Brevet FR2006090A1 — publié le 19691219

La présente invention se rapporte au domaine des redresseurs et des commutateurs à arc à vapeur de métal liquide -tels que' les redresseurs à arc à vapeur de mercure. Les redresseurs à arc â vapeur de mercure sont bien connus 5 dans la technique. Ils posent de nombreux problèmes principalement en raison du fait qu'un bain de: mercure important est présent dans le dispositif et maintient, par évaporation, une pression de base relativement élevée à l'intérieur de l'enveloppe du redresseur. Dans ïes dispositifs du commerce, la température du 10 bain est maintenue aussi basse que pratiquement possible et compatible avec le jaillissement d'arc, de manière à maintenir cette pression de base aussi faible que possible. Toutefois et en dépit de ces dispositions, à la température du bain qu'on rencontre généralement dans ces dispositifs, la quantité de vapeur de mercure 15 présente dans le tube est suffisante pour que la désionisation soit lente après inversion de la tension. Ceci provoque occasionnellement un jaillissement d'arc inverse de l'anode vers la cathode, ce qui détruit le dispositif et est très désavantageux en ce qui concerne le circuit dans lequel le dispositif est utilisé. 20 Pour éliminer cette limitation, les tubes à vapeur de mercure haute tension utilisés dans l'état actuel de la technique sont munis d'électrodes de gradation. Ces électrodes de gradation entraînent à leur tour une autre limitation : le courant qui peut passer vers une seule et même anode par l'intermédiaire d'un jeu 25 de telles électrodes de gradation est limité dans une mesure telle que pour les courants relativement intenses, un certain nombre d'anodes et de jeux d'électrodes de gradation en parallèle sont nécessaires. Ces limitations entraînent la nécessité de tubes à anodes multiples complexes (avec des transformateurs diviseurs 30 d'intensité pour répartir le courant uniformément entre les anodes en parallèle) et d'électrodes de gradation auxquelles il est nécessaire d'associer'des diviseurs de tension. Les propriétés de maintien de la tension entre certaines limites des dispositifs à cathode liquide à bain de mercure sont 35 déterminées par un compromis entre le maintien de la tension entre certaines limites désirées, l'intensité de crête, la chute de tension en travers de l'arc et les vitesses de rétablissement de la tension. Ces exigences contradictoires ne permettent pas de réaliser un dispositif conçu pour le maintien entre certaines 69 11267 2 2006090 M limites d'une tension élevée et pour un courant de haute intensité sans les électrodes dë gradation complexés et"les anodes multiples ci-dessus mentionnées. Pour faciliter la compréhension de l'invention on peut dire 5' que, dans ses grandes lignes,-elle Vise un dispositif de commutation comprenant un tube ou enveloppe contenant une anode, une cathode, et des moyens pour maintenir-dans ie tubeune basse pression. La cathode reçoit un métal â faible tension d'arc qui est liquide à des températures commodes, de sorte qu'une petite quan-10 tité de ce métal est disponible sur la cathode pour permettre à un arc porteur de courant de passer entre la cathode et l'anode. La cathode est agencée de telle façon que pendant l'activité de l'arc, elle émette une quantité minimale d'atomes et d'ions compte tenu du courant électronique désiré et qu'après l'extinc-15 tion de l'arc son émission d'atomes cesse sensiblement. Ceci permet au moyen prévu pour le pompage de maintenir la pression régnant dans le tube relativement basse pendant la durée de l'arc et d'établir rapidement un vide à bonnes propriétés d'isolement après l'extinction de l'arc. 20 Compte tenu de ce qui précèdes l'invention a notamment pour but de fournir un dispositif de coniKutation à are à vapeur de métal liquide : - dans lequel une petite quantité seulement de métal disponible pour le jaillissement de l'arc est appliquée sur la cathode 25 de sorte que, pendant la durée de l'arc, la pression