Machine électrostatique à influence pour la production d'énergie électrique à très haute tension continue. Pour la production de très hautes ten sions continues, de plusieurs centaines ou milliers de kilovolts, on a fait appel jusqu'à présent. à des redresseurs à kénotrons ou à des machines électrostatiques à transporteurs isolants du type dit. à courroies , fonction nant dans un gaz sous pression. Les premiers sont extrêmement encombrants et. coûteux, les seconds ont un débit très limité.
En effet, si la puissance d'une machine électrostatique parfaite croît comme le carré de la rigidité diélectrique du milieu fluide, c'est parce que la tension et. le courant maxima qu'elle peut produire sont proportionnels à cette rigidité. Il n'en ast, pas ainsi dans les machines à trans porteurs isolants. L'augmentation de la rigi dité a bien un effet important. sur la densité électrique reque par le transporteur, et. par suite sur l'intensité. Mais cet. effet est bien inférieur à ce que prévoit. la théorie.
L'adhé rence des char-es sur les transporteurs n'est pas suffisante, et pour une densité de charges élevée, il se produit, facilement. des décharges rampantes par glissement de l'électricité, phénomène qui n'eüt pas contrarié par l'aug- nrentat.ion de la rigidité du milieu. L'augmen tation de la tension favorise particulière ment le glissement de l'électricité, de telle sorte que tension et. intensité ne sauraient croître ensemble proportionnellement. à la rigidité comme le voudrait la théorie.
Les ma chines à transporteurs isolants qui sont ca- pables de produire des tensions très élevées, semblent donc, dans la technique actuelle, incapables de puissances spécifiques considé rables.
Au contraire, la force qui s'exerce par unité de surface d'un transporteur conduc teur électrisé peut être rendue exactement proportionnelle au carré du champ électrique. On a pu ainsi réaliser une multiplication considérable de la puissance fournie par les machines à transporteurs conducteurs. Mais les tensions maxima que peuvent produire ces machines sont très inférieures à celles que permettent d'atteindre les machines à cour roie.
On a tout d'abord songé à associer pure ment et simplement. en série des machines génératrices à transporteurs conducteurs, ca pables d'un débit important, en les entraî nant au moyen d'un dispositif mécanique commun, ou encore par des moteurs élec triques individuels alimentés par la même source d'énergie. L'expérience montre qu'un tel montage, où chaque machine possède son propre circuit d'excitation indépendant, ne fonctionne pas.
La présente invention qui surmonte cette difficulté a pour objet une machine électrosta tique à influence pour la production d'éner gie électrique à très haute tension continue, comprenant également plusieurs unités géné ratrices constituées chacune d'un rotor com- prenant au moins un transporteur conducteur et d'un stator comprenant au moins un induc teur.
Cette machine est caractérisée par le tait que les transporteurs sont reliés à des secteurs conducteurs coopérant avec des ba lais fixes, respectivement reliés à. un pôle d'entrée et à un pôle de sortie de l'unité considérée, le pôle de sortie d'une unité étant relié au pôle d'entrée de l'unité suivante, le pôle d'entrée de la première unité et le pôle de sortie de la dernière unité constituant les bornes haute tension de la machine, la pre mière unité étant disposée pour être excitée par une source indépendante de potentiel, tandis que la ou les autres unités sont .dispo sées pour être excitées par au moins l'une des autres unités de la machine.
On peut, par exemple, faire en sorte que le ou les inducteurs d'une unité soient reliés au pôle d'entrée de l'unité qui la précède, ou bien relier les inducteurs des unités succes sives à des points successifs d'un diviseur de tension branché aux bornes haute tension de la machine de telle façon que les potentiels des inducteurs des diverses unités soient régu lièrement échelonnés entre les potentiels des- dites bornes.
Des exemples de réalisation de l'invention sont décrits ci-après avec référence aux des sins annexés, dans lesquels: Fig. 1 est. un schéma de montage d'un pré rider exemple de réalisation de la machine conforme à l'invention; fig. 2 est un schéma. analogue d'une va riante; fig. 3 est un diagramme représentant. la tension fournie respectivement. par les diffé rentes unités d'une machine telle que celles représentées aux fig. 1 et 2, en fonction de la. résistance du circuit dans lequel débite la dite machine;
fig. 4 est un schéma de montage d'une autre variante de réalisation de la machine conforme à l'invention; fig. 5 est un diagramme analogue à celui de fig 3 et relatif à la machine schématisée à.
la. fig. 4; fig. 6 est une vue, en élévation, de la cons truction d'un autre exemple de réalisation de la machine conforme à l'invention, L'enveloppe externe de cette machine étant supposée par tiellement enlevée; fi-. 7 et 7a sont des vues fras"yrnentées, en coupe verticale et. à phis grande échelle, de la machine représentée à la. fig. 6; fig. 8 et 9 sont des vues en coupe respec tivement en élévation de deux variantes de la construction selon les fig. 6, 7 et 7ca.
Dans les schémas des fig. 1, ? et 4, les unités génératrices d'une même machine ont été, pour plus de clarté, représentées côte à côte alors que, dans la réalité, la solution pré férable consiste à monter tous les rotors bout à bout sur un même arbre, les stators étant disposés de Tacon correspondante.
Dans chacun de ces schémas, qui sont rela tifs à des machines comportant quatre unités, on a désigné par l'es mêmes références les organes correspondants des diverses unités, en les affectant des indices a. pour la seconde unité, b pour la. troisième et c pour la. qua trième. Les mêmes références ont également été affectées aux mêmes organes dans les fi-.<B>1,</B> \_' et 4-, avec un accent (') pour la fi--. 2 et un double accent (") pour la fig,. 4.
Telle qu'elle est représentée aux fia. 1, 2 et 4 la machine comporte quatre -unités com prenant chacune un rotor constitué par un noyau cylindrique isolant. 1 calé sur un arbre commun à toutes les unités, ledit noyau por tant. deux transporteurs 3 ,et 4 formés par des segments de .cylindre épais en matière eori- ductrice. Les transporteurs 3 et 4 sont reliés électriquement à des secteurs de contact 5 et 6 qui coopèrent. avec des balais fixes 7 et. 8.
