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"Tube à décharges électriques".
La présente invention a pour objet un tube à décharges électriques à cathode à incandescence et à atmosphère gazeuse susceptible d'être utilisé pour redresser des courants alter- natifs polyphasés.
Avec les tubes redresseurs à atmosphère gazeuse, des dif- ficultés surgissent si la pression de l'atmosphère gazeuse est faible, ce qui est surtout le cas des tubes à haute ten- sion. Il se produit alors une désintégration accentuée des pièces métalliques disposées à l'intérieur de l'espace à décharges. ce qui entraîne l'absorption d'une certaine quan- tité du gaz renfermé dans le tube.
Par suite, la pression
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existant dans le tube diminue et le redresseur peut être rendu moins propre au but envisagé, La diminution de pres- sion due à l'absorption de gaz peut être évitée pratiquement par l'introduction d'une certaine quantité de mercure dans le tube, mais dans le cas des tubes redresseurs polyphasés, il se présente alors souvent ce phénomène que la décharge vers une des anodes ne jaillit pas.
L'invention a pour objet un tube à décharges destiné redresser des courants alternatifs polyphasés et ayant une faible pression de gaz dans lequel, malgré la désintégration, la pression ne diminue pas au cours du fonctionnement du tube, et dont l'allumage ne présente aucun inconvénient.
Un tube à décharges électriques conforme à l'invention comporte une cathode à incandescence (de préférence une ca- thode à oxyde), renferme une atmosphère et convient pour redresser des courants alternatifs polyphasés. Il est carac- térisé par la présence dans l'espace Vide de vapeur de mer- cure, mélangée ou non avec un autre gaz, et de mercure liquide, et par la disposition, soit à l'extérieur du tube sur la paroi, soit à l'intérieur du tube, d'un ou plusieurs organes conducteurs entre la cathode à incandescence et les anodes, ces organes étant dans l'un ou l'autre cas en connexion avec l'anode qui leur correspond, dans le dernier cas, de préfé- rence, par l'intermédiaire d'un condensateur.
Le mercure liquide peut se trouver enfermé dans un réservoir distinct qui communique avec l'intérieur du tube, de préférence, par l'intermédiaire d'un tube capillaire.
Ce réservoir de mercure peut être disposé à l'intérieur du pied du tube ou d'un des pieds de celui-ci, un mode de réalisation particulier du tube faisant
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l'objet de l'invention comporte des moyens de modifier la température du réservoir de mercure,,
Le dessin annexé, donné à titre d'exemple, permettra de bien comprendre comment l'invention peut être réalisée,
Sur la figure 1. une enveloppe en verre 1 est fermée par un pied 2, Des fils d'alimentation sont soudés, par fusion, dans le pincement 3 de ce pied et portent la cathode à incandescence 4. Les anodes 5, dont le nombre corres- pond au nombre des phases à redresser, se trouvent chacune dans un bras 6 qui communique avec l'espace à décharges.
La figure montre deux de ces bras qui peuvent se trouver à l'extérieur ou à l'intérieur de l'enveloppe et sont montés, par exemple, sur un ou plusieurs pieds.
Un réservoir 7 qui renferme du mercure est relié au tube 1 par un tube capillaire 8. Il s'ensuit que l'espace à vide est rempli de vapeur de mercure dont la pression dépend de la température du mercure renfermé dans le réservoir 7, à condition que cette température soit inférieure à celle du tube. Comme cette température est sensiblement constante, la pression existant dans le tube ne varie pour ainsi dire pas au cours du fonctionnement,. Même si le tube renferme non seulement de la vapeur de mercure mais aussi un autre gaz, par exemple de l'argon, la pression dépend moins de l'absorption de gaz que dans le cas où le tube ne renferme pas du tout de mercure. Le mercure renfermé dans le tube peut aussi être à l'état liquide, par exemple sous la forme d'un dépôt sur la paroi. Dans ce cas également la pression dans le tube est pratiquement invariable.
