<B>Dispositif d'allumage pour un appareil</B> thermionique <B>à vapeur métallique.</B> La. présente invention a pour objet un dispositif d'allumage pour un appareil ther- iiiionique à. vapeur métallique comprenant une cathode constituée par une nappe de liquide, notamment pour un redresseur à arc à vapeur de. mercure, dont la cathode est constituée par une nappe de mercure liquide.
lies méthodes d'allumage connues consis tent à appliquer des champs électriques oscil lants momentanés entre le mercure liquide et une électrode d'allumage qui en est séparée par une matière isolante appropriée, telle que du quartz. Cette électrode peut faire saillie à travers la nappe de mercure, à partir du fond du récipient.
Dans ce cas, elle est dite extérieure et une partie du récipient cons titue l'isolation intermédiaire. Une telle élec- trckle d'allumage peut aussi venir plonger dans la. nappe de mercure depuis le haut, à partir d'une partie du récipient disposée au- dessus du niveau du mercure.
Dans ce cas, elle est dite intérieure et. comprend une, partie entourée de matière isolante, cette partie étant part.iel-leinentimmergée.dans(leimercure liquide.
I.e lut de la. présente invention est de ré duire les effets destructeurs exercés par L'are et. par la vapeur chaude sur la matière iso lante disposée entre l'électrode d'allumage et. la nappe (le liquide, effets qui se produisent surtout. lorsque le dispositif est utilisé pour l'allinnage à n'importe quelle période, afin d'éviter l'emploi d'électrodes séparées d'exci tation et. éventuellement. de commande.
Le dispositif objet de la. présente inven- tion comprend une électrode d'allumage, mu nie d'une gaine isolante, dont au moins une partie de la surface est conformée et dispo sée de manière à être mouillée par le liquide de la cathode, ce liquide formant un ménis que à bord concave au contact de cette sur face, et au moins un écran fait.
d'un métal capable de résister à un arc allumé dans ledit appareil sans occasionner de crépitement, placé autour de ladite gaine et à distance de celle-ci de manière à provoquer un déplace ment d'une tache cathodique formée au voi sinage de la gaine, pour éloigner -cette tache de cette gaine, cet, é cran étant .disposé de ma nière à. laisser au moins un espace libre au- dessus de la nappe de liquide, -de façon à permettre à ladite tache cathodique de pour suivre son déplacement à la surface du liquide jusqu'à l'extérieur de l'écran qui pro tège, de ce fait, ladite gaine des radiations émises par un aire aboutissant à ladite tache cathodique.
L'effet de l'écran de provoquer un dépla- eement, de lia tache cathodique vers la péri phérie à partir de la gaine semble être dû en partie à des modifications ,du champ élee- trostat.ique causées par la. présence de cet. écran, et en partie à une tendance que pré sente -l'are à rechercher le parcours de moin dre résistance et à. s'éloigner de surfaces so lides disposées au-dessus de la surface de la nappe de liquide cathodique.
La gaine isolante de l'électrode d'allumage peut, être en quartz ou en un verre a.ppro- prié. Daim ce cas, elle peut être rendue capa ble d'être mouillée par le liquide cathodique en la rendant mate ou rugueuse en dépolis sant la. partie de sa surface extérieure des tinée à venir en regard de la. surface du liquide cathodique.
Cette propriété que pré sente l'électrode d'allumage d'être mouillée par le liquide cathodique, de facon que ce liquide forme un ménisque à bord concave au contact. de la surface de cette électrode, a pour effet, ainsi qu'on a. pu le constater, d'augmenter ].'efficacité du dispositif d'al lumage et de permettre de conserver plus longtemps son efficacité à ce dispositif.
L'écran peut être, de préférence, en nio- lybdène ou en tungstène.
