AT116958B - Verfahren und Einrichtung zum Kühlen der flüssigen Kathode von Gleichrichtern. - Google Patents

Description

   <Desc/Clms Page number 1> 
 



  Verfahren und Einrichtung zum KÜhlen der   flüssigen   Kathode von Gleichrichtern. 



   Es sind bereits zahlreiche Vorschläge zum Kühlen der flüssigen Kathode von Quecksilbergleichrichter u. dgl. gemacht worden, die zumeist auf Kühlung durch Luft und Wasser beruhen, ihren Zweck aber nur unvollkommen erreichen und deshalb   zur Uberdimensionierung der   den Entladungsbogen umgebenden Umhüllung führen. So wurde unter anderem vorgeschlagen, das Quecksilber durch einen Kühlkreislauf der ganzen   Kathodenflüssigkeit   oder eines grossen Teiles derselben zu kühlen ; doch haftet dieser Methode der Nachteil an, dass eine unverhältnismässig grosse Flüssigkeitsmenge, die am wandernden Kathodenfleck nicht oder nur ganz selten beteiligt ist, in den Kühlkreislauf einbezogen wird.

   Ein anderes Kühlverfahren beschränkt oder verhindert die Bewegung des Kathodenflecks durch einen aus dem Queck- 
 EMI1.1 
 überhaupt festgehaltenen Kathodenfleck unmittelbar zugeführt wird, so dass also fast nur die am Kathodenfleek beteiligte Flüssigkeit am Kühlkreislauf teilnimmt. 



   Der Zufluss des abgekühlten Quecksilbers soll also so geführt werden, dass es in den Raum um den Kathodenpunkt gelangt und das heisse Quecksilber sofort abkühlt. Vorteilhafterweise wird die gekühlte Kathodenflüssigkeit der zu kühlenden Stelle unmittelbar von oben aus dem Dampfraum zugeführt. Durch Versprühen oder Zerstäuben eines Teiles des abgekühlten Quecksilbers kann dann etwa noch aufsteigender überschüssiger Quecksilberdampf in sicherer Weise kondensiert werden. Auf diese Weise wird der Dampfdruck weiter herabgesetzt. 



   DasWandern des Kathodenflecks kann durch   Einschliessen   des Kathodenpunktes in einem verhältnismässig kleinen Raum, beispielsweise durch einen Porzellanring erreicht werden. Es kann aber auch in an sich bekannter Weise gänzlich beseitigt werden, wenn man in dem Kathodenpunkt einen leitenden Körper (Metallstift) derart anbringt, dass er über die   Queeksilberoberfläehe   hinausragt. Der Kathodenpunkt haftet an dem Metallstift an der Stelle, an welcher der Stift die   Queeksilberoberfläche   verlässt. 



  Dieser Stelle wird nun erfindungsgemäss die gekühlte Kathodenflüssigkeit unmittelbar zugeführt. 



   Eine weitere Verbesserung der Kühlung wird erreicht, wenn man die Oberfläche oder Teile der Oberfläche des aus der flüssigen Kathode ragenden Leiters bis zur   Selbstemission   von Elektronen erhitzt, wodurch der Dampfdruck und die Verdampfung des flüssigen Kathodenmaterials vermindert werden. Versuche haben nämlich ergeben, dass man einen grossen Teil des elektrischen Stromes von der Quecksilberkathode ablenken und dem Stift zuführen kann. Damit wird erreicht, dass nur eine geringe Menge an Queeksilberdampf gebildet wird, etwa so viel als zum Betriebe des Gleichrichters notwendig ist. Die aus dem Quecksilberdampf entstandenen Ionen gehen unter dem Einfluss der Spannung zum Teil zur Quecksilberkathode und bilden hier durch Stoss, vielleicht auch durch ihre blosse Nähe an der Kathode Elektronen, zum anderen Teil gehen die Ionen zum Metallstift.