Avec le rotor de chaque unité coopère un sta tor constitué par un inducteur 9 et. un écran 10, formés ï'un et l'antre par des segments cylindriques conducteurs épais, Chaque unité ainsi constituée est en outre entourée d'un écran protecteur 17. formé par une enveloppe cylindrique métallique continue. L'ensemble de la machine est enfermé dans une enveloppe conductrice étanehe, non représentée, permet tant de faire fonctionner les unités dans un fluide à rigidité électrique élevée tel qu'un gaz sous forte pression, cette enveloppe cons tituant la masse de la machine.
lia position angulaire des balais 7 et 8 et l'étendue angulaire des secteurs 5 et. 6 sont. telles que, lors de la rotation des rotors, le contact entre un secteur et. Lin balai 7 s'éta- blisse lorsque le transporteur correspondant audit secteur est déjà partiellement engagé en regard d'un inducteur 9 et se rompe au moment où ledit.
transporteur commence à dé- passer ledit inducteur, et pour que le contact entre un secteur et Lin balai 8 s'établisse lors- (lue le transporteur correspondant est déjù. partiellement engagé en regard d'un écran 10 ct. se rompe au moment, où ledit transporteur cornurence à dépasser ledit inducteur.
Ces po sition et. étend-Lie sont déterminées de façon précise pour que le contact avec un balai 7 ou 8 s'établisse au moment où la différence de potentiel entre le transporteur et. le balai considérés est. aussi voisine que possible de zéro, la position des balais pouvant, d'ailleurs être rendue réglable pour obtenir les meil leures conditions d'établissement des contacts et d'adaptation à la charge.
Le balai 8 de la. première unité génératrice est relié au balai 7a de la seconde, le balai 8a de cette dernière au balai 7b de la troisième et le balai 8b de cette dernière au balai 7c de la quatrième unité.
Le balai 7 de la. première unité de chaque machine représentée est. relié à la. masse di- reet:enrent ou indirectement comme il est. ex posé ci-après, tandis que le balai 8c de la qua trième unité est. relié à une borne 12 de la machine, l'autre borne 13 étant à la masse.
Les écrans protecteurs 1.1 de chaque unité sont reliés au balai 7 de l'unité considérée. Dans l'exemple représenté à la. fig. 1, le balai 7 de la. première unité est relié directe ment à la masse. L'inducteur 9 de cette unité est relié au pôle négatif d'une source de cou rant 14 capable de porter cet inducteur au potentiel -Z' par rapport à la masse, à, la quelle est. relié l'autre pôle de ladite source. L'inducteur 9a de la deuxième unité est relié à la masse, l'inducteur 9b de la troisième unité au balai 8a de la seconde et l'inducteur 9c de la quatrième unité, au balai 8b de la troisième.
Lorsque l'arbre 2 est. entraîné en rotation, l'inducteur 9 de la première unité, porté au potentiel -Zl, induit successivement sur les transporteurs 3 et 4, de façon connue en elle-même, des charges électriques. A partir du moment où ils commencent à dépasser le dit inducteur, le potentiel des transporteurs croît de la valeur initiale 0 jusqu'à une va leur + L-. Lorsque les secteurs 5, 6 viennent en contact, avec le balai 8, les transporteurs correspondants se déchargent dans le circuit faisant suite à ce balai, la décharge étant fa cilitée, ainsi qu'il est connu, par la. présence de l'écran 10 au potentiel + U.
Le balai 7a de la. deuxième unité est ainsi porté au potentiel + t' et les transporteurs de la deuxième unité qui se trouvent sous l'in fluence de l'inducteur 9a au potentiel 0, sont portés progressivement au potentiel<B>+2F,</B> pour se décharger ensuite dans le circuit fai sant suite au balai Sa.
De même, le balai 8b de la troisième unité reçoit des transporteurs de cette dernière, influencés par l'inducteur 9b porté au potentiel<I>+</I> LT par la première unité, des charges au potentiel + 2 U et, finalement, la troisième unité fonctionnant de Tacon analogue, la. borne 12 se trouve portée ari potentiel 4T'.
On voit. que l'on peut ainsi disposer d'une tension aux bornes de 4U, sans que chaque unité ait eu à fournir une tension supérieure à IT. Chaque unité est excitée par la précé dente, ce qui réduit à un seul le nombre des appareils excitateurs indépendants nécessaires et assure une stabilité parfaite pour l'ensem ble, ce qui ne pourrait être le cas si les unités avaient été simplement associées par mise en série de leurs balais, avec une excitation indé pendante pour chaque unité.
En principe, la machine fonctionne quelles que soient les caractéristiques du .circuit exté rieur. Toutefois, il y a des conditions de fonc tionnement optima dont il ne faut pas s'écar ter excessivement. On conçoit qu'à l'optimum, toutes les unités doivent donner la même ten- Sion; comme cette tension est. en même temps tension d'excitation pour une autre unité, il faut. que toutes les unités aient la même. ten sion de débit et la même tension d'excitation. Cela suppose que chaque unité donne indivi duellement son optimum spécifique quand sa tension de débit est égale à sa tension d'exci tation.
Cette condition peut être sensiblement réalisée pour unités du type représenté qu'on peut considérer comme appartenant au genre Z'aepler. S'il n'en est. pas ainsi, il est facile d'y remédier dans le cas très fréquent où la tension d'excitation est phis petite que la tension de débit.
Si t% est la tension de débit, et -U/9 la tension d'excitation, on .dispose entre les balais de la première unité, par exemple, un diviseur de tension à. résistance et on réunit à l'inducteur de la deuxième unité le point du diviseur qui se trouve au potentiel U(1-1/O). On opère de même pour les autres unités. On peut. remplacer le divi seur à résistance par un balai auxiliaire dis posé avec le calage angulaire voulu entre les balais 7 et. â de chaque unité.
La. disposition de l'écran protecteur 11, qui, au lieu d'être réuni au balai 7, pourrait être réuni à tout autre point de la machine présentant un potentiel défini permet. d'éviter. l'influence parasite des capacités des organes de chaque unité avec la masse ou le sol, ou avec les autres unités. On empêche également ainsi la production de champs électriques in tenses dus aux différences :de potentiel éle vées qui règnent entre les diverses parties de la machine ou entre ces diverses parties et le sol. Les formes données à cet écran peuvent être adaptées, de façon connue, pour éviter tout risque de décharge à la masse ou au sol.
Dans l'exemple qui vient d'être décrit, la source indépendante d'excitation 14 ne débite pratiquement aucun courant, son rôle étant uniquement de maintenir l'inducteur 9 au potentiel -Z-T. On- peut également faire en sorte que la. tension aux bornes de cette source s'ajoute à celle de la série d'unités constituant la machine.
Dans ce cas, l'excita- trice doit fournir un débit égal à celui de la machine. C'est ce qui a été représenté' à la fi-. \? dans laquelle la source 11', constituée par exemple par une génératrice électrosta tique, de type connu en soi, capable. de four nir lin potentiel + U par rapport à la masse, est disposée avec son pôle au potentiel + U relié au balai 7'. de la première unité, tandis que son autre pôle est. mis à la masse.
