BE397813A - - Google Patents

Description

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  Dispositifs électriques à arc. 



   La présente invention concerne des dispositifs élec- triques à arc et elle se rapporte particulièrement aux   dispo-   sitifs de ce genre qui fonctionnent avec un nouveau dispositif d'amorçage fixe, faiblement conducteur, et à des perfection-' nements, dont certains sont d'une nature plus générale, qui ont été introduits dans le but de surmonter les difficultés rencontrées dans les dispositifs électriques à arc à vapeur utilisant le nouvel amorçage. 



   La présente invention est basée sur un nouveau type de dispositif d'amorçage comprenant un moyen de former   une , ,     /tache   cathodique sur une des électrodes principales d'un 

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 dispositif à intervalle ou à arc, tel qu'un redresseur ou inverseur à arc et à vapeur ou un dispositifd'interrupteur à arc, à air libre ou à vide, d'utilité générale pour la fermeture ou l'ouverture d'un circuit, ou d'utilité spéciale comme dans un para-foudre. 



   D'une façon plus particulière, l'invention concerne un nouveau type plat de redresseur ou inverseur à arc et à vapeur pour lequel on a forgé le terme "ignitron" par lequel on veut énoncer l'idée qu'il se rapporte au transport de cou- rant par des ions positifs ou des ions négatifs ou électrons. 



  Ceci peut être expliqué brièvement comme suit. 



   Des recherches effectuées au sujet des redresseurs à arc au mercure et sur les causes des allumages en retour dans ceux-ci ont attiré l'attention sur le fait que plus le courant en retour est réduit, moins il y aura d'allumages en retour dans un espace de temps donné, pendant les périodes de non-formation d'arc. Ceci a conduit à imaginer un nouveau type de redresseur ou ignitron dans lequel le courant moyen en retour s'approche presque de façon absolue du zéro, étant de préférence inférieur à un à dix micro-ampères par pouce carré (64,5 mm2) de la surface effective de l'anode principa- le pour un dispositif estimé à 600 volts de courant continu, avec des tolérances plus faibles et plus élevées respective- ment pour des voltages plus élevés et plus faibles.

   Ceci doit être comparé au redresseur ordinaire à plusieurs anodes, à arc au mercure, dans lequel le courant en retour est maintenu à une valeur de 10 à 100 micro-ampères par pouce carré (64,5 mm2) de surface d'anode, seulement par l'emploi d'écrans d'anode compliqués, de. chicanes et de grilles et dans lequel si ces écrans et ces grilles sont enlevés, le courant en 

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 retour s'élève à 10.000 micro-ampères par pouce carré (64,5 mm2) ou même plus. 



   Dans les types conventionnels de redresseurs à arc au mercure utilisés jusqu'à présent, il y avait un arc dans le dispositif pendant la période de non-formation d'arc, soit par suite d'arcs se terminant sur d'autres anodes principales, soit par suite d'ares se terminant sur une anode d'amorçage, soit par suite des deux à la fois. Il en résulte que l'espace de formation d'arc, entre les anodes principales qui sont supposées ne pas conduire de courant pendant leurs périodes de non-formation d'arc, est rempli d'ions et d'électrons.

   Le résultat est qu'un espace d'arc ou une séparation entre élec- trodes qui, d'âpres les essais, en l'absence d'électrons li- bres et d'ions, est capable de résister à des voltages plu- sieurs fois plus élevés que les voltages y appliqués pendant le fonctionnement du redresseur, se perce fréquemment avec formation d'une tache cathodique et l'on pense que la proba- bilité de la formation d'une pareille tache cathodique est fortement favorisée par l'existence de courants en retour. 



   Celà étant, la caractéristique la plus importante du nouveau redresseur ou ignitron est l'élimination de toutes les anodes principales sauf une et l'élimination de l'arc ordinaire réamorcé qui brûle pendant les périodes de non-for- mation d'arc ou, d'une manière plus générale, l'élimination de tout ce qui fournit des quantités importantes d'ions ou d'électrons à l'espace de formation d'arc pendant les périodes d'allumage en retour. Ceci a impliqué l'invention et l'emploi du dispositif d'amorçage mentionné ci-dessus. 



   D'une manière générale l'invention consiste en un dispositif à décharge à arc comprenant deux électrodes prin- cipales, des connexions de bornes pour celles-ci et un 

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 dispositifd'amorçage dans le voisinage du trajet principal de formation d'arc pour faire jaillir un arc entre ces deux électrodes principales, ce dispositif d'amorçage comprenant une tige en une matière faiblement conductrice ayant une ex- trémité en contact de façon permanente avec une des électro- des principales pour former une tache cathodique sur celle- ci, et une connexion de borne séparée pour l'autre extrémi- té de cette tige. 



   L'invention a pour but d'empêcher le début de cau- ses d'allumages en retour dans les redresseurs à arc à va- peur ou les renverseurs plut8t que d'essayer simplement d'em- pêcher les causes d'allumage en retour de devenir des allu- mages en retour complets. L'existence de courant en retour semble être essentielle pour que se présente une cause d'allu- mage en retour et lorsque le courant en,retour est réduit, les causes d'allumage en retour deviennent moins fréquentes et ne se produisent probablement pas du tout si le courant en retour est réduit à zéro. 



   Ayant éliminé les causes d'allumage en retour en éliminant sensiblement le courant en retour de quelques milli- ampères pendant les périodes d'allumage en retour, on évite la nécessité de nombreuses particularités qui ont été néces- saires jusqu'à présent dans les redresseurs ordinaires à arc au mercure. Ainsi, dans beaucoup de cas, toute disposition d'écran dans l'espace d'arc peut être supprimée ce qui rend le redresseur plus petit et réduit très notablement le vol- tage d'arc ou les pertes dans le dispositif. La distance en- tre l'anode principale et la cathode peut être réduite, ce qui diminue encore davantage les dimensions et les pertes. 



    @   Comme il n'y a pas de courant en retour, aucune 

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 cause d'allumage en retour n'existera si les particules de mercure sont lancées sur l'anode de la surface de la cathode ou si les particules de mercure se condensent sur l'anode, de sorte que l'anode peut être placée très près de la cathode et être exposée directement à celle-ci, et que l'anode peut fonctionner à une température assez froide en comparaison de la pratique ordinaire des redresseurs à arc au mercure parce qu'il n'est plus nécessaire de se garder de la possibilité de condensation de mercure sur l'anode, qui a toujours sem- blé provoquer une grande fréquence de causes d'allumage en retour dans les conceptions antérieures.

   Le fonctionnement de l'anode à une température, froide en comparaison de la prati- que antérieure des redresseurs, de préférence de l'ordre de 80  ou 1000 à 2500 ou 300 C peut-être, ou même plus pour des redresseurs à arc au mercure de la nouvelle conception, est fréquemment désirable, également, par suite du rapprochement de l'anode de la cathode, la faible température de l'anode étant généralement requise en vue de maintenir basse la pres- sion de vapeur dans la mesure désirée, malgré les gouttes de mercure frappant l'anode. Cette pression réduite de vapeur augmente encore davantage le voltage négatif que l'espace d'arc supportera sans être percé pendant les périodes de non- formation d'arc. 



   Lors du fonctionnement du redresseur dit   "plat"   com- me on l'a décrit ci-dessus, c'est-à-dire d'un redresseur con- sistant en une anode plate ayant des dimensions proportionnées à la cathode et placée prés de la cathode, avec un espacement de l'ordre de un demi pouce à quatre pouces (12,6 mm à 10 cm) ou plus, la surface active de la cathode comprenant une ma- tière vaporisable de reconstruction, telle que du mercure ou des mélanges contenant du mercure, ou du gallium ou des 

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 mélanges contenant du gallium, il est important ou désira- ble de refroidir très complètement la cathode en faisant fonc- tionner celle-ci en fait à une température aussi froide qu'on peut l'obtenir commodément et il est fortement désira- ble d'utiliser une sorte de moyen de fixation de la tache cathodique et, de préférence,

   un moyen de fixation de tache cathodique convenablement refroidi, vu que des essais ont montré que la probabilité d'allumage en retour est très for- tement réduite avec une semblable disposition, probablement par suite du fait que le soufflage de vapeur provenant de la cathode est beaucoup moins intense lorsque la tache cathodi- que est fixée et peut-être parce que l'action réciproque de ce soufflage de vapeur et de l'anode provoque d'une façon ou de l'autre les causes d'allumage en retour. 



   Bien que le but de la présente invention soit de réduire la fréquence de production d'allumage en retour en réduisant la grandeur du courant en retour, il y a des moments passagers dans certains cas où la construction spéciale ne produit pas ce résultat. Lorsqu'un redresseur est parcouru par un courant, ce courant augmente jusqu'à une valeur maxi- mum et ensuite, à la fin de la période de formation d'arc, et particulièrement dans le cas où le circuit de courant con- tinu contient une quantité considérable d'inductances, le cou- rant du redresseur décroit rapidement jusqu'à zéro et le vol- tage appliqué augmente rapidement jusqu'à une valeur élevée dans le sens négatif.

   Immédiatement après ce zéro du courant, l'espace de formation d'arc entre l'anode et la cathode est laissé dans un état fortement ionisé et le courant en retour est également très élevé, avec par conséquent une probabilité élevée d'allumage en retour. En quelques micro-secondes, l'es- pace de formation   d'arc   regagne son état diélectrique de 

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 faible probabilité d'allumage en retour et les ions disparais- sent par suite de leur diffusion vers les parois du récipient. 



  Si un voltage négatif est appliqué à l'anode immédiatement après que le courant a passé, en particulier endéans quelques micro-secondes après ce passage, il y a danger de percement ou d'allumage en retour à cause du courant en retour qui exis- te pendant une courte période de temps pendant cette période dite de transition d'un état ionisé à un état non ionisé. 



   Si le circuit de courant continu alimenté par le redresseur contient une quantité notable d'inductances, il est habituellement nécessaire d'introduire des circuits de retar- dement pour retarder la vitesse à laquelle les voltages néga- tifs s'accumulent sur l'anode à la fin des périodes de forma- tion d'arc du dispositif.

   De semblables phénomènes ne sont pas généralement observés dans les types antérieurs de disposi- tifs redresseurs à arc au mercure parce que dans ces disposi- tifs un ou plusieurs ares ont régné quelque part dans l'espace à vide pendant toutes les périodes de non-formation d'arc de n'importe quelle anode, de sorte qu'il n'y a pas en général une plus grande tendance à l'allumage en retour pendant la période de transition mentionnée ci-dessus immédiatement après la période de formation d'arc,   qu'à   n'importe quel autre moment pendant la période de non-formation d'arc, parce qu'il n'y avait en réalité aucune transition d'un état ionisé à un état non ionisé, l'espace d'arc étant toujours ionisé avec l'emploi de grilles et d'écrans autour de l'anode qui réduisait la grandeur du courant en retour venant de l'espace ionisé. 



   Dans l'utilisation pratique du dispositif, en parti- culier dans son application au transfert d'énergie électrique dans un sens ou dans l'autre entre un système triphasé ou un 

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 autre système polyphasé et un système à courant continu, il est désirable par suite du fait que chaque arc de redres- sement est placé dans un récipient séparé, d'obliger l'arc à régner pendant une période de formation d'arc aussi longue que possible de façon à obtenir la plus grande capacité d'un dispositif redresseur ou ignitron donné, et à cet effet une connexion triple de transformateur biphasé a été appliquée et perfectionnée, comportant un transformateur polyphasé ap- proprié entre phases, comme cela sera décrit ci-après, pour l'emploi avec ce dispositif. 



   Dans une forme de réalisation de l'invention, on utilise un récipient dans lequel on a fait le vide, qui est fait sensiblement tout entier en métal, toutes les parties de ce métal étant en contact électrique l'une avec l'autre, la cathode étant disposée dans un réceptacle de cathode en quartz ou un autre réceptacle isolant disposé dans le fond de ce récipient, et l'anode principale étant formée sur la paroi supérieure du récipient. 



