Brevet FR2418541A1 — publié le 19790921

La présente invention concerne un dispositif pour créer une décharge électrique dans une ligne électrique plate et plus particulièrement un dispositif pour créer une décharge électrique dans une ligne électrique plate en vue d'exciter un générateur laser à gaz. On sait qu'une ligne électrique plate est essentiellement formée d'une plaque isolante interposée entre deux feuilles métalliques portées à des potentiels électriques différents. Il est connu de créer une décharge électrique dans une ligne de ce type à l'aide d'un dispositif comportant deux électrodes opposées situées respectivement de part et d'autre de la ligne et connectées respectivement aux deux feuilles métalliques de la ligne. Ces électrodes sont généralement alignées suivant un axe perpendiculaire au plan de la ligne, cet axe coupant la ligne à l'intérieur d'une percée transversale. Ce dispositif est muni d'un système capable de déclencher une décharge électrique entre les deux électrodes. La décharge provoque la formation d'une onde de courant se propageant dans la ligne.Cette onde de courant permet d'exciter le matériau actif d'un laser à gaz disposé par exemple dans une fente ménagée dans une des feuilles métalliques de la ligne. Au bout de quelques décharges, le fonctionnement du dispositif décrit ci-dessus ne donne pas satisfaction, car il apparait des amorces de courtcircuit entre les feuilles métalliques sur la tranche de la percée. Ces amorces de court-circuit sont provoquées par des dépôts métalliques libérés par les décharges électriques. Pour essayer de pallier cet inconvénient, on a ménagé sur la plaque isolante des surfaces circulaires disposées autour de la percée, ces surfaces n'étant pas recouvertes par les feuilles métalliques. On augmente ainsi un peu la durée de fonctionnement correct du dispositif, mais au bout d'un certain temps, les dépôts métalliques qui se produisent aussi sur ces surfaces annulaires arrivent à créer un film conducteur court-circuitant les deux feuilles métalliques. La présente invention a pour but de porter remède à cet inconvénient et de réaliser un éclateur pour ligne électrique plate, capable de fonctionner sans incidents au cours de nombreuses décharges successives. La présente invention a pour objet un dispositif pour créer une décharge électrique dans une ligne électrique plate comportant une percée transversale, cette ligne comprenant une plaque isolante, une première feuille métallique appliquée sur une première face de la plaque et une deuxième feuille métallique appliquée sur la deuxième face de la plaque, la première face de la plaque comportant une première surface annulaire non recouverte par la première feuille métallique et entourant immédiatement la percée, la deuxième face de la plaque comportant une deuxième surface annulaire non recouverte par la deuxième feuille métallique et entourant immédiatement la percée, ces première et seconde surfaces annulaires étant opposées, le dispositif comprenant - une première électrode, - une deuxième électrode opposée à la première électrode, cette deuxième électrode étant disposée suivant un axe traversant la percée perpendiculairement au plan de la plaque, - une première pièce métallique s'appuyant sur la première feuille métallique suivant une première plage, cette première plage entourant immédiatement la première surface annulaire, la première pièce métallique étant en contact avec la première électrode, - une deuxième pièce métallique s'appuyant sur la deuxième feuille métallique suivant une deuxième plage, cette deuxième plage entourant immédiatement la deuxième surface annulaire, la deuxième pièce métallique étant en contact avec la deuxième électrode, - un genérateur électrique haute tension dont les deux bornes sont reliées respectivement à la première et à la seconde feuilles métalliques de façon à charger les électrodes, - et des troyens pour déclencher une décharge électrique entre la première et la seconde électrodes, Caractérisé en ce que la deuxième électrode en contact avec la deuxième pièce métallique traverse la percée sur toute ltépaisseur de la ligne plate, de la deuxième feuille métallique à la première feuille métallique, de sorte que la face extrême de cette deuxième électrode, opposée à la première