<Desc/Clms Page number 1>
Installation comprenant une génératrice électrostatique L'arrêt des machines électriques de faible puissance ne soulève, en général, aucune diffi- culté notable, par suite des faibles valeurs des tensions et des intensités mises en jeu. S'il s'agit de génératrices électrostatiques, l'impor- tance des différences de potentiel qui apparaissent aux points de coupure du circuit électrique peut, dans certains cas, créer quelques difficultés.
En particulier, l'arrêt des machines électrostatiques fonctionnant en générateurs d'impulsions, par exemple pour l'allumage ca- pacitif des moteurs à explosion, exige normalement de réaliser dans le circuit. haute tension des coupures de très grande longueur, étant donné les grandes distances que peuvent traverser dans l'air, à la pression atmosphérique, les étincelles issues de décharges capacitives. Les dispositifs classiques utilisés sur les voitures automobiles pour établir ou couper le contact d'allumage sont évidemment inapplicables, aucune connexion électrique n'existant entre les dispositifs électrostatiques d'allumage et les batteries.
Ces dispositifs électrostatiques d'allumage comprennent, nouvellement une génératrice principale et une génératrice d'excitation. On peut arrêter leur action en mettant à la masse la borne débit de la génératrice principale ou la borne débit de la génératrice d'excitation. Dans le premier cas les capacités mises directement à la masse se déchargent dans le second cas la génératrice principale n'est plus excitée et cesse de débiter. Ces deux procédés comportent quelques inconvénients. En particulier les mises à la masse déchargent des organes qu'il y a intérêt à garder chargés, après l'arrêt du moteur, pour accélérer un démarrage ultérieur.
Par ailleurs, les dispositifs électrostatiques d'allumage fonctionnant, en général, sous des pressions relativement élevées, de l'ordre de 15 kg/cm2 par exemple, les commandes de mise à la masse des bornes de débit de la génératrice principale ou de la génératrice d'excitation exigent des agencements assez compliqués.
La présente invention a pour objet une installation comprenant une génératrice électrostatique pourvue d'organes pour transmettre les charges électriques au transporteur, caractérisée en ce qu'elle comprend des moyens pour isoler électriquement lesdits organes, afin d'interrompre le débit de la génératrice. De cette façon on peut couper la connexion reliant à la masse le ou les organes de charge de la génératrice principale. Une telle coupure arrête tout apport de charges électriques aux moyens transporteurs de charge dé ladite géné-
<Desc/Clms Page number 2>
ratrice, sans décharger ses inducteurs de charge.
Sa réalisation est simple : il suffit d'intercaler un interrupteur sur la connexion, qu'il est facile de sortir de l'allumeur.
Pour mieux faire saisir les caractéristiques techniques de l'invention et ses avantages, on va en décrire deux exemples d'exécution, étant entendu que ceux-ci n'ont aucun caractère limitatif quant aux modes de mise en oeuvre de l'invention et aux applications que l'on peut en faire.
La fig. 1 représente schématiquement le fonctionnement d'une génératrice électrostatique à transporteur isolant.
La fig. 2 représente schématiquement un système d'arrêt pour allumeur utilisant une génératrice électrostatique principale à transporteur isolant.
La fig. 3 représente schématiquement le fonctionnement d'une génératrice électrostatique à transporteurs conducteurs.
La fig. 4 représente schématiquement un système d'arrêt pour allumeur utilisant une génératrice électrostatique principale à transporteurs conducteurs.
Les fig. 5, 6 et 7 représentent un exemple d'exécution de l'interrupteur.
On va rappeler brièvement le fonctionnement d'une génératrice électrostatique à transporteur isolant, telle que par exemple, celle dont une coupe transversale est représentée schématiquement sur la fig. 1.
Cette génératrice comprend un rotor cylindrique en matière isolante rigide 1, trois inducteurs de charge 2, trois ioniseurs de charge 3, trois inducteurs de débit 4, trois ioniseurs de débit 5, l'ensemble baignant dans un milieu fluide capable d'ionisation.
