Brevet FR2007318A1 — publié le 19700102

La présente invention se rapporte à des tubes de décharge d'électrons et, plus spécifiquement, à des tubes de décharge d'électrons à puissance élevée, ayant des anodes ou d'autres électrodes collectrices d'électrons dont la dissipation de puissance est telle qu'on exige un refroidissement par un liquide. Des exemples typiques de tubes auxquels la présente invention peut entre appliquée sont des triodes à puissance élevée et d'autres valves avec des anodes refroidies par du liquide, des ma gnétrons à puissance élevée avec des anodes refroidies par du liquide, des klystrons à puissance élevée et des tubes à ondes progressives avec des électrodes collectrices refroidies par du liquide. le refroidissement par liquide des électrodes collectrices d'électrons des tubes de décharge d'électrons à puissance élevée est connu depuis de nombreuses années et on a proposé un grand -nombre de manières pour effectuer ce refroidissement. Une proposition connue consiste à prévoir une chambre de refroidissement de liquide dans laquelle l'électrode à refroidir est immergée. La pratique courante est de raccorder le tube à la chambre de refroidissement mais ceci implique la prévision d'un isolement plus ou moins coûteux et volumineux. Comme cela est courant lorsque cette proposition est mise en pratique, si le tube est en relation directe avec la chambre de refroidissement, cette dernière doit avoir des montages isolants et, dans l'intérêt de la sécu- rité, on doit laisser tout autour un intervalle d'air adéquat. Cela signifie une augmentation des dimensions et du prix de re vivent, En outre, cette proposition connue nwentraSne pas une bonne efficacité parce que la chaleur à dissiper doit passer à travers l'épaisseur de l'électrode avant d'atteindre le fluide de refroidissement, Une autre proposition connue consiste à prévoir une conduite de liquide ou un agencement de conduites de liquide en contact intime avec l'extérieur de l'électrode à refroidir, afin d'être en bonne relation d'échange de chaleur avec elle. Bien qutentraSnant un dispositif moins volumineux que la première proposition, ceci est aussi difficile à rendre efficace en ce qui concerne le refroidissement, parce que la chaleur doit non seulement passer à travers l'épaisseur de l'électrode à refroidir mais elle doit aussi passer à travers toute surface de contact qui peut exister entre la surface extérieure de l'électrode et la con iSteoiiscstites tEundantleliquide e De nouveau, il y a des problè mes d'isolement à surmonter, apparentés à ceux qui surgissent avec la proposition connue, prélablement mentionnée.Une troisi ème proposition, qui est sous de nombreux aspects attrayante et qui a été très utilisée pour des anodes à valve de refroidissement par l'eau et la vapeur d'eau, de section transversale annulaire,consiste à pourvoir l'anode, d'une bague à trous parallèle placés longitudinalement à travers elle, parallèlement à son axe, et à utiliser ces trous comme conduites de liquide de réfrol- dissement, l'anode du tube étant immergée dans une chambre de liquide ou "chaudière". Cette proposition a pour avantage d'amener le liquide de refroidissement en contact intime d'échange de chaleur avec le métal de l'anode à refroidir, en des endroits qui sont très proches des endroits de production de chaleur. En conséquence, ceci est efficace.De plus, ceci entraine une construction qui est sans volume excessif et qui est raisonnablement éco- nomique à fabriquer, L'expédient qui consiste à réaliser des conduites de refroidissement, au moyen de trous pratiqués dans une électrode à refroidir, a une application limitée quelque soit son côté attrayant,par suite des difficultés évidentes. de réaliser des trous qui sont autres que des trous rectilignes et, pour autant que la demanderesse en soit informée, cet expédient n'a été utilisé que dans des cas où un certain nombre de simples trous rectilignes suffiront. Selon des caractéristiques de la présente invention,un tube de décharge d'électrons à puissance élevée, ayant une électrode collectrice d'électrons refroidie par liquide, comprend, à l'intérieur du métal plein de l'électrode, une ou plusieurs conduites transportant du liquide qui sont de forme prédéterminée et sont constituées par un ou plusieurs tubes métalliques qui ont été préformés à la forme ou aux formes exigées et autour desquels le métal de l'électrode a été coulé, Selon une caractéristique de la présente invention, un procédé de fabrication d'une électrode collectrice d'électrons refroidie par liquide, pour un tube de décharge d'électrons à puissance élevée, consiste à préformer un tube ou des tubes métalliques selon une configuration désirée de conduite(s) de refroidissement et à couler le métal du restant de ltélectrode autour du tube ou des tubes0 Lorsque, comme cela est courant, l'électrode est en cuivre, un métal convenable pour le tube ou les tubes est de l'acier inoxydable. Il ne se dissout pas de manière apprécia ble dans le cuivre et son point de fusion est tel qu'aucune difficulté ou aucun ennui ne sera subi lors de la coulée du cuivre tout autour. Suivant une manier préférée de réalisation de la présente invention, convenant -très bien à l'application à l'anode d'une triode ou autre valve à puissance élevée, un tube est recourbé sous forme d'une hélice à simple couche et une anode de section annulaire est coulée tout autour du tube, de manière telle que dans l'ensemble l'hélice et l'anode sof *coaxiales. Dans un agencement convenable, l'hélice est