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COMMISSARIAT A L'ENERGIE ATOMIQUE
La présente invention concerne un éclateur * petit* inductance, fonctionnant à forte intensité, à l'air libre, Remettant notamment la décharge rapide d'un banc de condensateurs, dans une bobine pour créer un champ magnétique intense*
Il est trot avantageux que la décharge d'un banc de condensa- tours alimentant une bobine de compression soit effectuée en n'utilisant qu'un seul éclateur, au lieu de plusieurs, car le problème de la synchro- nisatin des éclateurs se trouve alors résolu Cepdant quand l'inductance de la bobine de compression *et très petite, de l'ordre de 10 -8H, par temple,
l'inductance propre de l'éclateur unique doit être encore plus faible, voisine de 10-9H, par exemple, pour utiliser de façon satisfaisante l'énergie emmagasinée dans les condensateurs ; le courant traversant l'éclateur, identique à celui de la bobina, peut atteindre 106A ou plus, selon l'énergie du bano de condensateurs.les éclateurs de type courant n'ont pas une structure géc- métrique leur permettant de satisfaire aux conditions ci-dessus*
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Lorsqu'on désire déclencher la décharge d'un barra de condensa* tours dans une bobine, on utilise couramment un type d'éclateur à l'air libre, (Fig.
1) constitué de deux électrodes principales (1,2), entre lesquelles 'établit une décharge (3), amorcée au moyen d'une électrode auxiliaire (4).
La réalisation des éclateur* à eourant élevé pose un probléme difficile concernant l'usure des éclateurs* Jusqu'à 200 kA environ, cette usure est très réduite quel que soit le type do métal formant les électro- dons le dispositif fonctionnant au moins 10'coupa. A courant plum élevé, l'usure augmente rapidement.
Divers métaux et alliages ont été étudiée pour leur résistance à l'usure. les meilleurs se sont révélé. être les métaux bons conducteurs tel que le laiton. Un métal réfractaire, généralement mauvais conducteur est sujet à des arrachements.
Dana l'éclateur de la Fige 1, l'usure a lieu principalement sur le rebord de l'ouverture quo comporte l'électrode 2, eu voisinage de l'é- lectrode d'amorçage 4. 11 semble évident que pendant l'ignition, des pointe chaude se forment sur l'éclateur autour de cette ouverture. Ces pointe sont émissifs et la décharge principale y reste accrochée en gros sissant au fur et à mesure que la température et l'émissivité desdite pointe augmentent.
L'arrachage du métal au bord de l'ouverture de l'électrode prin- cipale est très important, le diamètre de cette ouverture augmentant rapi- dement.
Par contre, sur l'autre électrode principale de l'éclateur(1). la décharge est épanouie et l'usure est négligeable Un autre inconvénient des éclateurs précédemment utilisés est de présenter une inductance trop élevée.
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Un délateur à faible inductance et à forte intensité, objet de l'invention, comporte une structure et une disposition géométrique telle qu'il ne présente pas les inconvénients rappelés ci-dessus des éclat=* antérieurement connus.
L'éclateur conforme à l'invention ont remarquable en ce qu'il est sensiblement symétrique par rapport à un plan, qu'il est constitué de deux électrodes principales ayant approximativement la forme d'une partie de sphère, et comprimant entre elles une électrode annulaire d'amorçage
La structure de l'éclateur a été étudiée de façon à réduire au minimum non inductance.
Cet éclateur est contenu dans une enceinte consti- tuée d'une boîte métallique cylindrique réunie à l'une des électrodes prin- cipales et l'écartement des parois parallèles de cette botte est maintenu au moyen de colonnettes on métal qui réduisent la longueur des lignes de courant, minimisant l'inductance, tout en permettant le passage de l'onde ,de choc lors do 1 'amorçage.
Il est souvent avantageux, pour faciliter l'introduction d'un éclateur conforme à l'invention, dans un équipement dont il doit faire partie, de ne pas être oblige do disposer l'éclateur dans le voisinage immédiat de la bobine.
Dans oe but, et suivant l'invention, on réunit électriquement ces deux éléments au moyen d'un organe constitué de deux tubes coaxiaux que sépare un espace do très faible épaisseur, rempli par un isolant on bandes.
Afin de diminuer le bruit que provoque le fonctionnement de l'éclostour, on réunit ce dernier, au moyen de tubes proés de trous, pour amortir l'onde de choc, à une chambre, qui sert d'espace d'expansion pour les gaz chauds produit) par la décharge.
En se référant aux figures ci-jointes on va décrire ci-après un exemple de mise en oeuvre d'un éclateur, objet de l'invention. Les
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dispositions de réalisation qui seront décrites à propos de cet exemple devront être considérées comme faisant partie do l'invention, étant entendu que toutes dispositions équivalentes pourront aussi bien être utilisées cane sortir du cadre de celle-ci.
La Figure 2 est un schéma du dispositif de commande de l'alimentation d'une bobine de compression objet de l'invention.
La Figure 3 illustre un mode de réalisation de ce dispositif.
La Figure 4 montre les différente organes associés à un banc de condensateurs déchargea par un éclateur, objet de l'invention.
La décharge des condensateurs 5, dans la bobine 6, est déclenchée étant ' par l'allumage de l'éclateur 7, celui-ci/provoqué par son électrode annu- laire d'amorçage 16 au moyen d'une impulsion de tension venant de l'extérieur et produite par un transformateur d'impulsions 8.
