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IGNITEUR.
(ayant fait l'objet d'une demande de brevet déposée aux E.U.A. le 31 mui 1951 au nom de G. Lewin - declaration de la déposante -).
La présente invention concerne les igniteurs pour dispositifs électriques à décharge en atmosphère de vapeur, comme les ignitrons, et se rapporte plus spécialement aux igniteurs du typediélectrique.
Un igniteur diélectrique exige moins d'énergie'd'allumage qu'un igniteur résistif, mais, malgré cet avantage, il n'a jamais, jusqu'ici, rem- placé avec succès l'igniteur résistif commercial, parce qu'il ne s'est pas avéré d'un fonctionnement assez sûr, lâ où on désirait l'utiliser. La dif- ficulté principale réside en ce que même le meilleur igniteur diélectrique réalisé jusqu'ici a montré une tendance au percement, sous l'action érosive de 1 -1 arc.
L'invention.a pour but principal de procurer un igniteur diélec- trique dont le percement, s'il s'en produit, est sans importance.
Suivant l'invention, l'igniteur consiste en un conducteur résis- tif enfermé dans une enceinte capacitive, et fonctionne normalement en igni- teur diélectrique, mais se met à fonctionner en igniteur résistif, dans le cas d'un percement de l'enceinte.
De cette manière, on tire avantage de la résistivité de l'igni- teur dans le cas d'un percement de l'enceinte, pour maintenir l'allumage, par un igniteur résistif, pendant le court-circui tage temporaire dû à un per- cement. Par la suite, l'igniteur reprend sa fonction d'igniteur diélectri- que, sans qu'il y ait eu interruption de l'allumage. - .
Deux formes d'exécution de l'invention sont représentées, à ti- tre d'exemple, aux dessins annexés. '
La figure 1 est unecoupe verticale d'un ignitron muni d'un i- gniteur conforme à l'invention.
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La figure 2 est une section transversale suivant la ligne II-II de la figure 1.
La figure 3 est une coupe longitudinale d'une forme d'igniteur un peu modifiée ; La figure 4 est une section transversale suivant la ligne IV- IV de la figure 3.
Dans le dessin annexé, il a été fait choix arbitrairement d'un ignitron déterminé pour représenter l'igniteur de la présente invention dans sa position de travail, mais l'invention n'est évidemment pas limitée à l'i- gnitron particulier décrit.
Comme le dessin de la forme d'exécution de l'invention et de l'ignitron associé et particulièrement la figure 1 le montrent, un boîtier cylindrique 10 en acier ou autre matériau solide comprend un fond 12 faisant corps avec le cylindre et un couvercle 13 scellé au bord supérieur du cylin- dre, de manière à constituer une enveloppe hermétique pouvant être mise sous vide.
Le couvercle comporte des scellements de passage 14, 15 pour des fils d'électrodes 16, 17, un pour une anode 18 et un pour un igniteur 19 suspendus, à l'intérieur de l'enveloppe, par les fils au couvercle. Les scellements de passage comprennent chacun un manchon en verre ou autre matiè- re isolante 20 qui maintient les fils d'entrée électriquement isolés entre eux et par rapport au boîtier. L'anode 18 se trouve dans le haut du boîtier, bien au-dessus du fond 12, tandis que l'igniteur 19 se trouve sous l'anode, dirigé vers le bas, avec son extrémité inférieure voisine du fond et en con- tact avec une cathode 21. Dans la forme d'exécution représentée, la cathode 21 consiste en un bain d'un liquide apte à se reconstituer, comme du mercure.
La présente invention concerne surtout la nature de l'igniteur.
Deux types d'igniteurs sont connus, le type résistif et le type diélectrique.
Il a été démontré théoriquement que le type résistif fonctionne par résistan- ce le courant de conduction qui circule à travers l'igniteur dans le bain cathodique prenant une intensité très élevée au point de jonction de l'igni- teur et du bain, cette forte intensité de courant combinée au gradient de potentiel électrique élevéen cet endroit provoquant la naissance .d'un arc.
L'igniteur diélectrique fonctionne par capacité. Avec les igniteurs diélec- triques, un fort champ électrostatique se produit et les courants de dépla- cement se concentrent à la jonction de l'igniteur et du bain cathodique, provoquant la naissance d'un arc. Suivante la présente invention, l'igniteur travaille à la fois en igniteur diélectrique et en igniteur résistif, et com- prend, sous sa forme générale, une mince couche conductrice de macère résis- tive recouvrant la ou les parois intérieures d'une enceinte faite en matière diélectrique mince.
