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Condensateurs électriques comportant un corps diélectrique en sub- stance cylindrique en amtière indéformable.
La présente investie:! concerne un condensateur électri- que comportant un corps en substance cylindrique qui est ouvert à une extraite au moins et qui est fait en ,:ne matière diélectrique indéformable et dans lequel au moins un des organes d'amenée de courut comprend un réservoir métallique pour un agent de refroidis- sement, pourvu d'une entrée et d'une sortie.
Il est courant, en particulier dans des générateurs rie haute fréquence destinés à un chauffage à haute fréquence, d'uti- liser des condensateurs en céramique et de refroidir ces conden- sateurs au moyen d'un agent de refroidissement, habituellement un liquide de refroidissement tel que de l'eau, afin d'augmenter la capacité de charge du condensateur. On peut amener cet agent de
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refroidissement en contact direct .avec la paroi extérieure et/ou la . paroi intérieures pourvues d'un revêtement conducteur, de ces ' condensateurs qui ont habituellement la forme d'un pot ou d'un tube cylindrique.
Il est connu aussi de prévoir dans le corps diélectri- que lui-même un ou plusieurs espaces creux intercommunicants et d'y faire circuler l'agent de refroidissement. Ces constructions connues ont l'inconvénient., en particulier lorsque logent de re- froidissement utilisé est de l'eau, que l'agent de refroidissement peut .attaquer chimiquement le revêtement conducteur et pénétrer dans le corps en céramique de sorte que la tension de rupture peut . être -abaissée. Si le corps en céramique se 'rompt, le circuit de l'agent de refroidissement peut s'ouvrir et provoquer, par exemple, un débordement.
Ces inconvénients sont évités, dans une autro construction connue d'un condensateur en céramique refroidi dont l'électrode intérieure du corps tabulaire du condensateur est formée par un tube métallique qui sert également d'organe d'amene de courant et dans lequel 1 Gagent de refroidissement peut circuler.
Pans ce condensateur connu, l'électrode tabulaire est immédiate- ment adjacente à la paroi intérieure du tube en céramique ou y est connectée d'une manière électro- et thermoconductrice au moyen d'une couche de soudure appliquée' sur la paroi intérieure du tube en céramique. Cette construction connue a l'inconvénient qae des contraintes mécaniques peuvent facilement se produire lors de variations de température et que le diamètre intérieur du tube en céramique et le diamètre extérieur du tube métallique doivent être adaptes avec précision l'un à l'autre par une rectification à la meule, on qu'un espace existant éventuellement entre les tubes n'est pas rempli complètement par la soudure qui se contracte en se solidifiant.
La présente invention a pour but de procurer un conden- sateur du genre spécifié dans lequel les inconvénients mentionnés plus haut, inhérents aux condensateurs connus, soient évites et dont la fabrication ne nécessite pas des tolérances trop sévères.
Le condensateur électrique suivant l'invention est carac-
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térisé en ce qu'un espace relativement étroit existe entre la
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paroi d'un tel réservoir 'en métz-1 non ferromagnétique qui e?t parallèle à la surface adjacente du corps diélectrique et .:ett\" surface adjacente., cet espace étant remplie au moins en partie., d'une matière finement divisée bonne conductrice de l'électricité
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et de la chaleur, qui connecte la paroi en question du reservoi: a la surface adjacente du corps diélectrique d'une manière élector et thermoconductrice. Il n'est pas nécessaire de munir le corps
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diélectrique lui..même d'un ou de plusieurs revêtements concucteur. servant d'électrodes.
Hais ces revêtements sont intéressants pour obtenir une capacité déterminée plus ou moins avec précision et, dans ce cas, suivant une particularité de l'invention, la surface
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du corps diélectrique est pourvue d'un revtl-ement conducteur au moins à. 1'emplacement de la natiere finement divisée.
