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Condensateur électrique comportant un diélectrique constitué au moyen de produits de transformation développés sur un métal d'armature.
Il est connu d'employer comme diélectrique pour des condensateurs statiques des produits de transformation du ou des métaux d'armature. Des nombreuses propositions qui ont été faites sous ce rapport, aucune n'a été trouvée convenable pour la pra- tique, car ces condensateurs présentaient fréquemment des courts- circuits. Ceci doit tre attribué au fait que la couche diélec- trique est mécaniquement très sensible et est par conséquent
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facilement endommagée lors du p lacement de l'armature conjuguée.
On. a pour cette raison déjà proposé d'appliquer l'armature con- juguée sur la c-ouche diélectrique à l'état finement réparti, pour éviter une détérioration de la couche di-électrique. Mais cette proposition n'a conduit non plus à aucun résultat utilisa- ble, au contraire il se présentait après comme avant des perce- ments qui conduisaient à une mise en court-circuit du condensa- teur.
La présente invention élimine ce défaut également par le fait qu'elle applique l'armature conjuguée, d'une manière cdnnue, de façon exempte d'inclusions, avec une adhérence soli- de, sur le diélectrique et cela avec une épaisseur telle que lorsqu'il se produit des percements par suite d'une charge exces- sive de la couche diélectrique ou en des endroits défectueux de cette couche, l'armature est détruite sous l'influence du court- circuit ou est rendue non conductrice.
Il est vrai que le prin- cipe consistant à mettre un condensateur à l'abri du percement par la conformation d'au moins une armature comme couche très fixe est connu, mais il s'agit toujours dans ces cas connus de condensateurs ayant un diélectrique indépendant présentant seu- lement des endroits défectueux séparés qui sont rendus non nuisi- bles par élimination par combustion et permettent une charge plus élevée du diélectrique. En cas d'emploi d'un produit de transfor- mation développé sur un métal d'armature comme diélectrique, la construction d'un condensateur n'est pas possible ou est possible seulement dans certains cas, car de semblables couches diélectri- ques contiennent des endroits défectueux en nombre tel que si on n'emploie pas une armature conjuguée très mince, il y a tou- jours des endroits mis en court-circuit.
Gn a trouvé particulièrement appropriés des produits de transformation qui sont fabriqués sur un métal de soupape, de préférence des oxydes, Il est en outre avantageux de partir d'un métal de soupape tel ou de former des produits de transfor-
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mation tels qu'ils possèdent une-constante diélectrique élevée et de minimes pertes diélectriques. Dans les essais ayant servi de base à laprésente invention, on a employé comme métal de soupape de l'aluminium et comme couche diélectrique un oxyde d'aluminium formé sur celui-ci. Ce produit de transformation peut, comme on le sait, Atre fabriqué chimiquement ou aussi électrolytiquement.
On a trouvé particulièrement avantageux l' emploi de l'électrolyse telle qu'on l'utilise dans la fabri- cation des couches diélectriques de condensateurs électroly-ti- ques ou également dans la fabrication de revêtements résistant à la corrosion. On a observé en outre qu'il est avantageux dans l'intérêt d'une résistance utilisable à la tension pour le condensateur, de choisir la couche d'arrêt comparativement plus forte que d'habitude, c'est à dire plus épaisse que dans les condensateurs électrolytiques et de l'établir sous l'épaisseur des revêtements résistant à la corrosion) par exemple une épaisseur de 5-10 .
Dans certaines circonstances, il peut être avantageux de composer la couche d'arrêt de couches différentes et fabriquées suivant des procédés différents, par exemple dans des électrolytes différents. On peut par exemple fabriquer une couche à la manière d'un revêtement résistant à la corro- sion qui est$ comme on le sait, relativement poreux et déposer dans celle-ci une couche connue dans la fabrication des conden- sateurs électrolytiques, pour diminuer la porosité de la pre- mière couche. Il est à recommander en outre de soumettre la couche diélectrique à un traitement supplémentaire pour amélio- rer sa valeur. Pour autant qu'il s'agit d'une couche d'oxyde, on peut la durcir au moyen de vapeur d'eau surchauffée.
On peut déposer en outra dans la couche diélectrique, pour améliorer la texture et pour réduire les pores, des matières supplémentaires de nature organique ou an organique, suivant un procédé connu quelconque. On peut par exemple déposer du bioxyde de titane,
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comme matière diélectrique de grande valeur, cataphorétiquement dans la couche diélectrique. On peut employer également des pro- cédés chimiques de précipitation et de séparation mais dans certaines circonstances un traitement ultérieur supplémentaire est nécessaire pour éliminer de nouveau les matières nécessaires pour l'opération de dépôt mais non désirées pour le condensateur.
Comme matière de charge, on peut déposer également dans la cou- che des laques, par exemplp des laques de polystyrol par exemple sous la forme d'un processus d'imprégnation. Un excès quelconque, qui doit naturellement être éliminé pour éviter un diéelectrique composé, peut être enlevé par exemple par centrifugation.
Comme on le sait, les couches d'arrêt fabriquées en par- ticulier électrolytiquement contiennent de l'eau qui a pour con- séquence des propriétés diélectriques très mauvaises. Il est par conséquent nécessaire, dans certaines circonstances, d'enle- ver cette eau, déposée dans les pores et les conduits capillai- res de la couche diélectrique, ou combinée chimiquement, avant l'application de l'électrode conjuguée et dans certains cas aus- si avant le dépôt des matières de charge. Ceci peut se faire de la manière la plus simple par un chauffage, éventuellement dans le vide. Les températures nécessaires à cet effet sont de l'ordre de grandeur de moins de 1000 et varient suivant le di- électrique employé.