   Le redresseur plat ou   ignitron   doit être particu- lièrement bien mis à l'abri des composés de mercure, qui sem- blent être des oxydes ou des nitrures de mercure, ou éventuel- lement des composés organiques qui sont instables et qui peu- vent se décomposer à intervalles irréguliers, avec libération de poches de gaz localisées qui réduisent les qualités d'iso- lement de l'espace de formation d'arc pendant les périodes de non formation d'arc, ce qui provoque des allumages en re- tour. C'est pour cette raison que les anodes ne doivent de préférence pas être refroidies en-dessous d'environ 80  ou 100 C, parce que ces composés instables de mercure ne semblent pas être formés si la température est maintenue au-dessus des limites qui viennent d'être indiquées.

   Dans ce redresseur ou      

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 ignitron, il est par conséquent nécessaire de veiller parti-   culièrement   à traiter convenablement le dispositif avant de l'employer et à lui fournir un récipient qui n'a pas de fuite de façon que l'azote et l'oxygène ne pénètrent pas en venant de l'air. Si ces précautions sont observées, le récipient n'exigera pas de pompage pendant son fonctionnement. 



   La construction entièrement métallique, avec un réceptacle de cathode en quartz ou un réceptacle équivalent convient particulièrement, par conséquent, pour ce dispositif et ce dernier est particulièrement destiné à être utilisé dans une construction qui est scellée de façon permanente sans emploi de pompes à vide pendant le fonctionnement. 



   Comme l'ignitron consiste en un seul trajet ou arc asymétriquement conducteur dans chaque récipient, on peut s?écarter des circuits usuels de redresseur à arc au mercure qui emploient plusieurs ares redresseurs, en réunissant en- semble les anodes de tous les arcs au lieu d'avoir les catho- des en commun, comme c'était nécessaire obligatoirement dans les dispositifs utilisant une seule cathode commune. Ceci présente les avantages particuliers dans la construction en cuve entièrement métallique scellée de façon permanente, dans laquelle la cuve a le même potentiel que l'anode.

   En réunis- sant ensemble les anodes,le problème du montage de n'importe quel nombre de cuves à un seul arc dans un râtelier ou une autre construction est très fortement simplifié et si les ignitrons sont utilisés pour fournir de l'énergie à un circuit à courant continu dans lequel le conducteur négatif est mis à la terre, comme dans les systèmes de chemins de fer, les cuves seront toutes au potentiel de terre, ce qui est un avan- tage très considérable. 



  On remarquera que l'application du nouveau principe 

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 d'amorçage à des redresseurs et inverseurs à arc à vapeur a provoqué de nombreux changements profonds dans la cons- truction et le fonctionnement de ces dispositifs, qui ont été indiqués brièvement en partie dans les paragraphes pré- cédents et qui seront expliqués plus complètement en corréla- tion avec le meilleur mode d'application de ce principe, ce qui implique de nombreuses caractéristiques qui, tout en é- tant particulièrement établies et développées et éventuelle- ment nécessaires en corrélation avec l'ignitron sont, pour beaucoup d'entre elles, susceptibles d'application générale dans des types usuels de redresseurs. 



   Sous ses aspects les plus larges, le dispositif d'amorçage n'est pas limité dans son application à des dispo- sitifs à arc à vapeur dans lesquels on a fait le vide et asy- métriquement conducteurs, mais il est applicable également aux domaines des interrupteurs et des para-foudres, comme on l'a indiqué précédemment. 



   Pour que l'invention puisse être mieux comprise, on décrira maintenant à titre d'exemples et à l'aide des des- sins annexés plusieurs formes constructives que l'invention peut prendre. 



   La Fig. 1 est un schéma de circuit et d'appareil montrant une des formes préférées d'un ignitron à cuve entiè- rement métallique, scellé de façon permanente, avec un tri- ple circuit de transformateur biphasé pour faire passer l'é- nergie d'une ligne triphasée à une ligne à courant continu, avec un dispositif de circuit à retardement et avec un moyen de faire varier le point dans le cycle où l'amorçage fonction- ne de façon à faire changer le voltage de courant continu ou, si ce dernier est fixe; l'énergie   de,,courant   continu qui est      

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 fournie. 



   La Fig. 2 est un schéma de circuit et d'appareil montrant une autre des formes d'ignitron qui sont préférées dans les grandes dimensions d'appareils avec une connexion spéciale d'inverseur pour fournir de l'énergie triphasée à fréquence variable à partir d'une ligne à courant continu. 



   La Fig. 3 est un schéma donné à titre d'exemple montrant l'application de l'invention à un dispositif à arc autre qu'un redresseur ou un inverseur, le dispositif étant ici représenté comme étant un para-foudre. 



   La Fig. 4 est une vue en plan d'une construction modifiée d'ignitron quelque peu semblable à celle représentée à la Fig. 2 mais avec certains changements qui sont représen- tés à la Fig. 5, une partie de la Fig. 4 étant en coupe par la ligne   IV-IV   de la   Fig.5.   



   La Fig. 5 est une coupe verticale, avec un schéma de circuit ajouté, montrant un des premiers types d'ignitron, dans lequel un amorçage à fonctionnement continu est utilisé, ce dernier étant très complètement abrité de façon à réduire autant que possible le courant en retour pendant les périodes de non-formation   d'arc,   
La Fig. 6 est une vue schématique de circuits et d'appareils montrant une forme modifiée de construction d'i- gnitron et une forme modifiée de dispositif pour régler le point du cycle où les différents dispositifs d'amorçage fonc- tionnent. 



   La Fig. 7 est une vue schématique de circuits et d'appareils dans laquelle les amorçages sont alimentés au moyen   d'un   dispositif commutateur rotatif actionné par un moteur synchrone recevant l'énergie du système à courant alternatif. 

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   La Fig. 8 est une vue schématique de circuits et d'appareils montrant une construction à double cathode dans laquelle une cathode ou l'autre peut être mise en service par l'alimentation de l'un ou l'autre de deux dispositifs d'amorçage pour obliger l'ignitron à fonctionner comme redres- seur ou comme inverseur, l'ignitron ayant une enveloppe de verre. 



   La Fig. 9 est une vue schématique de circuits et d'appareils montrant une autre construction à enveloppe de verre utilisant une anode principale de graphite, un conduc- teur d'anode d'amorçage abrité, et un écran interposé dans l'espace de formation d'arc entre l'anode principale en gra- phite et la cathode. 



   La Fig, 10 est une vue schématique montrant l'appli- cation du dispositif de maintien en activité à une construc- tion de redresseur conventionnel à arc à mercure comportant plusieurs anodes et une seule cathode dans un récipient où l'on a fait le vide. 



   Les Fig. Il à 18 sont des schémas explicatifs dont il sera question dans la suite. 



   La Fig. 1 montre un système redresseur utilisant six dispositifs de redressement ou ignitrons, tous de construction semblable, mais pour plus de simplicité un seul des ignitrons est représenté en détail, les cinq autres étant indiqués sché- matiquement, vu qu'il est bien entendu que leur construction est identique à celle de l'ignitron mentionné en premier lieu. 



  La construction d'ignitron représentée ici est celle qui est préférée pour les petits dispositifs pour une gamme de capacité de 100 à 500 ampères, bien que la construction ne soit limitée à aucune capacité particulière. Pour donner une idée de la compacité énorme produite par cette construction, on peut 

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 signaler que la coupe de la Fig. 1 est une vue en grandeur réelle d'un ignitron étudié pour une capacité de 100 ampères à 600 volts de courant continu, obtenant ce remarquable débit avec une construction dans laquelle le diamètre de l'espace de formation d'arc est approximativement de trois pouces   (76   mm). 



   Ceci est seulement une construction préliminaire qui peut être perfectionnée par d'autres modifications que l'expérience peut dicter, de sorte que finalement une capacité de 150 ou 
200 ampères peut être obtenue de la même dimension de cons- truction, 
Comme le montre la Fig, 1, cette forme de réalisa- tion particulière de l'ignitron consiste en un récipient 1 scellé de façon permanente, dans lequel on a fait le vide et composé sensiblement entièrement en métal tel que le fer, tou- tes les parties de ce métal étant en contact électrique l'une avec l'autre, Une cathode 2 en mercure ou en une autre matière vaporisable se reconstruisant est disposée dans un godet ou réceptacle 3 en quartz ou en une autre matière isolante, dis- posé au fond de la cuve 1.

   Le quartz ou autre isolement entre la cathode de mercure et la cuve doit être d'un type qui n'est pas facilement couvert comme d'un pont par les impuretés ou , les particules de mercure et à cet effet il est de préférence surmonté d'un anneau de garde en acier 4 qui maintient le mercure écarté d'une partie de sa surface. 



   Pour la facilité de la construction, la cuve métal- lique 1 sera ordinairement faite en plusieurs pièces qui peu- vent être fabriquées séparément et ensuite assemblées et sou- dées l'une à l'autre. Comme le montre le dessin, cette cuve comprend une partie de base 5 en forme de cuvette qui contient le réceptacle de cathode 3 et l'anneau de garde 4.

   Au sommet de cette partie de base 5 est soudée une anode principale en 

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 fer 6 ayant une surface de fond plate espacée d'une distance de l'ordre de 1 pouce (25 mm) de la surface de la cathode de mercure, l'espacement étant aussi petit qu'il est compatible avec les limitations de la construction et n'étant en aucune façon tellement petit qu'on courre le risque de formation d'un pont conducteur entre l'anode principale et la cathode par l'agitation du mercure liquide pendant le fonctionnement du dispositif. 



   Une chemise d'eau 7 est prévue au-dessus de l'anode principale 6 et est surmontée d'un condenseur d'eau à refroi- dissement par air 8, qui reçoit la vapeur de la chemise d'eau, la condense et la renvoie à la chemise d'eau, ce qui maintient l'anode à une température un peu supérieure à 100 C, suivant la pression de vapeur qui est autorisée à se produire dans le condenseur, cette pression étant limitée, par une soupape de sûreté 9, à une valeur correspondant à une température de 200 C par exemple ou une autre température maximum déterminée   d'avance.   



   L'anode principale 6 qui constitue le dessus de la cuve est pourvue d'une ouverture centrale dans laquelle est scellé un isolateur d'un type approprié quelconque, ce der- nier étant représenté à la Fig. 1 sous la forme d'un organe en verre 10 qui est scellé au moyen d'un scellement en verre 11 à un anneau de cuivre 12 recouvert de nickel dont l'extré- mité inférieure est brasée à l'anode principale 6.

   L'isola- teur en verre ou autre 10 porte scellé dans sa masse un con- ducteur de cathode en tungstène 13 qui s'étend vers le bas centralement à travers le dispositif, jusqu'en contact avec la cathode de mercure 2, et un conducteur d'anode d'amorçage 14 qui supporte un'tubé conducteur 15 se terminant à son ex- trémité inférieure par un support tubulaire en nickel 16 

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 pour une tige d'amorçage tubulaire 17 en une matière faible- ment conductrice telle que du carborundum moulé avec un liant d'argile ou un autre liant qui n'émet pas de gaz dans les conditions de fonctionnement, ou une autre matière   faiblement .   conductrice qui n'est pas détruite dans les conditions de fonctionnement, comme un cristal de carborundum, une tige de globar, une matière de filament de Nernst, le ferro-silicium,

   la galène et probablement d'autres matières semblables. Cet organe d'amorçage 17 est supporté de façon fixe de telle sorte que son extrémité inférieure est immergée dans la cathode 2 de mercure liquide et reste immergée dans toutes les condi- tions de fonctionnement. Son tube de support 15 est isolé par rapport au conducteur de cathode 13, disposé centralement, au moyen d'un tube de quartz ou autre tube isolant 18 et de pré- férence 11 est protégé extérieurement aussi au moyen d'un plus grand tube de quartz ou autre tube isolant entourant le tube 15 comme le montre la Fig. 1. 



