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Tube à décharge.
L'invention concerne un tube à décharge dont au moins une électrode est reliée par un conducteur à une broche de con- tact scellée dans le fond du tube.
Les tubes à décharge sont sujets à un inconvénient: sauf la cathode, les électrodes sont parfois portées à des températures trop élevées. Aussi s'est-on efforcé de diverses manières de refroidir ces électrodes. Ce refroidissement était essentiellement appliqué aux électrodes extérieures du système, par exemple aux anodes, tandis que les électrodes intérieures du système comportaient des tiges de support, bonnes conduc- trices de la chaleur, qui évacuent la chaleur vers des or- ganes réfrigérants disposés à l'extérieur du système.
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Cet agencement fournit de bons résultats, mais les organes de refroidissement sont encombrants, de sorte que dans de nombreux cas, ils nécessitent l'emploi d'ampoules de plus grandes dimensions. En outre, la construction du système devient plus compliquée dans le cas où plusieurs électrodes, par exemple des grilles, doivent être refroidies. En général, ces inconvé- nients sont surtout marqués dans les tubes de petites dimen- sions, dans lesquels les organes de refroidissement sont assez grands par rapport aux autres dimensions du tube. En outre, les organes de refroidissement augmentent la capacité des élec- trodes ce qui est souvent inadmissible, surtout dans le cas de tubes de petites dimensions et de tubes prévus pour des fré- quences élevées.
Suivant l'invention, on peut obvier d'une manière très simple aux inconvénients précités dans un tube à décharge de petites dimensions dont au moins l'une des électrodes est re- liée par un conducteur à des broches de contact scellées dans le fond du tube : moins l'un des conducteurs est en une ma- tière bonne conductrice de la chaleur et a une section telle que le quotient de la différence entre la température admissi- ble de l'électrode et celle de la broche de contact d'une part, et la résistance thermique du conducteur d'autre part, soit approximativement égale à l'énergie thermique fournie à l'élec- trode. Par analogie avec la loi d'Ohm pour les grandeurs élec- triques, E = I.
R., on peut appliquer pour les grandeurs thermi- ques une formule analogue dans laquelle E est la différence de température entre les extrémités d'un conducteur de chaleur,
R la résistance thermique de ce conducteur et- 1 la quantité de chaleur évacuée le long de ce conducteur. De ce qui précède, il résulte donc que les dimensions et la. constitution du conduc- teur de connexion conforme à l'invention doivent être telles que soit satisfaite la condition : Te-Tp/Rv=Ie,
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expression dans laquelle Te est la température admissible pour l'électrode, Tp la température admissible pour la broche, Rv la résistance thermique du conducteur de connexion et Ie l'énergie thermique fournie à l'électrode.
La température de la broche de contact ne doit pas dépasser une valeur admissible,ce qui, pour de petits tubes, s'obtient en général sans plus, car la chaleur des broches de contact s'évacue assez facilement.
La Demanderesse a constaté que la résistance thermique des conducteurs de connexion usuels en nickel, d'un diamètre de 0,2 mm, est d'environ 24.000 -CI tandis que la résistance ther- mique totale d'une broche de contact scellée en ferro-chrome, de 1 mm de diamètre, et d'environ 1,6 cm de longueur est en général, d'environ de 2500 # . Le fond du tube est relativement épais, surtout dans les petits tubes, car pour obtenir un scel- lement hermétique, la longueur scellée des broches ne doit pas être inférieure à un minimum déterminé. Dans ce cas, une partie importante de la chaleur transmise par les broches au verre pourra être évacuée directement vers le châssis, pour autant que le verre n'évacue déjà pas par rayonnement une certaine partie de la chaleur.
La résistance thermique proprement dite des broches en ferro-chrome scellées, qui importe ici, est donc approximativement égale à la moitié, c'est-à-dire 1250 # pour la partie de la broche qui dépasse à l'intérieur du tube. Il en résulte qu'en général, la résistance à la conduction thermique entre l'électrode et la, broche est essentiellement concentrée dans le conducteur de connexion. En général, les dimensions et la matière des conducteurs de connexion, sont choisies de manière à permettre la flexibilité et la soudure et à assurer une bonne conduction électrique et une mauvaise conduction thermique. Aussi utilisait-on, en général, un ruban de nickel.
