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PERFECTIONI,E7TS AUX TUBES A DEEE&R#t 'La présente invention a pour objet les tubes à décharge fonction- nant dans un milieu ionisable et elle concerne plus particulièrement les dispo- sitifsde ce type qui doivent fonctionner à une pression suffisante pour mainte- nir une décharge très concentrée sous forme d'arc.
Dans les redresseurs à haut rendement, il y a souvent lieu d'em- ployer un mode de décharge en atmosphère ionisable sous des pressions d'au moins 1 cm. de mercure. Bien que sous de telles pressions,on puisse obtenir une excel- lente émission cathodique, on rencontre toutefois des difficultés qui posent certains problèmes de construction,
Par exemple, la zone des pressions nécessaires pour permettre
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un excellent rendement cathodique, impose à la décharge de se faire sous la forme d'un arc électrique qui se concentre sur une faible surface de la surface anodique. Cette décharge concentrée engendre des difficultés imprévues quand on tente d'utiliser des enveloppes métalliques pour ce type de redresseurs.
En particulier, du fait que la décharge se concentre sur une surface relativement réduite d'une paroi métallique mince, généralement employée comme anode, l'allé -ration du métal peut créer des fuites. Si,même, il n'y a pas de fêlube dans le métal, l'échauffement extrêmement localisé provoque le dégagement de gaz nuisi- bles et finit par rendre le métal poreux.
Suivant l'invention, la Société demanderesse a constaté non seu- lement que les effets, mais aussi la cause, pouvaient être évitées en prévoyant une masse métallique appréciable de capacité et de conductibilité thermiques élevées en contact avec la surface de l'enveloppe au point le plus proche de la cathode.
On comprendra mieux les caractéristiques nouvelles et les avanta- ges de l'invention en se réfèrant à la description suivante et aux dessins qui l'accompagnent, donnés simplement à titre d'exemple non limitatif et dans les- quels
La fig.l représente en coupe un tube suivant l'invention,
Les fig.2 à 6 sont des variantes, et la fig.7 est une section droite suivant la ligne 7-7 de la fig.4.
En se réfèrant plus particulièrement à-la fig.l, on voit un tube à décharge comprenant une enveloppe métallique dont la majeure partie est cy- lindrique. On peut généralement employer à cet effet un tube d'acier sans sou- dure. Le cylindre 1 est fermé à son sommet par une tête 2 comportant un rebord hermétiquement scellé par soudure ; àl'extrémité Inférieure, on a prévu une autre tête 3 fixée de la même façon.
A l'intérieur de l'enveloppe, on a disposé une cathode 4 essen- tiellement constituée par un filament en hélice, en tungstène thorié par exem- ple. Le courant de chauffage est fourni à la cathode par deux conducteurs d'a- menée 5 qui traversent un scellement verre-métal 6 approprié.
Un queuso 7 permet de réaliser le pompage ou l'introduction de gaz ionisable à la pression désirée. Si le gaz utilisé est constitué par un métal facilement vaporisable tel que le mercure, il y alieu de prévoir une en- veloppe de dimensions telles qu'elle puisse fonctionner à une température pour
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laquelle la tension de vapeur de mercure soit maintenue à la valeur voulue, Cette pression est généralement supérieure à 1 ou 2 cm.;
mais en ce qui concer- ne plus particulièrement l'invention, la pression sera choisie de telle sorte qu'elle permette d'obtenir une décharge relativement concentrée,
Si le milieu ionisable est constitué par un gaz tel que l'argon, il est nécessaire de l'introduire dans l'enveloppe à une pression sensiblement égale à celle à laquelle le tube doit fonctionner, Dans le cas de l'argon, cette pression peut être supérieure à 1 ou 2 cm., et dans le cas du néon, elle est de l'ordre d'une demi-atmosphère. On conçoit toutefois que ces valeurs et les matériaux indiqués ne sont cités qu'à titre d'exemple* On peut aussi utili- ser des mélanges d'argon et de vapeur de mercure, La paroi métallique du tube constitue généralement l'anode qui peut être connectée à une source de potentiel appropriée, par un conducteur 9.
Du fait de la pression élevée, il est possible d'appliquer le courant de chauffage et la tension d'anode en même temps, sans risquer.de créer un bombardement nuisible de la surface cathodique. De plus, le filament de tungstène thorié peut fenctionner à une température de l'ordre de 2127 C., pour laquelle on obtient une excellente émission électronique. D'au- tre part, on a constaté que, dans les tubes fonctionnant à haute pression, on évite la perte d'activité de la cathode de se produire à cette température qui est supérieure à celle que l'on pourrait utiliser avec sécurité sous des pres- sion moins élevées.