   La tige d'amorçage 17, qui est immergée dans le   meroure,   doit avoir une résistance telle qu'un accroissement d'environ 100 volts par pouce (25 mm), ou plus, le long de la tige ne fait pas circuler un courant impratiquement grand,      
Si la tige doit être de dimensions ordinaires et non sous la   @   forme d'une pellicule très mince, ceci exige qu'elle soit en une matière ayant une résistivité plus grande que 1P-2 ohms par centimètre cube. En même temps, sa résistivité ne doit pas être trop élevée parce que, comme on l'expliquera, lors- que la tige d'amorçage est en fonctionnement, un arc se for- me avec la cathode sur le mercure et avec l'anode momentané- ment sur le côté de la tige d'amorçage.

   Si ce courant momen- tané doit s'écouler dans le côté de la tige sans voltage exces-   , 1 si±,   la résistivité ne doit pas être trop élevée, Une 

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   résistivité de moins de 10+5 ohms par centimètre cube sera en général suffisamment basse pour cette application. Un changement dans la résistivité implique en général un changement dans le courant auquel le dispositif d'amorçage fonctionne et le voltage nécessaire à appliquer à celui-ci pour produire ce courant. 



  Plusieurs théories ont été envisagées pour essayer d'expliquer le fonctionnement de la tige de carborundum ou d'un autre dispositif d'amorçage et actuellement la théorie suivante est préférée; qui est présentée à titre d'essai sans aucun désir de limiter l'invention a aucune théorie particulière de fonctionnement. Si un potentiel positif est appliqué entre la partie supérieure de la tige et le mercure, un courant s'écoule à travers la tige vers le mercure. Lorsqu'il s'agit d'une tige pleine d'amorçage ou d'une tige dont la surface de section transversale n'est pas très petite, il est nécessaire d'employer une matière dont la résistivité est plus grande que 10-2 ohms par centimètre cube, ce qui est peut-être au moins environ 100 fois plus grand que la résistivité du mercure.

   Au point de vue de la théorie, la résistance du mercure sera par conséquent d'abord négligée. 



  Le flux réel de courant suivra les lignes marquées 20 au schéma de la Fig, 11. Des lignes équipotentielles 21 sont également représentées à la Fig. 11. Dans ces conditions, la densité de courant le long de la surface de la tige endessous du niveau du mercure augmente à partir du bas de la tige jusqu'au point de sortie de la tige du mercure, point désigné par le numéro 22, et en ce point la densité de courant devient infinie, suivant la théorie mathématique, si la tige et le mercure sont supposés être parfaitement continus, c'est-à-dire si l'on ne considère pas la structure atonique    

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 réelle. De même, le gradient de voltage le long de la sur- face de la tige devient infini lorsqu'on se rapproche de la jonction avec le mercure en venant du dessus.

   Mathématique- ment, le gradient le long de la surface de la tige prés de la jonction au mercure est donné approximativement par 
V d/2 X00/VY , formule dans laquelle d est le   diamè-   tre ou l'épaisseur de la tige, X00 est le gradient le long de la tige à une grande distance du mercure et y est la dis- tance de la jonction au mercure au point de la surface de la tige où le gradient est obtenu. Comme on doit s'attendre à ce que la formule ci-dessus soit applicable en descendant jusqu'aux distances atomiques,   c'est-à-dire   jusqu'à une va- leur y = 10-8 cm, on peut voir qu'avec Xoo de l'ordre de 100 volts par centimètre, le gradient à une distance atomique de la jonction au mercure sera de l'ordre de 106 volts par centimètre. 



   Plusieurs chercheurs ont démontré qu'un gradient de voltage de 106 volts par centimètre est suffisant pour   fai-   re sortir des électrons hors d'une matière. Il est par consé- quent raisomable de supposer que des électrons seront extraits de la surface du mercure prés de sa jonction à la tige et que la cathode d'un arc peut être amorcée là, le courant de cet arc s'écoulant d'abord vers le côté de la tige et s'écou- lant ensuite vers des points de plus en plus élevés sur la surface de la tige à mesure que l'espace des gaz devient de plus en plus ionisé, pour former pont finalement sur la tige et atteindre le support métallique de la tige.

   Un arc sera donc amorcé par la tige si on applique à celle-ci un voltage donnant un gradient moyen le long de la tige de l'ordre de 102 volts par centimètre, et cet arc formera pont sur la tige si le voltage est suffisant pour permettre à un courant 

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 considérable de s'écouler du côté de la tige dans l'arc ini- tial. Si le voltage appliqué est insuffisant dans ce dernier but, l'arc ne forme pas pont sur la tige mais apparaît comme une étincelle toute petite à la jonction du mercure et de la   tig e.   



   Suivant la théorie proposée, la résistivité de la tige doit alors être telle qu'elle permet l'application d'un gradient de l'ordre de 100 volts par centimètre le long de celle-ci sans qu'un courant excessif circule. Si le courant absorbé par la tige doit être limité à l'ordre de dix ampères, la résistance de la tige par centimètre de longueur doit être de l'ordre de dix ohms. Par l'emploi de méthodes spéciales d'excitation, par exemple par des décharges 'de'condensateurs, il peut parfois être pratique d'employer de plus grands cou- rants pour faire débuter l'arc à la tige. Dans ces méthodes des courants d'excitation momentanés de 1000 ampères ou même de   10,000   ampères peuvent être pratiques. Pour de semblables courants, la résistance de la tige par unité de longueur peut être aussi basse que l'ordre de 10-2 ohms. 



   Suivant la théorie proposée, il est également néces- saire qu'un courant suffisant s'écoule dans l'arc débutant à la jonction du mercure de façon qu'il avance rapidement le long de la tige et forme pont sur celle-ci. Si la résistance par unité de longueur de la tige est trop grande, un voltage excessif est nécessaire dans ce but et pour cette raison une limite supérieure de 105 ohms par centimètre de longueur de tige est imposée. 



   Bien que,la théorie donnée ci-dessus s'applique à une simple tige, il-est évident que des modifications peuvent être apportées à la forme ou que des combinaisons de matières complètement isolantes avec des matières conductrices pour- raient être employées pour remplir la fonction de la tige. 

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  L'invention devrait alors être interprétée d'une manière gé- nérale comme procurant un moyen de faire débuter un arc à une surface de conducteur en produisant un gradient local   três   élevé pour son début et en faisant passer un courant suffisant dans cet arc débutant pour assurer sa croissance rapide. 



   Avec une tige d'amorçage pleine en carborundum mou- lé, constituée d'environ 70% de carborundum et 30% de liant d'argile et un peu de noir de fumée, ayant une résistivité d'environ 2 ohms par centimètre cube, la tige ayant un diamè- tre d'environ un quart de pouce (6,3 mm) et ayant une longueur d'environ X un cinquième de pouce (5 mm) entre son support et la surface de mercure lorsque le dispositif n'est pas en fonc- tionnement,on a trouvé qu'une tache cathodique est formée à la jonction de la surface de la tige avec la surface du mer- cure pour un courant de 7 ampères dans la tige, nécessitant 35 volts. 



   Le voltage nécessaire pour faire fonctionner la tige d'amorçage est de préférence pris au circuit à courant alter- natif auquel l'ignitron est relié et est de préférence égale- ment pris directement à l'anode principale de l'ignitron dans lequel l'amorçage est placé. Dès qu'une tache cathodique est formée au point de jonction de la surface de la tige d'amor- çage et de la surface du mercure, un arc jaillit de l'anode principale vers le bassin de mercure. L'arc d'amorçage est en série avec un dispositif de consommation de voltage suffisam- ment grand pour obliger cet arc à disparaître immédiatement, parce qu'il ne peut pas fonctionner en parallèle avec l'arc principal qui a un voltage beaucoup plus petit que le voltage général du circuit d'amorçage.

   L'arc d'amorçage fonctionne donc tout à fait momentanément pour produire une tache catho- 

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 dique sur la cathode principale au commencement de la période de formation d'arc de l'ignitron et il ne produit aucun arc à un autre moment, de sorte qu'il n'y a pas de source four- nissant des ions ou des électrons à l'espace de formation d'arc de l'ignitron pendant la période de non-formation d'arc de celui-ci. Comme on l'a indiqué précédemment, ceci est une caractéristique essentielle de l'invention, savoir l'élimina- tion sensible des courants en retour qui sont normalement pro- duits, dans d'autres redresseurs à arc à vapeur, par les ions et les électrons présents dans l'espace de formation d'arc pendant les périodes de non-formation d'arc de celui-ci. 



   Bien que la théorie de ce dispositif d'amorçage ait été indiquée avec référence particulière à une cathode de mer- cure, il n'est évidemment pas nécessaire que la matière de la cathode soit du mercure ni même qu'elle soit un liquide. La caractéristique essentielle semble être la présence d'un gra- dient de potentiel suffisamment élevé au point de jonction entre la surface de la tige d'amorçage et la surface de la cathode. En fait, l'amorçage suivant la présente invention fonc- tionne très bien lorsqu'il est immergé dans une cathode de bronze, ce qui peut être réalisé en plongeant la tige dans du bronze fondu et en solidifiant le bronze autour d'une extrémité de celle-ci.

   La tige d'amorçage fonctionnera également lors- qu'elle est simplement en contact avec la surface du bronze ou d'une autre électrode, auquel cas, toutefois elle doit être solidement maintenue abaissée en place de façon que son extré- mité ne se sépare pas de la cathode, ce qui brûlerait rapide- ment l'extrémité de la tige. 



   Lorsque l'extrémité supérieure de la tige est main- tenue dans un support en bronze ou en un autre métal plein,   .' jle   voltage nécessaire pour envoyer un courant suffisant dans 

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 la tige pour former une tache cathodique sur le support, lorsque le support est négatif par rapport à la cathode de mercure, peut être beaucoup plus grand que le voltage néces- saire pour former une tache cathodique sur le mercure lorsque le mercure est négatif par rapport au support, ceci étant dû probablement aux différences dans la nature du contact et des caractéristiques d'ébullition et d'émission d'électrons du support.

   Cette différence de voltage peut être rendue encore plus grande par le fait qu'on rend l'extrémité de la tige qui est dans le support de section beaucoup plus grande que celle qui plonge dans le mercure, comme cela sera indiqué à propos de la Fig, 2, On peut compter sur cette différence dans les voltages de fonctionnement de l'amorçage pour obliger l'amor- çage à percer seulement lorsque le support est positif par rapport au mercure et cette dissymétrie peut être favorisée par des moyens appropriés comme ce sera décrit ci-après à propos des Fig, 2 et 8, mais on préfère employer une sorte de dispositif redresseur auxiliaire pour alimenter l'amorçage      en potentiel seulement pendant les demi-cycles positifs du voltage alternatif appliqué à l'appareil.

   La chute de voltage dans le redresseur auxiliaire aide également à éliminer l'arc d'amorçage dès que l'arc principal jaillit. 



   Sur la Fig. 1, chaque tige d'amorçage 17 reçoit son énergie au moyen d'un redresseur à cathode chaude 23 à partir de sa propre anode principale 6. Dans le système particulier représenté sur cette figure, les anodes principales et les cuves des six redresseurs sont reliées ensemble sur une barre      commune 24 qui est reliée au conducteur négatif mis à la terre d'un circuit de charge à courant continu 25, Le point dans le cycle où les tiges d'amorçage reçoivent suffisamment de dourant pour faire commencer les arcs peut être contrôlé par 

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 des moyens appropriés quelconques, indiqués schématiquement à la Fig. 1 sous la forme d'un rhéostat 26 qui est connecté entre la barre d'anode principale 24 et une barre d'anode d'amorçage 27.

   Ce rhéostat 26 peut servir également de com- mutateur pour mettre en circuit ouvert tous les circuits d'a- morçage, ce qui oblige tous les redresseurs à cesser de fonc- tionner. 



