Lichtbogenstromrichter mit Elektroden in strömendem Löschmittel. Bei den neueren Lichtbogenstromrichtern wird zur Einleitung der Lichtbögen (Haupt lichtbögen) ein Hilfslichtbogen periodisch zwischen die Elektroden geblasen. Auf diese Weise erhält man eine wesentlich bessere Zündung als dies früher :durch die Über- sehlagszündung möglich war. Im Betrieb treten aber auch bei diesen neueren Licht bogenstromrichtern noch Aussetzer auf.
Diesen Nachteil beseitigt die Erfindung dadurch, dass bei L ichtbogenstromrichtern mit Elektroden in strömendem Löschmittel und periodischer Einleitung d em Hauptlicht bögen durch Hilfslichtbögen einer der Fuss- punkte der Hilfslichtbögen auf solchen Elek- trodenteilen entsteht, auf denen sich einer der Fusspunkte der Hauptlichtbögen befinden: soll.
Die Erfindung ist in der Zeichnung in mebreren Ausführungsbeispielen veranschau licht, wobei in Fig. 1, 2 und 4 jeweils links und rechts von der Mittelachse verschiedene Bauformen gezeichnet sind, die jedoch keine grundsätzlich verschiedene Wirkung ergeben. Die Fig. 1 zeigt einen Lichtbogenstrom- richter, beidem jedes Elektrodengebild@e aus einer Hauptelektrode (3 bezw. 4) und einer Schirmelektrode (5 bezw. 6) besteht.
Im übrigem kann man die Schirmelektrode je nach .den erwünschten Druck- und Strö- mun.g.sverhältnissen nach Ader in der F'ig. 1 oben links oder rechts dargestellten Bauart ausbilden. Die :Schirmelektrode 5 dient in dem gezeichneten Falle gleichzeitig als Zünd- elektrode.
Sie muss, in diesem Falle natürlich gegen die Hauptelektrode isoliert sein. Dies kann praktisch dadurch erfolgen, dass die Schirm elektrode auf die entsprechende Haltevor richtung isoliert aufgesetzt wird, oder dass die Schirmelektrode einschliesslich ihrer Haltevorrichtung in die Lichtbogenkammer isoliert eingesetzt ist.
Anderseits kann es sich aber auch als zweckmässig erweisen, die Schirmelektrode mit ihrer Haltevorrichtung direkt mit,dem Boden der Inchtbogenkammer zu verbinden, und die Hauptelektrode mit ihrer Haltevorrichtung und unter Umständen einschliesslich ihrer Kühlvorrichtung in die Lichtbogenkammer isoliert einzusetzen.
Die Hilfslichtbögen 7 entstehen zwischen den Punkten 8 und 9. Der eine Fusspunkt 8 des Hilfslicbtbob ns 7 befindet sich, wie dies ;die Fig. 1 zeigt, bereits auf der Haupt- elektrode 3.
Der andere Fusspunkt 9 wan dert, von .der axialen Gasströmung 10 he- blasen, auf der Schirmelektrode 5 durch die Schirmel-ektrodenöffnung 11 hindurch zur Stelle 12-. Gleichzeitig wird der Hilfslicht bogen 7 durch die axiale Gasströmung 10 verlängert und ausgebaucht, so dass er die mit 13 bezeichnete Gestalt und Stellung ein nimmt. In dieser Stellung springt dann der Hilfslichtbogenfusspunkt von der Stelle 12.
zum Punkt 14 der Hauptelektrode 4 über und leitet hierdurch den Hauptlichtbogen 15 ein, der in der Fig. 1 zur besseren Veran- scbaulichung an einer zweiten Stelle ein gezeichnet ist. Der Fusspunkt 8 des Hilfs lichtbogens bleibt hierdurch im wesentlichen ungestört auf der Hauptelektrode 3.
Diese Vorgänge werden am besten dadurch er reicht, dass durch eine sanfte, gegen die Hauptelektrode im Achsialschnitt konkave Krümmung der Innenfläche der Schirmelek trode der Gasstrom an dieser umgelenkt wird ohne von ihr abzuprallen, während die Ober fläche der Hauptelektrode gegen die Schirm- elektrod.ekonvex gekrümmt ist oder schärfere Umlenkungen oder Einziehungen a entspre chend der rechten .Seite der Fig. 2, haben kann,
um den Gasstrom .durch prallwirkung möglichst von ihr im Zündspalt fernzuhalten. Hierdurch wird erreicht, dass der Lichtbogen- fusspunkt auf der Hauptelektrode infolge an ihr auftretender Strahlablösung langsam und auf der Schirmelektrode bis zu deren obern Rand schnell vom Gasstrom mitgenommen wird.