Une source extérieure, non représentée sur la figure, maintient une certaine différence de potentiel entre les inducteurs de charge (tous réunis entre eux) et les ioniseurs de charge (tous réunis entre eux). Cette source est montée entre les bornes 6 et 70. Les ioniseurs de charge ont été supposés mis à la masse. Sous l'influence des champs électriques ainsi créés entre chaque inducteur de charge 2 et l'ioniseur de charge 3 qui lui fait face, chaque ioniseur de charge 3 dépose sur le rotor des charges électriques qui sont relevées par l'ioniseur de débit 5 qui lui fait suite.
Ce relevage des charges est facilité par l'action des inducteurs de débit 4, tous reliés entre eux, et respectivement reliés aux ioniseurs de débit 5 qui leur font face. Les charges ainsi recueillies sont amenées à la borne 8 et partent dans le circuit d'utilisation 9.
-On conçoit aisément que, si la borne 7 est maintenue isolée, aucune charge électrique ne pourra être transmise par les ionisëurs de charge 3.
Sur la fig. 2 a été représentée schématiquement une coupe longitudinale d'un allumeur utilisant une génératrice principale à transporteur isolant. Cet allumeur comprend une enveloppe étanche 10. L'arbre de commandé 12, entraîné par le moteur, traverse cette enveloppe par le presse-étoupe 13. Sur cet arbre 12 est monté le rotor 14 de la génératrice principale. On a figuré uniquement un inducteur de charge 11, un ioniseur de charge 15, un inducteur de débit 16, un ioniseur de débit 17, cet inducteur 16 et cet ioniseur 17 étant tous deux reliés à la borne isolée 18 d'où part la connexion 19 allant vers le distributeur d'allumage et les bougies.
Pour simplifier la figure, les autres organes de l'allumeur, tels que ceux assurant l'amor- çage, l'excitation, la distribution, l'avance à l'allumage, etc., n'ont pas été représentés. L'organe d'excitation de la génératrice principale est relié à l'inducteur de charge 11 par la connexion 20.
L'ioniseur de charge 15 est relié à la borne isolée 21. Cette borne est elle-même reliée à la masse de l'appareil par l'intermédiaire de la connexion 22, sur laquelle est monté l'interrupteur 23. Cet interrupteur a été représenté schématiquement sous la forme d'un bouton de contact 24, monté sur le tableau dé bord du véhicule, et qu'il suffit de pousser, pour établir par l'intermédiaire de la plaque 26 le contact entre les bornes 27 et 28.
<Desc/Clms Page number 3>
La génératrice électrostatique à transporteurs conducteurs représentée schématiquement sur la fig. 3 comprend un inducteur de charge 30, un inducteur de débit 32, quatre transporteurs identiques 33, montés sur un même rotor 38.
Chaque transporteur 33 est muni d'un balai 34, pouvant entrer en contact avec le plot de charge 36 et le plot de débit 37.
Le fonctionnement est le suivant: en supposant qu'une source extérieure, non représentée sur la figure, maintienne une certaine différence de potentiel U entre l'inducteur 30 et le plot 36 (supposé par ailleurs relié à la masse) le transporteur 33 situé en face de l'inducteur 30 est relié à la masse, par l'intermédiaire du balai 34 et du plot 36. Ce transporteur prend une charge q égale à CU (C étant la capacité existant entre lui et l'inducteur 30), et de signe contraire à U. La rotation du rotor 38 rompt le contact avec la masse au moment où le transporteur commence à quitter l'inducteur et où, en conséquence, la capacité C entre transporteur et inducteur commence à décroître.
La charge q étant isolée et cette capacité C continuant à décroître au fur et à mesure que le transporteur s'éloigne de l'inducteur 30, la différence de potentiel entre inducteur et transporteur s'accroît, jusqu'au moment où le transporteur est mis en contact, par l'intermédiaire du balai 34 et du plot 37, avec l'inducteur de débit 32, et cède sa charge au circuit d'utilisation 39 relié au plot 37 et à l'inducteur de débit 32.
On conçoit aisément que si le plot 36 est maintenu isolé, aucune charge ne pourra être transmise au transporteur 33 au moment du contact de ce plot avec le balai 34.