Danj une forme d'exécution avantageuse de l'invcntion, la matière remplissant l'espace étroit est une poudre de métal non ferromagnétique de préférence de l'argent. On choisit l'argent parce que, en cas d'oxydation éventuelle des particules de poudre, la conductibilité thermique et électrique entre la surface du corps diélectrique et la paroi adjacente du réservoir n'est que faiblement ou pas du tout influencée. Mais on peut en principe également utiliser una matière pulvérulente qui perd en partie ses
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propriétés de conductibilité électrique et thn:..' ,:ue par suite de l'oxydation., pourvu qu'on fasse en sorte que la mat,4, %."e contenue dans l'espace étroit, pendant son introduction, est et @te en substance exempte d'oxyde.
Suivant une autre particularité de l'invention, on peut à cet effet rendre l'espace étroit étanc@.
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l'atmosphère ambiante au moyen d'une matière synthétique. Ce bzz tage étanche peut servir à enfermer une atmosphéia non oxydante par exemple di l'azote, dans l'espace étroit contenant la natièrs finement divisée. Bien entendu,, ce montage étanche est également utile si on ne doit pas se préoccuper d'une oxydation ou d'autres
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causes susceptibles d'4,±rQctu., les propriétés de la matière' fine- ment divisée.
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Pour obtenir un bon facteur de remplissage de 1'ew;anc.
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étroit contenant la matière finement divisée, il est avantageux d'utiliser cette matière sous forme d'un mélange de granules et de paillettes.
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Pour bien faire comprendre 1-'inventïn.. on se référera ci-aprés, à titre à'exemple, au dessin schématique annexé dans. lequel : la Fig. 1 représente un condensateur tubulaire refroi-
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da 1:Yàrieurenent et fixé dans une ouverture ménagée dans une paroi: et., la Fig. représente un condensateur comportant un corps
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i&tyiq #'" forme de pot qui est refroidi intérieurement et extérieurement.
Le condensateur représenté sur la Fig. 1 comprend un corps tubulaire 1 en matière céramique pourvu d'un revêtement intérieur conducteur 2 et d'un revêtement extérieur également -.on- ducteur 3. Le revêtement intérieur 2 va jusqu-*,aux deux surface?
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dextrsBtë du tube 1 tandis que le revêtement extérieur 3 laisse une partie annulaire 4 du tube 1 découverte à chaque extré- mit4. Les revêtements 2 et 3 comprennent une mince couche métalli- : que, de préférence d'argent, qui est obtenue en chauffant une sus- .pension d'argent appliquée sur place sur la paxoi du tube 1.
Un anneau métallique 5 comportant une bride 6 est relié
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au revêtement extérieur 3 électriqu \nt et mécaniquement, par .exemple par soudure. Le condensateur est monte sur une plaque *netF,Ilique 7 au moyen' de la bride 6, lé corps 1 s'étendant dans une ouverture 8 ménagée dans cette plaque. Le eourant du conden- sateur peut être amené au revêtement 3 par cette plaque 7 et
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par 1'anzveau 5 avec sa bride 6. Pour amener le courant du condensa. teur au revêtement 2 situ à l'intérieur du tube 1, un réservoir
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métallique 9 est monté coax1elçcent dans ce tube.
Ce réservoir 9 comprend une partie tubulaire 10 ayant un diamètre qui est de préférence inférieur de, par exemple., quelques mm, mais au plus de.l à 2 cm, au diamètre intérieur du tube en céramique 1,, cette
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partie tabulaire C't.n.t formée à ses extrémités supérieure et infe-
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rieure par des couvercles, zij. et 12 rcspet1ve"'ent. Une sortie 13 et une entrée 14 pour un agent de re:J3d.sse.aent, par exemple de 1'eau, sont fixées respectve1t dans les couvercles 11 et 12, cet agent de refroidissement circulait dans le réservoir 9.
Ce ré- servoir 9, qui peut être en métal, et de préférence en un métal non ferromagnétique tel que du cuivre et du laiton,. est en contact
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électro- et thermoconduc.tl!i\:':!' zvec le revêtement intérieur 2 par l'intermédiaire d'une matière finement divisée 16 qui remplit l'espace cylindrique 15 Séparant le tube 10 du revêtement. Cette
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at1ère, qui doit avoir une bonne conductibilité t.e::,.ae,ua ainsi qu'une bonne conductibilité électrique, est de préférence une pou- dre d'un métal ou d'un alliage métallique-non ferro-.aeid tique.
