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MEMOIRE DESCRIPTIF à l'appui d'une demande de BREVET D'INVENTION "DISPOSITIF POUR L'ALLUMAGE ELECTROSTATIQUE D'APPAREILS A DECHARGE ESSENTIELLEMENT EN FORME D'ARC LUMINEUX ET A CATHODE LIQUIDE"
On sait qu'il est possible d'allumer un arc dans un récipient à décharge en forme d'arc, dans le vide, par exemple dans un redresseur à cathode de mercure, en produisant un champ électrique de forte intensité sur une arête où le mercure de la cathode se trouve en contact avec l'isolateur qui porte l'électrode d'allumage, à l'aide d'une électrode isolée du mercure cathodique. Cette électrode d'allumage peut être, par exemple dans un redresseur en verre, une électrode
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extérieure entourant le récipient de verre au niveau de la surface libre du mercure cathodique.
On peut aussi créer une arête de contact de ce genre entre mercure et isolateur en disposant à l'intérieur du récipient du redresseur un tube isolant, par exemple en verre ou en quartz, de façon telle que ce tube émerge du mercure cathodique ou plonge dans ce mercure. L'électrode d'allumage se trouve alors isolée de la cathode à l'intérieur du tube isolant et de nouveau à la hauteur de la surface libre du mercure cathodique. Ce mode d'allumage présente toutefois l'inconvénient que son fonctionnement est déjà très fortement entravé dès que la paroi en contact avec le mercure de l'isolateur portant l'électrode d'allumage se trouve un tant soit peu salie. Or, en service industriel, il faut toujours compter qu'il peut se produire de telles souillures, si faibles soient-elles.
La présente invention a pour objet un dispositif pour l'allumage électrostatique d'appareils à décharge essentiellement sous forme d'arc lumineux et à cathode liquide en produisant un champ électrique de forte intensité sur l'arête de contact entre la surface libre du liquide de la cathode et une paroi isolante portant l'électrode d'allumage; en vue de supprimer les inconvénients signalés, on dispose, suivant l'invention, dans le récipient cathodique, un corps solide de façon telle qu'il soit en contact avec la surface de la paroi baignée par le liquide de la cathode et que ce corps exécute pendant le fonctionnement un mouvement frottant par rapport à la dite paroi.
Le dessin ci-annexé représente schématiquement et à titre d'exemple, un mode de réalisation possible de l'invention dans un convertisseur statique à vapeur de mercure avec récipient en métal, tous les organes non indispensables pour l'intelligence de l'invention étant supprimés pour plus de
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clarté. Les Figures 2 à 5 montrent les détails de construction vus par-dessous et en élévation.
1 désigne le fond du récipient métallique du convertisseur statique, auquel la plaque de cathode 3 est fi- xée avec interposition de l'isolateur de cathode 2.
4 est le mercure de la cathode. L'électrode d'allumage 5 a la forme d'un tube isolant, par exemple en quartz, fermé à la partie supérieure, lequel passe à travers la plaque de cathode par un joint étanche au vide et fait saillie hors du mercure de la cathode. La surface intérieure de ce tube isolant est recouverte d'une couche conductrice 6. la tension produisant l'allumage de l'arc est amenée à cette couche conductrice par un câble 7. Sur ce tube isolant 5 est emboîté extérieurement un frotteur 8 consistant en un bout de tùbe de faible longueur, par exemple en quartz, qui frotte sur le mercure de la cathode. Ainsi qu'il est représenté aux Figs.
2 à 5, ce frotteur présente, à son extrémité inférieure plon- geant dans le mercure, des fentes ou encoches 9 qui permet- tent le libre accès du mercure à une partie de la surface du tube isolant 5, afin que l'arc et la tache cathodique puissent se former. L'arc une fois allumé exerce une pression sur les faces des encoches 9 du frotteur 8 et met ce dernier en mou- vement par rapport au tube isolant 5. Le mouvement du frotteur 8 est aidé par le fait que le mercure de la cathode est mainte- nu constamment en mouvement sous l'influence de l'arc.
Ainsi que des essais l'ont montré, il est avantageux de pratiquer les encoches 9 de telle façon que l'axe de cha- cune d'elles forme avec le rayon un certain angle, comme re- présenté aux Figures 2 et 3. En effet, il se produit alors une pression dissymétrique de l'arc allumé sur les faces inégales des encoches, de sorte que le frotteur 8 exécute
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un mouvement de rotation autour du tube isolant 5. De ce fait, tous les points de la surface du tube isolant qui sont baignés par le mercure, se trouvent, les uns après les autres, énergiquement frottés et nettoyés. Ce mouvement de rotation peut aussi s'obtenir en munissant d'ailettes 10 le corps frottant 8, comme représenté aux Figures 4 et 5, auquel cas alors les encoches peuvent être limitées par des plans radiaux.
Le dispositif d'allumage suivant l'invention convient particulièrement pour les appareils à arc dans lesquels l'arc doit être allumé ou, ce qui revient au même, la tache cathodique doit être formée, à chaque période de la tension de service ; il peut cependant s'utiliser aussi dans les récipients à arc où la tache cathodique n'a besoin d'être allumée qu'à la mise en marche.
Le corps frottant 8, étudié comme flotteur, peut être fait d'une substance dont le poids spécifique est plus grand que celui du mercure, par exemple en tungstène, de telle sorte qu'il plonge dans le mercure de la cathode. Dans ce cas, les encoches ou ouvertures 9 peuvent être pratiquées dans le bord supérieur du dit corps frottant. Il est également possible sans autre difficulté d'utiliser le dispositif pour une cathode avec électrode d'allumage disposée extérieurement,' auquel cas, le frotteur doit évidemment être ajusté dans l'isolateur de cathode contenant le mercure cathodique.
Pour aider au mouvement du frotteur, on peut prévoir des dispositifs spéciaux pour fixer la tache cathodique. Ces dispositifs de fixation peuvent être adaptés directement au frotteur. La tache cathodique qui prend pied sur ces dispositifs de fixation exerce sur le frotteur un couple de rotation supplémentaire. Il est avantageux de disposer les or-
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ganes de fixation de façon non symétrique par rapport aux encoches ou ouvertures de telle sorte que la tache cathodique exerce un couple sur le frotteur et le mette en rotation. hea dispositifs de fixation peuvent aussi être séparés du trotteur..
Ils peuvent par exemple être fixés aussi au fond de la cathode et se présenter sous forme de tôles qui émergent du mercure et sont elles-mêmes fixées en formant un certain angle avec la droite qui les joint au centre du frotteur. Par suite de la disposition dissymétrique de la tôle, une tache cathodique se posant sur une telle tôle met en rotation le mercure cathodique et par suite aussi le frotteur.
Une force imprimant au frotteur un mouvement prépondérant dans un sens de rotation unique peut aussi s'obtenir en employant,, au lieu des tôles fixation décrites, ou aussi ensemble avec elles, des. parois placées de façon analogue mais n'ayant pas la propriété de fixer l'arc, par exemple en matière isolante, parois qui, en raison de leur position oblique, introduisent une dssymétrie dans l'arc et dans le mouvement de la tache cathodique.
Soit que l'on emploie des corps rapportés susceptibles ou non de fixer la tache cathodique, le mouvement de rotation du corps frottant peut être aidé en munissant ce frotteur d'ailettes suivant les Figures 4 et 5.