régnant dans le tube est relativement basse et qu'après l'extinction de l'arc la pression entre l'anode et la cathode est rapidement réduite à un vide poussé de façon qu'on obtienne une valeur d'isolement élevée entre ces deux électrodes ; 30 - dans lequel le métal liquide n'exige qu'une faible tension d'arc et est appliqué à une structure de cathode exigeant une tension d'arc plus élevée de sorte que le jaillissement d'arc est limité au métal à faible tension d'arc et que l'arc s'éteint lorsque le métal à faible tension d'arc qui est disponible dans la structure 35 de cathode est épuisé ; - capable de supporter des tënsions élevées appliquées à un unique éclateur anode-cathode en raison de la basse pression entre l'anode et la cathode lorsque le dispositif n'est pas le siège d'un arc ; 69 11267 3 2006090 - comportant une cathode qui émet un plasma pendant la durée de l'arc et une ou plusieurs anodes disposées de manière à être électriquement couplées avec le plasma pendant la conduction pour assurer la conduction de courants intenses vers l'une quelconque 5 de ces anodes, et des moyens pour réduire rapidement la pression dans le tube entre l'anode et la cathode après l'extinction de l'arc de manière à provoquer une élévation rapide de la tension d'amorçage en fonction du temps. D'autres caractéristiques et avantages de la présente inven-10 tion ressortiront de la description qui va suivre, faite en r,egard des dessins annexés et donnant à titre explicatif mais nullement limitatif, plusieurs formes de réalisation conformes à l'invention. Sur ces dessins, 15 la figure 1 est une vue en perspective isométrique du disposi tif de commutation à arc à vapeur de métal liquide suivant l'invention ; la figure 2 est une vue en coupe à plus grande échelle, sensiblement suivant la ligne 2-2 de la figure 1 ; et 20 la figure 3 est une vue en coupe analogue à la figure 2, d'un dispositif de commutation à arc à vapeur de métal liquide de variante conforme à l'invention. On va maintenant examiner ces dessins où le dispositif de commutation à arc à vapeur de métal liquide est désigné dans son 25 ensemble par la référence générale 10 sur les figures 1 et 2. L'expression générique "dispositif de commutation" est utilisée pour décrire d'une manière générale tout dispositif capable de déclencher et/ou d'interrompre le passage d'un courant dans un circuit. Ceci vise aussi bien les circuits où le courant atteint 30 un zéro naturel par des moyens indépendants du tube de commutation et extérieurs à celui-ci, que les dispositifs dans lesquels le zéro de courant est déterminé par le tube de commutation par une élévation de la tension régnant à ses bornes par extinction de l'arc. Le premier cas inclut le redressement de courant alter-35 natif et le second inclut les disjoncteurs de courant continu et les commutatrices permettant de convertir un courant continu en courant alternatif. Ainsi, le dispositif lui-même interrompt par inhérence le passage d'un courant en réponse à tune inversion de tension et peut être commandé de façon qu'il interrompe un courant 69 11267 M 2006090 sans inversion de courant ni de tension. C'est pour ces raisons qu'on a utilisé l'expression générique "dispositif de commutation" pour définir le domaine d'utilisation de tels dispositifs. Le dispositif de commutation 10 comprend une enveloppe 12 qui 5 sert de récipient ou de tube dans lequel sont disposés les composants principaux du dispositif. Une tubulure de branchement avec une pompe à vide ou "queusot" 14 est prévue sur l'enveloppe 12 soit pour permettre l'exhaustion initiale des gaz non condensa-bles présents â l'origine après la fabrication, après quoi le 10 queusot est hermétiquement obturé, soit pour permettre un pompage permanent destiné à maintenir la basse pression de base désirée de gaz non condensables. L'anode 16 est dipposée à l'intérieur de l'enveloppe et est solidaire d'une borne extérieure 18 qui fait saillie hors de 15 l'enveloppe pour permettre-la