Tube électronique muni d'un dispositif de refroidissement de l'embase de grille

Description

[0001] La présente invention concerne un perfectionnement aux tubes électroniques, notamment aux tubes électroniques de puissance fonctionnant à des fréquences de l'ordre de quelques centaines de mégahertz.

[0002] La présente invention concerne plus particulièrement un moyen permettant le refroidissement interne de l'embase de certaines électrodes du tube.

[0003] Comme représenté schématiquement sur la fig. 1 qui concerne une tétrode de puissance, les tubes électroniques auxquels s'applique la présente invention sont des tubes à vide constitués essentiellement par des électrodes cylindriques coaxiales comprenant une anode 1, une grille écran 2 dite grille G_z, une grille de commande 3 dite grille G, et une cathode 4.

[0004] Ces différentes électrodes sont reliées à l'extérieur du tube par des connexions métalliques circulaires 5, 6, 7, 8 séparées les unes des autres par des isolateurs 9,10,11,12 réalisés, de préférence, en céramique et assurant de plus l'étanchéité du tube. Ces connexions métalliques 5, 6, 7, 8 sont, en général, constituées par des pièces embouties en forme de coupelles et sont brasées sur les isolateurs.

[0005] Les connexions métalliques sont reliées à différentes sources de tension non représentées et servent respectivement au passage du courant de chauffage de la cathode et à la circulation des courants hautes fréquences.

[0006] Cependant, le chauffage de la cathode et la circulation des courants hautes fréquences sont générateurs de calories et ces calories sont évacuées par conduction en direction des connexions métalliques.

[0007] Habituellement, on refroidit les connexions en injectant de l'air comprimé sur la tête du tube. Dans la plupart des cas, ce refroidissement est suffisant pour maintenir les connexions et la brasure de ces connexions aux isolateurs à une température suffisamment basse qui ne les détériore pas.

[0008] Toutefois, le fonctionnement en hyperfréquence de ce type de tube donne lieu à une répartition sinusoïdale des courants électriques de surface. En conséquence, certaines zones de ces surfaces qui correspondent à un «ventre» de courant où l'intensité est maximale, sont soumises à un échauffement local intense.

[0009] Dans certaines cas de fonctionnement, ces ventres de courant sont situés au niveau des connexions. En conséquence, on a proposé dans la demande de brevet français n° 8121804 un système de refroidissement extérieur au tube constitué par un tuyau en forme de spire parcouru par un fluide de refroidissement et mis en contact, de préférence par soudure, avec la connexion de l'électrode à refroidir.

[0010] Avec ce système de refroidissement, on arrive a éliminer une quantité importante de calories, en particulier, lorsque l'on se trouve à proximité d'un «ventre« de courant.

[0011] Toutefois, les zones d'échauffement dues à des «ventres» de courant se trouvant à l'intérieur du tube ne sont pas refroidies. Or, dans certains cas, l'échauffement est tel qu'il amène les pièces métalliques à une température élevée, la résistance au passage du courant augmentant la température. Ainsi, l'augmentation de température peut être telle que la tension de vapeur des métaux dans lesquels sont réalisées les électrodes soient atteintes. Dans ce cas, il y a émission de gaz, ce qui entraîne une détérioration au moins local du vide et une mise hors service du tube.

[0012] D'autre part, dans les tubes électroniques de puissance de type connu, les calories générées sur les grilles, et plus particulièrement sur la grille de commande, par les «ventres» de courant ne peuvent être évacuées que par rayonnement sur l'enveloppe du tube ou par conduction dans la connexion de sortie. Or les connexions sont en général réalisées en un alliage de fer-nickel-cobalt de faible épaisseur de manière à se braser facilement avec les isolateurs en céramique contigus. Or l'alliage de fer-nickel-cobalt est un mauvais conducteur de la chaleur. De plus, les connexions ont des épaisseurs faibles. Il en résulte donc une évacuation très limitée des calories.

[0013] La présente invention a pour but de remédier aux inconvénients ci-dessus en prévoyant un système de refroidissement interne au tube et à la pièce à refroidir, permettant d'évacuer la plupart des calories générées sur les grilles et notamment sur la grille de commande.

