Redresseur à vapeur de mercure à refroidissement par air soufflé L'invention a pour objet un redresseur à vapeur de mercure à refroidissement par air soufflé.
Les redresseurs monoanodiques dégagent, sur tout dans la région de la cathode, une quantité de chaleur assez considérable qu'il est indispensable d'évacuer.
On a déjà pensé à refroidir ces redresseurs au moyen d'une circulation d'eau. Toutefois, il n'est pas toujours possible de disposer d'eau en quantité suf fisante, et l'on a également envisagé de combiner une circulation d'eau en circuit fermé, et un échangeur de chaleur eau-air constitué principalement par un radiateur et un ventilateur.
Certains constructeurs ont réalisé des appareils munis d'ailettes augmentant la surface des chambres sur laquelle l'air de refroidissement est soufflé direc tement. Toutefois, il a été constaté que la tempéra ture optima de la paroi d'un redresseur est com prise entre 45 et 550 C et il en résulte de grandes dif ficultés d'évacuation de calories dans les pays chauds, aussitôt que la température ambiante atteint 35 à 40o C.
La conséquence de ces difficultés est la nécessité de déclasser le redresseur, et de l'utiliser pour une intensité nominale plus faible que si le moyen de re froidissement était uniquement constitué par de l'eau.
Dans le cas des redresseurs à vapeur de mercure qui sont des appareils ayant une capacité de redres sement très élevée par rapport à leur volume, et par conséquent par rapport à leurs surfaces extérieures munies d'ailettes, le déclassement est dans le rapport de 3 à 1. Pour assurer le même service, il faut donc trois fois plus de tubes redresseurs, et le nombre des ventilateurs ainsi que celui des dispositifs annexes (circuits d'excitation) devient excessif.
D'autre part, dans les redresseurs à vapeur de mercure, il y a lieu de refroidir la cathode où se dégage le plus de chaleur, mais de maintenir une zone relativement plus chaude au sommet des redresseurs pour éviter en particulier qu'il ne s'y forme des con densations de mercure. Avec un refroidissement par eau ou par air, on n'est pas maître de la différence de température entre les diverses zones des redres seurs.
Les solutions adoptées jusqu'ici, .consistant à introduire dans le redresseur des écrans thermiques autour et au-dessus de l'anode, donnaient des incon vénients, et ne résolvaient pas d'une façon satisfai sante le réglage des différences de température entre la cathode et l'anode.
L'invention a pour objet un redresseur à vapeur de mercure à refroidissement par air soufflé remé diant aux inconvénients qui ont été cités précédem ment. De plus, l'invention permet de ne pas déclas ser les redresseurs, c'est-à-dire de les utiliser pour une intensité nominale normale.
Selon l'invention, le redresseur, qui comporte, d'une part une enveloppe étanche renfermant une cathode de mercure à la partie inférieure et une anode vers la partie supérieure, et, d'autre part, des moyens de soufflage d'air, est caractérisé par le fait que ladite enveloppe étanche est logée dans une enceinte s'éten dant depuis sa partie inférieure sur au moins une partie de sa hauteur,
ladite enceinte n'étant que par tiellement remplie par un liquide volatil jusqu'à un niveau au moins égal à celui du mercure de la ca thode.
Le dessin annexe représente, à titre d'exemple, trois formes d'exécution du redresseur à vapeur de mercure faisant l'objet de l'invention. La fig. 1 est une coupe verticale axiale de la première forme d'exécution par son axe, d'un redresseur monoanodique selon l'invention.
La fig. 2 est une coupe suivant II-II, fig. 1.
La fig. 3 est une coupe verticale d'une variante de réalisation. La fig. 4 est une coupe verticale schématique d'une autre variante de réalisation. La forme de réalisation représentée à la fig. 1 concerne un redresseur à vapeur de mercure du type connu sous le nom de ignitron , ayant une enve loppe étanche 1 contenant une anode 2 en graphite, une cathode 3 de mercure, une grille 4, et des électro des auxiliaires 27.
La tige 5 de l'anode 2 est isolée du corps du tube par un manchon 6 en verre scellé, ou tout au tre isolateur.
L'enveloppe 1 est logée dans une enceinte étan che 7 s'étendant autour de l'enveloppe 1 et formant ainsi une cavité 30 à partir de la base de l'enveloppe 1, où se trouve la cathode 3.
Dans le cas de la forme de réalisation représen tée sur la fig. 1, l'enceinte 7 monte jusqu'à la partie supérieure de l'enveloppe 1.