électrode, est située au delà de la première feuille métallique. Des formes particulières d'exécution de l'objet de la présente' invention sont décrites ci-dessous, à titre d'exemple, en référence au dessin annexé dans lequel la figure unique représente en coupe un mode de réalisation du dispositif selon l'invention. Sur la figure est représentée partiellement une ligne électrique plate 1 comportant une plaque isolante 2 sur les faces de laquelle sont appliquées respectivement deux feuilles métalliques 3 et 4. Sur la plaque 1 est ménagée une percée transversale 5 par exemple de section circulaire. Sur chaque face de la plaque 2 est ménagée une surface annulaire entourant immédiatement la percée 5 et non recouverte par la feuille métallique correspondante. Ainsi, sur la figure, on peut voir que la surface annulaire 6 n'est pas recouverte par la feuille 3 et que la surface annulaire 7 n'est pas recouverte par la feuille 4,les surfaces annulaires 6 et 7 étant opposées par rapport au plan médian de la plaque 2. Suivant un axe 34 perpendiculaire au plan de la plaque et passant par le centre de la percée 5, sont disposées deux électrodes opposées 8 et 9. L'électrode 9 est fixée sur une pièce métallique 10 qui s'appuie sur une plage 11 de la feuille métallique 4, cette plage pouvant être par exemple de fonde annulaire. La plage annulaire 11 entoure immédiatement la surface annulaire 7 non recouverte par la feuille 4. De préférence l'électrode 9 est fixée sur la pièce 10 de façon amovible. Elle peut être fixée par vissage sur la pièce 10, comne représenté. Selon une disposition de l'invention, l'électrode 9 en contact avec la pièces 10 traverse la percée 5 sur toute l'épaisseur de la ligne 1, de la feuille métallique 4 à la feuille métallique 3, de sorte que la face extrême 12 de l'électrode 9, opposée à la face extrême 13 de I'éiectrode 8, est située au delà de la face extérieure 14 de la feuille métallique 3. L'électrode 8 est fixée de façon amovible sur une pièce métallique 15 qui s'appuie sur une plage 16 par exemple annulaire de la feuille métallique 3.La plage annulaire 16 entoure immédiatement la surface annulaire 6 non recouverte par la feuille métallique 3. La fixation de l'électrode 8 sur la pièce 15 est de préférence effectuée de manière à permettre un déplacement longitudinal de l'électrode 8 par rapport à la pièce 16 selon l'axe 8. Selon un mode de réalisation de l'invention, représenté sur la figure, l'électrode 8 est constituée par le culot métallique tubulaire d'une bougie d'alluaage 17pour moteur à explosion. Dans ce cas, la bougie 17 est vissée dans la pièce 15 préalablement taraudée, de façon à coopérer mécaniquement avec le filetage extérièur du culot de la bougie. La bougie 17 est d'un type comportant une tige métallique axiale 18 s'engageant dans le volume intérieur du culot 8 jusqu'à la face extrême 13 de l'électrode, et un isolant 19 entourant la tige 18' sur une partie de la hauteur de sa surface cylindrique. Cet isolant remplit le volume compris entre la surface cylindrique extérieure de la tige 18 et la surface cylindrique intérieure du culot 8. Une rondelle isolante 20, constituée par exemple de polytétrafluoréthylène, peut être disposée sur la plaque 2 de façon à recouvrir totalement la surface annulaire 6. Comte représenté sur la figure, les pièces métalliques 10 et 15 appuyées respectivement sur les feuilles métalliques 4 et 3 forment avantageusement une enceinte 21 entourant la percée 5 et l'espace compris entre les faces extrêmes 12 et 13 des électrodes 9 et 8. Les pièces métalliques 10 et 15 peuvent comporter des canalisations internes permettant de faire circuler un gaz à l'intérieur de l'enceinte 21. Il a été représenté ainsi une canalisation 22 ménagée dans l'épaisseur de la pièce 10 et de l'électrode 9 et permettant de faire entrer un gaz dans l'enceinte 21 par la partie axiale de l'électrode 9. Une canalisation 23 a été percée dans la pièce 15 pour permettre au gaz de sortir de l'enceinte 21. L'étanchéité de l'enceinte 21 aux gaz de circulation est réalisée à l'aide de joints toriques tels que 24 logés dans des rainures des pièces métalliques et s'appuyant sur les plages annulaires des feuilles métalliques. Les pièces métalliques 10 et 15 sont appuyées sur la ligne grâce à un support qui peut comprendre