<Desc/Clms Page number 1>
" PERFECTIONNEMENTS à 1'ISOLEMENT de CONDUCTEURS ELECTRIQUES. "
L'invention vise des procédés et moyens de réalisation permet- tant la production d'un nouvel isolant électrique, ainsi que les produits indus- triels nouveaux découlant de l'application de ces procédés et moyens, C'est un isolant électrique de nature inorganique qui peut, au lieu d'être utilisé sépa- rément, constituer un revêtement sur un conducteur et offrir des avantages sur les revêtements organiques souvent employés comme isolants des fils ou câbles.
L'invention vise encore un isolant électrique susceptible de ' résister aux effets de certains gaz et liquides attaquant et dissolvant les ma- tières isolantes organiques ordinairement en usage,
<Desc/Clms Page number 2>
Pour réaliser l'Invention, on utilise de préférence un conducteur métallique qui peut être du zinc ou être rev&tu de zinc déposé sur un autre corps. On peut utiliser, par exemple, un métal quelconque pouvant de lui-même, ou par l'appli- cation d'un revêrement tel que le zinc, par exemple, permettre d'appliquer l'in- vention La préférence donnée au zinc tient à ce qu'il tonne un fluorure inso..
@ luble qui constitue un isolent électrique, mais tout conducteur qui, par sa na- ture propre ou par celle de son revêtement, tonnerait un fluorure insoluble ou légèrement soluble dans l'eau (par exemple aluminium, cuivre ou mangésium) se prè terait également à l'application de l'invention* Il n'est marne pas nécessaire que le conducteur métallique utilisé fonce un fluorure Insoluble ou légèrement soluble, car, si ce conducteur doit servir dans un milieu sec, on peut lui don- ner un revêtement isolant constitué par un fluorure soluble dans l'eau, mesure qui est couverte également par l'invention.
Pour en faire comprendre la portée, on 1'exposera ci-après en l'appliquant à un conducteur de zinc ou à un conducteur métallique revêtu de zinc* Si le conducteur métallique doit être pourvu d'un re- vêtement de zinc, on peut le faire de différentes façons, et notamment par les moyens connus, galvanisation, shérardisation, etc... Le conducteur de zinc ou portant un revêtement de zinc est utilisé comme anode dans une solution d'un fluorure d'un métal alcalin- Le mieux est d'utiliser une solution aqueuse satu- rée de fluo@@re de potassium par exemple, avec une décharge de l'ordre de 0,1 ampère par pouce carré et une température appropriée se trouvant antre le point de solidification et le point d'ébullition de la solution.
Il suffit généralement de cinq minutes pour produire un bon revêtement isolant 1: La densité du courant peut varier dans de grandes proportions, et toute cathode appropriée peut servir à l'opération*
Onhpeut utiliser le courant continu en déposant par électrolyse le revêtement isolant sur le conducteur, mais on peut aussi utiliser le courant alternatif, par exemple à fréquence industrielle de 50 ou 60 périodes par cocon- de. Dans ce dernier cas, il est évident que la polarité de l'anode change suivent les alternances du courant. L'invention permet d'obtenir un dépôt dense et adhé- rent constituant isolant électrique, et la société demanderesse a constaté que cet isolent électrique est probablement du fluorure de zinc, mail qu'il se for- me peut-être de l'oxyfluorure.
Ce revêtement isolant résiste particulièrement bien aux gaz sulfureux ou aux'liquides sulfureux qui attaquent lentement et
<Desc/Clms Page number 3>
dissolvent toutes les matières organiques utilisées jusqu'ici comme isolants.
L'utilisation d'un film isolant établi suivant l'invention, : dispense d'avoir à enrouler des matières organiques isolantes sur les conducteurs
L'isolant est direotement déposé sur le conducteur sous forme d'une mince pelli- cule adhérente qui pezmet de réduire beaucoup l'encombrement des conducteurs, et par conséquent celui des appareils électriques.
En outre, dans les cas où l'humidité est indésirable, et par exemple dans le cas des enroulements des machines électriques devenant corrosifs en milieu gazeux et en présence d'humidité, le revêtement isolant objet du bre- vet offre des avantages plus particuliers. Il dispense d'avoir à utiliser des isolante organiques fibreux'dans lesquels'l'humidité pénètre quelle que soit la dessication préalable. Les matières fibreuses, en raison de leur nature, absor- bent aussi de l'hydrogène et de l'oxygène qui, sous forme d'eau, apparaissent lorsqu'il y a décomposition de la matière sous l'effet de la chaleur dégagée dans les appareils électriques.
