand fléchissement incombe à l'élément 23 grâce au fait que l'élément 19 est protégé par le cylindre 22.
En plus, l'on peut employer seulement un élément bimétal lique comme une électrode, bien qu'il soit préférable d'avoir les- deux éléments de na ture bimétallique pour compenser des varia tions de température ambiante.
Ainsi l'appareil de commande automa tique est d'abord chauffé par la décharge se produisant entre ses électrodes qui sont. elles mêmes des éléments bimétalliques. Après un chauffage des électrodes à une température prédéterminée, ces éléments ou électrodes éteignent la décharge par court- cireuitage <B>du</B> chemin. de décharge et, après refroidissement des électrodes, leur engagement est rompu pour remettre l'appareil en condition pour la répétition de son cycle de fonctionnement.
De plus, l'appareil ne consomme de l'énergie qu'au début du fonctionnement -du dispositif, car lorsque Varc principal est amorcé, toute l'énergie fournie par la source passe par le tube principal.
Electric discharge lamp device. The present invention relates to an electric discharge lamp device, preferably of the type in which the lamp is to be supplied by a normal voltage-domestic electrical energy distribution network.
We know of. such devices which comprise a gas-filled, electric discharge tube with opposing electrodes which are heated from a suitable source of electrical energy to an electron-emitting temperature.
To heat these electrodes, it has been found advantageous to connect in series between terminals of a current source and to provide means between the terminals of the electrodes interconnected in series for interrupting the heating current after the discharge between the electrodes has been initiated.
The voltage required to initiate the arc between the electrodes is, however, ordinarily higher than that of a casual home network, despite the fact that the electrodes are heated to an electron emission temperature which reduces the voltage. voltage required below that which would otherwise be required.
Devices. Various types have been employed heretofore with the aim of interrupting the circuit of the electrodes connected in the greenhouse, but these devices have, in many cases, the disadvantage of not being sufficiently sure in their function. operation and, moreover, that such automatic control devices consume some energy during their operation, which thus reduces the efficiency of the installation.
The aim of the present invention. is to provide an electric discharge lamp device which can be easily supplied from a usual domestic distribution network and in which use is made of an automatic control means to facilitate the ignition of the lamp, this means being of safe operation and consuming no energy during the operation of the lamp.
The device that is the subject of the present invention comprises an electric discharge lamp, provided with electrodes arranged to be heated. at an electron emission temperature, containing inside it an easily ionizable medium, in combination with an inductor intended to be connected to the source of electrical energy and to. said lamp;
this device is characterized by an auxiliary control apparatus in which an auxiliary electric discharge can be established. 1a. following the application of the voltage of a domestic distribution network,
this device having inside it a bi-metallic element arranged to be heated by this discharge and being able to be caused to extinguish the latter by closing a heating circuit for the electrodes of said discharge lamp and then to interrupt said heating circuit and then causing a sur- tension by virtue of the presence of said inductance to initiate a discharge in said discharge lamp.
LTnc- embodiment of the object of the invention is shown, by way of example, in the accompanying drawing, in which: The fi-. 1 shows a schematic view: FIG. ? shows a section, on a larger scale, of an apparatus, with automatic control to interrupt the passage of electric current, as shown in the circuit in fig. 1; The. Fi-. 3 shows a detail section: following. line III-III of the. fig. ?, looking in the direction indicated by arrows.
A gas-filled electric discharge lamp tube 5 (Fig. 1) has electrodes 6, 7 arranged opposite to each other and consisting of a refractory metal, such as tungsten or the like, these electrodes being in the form of a coil of wire, coated with an electron-emitting material, such as barium oxide, stron tium or the like, to produce an intense flux of electrons when electrodes are heated. After evacuation,
the lamp is filled with a rare gas to a pressure of a few millimeters to facilitate ignition by adding a few drops of mercury.
As shown in fig. <B> 1. </B> a terminal of the electrode 6 is connected by a conductor 8 through an inductor 9 to the side of the 115 or 2-30 volt power source. A terminal of the electrode 7 is also re linked by a conductor 10 and a switch 1? on the opposite side of <B> the </B> power source.
The other terminals of said electrodes are connected together by means of an automatic control apparatus 13, which has the form of an auxiliary discharge tube, so that initially the electrodes 6 and 7 are connected in series with one another. with the other between the poles of the power source, so that the electrodes will be heated to an electron emitting temperature.
When the temperature of the electrodes reaches a value sufficient to cause an intense electron flow. It, will establish a discharge between the electrodes and the apparatus 13 will be automatically put into action so as to interrupt the heating circuit in series for the electrodes.
This expedient does not differ materially from what is known, from the construction and operation of the electrical control apparatus 13.
As best shown in detail in Figs. 2 and 3, the auxiliary discharge apparatus or tube 13 comprises a casing (the glass 1 containing a gaseous medium, such as neon, argon or other similar ionizable medium. The casing 14 is provided with a re-entrant part 15 for viewing a pair of introduction conductors,
and supports 16 and 17y sealed and connected to a suitable base 18 for mounting the apparatus.
