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Zündeinrichtung für Metalldampf-Gleichrichter, insbesondere für Kolben von Glasgleichriehtern.
Die älteste, lange Zeit in Verwendung gestandene Art, Glaskolben von Gleichrichtern zu zünden, war die sogenannte Kippzündung, deren Wirkungsweise als bekannt vorausgesetzt wird. Wegen ihrer Nachteile ist die Kippzündung vor allem deshalb nicht mehr üblich, weil insbesondere grössere Kolben bei der Kippbewegung leicht Schaden erleiden können.
An Stelle der Kippzündung haben daher seit einiger Zeit andere Zündeinrichtungen für Glaskolben Eingang gefunden, die ähnlich denen sind, welche bei den Gefässen von Grossgleichrichtern üblich waren. Das Wesen dieser Zündeinrichtungen besteht darin, dass innerhalb des Glaskolbens eines Glasgleichrichters oder des Eisengefässes eines Grossgleichrichters eine bewegliche Ziindanode angeordnet ist, die abwechselnd in den Spiegel des Anodenquecksilbers eintaucht und aus ihm herausgezogen wird.
Beim Herausziehen der vom Zündstrom durchflossenen Zündanode aus dem Quecksilberspiegel entsteht der sogenannte Zündfunke, der den Zündvorgang im Gleichrichtergefässe einleitet. Das Bewegen der Zündanode erfolgt unter dem Einflusse einer Solenoidspule, in die ein mit der Zündanode verbundener Eisenkern hineingezogen wird, oder es ist ein Elektromagnet vorgesehen, der einen mit der Zündanode verbundenen Anker abwechselnd anzieht und wieder loslässt, wodurch das Eintauchen und Herausziehen der Zündanode bewirkt wird.
Gleichrichtergefässe mit einer derartigen Zündeinrichtung lassen sich ohne irgendwelche Kippbewegung sehr rasch und sicher zünden. Es lässt sich auch leicht erreichen, dass der Zündstromkreis nach stattgefundener Zündung durch ein Relais selbsttätig abgeschaltet wird. Bei allen derartigen Zündeinrichtungen ist es aber besonders wichtig, dass die richtige räumliche Lage der Solenoidspule oder des des Elektromagneten gegenüber dem mit der Zündanode verbundenen Eisenkern bzw. Anker bei Inbetriebsetzung des Gleichrichters genau eingestellt und auch dauernd genau eingehalten wird, da sonst ein sicheres Zünden des Gefässes nicht zu erwarten ist. Dieser Umstand sowie die Notwendigkeit, die Solenoidspule oder den Elektromagneten ausserhalb des Gefässes anordnen zu müssen, sind als Nachteil dieser Zündeinrichtung anzusehen.
Um diesen Nachteil zu vermeiden, wurde im Inneren des Gefässes selbst ein Solenoid mit freibeweglichen Windungen, angeordnet. Erfindungsgemäss ist das eine Ende der Spule zum Anschlusse an den Zündstromkreis ausgebildet und das zweite Ende entweder selbst zur Zündanode ausgestaltet oder mit einer beweglichen Zündanode leitend verbunden. Ein Solenoid mit federnden, gegeneinander beweglichen Windungen verkürzt sich bekanntlich in axialer Richtung bei Stromdurchgang, da parallele, gleichsinnig durchflossene Leiter sich anziehen, und kann daher ein solches Solenoid zum Herausheben der Zündanode aus dem Quecksilberspiegel verwendet werden. Diese Zündeinrichtung stellt daher eine Hubzündung dar, welche durch die als Hubspule wirkende Solenoidspule bewirkt wird.
In der Zeichnung zeigen die Fig. 1-5 verschiedene, beispielsweise Ausführungsformen von Hubzündungen gemäss der Erfindung, während die Fig. 6 bzw. 7 die Schaltung für die Ausführungsformen nach Fig. 1-4 bzw. Fig. 5 veranschaulichen.
Gemäss der Ausführungsform nach Fig. 1 ist an den Kolben K der rechtwinklig geknickte, somit aus zwei Teilen Ai und A2 bestehende Anodenarm für die Zündanode Z und Hubspule H angesetzt. Der QuecksielberspiegelS füllt den waagrechten Teil Ai des Anodenarmes etwa zur Hälfte aus. In dem recht- winklig auf den Arm i aufgesetzten zweiten Teil dieses Armes des Anodenarmes ist die ZündanodeZ unter- gebracht. Die Stromzufuhr zur Hubspule H erfolgt in bekannter Weise durch die Anodeneinführung E am oberen Ende des Armteiles A2. Das untere Ende der Hubspule H ist als Zündanode Z ausgebildet. Wenn der Gleichrichter eingeschaltet wird, so erhält die Hubspule H vom Zündtransformator ZT Spannung, wie
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sich aus Fig. 6 ergibt.
Der durch die Hubspule H ins Kathodenquecksilber und von da zum Zündtransformator ZT wieder zurückfliessende Zündstrom bewirkt die axiale Verkürzung der Hubpsule H, wodurch die Zündanode Z aus dem Quecksilberspiegel S herausgehoben wird. Der Zündstromkreis wird unter- brochen, die Hubspule erhält ihre ursprüngliche Länge und die Zündanode taucht wieder in den Quecksilberspiegel ein. Dieses Spiel beginnt von neuem und dauert so lange, bis die Zündung des Gefässes erfolgt ist und der Erregerstrom sich ausbilden kann. Dieser schaltet nun den Zündstromkreis mittels des Abschaltrelais AR aus. Da die Hubspule aus federndem Material bestehen kann, so wiederholt sich der Vorgang des Unterbrechen und Wiedereinschaltens nach Art eines Selbstunterbrechers sehr rasch.