connexion électrique. L'anode 16 est représentée sous la forme d'un disque circulaire plat qui permet d'exposer une superficie maximale au plasma électriquement conducteur. L'anode 16 est de préférence munie d'un échangeur de chaleur 20. L'échangeur de chaleur 20 contrôle la température de 20 l'anode 16 pour éviter les excursions de température extrêmes. L'anode 16 est de préférence maintenue à une température supérieure à la température de condensation du métal liquide, de sorte qu'aucune condensation ne se produit sur elle. Une telle condensation pourrait créer des conditions favorables au jaillis-25 sement d'un arc inverse et est par conséquent indésirable. Le chauffage de l'anode est assuré par une absorption, par celle-ci de l'énergie cinétique de particule du plasma, par l'énergie de p recombinaison d'électrons et d'ions, et par la chute (I R) du courant passant à travers le métal de l'anode. En conséquence, 30 aux intensités élevées, un refroidissement peut être nécessaire, par l'intermédiaire de 1'échangeur de chaleur 20 pour empêcher l'anode d'atteindre des températures destructrices. Par ailleurs, aux faibles charges, un chauffage au moyen de 1'échangeur de chaleur 20 peut être nécessaire pour maintenir l'anode 16 au-35 dessus de la température de condensation du métal liquide. L'é-changeur de chaleur 20 est connecté extérieurement d'une manière classique et est commandé par un moyen détecteur de température commode quelconque sensible à la température de l'anode 16. L'enveloppe 12 est au moins partiellement en une matière 69 11267 5 2006090 isolante pour assurer une séparation électrique des parois de .l'enveloppe entre l'anode 16, le condenseur 50 et la cathode 22. L'enveloppe s'étend vers le bas,comme représenté sur le dessin, de l'anode 16 jusqu'à un niveau inférieur à la cathode 22. Un 5 épaulement 24 forme un redan intérieur au voisinage immédiat duquel est disposé le disque isolant 26. L'enveloppe 12 se prolonge vers le bas au-dessous de l'épaulement 24 sous la forme d'un tube cylindrique et; s'incurve vers l'intérieur et vers le haut pour former une partie tubulaire rentrante 28.. 10 la cathode 22 est en un métal à tension d'arc élevée par rapport au métal liquide utilisé en combinaison avec lui. L'expression "tension d'arc"est définie sous le nom de "tension de jaillissement d'arc"dans Proceedings of the Institute^of Elec-trical Engineers,volume 110,U° 4,Avril 1963»pages 796-797»ali-15 néa 4.6.En outre,le métal de la structure de cathode doit être compatible avec le métal liquide. La cathode 22 comporte des parois 30 de retenue de bain contre lesquelles le métal liquide est appliqué et contre lesquelles l'arc jaillit à la ou aux jonctions entre les parois 30 et le métal liquide.Au-dessus des pa-20 rois,la cathode 22 présente une face frontale 32 qui offre sensiblement la forme d'un disque plan.Au-dessous de la face frontale 32,1a cathode 22 s'étend vers le bas en un col tubulaire de diamètre réduit 34 scellé à la partie tubulaire rentrante 28 de l'enveloppe au moyen d'un joint de scellement 36.Dans le mode 25, de réalisation représenté ,1a cathode 22 présente un épaulement 36 disposé entre la face frontale de plus ;çrand diamètre et le col 34.Un disque isolant 26 repose contre cet épaulement et est maintenu en place par une bague de retenue 38.Des géométries de la paroi 30 autres que celle qui est représentée sur les dessins 30 peuvent également être utilisées. Un élément chauffant 40 est disposé dans l'intérieur creux de la cathode derrière la face frontale 32 et s'étend autour de la périphérie extérieure,pour descendre ensuite à l'intérieur de l'épaulement 3& jusque dans le col 34 de sorte que toute la 35 superficie exposée de la cathode située à distance des parois 30 peut être contrôlée au point de vue température.La partie centrale de la cathode,au-dessous de l'évidement formé par les • .parois 30, s'étend vers le bas pour former le col 42, et 1'échangeur de chaleur 44 est disposé à l'extérieur du