prolongée par une longueur de retour de tube, placée parallèlement à l'axe, l'hélice et le tube de retour étant à l'intérieur de la coulée, en laissant les deux extrémités du tube en saillie, séparées l'une de l'autre, à partir et sur la meme surface d'extrémité de l'anode. La présente invention a l'avantage d'être facile et économique à fabriquer, de donner un refroidissement efficace par suite de la relation intime d'échange de chaleur entre-l'électrode à refroidir et le liquide de refroidissement et son emplacement dans cette électrode, de permettre l'obtention de conduites de liquide de refroidissement de presque n'importe quelle forme et configuration désirées, d'entratner une construction très nette et non volumineuse, d'entratner la réalisation d'un tube qui est beaucoup plus complet et n'exige que peu de travail supplémentaire sur lui-meme durant le traitement et d' entratner une structure qui, bien que de diamètre relativement grand, a une bonne résistance mécanique pour résister à la pression atiosphérique, sans devoir titre transformée en une structure excessivement lourde pour obtenir de tels avantages. La présente invention sera maintenant décrite en relation avec le dessin ci-Joint qui représente un exemple de réalisation de celle-ci, tel qu'appliqué à une triode i puis3anee élevée. Ce dessin est une-vue en coupe partielle et une vue extérieure partiellement éclatée d'un tube triode,suffisamment explicite pour comprendre la présente invention0 En se référant à ce dessin, la référence 1 indique l'extrd- mité de "montage" du tube qui porte la structure ordinaire de cathode et de grille. L'anode 2 fait partie de l'enveloppe étan- che au vide du tube et une autre partie de l'enveloppe est la section en verre 5 qui isole l'anode du reste du tube.Seule l'anode 2 est représentée dans ses détails, puisque le restant de la struc ture de tube est de forme bien connue et n'est pas comprise dans le cadre de la présente invention l'anode est refroidie par liquide. Ce refroidissement est obtenu en envoyant de l'eau à travers un tube en acier inoxydable dont les extrémités se terminent dans des raccords convenables 4 sous forme de mamelons de raccordementpar exemple.Le tube est préformé sous forme d'une hélice 3 à simple couche, avec une longueur 31 de tube de retour qui est ramenée parallèlement à l'axe de cette hélice0 Cette structure d'anode est fabriquée en préformant le tube 3, 31 suivant la forme représentée, en plaçant ensuite ce tube préformé dans un moule de coulée convenable pour que l'hélice 3 soit coaxiale à l'anode en fin de moulage,et enfin,en déversant du cuivre fondu dans le moule pour couler l'anode de la tubulure, en laissant les extrémités de celle-ci (sur lesquelles les raccords 4 sont ensuite montés) faire projection hors de la surface d'extrémité du moulage, La structure d'anode terminée est alors incorporée dans la structure du tube d'une manière classique bien connue0 La présente invention n'est pas limitée aux exemples de réalisation qui viennent d'être décrits, elle est au contraire susceptible de variantes et de modifications qui apparaitront à l'homme de l'arts REVENDICATIONS 1 - ube Tube de décharge d'électrons à puissance élevée ayant une électrode collectrice d'électrons refroidie par liquide, caractérisé en ce qu'il comprend,dans le métal plein de l'électro- de, une ou plusieurs conduites transportant le liquide qui sont de forme prédéterminée et sont constituées par un ou plusieurs tubes métalliques qui ont été préformés à la forme ou aux formes exigées et autour desquels le métal de l'électrode a été coulé. 2 - Tube selon la revendication 1, caractérisé en ce que le métal constituant l'électrode coulée est du cuivre et en ce que le métal constituant le tube ou les. tubes est de l'acier.inoxyda- ble. 3 - Tube selon la revendication 1 ou 2, caractérisé en ce que l' & ectrode est une anode qui a été coulée autour d'un tube recourbé sous la forme d'une hélice à simple couche, et qui est con çue pour avoir une section transversale annulaire coaxiale à l'hélice. 4 - Tube selon la revendication 3, caractérisé en ce que l'hélice est prolongée par une longueur de tube de retour, placée parallèlement à l'axe, cette hélice et ce tube de retour étant situés à l'intérieur du moulage en laissant les deux extrémités de tube, séparées l'une de l'autre, faire saillie depuis la même surface d'extrémité de l'anode0 5 - Procédé de fabrication d'une électrode collectrice d'électrons refroidie par liquide pour un tube de décharge d'électrons à puissance élevée, telle que définie dans les revendications 1 à 4, caractérisé en ce qu'il consiste à préformer un tube ou des tubes métalliques selon une configuration désirée de conduite(s) de refroidissement et à couler le métal du restant de l'électrode autour de ce ou de ces tubes. TUBES DE RECHARGE D'ELECTRONS A PUISSANCE ELEVEE Tubes de décharge d'électrons à puissance élevée. Un tel tube comporte une électrode collectrice d'électrons refroidie par liquide, laquelle comprend, dans sa masse métallique, une ou plusieurs conduites transportant le liquide qui sont de forme prédéterminée et sont constituées par un ou plusieurs tubes 3 métalliques qui ont été préformés à la forme ou aux formes exigées et autour desquels la masse métallique de l'électrode a été coulée. Ces tubes sont particulièrement utiles pour fournir un refroidissement efficace à l'électrode au moyen d'une construction qui n'est pas volumineuse et a une structure à bonne résistance mécanique à la pression atmosphérique.