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L'invention a pour objet un redresseur monoanodique à refroidissement par air soufflé.
Les redresseurs monoanodiques dégagent, surtout dans la région de la cathode, une quantité de chaleur assez consi- dérable qu'il est indispensable d'évacuer.
On a déjà pensé à refroidir ces redresseurs au noyon d'une circulation d'eau. Toutefois, il n'est pas toujours possi- ble de disposer d'eau en quantité suffisante, et l'on a égale- ment envisagé de combiner une circulation d'eau en circuit fermée et un échangeur de chaleur eau-air constitué principa- lement par un radiateur et un ventilateur.
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Certains constructeurs ont réalisé des appareils ' munis d'ailettes augmentant la surface dos chambres sur la- quelle l'air de refroidissement est soufflé directement.
Toutefois, il a été constaté que la température optima do la paroi d'un redresseur est comprise entre 45 et 55 C et il en résulte de grandes difficultés d'évacuation de calories dans les pays chauds, aussitôt que la température ambiante atteint 35 à 40 C.
La conséquence de ces difficultés est la nécessité de déclasser le redresseur, ot de l'utiliser pour une intensité nominale plus faiblo que si le moyen do refroidissement était uniquement constitué par de l'eau,,
Dans le cas des redresseurs monoanodiques, qui sont des appareils ayant une capacité de redressement très élevée par rapport à leur volume, ot par conséquent par rapport à leurs surfaces extérieures munies d'ailettes, le déclassement est dans le rapport do 3 à 1. Pour assurer le môme service, il faut donc trois fois plus de tubes redresseurs, et la nombre des ventila tours ainsi que celui des dispositifs annexes (cir- cuits d'excitation) doviont oxcessif.
D'autre part, dans les redresseurs à vapeur do mer- cure, il y a lieu do rofroidir la cathodo où se dégage la plus de chaleur, ma@@ de maintenir une zone relativement plus chaude au sommet des redress@@rs pour éviter on particulier qu'il no s'y forne des condensations de mercure. Avec un refroidissement par eau ou par air, on n'ost pas maître do la différence do température entre les diverses zones dos redresseurs. Les solu- tiens adoptées jusqu'ici, consistant à'introduire dans le redresseur des écrans thermiques autour ot au-dessus do l'anode, donnaient dos inconvénients, et ne résolvaient pas d'une façon satisfaisante le règlago des différences de température entre la cathode et l'anode.
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L'invontion a pour objet un redresseur monoanodique à refroidissomont par air soufflé remédiant aux inconvénients qui ont été cites précédemment, ot ayant une région cathodique automatiqueoment bion plus réfrigérée que la partie supérieure du redresseur où se trouve l'anode. Do plus, l'invention permet de no pas déclasser los redresseurs, c'est-à-dire do les uti- lisor pour une intonsité nominalo normale.
Selon l'invention, lo redresseur, qui comporte, d'une part uno enveloppe étancho ronfermant une cathodo do morcure à la partie inférieure et uno anodo vers la partio supérieure, et d'autre part dos noyons do soufflago d'air, est caractérisé en particulior par le fait que son onvoloppo étancho ost logéo dans uno oncointo s'étendant depuis sa partio inférieure et sur au noins uno partie do sa hautour, 1'enceinte n'étant que partiolloment remplio par un liquido vaporisable dont le niveau est.au noins égal à celui du mercure do la cathode, un dispo- sitif étant de plus prévu pour refroidir la vapeur du liquide par soufflage d'air.
L'invention va maintenant ôtre décrite avec plus do détails, on se référant à des modes de réalisation particuliers donnés à titre d'exemples ot représentés sur les dessins.
La fig. 1 est une coupe verticale par un plan passant 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 do réalisation.
Le mode do réalisation représenté sur la fig. 1 concerne un redresseur monoanodique du type connu sous le nom de "ignitron", ayant une enveloppe étanche 1 contenant une
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anode 2 en uno natièro tvlle que du graphite, une cathodo 3 de norouro par exemple, une grille.4, et des électrodes auxi- liaires 27.
La tigo 5 do l'anode 2 ost isolée du corps du tubo par un nanchon 6 en verro scellé, ou tout autre isolatour.
L'enveloppe 1 est logée dans une enceinte étanche 7 s'étendant autour de l'enveloppe 1 ot formant ainsi une cavité 30 à partir do la base de l'enveloppe 1, où se trouve la ba- thode 3.
Dans le cas du node do réalisation représenté 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 partie supérieure de la paroi extérieure 28 do l'enceinte étancho 7 constitue une pluralité d'ailettes 29 qui sont re- froidies par do l'air soufflé qui circule dans le sens des flèches 8.
Pour favoriser le refroidissement, l'enceinte 7 est placée dans un guide 9 canalisant l'air soufflé.
A l'intérieur de l'enceinte 7 est prévue une paroi 10 laissant un passage 11 à la partie inférieur 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 partio inférieure du redresseur, cette dernière étant sinplenont entourée par une portion cylindrique 13.
L'enceinte 7 reçoit un liquide 14 jusqu'à un niveau l au noins égal au niveau du norcuro de la cathode 3.