Sur la fig. 4 a été représentée schématiquement une coupe longitudinale d'un dispositif d'allumage utilisant une génératrice principale à transporteurs conducteurs. Cet allumeur comprend, comme celui représenté sur la fig. 2, une enveloppe étanche 10. L'arbre de commande 12, entraîné par le moteur, traverse cette enveloppe par le presse-étoupe 13. Sur cet arbre 12 est monté le rotor 40 de la génératrice principale. On a figuré uniquement un inducteur de charge 41, deux transporteurs 42 et 43, un inducteur de débit 44.
Pour simplifier la figure, les autres organes de l'allumeur tels que ceux assurant l'amorçage, l'excitation., la distribution, l'avance à l'allumage, etc. n'ont pas été représentés. L'organe d'excitation de la génératrice principale est relié à l'inducteur de charge 41 par la connexion 45. Au moment où il passe devant l'inducteur de charge 41, le transporteur 42 est relié électriquement à la borne isolée 21, par l'intermédiaire du balai 46 et du plot 47.
Le transporteur 43, au moment où il passe devant l'inducteur de débit 44, est relié au circuit d'utilisation par l'intermédiaire du balai 48 et dû plot 49, ce dernier étant également relié à l'inducteur de débit 44.
La borne isolée 21 est reliée à la masse de l'appareil au moyen d'un dispositif identique à celui de la fig. 2.
Les fig. 5, 6 et 7 représentent à titre d'exemple d'exécution respectivement une coupe longitudinale et deux vues partielles en élévation d'un modèle d'interrupteur. Ce modèle comprend deux bornes métalliques 50 et 51 où aboutissent les fils isolés 52 et 53 reliant respectivement ces bornes à la borne isolée et à la masse de l'allumeur.
Les bornes 50 et 51 sont reliées électriquement entre elles par l'intermédiaire de deux ressorts métalliques 54, de deux billes métalliques 55, et de la pièce métallique 56 lorsque celle-ci est dans la position représentée sur la fig. 6.
Le contact électrique entre les bornes 50 et 51 est coupé par la rotation die la pièce 56, rotation .commandée par le bouton isolant 57 et l'axe métallique 58 sur lequel est monté le disque isolant 59 portant la pièce 56. Une rotation de 900 amène la pièce 56 d'ans la position représentée sur la fig. 7. Le boîtier 60, le support des bornes 61 et le manchon 62 sont en matière isolante. L'interrupteur est fixé par l'écrou 63 sur le tableau de bord 64.
L'ergot 65 et l'échancrure 66 déterminent les deux positions de l'interrupteur correspondant respectivement au contact et à l'arrêt de l'allumage.
<Desc/Clms Page number 4>
La connexion 22 réunissant l'interrupteur 23 à la borne isolée 21 et à la masse ne doit pas être traitée comme une connexion basse tension ordinaire. En effet, au moment de la coupure, il apparait entre cette borne isolée et la masse une différence de potentiel de quelques milliers de volts environ.
Dans le cas d'une génératrice à transporteur isolant, ce fait est dû à ce que l'ioniseur de charge continue de fonctionner jusqu'à ce que la différence de potentiel entre lui et l'inducteur de charge soit suffisamment faible. Dans le cas d'une génératrice à transporteurs conducteurs, le potentiel du plot de charge isolé est modifié par in- fluence. Il faut donc isoler suffisamment la connexion 22, ainsi que les bornes d'arrêt 27 et 28. La résistance d'isolement doit être de plusieurs centaines de mégohms environ.
<Desc / Clms Page number 1>
Installation comprising an electrostatic generator Stopping low-power electric machines does not generally raise any appreciable difficulty, owing to the low values of the voltages and currents involved. In the case of electrostatic generators, the importance of the potential differences which appear at the cut-off points of the electric circuit can, in certain cases, create some difficulties.
In particular, stopping electrostatic machines operating as pulse generators, for example for the capacitive ignition of internal combustion engines, normally requires implementation in the circuit. high voltage cuts of very great length, given the great distances that sparks from capacitive discharges can cross in air, at atmospheric pressure. The conventional devices used on motor cars to establish or cut the ignition are obviously inapplicable, no electrical connection existing between the electrostatic ignition devices and the batteries.
