<Desc/Clms Page number 1>
Perfectionnements aux redresseurs de courant du type sec.
La présente invention concerne les redresseurs de courant du type sec, à oxyde cuivreux.
On sait que le cuivre oxydé à l'état cuivreux sur au moins une de ses faces forme un couple redresseur de courant, c'est-à- dire offre au passage d'un courant alternatif une résistance très grande dans un des sens de ce courant et une résistance relative- ment très petite dans l'autre sens.
Les redresseurs de ce type comportent habituellement des plaques ou des rondelles de cuivre oxydées sur une de leurs faces, et empilées avec intercalation de rondelles d'espacement en métal bon conducteur thermique et d'ailettes de refroidissement pour fa- voriser l'évacuation de la chaleur engendrée par effet Joule. Le contact entre les rondelles empilées est obtenu par serrage au moyen d'une tige centrale isolée et d'écrous, mais il est diffici- le de réaliser un contact uniforme sur une succession de surfaces parallèles s'étendant sur une grande longueur.
On constate en ef-
<Desc/Clms Page number 2>
fet qu'il est difficile d'éviter la production de légers intersti- ces qui offrent une possibilité de pénétration au vernis isolant ou, après érosion de la couche de vernis, à la vapeur d'eau, aux gaz acides et aux poussières qui altèrent les propriétés de l'élé- ment redresseur.
Un autre inconvénient de ces éléments consiste dans le fait que leur efficacité dépend de l'uniformité de la pression qui est appliquée aux surfaces oxydées, ce qui conduit à limiter le dia- mètre des surfaces en contact. D'autres difficultés encore sont dues à la complication du démontage et du remontage de l'élément pour le remplacement d'une rondelle avariée et à la multiplicité des surfaces parallèles qui favorisent les dépôts de poussières, de vapeur d'eau, etc...
La présente invention est destinée à écarter ces divers inconvénients et à simplifier l'exécution des appareils redresseurs, principalement pour les forts ampérages sous des tensions relative- ment basses. Elle est basée sur l'idée d'utiliser des surfaces an- nulaires pour réaliser le contact des pièces du redresseur, ce qui permet d'assurer un contact uniforme et invariable sur des surfa- ces étendues, sous un encombrement réduit, ce qui est particulière- ment avantageux pour le redressement de courant de fort ampérage.
Les redresseurs de courant suivant cette invention sont établis, en pratique, sous forme de pièces tubulaires cylindriques emboîtées l'une dans l'autre, la couche d'oxyde cuivreux traitée de la manière habituelle, étant prévue soit sur la face interne de la pièce extérieure, soit sur la face externe de la pièce intérieu- re. De préférence c'est la face interne de la pièce extérieure qui est oxydée, tandis que la pièce intérieure est garnie extérieure- ment d'une mince couche de métal bon conducteur et malléable, tel que le plomb cadmié, destiné à assurer le contact.
Le serrage des pièces l'une contre l'autre est obtenu en dilatant la pièce intérieure par exemple par tout moyen appro- prié, par le passage d'une olive, ou de plusieurs olives de dimen-
<Desc/Clms Page number 3>
sions croissantes, en faisant usage d'un mandrin extensible, ou en appliquant la pression hydraulique.
Sur le dessin annexé qui représente, à titre d'exemples, des formes d'exécution d'éléments redresseurs conformes à l'inven- tion,
Figs. 1 et 2 montrent, en coupe axiale, respectivement l'anneau extérieur et l'anneau intérieur d'un élément redresseur.
Fig. 3 montre de même l'élément assemblé.
Fig. 4 représente, également en coupe, les pièces du re- dresseur pendant l'opération de dilatation.
Figs. 5 et 6 montrent respectivement en élévation et en coupe suivant la ligne VI-VI un élément redresseur équipé, prêt à l'usage.
Figs. 7 et 8 montrent respectivement en élévation de face et de côté des éléments redresseurs montés en pont de Wheatstone.
Fig. 9 montre en élévation un élément muni d'une cheminée.
Dans l'exemple représenté sur les Figs. 1 à 3, la pièce extérieure 1 est constituée d'un anneau en cuivre pur de section circulaire, oxydé au four. L'oxyde est enlevé par un moyen mécani- que ou chimique de la face extérieure 2 et des faces latérales 3, 4 et deux bandes 5, 6 sur la surface intérieure sont protégées lors du traitement chimique postérieur à l'oxydation, de façon que seule la partie médiane 7 de la face intérieure de la pièce 1 soit couverte d'oxyde cuivreux et forme la surface agissante de l'anne redresseur.
