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Il TUBE A VAPEUR DE D'L.iiy"URF.- Il
L'invention a trait aux tubes à vapeur de mercure à cathode so- lidei son but essentiel consistera combiner les avantages respectifs des tubes à cathode solide et des tubes à cathode liquide. Dans les tubes à vapeur de mercure utilisés jusqu'alors comme redresseurs, de grandes difficultés se sont présentées, particulièrement dues à la grande chute de tension entre l'anode et la cathode de mercure* De plus,
il est généralement nécessaire de prévoir un dispositif de refroidissement pour la cathode de mercure ainsi qu'une en- veloppe de grande dimension dans le but d'assurer une condensation suffisante de la vapeur de mercure fournie par la cathode* On s'est trouvé également dans
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l'obligation d'isoler la cathode de Il enveloppe ce qui nécessite des disposi- tifs d'étanchéité coûteux ainsi que des isolateurs spéciaux pour la cathode.
D'autre part l'utilisation des redresseurs à vapeur, à cathode solide présentait jusqu'alors le désavantage de ne pouvoir s'amorcer instan- tanément du fait de la nécessité de porter la cathode à une température pré- déterminée.
L'invention pallie ces désavantages par l'adjonction d'une ca- thode solide. L'appareil réalisé dans cet ordre d'idées est disposé de telle sorte que l'arc s'amorce d'abord entre le mercure et l'anode. La cathode so- lide s'échauffe et au moment où elleatteint la température voulue l'arc s'é- tablit entre la cathode solide et la lampe.
On comprendra mieux'les caractéristiques nouvelles et les avan- tages de l'invention en se référant à la description suivante et au dessin qui raccompagne donné simplement à titre d'exemple non limitatif et dans le- quel :
2 représente un récipient métallique vidé sur la couvercle du- quel on a monté une anode 3 fixée à l'aide d'un isolateur approprié 4, et une électrode 5 en connexion avec la bobine classique d'amorçage 6. Une certaine quantité de mercure 7 à la partie inférieure du récipient constitue la cathode liquida! l'are jaillit d'abord entre celle-ci et l'anode 3, la masse de mer- cure sa trouvant directement en contact avec le métal de l'enveloppe.
Dans le but d'éviter la fondation d'un tube cathodique entre la surface du mercure et le métal de l'enveloppe, en un point 8 par exemple, on a disposé- un blindage 9 de telle manière que l'arc consécutif à l'apparition de la tache cathodique, traverse les étroites ouvertures 10 entre la mercure et les bords inférieurs 9 et effleura la surface du mercure, dirigaant ainsi l'arc en arrière du mercure.
La cathode solide est placée à l'intérieur de l'enveloppe; elle se trouve en contact avec la fond de cette dernière.
Le corps de la cathode 11 comporte une pièce de base 12, an ma- tière conductrice de point de fusion élevé, tel que le graphique, et munie d'une lèvre 14 incurvée vers la surface du mercure. Cette lèvre 14 évite la formation d'une tâche cathodique et l'amorçage d'un arc entre la surface du mesure et la partie supérieure de la pfèce de graphite 12 et aussi vers la
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partie supérieure de la cathode solide avant qu'elle n'ait atteint la tempé- rature voulue. Cette lèvre 14 évite aussi que la création d'une tache catho- dique ne désagrège la cathode solide.
La partie supérieure de la cathode solide peut affecter diffé- rentes formes et être recouverte par diverses matières émettrices d'électrons.
Elle peut être par exemple constituée par un mélange d'une poudre conductrice à point de fusion élevé et d'un oxyde de terre rare tel que le bawum. On peut aussi employer un mélange de graphite et de terre rare.
La partie supérieure 13 de la cathode solide est de préférence constituée par un certain nombre de plaques ou de rondelles 15, en graphite ou toute autre matière conductrice à point de fusion élevé, entre lesquelles on a prévu un certain nombre de couches 16 de carbone de baryum mélangé à un liant approprié.
Il est évident qu'on peut employer tout autre matière émettrice d'électrons. Ce mode de construction de la cathode évite les pertes de matière émettrice d'électrons et réduit au minimum la volatilisation de ces matières puisque, seule, une très faible quantité de matière active se trouve entre les couches de graphite 15.
Bien que les surfaces exposées soient faibles la quantité de matière nécessaire pour assurer l'émission électronique de la cathode solide est toutefois suffisante pour fournir une couche atomique active sur la tota- lité de la surface. La quantité de carbonate de baryum prévue constitue une source inépuisable de matière émettrice d'électrons.