These electrostatic ignition devices include, again, a main generator and an excitation generator. Their action can be stopped by grounding the flow terminal of the main generator or the flow terminal of the excitation generator. In the first case the capacitors put directly to the mass are discharged in the second case the main generator is no longer excited and stops delivering. These two methods have some drawbacks. In particular, earthing discharges components which it is advantageous to keep charged, after stopping the engine, to accelerate subsequent start-up.
Moreover, the electrostatic ignition devices operating, in general, under relatively high pressures, of the order of 15 kg / cm2 for example, the grounding controls of the flow terminals of the main generator or of the generator. generator of excitation require rather complicated arrangements.
The present invention relates to an installation comprising an electrostatic generator provided with members for transmitting the electric charges to the conveyor, characterized in that it comprises means for electrically isolating said members, in order to interrupt the flow of the generator. In this way it is possible to cut the connection connecting to the ground the load member (s) of the main generator. Such a cut stops any supply of electrical charges to the charge transport means of said generation.
<Desc / Clms Page number 2>
ratrice, without discharging its load inductors.
Its realization is simple: it suffices to insert a switch on the connection, which it is easy to take out of the igniter.
In order to better understand the technical characteristics of the invention and its advantages, two exemplary embodiments will be described, it being understood that these are in no way limiting as regards the embodiments of the invention and the applications that can be made of it.
Fig. 1 schematically represents the operation of an electrostatic generator with insulating carrier.
Fig. 2 schematically represents a shutdown system for an igniter using a main electrostatic generator with an insulating conveyor.
Fig. 3 schematically represents the operation of an electrostatic generator with conductive carriers.
Fig. 4 schematically represents an igniter shutdown system using a main electrostatic generator with conductive carriers.
Figs. 5, 6 and 7 represent an example of execution of the switch.
We will briefly recall the operation of an electrostatic generator with an insulating conveyor, such as, for example, that of which a cross section is shown schematically in FIG. 1.
This generator comprises a cylindrical rotor made of rigid insulating material 1, three charge inductors 2, three charge ionizers 3, three flow inductors 4, three flow ionizers 5, the whole being immersed in a fluid medium capable of ionization.
An external source, not shown in the figure, maintains a certain potential difference between the charge inductors (all joined together) and the charge ionizers (all joined together). This source is mounted between terminals 6 and 70. The charge ionizers were assumed to be earthed. Under the influence of the electric fields thus created between each charge inductor 2 and the charge ionizer 3 which faces it, each charge ionizer 3 deposits on the rotor electric charges which are detected by the flow ionizer 5 which follows him.
This lifting of loads is facilitated by the action of the flow inductors 4, all interconnected, and respectively connected to the flow ionizers 5 facing them. The charges thus collected are brought to terminal 8 and leave for use circuit 9.
-One can easily see that, if terminal 7 is kept isolated, no electric charge can be transmitted by the charge ionizers 3.
In fig. 2 has been shown schematically a longitudinal section of an igniter using a main generator with insulating conveyor. This igniter comprises a sealed casing 10. The control shaft 12, driven by the motor, passes through this casing by the stuffing box 13. On this shaft 12 is mounted the rotor 14 of the main generator. Only a charge inductor 11, a charge ionizer 15, a flow inductor 16, a flow ionizer 17, this inductor 16 and this ionizer 17 are both connected to the isolated terminal 18 from which the connection starts. 19 going to the ignition distributor and the spark plugs.
To simplify the figure, the other parts of the igniter, such as those ensuring priming, excitation, distribution, ignition advance, etc., have not been shown. The main generator excitation member is connected to the charge inductor 11 by connection 20.
The charge ionizer 15 is connected to the insulated terminal 21. This terminal is itself connected to the mass of the apparatus by means of the connection 22, on which the switch 23 is mounted. This switch has been fitted. shown schematically in the form of a contact button 24, mounted on the dashboard of the vehicle, and which it suffices to push, to establish, via the plate 26, the contact between the terminals 27 and 28.
