Brevet FR2085583A1 — publié le 19711224

La présente invention concerne des générateurs électriques enfermés, par exemple une batterie de longue durée pour entraîneur électrosystolique. Un tel générateur comporte une enveloppe hermétiquement fer-5 mée dans laquelle se trouvent une source de chaleur, un convertisseur destiné à transformer la chaleur en électricité et un dissipateur de chaleur. Il est important de calorifuger la région entourant la source de chaleur et le convertisseur. D'une manière idéale, l'espace entourant les composants est mis sous vide. 10 Avec la mise sous vide, le dégagement, par dégazage, des gaz qui ont été absorbés par les compo-sants dans l'enceinte du générateur posent un problème. Il est d'une grande importance lorsque le générateur doit fonctionner pendant une longue durée. Il en résulte que le bon calorifugeage initial diminue constamment^ 15 que la conductibilité thermique du gaz contenu dans l'enceinte revient à une valeur proche de celle de l'air au bout d'un temps qui est court en comparaison de la longévité potentielle des composants du générateur. la présente invention est fondée sur le fait qu'on a 20 remarqué que le xénon, qui est un gaz inerte, outre le fait d'avoir une conductibilité thermique inférieure à celle de l'air, supprime la contribution à la conductibilité thermique des gaz dégagés à l'intérieur de l'enceinte à partir des surfaces des composants du générateur. En conséquence, on a constaté que si 25 l'air contenu dans l'enceinte est remplacé par du xénon à la pression ou sensiblement à la pression atmosphérique, on peut obtenir une grande longévité du générateur avec un calorifugeage constant. Il convient de noter que la simple présence du xénon à 30 la pression atmosphérique dans l'enceinte ne réduit pas le taux de dégagement des gaz atmosphériques qui ont été précédemment absorbés par les composants situés dans l'enceinte du générateur. Naturellement, les gaz absorbés se dégagent finalement dans l'enceinte à la même pression partielle que si l'enceinte 35 avait été mise sous vide, l'observation importante fut que, même lorsque ce stade est atteint, le calorifugeage n'est pas 71 03156 2085583 très réduit du fait que le xénon a pour effet de supprimer la contribution à la conductibilité thermique des gaz dégagés dans l'enceinte. L'expérience a montré qu'il est préférable que le xénon 5 contenu dans l'enceinte soit juste au-dessous de la pression atmosphérique. Les effets décrits plus haut ne sont pas modifiés d'une façon importante, mais la présence de fuites dans l'enceinte est révélée plus rapidement que si les pressions externe et interne-étaient les mêmes. Avec des pressions interne et externe égales, 10 l'air entre dans l'enceinte par les fissures par suite d'un lent échange avec le xénon qui se produit par diffusion. Lorsque le xénon est à une pression inférieure, l'air entre rapidement par les fissures éventuellement formées et sa présence se manifeste par une augmentation importante de la conductibilité thermique 15 qui peut être détectée assez facilement avant que le générateur soit mis en service. La présente invention concerne un générateur électrique enfermé comprenant une enceinte, une source de chaleur, un convertisseur destiné à transformer la chaleur en électricité et 20 un dissipateur de chaleur, l'enceinte étant remplie de xénon. De préférence, le xénon formant le gaz de remplissage de l'enceinte est maintenu légèrement au-dessous de la pression atmosphérique. D'autres avantages et caractéristiques de l'invention 25 ressortiront de la description qui va suivre, faite en regard du dessin annexé et donnant à titre explicatif, mais nullement limitatif, une forme de réalisation de l'invention. Sur ce dessin : la figure 1 est une vue schématique en perspective, en partie 30 en arrachement, du générateur ; la figure 2 est une coupe schématique d'une partie du générateur montrant une phase de sa fabrication ; et la figure 3 est une coupe schématique d'une partie d'un générateur modifié. 