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.DISPOSITIF ELECTRIQUE A ATMOSPHERE .DE VAPEURS.
La présente invention concerne généralement les dispositifs élec- triques à décharge dans une atmosphère de vapeurs et plus particulièrement un écran de chaleur intercalé entre les électrodes principales de tels dispositifs.
Quand les dispositifs thermioniques à décharge sont en fonction- nement, au moins une des électrodes, habituellement la cathode,est maintenue à une température suffisante pour l'émission des électrons,, et les autres élec- trodes principales, telles que l'anode et les grilles de commande, s'il y en a, se trouvent à une température à laquelle ne sont émis que très peu ou pas d'électrons. Comme la chaleur de l'électrode chauffée tend à rayonnr vers les autres électrodes et élever leur température, il est parfois difficile de maintenir de telles électrodes en dessous de la température d'émission des électrons.
La difficulté est particulièrement accentuée dans les dispositifs utilisant les vapeurs de métaux tels que le césium, le rubidium et le potassium qui aident le métal des électrodes à émettre des électrons à basse température.
On a déjà proposé d'intercaler des écrans de chaleur ou parois thermiques entre les électrodes principales pour diminuer la transmission ou propagation de la chaleur de l'électrode chauffée vers les électrodes plus froides. Ces écrans'ont été jusqu'ici percés d'ouvertures pour le passage des électrons de l'électrode émettrice vers les électrodes réceptrices. Gomme ces ouvertures doivent être considérables afin de ne pas freiner le déplacement des électrons, elles laissent passer aussi beaucoup de calories qui sont recueillies par les électrodes réceptrices.
La présente invention a pour but de procurer un écran de chaleur perfectionné pratiquement opaque dans une direction et pratiquement ouvert dans une direction transversale.
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L'invention a encore pour but de procurer une barrière thermique très efficace qui laisse facilement passer les électrons.
D'autres buts et avantages de l'invention ressortiront claire- ment de la description détaillée donnée ci-après avec référence au dessin annexé.
La figure 1 est une vue de face, partiellement en coupe, d'un dispositif électrique à atmosphère de vapeurs suivant l'invention.
La figure 2 est une coupe verticale d'une partie d'un écran de chaleur conforme à l'invention.
La figure 3 est une vue en plan d'une partie de 19 écran de cha- leur de la figure 2.
La figure 4 est une vue perspective d'une forme d'exécution pré- férée d'un écran de chaleur suivant l'invention; et la figure 5 est une vue en plan d'une partie de l'écran de cha- leur de la figure 4.
La face de l' écran de chaleur conforme à la présente invention est pratiquement opaque à la chaleur rayonnée par l'électrode émettrice tout en ayant de très grandes ouvertures pour les électrons. Dans l'écran conforme à l'invention,des parties de l'écran de chaleur sont découpées sans être déta- chées et les parties avoisinant les fentes sont défoncées, présentant une sur- face pratiquement opaque dans la direction de propagation de la chaleur venant de l'électrode chauffée, les ouvertures découpées constituant une bonne par- tie de la surface de l'écran dans la direction transversale à la propagation de la chaleur.
Dans la forme d'exécution représentée à titre d'exemple sur le des- sin, un dispositif électrique à atmosphère de vapeurs 10 comporte une électro- de réceptrice ou anode 1 représentée ici comme constituant une grande partie de l'enveloppe 2 du dispositif 10. Une cathode 4 disposée à l'intérieur de 1' enveloppe 2 et isolée de la partie anodique 1 au moyen d'un isolateur appro- prié 3, est chauffée par un filament approprié dont les extrémités 5 sont iso- lées l'une de l'autre et représentées sortant de l'enveloppe 2. La cathode chau- de 4 est composée d'un corps pratiquement tubulaire 6 et d'extensions en sur- face telles que des ailettes 7 fixées sur la partie tubulaire 6.