<Desc / Clms Page number 3>
The electrostatic generator with conductive carriers shown schematically in FIG. 3 comprises a load inductor 30, a flow inductor 32, four identical conveyors 33, mounted on the same rotor 38.
Each conveyor 33 is provided with a brush 34, able to come into contact with the load pad 36 and the flow pad 37.
The operation is as follows: assuming that an external source, not shown in the figure, maintains a certain potential difference U between the inductor 30 and the pad 36 (assumed, moreover, to be connected to ground) the transporter 33 located at face of the inductor 30 is connected to ground, via the brush 34 and the pad 36. This carrier takes a load q equal to CU (C being the capacitance existing between it and the inductor 30), and opposite sign to U. The rotation of the rotor 38 breaks contact with the mass at the moment when the conveyor begins to leave the inductor and where, as a consequence, the capacitance C between conveyor and inductor begins to decrease.
The charge q being isolated and this capacitor C continuing to decrease as the transporter moves away from the inductor 30, the potential difference between inductor and transporter increases, until the moment when the transporter is switched on. in contact, via the brush 34 and the pad 37, with the flow inductor 32, and yields its load to the user circuit 39 connected to the pad 37 and to the flow inductor 32.
It is easy to see that if the stud 36 is kept isolated, no load can be transmitted to the conveyor 33 at the moment of contact of this stud with the brush 34.
In fig. 4 has been shown schematically a longitudinal section of an ignition device using a main generator with conductive carriers. This igniter comprises, like the one shown in FIG. 2, a sealed casing 10. The control shaft 12, driven by the motor, passes through this casing via the stuffing box 13. On this shaft 12 is mounted the rotor 40 of the main generator. Only a charge inductor 41, two carriers 42 and 43, a flow inductor 44 have been shown.
To simplify the figure, the other parts of the igniter such as those ensuring the priming, the excitation, the distribution, the ignition advance, etc. were not represented. The excitation member of the main generator is connected to the charge inductor 41 by the connection 45. As it passes in front of the charge inductor 41, the conveyor 42 is electrically connected to the insulated terminal 21, by through the brush 46 and the stud 47.
The conveyor 43, when it passes in front of the flow inductor 44, is connected to the user circuit by means of the brush 48 and the pad 49, the latter also being connected to the flow inducer 44.
The insulated terminal 21 is connected to the ground of the apparatus by means of a device identical to that of FIG. 2.
Figs. 5, 6 and 7 show, by way of example of execution, respectively a longitudinal section and two partial elevational views of a switch model. This model comprises two metal terminals 50 and 51 where the insulated wires 52 and 53 terminate respectively connecting these terminals to the insulated terminal and to the ground of the igniter.
The terminals 50 and 51 are electrically connected to each other by means of two metal springs 54, two metal balls 55, and the metal part 56 when the latter is in the position shown in FIG. 6.
The electrical contact between the terminals 50 and 51 is cut by the rotation of the part 56, rotation controlled by the insulating button 57 and the metal shaft 58 on which is mounted the insulating disc 59 carrying the part 56. A rotation of 900 brings the part 56 into the position shown in FIG. 7. The housing 60, the terminal support 61 and the sleeve 62 are made of insulating material. The switch is fixed by the nut 63 on the dashboard 64.
The lug 65 and the notch 66 determine the two positions of the switch corresponding respectively to the contact and to the stop of the ignition.
<Desc / Clms Page number 4>
The connection 22 joining the switch 23 to the insulated terminal 21 and to the ground should not be treated as an ordinary low voltage connection. Indeed, at the time of breaking, there appears between this isolated terminal and ground a potential difference of a few thousand volts approximately.
In the case of a generator with an insulating carrier, this fact is due to the charge ionizer continuing to operate until the potential difference between it and the charge inductor is sufficiently low. In the case of a generator with conductive carriers, the potential of the insulated charging pad is influenced by influence. It is therefore necessary to sufficiently insulate the connection 22, as well as the stop terminals 27 and 28. The insulation resistance must be several hundreds of megohms approximately.