Appareil à décharge électrique. La présente invention a pour objet un appareil à_ décharge électrique comportant une cathode en forme de filament. et une anode à l'intérieur d'une enveloppe, cet ap pareil étant établi en vue d'empêcher la ca thode d'être détériorée ou faussée d'aligne ment lorsqu'elle est soumise à des effort statiques.
Suivant l'invention, l'anode est conformée et disposée de manière à se trou ver à proximité immédiate et au moins par tiellement autour de la cathode, avec des conducteurs d'amenée de courant pour les dites anode et cathode, scellés dans au moins un prolongement de l'enveloppe, cette dernière étant vidée de gaz à tel point qu'une conduction électrique puisse y avoir lieu sensiblement sans qu'il se produise de. ionisation de gaz.
Le dessin ci-joint représente, à titre d'exemple, plusieurs formes d'exécution de l'objet de l'invention.
Les fig. 1 et 2 montrent deux formes d'exécution particulièrement appropriées pour opérer avec des courants de voltages modérément élevés; la fig. 3 montre en per- spective une forme d'exécution pouvant fonctionner pour la transmission de cou- rant,# jusqu'à environ 50,000 volts, et la fig. 'F représente en perspective une forme d'exécution convenant pour fonctionner aux voltages industriels les plus élevés.
La fi-,,-. 1 représente une- forme d'exécu tion particulièrement appropriée pour des voltages allant jusqu'à environ<B>10,000</B> volts et des courants jusqu'à environ un demi à trois quarts d'ampère. L'enveloppe]. de, cette forme d'exécution est. en verre spécial., par exemple, celui. dénommé verre à faible dilatation, un bore-silicate au sodium et au magnésium. Elle renferme la cathode 2 for mée d'un filament.
de tungstène rattaché à des conducteurs en tungstène 3 et 4, le con ducteur 3 avant une partie de sa longueur enroulée en hélice 5 de façon à faire ressort afin de procurer la tension nécessaire pour maintenir Ie filament en position. Les con- clucteurs de connexion 4 et 6 sont directe ment scellés dans des prolongements tubu laires de la paroi de l'enveloppe, s'étendant à l'extérieur (le celle-ci.
L'anode 7 contenue dans l'enveloppe est constituée d'un tube en tungs tène cnt.ourant. le filament-cathode 2, de fa çon à ce que la. cathode, soit dirigée suivant l'axe de ce tube.
Ce dernier est supporté par les tiges 8 et 9 qu'on peut constituer, de tungsf"@ne ou clé molybdène, pour pouvoir être scellés directement dans des tubulures 1.0 et<B>II</B> de l'enveloppe qui leur servent de gaînes. Les tige8 et 9 sont rattachées au tube 7 par des riz-etages en molybdène. Des ancrazes 12 et<B>13,</B> également en molybdène, empêchent les vibrations des tiges S et 9.
L'enveloppe 1 est vidée de gaz par les moyens d'évacuation les plus parfaits, em ployés dans la fabrication des lampes élec triques à incandescence, les dernières. pé riodes de cette évacuation ayant lieu, d'or dinaire. au moyen d'une pompe moléculaire. Caede, l'enveloppe étant, à cet effet, pour vue cl'iine tubulure de raccordement 14.
Quand. l'espace intérieur de l'enveloppe 1 a été ain-si épuisé jusqu'à une pression d'en viron 0,000001 clé millimètre, on opère le chauffage de la cathode jusqu'à l'incandes cence par l'application d'un courant appro prié et. d'un potentiel modéré, soit..
par exemple, 20,10 à 13000 volts entre la cathode" et l'anode i, provoquant. ainsi une décharge d'électrons à travers l'espace à vicie, et, par là-même, un dégagement de gaz de l'anode, l'évacuation se continuant au travers de la tubulure 14 pour enlever ce gaz. On aura soin de faire cesser la décharge d'électrons quand il y a suffisamment de gaz libéré pour provoquer l'apparition d'une lueur bleue clans l'enveloppe, étant donné que ce phénomène dénote une ionisation positive, qui, si on la laisse se poursuivre, nuira au filament. constituant la cathode.
