Dispositif à décharge électrique. La présente invention & e rapporte à un dispositif à décharge électrique du type com portant un bain de métal. comme cathode, en combinaison avec une tige d'ignition, -dispo sée dans ledit bain de métal.
Dans des dispositifs: dits "ignitrons" cons truits suivant le mode de construction anté rieur, l'ignition est effectuée en faisant pas ser un .courant à travers, une tige d'ignition qui fait contact avec un bain de mercure formant cathode, cette tige ayant une résis tance élevée en, comparaison de celle du bain de mercure. Le passage du .courant à travers la tige produit l'ionisation nécessaire pour provoquer l'ignition dans la région-limite entre la tige et 1e bain.
L'utilité de ces dis- positifs est fortement limitée par le fait que le potentiel et le courant requis pour l'igni tion sont relativement élevés. Cette condition est cependant préjudiciable non:
seulement à cause de la perte de puissance qu'elle im plique, mais aussi parce que l'équipement auxiliaire requis pour l'ignition ,est embar rassant et coûteux. Le but principal -de la présente invention est de créer un dispositif à décharge élec trique qui, pour l'ignition, demande un cou rant et un potentiel de puissance relativement faible.
Le dispositif à décharge électrique sui vant l'invention comporte, dans ce but, en combinaison .avec la tige d'ignition, disposée en contact avec ledit bain de métal., un corps auxiliaire disposé -dans, le voisinage de la tige d'ignition à une distance telle de celle-ci qu'un espace capillaire existe entre ladite tige d'ignition et ledit corps auxiliaire.
La présente invention se base sur 1a con sidération qu'un courant et un potentiel d'une certaine grandeur sont nécessaires, pour l'amorçage de la décharge en raison, de la -con figuration géométrique de la région dans la quelle l'ionisation d'amorçage est produite. La tige d'ignition n'est, dans les dispositifs connus jusqu'à présent, pas mouillée par le bain de mercure. Le ménisque du bain dans la région de l'élément -d'ignition est, par con séquent, réprimé à une profondeur d'environ 1 à 3 millimètres au-dessous de la surface du bain.
Les ions sont produits dans la région annulaire du ménisque et doivent passer à travers l'espace annulaire avant d'atteindre l'espace au-dessus de la surface du bain, oit ils seront efficaces pour produire l'ignition. Un certain nombre des ions sont rendus inef- fieaces en passant à. la surface en raison d'une neutralisation qui résulte de la colli sion avec le mercure ou l'élément d'ignition et l'ionisation initiale requise est élevée.
Le courant et le potentiel qui produisent l'ioni sation initiale doivent, par conséquent, être élevés de façon correspondante.
Dans beaucoup de cas. les éléments d'igni tion utilisés ont une résistance dont le coeffi cient de température est négatif. Comme l'élément d'ignition est refroidi, lorsqu'il est en contact avec le mercure, le refroidisse ment est efficace au-dessous du point de contact du ménisque. Dans la région du mé nisque, l'élément d'ignition n'est pas refroidi et la chaleur y développée n'est pas efficace ment transmise à la région environnante. Comme résultat de cet effet, la température de l'élément d'ignition dans la région du contact. avec le bain est. augmentée et sa ré- sistivité électrique est réduite.
Il en résulte une augmentation sensible dans le courant requis pour l'ignition et une perte de puis sance sensible.
Dans l'objet de la présente invention, la profondeur du ménisque entre la tige. d'igni tion et le bain de mercure est sensiblement réduite. Ce but peut être atteint en entou rant la tige d'ignition par un corps en une matière susceptible d'être mouillée par le bain. L'espacement entre la tige d'ignition et le corps d'entourage est si petit qu'il s'y exerce un effet capillaire sensible et que la surface du ménisque dans la région de la tige est sensiblement soulevée.
Conformé ment à la construction préférée de la pré sente invention, la tige d'ignition est encer clée par un anneau de molybdéne. La pré sente invention peut, évidemment, être réali sée, dans son aspect plus large, avec un corps ou anneau d'entourage en une autre matière mouillée par le bain. Dans e,_@rtains cis, l'en cerclement n'a, d'aill@4@ur=, pas besoin d'être complet: il peut y avoir un intervalle sen sible dans le corps d'entourage.
Finalement, on a trouvé qu'un corps en une matière qui n'est pas mouillée par le bain améliore, dans un.e certaine mesure. les conditions d'ignition et la présente invention peut ainsi, dans son aspect le plus 'large, être réalisée avec une tige d'ignition encer clée par un corps qui n'est pas mouillé par le bain.
L'amélioration des propriétés d'ignition est, dans ce cas, réalisée, dans les éléments d'ignition dits "à contact faible". Un pareil élément d'ignition st à peine plongé dans le bain de mercure, c'est-à-dire sur une distance de l'ordre d'un millimètre ou moins. et exige un faible courant d'amorçage, parce que la surface d'engagement de l'électrode et du bain est petite.
On rencontre ordinairement des difficultés en employant une électrode contact faible", parce que les ondes dans la surface du bain ou dans le renforcement de la surface par évaporation ont une ten dance à rompre entièrement le contact entre le bain et l'élément. d'ignition.
Lorsqu'on em ploie un corps non mouillé formant une es pace capillaire autour de l'élément d'ignition, la surface en dehors du corps peut être à une hauteur sensible, disons 3 ou 4 mm, au- dessus de l'extrémité de l'élément d'ignition, pendant que la surface dans l'espace capil laire ne s'étend qu'à 1 mm ou in-oins au- dessus de ladite extrémité.
A mesure que la surface du côté extérieur tombe, la surface dans l'espace. capillaire tombe légèrement, mais le contact reste parce que le mercure n e peut pas se retirer entièrement de l'espace capillaire aussi longtemps que la tige et son corps d'encerclement sont à un niveau infé rieur à la surface du mercure situé à l'exté rieur.