Im übrigen bildet man die Oberflächen der Schirm- und Hauptelektroden zweckmä- ssigerweise derart aus, dass der geringste Abstand, also die Stelle, an der der Hilfs lichtbogen überspringt, vom Hauptlichtbogen aus gesehen, tief im Zündspalt, etwa an der Stelle 8, 9 in Fig. 1 liegt. Hierdurch wird für die ganze Brenndauer des Hilfslicht bogens die Möglichkeit gegeben, dass die Hilfslichtbogenfusspunkte wandern können.
Die Zündung des Hauptlichtbogens: erfolgt wie erwähnt dadurch, dass ein Ast,des Hilfs lichtbogens,die beiden Hauptelektroden 3 und 4. miteinander leitend verbindet. Da dieser Hilfslichtbogen durch eine eigene ,Strom quelle gespeist wird, ist eine elektrisch lei tende Verbindung zwischen den Hauptelek troden auch dann möglich, wenn eine .genü gend hohe Spannung für die Zündung des Hauptlichtbogens nicht vorhanden ist oder die Stellen, an denen die Fusspunkte des Hauptlichtbogens entstehen sollen, im Sperr zustand voneinander abgeschirmt sind.
Be trägt beispielsweise der Öffnungsradius der Schirmelektrode 12 mm, so ist es möglich. den Hauptlichtbogenfusspunkt in einer Ent fernung von der Mittellinie von beispiels weise 15 mm entstehen zu lassen, wodurch die Abbrandfläthe auf der Hauptelektrode einen grösseren Durchmesser erhält als die Öffnung -der Schirmelektrode.
Der Abbra.nd wird somit auf eine grössere Fläche: verteilt, überhaupt vermindert und ein Auswechseln der Elektroden erst nach längerer Betriebs dauer nötig als dies bei kleiner Abbrand- fläche der Fall wäre. Ausserdem wird hier durch eine ausreichende Abschirmung des beissen Lichtbogenfusspunktes gegenüber dem Feld der andern Hauptelektrode erreicht und somit eine, Rückzündung wirksam vermieden.
Durch die Zündung des Hilfslichtbogens an der erwähnten Stelle wird nicht nur die Wanderung des Hilfslichtbogens, sondern auch eine solche dies Hauptlichtbogens be wirkt, wenn nämlich der Fusspunkt in dem Augenblick, wo der Hilfslichtbogen in den Hauptlichtbogen übergeht, noch nicht bis, zur eigentlichen Abbra.ndfläche getrieben ist. Dies ist zur Vermeidung eines störenden Abbran.des unbedingt erforderlich, da sonst auch .die .Strömung des Gases bei erheblichen Formänderungen. der Elektroden nachteilig beeinflusst wird.
Die Möglichkeit hierzu gibt, wie erwähnt, die Zündung des Ililfs- lichtbogens tief im Zündspalt im Verein mit der an der Schirmelektrode entlangstreichen- den Gasströmung, die .den Fusspunkt auf der Hauptelektrode nur langsam mitnimmt.
Durch diese Art der Zündung des Haupt lichtbogens wird eine Wanderung der Haupt lichtbogenfusspunkte über die vorbestimmte Abbrandfläche hinaus vermieden. Dies steht zwar im Gegensatz zu verschiedenen frühe ren Vorschlägen., in denen empföhlen wurde., die Lichtbogenfusspunkte bei der Löschung durch die Gasströmung an :Stellen zu trei ben, an -denen die Feldstärke in der Sperr zeit klein ist.
Es zeigt sich aber, dass der obengenannte Vorschlag zw eckmä.ssi.ger ist, da dann :die Liohtbogenfusspunkte nicht mehr bei .der Löschung des Lichtbogens eine Wanderung vornehmen müssen. Bei den bis her bekannten Anordnungen, insbesondere bei der Zündung durch zusätzliche Über- schlagungsspannungen, musste der Haupt lichtbogen zwischen den Schirmelektroden auf den einander gegenüberliegenden Flächen entstehen. Es war deshalb eine Wanderung der Lichtbogenfusspunkte von den Schirm elektroden auf die Hauptelektroden nicht zu umgehen.