Un condensateur 17, préalablement chargé, permet de fixer le potentiel de l'électrode annulaire d'amorçage à une valeur intermédiaire entre les po- tontiels appliqués aux deux électrodes principales 14 et 15 avant l'allumage
L'éclateur est électriquement réuni à la bobine 6 par deux organes de connexion en série le principal est formé de doux conducteurs 10 et 11 et le second est constitué de doux donduoteurs parallèles 12 et 13. Enfin une chambre d'expension 9 est réunie à l'éclateur principal 7.
Suivant l'une des caractéristiques essentielles do l'invention, l'é- olateur qui admet un axe et un plan de symétrie, comporte deux électrodes principales 14, 15 ayant approximativement la forme d'une portion de sphère ainsi qu'uno électrode auxiliaire annulaire 16.
L'utilisation d'une telle électrode pour amorcer l'éclateur prin- cipal permet d'employer des électrodes principales sans ouverture. En consé- quence on réduit l'usure de façon très importante.
L'amorçage de l'électrode annulaire est provoqué par une
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1mmlldon de tension vfJ1VInt de l'extérieur, et appliquée entre lidloo- trodo annulaire 16 et l'électrode principale 15 de l'éolateur,7. Il t'établit alors une décharge dans cet espace 1 toute lr. tension de charte du bene 5, est appliquée entra Iléloctrodu annulaire 16 et l'61cctodfJ principale 14. En new tcope la décharge entre l'électrode annulaire 16 et l'électrode prinoipala 15 ime-diop k travers 10 trou du l'61otrod. annulaire, la région inférieure de l'éclateur coaprixe entre cette électrode 16 et l'4leotrodo principale 14.
La décharge prinolpnlo, alimenté par les condensateurs, s'établit alors tr?. rr.- pidonent, Apr>o une inapoatian des traces que lainue urw seule cil,... oi'trgc sur d08 électrodes nouvosi on peut vérifier par t'lbaonoo d'io- parote our l'dlootrodo etnnulitire que la décharge pr..o.. à trvwrf 1'ouverture centrale do ladite électrode, Do cette lrçon le courant qui passe drns If i1-'chcfrge principale de l'éclateur n'entre pas dans l'électrode annulaire et non usure est donc négligeable,
Comme on l'a déjà expliqué, l'éclateur 7 ent réuni a une
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chcnbro d'expansion 9 j 1 les gaz mie en IDOUVeMunt par l'onde de choc d'allumage, se détendent dans cotte chambre.
Afin do réduire le bruit dû au fonctionnement de l'appareil, on prévoit dos systèmes de tubes trouée 24, 25, qui constituent les entrées de la d'ambre d'expansion et jouent les rôles do "silencieux".
Le dispositif représenté par la Pig. 3 comporte les mêmes éléments que celui de la Fig. 2. Ceux-ci sont désignés par des repères
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nucdriquee identiques, cependant diverses dispositions importr.ntc8 de l'invention ni nppr.rn.1e8ent quo sur cetto dernière figure, la précéder>, to étrnt schématique*
La bobine de compression 6 est directement réunie aux con-
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dunecifura 5 non représentés. Lu dispositif do connexion avec ldeln- 1;e!rr (:1,)CIpl't.n1 4Ù.1X avennes.
Le pl*t<ïuee' 12, 13 parallèles, qui
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comprennent entra ollen 1' isolent 26, forment la premier or#au 1 lé oueond orarne oot un 6cllrt\lur qui comporte doux tubes coaxiaux 10, 11,
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définissant entra eux un espace do petite épaisseur, rempli par un
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isolant 61t\otiq\lo on bande 27. A noter qutil faut ±\8euror la continuai-
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td entra cet isolant ot l'isolant 26 compris entre les plaque 12, 13,
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ceux-ci pouvant etr0 oontitu68 de polytthylbnes On ruronnntt les différents Ó1Dnt8 do 1* Pointeur prin- cipal 7 qui comporte duux électrodes principalun 14, 15t oollvu-01 dt,,ziit reup.Jotivor.'lmt reliées nux oonductours coaxiaux 10, 11 do l'cc.r- teur.
L' éclateur cet contenu dans uno cnau3nta ndtaliquc oylindrinuo 28 qui réunit le conducteur 11 et l'électrode 15 J qunnt À 1'électro- do 14 elle est d1roctol1ont fixée au conducteur tubulaire 10. L'lJoo- trodo nnnuItJro 16 est disposée dans 10 plan do eym6tri do Ildola-
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tour.
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L'écrrtoMont dus deux parois platoa de l'enceinte 26 et, par conséquent celui des électrodes 14, 15, est MC.1ntonu, suivent l'une des caract'!riotiquca o8son.iell'l'J.tle l'invention, au noyon do colonnettea 30 fin laiton. Celles-ci dont le corps est aminci par rop- port aux br.808, ont pour effet do r6duiro l'in4uctro do l'éclateur on dinijiucnt la longueur des lirzon de courant, L'enconbroncnt do eue
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colonnettes est toutefois réduit le plus possible afin qu'elles no
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perturbent pas le passage de l'ende de choc ionisée allant da 1* espa- ce entre électrodes vers la chambre d'expansion 9 on passant pcr les dispositifs à, troua 24, 25, L'électrode 14 est dleotr1quOtIunt isolée de le paroi plr.tc 31 de l'enceinte ric-tnllique 28 par une pièce onnulciro 1eote 32 constituent l'élérent isolateur principrl. Celui-ci est par exemple en l!'.1cn-vcrrc.
L'une des ext.réc1t4s du tube d'isolant 27 est d4toml. par pc.n.ouiflflCl"cnt, pour qu'il e'in.5ru entra la pièce 1801tnw 32 ot
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