[0014] En conséquence, la présente invention a pour objet un tube électronique à électrodes coaxiales comportant une cathode entourée successivement par au moins une grille et une anode, les électrodes étant respectivement couplées à l'extérieur par des connexions coaxiales, un moyen de raccordement entre la grille et sa connexion et au moins un moyen de refroidissement par circulation de fluide pour refroidir la grille et sa connexion, caractérisé en ce que le moyen de raccordement comporte du côté de la connexion une pièce massive annulaire et en ce que le moyen de refroidissement comporte une canalisation interne à la pièce annulaire, pour le passage du fluide dé refroidissement, cette canalisation étant reliée à au moins un tube d'amenée et un tube d'évacuation du fluide débouchant vers l'extérieur du tube.

[0015] D'autres caractéristiques et avantages de la présente invention apparaîtront à la lecture de la description d'un mode de réalisation faite avec référence aux dessins ci-annexés dans lesquels:

la fig. 1 déjà décrite, est une vue en coupe schématique d'un tube électronique auquel s'applique l'invention, et

la fig. 2 est une vue en coupe agrandie d'une moitié d'embase d'un tube électronique muni d'un moyen de refroidissement conforme à la présente invention.

[0016] Sur les figures, les mêmes références désignent les mêmes éléments.

[0017] Dans le mode de réalisation représentée à la fig. 2, la cathode 4 comporte un manchon cylindrique 40 formé de manière connue par un treillis de fils croisés, par exemple, en tungstène thorié ou non. Les deux extrémités du manchon sont fixées respectivement sur deux plateaux métalliques, seul le plateau inférieur 41 ayant été représenté.

[0018] Le plateau inférieur est relié par l'intermédiaire d'une jupe cylindrique 42 réalisée par exemple en tantale ou en molybdène à la connexion métallique 7. D'autre part, le plateau supérieur est relié par les tiges 43, 43' à la connexion 8. La différence de potentiel appliquée entre les connexions 7 et 8 assure la mise et le maintien en température de la cathode.

[0019] De manière connue, la cathode 4 est entourée par une grille de commande 3 dite grille G, réalisée par exemple en métal ou en graphite pyroly- tique.

[0020] Conformément à la présente invention, cette grille 3 est reliée à sa connexion de sortie 6 par l'intermédiaire d'une pièce annulaire massive 30.

[0021] Cette pièce annulaire 30 présente une forme en coupe triangulaire et est munie, à sa base, surtout son pourtour d'une canalisation interne 31 destinée à recevoir le fluide de refroidissement.

[0022] Le fluide de refroidissement est envoyé et évacué de la canalisation 31 par l'intermédiaire d'au moins un tube d'amenée 34 et d'un tube d'évacuation du fluide non représenté. Ces deux tubes réalisés, par exemple, en nickel ou en cuivre peuvent être positionnés l'un à côté de l'autre ou symmétriquement par rapport à l'axe du tube. Dans tous les cas, les tubes traversent la connexion 6 sur laquelle ils sont brasés.

[0023] La pièce massive est réalisée en métal, de préférence en cuivre. Selon un mode de réalisation préférentiel, elle se prolonge du côté de sa base par une lèvre annulaire 32 munie de fentes 33 pour absorber les différences de dilatation entre le métal de la connexion 6, de préférence un alliage fer-nickel-cobalt, et le cuivre.

[0024] Comme représenté sur la fig. 2, la grille 3 est fixée sur la partie amincie de la pièce 30 par l'intermédiaire de vis 35 tandis que la lèvre 32 est fixée sur la connexion 6 par brasure.

[0025] D'autre part, les différentes connexions 6, 7, 8 sont brasées sur des isolateurs en céramique 9, 10.

[0026] Avec le moyen de refroidissement décrit ci-dessus, on refroidit la jonction grille-connexion, ce qui permet d'évacuer les calories créées à ce niveau par les «ventres» de courant qui s'y produisent lors du fonctionnement. On obtient donc une amélioration des performances du tube électronique.

[0027] La présente invention, a été décrit en se référant à la grille de commande. Toutefois, il est évident pour l'homme de l'art qu'un moyen de refroidissement identique peut être utilisé entre la grille écran et sa connexion ou entre tout autre grille et sa connexion bien que dans ce cas il y ait moins de calories à évacuer.