une partie métallique 25 fixée sur la pièce 15 et une partie isolante 26 fixée sur la pièce 10. Les pièces 25 et 26 sont maintenues l'une contre l'autre sur une surface cor une 27 par des noyens de liaison mécaniques non représentés. Les deux bornes d'un générateur électrique haute tension sont connectées respectivement aux deux feuilles métalliques 3 et 4 de la ligne 1. Les deux bornes de sortie d'un générateur d'ixpulsions électriques 29 sont connectées repectîvement à l'électrode 8 et à la tige 18 de la bougie 17. Le dispositif représenté sur la figure fonctionne de la lanière suivante On règle d'abord la distance entre les électrodes en vissant le culot 8 de la bougie 17 dans le logement taraudé ménagé dans la pièce 15. On relie ensuite l'orifice extérieur de la canalisation 22 à une source de gaz, par exemple à une bouteille d'air capriné et on dispose à la sortie de la canalisation 23 une vanne réglable de façon que la pression d'air circulant dans l'enceinte 21 s'établisse à la valeur désirée. Les électrodes 8 et 9 se trouvent chargées à la différence de potentiel du générateur 28, puisque l'électrode 8 est connectée à une borne de ce générateur par l'intermédiaire de la pièce 15 et de la feuille 3, et que l'électrode 9 est connectée à l'autre borne du générateur 28 par l'intermédiaire dé la pièce 10 et de la feuille 4. Bien entendu, la distance entre les électrodes a été réglée à une valeur suffisante pour empêcher toute décharge entre les électrodes. On provoque alors l'émission d'une impulsion électrique du générateur d'impulsions 29. Cette impulsion modifie l'état d'ionisation du gaz situé à proximité de la face extrême 13 de l'électrode 8 et déclenche par conséquent une décharge électrique entre les électrodes 8 et 9. La tige 18 de la bougie 17 joue donc le rôle d'une électrode auxiliaire. Chaque décharge électrique libère de la poussière métallique arrachée des électrodes. Cette poussière est violemment projetée en dehors de l'espace entre les électrodes, sensiblement dans le sens des flèches 30 et 31. Cette poussière métallique se dépose donc sur la paroi interne de la pièce métallique 15 ou sur la surface plane extérieure 32 de la rondelle 20. Il ne peut en résulter d'amorçage entre les feuilles métalliques 3 et 4, puisque aucun dépôt métallique ne se produit sur la tranche 33 de la percée 5 et à fortiori sur la surface annulaire 7 de la plaque 2. Le fait de disposer la rondelle 20 sur la surface annulaire 6 présente l'avantage de pouvoir facilement remplacer ou même nettoyer cette rondelle car la poussière métallique adhère mal sur le polytétrafluoréthylène. Mais même dans le cas où cette rondelle n'est pas disposée sur la surface 6, aucun amorçage électrique entre les deux feuilles métalliques n'est à craindre. Ce résultat est atteint grâce à la disposition, selon l'invention, des électrodes 8 et 9 par rapport à la ligne électrique, dans laquelle l'espace entre les électrodes est situé d'un même côté de la ligne 1, c'est à dire comme représenté sur la figure, au-dessus du plan de la face extérieure 14 de la feuille métallique 3. De plus, le dispositif représenté sur la figure comportant des électrodes amovibles présente l'avantage de pouvoir remplacer celles-ci facilement après usure. Les électrodes sont réalisées en un métal spécial résistant aux décharges électriques. Les pièces métalliques 10 et 15 peuvent être réalisées par contre en un métal conducteur électrique ordinaire et par conséquent relativement bon maronné. La distance entre les électrodes peut être réglée très facilement par vissage de l'électrode 8, ce qui permet de régler la puissance de la décharge électrique. Enfin l'utilisation d'une bougie dont le culot constitue l'électrode mobile 8 présente l'avantage de disposer d'une pièce compacte et peu onéreuse comportant à la fois une électrode principale et une électrode auxiliaire nécessaire pour assurer le déclenchement de la décharge, cette pièce compacte étant spécialement réalisée pour résister aux décharges électriques répétées. Le dispositif selon l'invention peut être utilisé pour déclencher une onde de courant progressive dans une ligne plate d'excitation d'un générateur laser à azote ou à halogénures de gaz rares. REVENDICATIONS 1) Dispositif pour créer une décharge électrique dans une ligne