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P3RFBCTLOI;1&Lines AUX DISPOSITIFS A D3CHbBGE E1ECTROIOKIQùB ET A LJlliRS SYST DE REFR0iDiss1&&iTO -
La présente invention vise des perfectionnements aux appareils destinés à transmettra l'énergie entre un circuit à courant alternatif et un circuit à coûtant continu, au moyen de dispositifs à décharge spatiale, tels que les redresseurs à mercure de grande puissance, et elle est destinée princ paiement à réduire au minimum les possibilités de retours d'arc par un refroi- dissement approprié de ces appareils-
Dans le fonctionnement des redresseurs à mercure de grande puis- sance, on rencontre fréquemment des difficultés en raison des retours d'arc
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ou des court-circuits entre anodes des différentes phases* 'Une des causes des retours d'arc est la chute, sur une anode,
du mercure formé par la condensa- tion de la vapeur de mercure sur les parois de la cuve anodique ou du joint, ou par la condensation de la vapeur directement sur l'anode, le mercure étant ensuite ionisé par la chaleur intense de l'anode*
En vue d'empêcher tout retour d'arc résultant de ce fait, on a déjà proposé des dispositifs électriques ou autres pour chauffer les anodes et les cuves anodiques-
Conformément à l'invention, toute difficulté inhérente aux re- tours d'arc produits par la condensation de la vapeur de mercure,
est évitée par la disposition de régulateurs de température constituée de préférence par une masse d'eau ou d'autre agent approprié absorbeur de chaleur qui entoure les parties de la cuve qui contiennent les anodes ainsi que les joints et dont le niveau est maintenu à peu près au niveau de la partie la plus élevée des chambres à vide d'anodes- On comprendra mieux les caractéristiques nouvelles et les avantages de l'invention en se référant à la description suivante et aux dessins qui l'accompagnent, donnés simplement à titre d'exemple, et dans les- quels :
La Fig.1 représente en coupe transversale, un redresseur à mercu- re conforme à l'invention*
La Fig-2 est une coupe de détail relative à une variante de cons- truction du joint d'anode-
L'appareil représenté Fig.1comprend une cuve de redresseur 10, une- cathode à mercure 11 et plusieurs anodes 12, dont une seule est représen- tée sur le dessin* Chacune des anodes est supportée à l'intérieur d'une cuve anodique 13 faisant saillie par rapport à la paroi supérieure de la cuve prin- cipame et comportant un écran anodique dirigé vers le bas à l'intérieur de la cuve.
Les organes de support pour l'anode comprennent un joint 14 qui est monte au-dessus de l'anode sur l'écran 13 et qui isole l'anode de cette pièce-
En vue de maintenir les pièces et organes opératifs du redresseur à la température requise au cours des périodes de repos et au cours des pério- des de charge, on a prévu une chemise d'eau 15 qui entoure la cuve principale et les cuves anodiques et dont la hauteur est telle que le niveau d'eau est maintenu au niveau des parties les plus élevées des chambres à vide et des joints, et de préférence au-dessus de la partie supérieure du joint 14.
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Une chemise 16, munie de trous 17 pour le passage de l'eau, est agencée pour envelopper la cuve anddique et le joint. Etant donné que l'eau contenue à l'intérieur du manchon 16 est à peu près immobile, la température de cette masse d'eau s'élève, au cours du fonctionnement, au-dessus de celle de l'eau dans la chemise principale 150
Le joint d'anode 14 comprend une plaque 18 fixée sur l'extrémité supérieure de la cuve anodique 13, une borne 19 et une pièce isolante 20 ser- vant de joint, en matière vitreuse, qui est attachée sur la borne et à la pla que et qui les sépare.
L'anode 12 est fixée en position appropriée à l'inté- rieur de 13, et elle est alimentée en courant de la borne 19, au moyen d'une tige d'anode 21 traversant la pièce isolante 20 et reliée à la borne sur la- quelle est montée une oreille terminale 22, pour la liaison de l'anode à un conducteur d'alimentation*
La pièce 20 est enveloppée par un manchon 23 qui contient de l'huile, de l'air ou un autre agent approprié' elle est agencée de façon qu' une partie quelconque du joint 14 se trouvant au-dessus du niveau d'eau, soit protégée de toute perte de chaleur qui, sinon, pourrait se produire en raison de la radiation vers l'atmosphère.