   Les liaisons des courants alternatifs représentées à la   Fig.   1 comprennent une ligne d'alimentation triphasée 28 à laquelle est relié l'enroulement primaire en delta 29 d'un transformateur ou d'une série de transformateurs ayant un triple enroulement secondaire 31 à deux phases. De cette ma- nière, l'enroulement primaire 29 comporte trois enroulements, et chacun de ces enroulements est accouplé à deux enroulements secondaires ou à un seul enroulement secondaire ayant un point de raccordement 32 en son milieu, les bornes des enroulements secondaires étant reliées aux conducteurs de cathode 13 de deux des ignitrons ou redresseurs.

   Les trois points milieux 32 des enroulements secondaires sont reliés aux bornes d'un dispositif de transformation triphasé entre phases 33 ayant une liaison neutre 34 qui est   relie   au conducteur positif du circuit de charge à courant continu 25. 



   Le dispositif de transformation entre phases 33 com- porte des enroulements disposés de façon à équilibrer le flux de courant continu tout en maintenant les courants dans les trois connexions terminales de phases sensiblement égaux l'un à l'autre. Comme le montre la Fig, 1, on obtient ce résultat en enroulant le transformateur entre phases sur un noyau ma- gnétisable à trois branches 35, chaque branche portant un enroulement. 

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   Les figs. 12 et 13 montrent des formes typiques d'onde de voltage et de courant d'un des redresseurs ou igni- trons reliés à l'un des enroulements de transformateur de la fig. 1. La ligne en trait fort 36 de la fig. 12 montre le vol- tage de l'anode vers la' cathode d'un redresseur. La ligne en traits interrompus 37 de-la même figure montre le voltage dans l'enroulement de transformateur. La fig. 13 montre le courant entrant dans l'anode du redresseur. Lorsque le cou- rant atteint zéro, au point 39, le voltage à travers l'espace d'arc à l'intérieur du redresseur change très rapidement d'une valeur positive très faible, indiquée par le point 40 à la fig. 12, à une valeur négative 41, ce qui applique très ra- pidement un voltage négatif à l'anode principale. 



   Comme le montre la fig. 14, le courant inverse ou courant en retour qui circule à travers l'espace d'arc immé- diatement après l'achèvement de la période de formation d'arc est relativement élevé; par conséquent suivant les présentes théories, les causes d'allumage en retour sont rendues très fréquentes. Endéans un petit nombre de micro-secondes, avec une basse pression de vapeur, ou endéans une centaine à un millier de micro-secondes, avec une pression de vapeur plus, élevée, l'espace de formation d'arc développe la capacité de résister à un voltage considérable avec une faible proba- bilité d'allumage en retour, à cause de la réduction notable dans le courant inverse, comme l'indique la fig. 14. 



   En vue d'empêcher un percement pendant la période de transition faisant immédiatement suite à l'achèvement de la période de formation d'arc, il est désirable d'obliger le voltage négatif à s'établir lentement, en concordance avec la courbe 42 en traits de   chafnette   à la fig. 12 ou une cour-- be analogue, de façon que des voltages importants ne soient 

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 pas appliqués à l'espace de formation d'arc tant que ce der- nier n'a pas eu le temps de perdre la plus grande partie de son ionisation. 



   Comme le montre la fig. 1, l'établissement d'un vol- tage négatif sur l'anode principale, par rapport à la cathode principale, -ou ce qui revient au même, l'établissement du voltage positif sur la cathode principale par rapport à l'ano- de principale,- peut être retardé dans n'importe quelle mesure désirée par le fait qu'on shunte chaque redresseur au moyen d'un circuit extérieur comprenant une capacité 44 de dimen- sions suffisantes. Lorsque cette combinaison est employée, la capacité doit être chargée avant qu'un voltage inverse puisse être appliqué entre l'anode principale et la cathode, et le temps nécessaire pour cette opération de charge sera déter- miné par l'inductance normalement présente dans les connexions extérieures du circuit de l'arc de redressement ou du trajet, et la résistance du circuit de capacité.

   Habituellement, une petite résistance séparée 45 est montée en série avec la capacité 44, ce qui est désirable en tous cas en vue d'amor- tir le circuit pour empêcher les oscillations. Dans le cas où la réactance en série avec l'arc redresseur n'est pas suffisante, une petite réactance extérieure 46 peut être uti- lisée, cette dernière ayant la propriété de se saturer pour un courant très bas de façon à offrir une réactance très fai- ble pour des courants de charge normaux pendant la période de formation d'arc. 



   Dans le petit ignition représenté à la fig. l, aucun moyen spécial de refroidissement n'est prévu pour la cathode vu que les pertes   dans   ce dispositif sont extrêmement faibles,        ,de   sorte qu'on peut'compter sur l'évaporation du mercure pour 

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 maintenir la cathode du dispositif suffisamment froide pour empêcher le commencement d'une décharge entre la cathode prin- cipale et l'anode principal pendant les périodes de non-for- mation d'arc, décharge qui, comme elle est un courant en re- tour, augmenterait considérablement la probabilité d'alluma- ge en retour. 



   Ceci sera compris plus facilement à l'aide de la . fige 15 qui montre le voltage auquel une décharge commence dans un espace non ionisé rempli de vapeur de mercure, ce voltage étant tracé comme une fonction du produit pd dans le- quel p est la pression de vapeur en millimètres de mercure et d est la distance entre les électrodes en centimètres. Le vol- tage minimum de début, environ   470   volts, se produit lorsque le produit pd est égal environ à 6. La portée normale de fonc- tionnement du redresseur est obtenue lorsque le produit pd est aux environs de l'unité ou moins, de sorte que le voltage de début est de plusieurs milliers de volts. La pression de vapeur de mercure dépend évidemment de la température.

   Il est. donc nécessaire que l'on maintienne, avec les espacements uti- , lisés, des conditions de température telles qu'elles empê- chent le produit pd de dépasser notablement une valeur de sécurité, telle que l'unité par exemple. 



   Dans les ignitrons de grandes dimensions, tels que celui représenté à la fig. 2, il est habituellement nécessai- re ou désirable d'employer un moyen positif de.refroidisse- ment de la cathode. En même temps il est très désirable d'em- ployer un moyen de fixation de la tache cathodique, ce qui a l'avantage de réduire considérablement le soufflage de cathode,      diminuant ainsi la turbulence de la cathode et   limitant,la .   quantité de vapeur évaporée.

   Cette nouvelle caractéristique, 

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 bien qu'étant d'un avantage considérable dans les anciens types de redresseurs à plusieurs anodes, est particulière- ment désirable dans les redresseurs dans lesquels l'anode couvre sensiblement toute la cathode et est espacée de celle- ci d'une distance suffisamment grande pour le jeu mécanique en vue d'éviter l'éclaboussement formant des ponts de liquide en travers de l'espace entre l'anode principale et la cathode, Il est en outre extrêmement désirable que ces moyens de fixa- tion de la tache cathodique soient très complètement refroi- dis, particulièrement dans les ignitrons. 



   Conformément aux principes qui viennent d'être ex- pliqués, l'ignitron représenté à la fig. 2 a été muni d'un moyen très efficace de refroidissement de la cathode et d'un moyen de fixation de tache cathodique à refroidissement par de l'eau. Une chemise d'eau 47 est prévue en-dessous d'un réceptacle métallique de cathode 48 dans lequel est disposée une quantité de mercure liquide 49 ou d'une autre matière cathodique vaporisable se recontruisant.

   Un agent de refroi- dissement tel que de l'eau, qui est aussi froid que possible, pénètre par un tuyau d'entrée 51 dans un compartiment médian 51 de la chemise d'eau, d'où il est évacué par des tuyaux horizontaux de refroidissement 52 pour la fixation de la ta- che, qui s'étendent radialement du milieu d'un bassin de mer- cure de façon que les sommets des tuyaux soient à peu près à fleur de la surface supérieure du mercure lorsque le disposi- tif n'est pas en fonctionnement.   L'eau   est évacuée des extré- mités externes de ces tuyaux de fixation de tache 52 dans un compartiment annulaire 53 de la chemise d'eau, d'on elle est évacuée par un tuyau de sortie 54. 



   Les moitiés supérieures au moins des tuyaux de fixa- tion de tache 52 sont pourvues d'un revêtement par galvano- 

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 plastie ou   recouvertes   d'une feuille de matière de fixation de tache 55 qui, si elle est sous la forme d'une feuille, est soudée au tuyau de façon à être en bon contact thermique avec celui-ci,cette matière de fixation de tache étant du molybdè-. ne ou du tungstène ou une autre matière n'éclaboussant pas, qui est mouillée par le mercure et empêche le tuyau de brûler à cause de l'arc. 



   Les tuyaux de refroidissement 52 pour la fixation de la tache sont placés suffisamment près l'un de l'autre pour que la température calculée de n'importe quel point de la surface de mercure excepté la tache de cathode ne puisse pas s'élever au-delà d'environ 60 C ou éventuellement 80 C, et de préférence elle est beaucoup moindre, descendant éventuel- lement jusque 50 C ou moins.

   Comme les tuyaux 52 de fixation de tache de cathode s'étendent   radialemént,   ils sont plus espacés à leurs extrémités externes qu'à leurs extrémités in- . ternes, et entre leurs extrémités externes des moyens de re- froidissement supplémentaires peuvent être utilisés sous la forme de pattes métalliques solides 56 qui sont soudées sur le sommet du réceptacle métallique de cathode 48 comme on l'a représenté en coupe verticale à la fig. 2 et en plan à la fig. 4. 



   L'ignitron représenté sur la   fige   2 comprend un ré- cipient dans lequel on a fait le vide, comportant un fond, un dessus, et des parois latérales, le fond étant fermé par le réceptacle de cathode 48 qui vient d'être décrit. Le des- sus est formé par une plaque d'anode principale   57   et les parois latérales sont formées par un anneau isolateur ou une buselure de porcelaine de cathode 58, qui est serré et scellé hermétiquement entre le réceptacle de cathode 48 et la plaque 

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 d'anode 57, avec utilisation de n'importe quel scellement approprié comme on l'a indiqué en 59.

   Pour mieux permettre à l'anneau isolateur 58 d'agir sans être raccourci par le mercure liquide ou les particules d'impuretés, sa paroi in- térieure est ondulée comme on l'a représenté et elle est également protégée par une pièce de garde annulaire ou une chicane cylindrique 61 pour les vapeurs, présentant un trou 62 à sa partie inférieure pour permettre au mercure liquide de retourner dans le bassin de cathode. 



   La surface active de l'anode consiste en la plaque de fond plate 63 d'une protubérance 64 qui s'étend vers le bas à partir de la plaque d'anode 57 et constitue une chemise de refroidissement pour l'anode, de l'air ou un autre agent de refroidissement approprié étant introduit par un tuyau d'admission 65 et évacué par un tuyau de sortie 66. Cette protubérance faisant saillie vers le bas, ou chemise de refroidissement d'anode, remplit sensiblement l'espace à l'intérieur du cylindre de chicane 61 de sorte que la pla- que inférieure ou surface effective 63 de l'anode principale a sensiblement le même diamètre que la surface supérieure du bassin 49 de la cathode de mercure. L'espacement entre l'a- node principale et la cathode principale dans le modèle particulier représenté à la fig. 2 est d'un pouce et quart (31 mm). 



   Comme la cathode est fortement refroidie dans le modèle représenté à la fig. 2, la pression de vapeur est abaissée par le moyen de refroidissement de la cathode, de sorte qu'il n'est pas nécessaire de compter sur le moyen de refroidissement de1'anode dans ce but. En conséquence, l'a- node principale de   la ig.   2 peut fonctionner à une tempé- rature plus élevée, par exemple jusque   300 C,   et il est dé-   @   ..'..- 

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 sirable de le faire, probablement par suite de son effet pour empêcher la formation de nitrures ou d'autres substan- ces nuisibles sur la surface de la cathode. 