Dans la forme d'exécution décrite, l'espace 15 est rempli de poudre d'argent ayant une granulome trie d'environ 10 microns, Il est inté-
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resSEnt de re.rsplir l'espace 15 d'un poudre métallique formée d'un m.él..s.nce de granules et de paillettes, par exemple dans un rapport d'envi:on ' :1. Au lieu de poudre d'argent, on peut parfaitement utiliser de la poudre de cuivre ardente quoique la conductibilité électrique et thermique de cette poudre soit légèrement moins bonne que celle de la poudred'argent.
Pour assurer un contact électro.-
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et thersioconducteur entre la partie tubulaire 10 du réservoir 9 et le rev&teecnt intérieur 2, il est avantageux de tasser la matière pulvérulente 16 dans l'espace étroit 15 de façon que cette poudre
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soit relativement dense. "..A cet effet,, on peut faire vibrer le condensateur pendan-c le rem7olaçage de 3.'espace 15 de la Poudre conductrice. On a constaté qu'on obtient ainsi un facteur de ram- plissage d'environ 50 à 60%.
L'espace étroit 15 contenant la matière pulvérulente est fermé à ses extrémités supérieure et inférieure
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par des masses synthétiques 17 et 18 respectivesentj, qui recou- vrent les bords des couvercles., 11 et 12 respectivement, les surfa- , ces d'extrémité du tube 1 et les parties annulaires aàààocentes 4 non couvertes par le revêtement 3 de la surface extérieurs du'tube 1.
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Ces masses de J:.a.t1àre s;:t.;t.w;.:v peuvent être tomées par une résine 6,pOX"1è..::: d'..-'3is J:..\s.. pc'r ter des pertes di±lectriques
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4vc-niuelles dans ces masses à haute fréquence, 'il est souvent plus intéressant d'utiliser un composé organique é14stomère de silicone, par exemple un polymère de diméthyl11oxane.
1>utilis.ütion des éléments d'étanchéité 17 et 18 en matière synthétique permet d'utiliser un gaz non oxydante par exemple*de l'azote, dans l'espace 15 contenant la matière 16 ce qui, à son tour, permet d'utiliser comme matière 16 un métal en poudre dont les propriétés électro- et thermoconductrices peu-
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vent ctre défavorablement influencée$ par le0xydatîon superficielle ds particules de la poudre.
L'utilisation d'un tel gaz non oxydant
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permet facilement d-4utiliser, par exemple, de la poudre de cuivre et da laiton comme matière de remplissage entre le tube 10 et le revêtement 2.
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Il est à remarquer que, si l'spaee3,5 contient u, gaz oxydant, il est non seulement préférable'd'utiliser de la poudre d'argent mais encore intéressant d'argenter la-paroi extérieure
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de la partie tubuJ.aire 10 du réservoir 9. Cette opération est déjà intéressante en soi pour diminuer les pertes électriques.
Le condensateur représenta sur la Fig. 2 comprend un corps diélectrique en forme de pot 21 comportant un rebord saillant 23 et fabriqué en une matière céramique ayant une constante diélectrique comparativement élevée. En ce qui-concerne le corps,en forme de pot qui contrairement aux pots habituels, '. comportent
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un fond se::ni-sphér1que.. comporte un fond plat, la paroi intérieure du pot est recouverte d'un revêtement conducteur 22 qui s'étend presque jusqu'au bord supérieur tandis que la surface extérieure est pourvue d'un revêtement conducteur 24 qui µ'étend presque jusqu'au rebord saillant 23. Les revêtements 22 et 24 sont
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dû préférence de minces couches dearcent calciné.
Un réservoir de refroidissement 25 placé à l'intérieur du corps 21 épouse la forme du corps de telle façon qu'un espace
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relativement étroit 26, d'environ 1 mm de largeur et si possible ne dépassant pas 1 cm de largeur, existe entre'le réservoir 25 et le revêtement 22. Le réservoir 25 qui est fait¯ en un métal non ferromagnétique, par exemple en laiton, est fermé à sa partie
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supérieure par une partie plane 27 dans laquelle une conduite d'en- trée métallique 28 et une conduite de sortie métalliqu - 29 sont fixées par exemple par soudure. La conduite d' entrée 28 comptrte, à l'intérieur du réservoir 25, une partie 30 qui s'étend presque jusqu'au fond du réservoir.