Dans le but de faciliter réchauffement de la partie 13 de la cathode solide et aussi le passage de l'arc à partir de la cathode liquide 7, on a prévu un cylindre 17 isolé par une pièce 18 placée sur le couvercle de l'enveloppe et arrivant très près de la surface de mercure 7, la cathode so- lide étant de préférence de forme cylindrique, de manière à réaliser une ou- verture étroite 19 entre la cathode solide et les bords inférieurs du cylin- dre 17.
Cette disposition a pour but de provoquer du fait du passage de l'arc, un échauffement considérable, et de répartir la chaleur sur la partie supérieure de la cathode solide 13.
Si l'on désire disposer de l'intensité du courant traversant le tube on peut monter une grille 20 dans le voisinage de l'anode en la sus- @
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pendant par exemple à l'isolateur 18 et en la munissant d'une bobine 21 des- tinée à être connectée à une source de potentiel approprié.
La pièce de blindage 17 peut de m'orna être munie d'une borne 22 destinée à appliquer un potentiel au blindage.
L'anode est pourvue d'une borne extérieure 23 reliée au cir- cuit extérieur et la connexion de ce circuit aux cathodes 7 et 11 peut être effectuée par la borna @4 reliée directement à la paroi métallique du réci- pient 2.
.Pendant le fonctionnement du redresseur on applique à l'anode une tension appropriée, l'arc s'amorce tout d'abord à la manière habituelle! l'excitation du solénoïde 6 provoque l'introduction de l'anode d'allumage 5 dans le mercure, puis celle-ci s'en éloigne.
Dès qu'une tache cathodique se forme sur le mercure, un arc s'é- tablit entre elle et l'anode principale Comme dans les redresseurs à Lier- cure bien connus.
La cathode cylindrique 11 relativement large à la base, en me- tière résistant à la chaleur, est montée très près du bord inférieur du blin- dage 17, et coopère avec ce blindage pour éviter la formation d'une tache ca- thodique et aussi la pénétriation de la vapeur dans la chambre anodique cons- tituée par le blindage 17. Au même instant la décharge traverse l'espace con- pris antre le mercure 7 et l'anode 3 au travers de l'ouverture 19 entre les bords inférieurs du blindage 17 et la partie inférieure 12 du corps 11 de la cathode.
L'extrémité supérieure de la cathode solide 13 s'échauffe et dès que la température est suffisante pour assurer l'émission électronique, l'arc passa du mercure 7 à la cathode solide 11.
On voit évidemment que l'asc jaillissant antre la mercure 7 et l'anode 3 s'établit pratiquement en même temps que l'arc d'amorçage provoqué par la manoeuvre de l'anode 5; la mise en fonctionnement du 'tube n'est nul- lement retardée et il n'est pas nécessaire d'effectuer un chauffage prélimi- naire de la cathode 11.
Si pour une raison quelconque la température de la cathode 11 descendait au dessous de la valeur limite pour laquelle cesse démission électronique compatible avec un courant donné, ou si le courant croît rapi-
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dament) l'appareil fonctionne de nouveau à partir de la tache cathodique sur lemercure 7.
Cette période particulière du fonctionnement est relativement courte et il y a lieu de noter qu'il n'est pas nécessaire de prévoir une large surface pour condenser la vapeur de mercure provenant de la cathode 7.
L'enveloppe 2 peut être par conséquent de petites dimensions et ses parois peuvent être relativement proches des éléments actifs de l'appa- reil.
Il n'est pas nécessaire non plus de prévoir un refroidissement par l'eau ni de sceller et d'isoler la cathode et les conducteurs d'amenée, puisque les éléments des cathodes 7 et 11 sont toujours en contact avec les parois métalliques de l'enveloppe auxquelles les connexions du circuit peu- vent être directement reliées par l'intermédiaire de la borne 24 par exemple.
Il y a lieu de noter également que, puisque l'arc normal jaillit entre la cathode solide et l'anode 3, la chute de tension antre cathode et anode est extrêmement faible ce qui constitue la propriété particulière au redresseur à mercure à cathode solide.
Bien qu'on ait représenté et décrit plusieurs formes de réali- sation de l'invention il est évident qu'on ne désire-pas se limiter à ces @ formes particulières données simplement à titre' d'exemple et sans aucun ca- ractère restrictif et que par conséquent toutes les variantes ayant même prin- cipe et même objet que les dispositions indiquées ci-dessus' rentreraient com- me elles dans le cadre de 1'intention.