Suivant l'invention, un tel conducteur de connexion est constitué par une âme en cuivre ou en argent recouverte @
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d'une couche d'un métal du groupe ferreux pour faciliter la sou- dure. De plus, la section de ce conducteur doit être suffisam- ment grande pour permettre de satisfaire à la condition mention- née ci-dessus. En pratique, on'a constaté qu'un diamètre de 0,5 mm suffit déjà dans le cas d'emploi des matières précitées pour réduire à 2500 Il la résistance à la. chaleur du conducteur de connexion, tandis que, dans de nombreux cas, on peut maintenir les dimensions des conducteurs de connexion en nickel utilisés jusqu'à présent. Ce moyen peut être utilisé indépendamment ou en combinaison avec des organes de refroidissement.
Dans le dernier cas, ces organes peuvent être plus petits. De plus, rien ne s'op- pose à refroidir plusieurs électrodes de la manière conforme à l'invention, et de plus, en ce qui concerne le montage, aucune difficulté ne se présente, car cet agencement ne requiert pas de manipulation spéciale. C'est particulièrement pour de petits tubes que l'invention est efficace, car la quantité de chaleur totale à évacuer est alors, en général, très petite et les di- mensions des broches de contact et l'épaisseur du fond du tube sont alors assez grandes. La chaleur développée dans les broches peut être évacuée vers le châssis non seulement à traversée verre du fond du tube, mais aussi par l'intermédiaire des or- ganes de contact dans le support; une grande partie est évacuée par rayonnement du verre du fond du tube.
Jusqu'à présent, il était en général avantageux de réduire au minimum l'évacuation de la chaleur du système vers les broches, de manière à éviter l'oxydation des broches et partant, un mauvais contact avec les ressorts de contact du support. C'est surtout dans les petits tubes d'émission à broches de contact scellées, que cette dif- ficulté était le plus marquée, de sorte que l'on s'est toujours efforcé de réduire dans la mesure du possible l'évacuation de la chaleur vers les broches de contact. Dans ces tubes le pro- blème du refroidissement des grilles avait cependant beaudoup @
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moins d'importance, car la suppression de l'omission secondaire n'y étant pas d'importance primordiale, les grilles du tube d'émis- sion peuvent avoir une température de régime beaucoup plus éle- vée.
De plus, par suite des grandes dimensions de l'ampoule, rien n'empêche d'utiliser des ailettes de refroidissement, d'autant plus que celles-ci peuvent être plus petites que dans le cas où les grilles doivent être fortement refroidies, car, par suite de la température élevée, le rayonnement est plus intense qu'aux basses températures. Par contre, 1-'évacuation de la chaleur des broches vers le châssis est faible, de sorte que la température de ces broches peut devenir trop élevée.
La Demanderesse a constaté que, l'utilisation dans une triode-hexode normale d'un conducteur de connexion conforme à l'invention, qui d'ailleurs, avait les mêmes dimensions que le conducteur de connexion usuel en nickel, assurait une baisse de la température de la grille de commande de la triode de 350 à 200 C ce qui est suffisant pour éviter l'émission de grille.
En outre, la température de la broche de contact faisant office d'organe de refroidissement, s'avéra, dans un cas déterminé, d'environ 80 C mais dépend de la conduction thermique de la bro- che vers le châssis.
La description du dessin annexé, donné à titre d'exem- ple non limitatif, fera bien comprendre comment l'invention peut être réalisée, les particularités qui ressortent tant du texte que du dessin faisant, bien entendu, partie de l'invention.
Sur la figure, l'ampoule 1 du tube renferme un système d'électrode 2, ici un système pentode constitué par une anode, trois grilles, et une cathode 3. Les grilles comportent des tiges supports 5,6 et 7, en matière bonne conductrice de la chaleur, par exemple en cuivre, recouverte d'une mince couche de fer, pour faciliter la soudure. A la partie supérieure du tuoe, dans le petit espace compris entre l'ampoule et le système, se trouve le @
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"getter" 14. Le refroidissement de l'anode résulte du noircisse- ment de la surface extérieure et partiellement du fait que l'ano- de est fixée au pôle-support 13 qui supporte en même temps le système.