Inside the '13 tube is a bimetallic strip 1.9 welded or otherwise rigidly fixed to the input conductor 16, and at the end of which is welded an angularly extending contact 0 which may be compose of any suitable metal; such as, for example, nickel, silver, tungsten - or other similar metal.
A metal cylinder 22, made of nickel, iron, molybdenum or the like, is welded or otherwise rigidly fixed to the introduction conductor 16, this cylinder being internally coated with an electron-emitting material, such as as oxides, of barium, stron tium, etc., and thus constituting a cathode during part of the period of alternating current.
A second bimetallic strip 23 is welded or otherwise fixed to the introduction conductor 17 and is arranged coaxially with the cylinder or with the cathode 22,: and thus constitutes the electrode-anode during the, even part d: e the period of alternating current, when the cylinder 22 and the bimetallic element 19 momentarily act as a cathocle. During the reverse half-wave:
of alternating current, the bimetallic blade 23 functions as a cathode - and emits electrons due to the electron-emitting material, the cylinder 22, together with the bimetallic blade 19, functioning as an anode.
A suitable contact 24, such as a plate of m: alybdenum or tungsten, is rigidly fixed to the Tiber end of the bimetallic strip 2.3 in position: adjacent to the contact 20, to engage with it. here, while: in the opening position of; contacts 20: and 24, their spacing and the pressure of the gas charge are such that an are begins to occur inside the app-areil; 13, as soon as the applied voltage reaches approximately 90 to 1 () 0 volts.
The operation of the device described, including the automatic control apparatus of the wires. ? and 3, takes place as follows: Switch 1.2 is first closed, thus connecting the. lamp together with the various other elements to the source of electrical energy of usual potential of 11.5 o u * _ -) 30 volts. A current will then flow from the source:
power supply via inductor 9, electrode 6, the device: for: automatic control 13. and electrode 7 to return to the power source.
Since the gap between the electrodes and apparatus 13 and the pressure of the gas therein are such that a voltage of about 90 to 100 volts would be sufficient to cause a discharge in said apparatus, and as the voltage: from the source is 115 volts or more, there will immediately be a discharge between, the cylinder 22 and the bimetallic strip 23.
After a lapse of a few seconds, the arc established between the electrodes 22i and 26- of the automatic control device 13 heats the bimetallic blade 2: 3 by: forcing it to bend from the way shown in dotted lines in FIG. 2 and establish contact with parts 20: and 24.
Thus the arc is extinguished, the current expensive song to take the path of least resistance through the bimetal element 19, which is at the same momentary polarity as the electrode 22, -and the current through these par tie: s heats the, electro. of 6 and 7. of the. lamp 5, which: causes the i: onis.ation of gas in the vicinity of each electrode.
However, the bimetallic element 23 cools, which forces it to return after a few seconds to its original position, as shown in fig. \? in solid lines and thus breaking the connection between the contacts 20 and 24 to interrupt the heating circuit. electrodes 6 and 7 connected in series. The interruption of the heating circuit causes an inductive overvoltage, which is higher than the voltage of the source and which is sufficient to initiate an arc in the partially ionized gas between electrodes 6 and 7, because the ignition voltage of the! lamp 5 is, at this time, smaller than that of device 13.
During the continuation of the discharge in the lamp 5, the electrodes 6 and 7 no longer require heating from the power source, since they are kept at an emission temperature of. electrons, through a bombardment of electrons and positive ions, so that the lamp continues to operate until the interrupt 12 is opened, the apparatus 13 thus remaining in parallel with the discharge circuit.
Thus, it can be seen that the automatic control apparatus 13 is safe in its operation. After completing its cycle of operations, as indicated above, which in all takes only a few seconds, if the lamp 5 does not. not ignite: for some reason, the apparatus: 13 would simply continue its cycle of operations until the arc occurs between the electrodes. 6 and 7.
If desired, cylinder 22 can be omitted completely; in this case, the two bimetallic elements 19 and 23 will be provided with an electron emitting material. Other elements can also be provided to flex in directions. opposite, since the two elements are thus heated directly by the resulting discharge, so that in the construction shown in fig. 2, the greatest deflection falls on element 23 because element 19 is protected by cylinder 22.
In addition, only one bimetallic element can be employed as an electrode, although it is preferable to have both elements of bimetallic nature to compensate for variations in ambient temperature.
Thus the automatic control device is first heated by the discharge occurring between its electrodes which are. themselves bimetallic elements. After heating the electrodes to a predetermined temperature, these elements or electrodes turn off the discharge by shorting <B> the </B> path. discharge and, after cooling of the electrodes, their engagement is broken to restore the device in condition for the repetition of its operating cycle.
In addition, the device consumes energy only at the start of operation -du device, because when the main arc is started, all the energy supplied by the source passes through the main tube.