35 Dans - cet.exemple, le générateur 11 constitue une batterie de longue durée pour entraîneur électrosystolique.. Un récipient cylindriqu^ 2 en acier inoxydable enferme une 71 03156 2085583 source de chaleur 14, un convertisseur 15 destiné à transformer la 'chaleur en électricité et un disque métallique 16 jouant le rôle d'un dissipateur de chaleur, qui constitue une partie du trajet de conduction thermique vers le récipient 12 en acier 5 inoxydable. l'énergie électrique débitée par le convertisseur 15 est transportée par des conducteurs 17, 18 qui sortent par des joints 19, 20 d'un bouchon 21 en alumine. la source de chaleur comprend une charge 22 de plutonium 238 contenue/dans une petite boîte cylindrique 23 en acier du 10 type "Hastelloy" qui est représentée comme étant chemisée intérieurement en 24. Toutefois, la chemise 24 n'est pas indispensable. Dans cet exemple, la source de chaleur 14 est reliée à une phase terminale du convertisseur 15 ° L'extrémité froide du convertisseur 15 est collée par un 15 adhésif au disque métallique 16 constituant le dissipateur de chaleur qui transmet la chaleur abandonnée au récipient 12. Le disque 16 est ajusté à force dans l'ensemble du joint en alumine qui comporte le bouchon 21 en alumine et un cylindre en métal composite 26a/26b. Le bouchon 21 joue le rôle à la 20 fois d'un isolateur électrique et d'un bouchon étanche au vide et il est brasé au cylindre 26a/26b. L'étanchéité est assurée en soudant en 25 le cylindre 26a/26b au récipient 12. Les conducteurs électriques 17 et 18 sont également scellés d'une manière analogue et sont isolés du disque métallique 16 par de petits 25 éléments annulaireRapportés en alumine (non représentés). L'extrémité du récipient 12 en acier inoxydable qui est éloignée du dissipateur de chaleur 16 est munie d'un bouchon effilé 13. Lorsque les composants ont été assemblés, l'enceinte en est reliée /l'absence du bouchon 13 à une- installation de mise 30 sous vide par une conduite 27 (voir figure 2) reliée hermétiquement, comme indiqué en 28, au cylindre 12 en acier inoxydable. Ensuite, l'enceinte est mise sous un vide d'environ 10 ^ torr, le xénon est introduit à la pression atmosphérique et lé bouchon 13 est migfen plac^ soudé comme indiqué en 29 (figure 2). 35 Pour faciliter la vérification ultérieure de l'ensemble quant à la présence de fuites, il s'est avéré souhaitable d'intro- 71 03156 2085583 (luire le xénon dans l'enceinte à une pression légèrement inférieure à celle de l'atmosphère. Les fuites se manifestent alors par une augmentation de la concentration de l'air dans l'enceinte et on la détecte facilement. En particulier, la pres-5 sion de xénon peut être de 5 à 10 °/o inférieure à celle de l'atmosphère. Le niveau de pression n'a pas une grande importance, mais s'il est réduit de plus de 10 c/° au-dessous de la pression atmosphérique, l'efficacité avec laquelle le xénon supprime la contribution à là conductibilité thermique des autres gaz est 10 moins grande. La figure 3 représente une variante dans laquelle un tube en cuivre 31, initialement ouvert, est brasé dans l'ouverture qui, dans l'exemple de la figure 1, doit être fermée par le bouchon effilé 13. La liaison avec l'installation de mise sous vide se 15 fait alors par le tube 31 qui est serti après l'introduction du xénon, une soudure froide formée en 32 assurant l'étanchéité de l'enceinte. , . module Le convertisseur 15 peut être un/thermoélectrique cornue celui décrit dans la demande de brevet britannique U° 4 731/70 20 du 30 Janvier 1970 déposée par le Demandeur. Naturellement, l'invention n'est pas limitée à la forrr»e de réalisation décrite et représentée et est susceptible de recevoir diverses variantes entrant dans le cadre et l'esprit de l'invention. A bad original 71 03156 2085583 KEVENDICATIOMS 1. Générateur électrique enfermé, comprenant une enceinte, une source de chaleur, un convertisseur pour transformer la chaleur en électricité et un dissipateur de chaleur, générateur caractérisé par le fait que l'enceinte est remplie de xénon. 2. Générateur électrique selon la revendication 1, caractérisé en ce que le xénon formant le gaz de remplissage de l'enceinte est légèrement au-dessous de la pression atmosphérique.