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Mehranodiger Gas-oder Dampfentladungsapparat, insbesondere Stromrichter.
Die Erfindung betrifft Gas-oder Dampfentladungsgefässe, insbesondere Stromrichter, wie z. B.
Quecksilberdampfgleichrichter ; sie ist anwendbar für die Entladungsapparate aller Art. also bei Vakuum- gefässen mit oder ohne Füllung mit chemischem inaktivem Gas, mit Metallgefäss oder mit Glasgefäss- usw.
Bei Stromrichtern, insbesondere solchen, die mit einem verhältnismässig hohen Dampfdruck in der Gegend von einem bis mehreren Hundertstel Millimetern Hg-Säule oder höher arbeiten, besteht häufig die Bedingung, den Abstand zwischen der Kathode und den Anoden zu verringern. Das bedeutet aber auch eine gegenseitige Annäherung der Anoden. Bei den üblichen Anordnungen mit zylindrischen, in Schutzrohren untergebrachten Anoden ist dieser Annäherung wegen der Sehutzrohre aber eine
Grenze gesetzt. Ferner ist es auch stets erforderlich, zur Ermöglichung der Wärmeabstrahlung den
Zwischenraum zwischen den einzelnen Anodenschutzrohren noch genügend gross zu belassen.
Gemäss der vorliegenden Erfindung lässt sich nun eine weitgehende Zusammendrängung der
Elektroden in einem mehranodigen Gas-oder Dampfentladungsgefäss bei praktisch nicht verminderter
Grösse der aktiven Anodenoberfläche und ohne eine unzulässige Verringerung der Anodenabstände dadurch erreichen, dass die im Kreis angeordneten, beispielsweise vom Boden des Gefässes her eingeführten Anoden aus aufrechten, radial gestellten Scheiben bestehen, die ihre schmalen Seiten der
Kathode zukehren und deren Stirnflächen die aktiven Oberflächen bilden.
Um hiebei die Wärmeabstrahlung so wenig wie möglich zu behindern, werden die Anoden vorzugsweise nicht in besonderen Schutzrohren untergebracht, sondern es werden lediglich zwischen den ein- zelnen Anoden zur gegenseitigen Abschirmung ebenfalls radial gestellte Trennwände und zur gemeinsamen Abschirmung der Anoden gegen die Kathode eine unterhalb der Anoden angeordnete Ringscheibe vorgesehen. So stehen die Anoden verhältnismässig frei im Gefäss und können ihre Wärme ungehindert nach oben und an die Gefässwandungen abstrahlen. Die durch diese freie Anordnung unter Umständen bestehende Gefahr des Heruntertropfens von kondensiertem Quecksilber in die unmittelbare Nähe der Anoden, was zu störenden Dampfdichteschwankungen führen kann, lässt sich dadurch vermeiden, dass oberhalb der Anoden an den Kondensationswänden an sich bekannte Rinnen bzw.
Schirme vorgesehen werden, die das an den Wandungen kondensierte Quecksilber auffangen und aus denen das Quecksilber dann ohne Gefahr für die Anoden in die Kathode zurückgeführt wird.
Scheibenförmige Anoden sind an sich bei zweianodigen Glühkathodengleichrichtern bekannt.
Bei dem bekannten Gefäss sind jedoch die Anoden nicht wie beim Erfindungsgegenstand im Kreis und radial gestellt angeordnet und es werden infolgedessen auch nicht die vorteilhaften Eigenschaften ausgenutzt, die die scheibenförmige Ausbildung der Anoden gerade für einen solchen mehranodigen Gleichrichter besitzt.
Um beim Erfindungsgegenstand ein unregelmässiges Ansetzen des Lichtbogens an den Mantelflächen der Anoden zu verhindern, wird diese Mantelfläche vorteilhaft von einem ringförmigen Schirm umgeben, in welchen zur gleichmässigen Verteilung des Lichtbogens über die Stirnfläche Teilhülsen eingesetzt werden können.
Die Verbindung des stromeinführenden Leiters mit der Anodenscheibe, die aus Graphit oder Kohle bestehen kann, erfolgt durch einen fest eingesetzten Leiterstab aus hochschmelzendem Metall, wie z. B. Molybdän, welcher mit dem Anodenmaterial eine feste Verbindung eingeht. Falls die ver.
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Diese sind bei dem Ausführungsbeispiel isoliert und unmittelbar auf dem Ringieller befestigt und immer in der Symmetrieebene zwischen zwei aufeinanderfolgenden Anoden und also ungefähr parallel zu der Ebene der Anodenscheiben angeordnet.
Durch diese Schirme 11 kann erreicht werden, dass kein einziger Teil der Gefässwandung von der Ionenströmung beaufschlagt wird, so dass auf eine Isolierung der Kathode gegenüber dem Gefäss verzichtet werden kann, was eine erhebliche Verbilligung und Vereinfachung der Gesamtkonstruktion bedeutet.