électrique plate comportant une percée transversale, cette ligne comprenant une plaque isolante, une première feuille métallique appliquée sur une première face de la plaque et une deuxième feuille métallique appliquée sur la deuxième face de la plaque, la première face de la plaque comportant une première surface annulaire non recouverte par la première feuille métallique et entourant immédiatement la percée, la deuxième face de la plaque comportant une deuxième surface annulaire non recouverte par la deuxième feuille métallique et entourant immediatement la percée, ces première et seconde surfaces annulaires étant opposées, le dispositif comprenant - une première électrode, - une deuxième électrode opposée à la première électrode, cette deuxième électrode étant disposée suivant un axe traversant la percée perpendiculairement au plan de la plaque, - une première pièce métallique s'appuyant sur la première feuille métallique suivant une première plage, cette première plage entourant immédiatement la première surface annulaire, la première pièce métallique étant en contact avec la première électrode, - une deuxième pièce métallique s'appuyant sur la deuxième feuille métallique suivant une deuxième plage, cette deuxième plage entourant immédiatement la deuxième surface annulaire,la deuxième pièce métallique étant en contact avec la deuxième électrode, - un générateur électrique haute tension dont les deux bornes sont reliées respectivement à la première et à la seconde feuilles métalliques de façon à charger les électrodes, - et des moyens pour déclencher une décharge électrique entre la première et la seconde électrodes, caractérisé en ce que la deuxième électrode en contact avec la deuxième pièce métallique traverse la percée sur toute l'épaisseur de la ligne plate, de la deuxième feuille métallique à la première feuille métallique, de sorte que la face extrême de cette deuxième électrode, opposée à la première électrode, est située au delà de la première feuille métallique. 2) Dispositif selon la revendication 1, caractérisé en ce qutil comporte en outre une rondelle isolante recouvrant la première surface annulaire. 3) Dispositif selon la revendication 1, caractérisé en ce que la première électrode est fixée de façon amovible sur la première pièce métallique. 4) Dispositif selon la revendication 3, caractérisé en ce qu'il comporte des moyens pour déplacer longitudinalement la première électrode par rapport à la première pièce métallique, de façon à permettre le réglage de la distance entre les faces extrêmes opposées de la première et de la deuxième électrodes. 5) Dispositif selon la revendication 3, caractérisé en ce que la deuxième électrode est fixée de façon amovible sur la deuxième pièce métallique. 6) Dispositif selon la revendication 3, caractérisé en ce que la première électrode est formée par le culot métallique tubulaire d'une bougie d'allumage et que lesdits oyens pour déclencher une décharge électrique entre la première et la deuxième électrodes comportent une tige métallique axiale faisant partie de la bougie, cette tige constituant une électrode auxiliaire, et que lesdits moyens pour déplacer longitudinalement la première électrode par rapport à la prière pièce métallique sont des moyens de vissage du culot fileté de la bougie dans un taraudage de la première pièce métallique. 7) Dispositif selon la revendication 6, caractérisé en ce que lesdits moyens pour déclencher une décharge électrique entre la première et la deuxième électrodes colportent en outre un générateur d'impulsions électrique dont les deux bornes sont reliées respectivement à la première électrode et à l'électrode auxiliaire. 8) Dispositif selon la revendication 1, caractérisé en ce que la première et la seconde pièces métalliques appuyées respectivement sur les deux feuilles métalliques de la ligne forment une enceinte entourant la percée et l'espace compris entre la première et la seconde électrodes. 9) Dispositif selon la revendication 8, caractérisé en ce qu'il comporte des moyens pour faire circuler un gaz dans l'enceinte. 10) Dispositif selon la revendication 8, caractérisé en ce qu'il comporte un support coopérant mécaniquement avec la première et la seconde pièces métalliques pour appuyer ces pièces sur les feuilles métalliques de la ligne.