Brevet FR2312127A1 — publié le 19761217

L'invention concerne un système à générateur de haute tension continue pour électrodes de plafond à fixer chacune au moyen d'un isolateur au moins au plafond d'un local pour créer dans ce local, qui peut être un local d'habitation d'immeuble ou une cabine mobile, un champ électrique continu, le générateur de haute tension présentant une prise haute tension et une borne de mise à la masse. On connait des installations électriques de climatisation dans lesquelles plusieurs électrodes sont chacune fixées au plafond par l'intermédiaire d'un isolateur. Les électrodes sont raccordées électriquement les unes aux autres et sont alimentées par la prise haute tension d'un générateur à haute tension par l'intermédiaire d'une résistance de limitation, générateur monté contre le mur du local. La borne de mise à la masse est raccordée aux cloisons limitant le local, de sorte qu'un champ électrique continu prend naissance dans le local, champ qui modifie le champ électrique atmosphérique en vue de l'obtention d'effets bénéfiques sur les personnes présentes dans ce local. On connait aussi une technique consistant à mettre en place sur le plancher du local un générateur de haute tension continue alimenté par la tension alternative du réseau, générateur auquel est incorporé un transformateur au secondaire duquel est branché un circuit multiplicateur de tension comportant des diodes et des condensateurs. Dans tous les cas, il est nécessaire d'utiliser entre le générateur de haute tension et l'électrode de plafond un câble d'alimentation haute tension, lequel doit être très bien isolé parce que conduisant en général des tensions de 2 kV à 15 kV suivant la hauteur du local et l'intensité de champ désirée. On ne peut toutefois éviter que ce câble constitue une électrode secondaire et que se dépose sur lui, en grande quantité, des particules salissantes. L'invention a pour but de supprimer les difficultés liées à l'emploi du câble d'alimentation haute tension. Elle résoud ce problème en prévoyant d'une part que le générateur de haute tension soit alimenté par la tension alterna tive du réseau et logé dans un espace vide de l'isolateur, et d'autre part que la prise haute tension soit montée sur la face inférieure de l'isolateur ou à proximité de celle-ci, la borne de masse étant montée sur la face supérieure de l'isolateur ou à proximité de celle-ci. Avec cette disposition, le câble d'alimentation haute tension se réduit à une courte section logée dans l'isolateur. Les conducteurs de tension de réseau placés à l'extérieur de l'isolateur doivent seulement être conçus pour la basse tension et n'ont aucun effet d'électrode. Par l'utilisation de l'espace libre à l'intérieur de l'isolateur, il est possible de monter le générateur de haute tension dans l'espace relativement étroit compris entre l'électrode de plafond et le plafond sans qu'il y ait risque de claquage ou de dérivation. L'isolateur reçoit de préférence la forme d'une cuve ouverte vers le haut et dont le fond présente un passage pour la liaison électrique entre la prise haute tension et l'électrode. Le fond de l'isolateur sert donc en même temps de passage de sécurité haute tension. Il est utile d'équiper ce passage d'une pièce de liaison métallique assurant également la liaison mécanique entre l'isolateur et l'électrode, c'est-à-dire d'une douille taraudée - Lorsque l'on fixe l'électrode de plafond, on réalise ainsi en même temps la liaison électrique. Selon une forme avantageuse de l'invention, le générateur haute tension constitue un bloc s'adaptant à l'espace creux de l'isolateur, bloc présentant à sa partie inférieure la prise haute tension et à sa partie supérieure les prises de réseau et de masse. Un tel bloc peut être préfabriqué séparément. Il n'a plus ensuite qu'à être monté dans l'isolateur, la prise haute tension étant alors accessible par le fond de celui-ci et les prises de réseau et de masse facilement accessibles par le côté supérieur. La prise haute tension, en particulier, peut présenter un ressort de contact ou une tige de contact, cette pièce étant au contact d'une pièce de liaison