La pièce intérieure 8 également annulaire, en cuivre, lai- ton ou autre métal bon conducteur de l'électricité, est recouver- te sur une longueur égale à celle de la couche d'oxyde 7, d'une gaine de plomb cadmié 9 destinée à venir en contact intime avec la couche 7. Le diamètre extérieur de la gaine 9 doit être de quelques centièmes de millimètre inférieur au diamètre intérieur du revêtement d'oxyde 7, de façon que l'anneau 8, dit anneau de con- tact, puisse être enfoncé à frottement doux dans l'anneau redres- @
<Desc/Clms Page number 4>
seur 1. Les espaces laissés libres aux extrémités de la gaine 9 sont avantageusement remplis de matière isolante, par exemple de matière plastique 10 ou d'un vernis isolant.
Pour fixer l'anneau de contact 8 dans l'anneau redres- seur 1, on peut faire usage d'un appareil tel que celui représen- té sur la Fig. 4. L'anneau 1 étant fortement serré entre les mâ- choires d'un carcan 11, on y introduit à frottement doux l'an- neau intérieur 8. Le carcan 11 est relié par deux barres 12, 13 au bloc de traction 14 dont il est isolé électriquement par des gar nitures isolantes 15, tandis qu'il est isolé de la pièce 8 par une bague isolante 15'.
Dans le bloc de traction 14 est monté un arbre creux 16 fileté extérieurement portant un volant à manivelle 17. A travers l'arbre creux 16 s'étend la tige 18 de l'olive 19 qui prend appui sur le moyeu du volant par une butée à billes 20. L'olive 19, en se déplaçant, dilate la pièce 8 et force la gaine de plomb cadmié 9 contre la surface oxydée de la pièce 1. Un collier métallique 21 est fixé sur la partie saillante de la pièce 8. Une prise de courant 22 fixée sur la base du carcan ferme un circuit électri- que 23, avec les instruments de mesure A et V, et un inverseur de polarité 24, de sorte qu'on peut toujours faire la lecture direc- te ou inverse des résistances de l'élément redresseur mis en fa- brication.
Les Figs. 5 et 6 montrent un élément destiné au redres- sement d'une alternance. L'anneau redresseur 1 porte un collier 25 qui est serré sur sa surface extérieure par un boulon 26 et des écrous 27 et dont une des extrémités est prolongée par un plat 28 destiné à être engagé dans les mâchoires 29 d'une borne.
De même, un collier 30 serré sur la pièce 8 se termine par un plat 31 qui est prolongé pour venir en alignement avec le plat 28 et être également engagé dans les mâchoires d'une borne. Un tel élément peut être aisément placé dans un circuit à la manière d'un fusible.
<Desc/Clms Page number 5>
Des éléments équipés de la sorte peuvent être facile- ment montés en pont de Wheatstone, comme représenté sur les Figs.
7 et 8. Deux des éléments sont raccordés par leurs pièces 8 re- liées par un collier 30, les deux autres étant raccordés par leurs anneaux 1 reliés par un collier 25. Des colliers 25 et 30 sont aussi montés au extrémités des éléments accouplés, comme représen- té et les plats de ces colliers, tous alignés dans un plan verti- cal, sont engagés dans les mâchoires 29 de 6 bornes portées par un support vertical 32.
En vue de faciliter le refroidissement des éléments re- dresseurs, ceux-ci sont avantageusement placés verticalement, les anneaux formant alors une cheminée dans laquelle la circulation du fluide refroidisseur s'établit naturellement.
On peut aussi, comme indiqué sur la Fig. 9 munir les éléments redresseurs d'une cheminée d'appel 33, en résine synthé- tique par exemple en vue d'accélérer le passage de l'air de refroi- dissement.
On comprend aisément que par le développement de la sur- face de contact annulaire on obtient aisément un contact de gran- de étendue, à la fois uniforme et invariable. Ce contact est fa- cile à protéger et le dispositif se prête très bien à l'immersion dans l'huile. Les éléments suivant l'invention se laissent facile- ment connecter en série, en parallèle et en pont, mais convien- nent tout particulièrement aux courants de faible intensité et de fort ampérage.
