DE157642C - - Google Patents

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Description

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KAISERLICHES
PATENTAMT.
- Λ* 157642 KLASSE 21 g.
Stromrichter, um aus einer Wechselstrom-ςμιείΐε Gleichstrom abzunehmen, sind in mannigfaltigen Ausführungen vorgeschlagen. So hat man Zersetzungszellen mit Aluminiumelektroden, Funkenstrecken, Lichtbogen und dergl. als sogen. Ventile, d. h. als Einrichtungen, welche dem Strom Durchgang nur in einer Richtung gestatten, benutzt. Insbesondere hat man auch den Lichtbogen zwisehen ungleichartigen Elektroden auch in der Weise verwenden wollen, daß eine Elektrode von einem Quecksilberbade gebildet wird, und hat auch diese Vorrichtung in einem geschlossenen Gefäß einschließen wollen.
Solche Einrichtungen können indes nicht zum Ziele führen, da der Abbrand der Elektroden beim Lichtbogen einen Nachschubmechanismus erfordern würde, welcher in dem geschlossenen Gefäß undenkbar ist.
Als ein vorzüglich geeignetes Mittel dagegen stellt sich die CooperHewitt-Lampe oder eine ihr analoge Vorrichtung dar. Sie besteht aus einem geschlossenen isolierenden Gefäß und zwei Elektroden, von denen wenigstens die eine, die negative Elektrode, aus Quecksilber bestehen muß; das Innere des Gefäßes ist mit Quecksilberdämpfen angefüllt. Solche Vorrichtung eignet sich um deswillen, weil sie selbsttätig durch Verdampfen und Wiederkondensieren im Normalzustande bei der Arbeit verharrt.
Es wurde gefunden, daß dem Stromdurchgang sich ein starker Anfangswiderstand (statische Reluktanz) entgegensetzt; wird dieser überwunden, so vollzieht sich der Stromdurchfluß unter dem Einfluß von verhältnismäßig niedrigen elektromotorischen Kräften. Es wurde weiter gefunden, daß, wenn diese Reluktanz einmal überwunden ist, die positive Elektrode, von welcher aus der Stromdurchgang stattfindet, durch eine andere stromtragende positive Elektrode ersetzt werden kann, ohne daß der Strom nach der negativen Elektrode aussetzt.
Hieraus folgt, daß eine derartige Vorrichtung mit mehreren Elektroden und mehreren positive elektrische Kräfte liefernden Quellen den Strom ununterbrochen fließen läßt, vorausgesetzt, daß jeder Elektrode eine das Wiedereinsetzen der Reluktanz niederhaltende elektromotorische Kraft dargeboten wird.
Es wurde weiter gefunden, daß die Vorrichtung Stromdurchfluß in entgegengesetzter Richtung hemmt und der Stromübergang zwischen den positiven Elektroden vernachlässigt werden kann.
Bei Mehrphasenströmen kann jede der positiven Elektroden mit einer Phase verbunden werden, wobei durch den Leiter, der von der negativen Elektrode ausgeht, nur Gleichstrom fließt. Dabei kann die Vorrichtung auch zu Beleuchtungszwecken ausgenutzt werden.
In gewissen Fällen kann es angezeigt sein, eine besondere positive Elektrode in ununterbrochener Verbindung mit einer eventuell unabhängigen oder besonderen Quelle für positive elektromotorische Kraft zu halten, um vermittels dieser den Anfangswiderstand der negativen Elektrode niederzuhalten. Bei Anwendung einer solchen zusätzlichen positiven (Sicherungs-) Elektrode kann man zum Be-
triebe der Vorrichtung Einphasen - oder gewöhnlichen Zweiphasenstrom verwenden, da während der von positivem Strom freien Intervalle derselben der durch die Sicherungselektrode eintretende positive Strom die Reluktanz der negativen Elektrode niederhält mit der Wirkung, daß nur Gleichstrom durch den mit der negativen Elektrode verbundenen Apparat fließt, wenn auch eventuell intermittierender Gleichstrom.
Die Erfindung gestattet eine vielfache Verwendung, z. B. zum Betriebe verschiedener Klassen von Gleichstrom benötigenden Apparaten, wie Elektromotoren, Akkumulatoren, elektrolytische Zellen, elektrische Lichterzeuger usw.
Die Erfindung ist in den beiliegenden Zeichnungen an einigen Ausführungsbeispielen veranschaulicht.