métallique logée dans le passage. Il suffit alors, pour établir le contact haute tension, que le générateur haute tension soit monté dans l'isolateur. Le générateur haute tension possède un transformateur et, sur le côté du secondaire de celui-ci, un circuit multiplicateur de tension comportant des diodes et des condensateurs montés dans un boîtier métallique relié à la masse, adapté à l'espace vide de l'isolateur et présentant pour la prise haute tension un plus grand évidement, les espaces vides étant après le montage remplis d'une matière isolante, de préférence sous vide. Il est avantageux que sur le câble alimentant en tension du réseau le générateur haute tension, soit monté un dispositif de réglage de la tension alternative d'alimentation. Ce dispositif de réglage peut être équipé d'un potentiomètre, d'un diviseur de tension ou d'une résistance réglable, de préférence toutefois d'un composant faible consommateur d'énergie, par exemple d'un appareil de commande fonctionnant par déphasage. Au dispositif de réglage, peut de plus être associé un dispositif indicateur signalisant la haute tension continue de réglage. A cet effet, peut être avantageusement utilisé un voyant lumineux shunté par un condensateur, voyant monté en série avec une résistance de Umitation installée dans le générateur haute tension, le montage en série étant placé entre le côté haute tension et la masse. La fréquence d'allumage du voyant rend compte du niveau de la haute tension. Peuvent être également prévus un contacteur pour la mise hors circuit du voyant et une résistance de pontage, constituée de préférence d'une diode Zener en série avec la résistance de limitation au moins lorsque le voyant n'est plus sous tension. Ces deux résistances forment un diviseur de tension qui garantit que du côté de la résistance de limitation opposé à la prise haute tension, n'est appliquée qu'une basse tension admissible. Si l'un des conducteurs d'alimentation réseau est à la terre et que la prise de réseau correspondante du générateur haute tension sert également de prise de masse, on peut faire l'économie d'un câble spécialement destiné à la mise à la masse. Lorsque l'on utilise plusieurs électrodes de plafond, il est préférable qu'un seul isolateur présente un générateur haute tension et que les électrodes de plafond soient raccordées électriquement entre elles. Dans ce qui suit, l'invention est expliquée plus en détail avec des figures représentant Fig. 1 : Une vue schématique d'un local électroclimatisé, équi pé du générateur de haute tension conforme à l'inven tion. Fig. 2 : Une coupe schématique longitudinale d'un isolateur équipé du générateur de haute tension. Fig. 3 : Un plan de connexion pour le raccordement du généra teur de haute tension. Un local 1 présente des cloisons séparatrices 3, à la masse (plancher, cloisons latérales, plafond). Au plafond, sont fixés des isolateurs 4 et 5 portant chacun une électrode de plafond 6. Dans l'espace vide 7 de l'isolateur 4, est monté un générateur haute tension 8 dont la prise haute tension est raccordée par une vis de fixation 9 à l'électrode de plafond 6. Les autres électrodes de plafond sont raccordées indirectement à la prise haute tension du générateur 8 par les câbles 10 mettant en liaison deux électrodes voisines. Un câble 11, qui peut être encastré, comporte des conducteurs dont le potentiel est au maximum un potentiel basse tension, notamment deux conducteurs d'alimentation 12 et 13 pour la tension alternative du réseau, un fil de masse 14 et un fil de mesure 15, conducteurs pouvant être placés ensemble sous une gaine tressée 16 assurant leur blindage (fig. 3). Le cas échéant, le fil de masse 14 peut être supprimé lorsque l'un des conducteurs d'ali- mentation réseau 13 est à la masse 2 (fig. 1). Sur les conducteurs du câble 11, est monté un appareil indicateur et de réglage 17 qui sera décrit plus loin à l'aide de la fig. 3. Comme le montre la fig. 2, l'isolateur 4 a la forme d'une cuve présentant une chambre intérieure cylindrique 7. Cette cuve présente sur sa cloison extérieure plusieurs ailettes périphériques 18 et à sa partie supérieure, une bride