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Redresseur à couche de barrage comportant une plaque réfrigérante distincte destinée à la dissipation de la chaleur.
La présente invention a pour objet un redresseur à couche de barrage dans lequel. une cellule à couche de barrage est montée sur une plaque métallique, et une plaque réfrigé- rante distincte, en contact bon conducteur de la chaleur avec la plaque de support métallique, est utilisée pour la dissipation de la chaleur.
Pour établir des redresseurs à couche de barrage au moyen d'un certain nombre de cellules,à couche de barrage montées en série ou en parallèle on dispose fréquemment l'ensemble de ces cellules dans un seul organe porteur, dans
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lequel les cellules à couche de barrage disposées en une rangée sont appuyée l'une contre'l'autre. Le contact électrique entre les cellules successives est établi, par exemple, au moyen de pièces de contact interposées et des organes isolants sont disposés aux points où les cellules à couche de barrage doivent être isolées l'une par rapport à l'autre.
De plus, on sait qu'on peut refroidir les redresseurs de ce genre à l'aide de plaques réfrigérantes distinctes de grande superficie, une plaque réfrigérante étant en général appliquée contre la plaque de support de chacune des cellules à couche de barrage. Dans ce cas, les pièces interposées précitées en matière isolante ou conductrice servent à main- tenir les diverses cellules à l'écartement requis pour un refroidissement efficace. Elles constituent donc des pièces d'écartement. Pour autant que des pièces d'écartement de ce genre aient été utilisées jusqu'ici, elles étaient donc disposées entre la plaque réfrigérante d'une cellule et l'électrode bonne conductrice de la cellule suivante. On jugeait donc utile d'appliquer la plaque réfrigérante direc- tement contre la plaque de support pout obtenir une trans- mission efficace de la chaleur.
Fait inattendu, on a constaté qu'on peut améliorer sensiblement la dissipation de la chaleur en s'écartant de ce principe et qu'on obtient alors des avantages additionnels ainsi qu'il ressortira de la description ci-après.
Suivant l'invention, on établir le contact conduc- teur de la chaleur avec la plaque de support au moyen d'une pièce de contact disposée entre la plaque réfrigérante et la plaque de support et laissant découverte la majeure partie de la surface de la plaque réfrigérante et de la plaque de support.- -
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Il semble qu'en raison de cette disposition le contact conducteur de la chaleur soit établi sur une surface bien plus petite que dans la construction normale, bien qu'on ait constaté que la dissipation thermique est quand même bien plus favorable. Cet avantage est vraisemblablement dû au fait qu'une plaque réfrigérante portant immédiatement contre la plaque de support n'est jamais assez lisse pour que le contact s'effectue sur une grande surface.
Au con- traire, une couche d'air ou d'autre matière calorifuge existera sur la presque totalité de la surface, cette cou- che s'opposant grandement à la transmission de la chaleur.
En outre, on fait les plaques réfrigérantes relativement minces dans le but de réaliser une économie de poids et de matière et le contact entre elles ne peut donc être produit que localement. Aux points non appuyés la plaque réfrigérante fléchit alors de telle sorte qu'elle s'écarte de la plaque de support. De plus, l'occlusion de souillures ne peut être évitée que difficilement, de sorte que l'in- convénient précité est accru. Si l'on nettoie les plaques aux points oû elles sont appuyées, par exemple par une opé- r,ation mécanique telle qu'un traitement au jet de sable ou un dressage, de la matière est enlevée en ces points, de sorte que le fléchissement des plaques augmente sous l'effet de la compression.
Selon un mode de réalisation de l'invention, la pièce de contact est de préférence en regard de la partie centrale de la plaque de support, ce qui offre davantage additionnel de dissiper la chaleur du point d'où elle n'est autrement évacuée qu'avec la plus grande difficulté.
L'invention permet de choisir pour la constitution de la pièce de contact une patière bonne conductrice de la chaleur, tout en établissant la plaque réfrigérante en une @
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matière peu coûteuse à faible poids (par exemple en .aluminium ou en fer). Selon un mode de réalisation avantageux la pièce de contact est faite en cuivre.
Comme le montre clairement ce qui précède, l'uti- lisation du terme "pièce de contact' dans cette description sert en premier lieu à suggérer un contact conducteur de la chaleur et n'implique pas nécessairement un contact électrique.
La description du dessin annexé, donné à titre d'exemple non limitatif, fera bien comprendre comment l'in- vention peut être réalisée, les particularités qui ressortent tant du dessin que du texte faisant bien entendu partie de l'invention.
