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Metatldampfentladungsgefäss mit mehreren Anoden und Steuerelektroden.
Die Erfindung betrifft Metalldampfentladungsgefässe mit mehreren Anoden, denen je eine Steuerelektrode (Steuergitter) zugeordnet ist.
Es ist bekannt, die Anoden mit Steuerelektroden (Steuergittern) zu umgeben, um eine Verzögerung des Zündeinsatzes und somit eine Regulierung der Stromstärke im Gleichstromkreis erzielen zu können.
Auch ist bereits vorgeschlagen worden, die Anoden mit Hülsen zu umgeben, die an dem der Kathode zugekehrten Ende offen und gegebenenfalls mit gitterartigen Einbauten versehen sind. Solche gitterartigen Einbauten dienen nicht der Steuerung der Entladung, sondern sie sollen in der Hauptsache eine schnelle und möglichst vollkommene Wiedervereinigung der Metalldampfionen in der Sperrhalbperiode bewirken, um die Auslösung einer Rückzündung durch überflüssige Restladungen in unmittelbarer Nähe einer negativen"Anode"zu vermeiden. In gittergesteuerten Entladungsgefässen wird diese Aufsaugung der Restladungen von dem Steuergitter übernommen, so dass sich aus diesem Grunde die Anbringung von Metallteilen in der Entladungsbahn bzw. am Ende der Anodenhülse erübrigt.
Weiterhin sind Anordnungen bekannt geworden, in denen in einer gekrümmten Anodenhülse durchlochte Querwände vorgesehen sind, die als Richtkörper für das elektrostatische Feld, auf ein geeignetes Potential aufladbar, über die ganze Bahnlänge der Elektronen zwischen Kathode oder Anode in solcher Anzahl in einer sie umschliessenden Hülse verteilt sind, dass infolge des hiedurch gegebenen Verlaufes des elektrostatischen Feldes Elektronen nicht aus ihrer zur Anode gerichteten Bahn abirren können.
Nun ergibt sich aber häufig im Betriebe von gittergesteuerten Metalldampfgleichrichtern eine Störung dadurch, dass der Abstand zwischen Anode und Steuergitter bzw. der Durchgriff der Anode durch das Gitter ungleichmässig ist. Hiedurch werden einzelne Teile des Gitters und der Anode dauernd zu einer bevorzugten Ansatzstelle des Lichtbogens. Bei grossmaschigen Gittern werden die mittleren Teile oder Randteile bevorzugt, je nach der Lage der Anoden zueinander und im Gefäss, und je nachdem die elktrostatischen und elektromagnetischen Felder den Lichtbogen führen. Bei engmaschigen Gittern, die sich meist im Betriebe durch Erwärmungen wölben, werden ebenfalls einige Stellen der Anode häufiger den Lichtbogenansatz tragen als andere.
Für das Gitter besteht bei jeder Bevorzugung die Gefahr des Abschmelzens einiger Gitterdrähte und dadurch einer weiteren Bevorzugung der schon überlasteten Anodenteile.
Um diese Nachteile zu vermeiden und den Steuervorgang zu vervollkommen, wird gemäss der Erfindung die Anode einschliesslich eines Teiles ihrer Entladungsbahn von einem metallischen Rohr nach Art der Anodensehutzhülse umgeben und die Einrichtung so getroffen, dass am anodenseitigen Ende des metallischen Rohres die Steuerelektrode in unmittelbarer Nähe der Anode angeordnet ist und im kathodenseitigen Ende des Rohres mit diesem verbundene, elektrisch leitende, rostförmige Blenden oder Gitter aus Metall vorgesehen sind. Das die Anode umhüllende Rohr besteht dabei vorzugsweise aus magnetischem Material. Die Steuerelektrode ist zweckmässig derart ausgebildet, dass sie die Anode auf ihren Stirn-und ihren Seitenflächen eng umgibt.
Durch die Einfügung der rostartigen Blenden oder Gitter am kathodenseitigen Ende des Rohres werden die Potentialflächen der Gitter und der Anode derart geformt, dass sich ein gleichmässiges elektrisches Feld vor ihnen ausbildet. Störende elektrostatische Einflüsse der Nachbaranoden sind dadurch
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weitgehend herabgesetzt und praktisch vollkommen vermieden. Es ist auf diese Weise auch sichergestellt, dass geringe Schwankungen des Durchgriffes Anode/Steuerelektrode nicht mit andern den Lichtbogen beeinflussenden Feldern zusammen verstärkte Störwirkungen ergeben. Besteht das die Anode umgebende Rohr aus magnetischem Material, so werden auch störende elektromagnetische Einwirkungen, insbesondere solche, die von den Nachbaranoden bzw. deren Entladungsbahn herrühren, ausgeschaltet.
