Brevet FR2488728A1 — publié le 19820219

La présente invention concerne des tubes redresseurs de puissance à focalisationimagnétique. De tels tubes redresseurs sont décrits dnas les brevets britanniques nos 1 195 703, 1 434 984 et 1 534 495. Le brevet britannique nO 1 434 984 décrit pour la première fois un tube redresseur de puissance à focalisation magnétique dans lequel la grille ou électrode de commande se présente comme une unité de structure principale qui supporte dans sa partie interne une cathode maintenue au moyen d'entretoises isolantes intermédiaires. Le brevet britannique n0 1 534 495 décrit un tube redresseur à focalisation magnétique conçu pour les puissances élevées avec une gaine de refroidissement par eau pour refroidir l'anode, et un dispositif distinct pour refroidir l'ensemble électrode de commande/cathode. L'objet de la présente invention est de simplifier la construction d'un tel tube redresseur de puissance à focalisation magnétique. Selon la présente invention il est fourni un tube redresseur de puissance à focalisation magnétique comprenant une anode tubulaire, une structure de cathode émettrice d'électrons de forme allongée et une structure de grille ou électrode de commande qui sont situées toutes deux à l'intérieur de l'anode tubulaire selon une configuration coaxiale, la cathode étant située dans un espace défini entre des branches opposées de l'électrode de commande, lesdites branches comportant une gorge ou ouverture adjacente à la cathode de telle sorte que l'espace est plus large au voisinage de la cathode que dans les parties plus éloignées de celle-ci de part et d'autre de ladite gorge. La grille ou électrode de commande est de préférence fabriquée à partir-de métal en feuille. L'invention sera mieux comprise à la lecture de la description détaillée qui va suivre, faite à titre d'exemple non limitatif, en se reportant aux figures annexées qui représentent: - la figure 1, un tube redresseur de puissance à focalisation magnétique, à une seule cathode, selon une réalisation de l'invention - la figure 2, un schéma d'une partie du tube de la figure 1 dans le cercle en traits mixtes X de la figure 1 la figure 3, une vue de côté d'une structure d'électrode de commande pour un tube redresseur de puissance à focalisation magnétique à 4 cathodes, selon une autre réalisation de l'invention; - la figure 4, une vue en perspective et hors échelle de l'une des plaques de grille de la figure 3 - la figure 5, une vue en coupe très schématique d'un tube 2 2488728 redresseur de puissance à focalisation magnétique contenant la structure électrode de commande/cathode des figures 3 et 4. En ce qui concerne les figures 1 et 2, le tube redresseur comprend une anode tubulaire 1 en cuivre qui est représentée par une ligne en traits mixtes. Autour de l'anode se trouve une gaine de refroidissement lA définissant entre elle-même et l'anode des canaux de redroidissement par eau (non représentés) destinés à refroidir l'anode du tube redresseur. On a représenté des orifices d'alimentation du système de refroidissement 1A et 1C. Une structure métallique constituant l'électrode de commande ou grille 2 est montée coaxialement dans l'anode et formée dans du métal en feuille (cuivre) avec des pattes 3 par lesquelles elle est montée sur une embase 4, par brasage ou soudage. L'électrode de commande 2 a sur toute la longueur de ses deux branches, jusqu'aux pattes 3 et y compris celles-ci, une gorge 5, représentée plus clairement dans la figure 2. Une cannelure correspondante 6 apparalt à l'extérieur de la grille. La gorge et la cannelure ont été produites par formage à froid d'une feuille métallique initialement plane. La feuille est ensuite pliée en 2A pour former l'électrode de commande en forme de U et en 2B pour former les pattes divergentes 3, comme le montrent les figures. Une entretoise intermédiaire 7 s'adapte dans un trou 8 (représenté par des tirets) dans l'extrémité en forme de U 2A de l'électrode de commande et est maintenue en position par des agrafes 9. Une