A mesure que l'évacuation suit son cours, le potentiel appliqué peut être augmenté progressive ment, ayant ainsi pour effet 'de faire monter la temprature de l'anode et de continuer le dégag@emnet clé<U>gaz.</U> Cette opération se continue à raison d'une augmentation gra duelle clans le voltage de décharge et d'un pompago ininterrompu jusqu'à ce que le voltage appliqué ait. dépassé celui auquel l'appareil doit fonctionner.
Finalement on scelle l'enveloppe évacuée quand il n'y a plus de gaz mis en liberté et que la pression de gaz résiduelle est à environ <B>0,001</B> d'un miel-on ou moins encore. Ainsi préparé l'ap pareil peut être employé pour le redresse ment de courant alternatif ou bien pour toute autre destination. L'échange d'éner gie entre l'anode et la cathode a sensible ment lieu sous forme d'une décharge d'élec trons pure et simple, non accompagnée d'in dices d'ionisation positive tels que fluores cences aux parois du tube, lueur bleue,
ou désaggrégation électrique de. la cathode. Le courant variera au-dessus d'un certain po tentiel minimum de- quelques volts, directe ment avec le voltage appliqué à la puissance '/, jusqu'à un certain voltage maximu?r., en dépendance de. la température de la cathode-,
après quoi une augmentation subséquente de voltage ne déterminera sensiblement pas de changement clans le courant. Du fait clcie le filament-cathode est logé clans l'aie du tube constituant l'anode, il y a égalisation des efforts statiques déterminés par le po tentiel relativement élevé entre ces électro des, de sorte qu'aucune distorsion, ni elét.é- rioration, ni mise en court-circuit de la. ca thode n'est à craindre.
Quand on désire transmettre des cou rants n'ayant due jusqu'à. environ 1I,,, d'am- père à. des voltages allant jusqu'à environ 10,000 volts, on peut, clans certains cas, em ployer une forme d'exécution plus siirnnle telle due celle représentée en fia. 2. Dans ce cas, l'annode 15 présente- la forme d'un go det, et la cathode 16, affectant. la forme d'un court filament tordu, est logée d'ans le godet suivant l'axe de celui-ci, ayant éga lement pour effet. 'Lino répartition uniforme des efforts statiques entre l'anode et. la ca thode.
Les autres organes de l'appareil sont analogues à ceux de l'appareil déjà décrit en regard de la. fig. 1. Les conducteurs 17. 18 de connexion de la cathode traversent un fourreau en verre 19 scellé dans un pro longement tubulaire 53 de l'enveloppe, pour se relier à un culot 20 semblable à celui des lampes à incandescence. Le fil de jonction de l'anode, 21, traverse un fourreau ana logue 511 scellé dans un prolongement ana logue 55 vis-à-vis de l'autre, et est fixé à lin ( apuchon bon conducteur 22.
La fig. 3 montre une forme d'exécution convenant pour faire passer des courants d'environ '1_ ampère à (les voltages inon- dant jusqu'à environ 50,000 volts. Dans ce cas, la cathode 23 est constituée d'un fila nient en tungstène maintenu en forme (le boucle dans lin cadre 211 qui peut être soit en molybdène, soit en verre. L'anode est formée (le deux plaques 25, 20 disposées (le part et. d'autre de la cathode à la même dis tance de celle-ci.
Ces plaques (l'anode sont électriquement, reliées en paralli@le, élan( portées par des tiges cri molybdèiie <B>27,</B> 2,13 fixées à une plaque en molybdène 29, qui. elle-même, est, fixée à un tuile 30 cil nio- lybclène ou en fer. Ce tube est logé dans mi tube en verre venu d'une pièce avec le pro longement tubulaire 32 (le l'enveloppe.