En outre, la décharge y est filiforme, partant de la cathode pour atteindre le point le plus voisin de la surface de l'enveloppe. Ce phénomène de construction électrique qui est caractéristique de la classe de tubes aux- quels se rapporte l'invention, produit un échauffement extrêmement localisé de l'anode au point d'impact, chest-à-dire dans ce pas particulier, la tête 2.
Si cette dernière est constituée par une feuille métallique de l'épaisseur géné- ralement employée dans la fabrication des tubes, la chaleur est suffisamment intense pour fondre, volatiliser même le métal, et créer rapidement des fuites,
Suivant la présente invention, cet inconvénient est éliminé en prévoyant une masse métallique appréciable @ 10, en contact aitec la tête 2 du tube. Cette masse doit avoir une capacité et une conductibilité thermiques très élevées et peut affecter différentes formes suivant les conditions de fabrica- tion. Par exemple, elle peut être constituée par une pièce compacte de cuivre ou d'aluminium introduite dans la tête 2 du tube. On peut aussi utiliser un
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cylindre épais de cuivre et le fixer par brasure ou de toute autre manière pp- propriée.
Bien que les dimensions ne soient pas absolument critiques, on a tou- tefois constaté que, pour un tube de 5 à 6 cm. de diamètre et d'environ O,mm9 d'épaisseur, on obtenait de bons résultats en utilisant une masse de cuivre d'environ 3 mm. d'épaisseur. Si le métal employé est moins bon conducteur de la chaleur (fer par exemple) l'épaisseur doit être d'environ 13 ln.
La fig. 2 représente une autre forme de l'invention dans laquelle on a conservé les mêmes numéros de références que dans la fig.l. Dans ce cas, une masse de métal 11 est placée en contact avec la paroi interne de la tête 2 du tube. Si le mercure est le milieu ionisable, il y a lieu de prévoir la pièce 11 en fer ou autre métal non attaquable par le mercure.
Dans cette variante, l'accroissement d'épaisseur de la paroi d'anode voisine de la cathode, augmente suffisamment la variation de la chaleur et permet ainsi d'éviter la fusion du métal. Ceci est vraisemblablement dû à l'accroissement de la conductibilité thermique de la section du tube en cet endroit.
Dans la fig.3, on a représenté une autre variante de l'invention dans laquelle l'enveloppe est un cylindre allongé 12 se terminant par une tête hémisphérique 13. La partie Inférieure de ce cylindre est fermée par une tête 14 qui comporte deux scellements verre-*métal 15. Ces derniers reçoivent des conducteurs d'amenée 16 à la cathode 17. Dans ce cas, pour éviter un échauffe- ment excessif, on a prévu une masse métallique 18 fondue ou fixée de toute ma- nière appropriée à la partie supérieure de la région hémisphérique 13.
Dans les variantes représentées aux fig. 4 et 7, les moyens dté- vacuation de la chaleur affectent la forme de cylindres métalliques épais 20 placés concentriquement et en parfait contact avec la surface interne de l'en- veloppe 21. Dans ce dispositif, comme la cathode 22 est beaucoup plus voisine des parois de l'enveloppe que de l'extrémité, la décharge est reque par le cy- lindre 20 qui est capable d'évacuer la chaleur engendrée,
Les variantes des fig. 5 et 6 sont en principe analogues aux pré- cédentes et en diffèrent seulement en ce sens que l'élément qui sert à évacuer la chaleur constitue un moyen de fermeture de l'enveloppe. Dans la fig.5, le disque de fer 24 est hermétiquement seellé,par sa périphérie, à la surface in- terne du cylindre 25 au voisinage de la cathode 26.
Dans la fig.6, un disque analogue 27 est fixé au rebord 28 prévu
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à une extrémité du cylindre 29. Dans ce cas également, la décharge passe de la cathode 30 directement sur la surface interne du disque 27.
L'efficacité de la présente invention est fondée sur le fait que les parois extérieures de l'enveloppe sont généralement soumises à l'action d'un milieu réfrigérant* O'est d'ailleurs le cas de l'atmosphère ambiante; mais si on le désire on peut toutefois faire usage d'un courant d'air ou de tout autre milieu. L'utilisation d'une masse de matière conductrice de la chaleur au voi- sinage du point d'impact de l'arc sur l'enveloppe, permet une rapide diffusion de la chaleur par les parties adjacentes* Il en résulte qu'elle est dissipée dans le milieu externe à un régime suffisant pour éviter l'accumulation et par conséquent la destruction du métal.
Bien qu'on ait représenté et décrit plusieurs formes de réalisa- tion de l'invention, il est évident qu'on ne désire pas se limiter à ces formes particulières, données simplement à titre d'exemple et sans aucun caractère res- trictif et que, par conséquent, toutes les variantes ayant même principe et même objet que les dispositions indiquées ci-dessus, rentreraient comme elles dans le cadre de l'invention.