Comme le montrent les figures 1 et 2, une mince couche ou revê- tement 23 de matière résistive est prise entre deux bandes ou plaquettes 22 de mica, verre ou autre matière diélectrique mince, la matière résistive étant du tantale ou du graphite; cet ensemble constitue l'igniteur. La couche 23 est en contact électrique avec le fil d'électrode 17 qui, de préférence, pé- nètre entre,les deux plaquettes et s'arrête au bord supérieur de la dite cou- che ou revêtement.
Sur les figures 3 et 4, l'enceinte diélectrique a la forme d'un tube à paroi mince 22a en une matière diélectrique convenable comme le quartz, le fond du tube étant obturé, et ressemble à un petit tube d'essai. Une couche ou revêtement 23a de matière résistive, comme du tantale ou du graphi- te, tapisse la face intérieure du tube et se trouva en contact électrique avec le fil d'électrode 17 qui:, de préférence, pénètre dans le tube et s'ar- rête près du bord supérieur de la couche ou. revêtement.
L'épaisseur de paroi des deux types d'enceintes, et de toute autre variante, en mica, verre ou un autre diélectrique, est de préférence de l'ordre de quelques millièmes de pouce (centièmes de mm), par exemple un
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à cinq millièmes de pouce (0,025 à 0,125mm). Avec les deux types aussi, la couche connductrice est mince et caractérisée par une résistance d'au moins une centaine d'ohms par unité carrée. Un tel revêtement a une caractéristi- que d'allumage semblable à celle de l'igniteur diélectrique, et se ronge facilement.
Dans le type représenté aux figures 3 et 4, comprenant un vide au centre de l'enceinte, on ajoute une matière de remplissage convenable 24 pour empêcher le mercure, ou autre liquide cathodique apte à se reconstituer, de s'y accumuler en entrant par l'extrémité ou par les percements qui pour- raient se produireo Une matière de remplissage 24 choisie arbitrairement peut constituer en perdre de mica fortement tassée, mais l'invention n'est pas limitée à cette matière, d'autres matières bien connues pouvant jouer le même rôle.
Le fonctionnement de l'igniteur dépend principalement de la capacité existant, par construction, entre le bain de cathode et le revête- ment intérieur de l'igniteuro En cas de percement de la paroi de l'enceinte, la matière cathodique fait court-circuit avec le revêtement par le percement, à la suite de,,quoi l'igniteur continue à fonctionner à cause de la résistan- ce du revêtement. Celui-ci est très mince et, sous l'effet de l'intensité' de l'arc, il est rapidement rongé autour du percement, mais le très faible espace à l'intérieur de l'enceinte rongé par l'érosion empêche la matière cathodique de se maintenir en contact avec le revêtement au delà de la couronne rongée, et l'igniteur se remet à fonctionner en igniteur diélectri- que ou capacitif.
Le passage du fonctionnement en igniteur diélectrique a âu fonctionnement en igniteur résistif et vice-Versa se fait automatiquement sans interruption de l'allumage de l'arc et sans attention ni intervention d'aucun opérateur. Comme les percements ne sont pas fréquents, la durée de vie de l'igniteur n'est pas¯sérieusement influencée par la légère érosion de la couche autour du point de percement ou autour d'une accumulation de percements.
REVENDICATIONS.
1. Igniteur pour dispositifs électriques à décharge en atmosphè- re de vapeur, caractérisé en ce qu'il comprend un conducteur intérieur ré- sistif dans une enceinte capacitive, l'igniteur fonctionnant normalement en igniteur diélectrique, et en igniteur résistif dans le cas d'un percement de l'enceinte.
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IGNITOR.
(having been the subject of a patent application filed in the United States of America on May 31, 1951 in the name of G. Lewin - declaration by the applicant -).
The present invention relates to igniters for electrical devices with discharge in a vapor atmosphere, such as ignitrons, and relates more especially to ignitors of the electrical type.
A dielectric ignitor requires less ignition energy than a resistive ignitor, but, despite this advantage, it has never, until now, successfully replaced the commercial resistive igniter, because it does not. has not been found to function sufficiently safely, where it is desired to be used. The main difficulty is that even the best dielectric ignitor produced so far has shown a tendency to pierce, under the erosive action of 1 -1 arc.
The main object of the invention is to provide a dielectric ignitor whose breakthrough, if any, is of no importance.
According to the invention, the ignitor consists of a resistive conductor enclosed in a capacitive enclosure, and operates normally as a dielectric igniter, but begins to operate as a resistive ignitor, in the case of a hole in the enclosure. .
In this way, advantage is taken of the resistivity of the igniter in the case of a hole in the enclosure, to maintain ignition, by a resistive igniter, during the temporary short-circuiting due to a loss. - cement. Subsequently, the igniter resumes its function of dielectric igniter, without any interruption of the ignition. -.
Two embodiments of the invention are shown, by way of example, in the accompanying drawings. '
FIG. 1 is a vertical section of an ignitron provided with an ignitor according to the invention.