Il petit comporter une partie annulaire supérieure, placée à. distance de la. gaine et disposée au-dessus du mercure liquide, dans le but de protéger les anodes et les gilles que peut comprendre l'appareil contre les effets de l'arc à courant continu et des vio lents jets de vapeur de mercure qui se pro duisent durant. la formation ou le dégazage de l'appareil thermionique.
Le dessin annexé représente, schématique- ruent. et à titre d'exemple, plusietirs formes d'exécution du dispositif objet de la pré sente invention.
La fig. 1 montre une disposition connue d'un redresseur à ampoule de verre et. de son électrode d'alltunage.
Les fig. ? à 6 représentent trois formes d'écrans, disposés autour d'électrodes d'allu mage situées à l'intérieur de l'enveloppe de l'appareil.
La<U>fi-.</U> 7 montre une forme d'exécution dans laquelle l'électrode d'allumage est. située à l'extérieur de l'enveloppe.
La. fig. $ montre une électrode d'allumage extérieure qui se prolonge à l'intérieur de l'enveloppe de l'appareil.
La fi--. 0 représente un écran monté sur un prolongement. de l'électrode d'allumage, et les fig. 10 et 11 montrent. des dispositifs à deux étages ou en cascade, comportant cha eun une paire d'écrans concentriques.
Le redresseur à. vapeur de mercure de type connu représenté à la fi-. 1 comporte une ampoule de verre 1. présentant un bras latéral \?, portant. une anode 1. J'a partie inférieure de l'ampoule constitue un récipient -1, rempli de mercure liquide :5. relié au circuit, exté rieur au moyen d'une borne 6. Les bras 2 et les anodes 3, peuvent être ait nombre de deux ou davantage.
Une électrode d'allumar,e dite intérieure est supportée par un conducteur rigide 7 tra versant l'ampoule par un scellement étanche au gaz. Cette électrode comporte une petite quan tité de mercure 9, enfermée dans une ampoule de verre 10 résistante à l'are, scellée au conduc teur 7 et partiellement immergée dans le mer cure de la. cathode 5.
1.e mercure est mieux approprié au but d'allumage poursuivi qu'un corps conducteur solide, car il adhère plus intimement à la surface intérieure de 1'aiu- poule 70 qui est de préférence en quartz ou en verre ne contenant que peu ou p < is de com posant alcalin et ea.pable de résister à la cha leur dégagée par la vapeur de mercure.
L'am poule 10 est lisse, de sorte que le mercure forme un ménisque à bord convexe au con tact. de la surface de l'ampoule.
Avec les électrodes d'allumage de ce type, il. est. important que l'épaisseur (le la paroi de l'ampoule 70 ou d'une ,aine isolante équi valente, en regard de la surface du mercure de -la cathode, ne dépasse par 1,6 mm.
Dans les fig. ? à 11, les parties supérieures (le l'ampoule, les anodes et. le conducteur de )a cathode ont été supprimés pour simplifier. Les dispositifs représentés peuvent, du reste, également. être utilisés dans d'autres appa reils thermioniques que celui représenté à titre d'exemple à, la fig. 1, par exemple dans n'importe quel type d'appareil therinionique à ampoule de verre, de métal ou mixte, ren fermant un nombre quelconque d'anodes et utilisant. un type quelconque d'électrode d'al lumage, et fonctionnant.
avec une cathode à liquide, de la. manière décrite.
Les fi-. \? à. 6 sont (les vues détaillées de trois formes d'écrans, disposés chacun autour d'une gaine 7.0-1 (l'une électrode d'alluitzage 9, de la même forme que celle indiquée à la fig. 1, et. placés à distance de ces gaines.
Une partie de la. surface extérieure de chacune des gaines 10A, qui est destinée à venir en regard de la surface de la nappe de mercure, est. dé polie, de manière que cette partie de surface soit. mouillée par le mercure, c'est-à-dire que celui-ci fortne un ménisque à bord concave au contact de cette partie de surface.