La fig. 1 est une vue en coupe transversale de deux cellules à couche de barrage disposées sur une broche centrale.
La fige 2 montre une construction plus complète.
Bien qu'une disposition comportant une broche cen- trale soit décrite à titre d'exemple, il est évident que l'in- vention peut aussi être utilisée si l'on se sert d'autres moyens d'appuyer les diverses cellules l'une contre l'autre.
Dans ladite disposition, la pièce de contact est constituée par un anneau enfilé sur la broche et s'appuyant de préférence dans un évidement annulaire de la plaque de support.
Les cellules à couche de barrage de la fig.l sont désignées par 1 et 1' respectivement et sont constituées cha- cune par une plaque de support 2, par exemple en aluminium, qui porte le conducteur imparfait 3 et la couche de barrage .
L'électrode imparfaitement conductrice peut être faite en sélénium. La couche de barrage qui est assez mince pour n'être pas visible sur le dessin, porte une couche 4 en un alliage de bismuth, de cadmium et d'étain appliquée par pro- jection de manière à constituer l'électrode complémentaire, un cache étant utilisé pour assurer qu'une partie reste dé-
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couverte au centre et au bord de la plaque. Un bord libre offre l'avantage d'un trajet de fuite allongé pour un courant passant de l'électrode imparfaitement conductrice à l'élec- trode bonne conductrice. On fera ressortir plus loin l'avan- tage de l'évidement central.
Pour permettre de prélever le courant sur l'élec- trode 4 on a soudé à cette dernière une languette 5 qui est surmontée d'un capuchon 6 dans le but d'agrandir la surface parcourue par le courant et, si le redresseur est chauffé excessivement, d'empêcher le point de soudure de se détacher par fusion et de couper le contact. Un anneau 7 en matière isolante sert à maintenir l'écartement voulu entre la plaque de redressement 1' et la cellule suivante 1; il assure en outre que, lorsque la broche 8 (qui est isolée par rapport aux cellules de redressement au moyen d'un tube isolant 9, par exemple en presspan) est vissée plus fortement, la pression exercée par le capuchon de contact 6 sur les plaques de redressement interposées entre les disques 10 et 11 ne varie pas.
Cette variation serait particulièrement nuisible si la pression était augmentée, parce que dans ce cas la couche de barrage pourrait se briser au point où, le capuchon porte contre l'électrode complémentaire, ce qui pourrait occasionner un court-circuit entre les deux élec- trodes d'une cellule. Il en résulte que la tension d'arrêt du redresseur est indépendante de la pression exercée par la broche.
Du fait que l'électrode complémentaire ne se pro- longe pas jusqu'au centre de la plaque, l'électrode complé- mentaire est empchée, lorsque la broche 8 est vissée plus fortement par l'anneau 7, de rompre la couche de barrage au point où ce dernier porte contre la plaque de redres- sement de sorte que les risques de court-circuits sont également évités en ce point.
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Dans le but de refroidir les plaques du redresseur on dispose à côté de chaque plaque une plaque 12 d'alumi- nium ou de fer étamé qui est en contact thermique avec la plaque de redressement 1 au moyen d'un anneau en nickel 13.
Pour assurer une transmission de chaleur des plus favorables de l'anneau 13 à la plaque 12 l'anneau est rendu lisse laté- ralement et la surface 14 de la plaque 1 est travaillée, par exemple par dressage, de manière que les deux surfaces por- tent étroitement l'une contre l'autre.
Les anneaux 13 servent à maintenir l'écartement voulu entre les plaques de redressement et leurs plaques ré- frigérantes et assurent également une bonne transmission de chaleur grâce au bon contact existant respectivement sur chacune des deux faces. Les anneaux 7 servent également à régler l'écartement entre la plaque réfrigérante de l'une des cellules et la plaque de redressement de la cellule suivante, ce qui procure également les avantages précités.
Du fait que les plaques réfrigérantes sont disposées res- pectivement sur chacune des deux faces à une distance pré- déterminée des plaques de redressement contiguës, les sur- faces de ces plaques, qui subissent, par exemple, l'effet réfrigérant de l'air, sont refroidies dans la mesure du possible.
Sur la fig. 1 on voit un circuit comprenant en série les plaques 1 et 1', mais il est également possible d'isoler les deux plaques l'une de l'autre en disposant un anneau isolant entre le capuchon 6 et la plaque réfri- gérante 12.