Le filament (le cathode 23 est relié à des con ducteurs de connexions 33_ 34 allant à titre douille filetée 35. L'un de ces conducteurs. celui marqué 34, est relié au cadre 24, tan dis quo l'autre, 33, en est. isolé électrique ment. Un ressort 36 relié au sommet<B>(le</B> la boucle du filament de cathode, est isolé dit cadre par des bandes de luira 37. Le cadre est ainsi amené air potentiel d'une des bornes dit filament. Il est maintenu par une tige en molybdène<B>38</B> fixée à un tube 39 qui est., soit en molybdène, soit en fer-, et. est logé dans la gaîne tubulaire en verre 40 de l'enveloppe.
L'évacuation et le traitement des. plaques (l'anode en vue de l'expulsion des gaz ont; lieu, en analogie avec les opérations déjà décrites par rapport à la fig. 1. La dfisposi- tion représentée en fig. 3 permet d'employer l'appareil pour redresser des courants jus qu'à 50,000 volts sans aucun risque d'attrac tion élect.ro-statique de la cathode vers les plaques d'anode, puisque son écartement, (les plaques d'anode est le même cri lotis points.
EMI0003.0038
Dans <SEP> cette <SEP> construction., <SEP> les <SEP> parties <SEP> de
<tb> l <SEP> ailode <SEP> n'entourent <SEP> pas <SEP> colllplètelllent <SEP> la <SEP> ca ttiode. <SEP> Pour <SEP> des <SEP> voltages <SEP> encore <SEP> plus <SEP> éle vés, <SEP> il <SEP> conviendrait <SEP> (lue <SEP> les <SEP> parties <SEP> de <SEP> Fa iiode <SEP> entourent <SEP> lnème <SEP> la <SEP> cathode <SEP> plus <SEP> s@,- illétl'1(tnlnient <SEP> afin <SEP> (le <SEP> pi-oteg'er <SEP> celle-ci <SEP> con tre <SEP> (les <SEP> distorsions <SEP> électrostatiques.
<tb> Dans <SEP> la <SEP> flg. <SEP> 4, <SEP> qui <SEP> montre <SEP> tille <SEP> forme
<tb> d'exécnlion <SEP> appropriée <SEP> polir <SEP> des <SEP> voltages
<tb> Jlls=1u <SEP> a <SEP> ell\"JloJl <SEP> liÏ@Î@I_.ÏI <SEP> v(@1tS, <SEP> <B>011</B> <SEP> d, <SEP> Comme
<tb> alliode.
<SEP> (iii <SEP> filament <SEP> droit. <SEP> et. <SEP> court <SEP> 41 <SEP> logé
<tb> ;(ans <SEP> une <SEP> anode <SEP> I.tibulaire <SEP> 12 <SEP> suivant <SEP> l'axe
<tb> <B>(le</B> <SEP> celle-ci. <SEP> La <SEP> calllo(le <SEP> a. <SEP> une <SEP> (le <SEP> ses <SEP> extré rnités <SEP> reliée <SEP> à <SEP> un <SEP> fil <SEP> (le <SEP> tml@t-stène <SEP> _3, <SEP> qui,
<tb> sur <SEP> titre <SEP> partie <SEP> (le <SEP> sa <SEP> longueur, <SEP> est <SEP> enroulé
<tb> eu <SEP> hélice <SEP> 4i <SEP> afin <SEP> d'exercer <SEP> une <SEP> tension <SEP> sur
<tb> la <SEP> cathode. <SEP> Le <SEP> fil <SEP> 43 <SEP> est <SEP> directement <SEP> scellé
<tb> dans <SEP> la <SEP> paroi <SEP> 45 <SEP> de <SEP> l'enveloppe. <SEP> L'extré inité <SEP> opposée <SEP> (le <SEP> la <SEP> cathode <SEP> il <SEP> est <SEP> reliée <SEP> à
<tb> <B><I>1111</I></B><I> <SEP> #2</I>tlpl:
ort <SEP> il) <SEP> constitué <SEP> d'un <SEP> fil <SEP> en <SEP> mo 1,5-bll@ne <SEP> re)>lié <SEP> star <SEP> lui-m("nle <SEP> et. <SEP> tiré <SEP> à <SEP> une
<tb> plaque <SEP> 117, <SEP> qui, <SEP> elle <SEP> aussi, <SEP> est. <SEP> de <SEP> préférence
<tb> en <SEP> niolybdène, <SEP> et <SEP> est. <SEP> portée <SEP> par <SEP> des <SEP> fils <SEP> 43,
<tb> 49 <SEP> en <SEP> molybdène, <SEP> lesquels <SEP> sont <SEP> eux-mêmes
<tb> fixés <SEP> à <SEP> une <SEP> plaque <SEP> 50 <SEP> en <SEP> tungstène <SEP> ou <SEP> en
<tb> n?olyb@l@ne.