Les écrans sont, constitués chacun par une mince bagne evlindrique 1.2, faite d'un métal capa ble (le résister à un arc électrique sans occa- sionner de crépitement, par exemple de mo- lvMène ou de tungstène, présentant des ou vertures 13 en regard de la. surface 14 du mer cure liquide 5. Ces ouvertures permettent à une tache cathodique, formée à proximité de la gaine, de se déplacer vers l'extérieur à la surface (lu mercure, à partir de la gaine 10A jusqu'à l'extérieur de l'écran 12.
Dans les formes d'exécution représentées à la fig. 2 et aux fig. 5 et. 6, les interruptions ou ouver tures 1.3 sont des encoches ménagées à partir du bord inférieur de la bague 12, tandis que dans la. forme d'exécution représentée aux fig. 3 et 4-, ces ouvertures sont des perfora tions rectangulaires, l'écran avant un bord inférieur continu 12a qui plonge dans le mer cure (le la cathode.
L'écran 12 petit. être supporté dans la po sition voulue par des moyens quelconques, par exemple sur le fond du récipient à mercure 4, mais il est préférable qu'il soit pourvu d'ai lettes intérieures permettant de le disposer et (le le maintenir autour de la gaine 1.0A de ].'électrode d'allumage. Ainsi qu'on peut le voir à la fig. 4, qui montre le dispositif re présenté à la, fig. 3 vu de dessous, l'écran 12 est fixé à la gaine 10t1 de l'électrode par des ailettes radiales .1.5 disposées entre les ouver tures 13.
La forme d'exécution représentée aux fig. 5 et. 6 comprend des ailettes 16, cons tituées en recourbant, vers l'intérieur des par ties de la bande inférieure de l'écran, de fa- @on à former ainsi des ouvertures ou encoches 13. Au lieu d'être radiale, la partie médiane de chacune des ailettes 16 est dirigée sensi blement tangentiellement à la gaine 10 < 1, les extrémités intérieures .de ces ailettes étant coudées en 17, de manière à être radiales par rapport à la gaine.
De telles ailettes rendent la protection de la gaine de l'électrode encore plus efficace contre les effets des radiations et. du bombardement provenant de la tache cathodique, après que celle-ci s'est éloignée de l'électrode. En effet, lorsqu'une tache catho dique se déplace vers 1?extérieur, le long d'un chemin limité par deux ailettes adjacentes 1.6, les radiations dirigées vers l'intérieur et qui atteindraient sans cela directement la gaine 10t1 et l'endommageraient sont de phis en plus interceptées .par la face extérieure 16a. de l'une des ailettes de la paire d'ailettes 16 qui se trouve entre la tache cathodique et l'électrode d'allumage.
Dans la forme d'exécution représentée à la fig. 7, l'électrode d'allumage 9 est une élec trode dite extérieure et elle est disposée dans une coupe isolante renversée 20, qui constitue 1a gaine et qui fait partie de l'am poule 1. Cette coupe 20 est, de préférence, en verre contenant peu ou pas de composant alcalin. L'électrode 9 est une tige ajustée étroitement dans la coupe 20, sur toute sa longueur, tandis que l'écran 12 est. analogue à l'un ou à l'autre de ceux représentés aux fig. 2, 5 et 6.
Dans cette forme d'exécution, de même que dans celles représentées aux fig. 8 à 11, le mercure forme un ménisque concave en 5a au voisinage et au contact de la gaine entou rant l'électrode -d'allumage, du fait qu'il est en contact avec une surface de .cette gaine qui est. dépolie, au moins au .droit de la surface de la nappe de mercure et au voisinage de cette surface.
Dans la forme .d'exécution représentée à la fig. 8, l'électrode d'allumage 9 est prolongée vers le haut à travers la gaine de verre 20, ce qui a. pour effet de faciliter l'allumage de l'arc dans l'appareil, surtout lorsque la partie supé rieure de. .cette électrode s'étale latéralement au moyen, par exemple, d'un petit disque 22.