Inder Vermeidung dieser Wande rung des einen Lichtbogenfusspunktes, die durch die neue Zündart unnötig geworden ist, liegt ein besonderer Vorteil der Erfin dung.
Hierbei kann man die Wirkung, dass die Lichtbogenfusspunkte nur an bestimmten Teilen der Elektroden ansetzen, noch da durch verstärken, dass man auf der Ober fläche von Elektrodenteilen, die durch die Liehtbogenfusspunkte berührt werden, die Fusspunkte selbst aber nicht tragen sollen, Isolierstoff aufträgt. Diese Isolierstoffe müssen zweckmässigerweise eine Berührung mit dem Lichtbogen aushalten können. Sie müssen also in gewisser Hinsicht temperatur beständig sein.
Es kommt deshalb insbeson dere in Frage, dass, an diesen Stellen Metall teile mit oxydierter Oberfläche eingesetzt werden. Hierbei sind Metalle zu benutzen, deren Oxyde eine hohe Isolierfestigkeit be- sitzen, wie z. B. Wolfram, Aluminium usw. Bei der in der Fig. 1 dargestellten Anord nung ist beispielsweise bei ,der :Schirmelek- trode 6 schematisch ein derartiger Teil 16 mit Oxydoberfläche angedeutet.
Damit die periodische Einleitung des Hauptlichtbogens zeitlich möglichst genau erfolgt, muss der Hilfslichtbogen möglichst schnell zur zweiten Hauptelektrode hinüber geblasen werden. Die Forderung, dass die Gasgeschwindigkeit an diesen Stellen extrem hoch ist, ist demgemäss selbstverständlich.
Es wird aber nicht unter allen Umständen allein durch Emhöhung der Geschwindigkeit das gewünschte Ziel erreicht. Es ist beson ders darauf zu achten, dass die :Strömung auch in den. Teilen., an denen sie die Schirm elektroden berührt, hohe, gleichmässige Ge schwindigkeit besitzt, damit :dieser Fusspunkt des Hilfslichtbogens nicht durch Stauungen oder Wirbelungen in der Wanderung behin- dei-t oder überhaupt festgehalten wird.
Die Ausbildung einer wirbelfreien Strömung ist hier besonders schwierig. Es@ mu3 darauf geachtet werden, dass im Verlauf der Strö mung keine plötzlichen Verengungen oder Erweiterungen der Strömung entstehen, und dass insbesondere :eine Umlenkung .der Gas strömung nicht an ,Stellen höchster Ge schwindigkeit erfolgt.
Daraus ergibt sich zum Beispiel, :dass die Gasströmung an kei ner Stelle höhere Geschwindigkeit haben sollte als im Lichtbogenraum. Der Licht bogenraum selbst ist hierbei nicht als plötz liche Erweiterung im Verlauf der :Strömung aufzufassen, da der Gasstrahl infolge seiner Geschwindigkeit im Lichtbogenraum seine Richtung beibehält, konzentriert bleibt und sogar durch eine radiale Gasströmung, wie durch eine Wand, -zusammengehalten werden kann. Würde zum Beispiel die.
Geschwindig keit am Zündspalt in der Nähe des Punktes 8 höher sein als im Lichtbogenraum, so wür den bei der kurz auf diese folgenden Um lenkung ,des Gasstrahls und bei :der gleich zeitigen Querschnittserweiterung Wirbelun- gen auftreten, die einerseits die Bewegung des Hilfslichtbogens hindern können, und anderseits die für die Führung des Haupt lichtbogens nötige Strömung ungünstig be einflussen können.
Es könnten nämlich Teile dieser Wirbel mitgerissen werden und Wärmestauungen im Lichtbogenraum erzeu gen, die eine zu langsame Entionisierung und damit Rückzündungen nach dem Strom nulldurchgang hervorrufen.
An der Schirmelektrode, dem Zündkranz der Hauptelektrode gegenüber, können Zähne 17 (Fig. 2) vorgesehen werden. Dies hat den Vorteil, dass eine grosse Luftmenge ohne Stauungen, Wirbelungen oder Drosse lungen zwischen Schirm- und Hauptelektrode hindurchströmen kann und trotzdem durch den geringen Abstand der Schirmelektroden zähne 17 von der Hauptelektrode 3 .günstige Zündverhältnisse vorhanden sind.