Des moyens de chauffage auxiliaires, par exemple une bobine de chauffage électrique 24 entourant la cuve anodique 13, peuvent être prévus si on le désireo
Dans le joint représenté Fig.2 la plaque 18 supporte un manchon 25 qui lui est fixé rigidement. Une tige ou barre 26, à laquelle est reliée une tige d'anode 27, est isolée du manchon 25 par le joint 28 an matière é- tanche, (par exemple le "micalex") en contact avec un manchon 29 monté sur la pièce 26;
Lorsque la construction représentée Fig.2 est utilisée dans le re- dresseur de la Fig.1, le niveau de l'eau réfrigérante dans les chemises 15 et 16 est approximativement celui de l'extrémité inférieure du support d'anode comprenant la pièce de scellement 28
Dans l'appareil représenté Figol, une perte de chaleur de l'anode 12 vers l'eau de refroidissement, dans les chemises, se produit seulement par radiation vers la cuve refroidie 13, et par conduction à travers le joint 14 vers ce coffret- La température de l'anode 12 et du joint 14 ne tombe en con- séquence jamais au-dessous de celle de la cuve 13 L'eau se trouvant à la par tie supérieure de la chemise 15 est toujours plus chaude que l'eau se trouvant à la partie inférieure* En outre,
l'eau contenue dans le manchon 16 entourant
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le joint et la partie de la cuve anodique au voisinage de l'anode, ou encore plus chaude que l'eau se trouvant à la partie supérieure de la chemise 15' Mais l'eau plus froide se trouvant à la partie inférieure de la chemise 15 dé- termine la pression de vapeur du mercure dans la cuve* :
En conséquence, toute condensation de la vapeur de mercure qui se produit est confinée à la région s'étendant depuis l'anodew vers le bas, car la condensation, à la pression de vapeur déterminée par l'eau plus froide à la partie inférieure de la chemise 15, ne peut pas se produire sur les surfa- ces qui sont entourées par l'eau plus chaude dans le manchon 16, et qui sont elles-mêmes aussi chaudes ou plus chaudes que l'eau-
Lorsque le fonctionnement du redresseur est interrompu, la tempé- rature de 11-eau contenue dans la chemise 16 demeure encore au-dessus de celle de l'eau contenue dans la chambre 15 lorsque celle-ci se refroidit, pourvu que la perte de chaleur par radiation et conductibilité depuis la borne 19 et les parties adjacentes soit empêchée au moyen d'un agent approprie dans le manchon 23,
comme précédemment décrit- Lorsque la température de l'eau dans la chemises 15 s'élève, en raison de la reprise de la marche ou pour toute autre cause, il est désirable que la température de l'eau, dans la chemise 16, s'él lève à une vitesse égale ou plus grande: Cela peut être assuré par une consu truction et un dîmensionnemmt appropriés de la chanbre 16, comprenant la lo- calisation appropriée et des dimensions convenables pour les trous 17, sus- ceptibles de permettre une circulation lente de l'eau entre les chemises 15 e 16'
Une protection complète contre les retours d'arc résultant de la condensation de la vapeur de mercure, est assurée lorsque l'eau de refroidis- sement dans la chemise 15, au niveau de l'extrémité supérieure de la cuve d' anode,
est maintenue à une température légèrement supérieure à celle qui rè- gne dans la partie inférieure de la chemise 15 Par exemple, si la tempéra- ture régnant dans la partie inférieure de la chemise 15, est de 40 C , dans ce cas, une température d'environ 50 C est suffisante dans la partie supé- rieure de la chemise 15
On a observé que, conformément à l'invention, tout retour d'arc résultant de la condensation de la vapeur de mercure sur l'anode ou dans le voisinage de celle-ci, est empêché, et que l'usage de moyens de chauffage
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P3RFBCTLOI; 1 & Lines TO DEVICES A D3CHbBGE E1ECTROIOKIQùB AND A LJlliRS REFR0iDiss1 && iTO -
The present invention is aimed at improvements in apparatus intended to transmit energy between an alternating current circuit and a direct cost circuit, by means of space discharge devices, such as high power mercury rectifiers, and it is intended mainly payment to minimize the possibilities of arc flashbacks by appropriate cooling of these devices-
In the operation of high power mercury rectifiers, difficulties are frequently encountered due to arc flashbacks.
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or short-circuits between anodes of the different phases * 'One of the causes of arc returns is the drop, on an anode,
mercury formed by condensing mercury vapor on the walls of the anode vessel or seal, or by condensing the vapor directly on the anode, the mercury then being ionized by the intense heat of the anode *
In order to prevent any arc flashback resulting from this fact, electrical or other devices have already been proposed for heating the anodes and the anode tanks.