Les supports de grille 5,6 et 7 de la grille de com- mande, de la grille écran et de la grille de freinage sont reliés, par des conducteurs de connexion 8,9 et 10 en matière bonne conductrice de la chaleur, aux broches de contact correspondantes 12, qui sont scellées dans le fond de tube 11. Le verre du fond du tube et les organes de contact du support de tube transmet- tent la chaleur au châssis. La Demanderesse a constaté que l'u- tilisation d'un conducteur de connexion conforme à l'invention permet de ramener la température de la grille de commande de 350 à 250 tandis que la température de la broche de contact faisant office d'organe de refroidissement, ne dépasse pas la tempéra- ture de 80 C, température qui ne suscite pas encore des diffi- cultés.
On pourrait améliorer encore le refroidissement de l'é- lectrode en donnant à l'organe de connexion une plus grande section transversale, pour autant que l'évacuation de chaleur de la broche de contact même soit suffisante.
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Discharge tube.
The invention relates to a discharge tube, at least one electrode of which is connected by a conductor to a contact pin sealed in the bottom of the tube.
Discharge tubes are subject to one drawback: except for the cathode, the electrodes are sometimes brought to too high temperatures. Thus, various efforts have been made to cool these electrodes. This cooling was mainly applied to the external electrodes of the system, for example to the anodes, while the internal electrodes of the system had support rods, good conduc- tors of heat, which evacuate the heat towards refrigerating organs arranged at the same time. outside the system.
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This arrangement provides good results, but the cooling members are bulky, so that in many cases they require the use of bulbs of larger dimensions. Further, the construction of the system becomes more complicated in the event that several electrodes, for example grids, have to be cooled. In general, these drawbacks are most marked in tubes of small dimensions, where the cooling members are quite large compared to the other dimensions of the tube. In addition, the cooling members increase the capacity of the electrodes, which is often inadmissible, especially in the case of tubes of small dimensions and tubes designed for high frequencies.
According to the invention, the aforementioned drawbacks can be obviated in a very simple manner in a discharge tube of small dimensions in which at least one of the electrodes is connected by a conductor to contact pins sealed in the bottom of the tube. tube: less one of the conductors is of a good conductor of heat and has a cross section such as the quotient of the difference between the allowable temperature of the electrode and that of the contact pin of a on the one hand, and the thermal resistance of the conductor on the other hand, is approximately equal to the thermal energy supplied to the electrode. By analogy with Ohm's law for electrical quantities, E = I.
R., a similar formula can be applied for thermal quantities in which E is the temperature difference between the ends of a heat conductor,
R the thermal resistance of this conductor and- 1 the quantity of heat evacuated along this conductor. From the above, it follows that the dimensions and the. constitution of the connecting conductor according to the invention must be such that the condition is satisfied: Te-Tp / Rv = Ie,
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expression in which Te is the admissible temperature for the electrode, Tp the admissible temperature for the pin, Rv the thermal resistance of the connection conductor and Ie the thermal energy supplied to the electrode.
The temperature of the contact pin must not exceed an allowable value, which, for small tubes, is generally obtained without more, because the heat of the contact pins is dissipated quite easily.
The Applicant has found that the thermal resistance of conventional nickel connecting conductors, with a diameter of 0.2 mm, is about 24,000 -CI while the total thermal resistance of a sealed contact pin made of ferro -chrome, 1mm in diameter, and about 1.6cm in length is typically about 2500 #. The bottom of the tube is relatively thick, especially in small tubes, since in order to achieve a hermetic seal the sealed length of the pins should not be less than a specified minimum. In this case, a significant part of the heat transmitted by the pins to the glass can be evacuated directly to the frame, provided that the glass does not already dissipate a certain part of the heat by radiation.