L'inducteur 9' de la première unité est alors également mis à la masse, ce qui crée entre l'inducteur 9' et les transporteurs de la première unité, tant que les secteurs 5' et 6' sont. en contact avec le balai 7', la, différence de potentiel + U cherchée.
Les inducteurs 9'c1., 9'b et. 9'c des autres unités étant. respectivement reliés, comme dans le cas de la fig. 1, aux balais 7', <I>Ta</I> et<I>7'b,</I> les unités successives fournissent respectivement les potentiels + 2 Z', <B>+3U,</B> +4T! et +5U, la tension disponible entre les bornes 12' et 14 étant par conséquent 5 h, dans les conditions optima clé fonctionnement.
Quelle que soit la disposition adoptée pour l'excitation, la distribution des potentiels dans la série d'unités dépend, pour une ten sion d'excitation donnée, de la. résistance du circuit d'utilisation.. Si cette résistance a une certaine valeur optimum, que l'on appellera résistance caractéristique , par analogie avec la théorie des filtres, toutes les unités donnent. la, même tension l', et la, série donnera s'il y a. 7i. unités, compte tenu de la génératrice d'excitation extérieure dans le cas de la fig. 2.
Si la résistance est. inférieure ii, la résistance caractéristique, l'échelonne- ment. des potentiels est, modifié, les dernières unités produisent. une tension inférieure. à U; il peut même arriver que la tension s'inverse dans certaines unités. Si la résistance externe est supérieure à la valeur caractéristique. les dernières génératrices produisent au con traire une tension plus forte que les pre mières.
Les variations de la, distribution des po- i tent.iels sont représentées par le diagranrirre clé la- fig. 3, qui concerne une machine dis- posée comme il a été représenté à la fig. 2 et comportant cinq unités. Dans ce diagramme, les potentiels fournis à la sortie de chaque unité sont portés en ordonnées, tandis que le rang des unités, l'excitatrice étant assimilée à une unité de rang 0, est porté en abcisses.
La droite a représente l'échelonnement des po tentiels des balais 8 des unités de la série lorsque la résistance de charge est égale à la résistance caractéristique. La courbe B est relative à cet. échelonnement pour le cas d'une résistance de charge supérieure à cette résis tance caractéristique et. les courbes C et D sont relatives respectivement an cas d'une résistance de charge inférieure à la résis tance caractéristique et au cas du court-cir cuit.
Alors que, dans le cas de la, droite 11, l'échelonnement des potentiels est, linéaire, on voit que, dans le cas de la. courbe B, les der nières unités fournissent. une tension plus élevée que les premières. Pour une résistance de charge faible ou nulle (courbes<I>C et D),</I> la polarité des dernières machines est inver sée. On remarque d'ailleurs que l'échelonne ment est, pour les premières unités, presque invariable.
Cette propriété serait rigoureuse en l'absence de capacités parasites; on aurait alois une tension de débit. absolument fixe. de 5U pour l'avant-dernière unité et., dans la der nière, la tension sauterait de cette valeur à la tension déterminée par la résistance de charge et le courant débité. Cette circonstance est heureusement impossible, et les capacités parasitas évitent que la dernière unité puisse être ,soumise à des tensions aussi élevées, en cas de court-circuit par exemple. Néanmoins la dernière unité peut. toujours être soumise à une tension inverse importante, si la, série comprend beaucoup d'unités, dix par exem ple.
1.a machine décrite n'est donc vraiment bien utilisée que si la. résistance de charge est égale à la résistance caractéristique. Il est donc nécessaire de prendre certaines précau- tioiis et., notamment, dans le cas où la machine doit être utilisée en court-circuit, par exem ple pour charger des condensateurs, il est avantageux- de prévoir des éclateurs insérés entre les balais des dernières unités, afin de limiter la tension sous laquelle elles peuvent titre amenées à travailler et éviter ainsi d'at teindre des tensions anormalement élevées qui risqueraient d'entrainer des détériorations.
Lorsque, par suite du débit. dans une résistance de charge très inférieure à la résis tance caractéristique, la tension des dernières unités s'est inversée, une partie de l'énergie fournie par les premières machines est em- p1o#7ée à faire fonctionner les dernières en mo teur et est récupérée, mais une autre partie est dissipée en étincelles aux collecteurs ou entre transporteurs et inducteurs, et n'a pour effet que d'altérer les appareils.
Tous les inconvénients ci-dessus mention nés ont une importance pratique qui dépend beaucoup du cas particulier envisagé. Ces inconvénients sont d'autant plus gênants que les machines sont plus puissantes, les capa cités parasites sont plus faibles, le nombre des unités est plus grand et que le fonctionne ment envisagé oblige à travailler fréquem ment sur une résistance très différente de la résistance caractéristique, par exemple pour la charge de condensateurs.
Pour des machines de faible puissance, de l'ordre de 10 watts par exemple, on peut. envi sager sans grandes difficultés des séries de cinq et même dix unités. Au contraire, pour des machines de<B>1000</B> 0 watts par exemple, la marche en court-circuit, telle qu'elle se pro duit au début de la charge d'un condensateur risque d'être très dangereuse, même pour une série de cinq unités seulement.
Pour remédier à cet inconvénient, on peut utiliser un autre mode d'excitation des unités génératrices. Une machine comportant un tel mode d'excitation a été représentée à la fig. 4.
Dans cette machine, dans laquelle, comme dans le cas de la fig. 2, la source d'excitation :11" est reliée au balai 7" de la première unité, les inducteurs 9"cc, 9"b, 9"c sont con nectés en des points 15, 16 et 17 échelonnés sur un diviseur de tension à. résistance bran ché entre la borne 12" de la machine et la masse.
Les résistances 18 conatituan't ce divi seur sont toutes égales et calculées pour que, la borne 1.2 étant au potentiel -1- 5 h, les inducteurs 9"(x, 9"b, 9"c soient portés- res pectivement aux potentiels U, <I>2</I><B>U</B> et 317.
La fig. 5 est un diagramme représentant l'échelonnement des potentiels des balais 8" des diverses unités dans le cas d'un tel mon tage, les courbes<I>E,</I> r, <I>G, H</I> de ce diagramme correspondant respectivement aux courbes 11, <I>B, C, D</I> de la fig. 3. Pour la résistance carac téristique et au-dessus (courbes E et E) l'échelonnement est évidemment. le même, res pectivement presque le même que précédem ment. En revanche, pour les faibles résis tances de charge (courbes<I>G et H),</I> le résultat est. tout différent. L'échelonnement reste linéaire jusqu'à l'avant dernière unité. Pour la dernière seulement, le régime est. différent.