col. 40 L'élément chauffant 40 et l'échangeur de chaleur 44 sont tous BAD ORIGINAL 69 11267 6 2006090 deux munis de connexions, s'étendant vers le bas à l'intérieur de la partie tubulaire rentrante 28 pour permettre une connexion et un contrôle de température extérieurs. Si on le désire, des détecteurs de température peuvent être montés de façon qu'on puisse 5 obtenir des déterminations précises de la température des parties respectives de la cathode 22. Le métal liquide nécessaire sur la surface de la structure de cathode pour assurer le jaillissement d'arc peut être introduit soit par admission de métal à l'état liquide soit par vaporisa-10 tion et recondensation intermédiaires L'expression "métal liquide" est utilisée pour définir les métaux qui sont liquides à la température ambiante .ou juste au-dessus de celle-ci. Bien qu'il soit dénommé--ici "métal liquide"» le métal n'est pas nécessairement à l'état liquide au moment de 15 son application sur les parois 30 qui définissent les surfaces de retenue du bain. Le mercurs est un métal liquide commode du fait qu'il est normalement liquide aux températures ambiantes. En outre, il comporte une tension d'are convenablement faible. En conséquence, l'arc vient frapper de façon préférentielle le métal 20 liquide si les surfaces extérieures de la cathode.22 sont formées d'un métal à tension d'arc relativement élevée. D'autres corps qui conviennent comme métal liquide appliqué à la cathode 22 sont, par exemple, le césium, le. lithium et le gallium. Si cela est nécessaire, la conduite d'alimentation en métal liquide 46 et 25 l'équipement associé qui lui fournit le métal liquide peuvent ê-tre chauffés pour maintenir l'état liquide ou l'état de vapeur de métal liquide. Comme indiqué, la cathode 22, ainsi que l'anode 16, sont de préférence en métaux à tension d'arc élevée. Si l'on utilise du 30 mercure comme métal liquide, le molybdène constitue un métal convenable pour l'anode et la cathode. La conduite 46 d'alimentation en métal liquide part d'une source de métal liquide d'une nature propre à assurer le débit d'alimentation en métal liquide approprié vers la cathode 22, comme décrit plus loin. La conduite 46 35 d'alimentation en.métal liquide s'étend vers le haut à travers la partie rentrante 28 et, dans l'exemple représenté sur .les dessins> est reliée au centre de la cathode 22 de manière à amener le métal liquide dans, l'espace défini entre les parois 30. Si on le désire, un étranglement convenable 48 peut être prévu à la BAD ORIGINAL 11267 7 2006090 jonction inférieure des parois 30, l'orifice prévu au-dessous de cet étranglement communiquant avec la conduite d'alimentation 46 pour empêcher un écoulement de métal liquide vers l'espace défini entre les parois 30. Lorsque du métal liquide est amené dans ledit 5 espace à son état liquide, une structure poreuse de limitation de débit est désirable car elle empêche un arc de se prolonger vers le bas jusque dans la conduite d'alimentation lorsque le bain présent entre les parois 30 est épuisé. Par contre, lorsque le métal liquide est admis en phase vapeur, une structure de limita-10 tion de débit se présentant sous la forme d'un passage capillaire est préférable, le capillaire étant légèrement plus large que les passages à travers la masse poreuse utilisés dans l'exemple représenté pour l'alimentation en liquide. Un condenseur 50 est en outre disposé à l'intérieur de l'en-15 veloppe 12. Il constitue l'un des moyens permettant d'extraire continuellement du tube la vapeur de métal émise par la cathode. Le condenseur 50 est branché extérieurement d'une manière convenable pour maintenir la température désirée sur sa surface, comme décrit plus loin. Si le condenseur 50 est maintenu à une température propre à assurer une condensation du métal à l'état liquide, celui-ci est recueilli par une gouttière 51 et peut être remis en circulation vers la cathode. Dans ce cas de remise en circulation du métal liquide, un isolateur approprié est