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Die Erfindung bezieht sich auf eine Entladungsrohre zum Gleielhrichten von Wechselstrom ; sie betrifft insbesondere eine solche Gleichrichterröhre, bei der eine Glühkathode, vorzugsweise eine Oxydkathode, vorgesehen und die Röhre zwecks Herabsetzung des Spannungsverlustes mit einer Gasfüllung versehen ist. Solche Gleichrichterröhren sind bereits zum Gleichrichter verschiedener Spannungen mit Erfolg verwendet worden. Vorteilhaft benutzte man dabei bereits früher ein Edelgas, das im allgemeinen einen so hohen Druck hatte, dass die Entladungsröhre nach tausendstündigem und längerem Betrieb noch eine hinreichende Menge Edelgas enthielt.
Das Gas verschwindet allmählich, besonders da es durch von den Elektroden zerstäubendes Material, das sieh auf der Glaswand oder andern Röhrenteilen absetzt, okkludiert wird. Zum Gleichrichten höherer Spannungen, z. B. 1000 Volt und höher, bei denen zur Vermeidung von Rückentladungen niedrigere Drücke erforderlich waren, benutzte man Quecksilberdampf. Ausserdem war flüssiges Quecksilber in der Röhre vorhanden, so dass der durch die vorgenannten Ursachen verschwindend Quecksilberdampf immer wieder ersetzt wurde.
Bei Entladungsröhren für höhere Spannungen wurde bereits ein Gemisch von Edelgas und Queck-
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indem die Zündspannung herabgesetzt wird. Auch in diesem Falle war der Druck des vorhandenen Edelgases im allgemeinen verhältnismässig hoch und betrug wenigstens einige Millimeter, um hiedurch einer Verkürzung der Lebensdauer durch Verschwinden dieses Edelgases vorzubeugen.
Wenn man Gasfüllungen solcher Drücke bei Entladungsröhren für höhere Spannungen verwenden wollte, insbesondere bei Spannungen, bei denen die beim normalen Betrieb zwischen zwei Elektroden auftretende Scheitelspannung oberhalb ungefähr 250 Volt zu liegen kam, traten aber insofern grosse
Schwierigkeiten auf, als da in diesem Falle die Gefahr für Rückentladung und Entladungen zwischen den Anoden sehr gross wurde.
Die Schwierigkeiten steigerten sich, je grösser der durchfliessende Strom war, besonders da in diesem Falle auch die Anodentemperatur zunahm. Obwohl die Gleichrichter häufig längere Zeit gut arbeiten, waren sie doch nicht ganz zuverlässig, da manchmal plötzlich Rückentladungen eintraten.
Diese Schwierigkeiten wurden durch des Vorhandensein von Oxydkathoden insofern beeinflusst, dass sich das von ihnen zerstäubende emittierende Material, z. B. Bariumoxyd, auch auf den Anoden absetzt, so dass diese emittieren konnten.
Gerade bei Gleichrichtern zum Gleichrichten der in der Wechselstromteehnik häufig vorkommenden Spannungen von 110 und 220 Volt verfügte man also noch nicht über vollkommen zuverlässige Glüh- kathodengleichrichter.
Infolgedessen stiess man z. B. auf grosse Schwierigkeiten bei einer Anlage, in der Gleichrichter mit drei Anoden und einer Oxydkathode zum Gleichrichten von 220 Volt Drehstrom benutzt wurden und bei der jede Gleichrichterröhre einen Gleichstrom von 6 Ampere lieferte.
Diese Gleichrichterröhren hatten eine Argonfüllung mit einem Druck von ungefähr 1 mm, und ausserdem war eine Menge Quecksilber vorhanden.
Überraschenderweise hat es sich nunmehr herausgestellt, dass bei erheblicher Herabsetzung des Argondruckes, d. h. bis 0'3 mom, unter Beibehaltung des Quecksilbers die Lebensdauer dieser Röhren nicht nennenswert verkürzt wird, wobei anderseits natürlich die Gefahr für Rückentladungen ganz wesentlich verringert wird.
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Dieses Ergebnis war um so merkwürdiger, da bei einem solchen Spannungsuntersehied zwischen den Elektroden und bei Verwendung einer ausschliesslich aus Argon bestehenden Füllung des genannten
Druckes eine hinreichende Lebensdauer nicht erzielt werden kann, da das Edelgas in diesem Falle sehr schnell verschwindet, wenn nicht gleichzeitig Quecksilberdampf vorhanden ist.
Hieraus kann geschlossen werden, dass der Quecksilberdampf das Verschwinden von Edelgas- ionen aus der Gasfüllung der Entladungsröhre hintanhält.