Um mit einer möglichst geringen Kühlleistung eine ausreichende Kondensation des Quecksilberdampfes zu erreichen, ist in das Gefäss ein beispielsweise kegelförmiger Schirm 12 eingesetzt, welcher in einfacher Weise dadurch befestigt wird, dass er auf den Schirmen 11 ruht. Dieser Schirm
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raum 14 und hält die von den Anoden und der Kathode ausgestrahlte Wärme von dem Kondensationsraum 14 fern. Zweckmässig wird der Schirm, wie in Fig. 1 dargestellt, doppelwandig ausgebildet. Die Räume 13 und 14 stehen durch einen ringförmigen Spalt zwischen dem Schirm und der Gefässwandung in Verbindung. Der durch diesen Spalt entweichende Quecksilberdampf kondensiert dann an der ganzen Gefässoberfläche.
Um zu verhindern, dass das kondensierte Quecksilber an der Innenseite des Entladungsraumes 13 herunterfliesst, ist etwas oberhalb des Spaltes 7 5 eine Auffangrinne 16 mit Uförmigem Querschnitt vorgesehen. Diese wird zweckmässig an der Stelle angebracht, an welcher die beiden Gefässteile, aus denen ein Entladungsgefäss normalerweise besteht, durch eine Schweissnaht miteinander verbunden werden.
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Schirm 77, welcher ein Herabtropfen des an dem Deckel des Gefässes 1 kondensierenden Quecksilbers auf den heissen Schirm 72 verhindern soll. Von der tiefsten Stelle dieses Schirmes 17 führt ein Abflussrohr 29 zu der Rinne 16. Aus dieser wird dann das Quecksilber durch nicht mitgezeichnete Rohre. welche an der Innenseite der Gefässwandung entlanglaufen können, in die Kathode 2 zurückgeleitet.
Da der Schirm 17 sich nicht mehr in dem Entladungsraum befindet, kann er ohne weiteres mit der Gefässwandung leitend verbunden werden, z. B. kann er mittels angeschweisster Träger 30 gehalten werden.
Fallsdas Gefäss mit Edelgas oder einem andern chemisch inaktiven Gasgefiilltistunddieses Gas bei zunchmender Erwärmung des Gefässesinfolge Belastungaus dem Anodenraum, welchen es ebenso wie die übrigen Teile des Gefässes bei kaltem Gefäss erfüllt, durch den von der Kathode aufsteigenden Quecksilberdampfstrom verdrängt werden soll, wird an Stelle eines einfachen Schirmes 12 ein geschlossener Behälter 18 in das Vakuumgefäss eingesetzt, dessen Boden in gleicher Weise wie der Schirm 12 wirkt und daher auch mit 12 bezeichnet ist. Dieser Einsatzkörper 18 lässt einen ringförmigen Raum zwischen sich und der Gefässwandung frei, in welchem die Kondensation vor sich geht.
An einer von der Dampfoder Gasströmung abgewendeten Seite des Behälters, vorteilhaft an der Oberseite des Behälters, ist eine Öffnung. 31 vorgesehen, die zweckmässig durch einen Deckel 32 gegen heruntertropfendes Quecksilber geschützt wird. In diesem Behälter sammelt sich dann allmählich das nicht kondensierbare Edelgas. während das kondensierende Quecksilber an den Wandungen des Gefässes 1 herunterfliesst und mehr oder weniger vollständig von der Rinne 16 aufgefangen wird.
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Die Kühlung kann durch ein flüssiges oder gasförmiges Kühlmittel erfolgen. Bei Verwendung eines flüssigen Kühlmittels ist eine wasserstoffionenfreie bzw. nicht abgebende Flüssigkeit zu verwenden. sofern es sich um ein Metallgefäss handelt, oder aber die Wandung des Vakuumgefässes, ist, so weit sie mit der Kühlflüssigkeit in Berührung kommt, aus einem Wasserstoffionen nicht aufnehmenden Material herzustellen.
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umgeben, in welchen ein Ventilator eingesetzt ist. dessen Lüfterflügel mit : 22 und dessen Motor mit 2. 3 bezeichnet ist. Am unteren Ende des Mantels 27 sind Öffnungen : ; ; vorgesehen.
Sowohl bei Verwendung eines fliissigen als auch eines gasförmigen Kühlmittels ist die Kühlung so auszugestalten. dass der obere Teil des Gefässes stärker als der untere gewählt wird. Bei Luftkühlung kann dies in der Weise geschehen, dass der Kühlmittelstrom von oben nach unten gerichtet ist.
Die nötigen Stromanschlüsse zu den Elektroden erfolgen zweckmässig mit Hilfe eines Kabelendverschlusses, der in dem Raum zwischen der Grundplatte 19 und dem Gefässboden 72 untergebracht wird.
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