Cependant l'utilisa- tion d'un réservoir distinct présente de grands avantages comparativement à cette dernière méthode. En reliant le ré- @
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servoir au tube principal par l'intermédiaire d'un tube capillaire, ce qui a pour conséquence que le mercure liquide reste entièrement séparé du tube à décharges et ne peut pas venir en contact avec des pièces métalliques (par exemple au cours du transport), on assure que le mercure reste à l'état pur et ne forme aucun amalgame, ce qui est utile à la qua- lité de l'atmosphère gazeuse,
Cependant, ainsi qu'il y avait déjà lieu de le remar- quer ci-dessus, la disposition décrite n'est pas applicable tel quel aux redresseurs de courants alternatifs polyphasés à haute tension,
car il y a le risque que la décharge vers une ou plusieurs des anodes ne jaillisse pas. suivant la présente invention, on a trouvé qu'il est quand même possible d'agencer les redresseurs à cathode à incandescence remplis de vapeur de mercure de façon qu'ils conviennent au redressement de courant polyphasé. Dans ce but on dispose des organes conducteurs, soit à l'extérieur du tube sur la paroi, soit à l'intérieur du tube, entre les anodes et la cathode. Ces organes conducteurs qui peuvent être constitués, par exemple, par une bande de métal en feuille, sont désignés sur la figure 1 par 9. Ils sont en liaison électrique avec les anodes.
S'ils sont contenus à l'intérieur de l'espace à décharges, cette liaison est établie de préférence au moyen d'un condensateur, s'ils sont disposés à l'extérieur sur la paroi du tube, ils peu- vent être reliés directement aux anodes correspondantes.
Sur le dessin, ils sont en contact avec les fils d'alimen- tation des anodes. Dans ce cas ils peuvent être constitués, par exemnle, par des traits d'aquadag (pâte de graphite) ou de couleur conductrice qui s'étendent à l'extérieur sur la @
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paroi des bras 6 suivant la direction du trajet des décharges.
Grâce à la combinaison de l'atmosphère de vapeur de mercure soumise à une pression constante avec ces organes conducteurs, on obtient un excellent; redresseur susceptible d'être utilisé pour des courants polyphasés à haute tension, dont le fonction- nement est très régulier et dont la durée est prolongée dans une grande mesure grâce à l'atmosphère de mercure,.
L'utilisation d'un réservoir de mercure distinct relié au tube permet aussi de modifier à volonté la, pression dans le tube. En effet, on peut obtenir ce réglage en amenant le mercure renfermé dans le réservoir à une température déterminée en harmonie avec la valeur de la pression de vapeur voulue. Dans ce but, on peut se servir d'un élément de chauffage électrique 10 dont l'intensité de courant peut être modifiée, automatiquement ou non, de fagon que la tempé- rature du mercure et par suite la pression dans le tube ait une valeur constante quelconque.
Il est évident qu'il ne s'agit pas d'amener le mercure à une température supérieure à celle du tube. 0'est pourquoi on peut se servir aussi d'autres moyens de chauffage, le cas échéant morne d'un agent refroidisseur, pour amener le mercure à la température voulue.
La figure 2 représente un tube analogue à celui montré sur la figure 1. Les organes conducteurs 11 sont disposés sur les bras 12 de manière à décrire une hélice. Un réser- voir de mercure 13 est contenu dans le pied 14 du tube et communique avec l'intérieur de celui-ci, par l'intermédiaire d'un tube capillaire 15. Les fils d'alimentation d'un élément de chauffage électrique 16 peuvent aboutir, avec ceux de la cathode à incandescence par exemple, à des fiches de contact fixées à un culot. La disposition du récipient de mercure à ^ -
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l'intérieur du pied du tube évite le risque qu'il soit brisé par un choc, ce qui pourrait se produire dans le cas de la Fig. 1.
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"Electric discharge tube".
The present invention relates to an electric discharge tube with an incandescent cathode and a gaseous atmosphere capable of being used to rectify polyphase alternating currents.
With gas-filled rectifier tubes, difficulties arise if the pressure of the gas atmosphere is low, which is especially the case with high-voltage tubes. There then occurs an accentuated disintegration of the metal parts placed inside the discharge space. which results in the absorption of a certain quantity of the gas contained in the tube.
Consequently, the pressure
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existing in the tube decreases and the rectifier can be made less suitable for the intended purpose. The decrease in pressure due to gas absorption can be practically avoided by introducing a certain quantity of mercury into the tube, but in the case of polyphase rectifier tubes, this phenomenon often arises that the discharge towards one of the anodes does not spring out.
The invention relates to a discharge tube intended to rectify polyphase alternating currents and having a low gas pressure in which, despite the disintegration, the pressure does not decrease during the operation of the tube, and whose ignition does not present any disadvantage.