Fig. ι zeigt die Einrichtung im Falle eines Dreiphasenstromes, Fig. 2 und ebenso Fig. 3 im Falle von Vierphasenstrom und Fig. 4 im Falle von Einphasenstrom.
In Fig. ι bezeichnet 1 ein aus Glas oder anderem geeigneten Material hergestelltes Gefäß mit drei positiven Elektroden 2, 3 und 4, welche in einer Erweiterung 8 des oberen Gefäßendes angeordnet sind. Die negative Elektrode 9 besteht aus einer das untere Gefäßende erfüllenden kleinen Quecksilbermenge, in welche von außen der Verbindungsdraht 10 hineinragt. 11 ist die Dreiphasenstromquelle, die in einem Dreiphasengenerator oder einem entsprechenden Umwandler bestehen kann. An ihre Klemmen sind die Verbindungsdrähte 5, 6, 7 der positiven Elektroden durch Leiter 12, 13, 14 gelegt, während ihr neutraler Punkt 15 durch Leiter 16 und den mit Gleichstrom zu versorgenden Stromkreis 17 mit dem Verbindungsdraht 10 der negativen Elektrode in Verbindung gesetzt ist.
Zum Anlassen kann irgend eine geeignete Vorrichtung benutzt werden. Erfinder findet zweckmäßig, das Gefäß an der negativen Elektrode mit einem leitenden Ring 18 zu umschließen und denselben mit einem der nach den positiven Elektroden führenden Leiter, z. B. mit dem Leiter 12, oder, wie in 19, mit der Erde zu verbinden.
Da, wo das benutzte Potential an sich zum Anlassen und Überwinden der Reluktanz der negativen Elektrode nicht hinreicht und somit zum Anlassen eine höhere elektromotorische Kraft als zum normalen Betriebe erforderlich ist, empfiehlt es sich, in einen der Stromkreise eine Vorrichtung zur Erhöhung des Potentials einzuschalten. Auf der Zeichnung ist zu diesem Zweck z. B. in den Leiter 16 die Sekundäre 21 einer Induktionsspule geschaltet, deren Primäre 22 im Stromkreise eines geeigneten Unterbrechers 24, z. B. nach Wehnelt, liegt. Die eine Klemme der Primärspule ist mit dem Leiter 16 und die andere durch Leiter 23 mit der einen Seite des Unterbrechers verbunden, dessen andere Seite vermittels Leiters 25 an einen der nach den positiven Elektroden führenden Leiter, z. B. 12, gelegt ist. Die Verbindung 25 kann über einen Schalter 26 geführt sein und ein über Schalter 28 geführter Leiter 27 zum Kurzschließen oder Ausschalten der Sekundärspule angeordnet werden. Wo besondere Gründe dafür sprechen, kann die Sekundärspule 21 auch in andere Teile des Stromkreises verlegt werden, sofern ihre Anordnung nur so getroffen wird, daß sie ermöglicht, den Klemmen der Vorrichtung I momentan eine hohe elektromotorische Kraft zuzuführen.
Selbstverständlich können gewünschtenfalls auch andere Anlaßvorkehrungen als die beschriebenen benutzt werden.
Wenn der Stromfluß eingeleitet ist, setzt er sich unter stetem Wechsel der positiven Elektrode fort, indem stets die folgende derselben einspringt, wenn die der vorhergehenden zugeführte elektromotorische Kraft sinkt, indem ihre eigene wächst; es kommt nur darauf an, einen solchen Stromfluß zu unterhalten, daß die Vorrichtung durch Verhinderung des Auftretens der Reluktanz an der negativen Elektrode ihre Leitungsfähigkeit behält.
Die Erfindung ist in allen den Fällen von Nutzen, wo Gleichstrom benötigt wird und nur Wechselstromerzeuger zur Verfugung stehen. Im wesentlichen dient die beschriebene Vorrichtung als Gleichrichter, vermittels dessen die Ströme einer Quelle von wechselnden elektromotorischen Kräften in einer und derselben Richtung durch einen mit ihm verbundenen Stromkreis gesendet werden. Funktion und Wirkungsweise der Vorrichtung bleiben sich im wesentlichen gleich, ob sie allein benutzt wird oder als Mittel, um andere Umsetzungsapparate mit Strom zu versorgen.
Soll die Vorrichtung letzterem Zwecke dienen und ist dabei niedriger Widerstand erwünscht, so kann man .ihre Einrichtung mehr derjenigen gemäß Fig. 2, 3 und 4 annähern, wo die negative Elektrode in geringerem Abstande von den positiven angeordnet und dementsprechend zwischen beiden eine Dampfmasse von entsprechend geringerem Widerstände vorhanden ist.