Bei verschiedenen näheren Untersuchungen hat es sich dann auch gezeigt, dass für Röhren für
Spannungen, bei denen die normal zwischen zwei Elektroden auftretende Scheitelspannung oberhalb
250 Volt liegt, in einem Gemisch von Edelgas und Quecksilberdampf ein Druckbereich für das Edelgas I zu finden ist, in dem der Druck des dem Quecksilber zugesetzten Edelgases so niedrig ist, dass keine Rückentladungserscheinungen auftreten, während dennoch der Druck hinreichend gross ist, um das
Verschwinden des Edelgases aus dem Quecksilber zu vermeiden.
Angesichts dieser Tatsache wird gemäss der Erfindung in der Glühkathodengleiehriehterriihre der vorgenannten Art ein Druck des dem Quecksilber zugesetzten Edelgases angewendet, dessen Grenzen
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Ferner hat es sich vorteilhaft erwiesen, den Quecksilberdampfdruek beim Betrieb derart zu wählen, dass er annähernd von der gleichen Grössenordnung wie der Edelgasdruck ist.
Der beim Betrieb auftretende Quecksilberdruck hängt von der Temperatur des Quecksilbers ab, und diese Temperatur kann durch die Art und Weise der Anordnung des Quecksilbers in bezug auf die heisse Kathode und die Entladung eingestellt werden. Je nachdem die Quecksilbermenge in grösserer Entfernung von diesen Wärmequellen angeordnet ist, wird die Temperatur niedriger sein.
Dass sich die Erfindung insbesondere auf Hoehspannungsgleiehrichter bezieht und ausserdem das Vorhandensein des Quecksilbers zur Amalgambildung Anlass geben kann, ist es in diesen Rohren gemäss der Erfindung erwünscht, die Anoden aus vorzugsweise poliertem Graphit herzustellen oder eine Metallanode mit Graphit zu überziehen. Weiter kann man z. B. aus Chrom oder Chromoxyd bestehende Bekleidungen benutzen. Die Poldrähte, die aus einem Material bestehen, das Rückentladungen herbeiführen könnte, werden z. B. durch aus isolierendem, hitzebeständigem Material, z. B. Steatit, vor der Entladung geschützt.
In der Zeichnung sind einige Ausführungsformen der Erfindung beispielsweise dargestellt. In den Fig. 1 und 2 ist ein Gleichrichter in Seitenansicht bzw. Draufsicht dargestellt. Fig. 3 zeigt teilweise im Schnitt und teilweise in Ansicht eine andere Ausführungsform eines Gleichrichters. Fig. 4 ist ein
Querschnitt eines zu Fig. 3 gehörigen Teiles.
Die in Fig. 1 und 2 dargestellte Gleichrichterröhre ist für die Gleichrichtung von Dreiphasenweehselstrom mit einer Effektivspannung von 220 Volt zwischen jeder Anode und der Kathode bestimmt. Die Höhe der Röhren ist ungefähr 25 cm, und alle Teile sind ungefähr im richtigen Verhältnis zueinander dargestellt. Die Kathode 1 ist mittels Zuführungsdrähten, die von auf der Quetschstelle 5 des Füssehens 6 angeordneten Steatitröhrehen 3 und 4 umgeben sind, in einem Glasgehäuse 2 untergebrarht. Die Zu-
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soekels 9 verbunden. Das Glasgehäuse 2 hat drei einmal rechteckig gekrümmte Arme 10, 11 und M, deren senkrechte Teile die Anodenkammern bilden, in denen die Anoden 13 auf den Füssehen 14 angeordnet sind.
Die Zuführungsdrähte der Anoden sind wider durch Steatitröhrches 15 geschützt, die
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die man an ein geeignetes Potential anlegen kann, damit die Entladung nach jeder Anode jeweils richtig gezündet wird. Ferner kann man zum Steuern der Entladung an diese Ringe 18 auf bekannte Weise eine Steuerspannung anlegen. Die Kathode 1 ist vorzugsweise von der Art der Wehneltkathoden, bei der als Bekleidung ein Oxyd, zweckmässig Bariumoxyd, verwendet wird.
In der Praxis tritt bei solchen 220- Volt-Gleichstromröhren zwischen den Anoden eine Scheitel-
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wird und ausserdem eine Menge flüssigen Quecksilbers in die Röhre eingeführt wird, so zeigt es sich in der Praxis, dass die Rückentladungsgefahr vollständig ausgeschlossen ist und dass die Entladungsröhre sogar zwei-bis dreimal grössere Spannungen aushält.