   Wird der Stift infolge des   Ionenstosses   mindestens stellenweise zu einer höheren Temperatur gebracht, so emittiert auch er Elektronen, die die positive Raumladung um den Stift herabsetzen. Die Folge ist verstärkter Zufluss von Ionen. Erhitzen anderer Stellen des Stiftes, bis zum Schluss der ganze Stift Elektronen liefert und damit zur Aufrechterhaltung   des Bogens beiträgt. Die Ablenkung eines entsprechenden Teiles des Stromes bewirkt eine   
 EMI1.2 
 

 <Desc/Clms Page number 2> 

 
 EMI2.1 
 von Kanten, Rillen oder auf andere ähnliche Weise soweit erhöht werden, dass er zumindest an einigen Stellen von dem durch ihn geleiteten Entladungsstrom selbst bei   niedrigen Stromstärken   auf die Emissionstemperatur gebracht wird.

   Das Material des aus dem Quecksilber ragenden Stabes oder Stiftes, welches quecksilberfest sein soll, d. h. mit dem Quecksilber kein in letzterem leicht lösliches Amalgam bilden darf-eine Bedingung, die beispielsweise von Molybdän, Wolfram, Tantal, Eisen, Nickel und anderes mehr oder auch von deren Legierungen erfüllt   wird-,   kann zur Erleichterung der Elektronenemission ver- 
 EMI2.2 
 



   Um die   Emissionswämrme   des Stiftes abzuführen, kann dieser im Innern einen oder mehrere bis in die Nähe seiner erhitzten, nicht   benetzten Oberfläche reichenden   Kühlkanäle enthalten, durch welche ein Kühlmittel strömt.   Unter Umständen   kann die   Kühlung   der Kathodenflüssigkeit infolge der Anordnung eines Elektronen emittierenden und im Innern gekühlten Stiftes so wirksam sein, dass die besondere   Zirkulationskühlung   der   Kathodenflüssigkeit   entfallen kann. 



   Die Herabsetzung des Queeksilberdampfdruckes wird vorteilhafterweise so weit getrieben, dass im Gleichrichter nur so viel Quecksilberdampf vorhanden ist, als zum sicheren und wirtschaftlichen Betrieb des Gleichrichters notwendig ist. Zu diesem Zweck muss man sich von den Vorgängen an den Elektroden unabhängig machen. Die Kathode kann am besten in folgender Weise gekühlt werden : Lässt man die   Kathodenflüssigkeit durch   ein System von luftdicht geschweissten Röhren, etwa aus Stahl bestehend, zirkulieren und kühlt das Quecksilber auf eine entsprechende Temperatur, so kann man das abgekühlte Quecksilber der Kathodenkammer wieder zuführen. Durch Regelung der Zufuhr des abgekühlten Quecksilbers, die ihrerseits von der Belastung des Gleichrichters abhängig gemacht werden kann, wird die Temperatur der Kathode nach Bedarf eingestellt. 



   Ein Ausführungsbeispiel möge die Erfindung näher erläutern. In der schematischen Zeichnung stellt 1 einen Glasgleichrichter dar mit den Anoden 2, 2 und der Quecksilberkathode 3. In die Kathode ragt ein Eisenrohr 4, auf dessen Stirne eine durchlochte kreisförmige Platte 5 angebracht ist, die beispielsweise aus Wolfram besteht. Diese Platte erhält Rillen, Kanten, Vorsprünge oder ähnliches, so dass selbst ein kleiner Lichtbogen Teile der Platte zu einer Temperatur bringt, die für die Emission von Elektronen benötigt wird. Die Platte kann auch so dünn sein, dass sie an allen Stellen durch verhältnismässig kleine Ströme erhitzt werden kann, sie darf in diesem Falle das Quecksilber nur mit der Kante, die zweckmässigerweise abgebogen wird, berühren, da sonst der Wärmeverlust zu gross wäre.

   Die   Queeksilberoberfläche   reicht etwa bis   zu-der Höhe   der Platte, so dass ein guter Kontakt mit der Platte hergestellt ist. Das Rohr 4 enthält Öffnungen   6,   durch die das heisse Quecksilber abfliessen kann. Das Rohr führt durch einen kappenartigen   Verschluss   7, mit dem es luftdicht verschweisst ist, zur Pumpe   8,   die durch einen Elektromotor 9 betrieben wird. Von dort führt das Rohr 4 zur Kühlanlage 10, wo das Quecksilber abgekühlt wird, und schliesslich zum Innenrohr   11,   das in ein ringförmiges Rohr 12 mündet, welches dem Umfang der Platte 5 entlang läuft. Aus diesem ringförmigen Rohr spritzt das kalte Quecksilber durch geeignete Öffnungen.