Fig. 2 veranschaulicht die Erfindung in Verbindung mit einem Stromkreise für Vierphasenstrom. Hier sind die vier Klemmen 30,31,32,33 der Stromquelle 34 mit vier positiven Elektroden 2, 3, 4 und 35 verbunden, während die negative Elektrode 9
wiederum durch den mit einem Arbeitsstromkreis 17 verbundenen Leiter 16 an den neutralen Punkt 15 gelegt ist. In dieser Figur ist die Kammer 1 verhältnismäßig mit geringer Höhe und großem Querschnitt so gebaut, daß praktisch kein Energieverbrauch für Lichtentwicklung stattfindet, sondern die gesamte Energie als Gleichstrom für den Arbeitsstromkreis 17 verfügbar ist. Das Anlassen kann durch die gelegentlich der Fig. 1 beschriebenen Mittel bewirkt werden oder vermitiels eines induzierten Stromes von hohem Potential bei geringer Strommenge, der durch einen an den Leiter 16 und einen der Leiter 30, 31, 32 oder 33 gelegten Umwandler ■ erzeugt wird. Diese induzierte elektromotorische Kraft kann, wie in Fig. 3 als Beispiel veranschaulicht, einer zusätzlichen positiven Elektrode zugeleitet werden. In Fig. 3 bezeichnet 40 den Umwandler, dessen Primäre 41 vermittels Schalters 42 an die Leiter 16 und 33 gelegt werden kann,, während seine Sekundäre 43 mit der einen Klemme an die zusätzliche positive Elektrode 44 und mit der anderen Klemme an den Leiter 16 geschaltet ist. In diesem Beispiel ist der . Anlaßring 18 mit der zusätzlichen Elektrode 44 verbunden.
In Fig. 4 bedeutet 46 eine Einphasenstromquelle, mit deren Klemmen bezw. die positive Elektrode 2 und die negative Elektrode 9 verbunden sind. Die zusätzliche (Ergänzungs-) Elektrode 44 ist in Verbindung mit der positiven Klemme einer Gleichstromquelle 47, an deren negative Klemme die negative Elektrode 9 durch Vermittlung einer Selbstinduktion 48 geschaltet ist. Zum Anlassen dient ein in einem Kurzschluß angeordneter Schalter 49. Bei plötzlicher Öffnung des Kurzschlusses strebt die Vorrichtung 48, sich durch das Medium zwischen der positiven Elektrode 44 und negativen Elektrode 9 zu entladen. Die Spulen der Vorrichtung können gewünschtenfalls eingeschaltet bleiben, wobei sie auf Gleichförmigkeit des Stromflusses hinwirken. Die Gleichstromquelle 47 erzeugt so hohe elektromotorische Kraft, als erforderlich, um unabhängig von den elektromotorischen Kräften des Einphasenstromerzeugers das Auftreten von Reluktanz an der negativen Elektrode zu verhindern. Die Wirkung ist die, daß intermittierender Strom in ein und derselben Richtung durch den Leiter 16 und die in den Arbeitsstromkreis 17 eingeschalteten, z. B. elektrolytischen Apparate fließt.

Claims (4)

Patent-Ansprüche:
1. Ein Gleichrichter für Wechselstrom, gekennzeichnet durch ein geschlossenes Gefäß mit mindestens zwei Elektroden, von denen die negative aus Quecksilber oder Äquivalenten (wie Natrium, Kalium usw.) besteht, so daß das Gefäß einen elektrischen Dampfweg nach Art der Cooper Hewitt-Lampe aufweist.
2. Eine Ausführungsform des Gleichrichters nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß zur Aufrechterhaltung der Polarität gleichzeitig eine Gleichstromquelle benutzt wird.
3. Eine weitere Ausführungsform des Gleichrichters nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß in dem mit Gasen oder Dämpfen gefüllten Behälter eine
. Mehrheit von positiven Elektroden, welche an die verschiedenen Phasenleitungen eines Mehrphasensystems angeschlossen werden, vorhanden ist.
4. Eine weitere Ausführungsform des Gleichrichters nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß eine der positiven Elektroden mit dem positiven Pol einer Gleichstromquelle und der negative Pol dieser mit der negativen Elektrode der Vorrichtung verbunden ist, zum Zwecke der Verwendung der Vorrichtung bei Einphasenströmen.
Hierzu 1 Blatt Zeichnungen.
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