The actual heat resistance of the sealed ferro-chrome pins, which matters here, is therefore approximately half, i.e. 1250 # for the part of the pin that protrudes inside the tube. As a result, in general, the resistance to thermal conduction between the electrode and the pin is essentially concentrated in the connecting conductor. In general, the dimensions and the material of the connection conductors are chosen so as to allow flexibility and soldering and to ensure good electrical conduction and poor thermal conduction. In general, therefore, a nickel ribbon was used.
According to the invention, such a connection conductor is formed by a core of copper or silver covered @
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a layer of a metal from the ferrous group to facilitate welding. In addition, the section of this conductor must be large enough to allow the condition mentioned above to be satisfied. In practice, it has been found that a diameter of 0.5 mm is already sufficient in the case of use of the aforementioned materials to reduce to 2500 II the resistance to. heat of the connecting conductor, while in many cases the dimensions of the nickel connecting conductors used heretofore can be maintained. This means can be used independently or in combination with cooling members.
In the latter case, these organs may be smaller. In addition, there is nothing to prevent cooling several electrodes in the manner according to the invention, and moreover, as regards the assembly, no difficulty arises, since this arrangement does not require special handling. It is particularly for small tubes that the invention is effective, since the total quantity of heat to be removed is then, in general, very small and the dimensions of the contact pins and the thickness of the bottom of the tube are then. quite large. The heat developed in the pins can be evacuated towards the frame not only through the glass passage of the bottom of the tube, but also through the intermediary of the contact members in the support; a large part is removed by radiation from the glass at the bottom of the tube.
Heretofore, it has generally been advantageous to minimize heat removal from the system to the pins, so as to avoid oxidation of the pins and hence poor contact with the carrier contact springs. This difficulty was most marked in the small emission tubes with sealed contact pins, so that every effort has been made to reduce the evacuation of the gas as far as possible. heat to the contact pins. In these tubes, however, the problem of cooling the grids had beaudoup @
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less importance, since the elimination of the secondary omission is not of paramount importance, the gates of the emission tube can have a much higher operating temperature.
In addition, due to the large dimensions of the bulb, nothing prevents the use of cooling fins, especially since these can be smaller than in the case where the grids must be strongly cooled, because , due to the high temperature, the radiation is more intense than at low temperatures. On the other hand, the heat dissipation from the pins to the frame is low, so that the temperature of these pins can become too high.
The Applicant has observed that, the use in a normal triode-hexode of a connection conductor in accordance with the invention, which moreover had the same dimensions as the usual nickel connection conductor, ensured a reduction in the temperature of the control gate of the triode from 350 to 200 C which is sufficient to avoid gate emission.
In addition, the temperature of the contact pin acting as a cooling member was found, in a given case, to be about 80 ° C. but depends on the thermal conduction of the pin to the frame.
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 text and from the drawing, of course, forming part of the invention.
In the figure, the bulb 1 of the tube contains an electrode system 2, here a pentode system consisting of an anode, three grids, and a cathode 3. The grids comprise support rods 5, 6 and 7, made of good material. conductive of heat, for example copper, covered with a thin layer of iron, to facilitate soldering. At the top of the tuoe, in the small space between the bulb and the system, is the @
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"getter" 14. The cooling of the anode results from the blackening of the outer surface and partly from the fact that the anode is fixed to the support pole 13 which at the same time supports the system.
The grid supports 5, 6 and 7 of the control grid, of the screen grid and of the brake grid are connected, by connection conductors 8, 9 and 10 made of material which is a good conductor of heat, to the pins. contact contacts 12, which are sealed in the bottom of the tube 11. The glass of the bottom of the tube and the contact members of the tube holder transmit heat to the frame. The Applicant has observed that the use of a connection conductor in accordance with the invention makes it possible to reduce the temperature of the control grid from 350 to 250 while the temperature of the contact pin acting as a control member. cooling, does not exceed the temperature of 80 C, a temperature which does not yet give rise to difficulties.
The cooling of the electrode could be further improved by giving the connection member a larger cross-section, provided that the heat dissipation of the contact pin itself is sufficient.