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Einrichtung zur Regelung der Dampfströmung in Metalldampf-Gleichrichtern.
Es ist für Metalldampfgleichrichter für kleinere Leistungen im allgemeinen belanglos, in welcher Weise die Dampfströmungen verlaufen ; hingegen ist dieser Frage bei Gleichrichtern für höhere Leistungen, die gewöhnlich Gefässe aus Metall aufweisen, eine grosse Bedeutung bei-
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1. Der von der Kathode aufsteigende Dampfstrom darf unter keinen Umständen die Anode treffen.
2. Im Interesse einer möglichst hohen Leitfähigkeit der Dampfstrecken ist eine Scheidung von leitenden und nicht leitenden Dämpfen möglichst frühzeitig, am besten schon unmittelbar über der Kathode vorzunehmen.
3. Die in der Nähe der Dampfstrecken gelegenen Teile der Gefässwand dürfen durch die Lichtbogen nicht derart erhitzt werden, dass eine Neuverdampfung bereits niedergeschlagener und an den Gefässwänden herabrieselnder Quecksilbertropfen erfolgt.
Einrichtungen, welche allen diesen Bedingungen in hinreichender Weise genügen, sind bis jetzt nicht bekannt. Mit Ausnahme einer einzigen Konstruktion (vgl. z. B. 0. P. Nr. 49841) gibt es in dieser Hinsicht überhaupt kein Vorbild und auch dieses ist insofern beschränkt. als die Konstruktion auf die Verwendung nur einer einzigen Dampfstrecke zugeschnitten ist.
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Gesamtleistung auf mehrere, im gleichen Gefäss befindliche Anoden zu verteilen, emerlei. ob diese parallelgeschaltet oder an verschiedenen Phasen angeschlossen sind. Auf diese Weise erlaubt der Gleichrichter bei gleicher Grösse eine wesentlich grössere Gesamtbelastung als beim Vorhandensein einer einzigen Anode.
Die mit dieser bisher nicht erkannten Aufgabe erneut auftretenden vorgenannten Schwierig-
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zwangsläufig nach der Gefässachse hinzuführen. Hiezu können Kanäle, Röhren oder dgl. dienen.
Besonders zweckmässig und konstruktiv einfach ist die Ausbildung der einzelnen leitflächen zu einem gemeinsamen Sammeltrichter.
Die von den Leitwänden bzw. dem Sammeltrichter freigelassene zentrale Öffnung erlaubt dem aufsteigenden Dampfstrom ungehinderten Durchtritt in einer vorgeschriebenen Bahn, wodurch eine Berührung der Anoden durch den Dampfstrom ausgeschaltet wird. Eine besondere Blende, die für den Dampfstrom ein Hindernis bildet, ist daher nicht mehr erforderlich.
Falls es lediglich darauf ankommt, die Anoden vor der schädlichen Wirkung des Dampfstromes zu schützen, können die Leitwände in ein Sammelrohr übergehen, da bis zur Kathoden-
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obernäche herabreicht. Es ist jedoch vorteilhafter, die Leitwände etwas oberhalb der Kathoden- oberfäche'zh unterbrechen, damit den nichtleitenden Dämpfen Gelegenheit geboten ist, sofort nach Verlassen der Kathode seitlich nach den kühleren Gefässwänden zu entweichen.
Durch die deutlich ersichtliche, im Übrigen nicht nachteilige Einschnürung der Dampfstrecke werden die Lichtbogen veranlasst, die zwischen der zentralen Öffnung und der Kathode befindliche Strecke zu durchschreiten, ohne die Gefässwand zu berühren bzw. zu erhitzen, und somit wird der eingangs erwähnten dritten Hauptbedingung genügt, d. h. einer Wiederverdampfung vorgebeugt.
Es ist an sich nicht neu, in Gefässe besondere Schutzwände in Form einer Auskleidung
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Obwohl nun die gemäss der Erfindung einzuführenden Leitwände je nach den baulichen Verhältnissen des Gefässes M ausgebildet werden können, dass sie gleichzeitig als Schutzwände dienen bzw. solche überflüssig machen, so unterscheiden sie sich doch prinzipiell von den bereits bekannten Schutzw nden durch ihre neue Aufgabe, die einzelnen Dampfstrecken zu sammeln und gleichzeitig die Dampfströmung in der beschriebenen Weise zu regeln.
Ein weiteres Unterscheidungsmerkmal gegenüber der scheinbaren Übereinstimmung ist darin zu erblicken, dass der Vorteil der Leitwände auch in solchen Fallen ungeschmälert bleibt, wenn eine besonderer Schutzwand schon vorhanden ist, und sogar dann. wenn die Verhältnisse derart sind, dass Schutzwände überhaupt nicht benötigt werden, z. B. bei Metallgefässen, die mit der Kathode elektrisch nicht verbunden sind.