Toutefois, la. polarité de la tension de la der nière unité s'inverse rarement, et cette ten sion inversée n'excède pas Z' en court-circuit, quel que soit le nombre des unités de la série. La situation est donc bien plus favo rable que dans le montage précédent, quand les unités sont nombreuses et que la série doi, fonctionner sur une résistance de charge très différente de la caractéristique. En revanche, la. réalisation des diviseurs de tension, qui peuvent être des diviseurs à résistances ou à effluve, rend la construction de la machine phis onéreuse.
C'est pourquoi les deux modes d'excitation ont chacun leur intérêt, l'un étant plus simple et convenant. aux machines peu puissantes ou aux séries peu nombreuses, et l'autre phis compliqué et, favorable aux appareils puissants.
Dans la pratique, les machines dont on a décrit le montage et le fonctionnement sont de préférence réalisées de telle sorte que les unités se trouvent disposées verticalement les unes au-dessus des. autres, sous forme d'une colonne, la première unité, qui fonctionne sous des potentiels les plus bas, étant à la base de la colonne; en outre, tous les rotors sont calés sur un même arbre. Cette dispo sition facilite considérablement la solution des problèmes d'isolement.
Un exemple de réalisation pratique d'une machine ainsi disposée est représenté aux fig. 6, 7 et 7a. Dans ces figures, on a adopté, pour désigner les éléments constitutifs des di verses unités de la machine des chiffres de références identiques à. ceux utilisés aux fig. 1, 2 et 4, mais augmentés de 100. Cette machine comporte un socle 1 ?0 surmonté d'une pièce de base cylindrique 121 sur lequel est assu jettie de faon étanche; au moyen d'une bague de serrage 122 et d'un joint 123, l'enveloppe externe de la machine, constituée par un tube métallique 124.
Ce dernier est fermé à sa partie supérieure par un chapeau 125, ,serré sur ledit tube, de faon étanche, à l'aide d'une bague 126, avec interposition d'un joint 127. Le centre du chapeau 125 est traversé, de façon étanche, par une pièce isolante 128 munie d'un pereage axial 199 dans lequel passe une tige conductrice 130 terminée à sa partie supérieure par une boule 1.31. Le per çage 129 est obturé à ses deux extrémités par (les joints 132 et 133.
Dans la pièce de base 121 est disposée une valve, dont seul le loge ment 134 a été figuré, cette valve permettant de remplir l'enveloppe 12-1 d'un gaz sous pres sion élevée, par exemple de l'air sous une pression supérieure à 20 atmosphères.
A l'intérieur de l'enveloppe 124 et repo sant sur la pièce de base 121_ est disposé un moteur 135 servant à l'entraînement des unités génératrices, ce moteur étant. alimenté par un conducteur 136 qui traverse de façon étanche, en 137, la pièce de base 121. Au- dessus du moteur 135 est placée une plaque de séparation 138 sur laquelle reposent les unités 139, 1.39a... 1397z-1, 139n constituant la génératrice et disposées verticalement bout à bout.
L'arbre commun portant les rotors 101...1.01n des diverses unités est constitué par des tronçons d'arbre 102, 102a... reliés entre eux par des accouplements isolants 140. Le tronçon d'arbre 102 correspondant à la première unité est lui-même relié à l'arbre 141 du moteur par un accouplement isolant 142 identique aux accouplements 1-10.
Chaque unité 139, 1.39a... comporte un noyau de rotor isolant 102 portant des trans porteurs 103, 104. Chacun des transporteurs est relié électriquement à un segment conduc teur tel que 1.05, porté par le noyau isolant, l'ensemble de ces segments formant, polir une même unité, un collecteur qui coopère avec deux balais 107 et 108.
lie stator de chaque unité est constitué par un inducteur 109 et Lui écran 110, s'éten dant chacun sur un arc légèrement inférieur à 180". L'inducteur 1.09 et l'écran 110 sont supportés par deux flasques isolants 1.13 et 1-1-1, dans lesquels sont montés les balais 1.0? et 108 et. qui supportent également un écran protecteur 111 constitué par un cylindre mé tallique. Les flasques 143 et 144 sont percés axialement et comportent chacun un roule ment. à billes 145 supportant le tronçon d'ar bre 102 correspondant.
Les unités ainsi constituées sont empilées verticalement avec interposition d'une bague de jonction isolante telle que 146. La. pre mière unité repose sur la plaque de sépara tion 138 par l'intermédiaire d'une bague 147 engagée sur un manchon 148 centré par des cales 149. D'autre part, dans la partie supé rieure de l'écran protecteur 1_11.n de la der nière unité, qui est prolongé vers le haut, est engagé à frottement doux un couvercle isolant 150 percé axialement et qui s'enfile sur un appendice 1.51 de la pièce 128.
Un ressort hélicoïdal 152 s'appuie, d'une part., sous ce couvercle et, d'autre part, sur un disque annu laire 153 qui repose sur un épaulement. mé nagé dans l'enveloppe écran 11.1.n. Cette dis position permet de maintenir en place l'em pilage des unités en les serrant les unes contre les autres et contre le bâti du moteur 135 lors de la fixation du chapeau 125.
1)u point de vue des connexions électriques, la machine représentée est établie suivant. le schéma de la fig. 1. L'inducteur 109 est relié, par un conducteur 154 qui traverse la pièce de base 121, par un joint étanche 155,à une source d'excitation extérieure. L'écran protec teur 111 de la première unité est: relié à la masse, constituée par l'enveloppe 124 de la machine. Le balai 107 de chaque unité est relié, d'une part, à l'écran protecteur 111 de l'unité à laquelle il appartient, et, d'autre part, à l'inducteur 109 de l'unité suivante. Le balai 108 de chaque unité est relié, d'une part, à l'écran<B>110</B> de l'unité à laquelle il appartient. et, d'autre part, à l'écran protec teur 111. de l'unité suivante.
De cette façon, le balai 108 de chaque unité se trouve relié au balai 107 de l'unité suivante par l'inter médiaire de l'écran protecteur 111 de cette dernière. Quant, au balai 108n de la der nière unité, il est relié d'une part, comme il a été précédemment indiqué, et, d'autre part, à la tige 130 terminée par la boule 131 qui constitue l'une des bornes de la machine, ].'autre borne étant constituée par l'enveloppe 124 elle-même.