Zur zeitlich genauen Einleitung der Hauptlichtbögen ist es weiterhin nötig, dass die Hilfslichtbögen immer an Stellen: gezün det werden, die von der Achse der Anord nung ungefähr gleiche Abstände haben, da mit der Weg des Hilfslielitbogens ungefähr gleich lang bleibt.
Hierauf muss bei der Ausbildung der einander, gegenüberstehen den Flächen von Haupt- und Zündelektrode Rücksicht genommen werden. Wie, im föl- genden Absatz näher beschrieben und bei spielsweise in Fig. 21 dargestellt ist, besteht die Möglichkeit, die Hauptelektrode derart auszubilden, dass@ durch den Abbrand auf der Hauptelektrode ein Krater mit scharfem Rand erhalten bleibt oder entsteht,
so dass ein ausgeprägter Zündkranz für die Überschlags- zündung des Hilfslichtbogens vorhanden ist. Dies hat den weiteren Vorteil,
dass ein Bren nen des dem Hauptelektrodenfüsspunkt be nacUbarten Teils der Uchtbogensämle im Windschatten gewährleistet ist. Bei dem in der Fig. 2 beispielsweise veranschaulichten Liehtbogenstromrichter besitzt die Haupt elektrode 3 einen -derartigen Kraterränd an dem Einsatzstück 18.
Zweckmässigerweise wird man .dem Kra terrand einen derart grossen Durchmesser geben, dass die Schirmung des Kraterrandes durch die Schirmelektrode 5 während der Sperrzeit erhalten bleibt.
Für die Erhaltung oder Erzielung eines scharfen Kraterrandes kann man denjenigen Teil der Hauptelek- trode, der zum Krater ausbrennt, also in dem in der Fig. 2 gezeichneten Fall den Teil 18, aus einem Metall mit geringerem Schmelz punkt oder geringerer Leitfähigkeit oder mit geringerem Schmelzpunkt und geringerer Leitfähigkeit als die übrige Elektrode her stellen. Man kann gegebenenfalls auch an einer der Hauptelektroden denjenigen Teil, in dem sich der Krater ausbildet, mit Queck silber ganz oder zum Teil ausfüllen.
Der Kraterrand am Teil 19 in der Hauptelektrode gemäss Fig. 2 besteht gegebenenfalls vorteil- hafterweise aus einem Metall von höherem Schmelzpunkt als das. Kraterinnere.
Derjenige Teil, in dem .sich der Krater ausbildet, kann auch aus einem Metallstück bestehen, das nachschiebbar angeordnet ist und durch Federdruck selbsttätig nachge stellt wird. Eine derartige Anordnung zeigt .die Fig. 3. Bei der Anordnung dieser Figur ist die Hauptelektrode 3 mit einem Metall stück 19 versehen, das nachschiebbar ange ordnet ist und durch .den Druck der Feder 2,0 selbsttätig nachgestellt wird.
Bei den bisher beschriebenen Anordnun gen ist es grundsätzlich gleichgültig; welche Stromrichtung im Lichtbogen besteht bezw. welche Polarität die Fusspunkte auf der Hauptelektrode und der Zündelektrode be sitzen.
Es sind aus den bisherigen Unter suchungen und Veröffentlichungen verschie dene Eigenschaften des Lichtbogens be kannt, die sowohl die eine wie die andere Stromrichtung günstig erscheinen lassen. Aus einigen Untersuchungen kann geschlos sen werden, dass der Ancdenfusspunkt mehr als der Kathodenfusspunkt zum Springen neigt, d. h.
da,ss bei Schleifenbildung (13 in Fig. 1) des Zündlichtbogens der Anodenfuss punkt .eher, geneigt ist, sich auf einer andern Elektrode festzusetzen und den restlichen Teil .des Zündlichtbogens damit kurz- zu schliessen.
In diesem Falle wäre es bei en oben beschriebenen Anordnungen zweck mässig, der Ungel-ektrode positives Potential gegenüber der Hauptelektrode zu geben, so dass der Fusspunkt der Hauptelektrode Kathode ist und auch für den Hauptlicht bogen Kathode bleibt. Der Fusspunkt auf der Zündelektrode ist Anode und springt leichter auf die gegenüberliegende Haupt elektrode. Dieser Fusspunkt bleibt im vorlie genden Falle auch für den Hauptlichtbogen Anode.
