Dispositif électrique<B>à</B> décharge d'arc. La présente invention se rapporte<B>à</B> un dispositif électrique<B>à</B> décharge d'arc, notam ment pour tension et fréquence élevées, com portant une cathode liquide et une électrode d'allumage qui s'étend<B>à</B> travers cette cathode et qui est susceptible d'amorcer une nouvelle tache cathodique lors de chaque cycle du cou rant et une enveloppe dont une partie est une paroi en matière isolante disposée entre la cathode et l'anode.
Le dispositif suivant l'invention est carac térisé par un écran en matière isolante qui présente un bord dirigé vers le bas et qui est disposé au-dessus de l'électrode d'allumage, de façon que ledit bord soit situé dans un plan parallèle<B>à</B> la surface de la cathode,<B>à</B> une dis tance suffisamment petite de celle-ci pour que cet écran empêche que des éclaboussures de matière de cathode, partant du point où l'élec trode d'allumage fait saillie<B>à</B> la surface de la cathode, puissent se déposer sur ladite pa roi isolante de l'enveloppe.
Une forme d'exécution de l'objet de l'in vention est représentée,<B>à</B> titre d'exemple, au dessin annexé, dans lequel: La fig. <B>1</B> est une vue en élévation du dispositif.
La fig. 2 en montre,<B>à</B> plus grande échelle, une coupe axiale longitudinale.
La fig. <B>3</B> est une coupe transversale sui vant la ligne III-III de la fig. 2.
Le chiffre de référence<B>10</B> désigne une cu vette de cathode métallique formant le fond du dispositif et li une cuvette similaire ren versée formant l'anode près du sommet du dispositif. Les cavités de ces cuvettes se font donc face. Ces cuvettes sont, de préférence, en un alliage nick-el-cobalt-fer vendu sous le nom de Kovar . Les bords des cuvettes sont en castrés de façon étanche dans les extrémités opposées d'un corps isolant cylindrique, 12 en verre, situé entre les deux cuvettes et for mant avec elles une chambre étanche<B>13</B> dans laquelle on fait le vide.
De préférence, le corps 12 est établi en un verre au borosilicate pour obtenir un joint permanent avec les cu vettes sans risque de rupture ou de manque d'étanchéité.
Les deux cuvettes présentent des cols éti rés formant des goulots creux<B>15,</B> 14 faisant saillie vers l'extérieur. Le goulot<B>15</B> de la cu vette qupérieure ou anode<B>11</B> constitue un orifice d'évacuation pour l'air, orifice qui est finalement obturé par un bouchon<B>16</B> égale ment en verre au borosilicate.
La cuvette cathodique<B>10</B> comporte une électrode d'amorçage dirigée vers le haut et passant axialement dans le goulot 14 de la cuvette inférieure<B>10.</B> Comme représenté au dessin, le goulot 14 est disposé au centre de la cuvette<B>10,</B> de faeon que l'axe de l'électrode d'amorçage coïncide avec l'axe de la chambre et, soit ainsi équidistant dans toutes les direc tions radiales par rapport<B>à</B> la paroi latérale de la cuvette<B>10.</B> La cuvette cathodique<B>10</B> contient un bain de mercure<B>18.</B> L'électrode<B>17</B> est constituée par un fil ou une tige d'un métal approprié, par exemple du tungstène, fixée de façon étanche dans un bouchon en verre<B>19</B> fixé sur le goulot 14 de la cuvette cathodique.
Un revêtement de verre recouvre toute la partie du fil ou de la tige <B>17</B> située au-dessous da niveau du mercure et, <B>à</B> cet effet, un manchon de verre 20 prolonge vers le hautt le bouchon de verre<B>19.</B>
Un écran isolant 21 en forme, de capuchon en verre est fixé<B>à</B> l'extrémité supérieure du fil ou de la tige<B>17.</B> Ce capuchon a son bord dirigé vers le bas et est établi de préférence en forme de coupole creuse, afin de constituer une sur face susceptible de recevoir les éclaboussares de mercure partant de la tache cathodique et de ramener ce mercure par gravité vers le bain. Le bord inférieur du capuchon est dans un plan qui est parallèle<B>à</B> la surface du bain de mercure<B>18,</B> un petit interstice 22 étant laissé entre ce bord et la surface du mer- Cure.
La grandeur de l'interstice et la position du bord du capuchon par rapport au niveau de la surface du mercure, ainsi que la posi tion de l'interstice par rapport a-Li ménisque du mercure formé près de l'électrode et par rapport<B>à</B> la paroi exposée de la coupe catho dique<B>10,</B> sont importants pour un bon fonc tionnement du dispositif. La tache cathodique se produit en général au mécanisme ou près de celui-ci et le mercure éclaboussé par ce- ki-ci se propage presque rectilignement, bien que la gravité tende<B>à</B> le faire dévier vers le bas.