Une machine constituée comme il vient d'être décrit, comprenant quatre unités 139 et dont l'inducteur 109 de la première unité était relié à une source d'excitation capable de le porter à. un potentiel de 70 000 volts par rapport au sol a pu fournir une tension de 280 000 volts sous une intensité de 0,2 milli ampères, chaque unité fonctionnant sous une tension de 70 000 volts.
Dans de pareilles machines, pour des ten sions de sortie élevées, supérieures par exem ple à 200 kV, la traversée haute tension de vient difficle à réaliser du fait que ses pro portions s'augmentent considérablement et que cette dite traversée haute tension est de ce fait rendue fragile. Pour réaliser un isole ment suffisant, on est conduit à augmenter considérablement le diamètre de l'enveloppe métallique.
L'exemple de réalisation décrit ci-après a pour objet d'éviter ces inconvénients en pré voyant une machine électrostatique, munie d'une enveloppe en matière isolante, telle que par exemple celle connue sous la marque Haelvte . Une pareille construction permet un gain très appréciable de la hauteur et du diamètre de ces machines, tout en suppri mant la traversée haute tension, ce qui permet aLi chemin de fuite extérieur d'être égal à la longueur de l'enveloppe et, par suite, tou jours suffisant et automatiquement propor tionnel au nombre d'éléments générateurs em pilés. Une telle machine est représentée plus en détail aux fil-. 8 et 9.
Dans la machine illustrée â la fig. 8, on retrouve un socle 120 surmonté d'une pièce de base cylindrique 1?1 sur laquelle est assu jettie, de façon étanche a.11 moyen d'une bague de serrage 1.22 et d'un joint<B>123,</B> l'enveloppe externe de la machine constituée par un tube en matière isolante 124. Une enveloppe conductrice l31 entoure la partie inférieure de l'enveloppe isolante.
L'enveloppe 124 est. fermée à sa partie supérieure de façon identique à la partie inférieure par une bague de serrage 126 coopérant, avec un joint<B>1.27.</B> Un tel montage permet. de supprimer la pièce isolante munie d'un perçage axial dans lequel passe sine tige conductrice terminée à sa par tie supérieure par ali moins un balai 13l..
On voit à la fig. 8 que seuls subsistent deux tores eonducteurs l'un supérieur 131 et l'autre inférieur 131' qui constituent les bornes haute tension de la machine.
La fig. 9 représente une réalisation diffé rente, mais dans laquelle ladite enveloppe est composée de deux parties, une première partie métallique 124a comprenant le moteur et au moins le premier élément et une partie iso lante 124b renfermant l'ensemble des autre éléments.
Cette disposition a pour effet de faciliter le refroidissement du moteur et l'évacuation de la. chaleur vers l'extérieur. Le moteur d'en traînement ainsi qu'au moins le premier élé ment. générateur de la cascade qui se trouve encore à lin potentiel limité sont. montés à l'intérieur de l'enveloppe métallique bonne conductrice de la chaleur. La longueur de l'enveloppe isolante dont la conductibilité thermique est faible se trouve limitée de facon à: 1 contenir les éléments générateurs à. partir de celui dont le potentiel serait déjà incompatible avec la. proximité d'une enve loppe métallique; 2 d'avoir un chemin de fuite externe suf fisant pour maintenir la différence du poten tiel total sans risque de désamorçage et de décharge rampante le long du tube.
Dans la description qui précède, les ma chines ont. été représentées et décrites comme comportant des transporteurs et des 1ndu,-@- teurs constitués par des segments cylindriques. On conçoit que l'invention s'applique de la même façon à des machines dans lesquelles ces organes sont constitués par des segments de plateaux disposés clans un plan perpendi culaire à l'arbre de la machine, ou par des éléments en forme de barres disposées paral lèlement. ou perpendiculairement audit arbre.
Electrostatic influence machine for the production of electrical energy at very high direct voltage. For the production of very high continuous voltages, of several hundreds or thousands of kilovolts, it has hitherto been called upon. to kenotron rectifiers or to electrostatic machines with insulating conveyors of the said type. with belts, functioning in pressurized gas. The former are extremely bulky as well. expensive, the latter have a very limited flow.
Indeed, if the power of a perfect electrostatic machine increases as the square of the dielectric strength of the fluid medium, it is because the voltage and. the maximum current it can produce are proportional to this rigidity. This is not the case in machines with insulating conveyors. The increase in rigidity does indeed have an important effect. on the electric density required by the carrier, and. consequently on the intensity. But this. effect is much less than expected. the theory.
The adhesion of the tanks to the conveyors is not sufficient, and for a high density of loads, it occurs, easily. crawling discharges by sliding electricity, a phenomenon which was not thwarted by the increase in the rigidity of the medium. The increase in voltage particularly favors the slippage of electricity, so that voltage and. intensity cannot grow together proportionately. to rigidity as the theory would like.
Machines with insulating carriers, which are capable of producing very high voltages, therefore appear, in the present art, to be incapable of considerable specific powers.
On the contrary, the force exerted per unit area of an electrified conducting carrier can be made exactly proportional to the square of the electric field. It has thus been possible to achieve a considerable increase in the power supplied by machines with conductive conveyors. But the maximum tensions which these machines can produce are much lower than those which can be reached by belt machines.
First of all, we thought of associating pure and simple. in series, generating machines with conductive conveyors, capable of a high flow rate, by driving them by means of a common mechanical device, or else by individual electric motors supplied by the same energy source. Experience shows that such an arrangement, where each machine has its own independent excitation circuit, does not work.
The present invention which overcomes this difficulty relates to an electrostatic influence machine for the production of electric energy at very high direct voltage, also comprising several generator units each consisting of a rotor comprising at least one conductive conveyor. and a stator comprising at least one inductor.
This machine is characterized by the fact that the carriers are connected to conductive sectors cooperating with fixed bays, respectively connected to. an input pole and an output pole of the considered unit, the output pole of one unit being connected to the input pole of the next unit, the input pole of the first unit and the pole output of the last unit constituting the high voltage terminals of the machine, the first unit being arranged to be excited by an independent source of potential, while the other unit or units are available to be excited by at least the one of the other units of the machine.
One can, for example, make sure that the inductor (s) of a unit are connected to the input pole of the unit which precedes it, or else connect the inductors of successive units to successive points of a divider. voltage connected to the high voltage terminals of the machine in such a way that the potentials of the inductors of the various units are evenly scaled between the potentials of said terminals.