nécessaire dans la conduite de remise en circulation. La pression régnant à l'intérieur de l'enveloppe 12 est réduite par l'intermédiaire d'une tubulure de branchement de pompe à vide 14 avant la mise en service du dispositif. Dans certains cas, lorsque le contenu de l'enveloppe présente un minimum de dé-gaz-age . l'enveloppe peut être scellée par obturation de la tubulure ou queusot 14. Dans d'autres cas, il peut être désirable de maintenir la liaison avec une pompe à vide de façon que les produits non condensables puissent être réduits à une faible pression lorsque le fonctionnement du dispositif l'exige. L'arc est amorcé par des moyens commodes quelconques. Aucun amorceur d'arc particulier n'est représenté sur les dessins mais on peut utiliser l'un quelconque de ceux qui sont bien connus dans la technique. Des exemples"de ces dispositifs sont les allumeurs à électrode auxiliaire, les allumeurs à semi-conducteur, etc. Selon une variante, un allumeur à laser orienté vers la 69 11267 8 2006090 sufface du métal liquide convient parfaitement, de même qu'un allumeur émettant une bouffée de plasma de métal liquide dans l'espace compris entre l'anode et la cathode pour amorcer l'arc. En supposant qu'une tension convenable soit appliquée à ï'es-5 pace anode-cathode, et que du métal liquide soit disponible sur les parois 30 de la cathode, l'amorçage ou allumage du dispositif produit la conduction. La quantité de métal liquide disponible sur les parois 30 pour 1'évaporation est maintenue à dessein peu importante de façon que le rapport électrons-atomes soit élevé. 10 En conséquence, la pression régnant dans l'enveloppe reste relativement basse, même pendant la conduction. Une gamme type, dans ■*2 — ^ le cas où le métal liquide est du mercure, est de 10 à 10 torr. L'élément chauffant 40 maintient la face de la cathode suffi-15 samment chaude pour qu'une condensation de métal liquide ne puisse se produire sur elle. D'une manière analogue, la température des parois de retenue de bain 30 est contrôlée par l'échangeur de chaleur 44. Dans les cas où l'on désire disposer d'un bain de métal liquide, l'échangeur de chaleur 44 refroidit les parois de 20 retenue de bain pour empêcher une évaporation excessive, en particulier dans le cas de courants de grande intensité où l'arc introduit une quantité de chaleur considérable dans la structure de retenue de bain. Dans les cas où le courant de l'arc est peu intense, il peut être nécessaire de chauffer les parois de retenue 25 de bain, en particulier dans le cas où le métal liquide est appliqué aux parois 30 sous forme de vapeur. Dans ce cas, les parois 30 sont de préférence à une température légèrement supérieure à la température de condensation d'équilibre de la vapeur de métal liquide à cette pression. En conséquence, seule une condensation 30 transitoire peut se produire. La condensation transitoire, dans ce cas, est une condition pour laquelle une vapeur de métal légèrement surchauffée se dépose sur la paroi en une mince pellicule sur une partie de la superficie, cette condensation se produisant pendant un temps court. Toutefois, étant donné que les surfaces 35 sont à une température supérieure à la température de condensation d'équilibre, aucune condensation de gouttelettes ou de masses de métal ne se produit. Au lieu de cela,, du métal liquide se dépose et s'évapore continuellement et n'occupe qu'une partie de la superficie des parois à un moment donné quelconque. 