AT148844B - Vakuumentladungsapparat mit flüssigkeitsgekühltem, metallenem Vakuumgefäß, z. B. Quecksilberdampfgleichrichter. - Google Patents

Description

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  Valiuumentladungsapparat mit   Hüssigkeitsgekühltem,   metallenem Vakuumgefäss, z. B. Quecksilber-   dampfgleichrichter.   



   Die Erfindung bezieht sich auf einen Vakuumentladungsapparat mit metallenem Vakuumgefäss, das aus einem Stück oder aus mehreren, z. B. durch Schweissen vereinigten Teilen bestehen kann und das mit Flüssigkeitskühlung versehen ist. Der Vakuumentladungsapparat kann ein Quecksilberdampfgleichrichter mit Quecksilber-oder Glühkathode, insbesondere ein Grossgleichrichter sein. Untersuchungen über die beim Betrieb solcher Apparate frei werdenden Gase haben bei Gefässen, die vollkommen dicht sind und bei höheren Temperaturen entgast worden waren, ergeben, dass im Vakuum grosse Mengen Wasserstoff frei werden. Es zeigte sich, dass dieser Wasserstoff aus dem Kühlwasser stammt. 



   Der Vorgang ist folgender : Im Kühlwasser ist mit steigender Temperatur ein zunehmender
Gehalt an freien Wasserstoffionen vorhanden. Das Wasser wird bis zu einem gewissen Grad in Hund OH-Ionen dissoziiert. Die H-Ionen oder H-Atome haben nun die Eigenschaft, durch Eisen, Stahl und die meisten technischen Eisenlegierungen hindurchzudiffundieren und als Wasserstoffgas aus den Wandungen auszutreten. Diese allmähliche Verschlechterung des Vakuums durch den eindringenden Wasserstoff machte es bisher unmöglich, Vakuumentladungsapparate mit einem Vakuumgefäss aus Metall dauernd ohne Pumpe zu betreiben, ausserdem hat sie Rückzündungen zur Folge. Diese Rückzündungen treten um so häufiger auf, je höher die Temperatur des Gefässes ist und je länger der Apparat ohne Unterbrechung betrieben wird.

   Betriebsdauer und steigende Temperatur wirken nämlich beide in gleichem Sinne und haben im Innern und an der Oberfläche der Wandteile des Apparates eine Anreicherung an Wasserstoff zur Folge. Eine merkliche Verschlechterung des Vakuums braucht hiemit nicht verbunden zu sein, solange die elektrische Entladung im Apparat besteht, da der in das Vakuum austretende Wasserstoff durch die Entladung ionisiert und wieder an oder in die Wandungen zurückgetrieben wird. Aber diese Beteiligung der Entladung hat zur Folge, dass nicht nur die vom Kühlwasser bespülten Wandteile, sondern alle an das Vakuum angrenzenden Teile, z. B. die Elektroden, mit Wasserstoff aufgeladen werden. Sobald nun die elektrische Entladung kurzzeitig aussetzt, entsteht eine plötzliche Verschlechterung des Vakuums.

   An dieser plötzlichen Verschlechterung sind vor allem die heissen Metallteile, vorwiegend die Anoden, beteiligt, da der Wasserstoff von Metallen in das Vakuum um so leichter und rascher abgegeben wird, je höher die Temperatur dieser Metalle ist. Bei längerem Betrieb mit Vollast kann die Aufladung mit Wasserstoff so hoch ansteigen, dass schliesslich sogar während des Sperrintervalls einer Anode : eine erhebliche Menge Wasserstoff aus der Anode austritt und durch plötzliche Verschlechterung des Vakuums in der Umgebung der Anoden Rückzündungen hervorruft. 



   Bekanntlich ist die Vermeidung des Auftretens solcher Störungen eines der Hauptprobleme beim Bau von Vakuumentladungsapparaten, z. B. Gleichrichtern. 



   Um nun zu vermeiden, dass freie Wasserstoffionen aus der Kühlflüssigkeit durch die Gefässwandungen hindurchdiffundieren und im Innern des Vakuumgefässes den Betrieb gefährdende Wasserstoffaufladungen bewirken, hat man bereits vorgeschlagen, als Kühlmittel Kühlflüssigkeiten zu verwenden, die wenig oder keine freien Wasserstoffionen enthalten bzw. abgeben können.