Bien qu'on ait envisagé principalement, ci-dessus, la disposition de la couche d'oxyde sur la face interne de la pièce 1, cette couche pourrait être prévue à la face externe de l'élément intérieur, l'élément de contact étant alors disposé à l'extérieur.
On peut aussi munir l'anneau 1 de deux couches redresseuses, l'une à l'intérieur et l'autre à l'extérieur, de façon à utiliser les deux surfaces de l'anneau. Dans ce cas, l'anneau est serré entre @
<Desc/Clms Page number 6>
deux pièces de contact annulaires telles que 8.
Bien entendu, la forme des redresseurs représentée peut être modifiée. Quoique la forme cylindrique de section circulaire soit généralement la plus avantageuse, on ne sortirait donc pas du cadre de l'invention en s'écartant de cette forme. Le terme "anneau" doit être compris ici dans un sens large, quelle que soit la section de l'anneau, que celui-ci soit fermé ou même partielle- ment ouvert.
REVENDICATIONS
1.- Redresseur de courant à oxyde cuivreux, caractérisé en ce que la surface de contact métal-oxyde a une forme annulaire.
<Desc / Clms Page number 1>
Improvements to dry type current rectifiers.
The present invention relates to current rectifiers of the dry type, containing cuprous oxide.
It is known that copper oxidized in the cuprous state on at least one of its faces forms a current rectifier couple, that is to say offers to the passage of an alternating current a very high resistance in one of the directions of this. current and a relatively very small resistance in the other direction.
Rectifiers of this type usually have copper plates or washers oxidized on one of their faces, and stacked with interposed spacers of good thermally conductive metal and cooling fins to facilitate the evacuation of the gas. heat generated by the Joule effect. Contact between the stacked washers is obtained by clamping by means of an insulated central rod and nuts, but it is difficult to achieve uniform contact on a succession of parallel surfaces extending over a great length.
We see in fact
<Desc / Clms Page number 2>
f that it is difficult to avoid the production of slight interstices which offer a possibility of penetration to the insulating varnish or, after erosion of the varnish layer, to water vapor, acid gases and dust which alter the properties of the rectifier element.
Another drawback of these elements consists in the fact that their effectiveness depends on the uniformity of the pressure which is applied to the oxidized surfaces, which leads to limiting the diameter of the surfaces in contact. Still other difficulties are due to the complication of dismantling and reassembling the element for the replacement of a damaged washer and to the multiplicity of parallel surfaces which favor deposits of dust, water vapor, etc. .
The present invention is intended to overcome these various drawbacks and to simplify the execution of rectifying apparatus, mainly for high amperages at relatively low voltages. It is based on the idea of using annular surfaces to make contact with the parts of the rectifier, which makes it possible to ensure uniform and invariable contact over extended surfaces, in a small footprint, which is particularly advantageous for rectifying high amperage currents.
The current rectifiers according to this invention are established, in practice, in the form of cylindrical tubular parts nested one inside the other, the layer of cuprous oxide treated in the usual way, being provided either on the internal face of the part. exterior, or on the exterior face of the interior part. Preferably, it is the inner face of the outer part which is oxidized, while the inner part is lined on the outside with a thin layer of a good conductive and malleable metal, such as cadmium lead, intended to ensure contact.
The clamping of the pieces against each other is obtained by expanding the interior piece, for example by any suitable means, by passing an olive, or several olives of size.
<Desc / Clms Page number 3>
increasing sions, by making use of an extendable mandrel, or by applying hydraulic pressure.
In the accompanying drawing which shows, by way of example, embodiments of straightening elements according to the invention,
Figs. 1 and 2 show, in axial section, respectively the outer ring and the inner ring of a rectifier element.
Fig. 3 likewise shows the assembled element.
Fig. 4 shows, also in section, the parts of the straightener during the expansion operation.
Figs. 5 and 6 show respectively in elevation and in section along the line VI-VI an equipped rectifier element, ready for use.
Figs. 7 and 8 show respectively in front and side elevation of the rectifying elements mounted as a Wheatstone bridge.
Fig. 9 shows in elevation an element provided with a chimney.