   Dans l'ignitron représenté à la fig. 2, l'anode d'a- morçage est une courte tige pleine 67 en carborundum ou en une autre matière d'amorçage mentionnée antérieurement, cette tige étant portée par un support 68 à l'extrémité inférieure d'une tige de support d'acier 69 qui est suspendue à une pla- que d'anode d'amorçage 70. La tige de support d'amorçage 69 est disposée centralement et passe à travers une ouverture centrale 71 dans la plaque de l'anode principale 57. La pla- que d'anode d'amorçage 70 est séparée de la plaque d'anode principale 57 par un organe d'espacement tubulaire en por- celaine 72 qui est scellé de façon appropriée aux deux pla- ques comme on l'a indiqué en 73.

   Comme dans tous les modèles d'amorçage suivant la présente invention, la tige d'amorçage      
67 s'étend assez profondément dans le bassin de mercure 49 pour donner la certitude qu'elle est toujours en contact avec le mercure vu qu'autrement son action serait défectueu- se et elle serait rapidement brûlée. 



   A la fig. 2, l'extrémité supérieure de la tige d'a- - morçage 67 en carborundum est agrandie comme c'est indiqué en 74, en vue d'augmenter le voltage négatif nécessaire pour former une tache cathodique sur le support 68 sans affecter la formation d'une tache cathodique sur le mercure lorsque l'anode d'amorçage est positive, cet effet étant obtenu au support par suite de l'augmentation de section transversale, et par conséquent, de la diminution de résistance de la tige d'amorçage à son extrémité supérieure. 



   L'ouverture centrale 71 dans la plaque d'anode      

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 principale 57 est faite d'amples dimensions pour faciliter l'évacuation des gaz de l'intérieur du récipient par celle-ci. 



  Cette évacuation est effectuée au moyen d'une connexion de pompage 72 qui est fixée à une bride supérieure 76 séparée de la plaque d'anode d'amorçage 70 par un autre organe d'espa- cement tubulaire 77 en porcelaine qui est également scellé de façon appropriée aux deux plaques à son sommet et à sa base, comme indiqué en 78. 



   Bien que ce ne soit probablement pas tout-à-fait né- cessaire dans le modèle représenté à la fig. 2, une pièce de garde ou écran tubulaire 78 est prévu, suspendu à la plaque d'anode d'amorçage 70 et s'étendant vers le bas dans l'ouver- ture 71 de la plaque d'anode principale   57,   cette pièce de garde tubulaire ayant un diamètre beaucoup plus grand que la tige d'amorçage 69. Au sommet de cette pièce de garde tubu- laire, une chemise d'eau 79 est prévue pour assurer que toute la vapeur de mercure soit condensée avant qu'elle atteigne la connexion de pompage. Un fluide de refroidissement appro- prié est fourni à la chemise 79 par des tuyaux d'admission et de sortie 80 et 81. 



   En vue de protéger les scellements 59 au sommet et à la base de l'anneau isolant 58 entre la plaque d'anode principale 57 et le réceptacle de cathode d'acier 48, des passages d'eau 82 dans la plaque d'anode principale et dans le réceptacle de cathode sont de préférence prévus, aussi près que possible des scellements, en vue d'empêcher l'é- chauffement excessif des scellements vu que ceux-ci sont situés à la partie la plus chaude du récipient. 



   La fig. 2,montre un système d'inverseur utilisant      six ignitrons tels   que:celui   décrit précédemment pour faire .passer l'énergie d'un circuit d'alimentation à courant conti- 

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   une nouvelle application. Dans l'enroulement le plus long 88, des courants continus égaux circulent donc en sens opposés dans les deux moitiés. Dans l'enroulement court 87, le courant continu dans la branche de 1/3 vaut exactement deux fois le courant continu dans la branche des 2/3 et est opposé en direction ce qui produit une neutralisation des forces magnéto-motrices de courant continu. 



  La connexion de point neutre 89 du transformateur entre phases est reliée au conducteur positif du circuit 83 à courant continu en vue de recevoir de l'énergie du circuit à courant continu, au lieu d'être reliée au conducteur négatif de façon à faire passer l'énergie vers le circuit à courant continu comme dans la connexion de redresseur de la fig. 1. 



  A la fig. 2, les six cathodes 48 sont reliées ensemble de façon permanente à une barre de cathode 90 qui est à son tour reliée au conducteur négatif mis à la terre du circuit à courant continu 83, de sorte que tous les réceptacles de cathode 48, qui constituent les fonds des cuves d'ignitron, sont au potentiel de terre, ce qui facilite considérablement le problème de montage. 



  A la fig. 2, les six anodes d'amorçage 67 reçoivent l'énergie de leurs conducteurs respectifs d'anode principale, au moyen de six anneaux commutateurs 91 actionnés mécaniquement qui peuvent être actionnés à partir d'un moteur 91a à vitesse variable et réversible, alimenté par la ligne à courant continu. Chacun des anneaux commutateurs 91 comporte un segment conducteur 91b, les segments successifs étant déplacés de 60  l'un de 1'autre. Deux balais 92 s'appuient sur chaque anneau commutateur,. un balai de chaque paire étant relié à il'une des anodes d'amorçage 67 et l'autre balai de la même   

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 paire étant relié au conducteur d'anode principale corres- pondant.

   Un commutateur à six   pôles   93 est prévu dans les connexions d'anode d'amorçage de façon que les circuits d'arc principal des ignitrons puissent être interrompus sans né- cessiter l'emploi de commutateurs à travail lourd.En vue de fournir l'impulsion de voltage négative nécessaire pour pro- voquer l'achèvement de la période de formation d'arc des dif- férentes anodes principales 57, on prévoit n'importe quel système de capacité, par exemple trois capacités 94 mises en connexion en travers des trois paires de bornes diamétra- lement opposées de l'enroulement transformateur à six phases. 



   Le système d'inverseur représenté à la fig. 2 peut être utilisé avantageusement pour fournir de l'énergie à fréquence variable à un moteur à induction 95 qui tire son énergie du circuit à coûtant alternatif triphasé 84 qui est alimenté par l'inverseur. La fréquence et la direction de rotation de phase peuvent être contrôlées au moyen du moteur à courant continu 91a. Généralement aussi une sorte de moyen de faire varier le voltage du moteur triphasé 95, particu- lièrement au démarrage, sera désirable et ce moyen est indi- qué d'une manière générale à l'aide d'une résistance variable dans le conducteur positif d'alimentation du renverseur. 



   Sur les fig. 1 et 2, l'invention a été représentée dans le cas de cuves où règne le vide, contenant des arcs à vapeur assymétriquement conducteurs, respectivement pour l'emploi comme redresseur ou comme inverseur. 



   A la fig. 3, l'invention est représentée appliquée à un dispositif à arc à l'air libre 97 qui peut être employé de manière générale comme interrupteur ou, comme on l'a représenté, dans   16, cas   particulier de commutation qu'impli- que l'évacuation d'un coup de foudre d'une ligne à courant 

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 alternatif et l'extinction   de-1-lare   puissant qui en résulte. 



   Le dispositif à arc   97 'de   la fig. 3 consiste en deux électrodes de bronze 98 montées dans les extrémités d'un long tube de fibre 99. Le tube de fibre et de préférence aussi   au'   moins l'une des électrodes 98 sont percés de nombreux trous 100 dans le but d'évacuer la pression du gaz lorsqu'un arc se produit. Un dispositif d'amorçage est prévu pour chacune des électrodes 98, ce dispositif comprenant de préférence deux courtes tiges 101 en une matière d'amorçage telle que celle qui a été décrite antérieurement. Sur la fig. 3, les tiges d'amorçage 101 sont représentées comme comprenant des cristaux de carborundum.

   Chaque tige ou cristal d'amorçage est noyée à une extrémité dans une des électrodes de bronze 98 qui est moulée autour du cristal, l'autre extrémité de la tige étant maintenue ou noyée dans un petit support en bronze 102 ayant une connexion de borne 103 qui passe à travers un manchon isolant 104 dans le côté du tube de fibre 99. Les connexions de bornes 103 des deux tiges d'amorçage sont réu- nies par l'intermédiaire d'une résistance extérieure 105.

   Une extrémité du dispositif à arc 97 est mise à la terre comme c'est indiqué en 108, et l'autre extrémité est reliée par un'. dispositif approprié 107 à intercalles d'éclatement d'étin- celles, à un conducteur de ligne de courant alternatif 108 qui doit être protégé des voltages excessifs, ce conducteur étant représenté à titre d'exemple comme étant une ligne à   11.000   volts et 60 cycles. Le dispositif 107 à intervalles d'éclatement d'étincelles est représenté comme étant un in- tervalle multiple en série avec des résistances de shuntage 108'. 



     @   Lorsqu'un voltage excessif affecte la ligne 108, 

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 l'éclateur 107 produit une étincelle et applique le voltage excessif de la ligne au dispositif à arc 97. La résistance 105 est de valeur telle qu'elle permet le passage du courant nécessaire pour provoquer la formation d'une tache cathodique au point de sortie du cristal de carborundum de la plaque de bronze 98 qui se trouve être négative à ce moment. Si le dis- positif d'amorçage commence à fonctionner pour un courant de deux ampères et que le voltage normal de la ligne est de 11 kilovolts, on peut supposer que l'éclateur 107 produit un arc pour le double du voltage de ligne et que la résistan- ce 105 devrait avoir une valeur d'environ 11.000 ohms. 



   Dès que le cristal d'amorçage agit pour former une tache cathodique, un arc est produit dans le tube de fibre 99 et s'étend d'une électrode terminale 98 à l'autre. Ces électrodes sont espacées d'une distance suffisante de sorte que l'arc qui jaillit entre elles s'éteint sûrement et ne rejaillit pas de lui-même à la fin du demi-cycle dans lequel l'arc a jailli, au voltage de ligne normal pour lequel le dispositif est établi, dans le cas présent 11.000 volts. 



  Sous la chaleur de l'arc, une décomposition de la fibre du tube 99 se produit ce qui provoque un soufflage de gaz tel- lement intense à travers l'arc que l'arc est éteint avec des distances d'électrodes beaucoup moindres que celles qui se- raient nécessaires à l'air libre.   Lorsqu'on   dit que la dis- tance des électrodes est suffisamment grande pour empêcher le rejaillissement, il faut entendre par là qu'elle est suffisam- ment grande, sous les influences   désionisantes   qui peuvent être présentes, pour empêcher le rejaillissement. Il n'a pas été possible jusqu'à présent de faire jaillir un arc au mi- lieu d'influences   fortement   désionisantes.

   Il a été nécessai-      re de faire jaillir l'arc en un point qui est en grande partie 

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 en dehors des influences désionisantes et ensuite d'essayer de faire passer l'arc en un point qui est dans des influen- ces désionisantes suffisamment fortes pour assurer l'extinc- tion plus ou moins prompte de l'arc. 



   Les figs. 4 et 5 montrent une variante de la cons- truction d'ignitron utilisée à la fig. 2. La caractéristique principale de cette construction modifiée, qui est une des premières constructions d'ignitron, est le fait qu'un arc d'amorçage est utilisé qui fonctionne pendant tout le temps dans le récipient mais qui est abrité tellement complète- ment que le courant en retour vers l'anode principale, pen- dant la période de non-formation d'arc, est suffisamment faible pour réduire la fréquence d'allumage en retour à une valeur qui est tolérable pour certaines applications d'un ignitron comme redresseur, inverseur, interrupteur ou com- mutateur.

   Comme une seule anode principa.le est utilisée dans chaque cuve et comme l'arc d'amorçage est   très .complè-   tement abrité, il n'y a pas d'arc réellement ouvert agissant dans le dispositif pendant les périodes de non-formation d'arc. 



   Dans le redresseur représenté sur la fig. 5, l'ano- de 109 d'entretien est une petite tige de tungstène qui. plonge à nu dans le sommet de la surface de la cathode de mercure 49 et qui est supportée par la partie inférieure   d'une,   tige de support 110, semblable à la tige 69 de la fig. 2, sauf que dans le cas présent des mesures doivent être prises pour le réglage verticale de la position de la tige de sup- port parce que l'anode   d'entretien   en tungstène 109 est très sensible quant à la petite quantité dont elle peut plonger dans le mercure.