Un ou plusieurs écrans de chaleur 11 de préfére.nce très proches de la cathode chaude 4 mais séparés de celle-ci., sont interposés entre l'élec- trode chauffée ou cathode et l'électrode réceptrice ou anode. Par raison de simplicité,\! un seul écran 11 a été reproduit. De préférence, l'écran de cha- leur 11 entoure pratiquement complètement l'électrode chauffée 4, et la par- tie de l'écran voisine de la partie émettrice ou extension de l'électrode 7 est percée d'ouvertures 32 qui laissent les électrons s'écouler facilement de l'é- lectrode chauffée 4 à le*électrode réceptrice 1.
L'écran de chaleur 11 est de préférence solidement fixé à l'électrode chauffée 4 au moyen d'une partie mon- tante 8 glissée sur la partie de la cathode 4 qui n'émet normalement pas d'élec- trons.
Dans la forme d'exécution de l'écran 11 représentée aux figures 2 et 3, l'écran de chaleur est fait d'une tôle 20 ayant des fentes 21 qui dé- coupent presque entièrement des parties annulaires 22 que l'on repousse hors du plan de la tôle 24, comme la figure 2 le montre clairement, afin de consti- tuer des ouvertures 23 protégées d.?elles-mêmes par les parties repoussées 22 de la tôle. Dans le sens de propagation de la chaleur, les parties hors plan 22 obturent pratiquement les ouvertures 23 dont une minime partie seulement laisse passer directement la chaleur de l'électrode chauffée 4 vers l'électro= de réceptrice 1.
De préférence, la face intérieure' de l'écran 11 est finement polie ou arrangée d'une autre façon pour réfléchir la chaleur, de manière que toutes les calories rayonnées sur l'écran 11 soient renvoyées par réflexion sur l'électrode chauffée 4. Ceci non seulement empêche le rayonnement ou la propagation de la chaleur de l'électrode chauffée 4 vers l'électrode réceptri- ce 1,mais maintient la chaleur dans l'électrode chauffée 4, ce qui réduit no-
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tablement les pertes de calories et par conséquent l'énergie nécessaire à gar- der l'électrode chauffée 4 à sa température démission.
Dans la forme d'exécution préférée de la figure 4,la tôle 30 est pourvue de fentes parallèles discontinues 31, et les parties bordées par deux fentes sont repoussées en sens inverses et constituent en fait des ondulations qui bouchent pratiquement l'écran dans la direction de propagation de la cha- leurmais offrent de grandes ouvertures 32 pour le passage. des électrons qui s'écoulent pratiquement dans toutes les directions et non en ligne droite com- me la chaleur propagée ou rayonnée.
En fonctionnement, dans le cas de l'une ou de l'autre forme décran une grande partie de la chaleur rayonnée sera renvoyée par réflexion sur l'élec- trode chauffée 4, ce qui diminue de beaucoup le refroidissement nécessaire au maintien de l'électrode réceptrice 1 à une température non émissive.
REVENDICATIONS la - Dispositif électrique à décharge comportant plusieurs élec- trodes espacées entre elles dont l'une est une électrode chauffée émettant des électrons, caractérisé en ce qu'entre les dites électrodes est interposé un écran de chaleur constitué de façon à présenter une surface pratiquement con- tinue à la chaleur rayonnée par l'électrode chauffée tout en présentant des ouvertures importantes pour le passage des électrons.
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.ELECTRICAL DEVICE WITH A VAPOR ATMOSPHERE.
The present invention relates generally to electrical discharge devices in a vapor atmosphere and more particularly to a heat shield interposed between the main electrodes of such devices.
When the thermionic discharge devices are in operation, at least one of the electrodes, usually the cathode, is maintained at a temperature sufficient for the emission of electrons,, and the other main electrodes, such as the anode and. the control gates, if any, are at a temperature at which very few or no electrons are emitted. As the heat from the heated electrode tends to radiate to the other electrodes and raise their temperature, it is sometimes difficult to keep such electrodes below the emission temperature of the electrons.
The difficulty is particularly accentuated in devices using the vapors of metals such as cesium, rubidium and potassium which help the metal in the electrodes to emit electrons at low temperature.
It has already been proposed to insert heat screens or thermal walls between the main electrodes to reduce the transmission or propagation of heat from the heated electrode to the colder electrodes. These screens have hitherto been pierced with openings for the passage of electrons from the emitting electrode to the receiving electrodes. As these openings must be considerable so as not to slow down the movement of the electrons, they also allow a lot of calories to pass which are collected by the receiving electrodes.