La fig. 2 montre une disposition pour un redres- seur dans lequel les quatre cellules du redresseur sont , montées en montage de "Grâtz". Ces cellules ainsi que leurs plaques réfrigérantes sont encore enfilées sur une broche 16 @
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isolée au moyen d'un tube isolant 15 et sont encastrées entre deux écrous 18 et 18' .avec interposition d'anneaux isolants 17 et 17'. Par raison de commodité les capuchons de contact représentés sur la fig.l ne sont pas montrés sur cette figure.
Selon ce mode de réalisation, le.courant pour chaque unité est recueilli sur une languette 19 qui est également maintenue à une distance prédéterminée de la plaque de redressement 21 au moyen d'un disque isolant 20. Dans ce cas, comme dans le cas précédent, l'électrode complémentaire s'étend sur la plaque de manière à empêcher la pression de l'anneau 20 d'être exercée sur l'électrode complémentaire.
Un anneau de-nickel 22 est encore monté sur la face arrière de la plaque de redressement et établit un contact avec la plaque réfrigérante 23 sur l'autre face.
Ainsi que le'montre la fige 1, l'évidement des plaques de redressement peut être cylindrique, mais il est également possible de le rendre annulaire. Si l'épaisseur de la plaque de support est trop faible au point où: l'évi- dement a été pratiqué par dressage les plaques peuvent aussi présenter dès l'abord un épaulement local qui 'est travaillé subséquemment.
Dans le but d'obtenir une Haison électrique avec un circuit externe on peut insérer des lames de contact aux points nécessaires ou on peut en établir des liaisons avec les plaques réfrigérantes qui, dans le montage montré sur cette figure, sont en contact électrique direct avec les diverses cellules.
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Block-layer rectifier with a separate cooling plate for heat dissipation.
The present invention relates to a barrier layer rectifier in which. a barrier layer cell is mounted on a metal plate, and a separate cooling plate, in good heat-conducting contact with the metal support plate, is used for heat dissipation.
To establish barrier layer rectifiers by means of a certain number of cells, with barrier layer mounted in series or in parallel, all of these cells are frequently placed in a single carrier member, in
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whereby the barrier layer cells arranged in a row are pressed against each other. The electrical contact between the successive cells is established, for example, by means of interposed contact pieces and insulating members are arranged at the points where the cells with barrier layer must be isolated from one another.
In addition, it is known that rectifiers of this type can be cooled by means of separate cooling plates with a large surface area, a cooling plate generally being applied against the support plate of each of the barrier layer cells. In this case, the aforementioned interposed pieces of insulating or conductive material serve to keep the various cells at the spacing required for effective cooling. They therefore constitute spacers. So far as spacers of this kind have been used heretofore, they were therefore arranged between the cooling plate of one cell and the good conductive electrode of the following cell. It was therefore found useful to apply the cooling plate directly against the support plate to achieve efficient heat transmission.
Unexpectedly, it has been found that the heat dissipation can be significantly improved by deviating from this principle and that additional advantages are then obtained, as will emerge from the description below.
According to the invention, the conductive contact of the heat with the support plate is established by means of a contact piece arranged between the cooling plate and the support plate and leaving the major part of the surface of the plate uncovered. cooler and support plate.
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It seems that due to this arrangement the heat conductive contact is made over a much smaller area than in normal construction, although it has been found that heat dissipation is still much more favorable. This advantage is likely due to the fact that a cooling plate immediately bearing against the support plate is never sufficiently smooth for contact to be made over a large area.
On the contrary, a layer of air or other heat insulating material will exist over almost the entire surface, this layer greatly opposing the transmission of heat.
In addition, the cooling plates are made relatively thin in order to save weight and material and the contact between them can therefore only be produced locally. At unsupported points the cooling plate then flexes so that it moves away from the support plate. In addition, the occlusion of dirt can only be avoided with difficulty, so that the aforementioned disadvantage is increased. If the plates are cleaned at the points where they are supported, for example by a mechanical operation such as sandblasting or dressing, material is removed at these points so that the deflection of the plates increases under the effect of compression.
According to one embodiment of the invention, the contact piece is preferably facing the central part of the support plate, which further offers to dissipate heat from the point where it is not otherwise removed. 'with the greatest difficulty.
The invention makes it possible to choose, for the constitution of the contact piece, a base which is a good conductor of heat, while at the same time establishing the cooling plate in a
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inexpensive material with low weight (for example aluminum or iron). According to an advantageous embodiment, the contact piece is made of copper.
As the foregoing clearly shows, the use of the term "contact piece" in this specification is primarily intended to suggest a heat conductive contact and does not necessarily imply an electrical contact.
The description of the appended drawing, given by way of non-limiting example, will make it clear how the invention can be implemented, the features which emerge both from the drawing and from the text naturally forming part of the invention.