entretoise similaire 10 se tient dans un trou 11 d'une traverse 12 en cuivre qui est soudée-ou brasée à l'électrode de commande à l'endroit o les pattes 3 commencent à diverger des branches de la grille. Des agrafes similaires 13 maintiennent l'entretoise 10 en position sur la traverse 12. Les entretoises sont en alumine. La cathode 14 s'étend le long de l'espace défini entre les branches de la grille et à l'intérieur de celui-ci, et,au voisinage de la cathode, l'espace est plus large que dans les parties plus proches de l'anode à cause de l'existence de la gorge 5 sur les deux côtés. La cathode a un élément de chauffage 14A et un revêtement émetteur d'électrons 14B. Des fils de connexion à l'élément de chauffage sont reliés aux bornes de chauffage 15 et 16. La borne de gauche 16 fonctionne également comme une borne de cathode. Comme le montre la figure 1, une entretoise annulaire en céramique 17 fournit une isolation entre l'embase 4 de la grille et une embase annulaire 18 de connexion de l'anode. On a découvert que la fourniture de la qurje h clans - > " 9 - - 3 É2488728 i- l'électrode de commande sur les côtés opposés de la cathode permet des tolérances de fabrication et de montage plus grandes sans toutefois affecter de manière significative le fonctionnement du tube,en particulier r le courant de grille. Ainsi, l'alignement de la cathode par rapport à la grille devient considérablement moins critique quand on emploie-cette caractéristique. De plus, dans cette réalisation, l'uti lisation de métal: en feuille pour former la grille est possible par le fait que la gorge et la cannelure la renforcent de manière significative, ce quilui permet d'être utilisée de manière satisfaisante sans autres composants de renforcement et de support que la traverse 12. En ce qui concerne maintenant les figures 3, 4 et 5, la figure 3 'représente la structure d'électrode de commande deun tube I redresseur à 4 cathodes capable de fonctionner aux environs de 25 kW.' Ladite structure est entièrement formée de pièces de métal en feuille (cuivre) et comprend une paire de montants 21 et 22 et une paire de traverses 23 et 24, chacune de ces pièces ayant une coupe transversale en forme de U. Chaque traverse comporte 4-ouvertures 25 (seules celles de la traverse 23 sont visibles). Ces ouvertures maintiennent en place des entretoises intermédiaires isolantes tubulaires 50 et 51 semblables à È: celles représentées dans la figure 1 et désignées par les références numériques 7 et 10. Ces supports sont de la même manière maintenus en place par des agrafes semblables à celles désignées par les numéros 9 et 13, respectivement, dans la figure 1. Ces supports localisent des cathodes respectives telles que 54, chacune d'entre elles étant semblables à la cathode 14 représentée dans la figure 1. Par souci de clarté, on n'a représenté qu'une de ces cathodes 54 dans la figure 3. Entre les traverses 23 et 24 se trouvent cinq plaques de grille telles que 26, représentées plus en détail dans la figure 4. Chaque plaque a de chaque côté une gorge telle que 27 et 28, de coupe circulaire. Chaque plaque a des encoches telles que 29 et 30 qui lui permettent de s'adapter dans des encoches correspondantes (non visibles) ménagées dans les bords des traverses 23 et 24, ce qui maintient les cinq plaques de grille fixes en alignement parallèle. La surface des gorges 27 et 28 de deux plaques adjacentes, en coupe, se situe sur la circonférence d'un cercle centré sur l'axe de la cathode circulaire comme le montre plus clairement la figure 2. Comme on l'a dit plus haut, les parties de l'électrode de commande sont faites à partir de métal en feuille et les plaques de grille sont faites de la même manière dans une feuille de métal qui a été ensuite formée à froid pour produire les gorges 27 et 28 sur les 4 2488728 côtés opposés. Les montants 21 et 22 ont des parties recourbées vers l'extérieur 31 et 32 par lesquelles la structure est brasée ou soudée à l'embase de l'électrode de commande du tube. 5. Les traverses 23 et 24 sont