Neben der :Strömung 10 (Fig. 1) mit axialer Komponente kann selbstverständlich zum Löschen des Hauptlichtbogens auch noch eine rein radiale Gasströmung 2,1 vor gesehen werden. Ferner kann als Strömungs mittel sowohl Gas, Dampf, als auch gege benenfalls irgendeine Flüssigkeit Verwen dung finden.
Bei den veranschaulichten Ausführungs beispielen der Erfindung wurde stets ange nommen, dass dem Hilfslichtbogen zwischen der Ilauptelektrode und der zugehörigen Schirmelektrode gezündet wird. Dies ist aber selbstverständlich nicht unbedingt erforder lich. Es können auch in oder an -der Haupt elektrode eine oder mehrere Zündelektroden vorgesehen sein, so dass, also der Hilfslicht bogen zwischen dieser besonderen Zündelek- trode und der Hauptelektrode eingeleitet wird. Ein derartiges Ausführungsbeispiel zeigt die Fig. 4.
In dieser Figur .ist zur Ver einfachung von den beiden Hauptelektroden lediglich die Hauptelektrode 3 gezeichnet. In diese Hauptelektrode ist eine besondere Zündelektrode 2.2 isoliert eingebaut. Der Hilfslichtbogen wird zwischen der Haupt elektrode 3 und der Zündelektrode 22 einge leitet und .durch die Strömung in sinngemä sser Weise wie bei der Anordnung der Fig. 1 zur gegenüberliegenden Hauptelektrode hin- übergeblasen, wobei der eine Fusspunkt erfin dungsgemäss auch für den Hauptlichtbogen auf der Hauptelektrode 3 verbleibt.
Die :Pig. 4 zeigt links und rechts zwei verschie- cleneAusführungsbeispiele, deren Wirkungs weise grundsätzlich gleich ist, und die sich nur dadurch unterscheiden, dass die links dargestellte Bauart ,der Zündelektrode 2.2 sich besser der Strömung anpasst.
Arc converter with electrodes in a flowing extinguishing agent. In the newer arc converters, an auxiliary arc is blown periodically between the electrodes to initiate the arcs (main arcs). In this way you get a much better ignition than was previously possible: because of the flashover ignition. But even with these newer arc converters, dropouts occur during operation.
The invention eliminates this disadvantage in that, in the case of arc converters with electrodes in a flowing extinguishing agent and periodic initiation of the main arcs by auxiliary arcs, one of the base points of the auxiliary arcs is created on those electrode parts on which one of the base points of the main arcs is supposed to be located .
The invention is illustrated in the drawing in mebreren exemplary embodiments, wherein in Fig. 1, 2 and 4 different designs are drawn on the left and right of the central axis, which, however, do not result in a fundamentally different effect. 1 shows an arc converter, in which each electrode structure consists of a main electrode (3 or 4) and a shield electrode (5 or 6).
In addition, depending on the desired pressure and flow conditions, the shielding electrode can be shown in the Fig. 1 train the type shown above left or right. In the case shown, the shield electrode 5 also serves as an ignition electrode.
In this case, of course, it must be insulated from the main electrode. This can practically take place in that the shielding electrode is placed on the corresponding holding device in an insulated manner, or that the shielding electrode, including its holding device, is inserted into the arc chamber in an insulated manner.
On the other hand, it can also prove to be useful to connect the shield electrode with its holding device directly to the bottom of the double-arc chamber, and to insert the main electrode with its holding device and possibly including its cooling device in the arc chamber in an insulated manner.
The auxiliary arcs 7 arise between the points 8 and 9. The one foot point 8 of the auxiliary arcs 7 is, as shown in FIG. 1, already on the main electrode 3.
The other base point 9 wanders, blown by the axial gas flow 10, on the shield electrode 5 through the shield electrode opening 11 to point 12-. At the same time, the auxiliary light arc 7 is extended and bulged out by the axial gas flow 10, so that it takes the shape and position indicated by 13. In this position, the auxiliary arc root point jumps from point 12.
to point 14 of the main electrode 4 and thereby initiates the main arc 15, which is shown in FIG. 1 at a second point for better illustration. The base point 8 of the auxiliary arc thus remains essentially undisturbed on the main electrode 3.