The object of the present invention is to provide an improved heat shield which is substantially opaque in one direction and substantially open in a transverse direction.
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Another object of the invention is to provide a very effective thermal barrier which easily allows electrons to pass.
Other objects and advantages of the invention will become apparent from the detailed description given below with reference to the accompanying drawing.
FIG. 1 is a front view, partially in section, of an electrical device with a vapor atmosphere according to the invention.
Figure 2 is a vertical section of part of a heat shield according to the invention.
Figure 3 is a plan view of part of the heat shield of Figure 2.
Figure 4 is a perspective view of a preferred embodiment of a heat shield according to the invention; and FIG. 5 is a plan view of part of the heat screen of FIG. 4.
The face of the heat shield in accordance with the present invention is substantially opaque to the heat radiated by the emitting electrode while having very large openings for electrons. In the screen according to the invention, parts of the heat screen are cut without being detached and the parts adjoining the slits are knocked out, presenting a substantially opaque surface in the direction of propagation of the heat coming from. of the heated electrode, the cut openings constituting a good part of the screen surface in the direction transverse to the propagation of heat.
In the embodiment shown by way of example in the drawing, an electrical vapor atmosphere device 10 comprises a receiving electrode or anode 1 shown here as constituting a large part of the casing 2 of the device 10. A cathode 4 disposed inside the casing 2 and isolated from the anode part 1 by means of a suitable insulator 3 is heated by a suitable filament, the ends 5 of which are insulated from one another. the other and shown coming out of the casing 2. The hot cathode 4 is composed of a practically tubular body 6 and extensions on the surface such as fins 7 fixed on the tubular part 6.
One or more heat shields 11 preferably very close to the hot cathode 4 but separated from the latter are interposed between the heated electrode or cathode and the receiving electrode or anode. For the sake of simplicity, \! only one screen 11 has been reproduced. Preferably, the heat shield 11 substantially completely surrounds the heated electrode 4, and the portion of the shield adjacent to the emitting or extension portion of the electrode 7 is pierced with openings 32 which leave the electrons flow easily from heated electrode 4 to * receiving electrode 1.
The heat shield 11 is preferably securely attached to the heated electrode 4 by means of a rising part 8 slipped over the part of the cathode 4 which does not normally emit electrons.
In the embodiment of the shield 11 shown in Figures 2 and 3, the heat shield is made of a sheet 20 having slits 21 which almost entirely cut out annular portions 22 which are pushed out. of the plane of the sheet 24, as FIG. 2 clearly shows, in order to constitute openings 23 protected by themselves by the pushed-in parts 22 of the sheet. In the direction of heat propagation, the out-of-plane parts 22 practically close off the openings 23, only a small part of which allows the heat to pass directly from the heated electrode 4 to the receiver 1 electro =.
Preferably, the inner face of screen 11 is finely polished or otherwise arranged to reflect heat, so that all heat radiated onto screen 11 is reflected back onto heated electrode 4. This not only prevents radiation or the propagation of heat from the heated electrode 4 to the receptor electrode 1, but maintains the heat in the heated electrode 4, which reduces no-
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the losses of calories and consequently the energy necessary to keep the heated electrode 4 at its emission temperature.
In the preferred embodiment of FIG. 4, the sheet 30 is provided with discontinuous parallel slits 31, and the parts bordered by two slits are pushed back in opposite directions and in fact constitute corrugations which practically block the screen in the direction heat propagation but offer large openings 32 for passage. electrons which flow in practically all directions and not in a straight line like propagated or radiated heat.
In operation, in the case of one or the other form of screen, a large part of the radiated heat will be reflected back on the heated electrode 4, which greatly reduces the cooling necessary to maintain the heat. receiving electrode 1 at a non-emissive temperature.
CLAIMS 1a - Electrical discharge device comprising several electrodes spaced apart from one another, one of which is a heated electrode emitting electrons, characterized in that between said electrodes is interposed a heat screen formed so as to present a substantially surface. continues to the heat radiated by the heated electrode while presenting large openings for the passage of electrons.