<SEP> Le <SEP> rôle <SEP> joué <SEP> ha-r <SEP> ces <SEP> plaques <SEP> ou
<tb> protecteurs <SEP> sera <SEP> expliqué <SEP> ultérieurement.
<tb> La <SEP> plaque <SEP> 50 <SEP> est <SEP> solidaire <SEP> d'un <SEP> tube <SEP> 51 <SEP> en
<tb> molyl)(lèrio <SEP> oit <SEP> en <SEP> fer, <SEP> qui <SEP> est <SEP> fixé <SEP> à <SEP> un <SEP> pro Joli <SEP> ;
eillent <SEP> latéral <SEP> de <SEP> l'enveloppe. <SEP> Le <SEP> fil <SEP> 113
<tb> allant. <SEP> à <SEP> la <SEP> eatllode <SEP> est <SEP> maintenu <SEP> en <SEP> position.
<tb> (lu, <SEP> manière <SEP> à <SEP> traverser <SEP> une <SEP> ouverture <SEP> cen lrale <SEP> pratiquée <SEP> dans <SEP> les <SEP> plaques <SEP> 47 <SEP> et <SEP> <B>5f),</B> <SEP> aa
<tb> moyen <SEP> d'une <SEP> pince <SEP> 52 <SEP> isolée <SEP> du <SEP> fil <SEP> soit. <SEP> par
<tb> dit <SEP> mica, <SEP> soit <SEP> autrement.
<tb> Le <SEP> bout <SEP> de <SEP> la. <SEP> cathode <SEP> est. <SEP> sujet- <SEP> à <SEP> la. <SEP> dés agrégation <SEP> électrique <SEP> au <SEP> cours <SEP> de <SEP> l'évacua tion <SEP> do <SEP> ces <SEP> appareils <SEP> à <SEP> décharge <SEP> d'électrons,
<tb> surtout, <SEP> quand <SEP> les <SEP> volta-2@es <SEP> sont.
<SEP> élevés.
<tb> Coinine <SEP> le <SEP> traitement <SEP> de <SEP> l'anode <SEP> s'opère <SEP> à <SEP> de
<tb> très <SEP> hauts <SEP> voltages <SEP> clans <SEP> l'appareil <SEP> repré senl.é <SEP> en <SEP> fig. <SEP> 1t, <SEP> o11 <SEP> a <SEP> prévu <SEP> les <SEP> plaques <SEP> ou
<tb> protecteurs <SEP> 117 <SEP> et. <SEP> 50 <SEP> pour <SEP> ménager <SEP> ou <SEP> pro téger <SEP> le <SEP> scellement <SEP> de <SEP> la <SEP> cathode.
<tb> En <SEP> tout, <SEP> cas, <SEP> la <SEP> cathode <SEP> est <SEP> garantie <SEP> con t.re <SEP> lotit <SEP> afaissement, <SEP> ou <SEP> toute <SEP> distorsion, <SEP> non
<tb> sculenlent <SEP> grâce <SEP> à <SEP> l'espacement <SEP> symétrique de l'anode par rapport.
à la cathode, mais aussi par l'action des ressorts tendeurs con formément aux fig. 1, 3 et 4, ou bien, comme clans le cas de la fig. 2, par la na ture de la cathode qui est formée d'un fila ment court tordu, de se maintenir par elle- même contre tout affaissement..