These processes are best achieved by a gentle curvature of the inner surface of the shield electrode that is concave towards the main electrode in axial section, deflecting the gas flow on the latter without bouncing off it, while the surface of the main electrode is convex against the shield electrode is curved or sharper deflections or indentations a corresponding to the right .Side of Fig. 2, can have,
in order to keep the gas flow as far away as possible from it in the ignition gap by impact. This ensures that the arc root point on the main electrode is slowly carried along by the gas flow as a result of the beam separation occurring there, and on the shield electrode up to its upper edge quickly.
In addition, the surfaces of the screen and main electrodes are expediently designed in such a way that the smallest distance, i.e. the point at which the auxiliary arc jumps, viewed from the main arc, deep in the ignition gap, for example at the 8.9 in Fig. 1 is located. This gives the possibility for the auxiliary arc root points to wander for the entire burning time of the auxiliary arc.
The ignition of the main arc: takes place, as mentioned, in that a branch of the auxiliary arc connects the two main electrodes 3 and 4 in a conductive manner. Since this auxiliary arc is fed by its own power source, an electrically conductive connection between the main electrodes is possible even if there is not enough voltage to ignite the main arc or the points where the base points of the Main arcs are to arise, are shielded from each other in the blocked state.
For example, the opening radius of the shield electrode is 12 mm, so it is possible. to create the main arc root at a distance from the center line of, for example, 15 mm, whereby the burn-off surface on the main electrode has a larger diameter than the opening of the shield electrode.
The abrasion is thus distributed over a larger area, reduced at all, and the electrodes only need to be replaced after a longer period of operation than would be the case with a smaller burn area. In addition, sufficient shielding of the two arc root point from the field of the other main electrode is achieved here and thus backfire is effectively avoided.
By igniting the auxiliary arc at the point mentioned, not only the migration of the auxiliary arc, but also the migration of this main arc is effected, namely if the base point at the moment when the auxiliary arc changes into the main arc does not go as far as the actual breakdown. nd surface is driven. This is absolutely necessary to avoid a disruptive burn-off, as otherwise the flow of the gas in the event of significant changes in shape. the electrodes is adversely affected.
The possibility for this is, as mentioned, the ignition of the auxiliary arc deep in the ignition gap in conjunction with the gas flow sweeping along the shield electrode, which only slowly carries along the base on the main electrode.
This type of ignition of the main arc prevents the main arc root points from migrating beyond the predetermined burn-up area. This is in contrast to various earlier proposals, in which it was recommended to drive the arc root points when extinguishing by the gas flow: Places where the field strength is low during the blocking period.
It turns out, however, that the above-mentioned proposal is more useful, since then: the light arch base points no longer have to migrate when the arc is extinguished. In the arrangements known up to now, especially when igniting by additional flashover voltages, the main arc had to arise between the shield electrodes on the opposite surfaces. A migration of the arc root points from the shield electrodes to the main electrodes could therefore not be avoided.
A particular advantage of the invention lies in avoiding this migration of one arc root point, which has become unnecessary due to the new type of ignition.
The effect that the arc root points only apply to certain parts of the electrodes can be reinforced by applying insulating material to the surface of electrode parts that are touched by the arc root points but are not supposed to support the base points themselves. These insulating materials must expediently be able to withstand contact with the arc. So you have to be temperature resistant in a certain way.
It is therefore particularly possible that metal parts with an oxidized surface are used at these points. Metals are to be used here, the oxides of which have a high insulating strength, such as B. tungsten, aluminum, etc. In the arrangement shown in FIG. 1, such a part 16 with an oxide surface is indicated, for example, in the: shielding electrode 6.
So that the periodic initiation of the main arc takes place as precisely as possible, the auxiliary arc must be blown over to the second main electrode as quickly as possible. The requirement that the gas velocity is extremely high at these points is therefore a matter of course.
However, the desired goal will not be achieved under all circumstances simply by increasing the speed. It is particularly important to ensure that the: flow also enters the. Parts at which it touches the shielding electrodes has a high, steady speed so that: this base point of the auxiliary arc is not hindered or held at all by congestion or eddies in the migration.
The formation of an eddy-free flow is particularly difficult here. Care must be taken that in the course of the flow there are no sudden narrowing or widening of the flow, and in particular that: the gas flow is not diverted at points of the highest speed.
This means, for example: that the gas flow should never have a higher speed than in the arc chamber. The arc space itself is not to be understood as a sudden expansion in the course of the flow, as the gas jet maintains its direction due to its speed in the arc space, remains concentrated and can even be held together by a radial gas flow, such as through a wall. For example, the.