Examples of embodiments of the invention are described below with reference to the accompanying drawings, in which: FIG. 1 is. an assembly diagram of a pre-rider exemplary embodiment of the machine according to the invention; fig. 2 is a diagram. analogue of a laughing variant; fig. 3 is a representative diagram. the voltage supplied respectively. by the various units of a machine such as those shown in fig. 1 and 2, depending on the. resistance of the circuit in which the said machine delivers;
fig. 4 is an assembly diagram of another variant embodiment of the machine according to the invention; fig. 5 is a diagram similar to that of FIG 3 and relating to the machine shown diagrammatically.
the. fig. 4; fig. 6 is a view, in elevation, of the construction of another exemplary embodiment of the machine according to the invention, the outer casing of this machine being assumed to have been partially removed; fi-. 7 and 7a are fras "yrnentées views, in vertical section and on a large scale, of the machine shown in Fig. 6; Figs 8 and 9 are respectively sectional elevational views of two variants of the construction according to fig. 6, 7 and 7ca.
In the diagrams of fig. 1,? and 4, the generating units of the same machine have been, for greater clarity, shown side by side while, in reality, the preferable solution consists in mounting all the rotors end to end on the same shaft, the stators being disposed of corresponding Tacon.
In each of these diagrams, which relate to machines comprising four units, the corresponding components of the various units have been designated by the same references, by assigning them indices a. for the second unit, b for the. third and c for the. fourth. The same references have also been assigned to the same organs in fi-. <B> 1, </B> \ _ 'and 4-, with an accent (') for the fi--. 2 and a double accent (") for fig. 4.
As it is represented in the fia. 1, 2 and 4 the machine comprises four -units each comprising a rotor consisting of an insulating cylindrical core. 1 wedged on a shaft common to all the units, said core bearing. two conveyors 3, and 4 formed by thick cylinder segments of eori- ductive material. The carriers 3 and 4 are electrically connected to contact sectors 5 and 6 which cooperate. with fixed brushes 7 and. 8.
With the rotor of each unit cooperates a stator constituted by an inductor 9 and. a screen 10, formed one and the other by thick conductive cylindrical segments, Each unit thus formed is further surrounded by a protective screen 17. formed by a continuous metallic cylindrical envelope. The entire machine is enclosed in a conductive envelope, not shown, so that the units can be operated in a fluid with high electrical rigidity such as a gas under high pressure, this envelope constituting the mass of the machine.
lia angular position of brushes 7 and 8 and the angular extent of sectors 5 and. 6 are. such as, during the rotation of the rotors, the contact between a sector and. The brush 7 is established when the conveyor corresponding to said sector is already partially engaged opposite an inductor 9 and breaks when said.
conveyor begins to pass said inductor, and so that contact between a sector and brush 8 is established when the corresponding conveyor is already partially engaged opposite a screen 10 ct. breaks at the moment, wherein said conveyor causes to overtake said inducer.
These position and. extends-Lie are precisely determined so that contact with a brush 7 or 8 is established when the potential difference between the carrier and. the considered broom is. as close as possible to zero, the position of the brushes being able, moreover, to be made adjustable to obtain the best conditions for establishing contacts and adapting to the load.
The broom 8 of the. first generator unit is connected to the brush 7a of the second, the brush 8a of the latter to the brush 7b of the third and the brush 8b of the latter to the brush 7c of the fourth unit.
The broom 7 of the. first unit of each machine shown is. connected to the. mass di- reet: enter or indirectly as it is. shown below, while the broom 8c of the fourth unit is. connected to a terminal 12 of the machine, the other terminal 13 being earthed.
The protective screens 1.1 of each unit are connected to the brush 7 of the unit in question. In the example shown in. fig. 1, the broom 7 of the. first unit is directly connected to ground. The inductor 9 of this unit is connected to the negative pole of a current source 14 capable of bringing this inductor to the potential -Z 'with respect to the mass, where it is. connected to the other pole of said source. The inductor 9a of the second unit is connected to ground, the inductor 9b of the third unit to the brush 8a of the second and the inductor 9c of the fourth unit to the brush 8b of the third.
When tree 2 is. driven in rotation, the inductor 9 of the first unit, brought to the potential -Zl, successively induces on the carriers 3 and 4, in a manner known per se, electric charges. From the moment when they begin to exceed the said inducer, the potential of the transporters increases from the initial value 0 to a value of + L-. When the sectors 5, 6 come into contact with the brush 8, the corresponding transporters are discharged in the circuit following this brush, the discharge being fa cilitée, as is known, by the. presence of screen 10 at potential + U.
The broom 7a of the. second unit is thus brought to the potential + t 'and the transporters of the second unit which are under the influence of the inductor 9a at the potential 0, are gradually brought to the potential <B> + 2F, </B> for then discharge in the circuit following the brush Sa.
Likewise, the brush 8b of the third unit receives transporters from the latter, influenced by the inductor 9b brought to the potential <I> + </I> LT by the first unit, charges at the potential + 2 U and, finally , the third working unit of Tacon analog, la. terminal 12 is located at potential ari 4T '.
We see. that it is thus possible to have a voltage at the terminals of 4U, without each unit having to supply a voltage greater than IT. Each unit is excited by the previous one, which reduces to one the number of independent exciter devices required and ensures perfect stability for the assembly, which could not be the case if the units had simply been associated by switching on. series of their brushes, with independent excitation for each unit.
In principle, the machine operates regardless of the characteristics of the external circuit. However, there are optimum operating conditions from which one should not deviate excessively. It is conceivable that at the optimum, all the units must give the same voltage; as this tension is. at the same time excitation voltage for another unit, it is necessary. that all units have the same. flow voltage and the same excitation voltage. This assumes that each unit individually gives its specific optimum when its flow voltage is equal to its excitation voltage.
This condition can be substantially fulfilled for units of the type shown which can be considered as belonging to the genus Z'aepler. If it is not. not so, it is easily remedied in the very frequent case where the excitation voltage is smaller than the flow voltage.
If t% is the flow voltage, and -U / 9 the excitation voltage, between the brushes of the first unit, for example, a voltage divider at. resistance and one joins to the inductor of the second unit the point of the divider which is at the potential U (1-1 / O). The same is done for the other units. We can. replace the resistance divider with an auxiliary brush arranged with the desired angular setting between brushes 7 and. â of each unit.
The arrangement of the protective screen 11, which, instead of being joined to the brush 7, could be joined to any other point of the machine having a defined potential allows. to avoid. the parasitic influence of the capacities of the organs of each unit with the mass or the ground, or with the other units. This also prevents the production of intense electric fields due to the high potential differences which prevail between the various parts of the machine or between these various parts and the ground. The shapes given to this screen can be adapted, in a known manner, to avoid any risk of discharge to the mass or to the ground.
