Condensateur à tubes. La présente invention a pour objet un condensateur du genre de ceux dont le -diélec trique, par exemple du verre, est en forme de tube, et dont les armatures, à l'intérieur et à l'extérieur du tube, peuvent être constituées soit par des couches conduc trices, soit par un liquide conducteur.
Des condensateurs de ce genre sont .exposés à -de fréquents percements du diélectrique, par suite de la concentration des lignes de force du champ électrostatique à l'endroit où viennent s'arrêter les armatures; la présente invention a pour objet un condensateur per mettant d'éviter cette concentration des lignes de force.
Tans le condensateur suivant l'invention, les tubes sont entourés par des anneaux con ducteurs, en forme d'entonnoir qui se rap prochent des tubes à leur partie inférieure et s'évasent à leur partie supérieure, en vue d'éviter la concentration des lignes de force à l'extrémité des armatures.
Des formes d'exécution de l'objet de l'in vention sont représentées, à titre d'exemple, au dessin annexé, clans lequel: Les fig. 1 à 4 représentent partiellement plusieurs formes d'exécution de ce condensa teur, le fragment en question' étant repré senté en coupe longitudinale; La fig. 5 montre un détail en plan et élé vation latérale; La fig. 6 montrant une forme d'exécution ultérieure en coupe verticale.
Dans toutes les figures du dessin a re présente le diélectrique en forme de tube, b les armatures lorsqu'elles sont formées par un liquide conducteur, b' lorsqu'elles sont constituées par une couche conductrice; c est un anneau conducteur, en forme d'entonnoir, dont le rôle est expliqué plus loin, et<I>d</I> et<I>d'</I> sont des diélectriques entourant le tube Toutes ces figures s'appliquent indifférem ment au cas où les armatures sont formées par des couches conductrices, et au cas où elles sont constituées par un liquide conduc teur; dans le premier cas, il suffit que l'an neau conducteur c soit relié électriquement à l'armature extérieure, cette connexion étant faite d'elle-même dans le deuxième cas par le liquide conducteur.
Lors de l'emploi d'un liquide conducteur, à. l'intérieur du tube, ce liquide peut être réuni à l'extrémité supé rieure du tube par une couche conductrice (fig. 6).
La. concentration des lignes de force et les percements du diélectrique qui en résul tent sont évités par la présence de. l'a.nneau conducteur c, qui entoure le tube; cet an neau se rapproche du tube dans sa partie in féricure et s'évase à sa partie supérieure.
On peut, comme dans les fig. l et ?, rem plir l'espace créé de cette façon entre l'an neau et le tube par un liquide isolant ayant une rigidité diélectrique supérieure à, celle de l'air;
au niveau supérieur- de ce liquide la contrante électrostatique, à laquelle l'air est soumis, est alors considérablement plus faible que celle qui existerait à. l'extrémité supé rieure de la couche conductrice si cette extré mité était en contact direct avec le tube. On peut maintenir une certaine distance entre la partie inférieure de l'anneau c et le tube a (fig. 2) afin que le liquide isolant d puisse supporter la contrainte à. laquelle il est ex posé.
Dans ce même but également, on peut verser, dans le cas de la. fig. 1, une petite couche d'un conducteur liquide (du mercure par exemple) dans l'angle formé par l'an neau c et le tube a., et recouvrir cette couche par un liquide isolant.
Le tube conducteur f remplit, à l'inté rieur .du tube, le même rôle que l'anneau c à l'extérieur; il aide à diminuer l'intensité du champ électrostatique (fig. 2).
Il peut arriver, lorsque l'on veut soumet tre des condensateurs de ce genre à des ten sions élevées, qu'un champ éle^.t.rostatique suffisamment intense existe dans l'angle e (fig. 1 et 2) pour que -des effluves soient à craindre. Dans ce cas il est préférable d'em ployer les dispositions des fig. 3 et 4, dans lesquelles le diélectrique d surmonte l'an neau c, pour atteindre une région de la. paroi extérieure du tube où l'intensité du champ électrostatique est très faible.
La généra trice du corps de rotation formé par d peut ainsi suivre la ligne en traits pleins de la fig. 3, ou encore la, ligne en pointillé. Le cas idéal est celui où cette génératrice suit exac- tement le trajet d'une ligne de force. La. dis position de la. fig. 4 diffère de celle de la fig. 3 en ce sens que le diélectrique est formé par deux parties (d et<I>d';</I> cette dernière pou vant être un liquide, ce qui facilite le mon- ta"e <B>du</B> tube.
Dans une variante de la di position de la fig. 4, le diélectrique d ne plonge pas d'ans le liquide conducteur b, mais laisse une cavité entre l'anneau c et le tube a, cavité qui est remplie par le liquide isolant d'. On a. intérêt dans ce cas de choi sir ce dernier liquide avec une constante diélectrique voisine de celle de la. ma iière du tube, et la constante diélectri que de l'isolant d aussi voisine que possible- .de celle de l'air, les rigidités diélec triques de:
, deux isolants d et<I>d'</I> étant aussi élevées que possible. On peut aussi consti tuer un ensemble formé par plus de deux diélectriques.