Le liquide utilisé peut être sinplenent do l'eau.
Toutefois il est préférable d'utiliser un liquide plus volatil tel que par exemple du trichlorotrifluoroéthane, plus connu
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commercialement sous le non do fréon-113. Ce liquide bout à 47 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 pro- duits tels que des produits fluorés ne contenant do 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 do l'appareil, le rem- plissage en liquide peut se faire sous la pression atmosphéri- que par l'intermédiaire d'un petit tube 16 situé à la partie supérieure de l'enceinte 7. L'enceinte étant remplie jusqu'au niveau 15 nécessaire, il suffit de la chauffer aux environs de 45 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, là température de la cathode 3 s'élève, et le fréon qui entoure cette cathode émet de la vapeur en quantité importante. Cette vapeur s'élève le long de la paroi 1 du redresseur et à l'extérieur de celle- ci, elle maintient par conséquent une température suffisants. dans la région supérieure du redresseur, ' et évite'' la condensa- tion du mercure vaporisé,
La vapeur passe ensuite par le passage 12 et arrive au contact do la paroi extérieure de l'enceinte 7. Le fréon se condense alors et ruisselle contre la paroi 28 refroidie par l'air soufflé, jusqu'à arriver à la base dos ailettes, Le li- quide ainsi condensé retourne au contact de la paroi entourant la cathode en empruntant le passage 11.
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Le redresseur qui vient d'être décrit est énergique- mont rofroidi dans la zone cathodiquo, le refroidissement étant noins important dans la zone anodiquo, ce qui est favorable au fonctionnement même du redresseur. En outre, on peut ajuster los conditions de fonctionnonont en agissant simplement sur le niveau 15 du liquide, c'est-à-dire sur la quantité de liquide vaporisable introduite dans 1'enceinte.
La fig. 3 représente une variante do réalisation comprenant une enveloppe étanche 1 renformant à la base une cathode de norcuro 3, et vers la partio supérieure uno anode do graphite 2.
L'enveloppe 1 est entourée par une enceinte étanche 17, on fornant une cavité 31 remplie do fréon jusqu'à un ni- veau 18.
Dans le cas- de la fig. 3, la vapeur de fréon pénètre suivant la flèche 19 dans un radiateur 20, rofroidi à l'air soufflé. Le fréon condonsé redescend dans la cavité 31 par une canalisation 21.
Enfin la fig. 4 représente un dernier mode do réa- lisation.
Celui-ci comporte plusieurs tubes redresseurs 22 disposés dans une même enceinte do refroidissement 29, on for- nant une cavité 23 contenant du fréon jusqu'à un niveau 24.
La cavité 29 est réunie à un radiateur analogue à celui qui est représenté sur la fig. 3, d'une part par une canalisation 25 de vapeur, et d'autre part par une canalisa- tion 26 pour le liquide redescendant par gravité,
Comme pour les fig. 1 à 3, le radiateur est refroidi par un courant d'air soufflé,
Bien entendu l'invention n'est pas limitée par les nodes de réalisation qui viennent d'être décrits. Ceux-ci peu- vent subir des Modifications de détails sans sortir du cadre de l'invention,
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The invention relates to a single-anode rectifier with blown air cooling.
Monoanode rectifiers give off, especially in the region of the cathode, a fairly considerable quantity of heat which it is essential to remove.
We have already thought of cooling these rectifiers in the nucleus of water circulation. However, it is not always possible to have water in sufficient quantity, and it has also been envisaged to combine a circulation of water in a closed circuit and a water-air heat exchanger consisting mainly of water. Lement by a radiator and a fan.
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Certain manufacturers have produced apparatus provided with fins which increase the surface area of the chambers onto which the cooling air is blown directly.
However, it has been found that the optimum temperature of the wall of a rectifier is between 45 and 55 C and this results in great difficulties in the removal of calories in hot countries, as soon as the ambient temperature reaches 35 to 40 ° C. vs.
The consequence of these difficulties is the need to derate the rectifier, and to use it for a lower nominal current than if the cooling medium consisted solely of water.
In the case of monoanode rectifiers, which are devices having a very high rectifying capacity in relation to their volume, ot consequently in relation to their outer surfaces provided with fins, the derating is in the ratio do 3 to 1. For to ensure the same service, we therefore need three times as many rectifier tubes, and the number of fan towers as well as that of the ancillary devices (excitation circuits) must be too high.
On the other hand, in steam rectifiers, it is necessary to cool the cathode where the most heat is given off, but to maintain a relatively hotter zone at the top of the rectifiers to avoid It is in particular that mercury condensations are not formed there. With water or air cooling, it is not possible to control the temperature difference between the various rectifier zones. The solutions adopted heretofore, consisting of inserting heat shields around and above the anode into the rectifier, gave rise to drawbacks, and did not satisfactorily resolve the control of the temperature differences between the anode. cathode and anode.
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The invention relates to a single-anode rectifier cooled by blown air overcoming the drawbacks which have been mentioned above, ot having a cathode region which is automatically more refrigerated than the upper part of the rectifier where the anode is located. Moreover, the invention makes it possible not to downgrade the rectifiers, that is to say to use them for a nominal or normal intonation.