circulaire 19 équipée de perçages traversants 20 destinés au passage des vis de fixation 21. Le fond 22 de la cuve comporte des nervures de renforcement 23. Il présente en son centre un cylindre 24 dans lequel est montée une douille taraudée 25 destinée à recevoir la vis 9 ; il présente également plusieurs montants 26 sur lesquels vient s'appuyer le générateur haute tension 8. Le générateur 8 possède un boîtier métallique 27 dimensionné pour s'adapter dans la chambre 7, boîtier portant à sa partie supérieure des équerres de blocage 28 pouvant se fixer au moyen des vis 29 à l'isolateur 4. A l'intérieur de ce boîtier, sont montés un transformateur 30 et un circuit multiplicateur de tension 31 dont la fig. 3 montre en détail la construction. Sur le boîtier 27, est prévue une réglette de bornes équipée de 4 bornes 33, 34, 35 et 36 pour les conducteurs de câble 11. Des bornes 33 et 34, deux conducteurs partent vers les bornes 39 et 40 du primaire du transformateur. Les bornes 41 et 42 du secondaire de celui-ci sont raccordées aux entrées 43 et 44 du circuit multiplicateur de tension. L'entrée 43 est, par ailleurs, raccordée par un câble 45 d'une part au boîtier 27, et d'autre part à la borne 35 de la réglette 32.La sortie haute tension 46 du circuit multiplicateur de tension 31 est raccordée par une résistance de limitation R 1 à une borne haute tension 47 ayant la forme d'un ressort hélicoldal conique qui, lorsque le générateur 8 est monté, repose sur la douille métallique taraudée 25. D'autre part, la sortie haute tension 46 est raccordée à la borne 36 du fil de mesure par l'intermédiaire d'une résistance de limitation R 2, d'une résistance R 4 et d'un conducteur 48. Les espaces restants de l'intérieur du boîtier 27 sont remplis d'une matière isolante 60. Le circuit multiplicateur de tension 21 comporte entre les deux entrées 43 et 44 un montage en série doté d'une résistance additionnelle R 3, d'une diode D et d'un condensateur C. La diode fait partie d'un montage de diodes en série où entre l'anode et la cathode de deux diodes voisines, est monté un autre condensateur C. Lorsque le transformateur fonctionne sur le rapport 1:6, on obtient pour une tension alternative de réseau de 220 V, donc pour une valeur de pointe de 312 V, une haute tension continue de 12 kV. Il peut être souvent nécessaire de brancher en série plusieurs diodes ou condensateurs dans les branches correspondantes. La tension alternative du réseau est amenée par les bornes 49 et 50 ainsi que par l'interrupteur principal 51 ; la mise sous tension est signalisée par un voyant luminescent 22. Sur les conducteurs d'alimentation réseau 12 et 13, est monté un appareil de réglage 53 qui peut être, par exemple, un appareil de commande de fonctionnement par déphasage. La tension alternative amenée au générateur haute tension 8 peut alors être réglée, ainsi que la haute tension continue recherchée. Dans le boîtier 54 du dispositif de réglage 53, est également logé un dispositif indicateur 55. Celui-ci est équipé d'un voyant luminescent 56 monté en série avec le contacteur 57, un condensateur Ci étant monté en parallèle par rapport à ces deux composants. En parallèle avec le condensateur Cl, une diode Zener Z est montée dans le boîtier du générateur haute tension. Elle forme avec la résistance de limitation R 2 un diviseur de tension calibré de façon telle que ne puisse s'appliquer au fil de mesure 15 une tension continue supérieure, par exemple, à 180 V. De la haute tension disponible en sortie 46, dépend la vitesse de charge du condensateur Ci jusqu'à la tension d'allumage du voyant luminescent 56. Après l'allumage du voyant, le condensateur se décharge rapidement. Il en résulte que la fréquence de l'allumage du voyant 56 rend compte du niveau de la haute tension. La résistance R 4 sert à protéger la diode Zener Z. Elle empêche celle-ci d'être détériorée si elle se trouve par inadvertance raccordée avec une mauvaise polarité. De la construction présentée, de nombreuses variantes peuvent découler. Les isolateurs 5 peuvent être, par exemple, des isolateurs normaux présentant une chambre intérieure plus petite ou aucune