   Ce réglage vertical de la position est assuré au moyen d'un levier coudé 111 dont un bras supporte 

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 la tige de support 110 et dont l'autre bras peut être ré- glable horizontalement au moyen d'une tige 112 s'étendant à travers un soufflet métallique 113 qui est refoulé vers l'in- térieur ou l'extérieur au moyen d'écrous de réglage 114. Le soufflet métallique empêche la perte du vide tout en permet- tant une légère amplitude de mouvement. 



   Sur la fig. 5, la plaque d'anode d'entretien 115, qui supporte le sommet de la tige de support 110 par l'intermé- diaire du dispositif de réglage vertical qui vient d'être décrit, est séparée de la plaque 116 qui supporte l'écran tubulaire 117 entourant le dispositif d'entretien, les deux plaques 115 et 116 étant séparées par un isolateur tubulaire de porcelaine 118 convenablement scellé à ces plaques. Comme l'arc d'entretien agit constamment, il est nécessaire que l'écran tubulaire 117 de la fig. 5 s'étende vers le bas très près de la surface de mercure, jusqu'à un huitième de pouce (3 mm) de celle-ci dans le modèle représenté. Il est égale- ment pourvu d'un organe de fond 119 en forme de disque com- portant une ouverture 120 à travers laquelle s'étend la tige de tungstène 109.

   La plaque 116 qui supporte cet écran d'entretien 117 est représentée pourvue d'une connexion de borne 121 qui est parfois utilisée dans l'opération de trai- tement pour produire un arc entre le fond de l'écran   117   et le mercure 49. 



   La plaque d'anode d'entretien 115 est pourvue d'une borne d'anode d'entretien 122 et le courant est amené de cette plaque à la tige de support d'entretien 110 au moyen d'un conducteur libre ou sauteur 123. 



   Comme on l'a indiqué dans les connexions électri- ques représentées   à. la   fig. 5, le courant est fourni à la borne 122 de l'anode d'entretien en venant de la borne posi- 

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 tive d'une source de courantcontinu telle qu'une batterie 124,par l'intermédiaire d'une résistance de lestage appro- priée 125, l'extrémité négative de la batterie étant reliée au réceptacle de cathode 48. L'anode principale 57 reçoit l'é- nergie d'un circuit à courant alternatif 126 et la cathode 48 fournit du courant au conducteur positif d'un circuit de charge à courant continu 127, dont le conducteur négatif est relié au point milieu d'un transformateur 128 sur le circuit à courant alternatif. 



   La tige d'entretien en tungstène 109, à la fig. 5, est maintenue de façon à établir un léger contact avec le mercure de telle sorte que lorsque l'arc est éteint., la catho- de de l'arc d'entretien se trouve toujours immédiatement à proximité de la tige de tungstène et par conséquent sous l'écran. 



   La fig. 6 représente une forme de réalisation de l'ignitron qui semble avoir de nombreux avantages au point de vue de la fabrication et qui montre certaines variations dans la construction. Dans ce modèle, le refroidissement principal de l'espace intérieur de l'ignitron est effectué au moyen d'une chicane à refroidissement par l'eau qui sépare l'anode principale de la cathode principale et sert dans une grande mesure à rendre inutile l'adoption de circuits spé- ciaux de retardement pour éviter les allumages en retour pendant la période de transition. Ce modèle utilise également des constructions plus proches de la normale pour l'anode principale et la cathode principale. 



   Si l'on se reporte à la fig. 6 en détail, on voit que l'ignitron représenté consiste en une cuve où l'on a fait le vide, comportant une paroi latérale tubulaire 130 à refroidissement par l'eau, à laquelle sont fixés de façon dé- 

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 tachable une plaque d'anode principale supérieure 131 et un ensemble de cathode inférieur 132, avec utilisation, comme moyens d'assemblage, de garnitures d'étanchéité en caoutchouc 133 ou d'autres moyens de scellement hermétique facilement détachables. Comme ces scellements fonctionnent dans des parties relativement froides de la cuve, aucune difficulté n'est rencontrée pour les faire facilement détachables. 



   La plaque d'anode principale 131 au sommet de la cuve supporte une tête d'anode principale en acier 134 qui s'étend vers le bas à l'intérieur de la cuve et est supportée de façon isolée par la plaque d'anode principale, au moyen d'une monture à isolateur en porcelaine 135 du genre qui a été amené à un degré élevé de perfection à propos des formes conventionnelles de redresseurs à cuve métallique et à arc de mercure. 



   La tête d'anode 134 est supportée par une tige-con- ducteur d'anode 136, dont le sommet peut porter des ailettes 137 formant radiateur pour refroidir la tête d'anode, comme dans les constructions usuelles de redresseurs. La porcelaine d'anode 135 est scellée hermétiquement à la plaque d'anode 131 au moyen d'un scellement soudé permanent 138, d'un modèle qui est devenu normal dans les cuves de construction anté- rieure de redresseurs à plusieurs anodes. 



   L'ensemble de cathode 132 de la fig. 6 comprend une bride supérieure 140 qui est reliée de façon détachable mais non isolée à la portion 130 de la paroi tubulaire de la cuve, au moyen de deux scellements à garniture de caoutchouc 133 mentionnés précédemment. Un réceptacle de cathode 141 en acier est prévu pour l'ensemble de cathode, ce réceptacle étant séparé de la bride supérieure 140 au moyen d'une porcelaine 

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 tubulaire de cathode   148 qui*, est   scellée de façon permanente à la bride supérieure 140 et au réceptacle de cathode 141 au moyen de scellements soudés non détachables 143.

   La bride supérieure 140 et le réceptacle de cathode possèdent des saillies 144 et 145 respectivement, en forme d'anneaux, se recouvrant mais ne se touchant pas, qui servent à protéger la porcelaine de cathode 142 de la plus grande partie de la chaleur directe de l'arc. Un bassin de mercure ou autre ma- tière de cathode 146 est disposé au fond du réceptacle de cathode. Un écran de cathode, sous la forme d'un cylindre de quartz 147, est également prévu et est serré en position' autour du bord du bassin de mercure au moyen d'une pince à ressort 148 disposée dans le fond du bassin et pressant le cylindre de quartz vers le haut contre un anneau de serrage d'acier ou anneau de garde 149 porté par la bride supérieure 140. L'ensemble de cathode est complété par une chemise d'eau 150 sous le bassin de la cathode. 



   L'anode d'amorçage sur la fig. 6 comprend une tige de carborundum 151 maintenue dans un support terminal ou pince en fer 152. 



   Le support d'amorçage 152 est supporté par l'extré- mité d'une tige rigide de retenue 153 qui peut être en acier, cette tige de support passant à travers un long manchon de quartz ou autre isolateur tubulaire 154 qui, à son tour, passe à travers un trou dans la paroi latérale 130 de la cuve, ce trou étant entouré d'un tube de fer 155 soudé en place de façon à constituer une partie de la cuve. Le tube de fer 155 se termine par une bride 156 qui est attachée de façon her- métique et isolée à une bride semblable 157 qui est reliée à l'extrémité de la tige de support 153, la liaison entre les deux brides comprenant un anneau isolant en porcelaine 

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 158 et des scellements à garniture de caoutchouc 159 ou leur équivalent aux extrémités de l'anneau en porcelaine. 



   L'ignitron représenté sur la fig. 6 est également pourvu d'une chicane à refroidissement d'eau 160 qui est suspendue à la plaque d'anode 131 au moyen des deux tuyaux 161 et 162 par lesquels l'eau est amenée dans la chicane et évacuée de celle-ci, la chicane étant creuse. Grâce à cette construction, une grande quantité de la perte d'énergie dans le redresseur, qui apparaît sous la forme de chaleur, est évacuée par la chicane de sorte que les nécessités de re- froidir l'anode principale et la cathode sont moins sévères. 



  En outre, à cause de l'interposition de la chicane à re- froidissement d'eau entre l'anode principale et   laµcathode,   la cathode est protégée de la chaleur rayonnée de l'anode dans le cas où cette dernière devient trop chaude lors d'une surcharge, et l'anode principale est protégée de l'exposition directe aux taches cathodiques sur la cathode et au soufflage de vapeur de mercure provenant de celle-ci, ce qui rend le dispositif moins sujet aux allumages en re- tour pendant la période difficile de transition mentionnée précédemment. 



   Les connexions de circuit représentées sur la fig.6 montrent un genre différent de transformateur entre phases et une forme légèrement différente du moyen de commande pour les anodes d'amorçage 151. Dans ce circuit les six cathodes 141 sont toutes réunies à une barre de cathode 163 qui est reliée au conducteur positif du circuit de charge à courant continu 164. Les six têtes d'anode 134 sont reliées aux bornes à six phases du transformateur 165. 



   Les trois points neutres du.transformateur princi-        pal 165,   sur la fig. 6, sont reliés à un transformateur 

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 triphasé entre phases 165' consistant en trois noyaux de transformateur séparés, à une seule phase, ayant chacun deux enroulements reliés en connexion bien connue en étoile interconnectée. Dans le schéma, les enroulements de trans- formateur entre phases qui sont enroulés sur le même noyau sont représentés dans chaque cas comme étant parallèles l'un à l'autre. Le point neutre du transformateur entre phases, en étoile interconnectée 165' est relié au conducteur négatif du circuit de charge 164 à courant continu. 



   Les anodes d'amorçage 151 de la fig. 6 sont reliées à leurs conducteurs d'anode respectifs 136 par l'intermé- diaire de petits tubes redresseurs à trois éléments 166 qui sont pourvus de grilles 167, les tubes étant du genre connu sous le nom de tubes à commande positive nécessitant une prépondérance positive d'environ 30 volts pour que l'arc jaillisse entre la plaque ou anode 168 et la cathode en fi- lament 169. 



   Le voltage de prépondérance appliqué aux grilles 167 des petits tubes redresseurs dans les circuits d'amorçage est appliqué au moyen d'une source variable de courant continu telle qu'une batterie 170 qui est mise en connexion,entre la barre de cathode principale 163 est une barre de commande de grille 171, le voltage étant variable par exemple d'envi- ron 30 volts positifs à environ 30 volts négatifs, appliqué à la barre de commande de grille 171 par rapport à la barre de cathode principale 163 des ignitrons. 



   La grille de commande 167 du petit redresseur de circuit d'amorçage de chaque ignitron reçoit son énergie de l'enroulement secondaire 172 d'un petit transformateur 173 dont l'enroulement primaire 174 reçoit son énergie de la phase directrice voisine des enroulements à six phases du 

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 transformateur 165, chacun des enroulements secondaires 172 étant mis en connexion entre sa grille 167 et la barre de commande de grille 171. Comme les courants de commande de grille sont de l'ordre de milli-ampères, les six transfor- mateurs   173   sont réellement de très petites dimensions, ayant une capacité moindre que celle d'un transformateur d'actionnement de sonnerie. 



   Le fonctionnement des circuits de commande de grille est représenté à l'aide des fig. 16,17 et 18, sur lesquel- les la ligne horizontale 175 représente le voltage de prépon- dérance (par rapport à la cathode) qui doit être appliqué aux tubes redresseurs auxiliaires 166 avant qu'ils commen- cent à redresser et à fournir du courant à leurs anodes respectives d'amorçage 151. Les parties de voltages alter- natifs appliquées aux anodes principales 134 (fig. 6), où ces voltages sont positifs par rapport à la barre de catho- de, sont représentées par les courbes en traits pleins 166 sur les fig. 16 à 18.

   Le voltage développé dans l'enroule- ment secondaire 172 du petit transformateur à grille 173 est représenté par la courbe sinusoïdale 177 en traits interrom- pus, ayant comme ligne de base le voltage de la batterie de prépondérance 170, comme on l'a représenté par la ligne ho- rizontale en pointillé 178.