In the example shown in Figs. 1 to 3, the outer part 1 consists of a pure copper ring of circular section, oxidized in the oven. The oxide is removed by mechanical or chemical means from the outer face 2 and the side faces 3, 4 and two bands 5, 6 on the inner surface are protected during the chemical treatment after the oxidation, so that only the middle part 7 of the inner face of part 1 is covered with cuprous oxide and forms the active surface of the rectifier ring.
The inner part 8, also annular, made of copper, brass or other metal which is a good conductor of electricity, is covered over a length equal to that of the oxide layer 7, with a sheath of cadmium lead 9 intended for to come into intimate contact with the layer 7. The outer diameter of the sheath 9 must be a few hundredths of a millimeter smaller than the inner diameter of the oxide coating 7, so that the ring 8, called the contact ring, can be pressed gently into the redres- @ ring
<Desc / Clms Page number 4>
sor 1. The spaces left free at the ends of the sheath 9 are advantageously filled with insulating material, for example plastic 10 or an insulating varnish.
To fix the contact ring 8 in the rectifier ring 1, use can be made of an apparatus such as that shown in FIG. 4. The ring 1 being strongly clamped between the jaws of a yoke 11, the inner ring 8 is introduced with gentle friction. The yoke 11 is connected by two bars 12, 13 to the traction unit 14. from which it is electrically isolated by insulating gar nitures 15, while it is isolated from part 8 by an insulating ring 15 '.
In the traction unit 14 is mounted a hollow shaft 16 externally threaded carrying a handwheel 17. Through the hollow shaft 16 extends the rod 18 of the olive 19 which bears on the hub of the flywheel by a stop ball 20. The olive 19, while moving, expands the part 8 and forces the cadmium lead sheath 9 against the oxidized surface of the part 1. A metal collar 21 is attached to the projecting part of the part 8. A socket 22 fixed on the base of the yoke closes an electric circuit 23, with the measuring instruments A and V, and a polarity inverter 24, so that one can always make the direct or inverse reading of the resistances of the rectifier element being manufactured.
Figs. 5 and 6 show an element intended for the rectification of an alternation. The straightening ring 1 carries a collar 25 which is clamped on its outer surface by a bolt 26 and nuts 27 and one end of which is extended by a flat 28 intended to be engaged in the jaws 29 of a terminal.
Likewise, a collar 30 tightened on the part 8 ends with a flat 31 which is extended to come into alignment with the flat 28 and also be engaged in the jaws of a terminal. Such an element can easily be placed in a circuit in the manner of a fuse.
<Desc / Clms Page number 5>
Elements equipped in this way can be easily assembled as a Wheatstone bridge, as shown in Figs.
7 and 8. Two of the elements are connected by their parts 8 connected by a collar 30, the other two being connected by their rings 1 connected by a collar 25. Collars 25 and 30 are also mounted at the ends of the coupled elements, as shown and the flats of these collars, all aligned in a vertical plane, are engaged in the jaws 29 of 6 terminals carried by a vertical support 32.
In order to facilitate the cooling of the straightening elements, these are advantageously placed vertically, the rings then forming a chimney in which the circulation of the cooling fluid is established naturally.
It is also possible, as indicated in FIG. 9 provide the rectifying elements with a call stack 33, made of synthetic resin for example with a view to accelerating the passage of the cooling air.
It is easily understood that by the development of the annular contact surface, a contact of great extent, both uniform and invariable, is easily obtained. This contact is easy to protect and the device is very suitable for immersion in oil. The elements according to the invention can easily be connected in series, in parallel and in bridge, but are particularly suitable for currents of low intensity and high amperage.
Although the arrangement of the oxide layer on the internal face of part 1 has been mainly considered above, this layer could be provided on the external face of the internal element, the contact element being then disposed outside.
It is also possible to provide the ring 1 with two straightening layers, one on the inside and the other on the outside, so as to use the two surfaces of the ring. In this case, the ring is clamped between @
<Desc / Clms Page number 6>
two annular contact pieces such as 8.
Of course, the shape of the rectifiers shown can be changed. Although the cylindrical shape of circular section is generally the most advantageous, it would therefore not be departing from the scope of the invention to deviate from this shape. The term "ring" should be understood here in a broad sense, whatever the cross section of the ring, whether the latter is closed or even partially open.
CLAIMS
1.- Cuprous oxide current rectifier, characterized in that the metal-oxide contact surface has an annular shape.