Wesentlich ist, dass am anodenseitigen Ende des die Anode bzw. ihre Entladungsbahn umgebenden Rohres (Anodenschutzhülse) die Steuerelektrode (Gitter) in unmittelbarer Nähe der Anode angeordnet ist, die rostförmigen Blenden od. dgl. sich dagegen am kathodenseitigen Ende bzw. Öffnung des Rohres befinden. Dadurch, dass die Steuerelektrode in unmittelbarer Nähe der Anode, vorzugsweise diese eng umgebend, angeordnet ist, ist sichergestellt, dass die Steuerelektrode in den Zeitintervallen, in denen sie den Entladungsstrom zu der betreffenden Anode gesperrt halten soll, wirksam verhindert, dass keine Elektronen zur Anode gelangen, auch nicht auf Umwegen, und dass auch in dem Raum zwischen Anode und Steuerelektrode keine Stossionisation eintreten kann. Die Steuerelektrode wird also in besonders vollkommenem Masse die Entladung in der gewünschten Weise sperren.
Dieser Vorgang kann nun aber trotzdem gestört werden, wenn fremde elektrische Felder, die etwa von den Entladungsbahnen anderer Anoden herrühren, eingreifen und die Aufladung der Steuerelektrode in unkontrollierbarer Weise beeinflussen. Um dieses zu verhindern, sind gemäss der Erfindung am kathodenseitigen Ende des Anodenrohres die rostartigen Einbauten vorgesehen, die die störenden Felder fernhalten und (und in verhältnismässig grossem Abstand) den Entladungsraum vor den Anoden gegen fremde Störfelder abschirmen. Es ist dadurch vor der Anode und deren Steuerelektrode ein Raum geschaffen, der praktisch ausschliesslich durch die elektrischen Felder beherrscht wird, die von der betreffenden Steuerelektrode und Anode herrühren bzw. sich aus dem Zusammenwirken von Steuergitterspannung und Anodenspannung ergeben.
Die Erfindung sei an Hand eines in der Zeichnung dargestellten Ausführungsbeispieles näher beschrieben. In der Zeichnung ist ein Teil eines Entladungsgefässes 1 mit einer Kathode 2 und einer Anode 3 dargestellt. Die Anode ist in üblicher Weise mit einem Isolator 4 vakuumdicht durch die Gefässwand geführt. Am Isolator ist ebenfalls in bekannter Weise ein Gitterkörper 5 hängend befestigt, der bei 6 isoliert ausgeführt ist, so dass ihm von aussen die nötigen Steuerspannungen zugeführt werden können.
Anode und Gitter befinden sich in einem rohrartigen Auf-oder Einsatz 7 des Entladungsgefässes 1, der an dem der Kathode zugeführten Ende mit einem Gitter oder Rost 8 aus Blechen abgeschlossen ist. Das Gitter 8 kann in elektrischer Verbindung mit dem Einsatzrohr 7 stehen. Ausserdem widerspricht es dem Erfindungsgedanken nicht, wenn das Einsatzrohr 7 vom Gefäss isoliert ist oder das zweite Gitter 8 im Einsatzrohr isoliert oder mit einem isolierenden Überzug und mit einer konstanten Gleichspannung niedrigeren oder höheren Potentials als das der Gefässwand versehen wird. Auch sind andere Möglichkeiten der angeführten Spannungsverteilung für das Schutzrohr und das abschliessende Gitter im Rahmen der Erfindung möglich.
PATENT-ANSPRÜCHE :
1. Metalldampfentladungsgefäss, insbesondere Gleichrichter, mit mehreren Anoden und Steuerelektroden, die mit ihrer zugehörigen Anode in einem metallischen Rohr angeordnet sind, dadurch gekennzeichnet, dass am anodenseitigen Ende des metallischen Rohres die Steuerelektrode (5) in unmittelbarer Nähe der Anode (3) angeordnet ist und im kathodenseitigen Ende des Schutzrohres mit dem Anodenschutzrohr verbundene elektrisch leitende (metallische), rostförmige Blenden oder Gitter 8 vorgesehen sind.
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