Fig. 1 is a cross-sectional view of two barrier layer cells disposed on a central pin.
Fig. 2 shows a more complete construction.
Although an arrangement comprising a central pin is described by way of example, it is obvious that the invention can also be used if other means of supporting the various cells are used. one against the other.
In said arrangement, the contact piece is constituted by a ring threaded on the pin and preferably resting in an annular recess of the support plate.
The barrier layer cells of FIG. 1 are designated by 1 and 1 'respectively and each consist of a support plate 2, for example of aluminum, which carries the imperfect conductor 3 and the barrier layer.
The imperfectly conductive electrode can be made of selenium. The barrier layer, which is thin enough not to be visible in the drawing, carries a layer 4 of an alloy of bismuth, cadmium and tin applied by projection so as to constitute the complementary electrode, a cover being used to ensure that a part remains un-
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covered in the center and at the edge of the plate. A free edge offers the advantage of an elongated leakage path for current flowing from the imperfectly conductive electrode to the good conductor electrode. The advantage of the central recess will be highlighted later.
In order to allow the current to be taken from the electrode 4, a tab 5 has been welded to the latter, which is surmounted by a cap 6 in order to enlarge the surface traversed by the current and, if the rectifier is heated excessively. , prevent the solder point from melting off and switching off the ignition. A ring 7 of insulating material is used to maintain the desired distance between the straightening plate 1 'and the next cell 1; it further ensures that when the pin 8 (which is isolated from the rectifying cells by means of an insulating tube 9, for example in presspan) is screwed more strongly, the pressure exerted by the contact cap 6 on the straightening plates interposed between the discs 10 and 11 does not vary.
This variation would be particularly harmful if the pressure were increased, because in this case the barrier layer could break to the point where the cap bears against the complementary electrode, which could cause a short circuit between the two electrodes. of a cell. As a result, the stop voltage of the rectifier is independent of the pressure exerted by the spindle.
Due to the fact that the complementary electrode does not extend to the center of the plate, the complementary electrode is prevented, when the pin 8 is screwed more strongly by the ring 7, from breaking the barrier layer. at the point where the latter bears against the straightening plate so that the risks of short circuits are also avoided at this point.
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In order to cool the plates of the rectifier, a plate 12 of aluminum or tinned iron is placed next to each plate, which is in thermal contact with the rectifier plate 1 by means of a nickel ring 13.
To ensure the most favorable heat transmission from the ring 13 to the plate 12 the ring is made smooth laterally and the surface 14 of the plate 1 is worked, for example by dressing, so that the two surfaces por - tightly against each other.
The rings 13 serve to maintain the desired distance between the straightening plates and their cooling plates and also ensure good heat transmission thanks to the good contact existing respectively on each of the two faces. The rings 7 also serve to adjust the distance between the cooling plate of one of the cells and the rectifying plate of the next cell, which also provides the aforementioned advantages.
Due to the fact that the cooling plates are arranged respectively on each of the two faces at a predetermined distance from the contiguous rectifying plates, the surfaces of these plates, which undergo, for example, the cooling effect of the air , are cooled as far as possible.
In fig. 1 shows a circuit comprising in series the plates 1 and 1 ', but it is also possible to insulate the two plates from each other by placing an insulating ring between the cap 6 and the cooling plate 12.
Fig. 2 shows an arrangement for a rectifier in which the four rectifier cells are mounted in a "Grâtz" assembly. These cells and their cooling plates are still threaded on a 16 @ pin
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insulated by means of an insulating tube 15 and are embedded between two nuts 18 and 18 '. with the interposition of insulating rings 17 and 17'. For convenience the contact caps shown in fig.l are not shown in this figure.
According to this embodiment, the current for each unit is collected on a tab 19 which is also kept at a predetermined distance from the straightening plate 21 by means of an insulating disc 20. In this case, as in the previous case , the complementary electrode extends over the plate so as to prevent the pressure of the ring 20 from being exerted on the complementary electrode.
A nickel ring 22 is still mounted on the rear side of the straightening plate and makes contact with the freezer plate 23 on the other side.
As shown in fig 1, the recess of the straightening plates can be cylindrical, but it is also possible to make it annular. If the thickness of the backing plate is too small to the point where the recess has been made by dressing the plates may also present early on with a local shoulder which is subsequently worked on.
In order to obtain an electrical connection with an external circuit, contact blades can be inserted at the necessary points or they can be established with the cooling plates which, in the assembly shown in this figure, are in direct electrical contact with the various cells.