   Si l'on change la valeur du vol- tage 178 de la batterie de prépondérance, d'un potentiel positif maximum représenté à la fig. 16, vers le zéro comme on l'a représenté à la fig. 17, et finalement vers un poten- tiel maximum négatif, comme on l'a représenté à la fig. 18, le point auquel le voltage de grille, représenté par la courbe sinusoïdale déplacée 177, croise la ligne horizontale 175 représentant   1%, voltage   nécessaire à appliquer à la gril-   .le   167 avant que son tube redresseur auxiliaire 166 fonction- 

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 ne, est retardé de plusenplus comme   lindiquent   les points 181, 182 et 183 aux figs. 16, 17 et 18 respectivement, de sorte que l'arc entre l'anode principale 134 (fig;

  6) et la cathode 141 des différents ignitrons jaillit de plus en plus tard dans le demi-cycle dans lequel l'anode principale est positive, ce qui réduit l'énergie transférée vers le circuit de charge 164 (fig. 6) à courant continu, comme l'indiquent les surfaces hachurées aux fig. 16, 17 et 18. 



  De cette manière, le voltage du circuit de charge 164 à courant continu peut être modifié ou, si celui-ci est fixé par la charge elle-même, seule l'énergie débitée vers la charge par l'ensemble de redresseur peut être modifiée. 



   La fig. 7 montre une disposition de circuit pour utiliser les ignitrons à une seule anode, grâce à laquelle de l'énergie peut être transférée dans l'un ou l'autre direc- tion entre un circuit à courant alternatif 184 et un circuit à courant continu 185. Dans ce système on utilise deux igni- trons 186 et 187 ayant leurs anodes principales 188 et 189 reliées de façon permanente aux deux conducteurs du circuit monophasé 184 et ayant leurs cathodes 190 et 191 reliées à une barre de cathode commune 192.

   Les anodes d'amorçage 193 et 194 des deux ignitrons sont reliées à leurs anodes prin- cipales respectives au moyen de commutateurs rotatifs 195 et 196 comprenant des balais 197 montés dans un porte-balai 198 réglable par rotation, ces balais prenant appui sur un tambour commutateur rotatif actionné par un moteur synchro- ne 199 ayant son enroulement primaire 200 alimenté par la ligne à courant alternatif 184. L'enroulement primaire 200 peut être pourvu d'un point de raccordement médian qui est relié à une barre 202. 



    @   

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La barre de cathode 192 et la barre 202 du point de raccordement médian sont reliées respectivement aux conduc- teurs positif et négatif du circuit à courant continu 185 pour le fonctionnement comme redresseur, les connexions étant renversées pour le fonctionnement comme inverseur, le renversement étant effectué au moyen d'un commutateur ou d'un inverseur 203. En même temps que l'inverseur est ren- versé, le porte-balai réglable 196 doit être déplacé d'en- viron 180  de façon que les amorçages reçoivent de l'énergie pour faire fonctionner l'arc principal sur un demi cycle dans lequel le voltage appliqué moyen est négatif plutôt que positif. Le porte-balai réglable 198 procure également un moyen de faire varier le point du cycle auquel les amor- çages reçoivent leur énergie.

   Pour rendre possible le fonc- tionnement comme inverseur, il est habituellement nécessaire d'utiliser une capacité 204 montée entre les deux conducteurs d'anode principale dans le but de donner l'impulsion négati- ve nécessaire pour terminer les périodes successives de for- mation de l'arc. 



   La fig. 8 montre un autre circuit d'ignitron dans lequel de l'énergie peut être transférée dans l'une ou l'au- tre direction entre un circuit à courant alternatif 184 et un circuit à courant continu 185, mais dans lequel il n'est pas nécessaire d'employer aucun commutateur dans les cir- cuits principaux de courant. Dans ce but, on utilise deux ignitrons à double extrémité 205 et 206 dont chacun consis- te en un tube en forme d'U renversé comportant deux bassins de mercure 207 et 208, chaque bassin étant pourvu d'une anode   d'amorçage   209.

   En fournissant l'énergie à l'une ou l'autre des deux-anodes   d'amorçage   de chaque ignitron, il   est   possible,de faire une cathode de l'un ou l'autre des 

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 deux bassins de mercure 207 et 208, l'autre bassin fonc- tionne comme anode sans tache cathodique sur lui. 



   Les deux bassins de mercure marqués 208 des deux ignitrons de la fig. 8 reçoivent leur énergie entre les bor- nes du circuit à courant alternatif 184, ces bassins étant reliés directement à celui-ci ou alimentés au moyen de l'en- roulement secondaire 210 d'un transformateur 211. Les deux bassins de mercure marqués 207 dans les deux ignitrons sont reliés ensemble et sont mis en connexion soit avec le con- ducteur positif, soit avec le conducteur négatif du circuit à courant continu 185, l'autre conducteur du circuit à cou- rant continu étant relié à un point de raccordement médian 212 de l'enroulement secondaire de transformateur 210. Comme le montre la fig. 8, les deux bassins de mercure 207 sont reliés au conducteur négatif du circuit à courant continu et les circuits pour alimenter les quatre anodes   d'amorçage .   



  209 seront expliqués en tenant compte de cette connexion. 



   Le passage du   fontionnement   comme redresseur au fonc- tionnement comme inverseur s'effectue au moyen d'un petit commutateur à double course 213 qui doit être parcouru seu- lement par les petits courants de commande des anodes d'a- morçage 209. Lorsque le commutateur à double course est dans sa position supérieure, les deux ignitions fonctionnent comme redresseur,le raccordement médian 212 de l'enroulement se- condaire de transformateur 210 étant relié aux anodes d'a- morçage plongeant dans les deux bassins de mercure   208,   en série avec des résistances de limitation de courant   214,

     ce qui donne la certitude que les anodes d'amorçage reçoivent suffisamment de courant pour former une tache cathodique à la surface de chacun des bassins de mercure désigné par le   fhiffre   208 lorsque le bassin est négatif par rapport à l'a- 

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 node d'amorçage, sans former de tache cathodique sur le support d'anode d'amorçage 215 lorsque ce dernier est négatif par rapport à la cathode correspondante 208. Ceci est possi- ble, comme on l'a expliqué précédemment, à cause de la dif- férence de courant pour laquelle une tache cathodique se forme sur le support de métal solide en comparaison du mer- cure de la cathode, et cette différence de courant peut être augmentée davantage par l'emploi d'écrans isolants 216 près de la jonction de la tige d'anode d'amorçage 209 et de son support 215. 



   Lorsque le commutateur à double course 213 est amené dans sa position inférieure, les deux anodes d'amorçage 209 qui sont associées aux deux bassins de mercure   207   sont re- liées par l'intermédiaire de deux paires de balais de commu- tateur 217 et 218, respectivement, aux bornes du courant alternatif, ou aux bornes de l'enroulement secondaire 210, ou à n'importe quel moyen équivalent d'alimentation pour rece- voir du courant du circuit à courant alternatif 184. Le dis- positif commutateur consiste dans ce cas en un seul tambour commutateur 219 ayant un seul segment conducteur 220, les deux balais de chaque paire   217   ou 218 étant montés en ali- gnement axial l'un avec l'autre ou déplacés seulement d'une petite distance circonférenciellement, comme on l'a repré- senté sur le dessin pour plus de clarté.

   Le commutateur est actionné par un moteur synchrone 221 alimenté par la ligne à courant alternatif. Conformément à cette connexion, les bassins de mercure 207 sont obligés d'être des cathodes par la formation de taches cathodique sur eux aux points d'émer- gence des anodes d'amorçage plongeant dans le mercure, tan- dis que les bassina de mercure 208 ne sont pas activés de la sorte et fonctionnent donc seulement comme anodes, en permet- 

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 tant au courant de s'écouler seulement dans la direction dans laquelle de l'énergie est'fournie de la ligne à courant continu 184 vers la ligne à courant alternatif 185. 



   Sur la fig. 9, l'ignitron est représenté comme ayant¯ un récipient en verre 222 comportant une cathode de mercure 223 et un conducteur de cathode 224 dans son fond, une anode principale en graphite 225 et un conducteur d'anode principa- le 226 à son sommet, une petite tige d'amorçage en carbo- rundum 227 plongeant dans le mercure et maintenue par un support 228 à l'extrémité d'une tige-conducteur d'amorçage rigide 229 qui est abritée par un tube de quartz 230 et qui s'étend à travers un scellement 231 dans le côté du réci- pient de verre. L'ignitron est également pourvu d'un disque de chicane en fer 232 qui est supporté par une tige 233 maintenue dans un scellement 234 de l'autre côté du tube. 



  Le disque de chicane 232 est disposé entre l'anode principa- le 225 et la cathode 223 et il remplit la même fonction que la chicane 160 décrit antérieurement avec référence à la fig. 6 sauf que le fonctionnement à refroidissement d'eau est supprimé sur la fig. 9. 



   Le système de commande du circuit d'amorçage repré- senté sur la fig. 9 est   un   peu différent des systèmes de commande représentés antérieurement. Un petit redresseur auxi- liaire 235 est utilisé pour fournir l'énergie à l'anode d'amorçage 227, mais au lieu d'être mis en connexion directe- ment dans le circuit d'anode d'amorçage, il est monté en sé- rie avec l'enroulement primaire 236 d'un petit transforma- teur auxiliaire 237 dont l'enroulement secondaire est mis en connexion entre l'anode d'amorçage 227 et le conducteur né- gatif du circuit de charge à courant continu 238.

   De cette Tanière, l'anode d'amorçage reçoit l'impulsion nécessaire de 

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 mise en train seulement pendant la période où l'anode principale 225 doit être la borne d'un arc conducteur de courant principal entre cette anode principale et la cathode 223. 



   La fig. 9 montre que le dispositif d'amorçage ne doit pas être alimenté directement par le circuit de cathode principale mais peut recevoir son énergie par l'intermédiai- re d'un enroulement auxiliaire de transformateur qui est in- diqué en 239, les conditions de courant et de voltage les mieux adaptées pour l'opération d'amorçage pouvant être dé- terminées facilement. 



   Le disposisif d'amorçage perfectionné n'est pas limité, dans son application, à des tubes ou des cuves à une seule anode, dans le domaine des redresseurs et des in- verseurs. C'est un très grand perfectionnement s'il est employé à la place des moyens usuels d'anode de mise en train dans une cuve de redresseur ordinaire à plusieurs ano- des, comme on l'a représenté sur la fig. 10, où une cuve de redresseur en fer 240 contient une cathode de mercure 241 et six anodes principales 242 d'un modèle qui était habituel antérieurement à la présente invention, la représentation de la fig. 10 étant purement schématique, sans qu'on ait es- sayé de montrer les détails de construction de cette an- cienne forme de cuve.

   Pour faire commencer le fonctionnement d'une semblable cuve, il a été nécessaire jusqu'à présent de prévoir une anode de mise en train mobile et de prévoir des moyens, à l'extérieur de la cuve, pour déplacer l'anode de mise en train à l'intérieur de la cuve, et l'anode de mise en train a nécessité une source spécial de voltage et des résistances spéciales et d'autres équipements de commande. 



   On a supprimé sur la fig. 10 l'anode usuelle de mise 

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 en train et on lui a substitué une des nouvelles anodes d'amorçage 243 qui est reliée par l'intermédiaire d'un petit redresseur extérieur 244 à l'un quelconque des six conduc- teurs d'anode 242. Avec cette disposition, il est simple- ment nécessaire, pour faire démarrer le redresseur, de fer- mer un commutateur tel que le commutateur 245 reliant le redresseur à son circuit de charge 246. Ensuite, au commen- cement de la première période conductrice de l'anode prin- cipale à laquelle l'anode d'amorçage est reliée, l'anode d'amorçage reçoit de l'énergie et met en marche le redres- seur principal.

   Dès que le redresseur démarre, l'arcd'amor- çage qui est en série avec le redresseur auxiliaire exté- rieur 244, l'ensemble étant shunté par l'arc principal dans la cuve de redresseur, s'éteint parce que le circuit d'amor- çage nécessite un voltage plus   levë   que l'arc principal. 