In the example which has just been described, the independent excitation source 14 delivers practically no current, its role being solely to maintain the inductor 9 at the potential -Z-T. We can also make the. voltage across this source is added to that of the series of units constituting the machine.
In this case, the exciter must provide a flow equal to that of the machine. This is what has been represented 'at the fi-. \? in which the source 11 ', constituted for example by an electrostatic generator, of type known per se, capable. of furnace lin potential + U with respect to the mass, is arranged with its pole at the potential + U connected to the brush 7 '. of the first unit, while its other pole is. grounded.
The inductor 9 'of the first unit is then also grounded, which creates between the inductor 9' and the carriers of the first unit, as long as the sectors 5 'and 6' are. in contact with the brush 7 ', the sought potential difference + U.
The inductors 9'c1., 9'b and. 9'c of the other units being. respectively connected, as in the case of fig. 1, to brushes 7 ', <I> Ta </I> and <I> 7'b, </I> successive units respectively provide potentials + 2 Z', <B> + 3U, </B> + 4T! and + 5U, the voltage available between terminals 12 'and 14 therefore being 5 h, under optimum operating conditions.
Whatever arrangement is adopted for the excitation, the distribution of potentials in the series of units depends, for a given excitation voltage, on the. resistance of the circuit of use .. If this resistance has a certain optimum value, which will be called characteristic resistance, by analogy with the theory of filters, all the units give. the, same voltage the, and the, series will give if there is. 7i. units, taking into account the external excitation generator in the case of fig. 2.
If the resistance is. lower ii, the characteristic resistance, the step. of the potentials is, modified, the last units produce. lower voltage. at; it may even happen that the voltage is reversed in some units. If the external resistance is greater than the characteristic value. the last generators, on the contrary, produce a higher voltage than the first ones.
The variations in the distribution of the potentials are represented by the key diagram in fig. 3, which concerns a machine arranged as has been shown in FIG. 2 and comprising five units. In this diagram, the potentials supplied at the output of each unit are plotted on the ordinate, while the row of units, the exciter being assimilated to a unit of row 0, is plotted on the abscissa.
Line a represents the phasing of the potentials of the brushes 8 of the series units when the load resistance is equal to the characteristic resistance. Curve B relates to this. scaling for the case of a load resistance greater than this characteristic resistance and. curves C and D relate respectively to the case of a load resistance lower than the characteristic resistance and to the case of a short-circuit.
Whereas, in the case of line 11, the scaling of the potentials is linear, we see that in the case of. curve B, the last units provide. higher tension than the first. For low or zero load resistance (<I> C and D curves), </I> the polarity of the last machines is reversed. We note moreover that the scale is, for the first units, almost invariable.
This property would be rigorous in the absence of parasitic capacitances; we would have alois a flow voltage. absolutely fixed. of 5U for the penultimate unit and., in the last, the voltage would jump from this value to the voltage determined by the load resistance and the current drawn. Fortunately, this circumstance is impossible, and the parasitic capacitances prevent the last unit from being subjected to such high voltages, in the event of a short-circuit for example. Nevertheless the last unit can. always be subjected to a large reverse voltage, if the series comprises many units, ten for example.
1.a machine described is therefore really well used only if the. load resistance is equal to the characteristic resistance. It is therefore necessary to take certain precautions and, in particular, in the case where the machine must be used in short-circuit, for example to charge capacitors, it is advantageous to provide spark gaps inserted between the brushes of the last units, in order to limit the voltage under which they may be required to work and thus avoid reaching abnormally high voltages which would risk causing damage.
When as a result of the flow. in a load resistance much lower than the characteristic resistance, the voltage of the last units is reversed, part of the energy supplied by the first machines is used to run the last ones in the motor and is recovered, but another part is dissipated in sparks at the collectors or between transporters and inductors, and only affects the devices.
All the drawbacks mentioned above have a practical importance which depends very much on the particular case considered. These drawbacks are all the more annoying as the machines are more powerful, the parasitic capacities are lower, the number of units is greater and the envisaged operation makes it necessary to work frequently on a resistance very different from the characteristic resistance. , for example for charging capacitors.
For low power machines, of the order of 10 watts for example, it is possible. envision without great difficulty series of five and even ten units. On the contrary, for machines of <B> 1000 </B> 0 watts for example, the operation in short-circuit, as it occurs at the beginning of the charging of a capacitor risks being very dangerous, even for a series of only five units.
To remedy this drawback, one can use another mode of excitation of the generator units. A machine comprising such an excitation mode has been shown in FIG. 4.
In this machine, in which, as in the case of FIG. 2, the excitation source: 11 "is connected to the brush 7" of the first unit, the inductors 9 "cc, 9" b, 9 "c are connected at points 15, 16 and 17 staggered on a divider of voltage to resistor connected between terminal 12 "of the machine and ground.
The resistances 18 conatituant this divider are all equal and calculated so that, terminal 1.2 being at the potential -1- 5 h, the inductors 9 "(x, 9" b, 9 "c are respectively brought to the potentials U, <I>2</I> <B> U </B> and 317.
Fig. 5 is a diagram showing the staggering of the potentials of the 8 "brushes of the various units in the case of such an assembly, the curves <I> E, </I> r, <I> G, H </I> of this diagram corresponding respectively to curves 11, <I> B, C, D </I> of fig. 3. For the characteristic resistance and above (curves E and E) the staggering is obviously the same. , respectively almost the same as before. On the other hand, for low load resistances (curves <I> G and H), </I> the result is. quite different. The scaling remains linear up to l penultimate unit For the last unit only, the regime is different.
However, the. polarity of the voltage of the last unit is seldom reversed, and this reversed voltage does not exceed Z 'in short circuit, whatever the number of units in the series. The situation is therefore much more favorable than in the previous assembly, when the units are numerous and the series must operate on a load resistance very different from the characteristic. On the other hand, the. construction of the voltage dividers, which may be resistance or corona dividers, makes the construction of the machine very expensive.
This is why the two modes of excitation each have their interest, one being simpler and more suitable. low power machines or few series, and the other phis complicated and favorable to powerful devices.
In practice, the machines whose assembly and operation have been described are preferably made such that the units are arranged vertically one above the other. others, in the form of a column, the first unit, which operates under the lowest potentials, being at the base of the column; moreover, all the rotors are mounted on the same shaft. This arrangement considerably facilitates the solution of isolation problems.
An example of a practical embodiment of a machine thus arranged is shown in FIGS. 6, 7 and 7a. In these figures, reference numbers identical to have been adopted to designate the constituent elements of the various units of the machine. those used in fig. 1, 2 and 4, but increased by 100. This machine has a base 1? 0 surmounted by a cylindrical base piece 121 on which is seated jettie sealed manner; by means of a clamping ring 122 and a seal 123, the outer casing of the machine, consisting of a metal tube 124.