11267 9 2006090 Comme précédemment décrit, l'échangeur de chaleur 40 maintient le reste de la cathode au-dessus de la température de condensation pour empêcher des bains de métal de se former sur elle de façon que l'arc ne puisse agir sur une surface quelconque 5 autre que les parois 30. En outre, le chauffage évite une condensation de métal à la jonction entre le col 34 et la partie tubulaire rentrante 28, où le jaillissement d'un arc serait destructif. De plus, le disque isolant 26 empêche une quantité appréciable quelconque de la vapeur de métal d'atteindre cette jonc-10 tion, ce qui évite le jaillissement d'arc destructif. Le condenseur 50 est disposé de manière à condenser la vapeur de métal afin d'empêcher une accumulation de pression de vapeur à l'intérieur de l'enveloppe 12. Dans le cas du mercure, pour maintenir la pression de la vapeur de métal à l'intérieur du tube _c 15 ai l'absence de jaillissement d'arc inférieure à 10 torr, lorsqu'on désire maintenir le mercure condensé à l'état liquide, la température du condenseur 50 est maintenue à environ 240°K. Lorsqu'une pression plus basse est désirée, on peut utiliser une plus basse température du condenseur, ce qui se traduit par une 20 solidification du mercure condensé. Dans ce dernier cas, le condenseur peut être périodiquement réchauffé pour permettre au mercure liquide de s'écouler du fond de la gouttière 51 à travers le tube d'évacuation 53• Lorsque l'admission de métal liquide est terminée et lorsque 25 la réserve de métal liquide sur les parois 30 est épuisée, l'arc s'éteint à condition que le taux d'élévation de la tension aux bornes du tube soit limité par le circuit à une valeur telle qu'un transfert d'arc entre le métal liquide à faible tension d'arc et la structure de cathode à tension d'arc élevée ne puisse pas se 30 produire. Par exemple, lorsqu'on utilise du mercure comme métal liquide et du molybdène comme métal de la structure de cathode, un taux dëlévation de tension de 10 kilovolts par microseconde s'est avéré admissible. Des taux d'élévation de tension similaires se sont avérés admissibles dans le cas où l'interruption du 35 courant est provoquée par une inversion de tension extérieure. Un arrêt de l'alimentation en mercure constitue l'un des moyens d'interrompre le passage de l'arc. En outre, si le mercure est admis avec un débit constant pour une intensité constante normale, et si un dérangement provoque une rapide élévation 69 11267 10 20060 9 Ô d'intensité, il est évident que le bain de mercure liquide est rapidement consommé et que l'arc s'éteint. En conséquence, le dispositif est utilisable pour interrompre automatiquement des courants de défaut. Ainsi, le dispositif de commutation peut être 5 coupé soit lorsqu'on désire procéder à une telle coupure soit en réponse à des conditions de surintensité et il est efficace dans les deux modes, éventuellement en même temps. Par ailleurs, si une coupure n'est pas désirée avec un courant variable, un dispositif de mesure du courant peut mesurer le courant de l'arc et 10 contrôler le débit d'alimentation en métal liquide de façon .qu'une quantité de métal liquide convenant au passage de l'arc puisse être maintenue dans des conditions de courant variable. Bien entendu, dans ce cas, un courant maximal admissible peut être choisi et le contrôle de l'alimentation en métal liquide peut être limité 15 à une quantité correspondante de sorte que.même lors d'une alimentation variable en métal liquide dans des conditions de courant variable, une surintensité dépassant la limite admissible n'est pas entretenue par une quantité de métal liquide convenant au maintien de l'arc et, par conséquent, disparaît. Un exemple de la 20 relation entre le courant et le débit d'alimentation en métal liquide est de 1 centimètre cube de mercure par heure pour 100 ampères de courant de décharge. On va maintenant examiner la figure 3 sur laquelle un autre mode de réalisation du dispositif de commutation à arc à vapeur 25 de métal liquide suivant l'invention est représenté. Sur la figure 3, le dispositif est désigné dans son ensemble par la référence générale 52. Le dispositif est contenu dans une enveloppe 54 et comprend une anode 56 et une cathode 58. Ces électrodes sont respectivement identiques à l'anode 16 et à la cathode 22 du dis-30 positif 10. La différence entre le dispositif 52 et le dispositif 10 réside uniquement en ce que le condenseur 50 du dispositif 10 est subdivisé et est électriquement connecté de manière à se comporter comme