Die Zündung des Kolbens findet daher praktisch in dem Augenblicke statt, in welchem der Zündstromkreis Spannung erhält, d. h : im Augenblicke des Einschalten der betreffenden Gleichrichteranlage.
Die verkürzende Wirkung des Zündstromes auf die Hubspule H kann durch eine aussen am Anoden-
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Fig. 2 zeigt eine diesbezügliche Ausführungsform.
Eine weitere Ausführungsart einer Hubzündung ist in Fig. 3 dargestellt. Bei dieser besteht der Zündarm wieder aus zwei rechtwinkelig aufeinander aufgesetzten Teilen Ai und A,. Der Quecksilber- spiegel S liegt aber unterhalb, des Armansatzes Al'Die Zündanode selbst ist am Ende eines vorzugsweise federnden Verbindungsleiters L angebracht, dessen zweites Ende in der Stirnwand des Armes A eingeschmolzen ist. Der Verbindungsleiter L ist, wie aus der Zeichnung ersichtlich ist, mit dem unteren Ende der Hubspule H mechanisch und elektrisch verbunden. Im Ruhezustand taucht die Zündanode Z in den Quecksilberspiegel S ein. Der Zündvorgang ist der gleiche, wie bei dem Ausführungsbeispiel nach Fig. 1 beschrieben.
Als Vorteil ist aber anzusehen, dass sich die Zündanode in unmittelbarer Nähe der Erregeranoden befindet, wodurch das Anspringen des Erregerlichtbodens sehr erleichtert wird. Ausserdem ist durch die Anordnung der Zündanode Z am freien Ende des Leiters L und die Anordnung der Verbindung zwischen dem Leiter L und der Hubspule H zwischen Zündanode und dem Befestigungspunkte des Leiters eine Hebelübersetzung'gegeben2 wodurch nur sehr geringe Hubbewegungen der Hubspule einen vergrösserten Weg der Zündanode bewirken. Der Vorteil, dass sich die Zündanode in unmittelbarer Nähe der Erregeranoden befindet, wird auch bei einer Ausführungsform nach Fig. 4 erreicht, bei welcher ein Anodenarm As verwendet wird, der schräg an den Glaskolben K angesetzt ist, wobei die Hubspule H die Zündanode Z tragen kann.
Ein weiteres Ausführungsbeispiel ist in Fig. 5 gezeigt. Bei diesem ist die Zündanode Z wieder an dem einen Ende eines vorzugsweise federnden Verbindungsleiters L angebracht, dessen zweites Ende mit dem unteren Ende der llubspule H verbunden ist. Der Verbindungsleiter L ist hiebei um einen zwischen der Zündanode Z und der Hubspule H liegenden Punkt P drehbar und vermittels eines biegsamen Leiters Ll an die am Anodenteil Al angebrachte Stromzuführung El angeschlossen. Die Zündanode Z taucht im Ruhezustand, also bei normaler Länge der Hubspule H, nicht in den Quecksilberspiegel S ein. Das Eintauchen erfolgt erst dann, wenn die Hubspule beim Einschalten des Gleichrichters Spannung erhält und sich axial verkürzt.
Dadurch wird, wie die Schaltung in Fig. 7 zeigt, die Hubspule T ? kurzgeschlossen und daher praktisch stromlos. Sie nimmt ihre frühere Länge wieder an, hebt dabei die Zündanode aus dem Quecksilberspiegel heraus und bewirkt so die Zündung des Gefässes.
Der Zündvorgang spielt sich, wie aus der Schaltung nach Fig. 7 sich ergibt, wie folgt, ab : Beim Einschalten des Gleichrichters erhalten der Zündtransformator ZT und der Erregertransformator ET Spannung. Im Stromkreis ZT-ZW-B-Z fliesst der Zündstrom, der die Verkürzung der Hubspule H bewirkt, was das Eintauchen der Zündanode Z in den Quecksilberspiegel S zur Folge hat. Jetzt fliesst der Zündstrom vom Zündtransformator ZT über das Kathodenquecksilber und den Zündwiderstand ZW2, während die Hubspule wegen ihres grösseren Widerstandes fast stromlos wird. Infolgedessen nimmt sie ihre frühere Länge wieder an, hebt die Zündanode Z aus dem Quecksilberspiegel S heraus und zieht so den Zündfunken.
Nach erfolgter Zündung bildet sich der Erregerstrom aus, bringt das Absehaltrelais AR zum Ansprechen und schaltet so den Zündstromkreis aus. Auch bei dieser Ausführungsart wiederholt sich das Eintauchen und Herausheben der Zündanode aus dem Quecksilberspiegel in sehr rascher Folge, so dass auch hier das Gefäss im Augenblick des Einschalten des Zünd-und Erregerstromkreises praktisch gezündet wird.
PATENT-ANSPRÜCHE :
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aufgehängten Zündanode, dadurch gekennzeichnet, dass eine eisenkernlose Spirale (H), welche im Zündzeitpunkt allein auf Grund elektrodynamischer Wirkung sich verkürzt, mit einem Ende an die Stromzuführung (E) von aussen angeschlossen ist und am zweiten Ende die Zündanode (Z) trägt oder mit einer beweglichen Zündanode mechanisch oder leitend verbunden ist.