soudées ou brasées aux montants 21 ét 22. pour former une structure rigide. Les trous tels que 33 et 34 permettent aux agrafes de fixer les entretoises isolantes-aux endroits appropriés des traverses. Comme le montre de façon très schématique la figure 5, une anode tubulaire 35 et une gaine de refroidissement par eau qui l'entoure 36 sont brasées à une partie supérieure 37 et à un collier de support 38 de l'anode définissant une chambre annulaire de refroidissement par eau 39 alimentée par des orifices de redroidissement par eau (non représentés). Cette structure est montée sur un isolant tubulaire en alumine 40 qui est fixé à son tour à une embase de grille 41 conçue pour jouer le rôle d'un second redroidissant pour le tube ayant des broches de refroidissement 42. Des fils de connexion de chauffage 43, 44 s'étendent des barres omnibus d'alimentation des cathodes 43a et 44a (figure 3) aux bornes de connexion de chauffage 45 et 46 qui sont semblables à celles désignées par les références 15 et 16 dans la figure 1. et semblables également au dispositif décrit dans la figure 1 du brevet britannique n0 1 534 495. On a essayé comme autre solution une gorge dont la coupe transversale a une forme pointue et cela a donné de bons résultats. D'autres formes de gorges sont également possibles. Il serait aussi possible d'avoir une gorge "sans fond", c'est-à-dire une ouverture allongée dans les branches de l'électrode de commande. Il serait en outre possible que la gorge ou ouverture soit discontinue dans le sens longitudinal, c'est-à-dire qu'on aurait une succession de gorges ou d'ouvertures. Dans ce cas, la surface émettrice d'électrons pourrait aussi être discontinue de la manière correspondante. Il est bien évident que la description qui précède n'a été donnée qu'à titre d'exemple non limitatif et que de nombreuses variantes peuvent être envisagées sans sortir pour autant du cadre de l'invention. -. 2488728. REVENDICATIONS 1. Tube redresseur de puissance à focalisation magnétique caractérisé par le fait qu'il comporte une anode tubulaire (1), une structure de cathode émettrice d'électrons (14) de forme allongée et une grille ou électrode de commande (2) qui sont situées à l'intérieur de l'anode tubulaire et selon le même axe, la cathode étant située dans un espace défini entre des branches opposées de l'électrode de commande, lesdites branches ayant une gorge (5) ou ouverture adjacente à la cathode de telle sorte que l'espace est plus large au voisinage de la cathode que dans les parties desdites branches plus proches de l'anode. 2. Tube redresseur de puisance conforme à la revendication 1, caractérisé par le fait que la surface de chaque branche adjacente à la cathode est formée par une gorge (5) qui s'étend parallèlement à la cathode (14), chacune de ces gorges ayant une coupe.en forme d'arc de cercle. 3. Tube redresseur de puissance conforme à la revendication 1 ou 2, caractérisé par le fait que ladite électrode de commande (2) est formée dans du métal en feuille, lesdites gorges (5) étant créées par déformation plastique de la feuille de métal. 4. Tube redresseur de puissance conforme à la revendication 3, caractérisé par le fait qu'il a une seule cathode (14), les branches opposées de ladite électrode de commande (2) étant formées dans une seule feuille de métal qui est pliée (2A) pour prendre la forme d'un U allongé. 5. Tube redresseur de puissance conforme à l'une quelconque des revendications 1, 2 ou 3, caractérisé par le fait qu'il comporte une pluralité de cathodes, la grille pour chacune des cathodes étant formée par une paire de plaques de grille (26) situées dans des encoches ménagées dans des traverses supérieure (23) et inférieure (24) respectives. 6. 'Tube redresseur de puissance conforme à la revendication 5, caractérisé par le fait que la structure de grille comprend une paire de montants (21,22), une paire de traverses (23,24) qui lui sont connectées, et une pluralité de plaques de grille (26) situées dans des encoches respectives ménagées dans les traverses. --