L'espace étroit 26 est rempli d'une poudre métallique, de préférence une poudre d'argent., ayant une bonne capacité électro- et thermoconductrice. L'espace étroit 26 est fermé à sa partie supérieure par une masse de matière synméci- que 32 qui recouvre également la face supérieure du réservoir de refroidissement 25. Le courant est amené au revêtement 22 par les conduites d'entrée et de sortie 2$ et 29, le réservoir 25 et la poudre métallique contenue dans 1'espace 'étroit 26. A cet effet, ' les conduites 28 et 29 peuvent être pourvues d'un collier métalli- que 33.
Le condensateur de la Fig, 2 est refroidi non seulement intérieurement mais également extérieurement. A cet effet, le corps en.céramique 21 est entouré d'un réservoir de refroidissement :
35 qui est formé par deux enveloppes métalliques concentriques 36 et 37 en métal non ferromagnétique, par exemple en laiton, l'espa- ce entre les enveloppes étant fermé à sa partie supérieure par un anneau 38 en métal semblable qui est relié aux bords des enveloppes.' L'enveloppe extérieure 36 comporte une entrée 39 et une sortie 40 pour un agent de refroidissement par exemple de l'eau.
Un étroit espace 41 existe entre l'enveloppe intérieure ; 37 et la paroi extérieure du corps en céramique 22 avec son reve- tement 24, et est rempli d'une poudre métallique, de préférence une poudre d'argent, ayant une bonne conductibilité électrique et thermique. La distance entre l'enveloppe 37 et le revêtement 24 est en substance d'environ 1 mm par exemple et ne doit de préférence pas dépasser 1 cm. L'espace étroit 41 est fermé à sa. partie supérieure par une masse annulaire 42 de matière synthéti- que qui relie le dessus du réservoir de refroidissement 35 au re- bord saillant 23 du corps en céramique 21.
Les masses de matière synthétique 32 et 42 peuvent être faites d'une résine époxyde '
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durcie mais il est souvent plus intéressant d'utiliser pour ces masses un polymère de diméthylsiloxane ou un autre composé polymère ou organique approprié de siliconé. Pour empêcher une décharge électrique disruptive, il peut être intéressant de laisser les Cesses de matière synthétique 32 et 42 se prolonger l'une Gans l'autre de sorte que la surface extérieure du rebord saillant 23 est complètement recouverte d'une couche de matière synthétique.
Le fond de l'enveloppe extérieure 26 du réservoir de refroidissement 35 est en contact électrique et mécanique avec une 'plaque métallique 43. Le courant peut être amené au revêtement 41 par .La. plaque 43, le réservoir de refroidissement 35 et la poudre métallique contenue dans l'espace étroit 41.
La poudre métallique contenue dans l'étroit espace 26 ainsi que celle qui est contenue dans l'espace 41 peuvent être tassées assez fortement si on fait vibrer le condensateur pendant le remplissage de ces espaces. Comme dans le condensateur décrit avec référence à 'la Fig. 1,, il est possible avec le condensateur de la Fig. 2 de remplir les étroits espaces 26 et 41 d'une poudre métallique qui, si elle était exposée à l'air, subirait une chute de conductibilité électrique et thermique par suite d'oxydation.
Dans ce cas, les espaces étroits fermes par les masses de matière synthétique 32 et 42 peuvent contenir une atmosphère d'un gaz inerte par exemple d'azote. On peut alors, par exemple, utiliser une poudre de laiton ou de cuivre comme matière de remplissage pour 'les.espaces étroits. Afin de diminuer toutes les pertes éventuel- les, en particulier lorsqu'on utilise des hautes fréquences de la tension appliquée au condensateur, il peut être avantageux d'argen- . ter au moins la face intérieure de 7,'enveloppe 37 du réservoir de refroidissement 35 et la face extérieure du réservoir de refroidis- sèment 25 REVENDICATIONS.
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