une série d'électrodes de gradation de tension, en plus 35 de sa fonction de condensation. Des tubes de circulation de l'agent de refroidissement 60, 62 et 64 sont électriquement connectés séparément à une source convenable d'agent de refroidissement. Ils sont représentés comme étant de forme annulaire et chacun d'eux porte une ailette respective qui s'étend jusqu'à BAD QRIQINAL 11267 h 2006090 l'intérieur de l'enveloppe. Les ailettes sont respectivement indiquées en 66, 68 et 70. Les ailettes sont également représentées comme étant de forme annulaire et comme comportant une gouttière à section en U sur leur bord s'étendant vers l'intérieur de ma-5 nière à retenir le métal condensé. En conséquence, des atomes de métal sont condensés sur les ailettes, ils peuvent être maintenus à l'état liquide, évacués par des tubes 71 et remis en circulation comme précédemment décrit. Selon une variante, les autres modes de disposition du métal condensé décrits ci-dessus peuvent 10 être utilisés. La connexion électrique de la cathode 58 est indiquée en 72 et la borne électrique de l'anode 56 est représentée en 74. Une résistance 76 est montée entre ces bornes pour assurer une gradation de tension et des tubes de circulation d'agent de refroi-15 dissement sont montés le long de la résistance 76 de façon que les ailettes de refroidissement 66, 68 et 70 soient à des tensions échelonnées et intermédiaires entre les tensions de l'anode et de la cathode. Une telle gradation de tension empêche une rupture de l'isolement lorsque le dispositif est non conducteur, 20 pour répartir la différence de tension entre l'anode et la cathode sur toute la longueur de l'enveloppe isolante. Comme précédemment décrit, outre leur fonction de gradation de tension, les ailettes jouent le rôle d'ailettes de condenseur. Cette gradation de tension est purement électrostatique, c'est-à-dire 25 qu'il n'est fixé aux bagues de gradation aucune grille susceptible d'appliquer à toute la section droite du tube le potentiel des bagues même en présence d'une densité de plasma appréciable. De telles grilles auraient l'inconvénient de limiter le courant qu'on peut faire passer à travers la colonne de décharge. 30 II va de soi que la présente invention n'a été décrite ci- dessus qu'à titre explicatif et que l'on pourra y apporter toutes variantes sans sortir de son cadre. 69 11267 12 2006090 REVENDICATIONS 1. Dispositif de commutation, à arc de vapeur d'un métal non solide, comprenant une enveloppe étanche au vide, une anode et une cathode disposées dans ladite enveloppe, des moyens de con~ 5 nexion électrique associés à l'anode et à la cathode pour permettre de lea connecter électriquement à l'extérieur de l'enveloppe, ledit dispositif étant caractérisé par le fait que la cathode comporte des parois de retenue de métal à tension d'arc élevée, des moyens d'alimentation pour introduire une petite 10 quantité de métal à faible tension d'arc contre une partie desdites parois de retenue, et des moyens de réduction au minimum de la pression comprenant un condenseur disposé à l'intérieur de l'enveloppe pour condenser la vapeur de métal émanant de la cathode et la faire passer à l'état liquide de manière à maintenir 15 le vide régnant dans l'enveloppe au-dessous de 10 Torr pendant la durée de l'arc. 2. Dispositif de commutation selon la revendication 1, caractérisé par le fait que la cathode est traversée par un passage relié aux parois de manière à décharger du métal à faible tension 20 d'arc sur celles-ci et par le fait que les parois sont divergentes de manière à définir la position du métal dans la cathode de façon que ledit métal soit accessible pour le jaillissement d'arc, les parois étant humidifiables par ce métal. 