Comme on le voit plus spécialement sur la fig. 2, la paroi extérieure 28 de l'enceinte étanche 7 forme des ailettes 29 qui sont refroidies par de l'air soufflé qui circule dans le sens des flèches 8.
Pour favoriser le refroidissement, l'enceinte 7 est placée dans un canal 9 ou circule l'air soufflé.
A l'intérieur de l'enceinte 7 est prévue une cloi son laissant un passage 11 à la partie inférieure et un passage 12 à la partie supérieure.
De préférence, la paroi extérieure de l'enceinte 7 constituant les ailettes 29 ne descend pas jusqu'à la partie inférieure du redresseur, cette dernière étant simplement entourée par une portion cylindrique 13.
L'enceinte 7 reçoit un liquide volatil 14 jusqu'à un niveau 15 au moins égal au niveau du mercure de la cathode 3.
Le liquide utilisé peut être simplement de l'eau. Toutefois il est préférable d'utiliser un liquide plus volatil tel que par exemple du trichlorotrifluoroéthane plus connu commercialement sous le nom de Fréon (marque déposée). Ce liquide bout à 47o C sous la pression atmosphérique. Il est chimiquement neutre et est de plus un bon isolant électrique.
On peut cependant envisager l'emploi d'autres produits tels que des produits fluorés ne contenant de préférence pas d'hydrogène.
D'une façon générale, on peut utiliser n'importe quel liquide connu dans l'industrie du refroidissement. Au moment de la construction de l'appareil, le remplissage en liquide peut se faire sous la pres sion atmosphérique par l'intermédiaire d'un petit tube 16 situé à la partie supérieure de l'enceinte 7. L'en ceinte étant remplie jusqu'au niveau 15 nécessaire, il suffit de la chauffer aux environs de 45,1 C pour que le Fréon soit prêt à bouillir. Sa vapeur chasse l'air, et le tube de remplissage 16 est scellé par exem ple au moyen d'une pince à souder.
Le redresseur qui vient d'être décrit fonctionne dans les conditions suivantes.
Pendant la marche du redresseur, la température de la cathode 3 s'élève, et le liquide volatil qui en toure cette cathode émet de la vapeur en quantité importante. Cette vapeur s'élève le long de la paroi de l'enveloppe 1 du redresseur et à l'extérieur de celle-ci, elle maintient par conséquent une tempéra ture suffisante dans la région supérieure du redres seur, et évite la condensation du mercure vaporisé.
La vapeur passe ensuite par le passage 12 et ar rive au contact de la paroi extérieure de l'enceinte 7. La vapeur se condense alors et ruisselle contre la paroi 28 refroidie par l'air soufflé, jusqu'à arriver à la base des ailettes. Le liquide ainsi condensé retourne au contact de la paroi entourant la cathode en em pruntant le passage 11.
Le redresseur qui vient d'être décrit est énergi quement refroidi dans la zone cathodique, le refroi- dissement étant moins important dans la zone ano dique, ce qui est favorable au fonctionnement même du redresseur. En outre, on peut ajuster les condi tions de fonctionnement en agissant simplement sur le niveau 15 du liquide, c'est-à-dire sur la quantité de liquide vaporisable introduite dans l'enceinte.
La fig. 3 représente une variante de réalisation comprenant une enveloppe étanche 1 renfermant à la base une cathode de mercure 3, et vers la partie su périeure une anode de graphite 2.
L'enveloppe 1 est entourée par une enceinte étan che 17, en formant une cavité 31 remplie de liquide volatil jusqu'à un niveau 18.
Dans le cas de la fig. 3, la vapeur pénètre sui vant la flèche 19 à l'intérieur d'un radiateur 20, dont l'extérieur est soumis à un soufflage d'air, le li quide condensé redescend dans la cavité 31 par une canalisation 21.
Enfin la fig. 4 représente une dernière forme de réalisation.
Dans celle-ci le redresseur comprend plusieurs tubes disposés dans une même enceinte de refroidis sement 32, en formant une cavité 23 contenant un liquide volatil jusqu'à un niveau 24. L'enceinte 32 est réunie à un radiateur analogue à celui qui est re présenté sur la fig. 3, d'une part par une canalisation 25 de vapeur, et d'autre part par une canalisation 26 pour le liquide redescendant par gravité.
Comme pour les fig. 1 à 3, le radiateur est re froidi par un courant d'air soufflé.