Pour cette raison, le capuchon est établi de façon<B>à</B> intercepter tout mercure éclaboussé dirigé vers le haut, au-dessus de la jonction du corps de verre avec la coupe cathodique <B>10.</B> Il est, en effet, préférable de disposer ce capuchon de façon que le mercure éclaboussé, passant en dehors du bord du capuchon, frappe la partie exposée de la coupe, catho dique bien au-dessous du bord inférieur du verre.
Autrement dit, une ligne imaginaire ayant son origine au ménisque près de lélec- trode d'amorçage et qui s'étend vers l'exté- rieutr de façon<B>à</B> être tangente<B>à</B> l'arête infé rieure du bord du capuchon, coupera la paroi d'enveloppe de la coupe cathodique dans sa partie située au-dessous de la partie en verre 12.
En considérant cette ligne imaginaire comme hypothénuse d'un triangle rectangle dont les deux autres eftés sont la ligne clé la surface du mercure et la hauteur du point d'intersection de la ligne avec la paroi laté rale, au-dessus du mercure, la hauteur exacte de l'interstice 22 existant entre le capuchon et le mercure, peut être calculée en résolvant une simple équation, le rayon du capuchon étant donné. Le capuchon est, de préférence, approximativement semi-sphérique et 'aussi petit que faire se peut pour remplir son but. en réduisant<B>à</B> un minimum toute déforma tion du champ électrique entre le bain catho dique et l'anode.
Dans la présente réalisation, le sommet du capuchon 21 ne dépasse pas sen siblement le bord supérieur de la coupe catho- dique <B>10.</B>
Il est désirable de maintenir le bain catho dique<B>à</B> une température aussi voisine que possible de la température ambiante et, en tout cas,<B>à</B> une température égale ou infé rieure<B>à</B> celle de la partie de verre 12 de l'en veloppe, laquelle doit avoir<B>à</B> son tour la tem pérature de l'anode ou -une température infé rieure. Comme exemple de moyens permettant d'atteindre ce but, on a représenté des ner vures<B>23</B> formant des saillies radiales sur l'ex térieur de la coupe cathodique. Toutefois, on pourrait aussi employer d'autres moyens de refroidissement ou de radiation.
Le tube suivant l'invention peut être amorcé au moyen de très faibles quantités d'énergie; il suffira de moins d'un milli ampère et d'une tension de un<B>à</B> deux mille volts, contrairement a-Li courant de plusieurs ampères exigé dans la forme normale d'allu- meux. En réalité, il ne passe, point de cou rant, mais un champ statique s'établit entre la tige recouverte d'un diélectrique et le bain de mercure, ce qui provoque la formation d'une petite tache cathodique sur le mercure tout près de l'électrode d'allumage, tache qui est suffisante pour permettre<B>à</B> l'arc de for mer un passage pour de grands courants avec une faible chute de tension dans le tube.
Il est important de constater que les dis positifs connus<B>à</B> bain cathodique de type analogue, tout en étant capables de conduire de grands courants, ne donnent pas satisfac tion lorsqu'on essaie de les faire fonctionner <B>à</B> de hautes tensions. Le dispositif décrit ci- dessus, au contraire, fonctionne d'une manière satisfaisante<B>à</B> une tension élevée et même avec des fréquences relativement élevées, en comparaison de ces dispositifs<B>à</B> bain catho diques actuels.
<B> </B> arc discharge electric device. The present invention relates <B> to </B> an electrical device <B> with </B> arc discharge, in particular for high voltage and frequency, comprising a liquid cathode and an ignition electrode which s 'extends <B> to </B> through this cathode and which is capable of initiating a new cathode spot during each cycle of the current and an envelope, part of which is a wall of insulating material disposed between the cathode and the anode.
The device according to the invention is charac terized by a screen of insulating material which has an edge directed downwards and which is arranged above the ignition electrode, so that said edge is situated in a parallel plane < B> at </B> the surface of the cathode, <B> at </B> a distance sufficiently small therefrom that this screen prevents spattering of cathode material from the point where the elec ignition trode protrudes <B> from </B> the surface of the cathode, can be deposited on said insulating pa king of the envelope.
An embodiment of the object of the invention is shown, <B> to </B> by way of example, in the accompanying drawing, in which: FIG. <B> 1 </B> is an elevational view of the device.
Fig. 2 shown, <B> on a </B> larger scale, a longitudinal axial section.
Fig. <B> 3 </B> is a cross section taken along line III-III of fig. 2.
Reference numeral <B> 10 </B> denotes a metal cathode bowl forming the bottom of the device and a similar upturned bowl forming the anode near the top of the device. The cavities of these cuvettes therefore face each other. These cuvettes are preferably made of a nickel-el-cobalt-iron alloy sold under the name Kovar. The edges of the cuvettes are castrated in a sealed manner in the opposite ends of a cylindrical insulating body, 12 made of glass, located between the two cuvettes and forming with them a sealed chamber <B> 13 </B> in which one makes the void.