L'isolement s'obtient aisément et se maintient malgré l'échauffement, sans les inconvénients ci-dessus, la pellicule obtenue suivant l'invention étant dense, tenace et très durable-
Quand on utilise des conducteurs'métalliques autres que le zinc, on peut les recouvrir du revêtement isolant décrit ci-dessus, par simple substi- tution à l'anode du métal utilisé au- zinc.. On obtient alora un revêtement dense, bien adhérant, qui est isolant électrique et qui offre les avantages ci-dessus.
L'invention vise en plus des procédés perfectionnés utilisant l'isolant décrit, et permettant d'assurer un isolement parfait et durable,des pièces électriques devant être isolées. Suivant ce procédé, on peut donner à ces pièces à l'avance telle forme qu'an désire et les isoler ultérieurement suivant les méthodes faisant l'objet de l'invention* ) paris la première partie du brevet, on a décrit un procédé permet- tant d'établir des isolante électriques inorganiques se substituant parfaitement aux isolants ordinaires organiques- Une des principales objections qu'on peut faire aux fila et câbles ordinaires, quelle que soit leur òrme et quel que soit le revêtement isolant de tonne pelliculaire,, est que cette pellicule, sous toute forme connue jusqu'ici, ne résiste pas aux déformations qu'on donne au fil en le coudant, le tordant, etc...;
dans ces conditions, l'isolant s'effrite, ce qui donne lieu aux court-circuits entre spires.
---Il.
<Desc/Clms Page number 4>
On a constaté de graves inconvénients, d'ailleurs évidents, qui se sont jusqu'ici opposés à l'utilisation de revêtements inorganiques isolants sur les conducteurs, de sorte qu'on a renonce à remplacer les isolants organiques ordinaires par les revêtements de nature inorganique, malgré que ces derniers permettent de réduire sensiblement l'encombrement.
Le brevet permet de faire cette substitution de manière parfaite, le procédé préféré pour le traitement consistant à prendre comme anode les oon.. ducteurs devant être Isolés et à les baigner dans une solution saturée d'un d'un fluorure d'un métal alcalin traversée par un courant électrique.
On a dé- couvert qu'on pouvait isoler un conducteur ordinaire par un tel procède, et que, par exemple, dans le cas de deux fils nus, places en contact intime mitre eux (comme ils le sont dans une bobine, un solénoïde ou tout autre pièces obtenue par enroulement ou coudage), on pouvait traiter ces fils suivant le procède de l'invention, c'est-à-dire en les baignant dans un fluorure d'un métal alcalin et en procédant à l'électrolyse 1 il s'établit alors un revêtement isolant tout autour des fils qui pénètre dans le,interstices et sépare les fils qui se itou. chaient avant pour recouvrir toute leur surface.
On voit que le procédé fournit des moyens extrêmement pratiques permettant d'isoler des articles de forme quelconque et de nature quelconque.
A titre de premier exemple, on citera des conducteurs de fils nus, soit revêtus de zinc, soit laissés tels quels, qu'on a enroulé sur un sta- tor convenablement isolé de son noyau. On peut isoler l'enroulement du noyau de toute manière appropriée, par exemple'en interposant du papier entre l'enroule- ment et le noyau, ou en recouvrant d'un émail isolant la surface du noyau. On peut alors placer le stator dans une solution saturée de fluorure de potassium et procéder à l'opération indiquée sur l'ensemble. On constate qu'il se forme une pellicule isolante sur le conducteur formant l'enroulement servant d'anode dans le traitement, alors que la cathode peut être une partie du stator lui-même ou tout autre conducteur approprié.
A titre de second exemple, on a enroulé deux fils de zinc de 3 pouces de longueur et d'un 1/8 de pouce de diamètre et on les a mis en contact intime en les entrelaçant . Les ayant alors pris pour anode baignant dans une solution de fluorure de potassium et les ayant maintenu* pendant cinq minutes dans un courant de 0,10 ampère par pouce carré, on a oonstaté que le revêtement
<Desc/Clms Page number 5>
isolant c'était formé sur les deux fils et après avoir retiré l'ensemble de la solution, on lava, déssécha et essaya l'isolant, et on constata que tes deux file préalablement en contact intime étaient parfaitement isoles l'un de l'au- tre.
@ La méthode décrite de formation des revêtements isolants sur les conducteurs auxquels on a donné d'abord telle forme finale ou intermédiaire qu'on désire, n'est pas limitée aux conducteurs en zinc, ou portant un revêtement de xi zinc et traités comme anode dans une solution de fluorure alcalin, mais on peut encore appliquer le procédé à d'autreh métaux et à d'autres solutions.