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material k, dessen Oberfläche durch ein Isolierrohr m abgegrenzt ist. Zweck dieses Rohres ist, die Bewegungsfreiheit des Lichtbons auf der Kathodenoberfläche einzuschränken.
Der obere Verschluss c enthält die Stromeinführungen e von f ! nt'r Anzahl Anoden i. die in der Nahe der
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wird Andererseits ist infolge der gewählten Anordnung den überschüssigen, an der Stromleitung nicht teilnehmenden Metalldämpfen sofort nach Verlassen der Kathode reichliche Gelegenheit geboten, die Strombabc zu verlans., und und n den Gefässwänden sich zu kondensieren- Der Weg dieser letzteren nichtleitenden Dampfart ist in den Fig. 2 und 4 durch gestrichelte Pfeile angedeutet.
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In Fig. die einen Teil eines Gleichrichters darstellt, sind die Anoden i und ihre Stromzuführungen mit geeigneten Hüllen Al und h2 bzw. h3 versehen. Die Hülle h3 ist besonders lang ausgebildet, um bei Hochspannung eine Rückzündung mit grösserer Sicherheit zu verhindern.
Bei einer Einrichtung gemäss Fig. 3 ist es möglich, die Anoden sämtlich parallel zu schalten, wobei die Kathode fremderregt, d. h. durch einen Hilfalichtbogen dauernd wirksam gehalten werden muss, sie können aber auch verschiedene Polarität erhalten und gruppenweise an die verschiedenen Phasen eines Wechseistromsystemes angeschlossen werden. In diesem Falle kann die Fremderregung fortfallen, d. h. die abwechselnd auftretenden Stromimpulse überlappen sich zum Teile und halten somit die Kathode selbst auf der erforderlichen hohen Temperatur.
Die Fig. l bis 5 veranschaulichen die Erfindung in Verbindung mit von oben in das Vakuumgefäss eingeführten Anoden. Sie lässt sich jedoch gleich vorteilhaft anwenden, wenn es sich um Apparate mit seitlich eingeführten Anoden handelt wie aus den Fig. 6 bis 12 hervorgeht.
In Fig. 6 und 7 (Grundriss) stellt beispielsweise g ein Vakuumgefäss mit seitlichen Armen nj bis It. dar, mit den seitlich eingeführten Anoden al bis 0.. Die die letzteren in bekannter Weise
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Ende etwas verjüngt und kurz oberhalb der Kathode k endet. Letztere ist durch einen aus Isoliermaterial hergestellten Körper s zum Teil abgegrenzt, derart, dass der von o unten austretende Lichtbogen sich nur an den verhältnismässig kleinen Kathodenoberflächen festsetzen kann. Im
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ist den nichtleitenden Dämpfen Gelegenheit gegeben, sofort nach dem Verlassen der flüssigen Kathode in der Richtung der Pfeile q seitlich zu entweichen. eine Beeinflussung der leitenden Dampfstrecken p wird somit auf ein Minimum reduziert.
Falls das Sammel-oder Leitrohr o aus Isoliermaterial hergestellt wird, was nicht unbedingt notwendig ist, ist es aus Fabrikationsgründen vorteilhafter, wenn die aus den Fig. 8 und 9 (Grundriss) ersichtliche Form gewählt wird, bei der die Schutzkappen r etwas über den oberen Rand von o hinausragen. Infolge der Einwirkung des elektrischen Feldes münden die Dampfstrecken von selbst in o, ohne eine Berührung mit den Gefässwänden befürchten zu müssen.
Bei höheren Betriebsspannungen ist es notwendig, dass die Anoden in emem grösseren Abstand von der Kathode angebracht werden. Die Fig. 10 und 11 zeigen, wie mit der neuen Einrichtung dies in einer konstruktiv sehr einfachen Form berücksichtigt werden kann. Ftg 1U stellt einen Gleichrichter für niedrige Spannung, Fig. 11 einen solchen für höhere Spannung, z. B. für mehrere Tausend Volt dar. Wie ersichtlich, besteht die ganze bauliche Änderung lediglich darin, dass die Entfernung h und die Länge des Sammel- oder Leitrohres o bei den Hochspannungs-
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Ferner zeigt Fig. 12 einen Gleichrichter für sehr hohe Stromstarken mit einer erheblichen Anzahl von in mehreren parallelen Ebenen angeordneten und eventuell paralleigeschalteten Anoden. Der obere Dom @ dient als Kondensationskammer
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gestellt, das sich von den vorhergehenden Formen dadurch unterscheidet, dass es ohne Unterbrechung in das zum Abgrenzen der Kathodenoberfläche dienende Isoherrohr s unmittelbar ubergeht.
PATENT-ANSPRÜCHE :
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Anoden ausgehenden Dampfstrecken sämtlich durch besonders in das Vakuumgefäss eingesetzte Lettwande umfasst und nach der abgegrenzten wirksamen Kathodenoberfläche hingeleitet werden.
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