   Hiedurch wird zwar eine Vakuumverschlechterung vermieden, so dass der Vakuumentladungsapparat dauernd ohne Nachpumpen betrieben werden kann, aber die bisher bekanntgewordenen Kühlflüssigkeiten dieser Art haben im praktischen Betrieb erhebliche Mängel gezeigt. 

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 Chlorverbindungen in Frage, wie Trichloräthylen, Chloräthan, Tetrachlorkohlenstoff, Alphachlornaphthalin usw. 
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 freien Kühlmitteln unter anderm den Vorteil, dass die Halogenverbindungen nicht feuergefährlich sind. Infolgedessen ist es nicht nötig, die Kühlräume des Vakuumgefässes, in denen sie sich befinden, mit grösserer Wandstärke auszuführen, als dies mit   Rücksicht   auf die in den Gefässen betriebsmässig vorhandenen Drucke erforderlich ist.

   Bei Verwendung feuergefährlicher Kühlmittel müssten die   Kühl-   räume entsprechend den gesetzlichen Vorschriften mit grösserer Wandstärke ausgeführt werden, so dass die Anlage verteuert wird. 



   Die Ausbildung der Kühlräume, für die die Kühlmittel verwendet werden sollen, kann beliebig sein, z. B. können Siedekühler verwendet werden. Im allgemeinen wird man mit Siedetemperaturen von 40 bis   800 arbeiten,   damit bei den im Siedekühler auftretenden, normalen Betriebstemperaturen von 40 bis   60  keine   allzu grossen Drucke auftreten. Die verwendete Siedeflüssigkeit ist dementsprechend auszuwählen. 



   Eine weitere Forderung, die die verwendete Kühlflüssigkeit zu erfüllen hat, besteht darin, dass sie in keiner Weise die Metallwandungen der Kühlräume angreift. Es ist hiebei zu beachten, dass es 
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 sondern um Gefässe, die für einen über Jahre sich erstreckenden Betrieb bestimmt sind und die infolge ihrer elektrischen und sonstigen Einrichtungen verhältnismässig sehr teuer sind. Infolgedessen muss auch die geringste Korrosion durch die Kühlflüssigkeit vermieden werden, da eine solche nach langer Betriebsdauer zu Störungen führen wird. 



   Diese verwendeten Halogenverbindungen enthalten aber Verunreinigungen, welche im Laufe der Zeit die   Metallwandungen   durch Abspaltung von Chlor oder Chlorwasserstoff angreifen könnten. 



   Gemäss der Erfindung werden daher die Halogenverbindungen vor ihrer Verwendung mit alkalischen Stoffen behandelt, welche diese Anteile dieser Flüssigkeiten unschädlich machen. Als solche alkalischen Stoffe kommen z. B. Natronlauge, Soda, Pottasche,   Calciumhydroxyd   und andere alkalischen 
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 gelöst, beispielsweise als alkoholische Kalilauge angewendet werden. 



   Ausführungsbeispiel : 1000   c ; n3 Tetrachlorkohlenstoff   werden mit 1000   c   alkoholischer Kalilauge längere Zeit in einem mit einem   Rückflusskühler   versehenen Gefäss gekocht. Es wird dann erhalten gelassen, und die Flüssigkeiten trennen sich nach ihrem spezifischen Gewicht in zwei Schichten. Der Tetrachlorkohlenstoff wird dann für sich abgelassen und so lange mit Wasser gewaschen, bis das Alkali vollkommen entfernt'ist und Neutralreaktion des Tetrachlorkohlenstoffes festgestellt werden kann. Die verbleibenden Spuren von Feuchtigkeit können durch irgendein bekanntes Trockenmittel, 
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 verbindungen behufs Entfernung der unerwünschten Bestandteile kann gegebenenfalls auch unter Druck erfolgen.

Claims (1)

1. PATENT-ANSPRUCH : Vakuumentladungsapparat mit flüssigkeitsgekühltem, metallenem Vakuumgefäss, z. B. Quecksilberdampfgleichrichter, bei dem als Kühlmittel eine Kühlflüssigkeit verwendet wird, die wenig oder EMI2.6 oder aliphatische Halogenverbindungen, insbesondere Chlorverbindungen, vorgesehen sind, dadurch gekennzeichnet, dass zur Unschädlichmachung von instabilen Anteilen der Kühlflüssigkeit diese vor dem Einfüllen in die Kühlräume des Vakuumgefässes einer Vorbehandlung mit alkalischen Stoffen unterzogen wird, welche im festen Zustand oder vorzugsweise in Lösungsmitteln, wie Wasser, Alkohol und Gemischen hievon, angewendet werden.