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Figure 2 is a cross section taken on line II-II of Figure 1.
Figure 3 is a longitudinal section of a slightly modified form of igniter; Figure 4 is a cross section taken on line IV-IV of Figure 3.
In the accompanying drawing, an arbitrary choice has been made of a determined ignitron to represent the ignitor of the present invention in its working position, but the invention is obviously not limited to the particular ignitron described.
As the drawing of the embodiment of the invention and of the associated ignitron and particularly Figure 1 show, a cylindrical housing 10 made of steel or other solid material comprises a bottom 12 integral with the cylinder and a cover 13 sealed to the upper edge of the cylinder, so as to form a hermetic envelope which can be evacuated.
The cover has passage seals 14, 15 for electrode wires 16, 17, one for an anode 18 and one for an ignitor 19 suspended, inside the casing, by the wires from the cover. The pass-through seals each include a sleeve of glass or other insulating material 20 which keeps the input wires electrically insulated from each other and from the housing. The anode 18 is located at the top of the case, well above the bottom 12, while the ignitor 19 is located under the anode, directed downwards, with its lower end near the bottom and in contact. with a cathode 21. In the embodiment shown, the cathode 21 consists of a bath of a liquid capable of being reconstituted, such as mercury.
The present invention relates above all to the nature of the igniter.
Two types of ignitors are known, the resistive type and the dielectric type.
It has been shown theoretically that the resistive type works by resist- ing the conduction current which flows through the ignitor in the cathode bath taking a very high intensity at the junction point of the igni- tor and the bath, this strong current intensity combined with the high electric potential gradient at this location causing the formation of an arc.
The dielectric igniter works by capacitance. With dielectric igniters, a strong electrostatic field is produced and displacement currents are concentrated at the junction of the ignitor and the cathode bath, causing an arc to form. Following the present invention, the ignitor works both as a dielectric ignitor and as a resistive ignitor, and comprises, in its general form, a thin conductive layer of resistant maceration covering the interior wall (s) of an enclosure made. made of thin dielectric material.
As shown in Figures 1 and 2, a thin layer or coating 23 of resistive material is sandwiched between two strips or pads 22 of mica, glass or other thin dielectric material, the resistive material being tantalum or graphite; this set constitutes the ignitor. Layer 23 is in electrical contact with electrode wire 17 which preferably penetrates between the two platelets and stops at the upper edge of said layer or coating.
In Figures 3 and 4, the dielectric vessel is in the form of a thin-walled tube 22a of a suitable dielectric material such as quartz, with the bottom of the tube sealed, and looks like a small test tube. A layer or coating 23a of resistive material, such as tantalum or graphite, lines the inner face of the tube and is in electrical contact with the electrode wire 17 which preferably enters the tube and s'. stop near the top edge of the diaper or. coating.
The wall thickness of both types of enclosures, and any other variant, made of mica, glass or other dielectric, is preferably on the order of a few thousandths of an inch (hundredths of a mm), for example a
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to five thousandths of an inch (0.025 to 0.125mm). With both types, too, the conductor layer is thin and characterized by a resistance of at least one hundred ohms per square unit. Such a coating has an ignition characteristic similar to that of the dielectric igniter, and is easily eaten away.
In the type shown in Figures 3 and 4, comprising a vacuum in the center of the enclosure, a suitable filling material 24 is added to prevent mercury, or other cathodic liquid capable of being reconstituted, from accumulating therein on entering through The end or through the piercings which may occur. An arbitrarily chosen filler material 24 may constitute loosely packed mica, but the invention is not limited to this material, other well known materials may be used. the same role.
The operation of the ignitor depends mainly on the capacity existing, by construction, between the cathode bath and the internal coating of the ignitor o If the wall of the chamber is pierced, the cathodic material short-circuit with the piercing coating, as a result, the ignitor continues to function due to the resistance of the coating. This is very thin and, under the effect of the intensity of the arc, it is quickly eaten away around the hole, but the very small space inside the enclosure, eaten away by erosion, prevents the cathode material to keep in contact with the coating beyond the gnawed crown, and the ignitor resumes functioning as a dielectric or capacitive ignitor.
The change from dielectric ignitor operation to resistive ignitor operation and vice-versa is done automatically without interrupting the ignition of the arc and without the attention or intervention of any operator. Since punctures are infrequent, igniter life is not significantly affected by slight erosion of the layer around the puncture point or around a build-up of punctures.
CLAIMS.
1. Ignitor for electrical devices with discharge in a vapor atmosphere, characterized in that it comprises a resistive inner conductor in a capacitive enclosure, the ignitor functioning normally as a dielectric ignitor, and as a resistive ignitor in the case of 'a piercing of the enclosure.