chambre intérieure. A l'intérieur du local 1, peut être logée également une source ionisante. Les parois de ce local peuvent recevoir une garniture plus conductrice que lès murs d'origine. A la place du ressort hélicoldal 47, il est possible d'utiliser une tige de contact. REVENDICATIONS t -Système à générateur de haute tension continue pour électrodes de plafond à fixer chacune au moyen d'un isolateur au moins au plafond d'un local pour créer dans ce local, qui peut être un local d'habitation d'immeuble ou une cabine mobile, un champ électrique continu, le générateur de haute tension présentant une prise haute tension et une borne de mise à la masse, caractérisé par le fait que d'une part le générateur de haute tension est alimenté par la tension alternative du réseau et logé dans un espace vide de l'isolateur, et d'autre part que la prise haute tension est montée sur la face inférieure de l'isolateur ou à proximité de celle-ci, la borne de masse étant montée sur la face supérieure de l'isolateur ou à proximité de celle-ci. 2 - Système selon la revendication 1, caractérisé par le fait que l'isolateur a la forme d'une cuve ouverte vers le haut, dont le fond présente un passage pour la liaison électrique entre la prise haute tension et l'électrode. 3 - Système selon la revendication 2, caractérisé par le fait que le-passage est équipé d'une pièce d'accouplement métallique assurant également la liaison mécanique entre l'isolateur et l'électrode, une douille filetée par exemple. 4 - Système selon l'une des revendications de 1 à 3, caractérisé par le fait que le générateur de haute tension constitue un bloc s'adaptant à l'espace vide de l'isolateur et présentant à sa partie inférieure la prise haute tension et à sa partie supérieure les prises de réseau et de masse. 5 - Système selon la revendication 4, caractérisé par le fait que la prise haute tension présente un ressort de contact ou une tige de contact demeurant en contact avec une pièce de liaison montée dans le passage. 6 - Système selon l'une des revendications 4 et 5, caractérisé par le fait que le générateur de haute tension possède un transformateur et, sur le côté du secondaire de celui-ci, un circuit multiplicateur de tension comportant des diodes et des condensateurs montés dans un boîtier métallique relié à la masse, adapté à l'espace vide de l'isolateur et présentant pour la prise haute tension un plus grand évidement, les espaces vides restants étant après le montage remplis d'une matière isolante, de préférence sous vide. 7 - Système selon l'une des revendications de 1 à 6, caractérisé par le fait que sur le câble d'alimentation réseau du générateur de haute tension, est prévu un dispositif de réglage de la tension alternative de réseau appliquée au générateur de haute tension. 8 - Système selon l'une des revendications de 1 à 7, caractérisé par le fait qu'au dispositif de réglage, est associé un dispositif indicateur qui signalise la haute tension continue de réglage. 9 - Système selon la revendication 8, caractérisé par le fait que le dispositif indicateur est équipé d'un voyant lumineux shunté par un condensateur, voyant monté en série avec une résistance de limitation installé dans le générateur de haute tension, le montage en série se situant entre le côté haute tension et la masse. 10 - Système selon la revendication 9, caractérisé par le fait que sont prévus un contacteur pour la mise hors circuit du voyant lumineux et une résistance de pontage constituée de préférence par une diode Zener, résistance qui est en série avec la résistance de limitation au moins lorsque le voyant n'est plus sous tension. 11 - Système selon l'une des revendications de 1 à 10, caractérisé par le fait que l'un des conducteurs d'alimentation réseau est à la terre et que la prise réseau correspondante du générateur de haute tension sert en même temps de prise de mise à la masse. 12 - Système selon l'une des revendications de 1 à 11, caractérisé par le fait que lorsque l'on emploie plusieurs électrodes de plafond, un seul isolateur présente un générateur de haute tension et que les électrodes de plafond sont reliées électriquement.