Preferably, the body 12 is made of a borosilicate glass to obtain a permanent seal with the cups without risk of breakage or lack of sealing.
The two cups have stretched necks forming hollow necks <B> 15, </B> 14 projecting outwards. The neck <B> 15 </B> of the upper tank or anode <B> 11 </B> constitutes an evacuation orifice for the air, which orifice is finally closed by a plug <B> 16 </ B> also in borosilicate glass.
The cathode cuvette <B> 10 </B> has an ignition electrode directed upwards and passing axially through the neck 14 of the lower cup <B> 10. </B> As shown in the drawing, the neck 14 is arranged in the center of the cuvette <B> 10, </B> in such a way that the axis of the starting electrode coincides with the axis of the chamber and is thus equidistant in all radial directions with respect to < B> at </B> the side wall of the cuvette <B> 10. </B> The cathode cuvette <B> 10 </B> contains a bath of mercury <B> 18. </B> The electrode <B> 17 </B> is formed by a wire or rod of a suitable metal, for example tungsten, tightly fixed in a glass stopper <B> 19 </B> fixed on the neck 14 of the cathode cuvette.
A glass coating covers the entire part of the wire or rod <B> 17 </B> located below the mercury level and, <B> to </B> this effect, a glass sleeve 20 extends towards the top the glass stopper <B> 19. </B>
An insulating screen 21 in the form of a glass cap is attached <B> to </B> the upper end of the wire or rod <B> 17. </B> This cap has its edge directed downwards and is preferably established in the form of a hollow dome, in order to constitute a surface capable of receiving the splashes of mercury from the cathode spot and of bringing this mercury by gravity towards the bath. The lower edge of the cap is in a plane which is parallel <B> to </B> the surface of the mercury bath <B> 18, </B> a small gap 22 being left between this edge and the sea surface. Priest.
The size of the gap and the position of the edge of the cap relative to the level of the mercury surface, as well as the position of the gap relative to a-Li meniscus of mercury formed near the electrode and relative to < B> to </B> the exposed wall of the cathodic section <B> 10, </B> are important for proper operation of the device. Cathodic stain usually occurs at or near the mechanism and the mercury splashed by it propagates almost straight, although gravity tends to <B> </B> deflect it downward.
For this reason, the cap is set so <B> to </B> intercept any spattered mercury directed upwards, above the junction of the body of glass with the cathode cup <B> 10. </B> It is, in fact, preferable to arrange this cap so that the splashed mercury, passing outside the edge of the cap, hits the exposed part of the cup, cathodic well below the lower edge of the glass.
In other words, an imaginary line originating at the meniscus near the starting electrode and which extends outward so <B> to </B> is tangent <B> to </B> the lower edge of the edge of the cap, will cut the envelope wall of the cathode cup in its part located below the glass part 12.
Considering this imaginary line as the hypothenuse of a right triangle, the other two of which are the key line the surface of the mercury and the height of the point of intersection of the line with the side wall, above the mercury, the height The exact gap 22 between the cap and the mercury can be calculated by solving a simple equation, given the radius of the cap. The cap is preferably approximately semi-spherical and as small as possible to fulfill its purpose. by reducing <B> to </B> a minimum any deformation of the electric field between the cathode bath and the anode.
In the present embodiment, the top of the cap 21 does not significantly exceed the upper edge of the cathode cup <B> 10. </B>
It is desirable to maintain the cathodic bath <B> at </B> a temperature as close as possible to the ambient temperature and, in any case, <B> at </B> a temperature equal to or lower than <B> to </B> that of the glass part 12 of the casing, which must in turn have the temperature of the anode or -a lower temperature. As an example of means making it possible to achieve this aim, there is shown ribs <B> 23 </B> forming radial projections on the outside of the cathode section. However, other means of cooling or radiation could also be employed.
The tube according to the invention can be started by means of very small amounts of energy; less than a milliampere and a voltage of one to two thousand volts will suffice, unlike a-Li current of several amperes required in the normal form of igniters. In reality, no current is passing, but a static field is established between the rod covered with a dielectric and the mercury bath, which causes the formation of a small cathode spot on the mercury very close to the ignition electrode, a spot which is sufficient to allow the <B> to </B> the forcing arc a passage for large currents with a low voltage drop in the tube.
It is important to note that the known <B> cathode bath </B> devices of similar type, while being able to conduct large currents, do not give satisfaction when trying to make them work <B> at </B> high voltages. The device described above, on the contrary, operates satisfactorily <B> at </B> a high voltage and even with relatively high frequencies, in comparison with these <B> to </B> catho bath devices. current diques.