The latter is closed at its upper part by a cap 125,, tightened on said tube, in a sealed manner, using a ring 126, with the interposition of a seal 127. The center of the cap 125 is crossed by sealed manner, by an insulating part 128 provided with an axial bore 199 in which passes a conductive rod 130 terminated at its upper part by a ball 1.31. The bore 129 is closed at both ends by (the seals 132 and 133.
In the base part 121 is disposed a valve, of which only the housing 134 has been shown, this valve making it possible to fill the casing 12-1 with a gas under high pressure, for example air under a high pressure. greater than 20 atmospheres.
Inside the casing 124 and resting on the base part 121_ is arranged a motor 135 serving to drive the generator units, this motor being. supplied by a conductor 136 which passes in a sealed manner, at 137, the base part 121. Above the motor 135 is placed a separating plate 138 on which the units 139, 1.39a ... 1397z-1, 139n rest constituting the generator and arranged vertically end to end.
The common shaft carrying the rotors 101 ... 1.01n of the various units is formed by shaft sections 102, 102a ... linked together by insulating couplings 140. The shaft section 102 corresponding to the first unit is itself connected to the shaft 141 of the motor by an insulating coupling 142 identical to the couplings 1-10.
Each unit 139, 1.39a ... comprises an insulating rotor core 102 carrying carriers 103, 104. Each of the carriers is electrically connected to a conducting segment such as 1.05, carried by the insulating core, all of these segments forming, polishing the same unit, a collector which cooperates with two brushes 107 and 108.
The stator of each unit consists of an inductor 109 and its screen 110, each extending over an arc slightly less than 180 ". The inductor 1.09 and the screen 110 are supported by two insulating flanges 1.13 and 1-1 -1, in which the brushes 1.0? And 108 are mounted and which also support a protective screen 111 consisting of a metal cylinder. The flanges 143 and 144 are axially drilled and each have a ball bearing 145 supporting the section of ar ber 102 corresponding.
The units thus formed are stacked vertically with the interposition of an insulating junction ring such as 146. The first unit rests on the separation plate 138 by means of a ring 147 engaged on a sleeve 148 centered by shims 149. On the other hand, in the upper part of the protective screen 1_11.n of the last unit, which is extended upwards, is engaged with gentle friction an insulating cover 150 pierced axially and which is slipped on. on an appendix 1.51 of exhibit 128.
A helical spring 152 is supported, on the one hand, under this cover and, on the other hand, on an annu lar disc 153 which rests on a shoulder. stored in the screen envelope 11.1.n. This position allows the assembly of the units to be held in place by tightening them against each other and against the frame of the motor 135 when fixing the cap 125.
1) From the point of view of the electrical connections, the machine represented is established as follows. the diagram of FIG. 1. The inductor 109 is connected, by a conductor 154 which passes through the base part 121, by a tight seal 155, to an external excitation source. The protective screen 111 of the first unit is: connected to the ground, constituted by the casing 124 of the machine. The brush 107 of each unit is connected, on the one hand, to the protective screen 111 of the unit to which it belongs, and, on the other hand, to the inductor 109 of the following unit. The brush 108 of each unit is connected, on the one hand, to the screen <B> 110 </B> of the unit to which it belongs. and, on the other hand, to the protective screen 111. of the next unit.
In this way, the brush 108 of each unit is connected to the brush 107 of the following unit by the intermediary of the protective screen 111 of the latter. As for the brush 108n of the last unit, it is connected on the one hand, as was previously indicated, and, on the other hand, to the rod 130 terminated by the ball 131 which constitutes one of the terminals of the machine,]. Another terminal being constituted by the casing 124 itself.
A machine constituted as it has just been described, comprising four units 139 and of which the inductor 109 of the first unit was connected to an excitation source capable of carrying it to. a potential of 70,000 volts with respect to the ground could provide a voltage of 280,000 volts at an intensity of 0.2 milli amps, each unit operating at a voltage of 70,000 volts.
In such machines, for high output voltages, for example greater than 200 kV, the high voltage bushing becomes difficult to achieve because its proportions increase considerably and this so-called high voltage bushing is of this fact made fragile. To achieve sufficient insulation, it is necessary to considerably increase the diameter of the metal casing.
The object of the exemplary embodiment described below is to avoid these drawbacks by providing an electrostatic machine, provided with an envelope of insulating material, such as for example that known under the trademark Haelvte. Such a construction allows a very appreciable gain in the height and the diameter of these machines, while eliminating the high voltage feed-through, which allows the external leakage path to be equal to the length of the casing and, consequently , always sufficient and automatically proportional to the number of emptied generating elements. Such a machine is shown in more detail in the fil-. 8 and 9.
In the machine illustrated in FIG. 8, there is a base 120 surmounted by a cylindrical base piece 1? 1 on which is fitted, in a sealed manner a.11 by means of a clamping ring 1.22 and a seal <B> 123, </ B> the outer casing of the machine constituted by a tube of insulating material 124. A conductive casing l31 surrounds the lower part of the insulating casing.
Envelope 124 is. closed at its upper part identically to the lower part by a tightening ring 126 cooperating with a seal <B> 1.27. </B> Such an assembly allows. to remove the insulating part provided with an axial bore in which passes its conductive rod terminated at its upper part by ali less a brush 13l ..
We see in fig. 8 that only two eonductors tori remain, one upper 131 and the other lower 131 'which constitute the high voltage terminals of the machine.
Fig. 9 shows a different embodiment, but in which said casing is composed of two parts, a first metallic part 124a comprising the motor and at least the first element and an insulating part 124b containing all of the other elements.
This arrangement has the effect of facilitating the cooling of the engine and the evacuation of the. heat to the outside. The drive motor as well as at least the first element. cascade generator which is still at limited potential lin are. mounted inside the metal casing which is a good conductor of heat. The length of the insulating envelope, the thermal conductivity of which is low, is limited so as to: 1 contain the generating elements. starting from the one whose potential would already be incompatible with the. proximity to a metal enclosure; 2 to have a sufficient external leakage path to maintain the difference in total potential without risk of defusing and creeping discharge along the tube.
In the above description, the machines have. been shown and described as comprising conveyors and 1ndu, - @ - teurs constituted by cylindrical segments. It will be appreciated that the invention applies in the same way to machines in which these members are constituted by segments of plates arranged in a plane perpendicular to the shaft of the machine, or by elements in the form of bars arranged. in parallel. or perpendicular to said tree.