[0028] De plus, la présente invention peut être utilisée dans tous tubes électroniques de puissance tels que triodes, têtrodes ou pentodes, nécessitant un refroidissement important.

Revendications

1. Tube électronique à électrodes coaxiales comportant une cathode (4) entourée successivement par au moins une grille (2, 3) et une anode (1), les électrodes (1, 2, 3, 4) étant respectivement couplées à l'extérieur par des connexions coaxiales (5, 6, 7, 8), un moyen de raccordement entre la grille (2, 3) et sa connexion (5, 6) et au moins un moyen de refroidissement par circulation de fluide (30, 31) pour refroidir la grille et sa connexion, caractérisé en ce que le moyen de raccordement comporte du côté de la connexion (5, 6) une pièce massive annulaire (30) et en ce que le moyen de refroidissement comporte une canalisation (31) interne à la pièce annulaire, pour le passage du fluide de refroidissement, cette canalisation étant reliée à au moins un tube d'amenée (34) et un tube d'évacuation du fluide débouchant vers l'extérieur du tube.

2. Tube électronique selon la revendication 1, caractérisé en ce que la pièce annulaire (30) est réalisée en cuivre.

3. Tube électronique selon l'une quelconque des revendications 1 et 2, caractérisé en ce que la pièce annulaire (30) comporte, du côté de la connexion de la grille (6), une lèvre annulaire (32) munie de fentes (33), fixée sur la connexion de grille (6), pour absorber les différences de dilatation entre la pièce annulaire (30) et la connexion de grille (6).

Ansprüche

1. Elektronenröhre mit koaxialen Elektroden, und zwar einer Kathode (4), die nacheinander umgeben ist von mindestens einem Gitter (2, 3) und einer Anode (1), wobei die Elektroden (1, 2, 3, 4) je über koaxiale Anschlüsse (5, 6, 7, 8) nach aussen geführt sind, mit einem Verbindungsmittel zwischen dem Gitter (2, 3) und seinem Anschluss (5, 6) und mit mindestens einem Mittel zum Kühlen des Gitters und seines Anschlusses durch ein umlaufendes Kühlfluid (30,31), dadurch gekennzeichnet, dass das Verbindungsmittel auf Seiten des Anschlusses (5, 6) ein massives ringförmiges Bauteil aufweist und dass das Mittel zum Kühlen einen Kanal (31) im Inneren des ringförmigen Bauteils besitzt, durch den das Kühlfluid fliesst, und der an mindestens ein Zuführungsrohr (34) und ein Abführungsrohr zur Abfuhr des Kühlfluids nach aussen angeschlossen ist.

2. Elektronenröhre nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass das ringförmige Bauteil (30) aus Kupfer ist.

3. Elektronenröhre nach einem beliebigen der Ansprüche 1 und 2, dadurch gekennzeichnet, dass das ringförmige Bauteil (30) auf Seiten des Gitteranschlusses (6) eine ringförmige Lippe (32) aufweist, die mit Schlitzen (33) versehen ist und auf dem Gitteranschluss (6) befestigt ist, um die unterschiedlichen Ausdehnungen zwischen dem ringförmigen Bauteil (30) und dem Gitteranschluss (6) zu absorbieren.

Claims

1. An electronic tube having coaxial electrodes and in particular a cathode (4) surrounded successively by at least one grid (2, 3) and an anode (1), the electrodes (1, 2, 3, 4) being respectively coupled to the outside via coaxial connections (5, 6, 7, 8) the tube further comprising a link means between the grid (2, 3) and its connection (5, 6) and at least one cooling means using a fluid circulation (30, 31) in order to cool down the grid and its connection, characterized in that the link means comprises close to the connection (5, 6) a solid annular component (30) and that the cooling means comprises a duct (31) inside the annular component through which the cooling fluid passes, this duct being connected to at least one inlet tube (34) and one outlet tube for discharging the fluid to the outside of the tube.

2. An electronic tube according to claim 1, characterized in that the annular component (30) is made of copper.

3. An electronic tube according to any one of claims 1 and 2, characterized in that the annular component (30) comprises close to the grid connection (6) an annular lip (32) supplied with slots (33) and fixed to the grid connection (6) in order to absorb the expansion differences between the annular component (30) and the grid connection (6).

Dessins