If the speed at the ignition gap near point 8 is higher than in the arc space, then during the deflection of the gas jet and the simultaneous expansion of the cross-section, eddies would occur which, on the one hand, can prevent the movement of the auxiliary arc , and on the other hand, the flow necessary for guiding the main arc can be unfavorable.
This is because parts of these eddies could be carried away and heat build-up in the arc chamber, causing deionization that is too slow and thus reignition after the current has passed zero.
Teeth 17 (FIG. 2) can be provided on the shield electrode, opposite the ignition ring of the main electrode. This has the advantage that a large amount of air can flow between the screen and main electrode without congestion, eddies or throttling, and the small distance between the screen electrode teeth 17 and the main electrode 3 means that favorable ignition conditions are still present.
To initiate the main arcs at a precise time, it is also necessary that the auxiliary arcs are always ignited at approximately the same distance from the axis of the arrangement, since the path of the auxiliary arc remains approximately the same.
This must be taken into account when designing the opposing surfaces of the main and ignition electrodes. As described in more detail in the following paragraph and shown, for example, in FIG. 21, there is the possibility of designing the main electrode in such a way that a crater with a sharp edge is retained or created on the main electrode by the burn,
so that there is a pronounced ignition ring for the flashover ignition of the auxiliary arc. This has the further advantage
that a burning of the part of the arcuate hems adjacent to the main electrode base is guaranteed in the slipstream. In the case of the light-arc converter illustrated in FIG. 2, for example, the main electrode 3 has a crater rim of this type on the insert piece 18.
It is expedient to give the edge of the crater such a large diameter that the shielding electrode 5 maintains the shielding of the edge of the crater during the blocking time.
To maintain or achieve a sharp crater edge, that part of the main electrode which burns out to form the crater, i.e. in the case shown in FIG. 2, part 18, can be made of a metal with a lower melting point or lower conductivity or with a lower melting point and lower conductivity than the rest of the electrode. If necessary, that part of one of the main electrodes in which the crater is formed can also be completely or partially filled with mercury.
The crater rim on part 19 in the main electrode according to FIG. 2 advantageously consists of a metal with a higher melting point than the interior of the crater.
The part in which the crater is formed can also consist of a piece of metal which is arranged so that it can be pushed in and which is automatically adjusted by spring pressure. Such an arrangement shows .die Fig. 3. In the arrangement of this figure, the main electrode 3 is provided with a metal piece 19, which is arranged and is automatically readjusted by the pressure of the spring 2.0.
In the arrangements described so far, it is basically indifferent; which current direction in the arc exists or. which polarity are the base points on the main electrode and the ignition electrode.
From previous investigations and publications, various properties of the arc are known that make both one and the other current direction appear favorable. From some studies it can be concluded that the base of the anode tends to jump more than the base of the cathode, i.e. H.
because when the ignition arc forms loops (13 in Fig. 1), the anode base tends to settle on another electrode and short-circuit the remaining part of the ignition arc.
In this case, with the arrangements described above, it would be useful to give the Ungel electrode a positive potential compared to the main electrode, so that the base point of the main electrode is the cathode and also remains the cathode for the main arc. The base point on the ignition electrode is the anode and jumps more easily onto the opposite main electrode. In the present case, this base point also remains for the main arc anode.
In addition to the: flow 10 (Fig. 1) with an axial component, a purely radial gas flow 2.1 can of course also be seen to extinguish the main arc. Furthermore, both gas, steam and, if necessary, any liquid can be used as the flow medium.
In the illustrated embodiment of the invention, it was always assumed that the auxiliary arc is ignited between the main electrode and the associated shield electrode. Of course, this is not absolutely necessary. One or more ignition electrodes can also be provided in or on the main electrode, so that the auxiliary arc is initiated between this particular ignition electrode and the main electrode. Such an embodiment is shown in FIG. 4.
In this figure, for the sake of simplicity, only the main electrode 3 of the two main electrodes is drawn. A special ignition electrode 2.2 is installed in an insulated manner in this main electrode. The auxiliary arc is conducted between the main electrode 3 and the ignition electrode 22 and is blown over by the flow in a manner analogous to the arrangement in FIG. 1 to the opposite main electrode, one base point according to the invention also for the main arc on the Main electrode 3 remains.
The: Pig. 4 shows two different exemplary embodiments on the left and right, the mode of action of which is basically the same, and which differ only in that the design shown on the left, the ignition electrode 2.2, adapts better to the flow.