Bei der Ausführungsform nach den Fig. 3 und 4 sind sämtliche Elektroden in einem einzigen durch das Glasgefäss 20 gebildeten zylindrischen Raum untergebracht. Die linke Hälfte der Fig. 3 veranschaulicht einen Schnitt gemäss Linie 111-111 der Fig. 4, die einen Querschnitt gemäss Linie IV-IV der Fig. 3 darstellt. Auf der rechten Hälfte der Fig. 3 ist das Gefäss 20 mit Inhalt in Ansieht veranschaulicht. Die Höhe dieser Röhre beträgt etwa 17 cm, und sämtliche Teile sind im richtigen Verhältnis dargestellt.
Es hat sieh nunmehr als möglich erwiesen, in diesem Raum einen Gleichrichter unterzubringen, der ebenfalls für das Gleichrichten von Dreiphasenwechelstrom von der gleichen Spannung wie im vorgenannten Ausführungsbeispiel bestimmt ist, wobei die Röhre mit Neon mit einem Druck von 0'5 mm Hg unter Zusatz einer Menge flüssigen Quecksilbers gefüllt wird.
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In der Zeichnung sind die Anoden mit 21, 22, : 23 bezeichnet. Bei der Anode 21 ist ersichtlich, dass diese auf das Ende 24 des von einem Steatitröhrchen 26 umgebenen Pohldrahtes 25 geschraubt ist. Das Steatitröhrehen ist bei 27 an einen Glaszylinderansatz 28 angeschmolzen, der mit der Wand des Gefässes 20 ein Ganzes bildet. Am andern Ende ist das Steatitröhrchen 26 in eine passende Bohrung 29 der Anode 21 eingeschoben, und an der Basis der Anode ist noch eine konzentrische Bohrung. 30 mit etwas grösserem Durchmesser vorgesehen.
Hiedurch wird erreicht, dass die Stelle, an der die aus Graphit bestehende Anode 21 mit dem Steatitröhrchen 26 in Berührung kommt, durch einen engen, verhältnis- mässig langen Weg von der Entladung getrennt ist, so dass die Entstehung einer Glimmentladung an der genannten Berührungsstelle vermieden wird.
Der Poldraht 25 ist an eine Chromeisenscheibe 31 angeschweisst, deren Ränder an die Glaswand des Gefässes 20 angeschmolzen sind. An der Aussenseite ist die Scheibe 81 mit einem Anschlusskontakt 32 versehen.
Die andern Anoden 22 und 28 sind entsprechend angeordnet.
Die Anoden 21, 22, 23 sind von einem zylindrischen Gehäuse 33 umgeben, das an der unteren Seite offen ist und durch sieh radial von der Mitte in Längsrichtung erstreckende Trennungswände in drei Teile geteilt ist, die je eine Anode enthalten.
Für jede Anode ist ein Teil der Aussenwand des Zylinders 33 durch Metallgaze ersetzt, so dass die Entladung sowohl an der Unterseite als auch durch diese Metallgazeteile 35, 36 und 37 austreten und gleichzeitig die Wärme von den Anoden ausgestrahlt werden kann. Der restliche, nicht durehlöeherte Teil des Zylinders 33 zusammen mit den Scheidewänden. 34 genügt zur Vermeidung einer Entladung zwischen den Anoden.
Dem durch den Zylinder 33 gebildeten Metallgehäuse kann mittels des Zuführungs drahtes 38, der bei 39 durch die Wand der Entladungsröhre hindurehgeführt ist, ein geeignetes Potential aufgedrückt werden.
Im oberen Teil der Röhre ist eine Glimmerscheibe 40 vorgesehen, welche die Durchführungs- stellen der Anodenzuführungsleiter vor einer zu hohen Erhitzung schützt, wodurch die Einschmelzungen geschädigt werden könnten.
Die Kathode 41 ist wieder eine Wehneltkathode und mit den Poldrähten 42 und 43 versehen, die entsprechenden Anoden mit Hilfe der Chromeisenscheiben 44 durch die Glaswand des Gefässes 20 hindurchgeführt sind. Die Kathode ist von einem Schirm 45 umgeben, der z. B. mechanisch und elektrisch durch den Leiter 46 mit dem Poldraht 43 verbunden ist. Dieser Schirm 46 hat u. a. den Vorteil, dass Rückentladungen noch ferner verhindert werden und dass eine Zerstäubung des Kathodenmaterials auf Anoden und Glaswand hintangehalten wird.
PATENT-ANSPRÜCHE :
1. Gleichrichterröhre zum Gleichrichten von Wechselspannungen, bei der die Scheitelspannung zwischen einer Anode und der Kathode wenigstens 250 Volt beträgt, mit einer Glühkathode, vorzugsweise einer Wehneltkathode, und einer oder mehreren Anoden und einer aus einem Gemisch von Argon oder Neon und gesättigtem Quecksilberdampf bestehenden Gasfüllung, dadurch gekennzeichnet, dass für das dem Quecksilber zugesetzte Edelgas ein Druck verwendet wird, dessen obere und untere Grenzen
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