DE1155866B - Fluessigkeitsstrahlstromrichter, insbesondere fuer Betriebsspannungen ueber 220 Volt - Google Patents

Description

• Flüssigkeitsstrahlstromrichter, insbesondere für Betriebsspannungen über 220 Volt Es sind Stromrichter mit rotierendem Quecksilberstrahl bekannt, die mit einem Flachbahnkollektor mit Elektroden aus Wolfram oder ähnlichem Material ausgerüstet sind (vgl. auch AEG-Mitteilungen, 1955, Heft 9/10, S. 493 ff.). Diese Quecksüberstrahlstromrichter sind für eine Betriebsgleichspannung von 220 Volt bei Mittelpunktschaltung eines Transformators verwendbar. Für andere Schaltungen, z. B. Drehstromschaltungen, gelten dementsprechende Spannungswerte.
• Bei einer Steigerung der Spannung über den vorgenannten Wert treten Rückzündungen zwischen dem ablösenden Quecksilberstrahl und der abgelösten Elektrode auf, die durch geringste Schwingvorgänge mit hohem Spannungsanstieg ausgelöst und begünstigt werden können (sogenannte »wiederkehrende Spannungen«). Es spielt also nicht der Elektrodenabstand bei Rückzündungen die entscheidende Rolle, sondern der ablösende Quecksilberstrahl. Die eingeleitete Rückzündung kann sich durch den gebildeten Lichtbogen vom Quecksilberstrahl auf die folgende Elektrode übertragen. Weiterhin zeigt der Lichtbogen die Tendenz, insbesondere infolge der bestehenden Quecksilberdampftröpfchenwolke, sich mit dem folgenden Elektrodenhalter zu verbinden bzw. auf das unter Spannung stehende Gehäuse überzuspringen. Zwar kann eine rhythmische Löschung auftreten, aber mit jeder neuen Kontaktablösung wird bei einmal eingeleiteter Rückzündung in jeder neuen Halbperiode wieder neu gezündet.
• Es liegt scheinbar nahe, die Elektrodenabstände zu vergrößern, um die Spannungsfestigkeit des Gerätes zu erhöhen. Leider bringt diese Maßnahme so gut wie keinen Erfolg, da der Lichtbogeneinsatz zwischen dem ablösenden Quecksilberstrahl und der abgelösten Elektrode auch bei vergrößerter Entfernung herübergezogen wird und da andererseits für den Wechselrichterbetrieb eine größere Lücke aus elektrotechnischen Gründen nicht tragbar ist. Diese Verhältnisse gelten für Quecksilberstrahlstromrichter mit Lücke und mit überlappung.
• Man hat auch bereits durch den Einsatz zusätzlicher Schaltungselemente, die zur Schwingungsdämpfung dienen, die Betriebssicherheit und damit die Spannungsfestigkeit zu erhöhen gesucht. Dabei können jedoch Umstände auftreten, die die Wirksamkeit dieser Schaltungselemente beschränken. Beispielsweise kann es bei der Verwendung zusätzlicher Trockengleichrichterventile vorkommen, daß die Gleichspannungsquelle mit falscher Polarität angeschlossen wird. Häufig lockern sich auch Anschlußklemmen, wobei die fehlende Schwingungsdämpfung nicht ohne weiteres sofort erkennbar ist.
• Man hat sich daher schon mit der Aufgabe befaßt, das Gefäß des Flüssigkeitsstrahlstromrichters spannungsfester zu machen. Bekannt ist, hierzu den Druck des im Gefäß enthaltenen Schutzgases zu erhöhen.
• Die vorliegende Erfindung betrifft nun einen Flüssigkeitsstrahlstromrichter, insbesondere für Betriebsspannungen über 220 Volt, bei dem im zugehörigen Gefäß Quecksilberstrahlen aus Schleuderkegelrohren gegen kranzartig aufgehängte Elektroden gespritzt werden. Zur Verbesserung der Spannungsfestigkeit durch konstruktive Maßnahmen wird erfindungsgemäß vorgeschlagen, zwischen die Elektroden und deren Elektrodenhalter schmale Scheidewände einzubauen.
• Zwischen den Elektroden werden also - ähnlich der Glimmerisolation bei einem Kollektor-Scheidewände, insbesondere aus Isoliermaterial, eingebaut, die jedoch die Elektroden nicht berühren sollen. Durch die letztgenannte Maßnahme wird die Bildung einer Kontaktbrücke durch das ausgespritzte Quecksilber vermieden. Die Scheidewände verhindern einen Kontakt der Quecksilbertröpfchenwolke zwischen den beiden Elektroden. Die Wände sind außerdem so groß ausgebildet, daß die Zentrifugalrohre sich gerade noch an ihnen vorbeibewegen können. Dabei wird der Raum über den Elektroden so gestaltet, daß ein aufsteigender Lichtbogen durch seine Länge zerreißt und hierbei keine metallischen, stromführenden Teile berührt.
• Die Schleuderkegelrohre werden auf ihrer Außenseite mit einem Isoliermaterial bis zur Düse überzogen oder bestehen vollständig aus einem Isoliermaterial. Entsprechend sind die Elektrodenhalter mit Isolierstoff zu überziehen.
• Als Isoliermaterialien bei den vorgenannten Maßnahmen werden, um den Abrieb durch den Quecksilberstrahl herabzusetzen, möglichst feste Konstruktionsteile verwendet (beispielsweise Aluminiumoxyd oder ähnliche Materialien mit einer Mohshärte von etwa 9). Die Scheidewände können auch aus Metallen mit hohem Schmelzpunkt, beispielsweise Wolfram, hergestellt sein. Es ist dazu dann für einen isolierten Einbau Sorge zu tragen. Gegebenenfalls können die Wände unter einer elektrischen Vorspannung stehen.
• Zur weiteren Erläuterung der angegebenen konstruktiven Maßnahmen dienen die Figuren. Dabei zeigt Fig. 1 eine Draufsicht auf den Kollektor und Fig. 2 eine Seitenansicht des Stromrichtergefäßes. In Fig. 1 ist mit dem Bezugszeichen 1 das Gehäuse des mit Schutzgas gefüllten Stromrichtergefäßes bezeichnet. In diesem befinden sich die den Kollektor bildenden, kranzartig aufgehängten Elektroden 4, die von den Elektrodenhaltern 6 getragen werden. Gegen die Elektroden werden mit Hilfe der rotierenden Schleuderkegelrohre 7 in periodischer Folge Quecksilberstrahlen gespritzt. Damit zwischen den Elektroden keine Brückenbildung durch Quecksilber bzw. Quecksilbertropfen auftreten kann, ist ein sich über den Elektroden noch erweiternder Zwischenraum vorgesehen, in dem lediglich die relativ schmalen und in der Tiefe langen Scheidewände 5 eingesetzt sind.
• Eine vollständigere Ansicht des den Kollektor enthaltenden Gefäßunterteiles ist in Fig.2 dargestellt. Das nicht dargestellte Gefäßoberteil enthält im wesentlichen einen Antriebsmotor, der über die Welle 2 die Quecksilberzentrifuge 3 antreibt. Über letztere wird das sich im Gefäßboden sammelnde Quecksilber in die Schleuderrohre 7 gedrückt. An den beiden unmittelbar neben der Antriebswelle 2 liegenden Elektroden 4 ist erkennbar, daß die Elektroden über die Elektrodenhalter überstehen, so daß sich der Zwischenraum der nebeneinanderhegenden Elektroden nach oben hin erweitert und somit eine größere Sicherheit gegen eine Brückenbildung durch Quecksilber besteht. Durch den eingangs angegebenen erhöhten Schutzgasdruck wird dann noch bewirkt, daß eine Brückenbildung allenfalls von sehr kurzer Dauer ist, da das Quecksilber sich zu Tröpfchen zusammenzieht. Schließlich wird eine weitere Sicherheit, insbesondere auch im Hinblick auf die Unterbrechung eines gegebenenfalls auftretenden Lichtbogens, durch die Scheidewände 5 erreicht, die zweckmäßig möglichst nahe an die vorbeistreichenden Düsen der Schleuderkegelrohre 7 gelegt sind.