3. Dispositif de commutation suivant les revendications 1 ou 25 2, caractérisé par le fait que les moyens d'alimentation sont capables de fournir le métal à faible tension d'arc aux parois de la cathode â l'état liquide et par le fait qu'un échangeur de chaleur est relié aux parois de la cathode pour limiter leur température de manière à empêcher une évaporation excessive 30 d'atomes à partir du métal à faible tension d'arc disponible pour le jaillissement d'arc. 4. Dispositif de commutation suivant les revendications 1 ou 2, caractérisé par le fait que les moyens d'alimentation sont capables de fournir le métal à faible tension d'arc aux parois 35 de la cathode à l'état de vapeur et par le fait que lesdites parois sont munies d'un échangeur de chaleur pour assurer une condensation transitoire de la vapeur de métal sur lesdites parois. 5- Dispositif de commutation suivant l'une quelconque des 11267 13 2006090 revendications précédentes, caractérisé par le fait que les parois de retenue de la cathode forment un êvidement dans une face frontale du corps de la cathode, cet êvidement étant disposé en regard de l'anode. 5 6. Dispositif de commutation suivant la revendication 5j ca ractérisé par le fait que la cathode présente un axe qui traverse 1'êvidement et par le fait que ledit êvidement est circulaire ou annulaire autour de cet axe et est cylindrique ou divergent dans une direction parallèle audit axe. 10 7. Dispositif de commutation suivant la revendication 6, ca ractérisé par le fait qu'un élément chauffant est couplé thermi-quement avec la face frontale de la cathode pour la maintenir à une température supérieure à la température de condensation de la vapeur de métal. 15 8. Dispositif de commutation suivant l'une quelconque des re vendications précédentes, caractérisé par le fait que les moyens d'alimentation sont contrôlables, en sorte que le métal à faible tension d'arc est appliqué aux parois de retenue de la cathode à une cadence correspondant au rythme de consommation du métal 20 sur ces parois, et que l'arc est alimenté en métal à faible tension d'arc avec un minimum de ce métal disponible pour le jaillissement d'arc. 9. Dispositif de commutation suivant l'une quelconque des revendications précédentes2 caractérisé par le fait qu'un échan- 25 geur de chaleur est thermiquement couplé avec l'anode pour la maintenir à une température supérieure à la température de condensation de la vapeur de métal. 10. Dispositif de commutation suivant l'une quelconque des revendications précédentes, caractérisé par le fâit que les 30 moyens d'alimentation sont contrôlables de façon que la quantité de métal à faible tension d'arc admise soit fonction du courant électrique passant dans les moyens de connexion électrique préci-tés. 11. Dispositif de commutation suivant l'une quelconque des 35 revendications précédentes, caractérisé par le fait que les moyens d'alimentation sont contrôlables de façon que le débit d'alimentation en métal à faible tension d'arc soit constant. 12. Dispositif de commutation suivant l'une quelconque des revendications précédentes^ caractérisé par le fait que les 1 SAD O^CtfHAL 11267 14 2006090 moyens d'alimentation sont contrôlables de façon que le métal à faible tension d'arc présent sur les parois de retenue de la cathode soit épuisé au-dessus d'une valeur prédéterminée du courant électrique traversant lesdits moyens de connexion électrique. 5 13' Dispositif de commutation suivant l'une quelconque des revendications précédentes, caractérisé par le fait que les moyens d'alimentation sont contrôlables de façon que le métal à faible tension d'arc présent sur les parois de retenue de la cathode puisse s'épuiser pour produire une interruption de cou-10 rant forcée. 14. Dispositif de commutation suivant l'une quelconque des revendications précédentes3 caractérisé par le fait que l'anode présente une face en regard de la cathode et par le fait que le. condenseur est disposé au voisinage de l'anode et de la cathode» 15 15. Dispositif de commutation suivant la revendication 14, caractérisé par le fait que le condenseur comprend une série d'ailettes électriquement séparées et recevant des tensions intermédiaires entre celles de l'anode et de la cathode. BAD ORfQîNAL