According to the invention, the rectifier, which comprises, on the one hand uno sealed envelope enclosing a cathode do morcure at the lower part and uno anodo towards the upper part, and on the other hand dos nuclei of air blowing, is characterized in particular by the fact that its onvoloppo étancho ost housed in uno oncointo extending from its lower partio and on to the noins a part of its height, the enclosure being only partially filled by a vaporizable liquido whose level is. not equal to that of the mercury of the cathode, a device being furthermore provided for cooling the vapor of the liquid by blowing air.
The invention will now be described in more detail, with reference to particular embodiments given by way of example and shown in the drawings.
Fig. 1 is a vertical section through a plane passing through its axis, of a monoanode rectifier according to the invention.
Fig. 2 is a section along II-II, fig. 1.
Fig. 3 is a vertical section of an alternative embodiment * - -
Fig. 4 is a schematic vertical section of another alternative embodiment.
The embodiment shown in FIG. 1 relates to a monoanode rectifier of the type known under the name of "ignitron", having a sealed casing 1 containing a
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anode 2 in uno natièro tvlle as graphite, a cathode 3 of norouro for example, a grid 4, and auxiliary electrodes 27.
The tigo 5 of the anode 2 is isolated from the body of the tubo by a nanchon 6 in sealed glass, or any other isolator.
The casing 1 is housed in a sealed enclosure 7 extending around the casing 1 ot thus forming a cavity 30 from the base of the casing 1, where the tank 3 is located.
In the case of the embodiment node shown in FIG. 1, the enclosure 7 rises to the upper part of the enclosure 1.
As can be seen more specifically in FIG. 2, the upper part of the outer wall 28 of the sealed enclosure 7 constitutes a plurality of fins 29 which are cooled by the blown air which circulates in the direction of the arrows 8.
To promote cooling, the enclosure 7 is placed in a guide 9 channeling the blown air.
Inside the enclosure 7 is provided a wall 10 leaving a passage 11 at the lower part and a passage 12 at the upper part.
Preferably, the outer wall of the enclosure 7 constituting the fins 29 does not descend to the lower partio of the rectifier, the latter being sinplenont surrounded by a cylindrical portion 13.
The enclosure 7 receives a liquid 14 up to a level 1 at noins equal to the level of the norcuro of the cathode 3.
The liquid used may consist of water.
However, it is preferable to use a more volatile liquid such as for example trichlorotrifluoroethane, better known
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commercially under the no do freon-113. This liquid boils at 47 ° C. under atmospheric pressure. It is chemically neutral and is also a good electrical insulator.
However, it is possible to envisage the use of other products such as fluorinated products preferably not containing hydrogen.
In general, any liquid known in the cooling industry can be used,
At the time of construction of the apparatus, the liquid filling can be effected under atmospheric pressure by means of a small tube 16 located at the top of the enclosure 7. The enclosure being filled to the necessary level 15, it suffices to heat it to around 45 C so that the freon is ready to boil. Its vapor drives out the air, and the filling tube 16 is sealed, for example, by means of a welding clamp.
The rectifier which has just been described operates under the following conditions.
During the operation of the rectifier, the temperature of the cathode 3 rises, and the freon which surrounds this cathode emits a large quantity of vapor. This vapor rises along the wall 1 of the rectifier and outside thereof, it therefore maintains a sufficient temperature. in the upper region of the rectifier, 'and avoids' the condensa- tion of the vaporized mercury,
The vapor then passes through the passage 12 and comes into contact with the outer wall of the enclosure 7. The freon then condenses and flows against the wall 28 cooled by the blown air, until it reaches the base of the fins, The liquid thus condensed returns in contact with the wall surrounding the cathode via passage 11.
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The rectifier which has just been described is energetically cooled in the cathode-ray zone, the cooling being noins important in the anode-zone zone, which is favorable to the actual operation of the rectifier. Furthermore, the operating conditions can be adjusted simply by acting on the level of the liquid, that is to say on the quantity of vaporizable liquid introduced into the enclosure.
Fig. 3 shows an alternative embodiment comprising a sealed envelope 1 reinforcing at the base a cathode of norcuro 3, and towards the upper part a graphite anode 2.
The envelope 1 is surrounded by a sealed enclosure 17, forcing a cavity 31 filled with freon to a level 18.
In the case of FIG. 3, the freon vapor enters along arrow 19 into a radiator 20, cooled with blown air. The condonsé freon goes back down into the cavity 31 via a pipe 21.
Finally, fig. 4 represents a last embodiment.
This comprises several rectifier tubes 22 arranged in the same cooling chamber 29, forming a cavity 23 containing freon up to a level 24.
The cavity 29 is joined to a radiator similar to that shown in FIG. 3, on the one hand by a pipe 25 of steam, and on the other hand by a pipe 26 for the liquid descending by gravity,
As for fig. 1 to 3, the radiator is cooled by a current of blown air,
Of course, the invention is not limited by the implementation nodes which have just been described. These can undergo modifications of details without departing from the scope of the invention,