Il est à remarquer que dans ce cas la dis tance, à travers laquelle 'les ions produits par l'élément d'ignition se meuvent pour pro duire l'ignition, est petite en raison du faible contact. L'augmentation de la température en raison de la réduction du refroidissement peut être un peu plus grande, mais ceci n'a pas d'importance, attendu qu'une matière à basse résistivité peut être utilisée avec un amorceur à faible contact. Comme amorceur à, faible contact on peut utiliser du carbure de bore et du carbure de silicium. Cependant, une matière à résistivité plus basse, telle que du tungstène, peut. aussi fonctionner propre ment.
Le dessin ci-annexé représente, à titre d'exemple, une forme d'exécution de l'objet de l'invention.
La fig. 1 en est une vue en coupe; La fig. 2 est une vue à plus grande échelle de la région d'ignition qui illustre la base théorique de la présente invention.
Le dispositif montré dans le dessin an nexé comprend une enveloppe ou enceinte cy lindrique à double paroi S pourvue des con duites d'entrée et de sortie usuelles 5 et 7, à travers lesquelles circulent un liquide de refroidissement, tel que de l'eau. L'enveloppe ou enceinte peut se composer d'une matière métallique appropriée telle que (le l'acier. Prés de son extrémité supérieure un anneau métallique 9 est soudé à 1a paroi intérieure Il de l'enveloppe ou enceinte .et un chapeau composite I3. -est soudé à la surface intérieure de l'anneau.
La, jante du chapeau forme, à sa jonction avec l'anneau 9, une paroi 15 en un alliage qui peut facilement être usiné et qui se rejoint encore à une matière isolante telle que du verre. On emploie avec avantage un alliage de fer-nickel-cobalt dans ce but. Une bague 1,7 en verre est scellée à la paroi d'allia-e 15 et une paroi en forme de cuvette renversée. 19 en cet alliage est scellée au bord supérieur de la bague 17 en verre.
Une tige 21 en matière conductrice appropriée s'étend à travers 1e centre de la cuvette renversée 19 à l'intérieur de la carcasse 13 -et porte à son extrémité intérieure un bloc 23 en une ma tière telle que du nickel -ou du carbone, des tiné à fonctionner comme anode.
Près de l'extrémité inférieure de l'en ceinte 3, un disque 25 est soudé à la paroi intérieure 11 de celle-ci. D'un côté du centre, 1e disque est pourvu d'un manchon 27 en l'alliage précité à travers lequ-61 passe un tube d'évacuation en verre 29. De l'autre coi é, un autre manchon en l'alliage précité 3.1 est prévu dans le .disque 2.5, et dans ce manchon est ajustée une douille en verre 33. A travers cette douille passe, scellée, une tige en l'al liage précité 35, qui est recourbée à angle droit à l'intérieur de l'enceinte 3.
A sa bran che horizontale, 1a tige 3,5 -est encore une fois recourbée à angle droit et pourvue d'un bout en forme de coupe renversée 37, auquel est fixée une barre 39 en une matière telle que du carbure de bore ou du carbure de sili cium.
La tige 39 est, à son extrémité inférieure, munie d'une tête en verre 41 ou de toute autre matière appropriée. Un fil métallique 43 (fig. 2) coudé en forme d'une épingle à cheveux est scellé au sein de ladite tête en verre et est soudé, près de ,ses extrémités et de ses branches, à un fil métallique 45 en forme de<B>U.</B> Un anneau en molybdène 47 est soudé aux extrémités supérieures du fil métallique en forma de<B>U</B> 45.
Ledit fil 45 et ledit fiL en forme d'épingle à cheveux 43 ont une dimension telle que la distance entre la surface intérieure de l'anneau en molyb- dène 47 et la tige 39 est d'environ 0,3 à. 3 millimètres.
Un bain de mercure formant la cathode 49 s'étend sur le disque 2 5. La profondeur du bain de mercure -est telle que le bord infé rieur de l'anneau en molybdène 47 plonge dans le mercure. Grâce à la tension superfi- ci,elle -du mercure, il se forme une colonne ca pillaire 51 qui s'élève à l'intérieur de l'an neau en moqybdène 47, .de façon à dépasser en hauteur la surface du mercure à l'exté rieur de l'anneau.
En raison de la relation qui existe entre la pression au-dessus de la surface de mercure à l'intérieur de l'anneau et la pression au-dessus de 4.a -surface du mer cure à l'extérieur -de l'anneau, le ménisque 53 du mercure dans la région -de contact avec la tige 3,9 est sensiblement plus élevé qu'il ne le serait en absence dudit anneau. Afin que la portion active de la surface du bain soit aussi dégagée que possible, il est préférable que la hauteur de l'anneau 47 aus-dessus de la surface du mercure ne soit pas plus grande que la. hauteur de 'la colonne capillaire cor respondant à l'espacement entre la tige 3i9 et l'anneau.
Cette situation est illustrée clans la fig. \?. Comme le mercure. 51 à l'intérieur de l'an neau 47 se trouve à un niveau sensiblement plus élevé que le mercure à l'extérieur de l'anneau, la pression interne au sein du mer cure juste au-dessous de la surface 53, à l'in térieur de l'anneau est. inférieure à la pres sion dans la vapeur qui existe exactement au- dessus de la surface du mercure à l'intérieur de l'anneau.
Dans de pareilles circonstances la surface 53 du liquide vers la vapeur doit être en tout point concave. Le ménisque 53 a donc plutôt @la forme représentée en traits pleins 53 dans la fig. \? que la forme légère ment convexe représentée en lignes inter rompues 5,5.