An electric discharge tube according to the invention has an incandescent cathode (preferably an oxide cathode), contains an atmosphere and is suitable for rectifying polyphase alternating currents. It is charac- terized by the presence in the empty space of mercury vapor, mixed or not with another gas, and liquid mercury, and by the arrangement either outside the tube on the wall, or inside the tube, one or more conductive members between the incandescent cathode and the anodes, these members being in either case in connection with the anode which corresponds to them, in the latter case, preferably, via a capacitor.
The liquid mercury may be enclosed in a separate reservoir which communicates with the interior of the tube, preferably via a capillary tube.
This mercury reservoir may be placed inside the foot of the tube or one of the feet thereof, a particular embodiment of the tube forming
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the object of the invention comprises means of modifying the temperature of the mercury reservoir ,,
The appended drawing, given by way of example, will make it possible to clearly understand how the invention can be implemented,
In Figure 1. a glass casing 1 is closed by a foot 2, the feed wires are welded, by fusion, in the clamp 3 of this foot and carry the incandescent cathode 4. The anodes 5, the number of which corresponds to the number of phases to be straightened, are each found in an arm 6 which communicates with the discharge space.
The figure shows two of these arms which can be located outside or inside the casing and are mounted, for example, on one or more feet.
A reservoir 7 which contains mercury is connected to tube 1 by a capillary tube 8. It follows that the vacuum space is filled with mercury vapor, the pressure of which depends on the temperature of the mercury contained in the reservoir 7, at provided that this temperature is lower than that of the tube. As this temperature is substantially constant, the pressure existing in the tube does not vary so to speak during operation. Even if the tube contains not only mercury vapor but also another gas, for example argon, the pressure depends less on the gas absorption than in the case where the tube contains no mercury at all. The mercury contained in the tube can also be in the liquid state, for example in the form of a deposit on the wall. In this case also the pressure in the tube is practically invariable.
However, the use of a separate reservoir has great advantages over the latter method. By connecting the re- @
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tank to the main tube via a capillary tube, which means that the liquid mercury remains completely separated from the discharge tube and cannot come into contact with metal parts (for example during transport), it is ensured that the mercury remains in the pure state and does not form any amalgam, which is useful for the quality of the gaseous atmosphere,
However, as had already been noted above, the arrangement described is not applicable as such to polyphase high voltage AC rectifiers,
because there is the risk that the discharge towards one or more of the anodes does not shoot out. According to the present invention, it has been found that it is still possible to arrange the incandescent cathode rectifiers filled with mercury vapor so that they are suitable for polyphase current rectification. For this purpose, conductive members are placed, either outside the tube on the wall, or inside the tube, between the anodes and the cathode. These conductive members, which may be formed, for example, by a strip of sheet metal, are designated in Figure 1 by 9. They are in electrical connection with the anodes.
If they are contained inside the discharge space, this connection is preferably established by means of a capacitor, if they are arranged outside on the wall of the tube, they can be connected. directly to the corresponding anodes.
In the drawing, they are in contact with the anode feed wires. In this case they can be constituted, for example, by lines of aquadag (graphite paste) or of conductive color which extend outside on the @
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wall of the arms 6 following the direction of the discharge path.
Thanks to the combination of the atmosphere of mercury vapor subjected to a constant pressure with these conductive members, an excellent; rectifier capable of being used for polyphase currents at high voltage, the operation of which is very regular and the duration of which is extended to a large extent thanks to the mercury atmosphere ,.
The use of a separate mercury reservoir connected to the tube also allows the pressure in the tube to be changed at will. In fact, this adjustment can be obtained by bringing the mercury contained in the reservoir to a determined temperature in harmony with the value of the desired vapor pressure. For this purpose, an electric heating element 10 can be used, the current intensity of which can be changed, automatically or not, so that the temperature of the mercury and hence the pressure in the tube has a value. any constant.
It is obvious that it is not a question of bringing the mercury to a temperature higher than that of the tube. This is why other heating means can also be used, if necessary a cooling agent, to bring the mercury to the desired temperature.
FIG. 2 represents a tube similar to that shown in FIG. 1. The conductive members 11 are arranged on the arms 12 so as to describe a helix. A mercury reservoir 13 is contained in the foot 14 of the tube and communicates with the interior thereof, by means of a capillary tube 15. The supply wires of an electric heating element 16 can lead, with those of the incandescent cathode for example, to contact pins fixed to a base. The arrangement of the mercury container at ^ -
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the inside of the base of the tube avoids the risk of it being broken by an impact, which could occur in the case of Fig. 1.