A titre d'exemple d'une telle application, on citera l'aluminium ou les conducteurs revêtus d'aluminium mis préalablement sous telle forme qu'on désire et traités comme anode dans une solution de fluorure de potassium ou dans une solution di- luée d'un silicate ou d'un borate alcalin (par exemple silicate ou borate de sodium); et on a trouvé que le revêtement isolant s'établissait parfaitement et donnait de bons résultats.
On voit que l'application de l'invention se réalise très simple- ment, et que son application offre des avantages toutes les fois qu'on désire donner d'avance aux conducteurs une forme quelconque.
Si on désire modifier la forme du conducteur, après avoir appli- qué l'invention, on constate que les opérations pratiquées sur le conducteur laissent subsister l'isolement qu'on lui a donné par le traitement objet de l'invention- Si le travail atait été particulièrement sévère et avait entraîné des défauts d'isolement, il suffirait de reprendre le conducteur sous sa forme finale, et de refaire le traitement pour réparer tous les défauts qui se seraient manifestés dans l'isolement.
Le procédé objet du brevet est évidemment applicable à l'iso- lement de tout conducteur métallique qui a été récouvert d'un revêtement isolant et qui a été traité mécaniquement ensuite pour recevoir sa forme définitive.
Il n'est pas du tout évident que deux conducteurs qui sont d'a- bord en contact métallique peuvent être isolés électriquement l'un de l'autre lorsqu'on les traite comme anode dans un électrolyte approprié. Jusqu'à ce jour, on considérait marne comme tout à fait probable que ces conducteurs resteraient an contact métallique entre eux et les essais' pratiqués par la Société demande- resse aur la base de la présente invention ont donné des résultats tout à fait n
<Desc/Clms Page number 6>
imprévus* On explique l'action isolante qui se produit de la façon suivante les précisions données plus loin s'inspirant d'une hypothèse conçue par la Société demanderesse pour expliquer l'isolement qui s'établit lorsqu'on traite les conducteurs coma anode,
suivant la présente invention. On comprendra mieux ces explications et le procédé envisagé en se référant à la description suivan- te et aux dessins qui l'accompagnent, donnés simplement à titre d'exemple et sans aucune limitation, et dans lesquels les figures 1, 2 & 3 représentent des vues en coupe et sections droites des deux conducteurs et indiquent trois éta- pes successives de la formation du revêtement isolant entre deux conducteurs qui étaient tout d'abord en contact métallique.
La figure 1 précise les conditions qui existaient dans la premiè- re phase.
La figure 2 montre les conditions qui sont réalisées une fois le revêtement isolant établi autour des conducteurs, mais à l'exception des points de contact des conducteurs entre eux.
La Figure 3 indique enfin la phase finale d'isolation complète.
En considérant, par exemple, deux conducteurs d'aluminium 1 et 2 d'abord en contact métallique (figure 1) comme anode dans un électrolyte ap- proprié: la théorie expliquant que les conducteurs d'aluminium passent, au coure du traitement objet de 1'invention, par les trois phases représentées, repose sur les hypithèses suivantes !
1 ) Qu'au voisinage de la surface de l'aluminium il se produit, par oxydation anodique, un fila d'oxyde d'aluminium de forte résistance diéleo- trique-
2 ) Q@@au dessus de ce film il se produit un oxyde d'aluminium constituant un bon isolant local, mais perméable aux solutions aqueuses.
3 ) que cette couche extérieure d'oxyde d'aluminium occupe un plus grand volune que le métal dont elle est formée.
4 ) Que, si pendant le traitement anodique, le film ou la pelli- cule voisine de l'aluminium se brise, le courant s'établit instantanément en ce point et assure la rapération du défaut.
Canna l'oxyde est produit par l'action d'anode et occupe plus d'espace que le métal dont il est formé, il arrive sans doute qu'aux pointa .. et 1 se produisant des efforts réagissent dans les directions c @@ d, qui ten-
<Desc/Clms Page number 7>
doit à écarter les films. Le minime écartement des film brise alors la pelli- cule diélectrique au point de contact , et il en résulte que le courant pénètre en ce point et forme par conséquent un film isolant spatial d'oxyde d'aluminium.
Cette forme d'oxyde étant volumineuse écarte les fils et l'iso- lement s'établit antre eux jusqu'à la phase finale où s'établit la couche iso- lante représentée en 3, figure 3.
On peut, suivant les principes et hypothèses énoncés, prouver une théorie analogue pour le cas où l'invention serait appliquée à d'autres conducteurs et à d'autres électrolytes. Dans tous les cas, les applications en découlant rentrent dans le domaine du présent brevet.