Au lieu de ceci, on peut utiliser également des agents déshydratants tels qu'un alcool monovalent ou poly - valent ou une matière analogue, tandis qu'également dans cer- taines circonstances, une élimination de l'agent déshydratant peut être nécessaire lors du traitement ultérieur.
Sur la couche diélectrique ainsi préparée, on applique alors l'armature conjuguée sous la minime épaisseur conforme à la présente invention. Ceci se fait le plus avantageusement par pulvérisation cathodique ou mieux encore par vaporisation de métal, car alors tout d'abord la couche diélectrique se /il
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trouve dans le vide lors de l'application de l'armature et en outre l'armature conjuguée est appliquée sous la forme atomique avec adhérence solide et absence d'inclusions de sorte que cha- que contour des surfaces de la couche di-électrique peut être imité fidèlement par l'armature conjuguée, ce qui assure le ren- dement le plus élevé en capacité.
Il est éventuellement néces- saire, pour des couches diélectriques déterminées, de choisir également des métaux déterminés comme armature conjuguée car on a observé que par des relations qui ne sont pas encore claires actuellement, la tension de percement du condensateur peut être influencée considérablement. De même, l'épaisseur de l'armature métallique à appliquer se règle d'après l'épaisseur et la nature de la couche di-électrique.
On a observé lors des essais que lorsqu'on dépassait la tension de percement, il se produisait des percements qui ne se régénéraient pas d'eux-mêmes dans certaines circonstances.
Il a été établi que ce percement se produisait toujours en-dessous de l'amenée de courant. Après enlèvement del'amenée de courant, le court-circuit était supprime et le condensateur était de nou - veau prêt au fonctionnement. Ceci conduit à la règle consistant à disposer les amenées de courant en des endroits de l'armature mince en face desquels il n'y a pas d'armature conjuguée ou pour lesquels le diélectrique est notablement renforcé. Comme, ainsi qu'on l'a mentionné déjà, les couches diélectriques sont poreu- ses et probablement aussi hygroscopiques, un condensateur peut diminuer considérabelement de valeur sous l'influence de l'humi- dité de:
l'air, même lorsqu'il a été rendu complètement exempt d'eau par chauffage ou d'une manière analogue, et il est par c on- séquent avantageux de la soustraire à toute action d'humidité et de le construire de façon étanche à l'humidité, de préférence même étanche au vide.
Le condensateur suivant la présente inventio, a une impor- tance extrêmement grande car, par suite de sa construction et du
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choix de substances insensibles à la chaleur, il permet des températures de fonctionnement notablement plus élevées que les condensateurs usuels connus. Il est par conséquent possible de réaliser des appareils électriques quelconques, qui auraient bien pu être construits pour des températures plus élevées de fonctionnement, mais par suite d'un condensataur conjugué ne pouvaient supporter que des températures de fonctionnement plus basses, actuellement aussi pour des températures élevées et les faire en même temps notablement plus petits et moins coûteux.
Le condensateur suivant la présente invention se comporte éga- lement au point de vue de son angle de perte et de sa capacité sous la dépendance de la température et sous la dépendance de la fréquence extrêmement bien et présente,lorsqu'on 'observe les réglea indiquées, des angles de perte qui sont de l'ordre de grandeur de ceux du mica de grande valeur.
On a représenté au dessin à la fige 1 la coupe trans- versale dans une armature de condensateur. a est le métal de base sur lequel on a développé le produit de transformation b agissant comme diélectrique. Sur cette couche diélectrique: b, on a prévu l'armature conjuguée c sous la forme d'une couche métallique mince, qui peut être remplacée également par d'autres couches conductri- ces, par exemple des couches de charbon.
La fige 2 représente une plaque de condensateur telle qu'on l' utilise par exemple pour des condensateurs en pile. Une semblable plaque de condensateur représente un élément de condensa- teur complet. L'armature-mère d est entièrement entourée d'une couche diélectrique e qui est développée sur l'armature d . Sur la couche diélectrique e. est appliquée l'armature conjuguée ± qui est en liaison en g avec l'amenée de courant extérieure.
Pour éviter un percement à l'endroit d'application de l'amenée de courant g,, ce qui n'est pas sans danger, la couche diélectrique e est renforcée en-dessous de l'endroit d'application de g. L'amer
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née de courant à d est indiquée à la fige 3 qui représente en vue de dessus la plaque de condensateur suivant la fig.2, et elle est désignée par h. Moyennant une conformation appro- priée des pièces constitutives du condensateur, on peut fabri- quer éga lement des condensateurs enroulés.
Revendications?
EMI7.1
¯¯¯¯¯¯¯¯..¯¯¯¯,.¯¯¯¯¯¯¯¯¯¯¯¯¯¯¯¯¯ 1.- Condensateur électrique comportant un diélectrique en des produits de transformation développés sur un métal d'armature, et une armature conjuguée, caractérisé en ce que l'armature conjuguée est appliquée de façon exempte d'inclusions, avec une forte adhérence, sur le diélectrique, sous une épaisseur telle qu'en cas de surcharges ou en des endroits défectueux, l'armature conjuguée est détruite ou rendue non conductrice.