   Ensuite, pendant tout le fonctionnement du redresseur prin- cipal, l'anode d'amorçage reste inactive, sa seule fonction étant de faire commencer le fonctionnement du redresseur dès que les circuits de courant principal sont fermés, aucun commutateur de commande n'étant nécessaire. 



   La fig. 10 montre également une connexion usuelle de redresseur-transformateur qui est applicable évidemment aux ignitrons à une seule anode bien que les connexions triples biphasées représentées et décrites antérieurement soient préférées. On a représenté sur la fig. 10 une connexion en double étoile renfermant un transformateur 247 ayant un en- roulement primaire 248 monté en delta et un enroulement se- ; condaire 249 à six phases qui est monté dans deux conne- xions triphasées en Y fournissant deux points neutres 250 et 251 qui sont reliés aux bornes d'un transformateur mono- .)phase entre phases 252 ayant un point milieu qui est relié, 

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 par un pôle du commutateur 245, au conducteur négatif du circuit de charge à courant continu 246. 



   Dans la spécification qui précède, lorsqu'on parle d'une ligne à courant alternatif ou d'une ligne à courant continu, il faut entendre en général par là les bornes ou les conducteurs pour transporter du courant alternatif ou du courant continu, respectivement, peu importe que ces bornes soient reliées à une source d'énergie, à un consommateur de force motrice ou à une ligne de distribution à laquelle sont reliés à la fois une source et un consommateur. 



    REVENDICATIONS   --------------------------- 
1.- Dans un dispositif à décharge à arc comprenant deux électrodes principales, des connexions de borne pour celles-ci et un dispositif d'amorçage situé au voisinage du trajet principal de formation d'arc pour faire jaillir un arc entre ces deux électrodes principales, ce dispositif d'amorçage comprenant une tige en une matière faiblement conductrice ayant une extrémité en contact de façon perma- nente avec une des électrodes principales pour former une tache cathodique sur celle-ci, et une connexion de borne séparée pour l'autre extrémité de cette tige.

Claims (1)

1. 2.- Un dispositif suivant la revendication 1, dans lequel les deux électrodes principales sont séparées, par rapport aux influences désionisantes présentes, au point que si un arc jaillit entre elles, il s'éteint sûrement et ne rejaillit pas de lui-même à la fin du demi-cycle dans lequel l'arc a jaillir pour le voltage attendu de formation d'arc sous lequelle dispositif est destiné à fonctionner.

   3.- Un dispositif suivant la revendication 1 ou 2, ' <Desc/Clms Page number 51> caractérisé par un moyen d'alimenter la tige d'amorçage au moyen de l'énergie fournie aux deux électrodes principales de façon que la matière dont cette tige est composée devien- ne une anode auxiliaire de potentiel positif suffisant pour former une tache cathodique au point de jonction entre sa surface et la surface de l'électrode formant cathode, pen- dant le demi-cycle dans lequel l'arc doit jaillir entre les électrodes principales, cette matière étant capable de sup- porter une densité de courant suffisante en ce point de jonc- . tion pour produire le gradient de voltage nécessaire, provo- quant la tache cathodique, en ce point, sans détruire la ma- tière.

   4. - Un dispositif suivant les revendication 1 à 3, caractérisé en ce qu'au moins une partie de l'anode d'amor- gage a une résistivité au moins environ une centaine de fois plus grande que la résistivité de la cathode dans laquelle- l'anode d'amorçage est immergée de façon permanente.

   5. - Un dispositif suivant les revendications 1 à 3, caractérisé en ce que l'anode d'amorçage comprend une courte tige ayant une résistivité de l'ordre d'environ 10-2 à en- viron 10+5 ohms par cm3.

   6.- Un dispositif suivant les revendications 1 à 3, caractérisé en ce que la tige constituant l'anode d'amorçage comporte une partie ayant au moins une résistivité et des dimensions telles que la résistance le long du trajet de pas- sage du courant est de l'ordre d'environ 10-2 à 10+5 ohms par centimètre de longueur.

   7. - Un dispositif suivant les revendications 1-3, ca- ractérisé en ce que la partie du dispositif d'amorçage ve- . nant en contact avec la cathode ou immergée dans celle-ci possède des caractéristiques électriques et géométriques tel- 1' les qu'elle résiste à un gradient de 100 volts par centime- <Desc/Clms Page number 52> tre le long de cette partie, sans courant de grandeur pro- hibitive.

   8.- Un dispositif suivant les revendications précé- dentes, pour l'emploi sur un circuit à courant alternatif et dans lequel une des électrodes principales comprend une cathode vaporisable se reconstruisant, caractérisé par un moyen d'appliquer des impulsions d'énergie intermittentes dans une seule direction à la tige d'amorçage uniquement pendant les demi-cycles positifs de ce circuit à courant alternatif.

   9. - Un dispositif suivant les revendication 1¯8, ca- ractérisé en ce que le moyen d'appliquer des impulsions d'é- nergie intermittentes dans une seule direction à la tige d'amorçage comprend un redresseur auxiliaire connecté entre cette tige et l'électrode anodique.

   10.- Un dispositif suivant la revendication 9, carac- térisé par un moyen de commander le fonctionnement du re- dresseur auxiliaire.

   11.- Un dispositif suivant la revendication 9 ou 10, caractérisé en ce que la cathode du redresseur auxiliaire est reliée à la tige d'amorçage.

   12. - Un dispositif suivant l'une ou l'autre des re- vendications précédentes, caractérisé en ce que la tige d'amorçage est faite en carborundum.

   13.- Un dispositif suivant l'une quelconque des re- vendications 1 à 11, caractérisé en ce que la tige d'amor- çage est faite de carborundum, de noir de fumée et d'un liant qui n'émet sensiblement pas de gaz ni de vapeurs lorsqu'il est chauffé dans les conditions de fonctionnement.

   14. - Un dispositif suivant la revendication 1 ou 2, caractérisé en ce que l'espacement des électrodes principales <Desc/Clms Page number 53> est moindre que le diamètre de,'l'une ou l'autre d'entre-elles.

   15. - Un dispositif suivant l'une quelconque des re- vendications précédentes, caractérisé par des moyens de re- froidir la cathode et par des moyens de refroidir l'anode à une température de l'ordre de 80 C à 300 C.

   16. - Un dispositif suivant l'une quelconque des re- vendications précédentes, caractérisé par un moyen de re- froidissement séparé de la cathode, disposé en contact avec le trajet de l'arc à vapeur et dans lequel circule un fluide de refroidissement.

   17.- Un dispositif suivant l'une quelconque des re- vendications précédentes, caractérisé en ce qu'un circuit extérieur d'impédance à capacitance et résistance shunte l'arc entre l'anode principale et la cathode principale pour retarder la naissance de voltages négatifs de formation d'arc pendant les périodes de transition suivant immédiate- ment l'achèvement des périodes de formation d'arc du disposi- tif .

   18.- Un dispositif suivant l'une quelconque des re- vendications précédentes, caractérisé en ce que les parois latérales de ce dispositif sont formées par un anneau isola-, teur qui est scellé hermétiquement à la cathode et à l'anode principale et entre celles-ci.

   19. - Un dispositif suivant l'une des revendications précédentes, caractériséen ce que l'anode principale possède une partie d'extrémité d'arc formée par la face inférieure d'une saillie s'étendant vers le bas.

   20.- Un dispositif suivant l'une quelconque des re- vendications précédentes., caractérisé en ce que l'anode principale possède un trou central à travers lequel la tige d'amorçage s'étend. <Desc/Clms Page number 54>

   21. - Un dispositif suivant les revendications 18 et 19, caractérisé par une chicane entre la saillie de l'anode principale et l'anneau d'isolateur.

   22.- Un dispositif suivant l'une quelconque des re- vendications précédentes caractérisé par une capacité reliée à l'électrode principale supérieure pour renverser périodi- quement le voltage'sur celle-ci à la fin de chaque période de conduction.

   23;- Un dispositif suivant l'une quelconque des re- vendications précédentes, caractérisé par le fait que la ti- ge d'amorçage est agrandie à une extrémité et pourvue d'un support terminal séparé pour cette extrémité agrandie.

   24.- Un dispositif suivant les revendications 2 et 14, caractérisé en ce que les électrodes principales sont espacées d'environ un demi-pouce (12,6 mm) à environ 3 pou- ces (76 mm).

   25. - Un dispositif suivant la revendication 15, ca- ractérisé en ce que le moyen de refroidir la cathode com- prend des tuyaux horizontaux plongés dans la matière de la cathode, les parties supérieures de ces tuyaux ayant des surfaces de fixation de tache cathodique.

   26.- Un dispositif suivant la revendication 25, ca- ractérisé en ce que la température du fluide de refroidis- sement circulant dans les tuyaux horizontaux immergés dans la matière de la cathode et la proximité de ces tuyaux sont telles que la température calculée de n'importe quel point de la surface cathodique, excepté la tache cathodique, ne peut pas être, plus chaude qu'environ 200 C, et est de pré- férence environ 60 ou 80 C.

   27.- Un dispositif suivant la revendication 25, ca- ractérisé en ce que les tuyaux horizontaux immergés dans la matière de la cathode ont une surface composée d'une substan- <Desc/Clms Page number 55> ce métallique indestructible, mouillée par le mercure, con- venant pour la fixation de la tache cathodique.

   28.- La combinaison de six dispositifs à décharge à arc, suivant l'une quelconque des revendications précédentes, caractérisée par une borne de barre commune à tous les dis- positifs et par six bornes de phase de courant à une direc- tion, des transformateurs comprenant trois enroulements re- liés à la ligne triphasée, un enroulement séparé accouplé, en relation inductive avec chacun des trois enroulements mentionnés en premier lieu, respectivement, chaque enroule- ment accouplé étant connecté entre deux de ces bornes de phases à courant dans une seule direction et ayant un point milieu, et un transformateur triphasé entre phases ayant trois connexions de phase terminales réunies aux trois points de raccordement médians, respectivement, et ayant une con- nexion neutre,

   ce transformateur entre phases ayant des enroulements disposés de façon à équilibrer le flux de cou- rant continu tout en maintenant les courants sensiblement égaux l'un à l'autre dans les trois connexions de phase ter- minales, la ligne à courant continu étant connectée entre la connexion neutre entre phases et la borne de barre,com- mune des dispositifs à décharge à arc.

   29. - La combinaison suivant la revendication 28, ca- ractérisée en ce que le transformateur triphasé entre phases comprend deux transformateurs à une seule phase à connexion de Scott.

   30.- La combinaison suivant les revendications 28 et 29, caractérisée en ce que le transformateur triphasé en- tre phases consiste en deux transformateursà une seule pha- se séparés dont un possède un enroulement ayant approxima- tivement 0,866 fois le nombre de spires de l'autre enroule- <Desc/Clms Page number 56> ment, l'enroulement le plus court étant relié, à une borne, au point milieu approximatif de l'enroulement le plus long et ayant un point de raccordement pour cette connexion neutre situé approximativement au tiers de la distance de cette borne de point milieu.

   31.- Un dispositif suivant l'une quelconque des re- vendications 1 à 7, 12, 13, pour l'emploi comme para-foudre sur des circuits à courant alternatif, caractérisé en ce que le dispositif d'amorçage dont un est prévu pour chacune des électrodes principales reçoit de l'énergie par un moyen agis- sant sous l'effet d'un voltage excessif.

   32.- Un dispositif suivant la revendication 31, ca- ractérisé par le fait que le moyen agissant sous l'effet d'un voltage excessif est composé d'un dispositif qui norma- lement est sensiblement non conducteur, pour être percé lorsqu'un voltage excessif affecte le circuit à courant alternatif et pour aider.à éteindre l'arc faisant suite à une décharge de voltage excessif.

   33.- Un dispositif suivant la revendication 31 ou 32, caractérisé en ce que les électrodes principales sont maintenues espacées l'une par rapport à l'autre au moyen d'un tube perforé en matière isolante.

   34.- Un dispositif suivant la revendication 31, 32 ou 33 caractérisé par une résistance extérieure qui relie électriquement les dispositifs d'amorçage des deux électro- des principales.