La coupe ou gaine isolante 20 est, en outre, légèrement modifiée et .constitue un organe séparé, en verre exempt de composant alcalin ou en quartz, soudé au récipient de verre 4, e n <B>'</B> 23. De plus, le long n de sa partie aietive 24, le diamètre de cette gaine est réduit, cette partie étant formée ou meulée avec précision,
afin de diminuer l'épaisseur du diélectrique séparant. l'électrode 9 du mercure et d'obtenir un allumage plus efficace.
L n espace ininterrompu peut être laissé libre entre le bord inférieur de l'écran 12 et la. surface du mercure de la cathode. Dans ce cas, l'écran peut être supporté par le disque 22 d'une électrode d'allumage de la forme re présentée à la, fig. 8, ou constituer une sorte de jupe autour de ce disque.
La. fig. 9 montre une forme d'exécution dans laquelle l'écran est constitué par une douille renversée 32, montée sur un prolongement vertical de l'élec trode d'allumage 9 et en contact métallique avec ce prolongement; l'écran est, dans ce cas, au potentiel de l'électrode d'allumage et non an potentiel de la cathode, et séparé du mer cure 5 de la. cathode par l'espace annulaire indiqué en 33.
La fil-. 10 montre le dispositif représenté à la. fi'-. 9, auquel a été adjoint un écran con- eentrique 12 de phis grand diamètre et, ana- logaie à l'un ou l'autre de ceux représentés aux fil -. 2, 5 et n. Avec ce dispositif,
les deus écrans concentriques 32 et 12 coopèrent pour écarter la tache cathodique de la gaine iso lante 20 par étapes. L'écran intérieur 32 qui est aLi potentiel de l'électrode d'allumage dé place la tache cathodique à travers l'espace 33 jusque dans l'espace annulaire compris entre les deux écrans, puis l'écran extérieur <B>122</B> qui est. au potentiel de la cathode chasse la tache cathodique vers l'extérieur, à. travers ses ouvertures l3.
Dans cette forme d'exécu tion, la gaine 20 est une pièce séparée, scellée au récipient q- en 23.
Enfin, la fi-. 11 montre un dispositif ana logue à. celui représenté à la fig. 10, mais comprenant, en outre, une électrode auxi liaire 37, .en forme -de disque faisant écran, et destinée à aider au maintien de l'arc prin- eipal. Cette électrode est, isolée des écrans 12 et 32 et de la, cathode.
Elle est montée sur une tige 36, .scellé dans une gaine isolante élargie 30 et. faisant. saillie de l'ampoule, pa rallèlement à l'électrode d'allninage q; cette tige 36 traverse l'écran intérieur 32 par une ouverture 37 ménagée dans cet. écran, dont elle est. isolée. L'électrode 3:i et. l'écran 32 sont montés d'une manière excentrique sur la. tige 36 et. sur l'électrode 9 respective ment, mais ils sont concentriques l.'un par rapport à. l'autre et par rapport à l'écran extérieur 12.
Lorsque le récipient à mercure -1 et, éven tuellement, l'enveloppe 1 sont en métal et si l'on utilise une électrode d'allumage 9 dite extérieure , la cra.ine isolante 20 on 30 de l'électrode peut. être scellée an récipient à sa base et. l'appareil peut, en outre, comprendre des dispositifs de fixation clé l'arc et. de re froidissement.. II va de soi qu'un écran de la forme indiquée en 32 aux fig. 9 à 11 peut être monté sur le conducteur 7 d'une électrode d'allumage telle que celle représentée aux fi-. 2 à 6.
Bien que l'allumage puisse s'effectuer en appliquant, de faqon connue, des tensions électriques oscillantes entre le mercure de la cathode et 1.'élecirode d'allumage, il est égale ment possible d'utiliser des pointes de tension ou impulsions isolées qui peuvent être four nies par un générateur clé pointes de tension approprié, de n'importe quelle construction connue, de préférence par un transformateur de crête à circuit saturé.