In accordance with the invention, any difficulty inherent in the arc flashbacks produced by the condensation of the mercury vapor,
is avoided by the provision of temperature regulators preferably consisting of a body of water or other suitable heat-absorbing agent which surrounds the parts of the vessel which contain the anodes as well as the seals and whose level is kept at low The novel features and advantages of the invention will be better understood by reference to the following description and the accompanying drawings, given simply by way of illustration, near the uppermost part of the anode vacuum chambers. 'example, and in which:
Fig. 1 shows in cross section a mercury rectifier according to the invention *
Fig-2 is a detail sectional view of an alternative construction of the anode seal.
The apparatus shown in Fig. 1 comprises a rectifier tank 10, a mercury cathode 11 and several anodes 12, only one of which is shown in the drawing * Each of the anodes is supported inside an anode tank 13 projecting from the top wall of the primary vessel and having an anode screen directed downwardly within the vessel.
The support members for the anode comprise a seal 14 which is mounted above the anode on the screen 13 and which isolates the anode from this part.
In order to maintain the parts and operating members of the rectifier at the required temperature during the rest periods and during the charging periods, a water jacket 15 has been provided which surrounds the main tank and the anode tanks and the height of which is such that the water level is maintained at the level of the uppermost parts of the vacuum chambers and the seals, and preferably above the upper part of the seal 14.
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A jacket 16, provided with holes 17 for the passage of water, is arranged to envelop the anddique tank and the seal. Since the water contained inside the sleeve 16 is more or less still, the temperature of this body of water rises, during operation, above that of the water in the main jacket. 150
The anode seal 14 comprises a plate 18 fixed to the upper end of the anode tank 13, a terminal 19 and an insulating piece 20 serving as a seal, made of vitreous material, which is attached to the terminal and to the plate. that and who separates them.
The anode 12 is fixed in a suitable position inside 13, and it is supplied with current from terminal 19, by means of an anode rod 21 passing through the insulating part 20 and connected to the terminal on which is fitted with a terminal lug 22, for connecting the anode to a supply conductor *
The part 20 is enveloped by a sleeve 23 which contains oil, air or other suitable agent. It is arranged so that any part of the seal 14 is above the water level, be protected from any heat loss which might otherwise occur due to radiation to the atmosphere.
Auxiliary heating means, for example an electric heating coil 24 surrounding the anode tank 13, can be provided if desired.
In the seal shown in Fig.2, the plate 18 supports a sleeve 25 which is rigidly attached to it. A rod or bar 26, to which is connected an anode rod 27, is isolated from the sleeve 25 by the seal 28 made of a waterproof material, (for example the "micalex") in contact with a sleeve 29 mounted on the part. 26;
When the construction shown in Fig. 2 is used in the rectifier of Fig. 1, the level of cooling water in jackets 15 and 16 is approximately that of the lower end of the anode holder including the part of sealing 28
In the apparatus shown in Figol, a loss of heat from the anode 12 towards the cooling water, in the jackets, occurs only by radiation towards the cooled tank 13, and by conduction through the seal 14 towards this box. The temperature of the anode 12 and of the seal 14 therefore never drops below that of the tank 13 The water at the top of the jacket 15 is always hotter than the water. found at the bottom * In addition,
the water contained in the sleeve 16 surrounding
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the seal and the part of the anode tank in the vicinity of the anode, or even hotter than the water at the top of the jacket 15 'But the colder water at the bottom of the jacket 15 determines the vapor pressure of the mercury in the tank *:
As a result, any condensation of the mercury vapor that occurs is confined to the region extending from the anodew downward, as the condensation, at the vapor pressure determined by the cooler water at the bottom of the jacket 15, cannot occur on surfaces which are surrounded by the hotter water in sleeve 16, and which are themselves as hot or hotter than water-
When operation of the rectifier is interrupted, the temperature of the water contained in the jacket 16 still remains above that of the water contained in the chamber 15 when the latter cools, provided that the loss of heat by radiation and conductivity from terminal 19 and adjacent parts is prevented by means of a suitable agent in the sleeve 23,
as previously described - When the temperature of the water in the jacket 15 rises, due to resumption of walking or for any other cause, it is desirable that the temperature of the water in the jacket 16, s Elevates at equal or greater speed: This can be ensured by proper construction and sizing of the tube 16, including the appropriate location and suitable dimensions for the holes 17, capable of permitting circulation. slow water between shirts 15 e 16 '
Complete protection against arc flashbacks resulting from the condensation of mercury vapor is provided when the cooling water in jacket 15, at the upper end of the anode vessel, is provided.
is maintained at a temperature slightly higher than that prevailing in the lower part of the jacket 15 For example, if the temperature prevailing in the lower part of the jacket 15, is 40 C, in this case, a temperature of approx. 50 C is sufficient in the upper part of the jacket 15
It has been observed that, in accordance with the invention, any arc return resulting from the condensation of the mercury vapor on the anode or in the vicinity thereof, is prevented, and that the use of heating means
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