   M gegen den an der Wolframscheibe klebenden Kathodenpunkt und kühlt den heissesten Teil der Kathode in wirksamster Weise. Um dem Glasgehäuse eine gewisse Beweglichkeit gegen das starre Kühlsystem zu geben, wird ein dem Dosenbarometer nachgebildeter biegsamer und nachgiebiger Boden 14, 15 zwischengeschaltet. Die aus mehreren Teilen bestehende Kühlanlage wird in einem Wolframwasserstoffbogen luftdicht zusammengeschweisst. 



   PATENT-ANSPRÜCHE :
1. Verfahren zum Kühlen der flüssigen Kathode von Gleichrichtern, Dampfentladungsapparaten od. dgl., bei welchem die Kathodenflüssigkeit einem Kühlkreislauf unterworfen wird. dadurch gekennzeichnet, dass die gekühlte Kathodenflüssigkeit unmittelbar dem durch bekannte Mittel in seiner Bewegung auf eine verhältnismässig kleine Fläche beschränkten oder an einer bestimmten Stelle unverändert festgehaltenen   Kathodenfleck   zugeführt wird.

Claims (1)

1. 2. Verfahren nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass die gekühlte Kathodenflüssigkeit der zu kühlenden Stelle unmittelbar von oben aus dem Dampfraum gegebenenfalls in zerstäubtem Zustand zugeführt wird.

   3. Verfahren nach Anspruch 1 oder 2 zum Kühlen der flüssigen Kathode von Gleichrichtern. bei denen ein metallischer Leiter aus der flüssigen Kathode ragt, dadurch gekennzeichnet, dass die gekühlte Kathodenflüssigkeit unmittelbar der Berührungsstelle zwischen diesem Leiter und der flüssigen Kathode zugeführt wird.

   4. Verfahren nach Anspruch 3, dadurch gekennzeichnet, dass der aus der flüssigen Kathode ragende Leiter, vorzugsweise durch Hindurchleiten eines entsprechenden Teiles des Entladungsstromes, zumindest <Desc/Clms Page number 3> an einzelnen Stellen soweit erhitzt wird, dass der Dampfdruck und die Verdampfung des flüssigen Kathodenmaterials vermindert werden.

   5. Einrichtung an Gleichrichtern zur Ausführung des Verfahrens nach Anspruch 4, dadurch gekennzeichnet, dass der aus der flüssigen Kathode ragende und von derselben nicht benetzte metallische Leiterteil so ausgebildet und dimensioniert ist, dass er zumindest an einzelnen Stellen von dem durch ihn fliessenden Entladungsstrom selbst bei niedrigen Stromstärken auf die Emissionstemperatur gebracht wird.

   6. Einrichtung nach Anspruch 5, dadurch gekennzeichnet, dass der aus der flüssigen Kathode ragende und von derselben nicht benetzte metallische Leiterteil zur Erhöhung der Emissionsfähigkeit aufgerauht, geritzt oder mit Kanten oder Rillen versehen ist.

   7. Einrichtung an Gleichrichtern zur Ausführung der Verfahren nach den Ansprüchen 1 bis 4, gekennzeichnet durch elastische Zwischenglieder, die zwischen dem Gleichrichter und den ausserhalb desselben gelegenen Teilen des Kühlkreises eingefügt sind, um dem Gleichrichter eine gewisse Bewegungsfähigkeit zu verleihen.

   8. Einrichtung nach Anspruch 5 oder 6 oder zur Ausführung des Verfahrens nach Anspruch 4, dadurch gekennzeichnet, dass ein oder mehrere von einem Kühlmittel durchströmte Kühlkanäle im Innern des vorzugsweise stiftförmigen Leiters bis in die Nähe der erhitzten, nicht benetzten Oberfläche dieses Leiters reichen, wobei gegebenenfalls die besondere Zirkulationskuhlung der Kathodenflüssigkeit entfallen kann. EMI3.1