Claims (5)

1. PATENTANSPRÜCHE: 1. Flüssigkeitsstrahlstromrichter, insbesondere für Betriebsspannungen über 220 Volt, bei dem im zugehörigen Gefäß Quecksilberstrahlen aus Schleuderkegelrohren gegen kranzartig aufgehängte Elektroden gespritzt werden, dadurch gekennzeichnet, daß zwischen die Elektroden (4) und deren Elektrodenhaltern (6) schmale Scheidewände (5) eingebaut sind.
2. 2. Flüssigkeitsstrahlstromrichter nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß die Scheidewände (5) isoliert sind, wobei sie entweder vollständig aus Isoliermaterial bestehen oder isoliert eingebaut sind.
3. 3. Flüssigkeitsstrahlstromrichter nach Anspruch 2, dadurch gekennzeichnet, daß bei isoliertem Einbau der Scheidewände (5) diese mit einer elektrischen Vorspannung versehen sind.
4. 4. Flüssigkeitsstrahlstromrichter nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, daß die Schleuderkegelrohre (7) isoliert sind, wobei sie entweder vollständig aus Isolierstoff bestehen oder auf der Außenseite mit Isolierstoff überzogen sind.
5. 5. Flüssigkeitsstrahlstromrichter nach einem der Ansprüche 2 bis 4, dadurch gekennzeichnet, daß Isoliermaterialien mit einer Mohsh'ärte von etwa 9 vorgesehen sind. In Betracht gezogene Druckschriften: Deutsche Patentschriften Nr. 873114, 916 560, 681394, 1003 871; deutsche Auslegeschrift Nr. 1049 504.