Les anneaux c peuvent être emboutis dans une plaque métallique tel que le repré sente la fi-. 5.
Dans la fi-. . F, on a représenté un ensem ble d'un condensateur de ce genre; le liquide conducteur b, extérieur aux, tubes, est con tenu dans un récipient<I>la.</I> Les électrodes l,- peuvent être réunies entre elles par une pla que conductrice g, ce qui évite les concentra tions de ligne de force à l'extrémité supé rieure des- tubes et aide à. uniformiser le champ. Cette plaque forme un des pôles de l'ensemble.
Tube capacitor. The present invention relates to a capacitor of the type of those whose dielectric, for example glass, is in the form of a tube, and whose reinforcements, inside and outside the tube, can be made either by conducting layers or by a conducting liquid.
Capacitors of this kind are exposed to frequent piercing of the dielectric, as a result of the concentration of the lines of force of the electrostatic field at the point where the armatures stop; The present invention relates to a capacitor making it possible to avoid this concentration of the lines of force.
Tans the condenser according to the invention, the tubes are surrounded by conductive rings, in the form of a funnel which approach the tubes at their lower part and widen at their upper part, in order to avoid the concentration of lines of force at the end of the reinforcements.
Embodiments of the object of the invention are shown, by way of example, in the accompanying drawing, in which: FIGS. 1 to 4 partially show several embodiments of this capacitor, the fragment in question 'being shown in longitudinal section; Fig. 5 shows a detail in plan and side elevation; Fig. 6 showing a subsequent embodiment in vertical section.
In all the figures of the drawing a re shows the dielectric in the form of a tube, b the reinforcements when they are formed by a conductive liquid, b 'when they are formed by a conductive layer; it is a conductive ring, in the shape of a funnel, the role of which is explained later, and <I> d </I> and <I> d '</I> are dielectrics surrounding the tube All these figures are apply indifferently to the case where the reinforcements are formed by conductive layers, and in the case where they are formed by a conductive liquid; in the first case, it suffices for the conductive ring c to be electrically connected to the outer frame, this connection being made by itself in the second case by the conductive liquid.
When using a conductive liquid, to. inside the tube, this liquid can be joined to the upper end of the tube by a conductive layer (fig. 6).
The concentration of the lines of force and the perforations of the dielectric which result therefrom are avoided by the presence of. the conductive ring c, which surrounds the tube; this ring approaches the tube in its lower part and flares out at its upper part.
It is possible, as in fig. 1 and?, fill the space created in this way between the ring and the tube with an insulating liquid having a dielectric strength greater than that of air;
at the upper level of this liquid the electrostatic contrante, to which the air is subjected, is then considerably weaker than that which would exist at. the upper end of the conductive layer if this end was in direct contact with the tube. A certain distance can be maintained between the lower part of the ring c and the tube a (fig. 2) so that the insulating liquid d can withstand the stress at. which it is exposed.
Also for this same purpose, in the case of the. fig. 1, a small layer of a liquid conductor (mercury, for example) in the angle formed by the ring c and the tube a., And cover this layer with an insulating liquid.
The conductive tube f fulfills, inside the tube, the same role as the ring c outside; it helps to reduce the intensity of the electrostatic field (fig. 2).
It may happen, when it is desired to subject capacitors of this kind to high voltages, that a sufficiently intense electronic static field exists in the angle e (fig. 1 and 2) so that - odors are to be feared. In this case it is preferable to use the provisions of fig. 3 and 4, in which the dielectric d overcomes the ring c, to reach a region of the. outer wall of the tube where the intensity of the electrostatic field is very low.
The generator of the rotation body formed by d can thus follow the solid line of FIG. 3, or the dotted line. The ideal case is when this generator follows exactly the path of a line of force. The. Dis position of the. fig. 4 differs from that of FIG. 3 in the sense that the dielectric is formed by two parts (d and <I> d '; </I> the latter being able to be a liquid, which facilitates the mounting <B> of </B> tube.
In a variant of the di position of FIG. 4, the dielectric d does not immerse in the conductive liquid b, but leaves a cavity between the ring c and the tube a, which cavity is filled with the insulating liquid d '. We have. interest in this case to choose the latter liquid with a dielectric constant close to that of the. material of the tube, and the dielectric constant of the insulator d as close as possible to that of air, the dielectric rigidities of:
, two insulators d and <I> d '</I> being as high as possible. It is also possible to constitute an assembly formed by more than two dielectrics.
The rings c can be stamped in a metal plate as shown in the fi-. 5.
In the fi-. . F, a set of such a capacitor has been shown; the conductive liquid b, outside the tubes, is contained in a container <I> la. </I> The electrodes l, - can be joined together by a conductive plate g, which avoids line concentrations force at the top end of the tubes and help. standardize the field. This plate forms one of the poles of the whole.