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Elektrischer Trockengleichrichter Die Erfindung betrifft Gleichrichter
derjenigen Art, bei welcher das gleichrichtende Element aus einem Metallkörper besteht,
der mit einer darauf gebildeten Schicht einer Metallverbindung versehen ist. Ein
Gleichrichterelement nach diesem System besteht vorzugsweise aus einer Unterlage
aus metallischem Kupfer mit einer dünnen, dicht anhaftenden Auflage von Kupferoxydul,
die auf dem Metall durch Erhitzung gebildet ist, und die Erfindung bezweckt, eine
verbesserte Konstruktion eines Gleichrichtereleinentes dieser Art zu schaffen, wodurch
die Kapazität und Wirksamkeit eines Elementes gesteigert werden kann.
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Es hat sich im Betriebe ergeben, daß eine gute Funktion des Apparates
in erheblichem Maße von der Wirksamkeit des elektrischen Kontaktes mit der Oberfläche
der Metallverbindung, wodurch die letztere an den äußeren Stromkreis angeschlossen
ist, abhängt, und das Hauptmerkmal der Erfindung besteht in der Schaffung verbesserter
Anordnungen zur Bewirkung dieses Kontaktes.
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Nach der Erfindung wird der notwendige elektrische Kontakt mit der
Metallverbindungsschicht vermittels eines elektrisch leitenden flüssigen Stoffes,
wie Quecksilber, bewirkt, und zwar handelt es sich um eine sogenannte metallische
Leitung, d. h. die Flüssigkeit soll als Stromleiter in der Weise eines Metalls
wirken. Hierdurch unterscheidet sich der Erfindungsgegenstand von den bekannten
Gleichrichtern von elektrolytischem System, bei denen die Flüssigkeit einen wesentlichen
Teil des Gleichrichterelementes selbst bildet und bei der Gleichrichtung eine chemische
Veränderung erleidet.
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Die Erfindung ist in mehreren Ausführungsbeispielen in der Zeichnung
dargestellt, und zwar zeigen Fig. i bis 3 Längsschnitte verschiedener Konstruktionen
nach der Erfindung in etwas schematischer Darstellung.
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Bei der Konstruktion nach Fig. i besitzt das Gleichrichterelement
einen hohlenKupferzylinder 12, auf dessen äußerer Oberfläche eine Schicht 13 aus
Kupferoxydul durch Erhitzung gebildet ist. Die Enden des Zy-
linders 12 sind
durch obere und untere Kap-Pen 14 bzw. 15 geschlossen, von denen jede eine Krempe
besitzt, die die Enden der Kupferoxydulschicht 13 einschließt. Das so gebildete
Gleichrichtereleinent ist innerhalb eines zylindrischen Behälters 16 gelagert, der
aus gegossenem Metall oder Blech hergestellt ist, und eine Masse von Quecksilber
17 enthält, die das Gleichrichterelement vollkommen unigibt. Das Quecksilber
17 dient zur Wirkung einer elektrischen Verbindung zwischen der Oxydschicht und
dem Behälter 16, und dieser letztere bildet die eine Klemme der Gleichrichtervorrichtung,
während die
andere Klemme du ' rch den Kupferzylinder 12
gebildet wird, mit welchem ein Leiter iS verbunden ist, der nach der Außenseite
des Apparates führt. Die Kappen 14, 15 sind jede -mit einem Ventilationsrohr ig,
2o versehen, um den Durchfluß eines Kühlmittels durch das Innere des Gleichrichterelementes
zu ermöglichen. Dieses Kühlmittel kann z.B. Luft sein und in das Innere des Gleichrichterelementes
durch das Ventilationsrohr :2o unter der Wirkung eines natürlichen Zuges infolge
der Erhitzung des Gleichrichterelementes eingeführt werden, wobei die Luft das Innere
des Zylinders 12 durch das obere Ventilationsrohr ig verläßt; oder es kann auch
die Zuführung der Luft für Kühlzwecke durch die Wirkung eines Ventilators, Gebläses
oder Exhaustors bewirkt werden, der mit dem einen Ventilationsrohr verbunden ist.
Auch kann ein anderes Kühlmittel als Luft, z. B. 01, auf Wunsch verwendet
werden, welches in das Innere des Gleichrichterelementes durch die Anordnung geeigneter
Vorrichtungen eingeleitet wird, und das Kühlmittel kann dabei kontinuierlich im
Kreislauf durch das Innere des Gleichrichterelementes geführt werden, wobei das
Kühlmittel durch einen Rippenkühler oder auf andere bekannte Weise abgekühlt werden
kann.
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In Fig. i besteht die Gleichrichtervorrichtun g aus zwei Gleichrichterelementen,
die hintereinandergeschaltet sind, wobei der Behälter 16 des einen Elementes durch
einen Leiter 21 mit dem Kupferzylinder 12 des andern Eleinentes verbunden ist und
der Leiter 18 und ein mit dem Behälter 16 des zweiten Gleichrichterelementes verbundener
Leiter 22 die Klemmen des Apparates bilden.
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Wie ersichtlich, kann jede Anzahl von Gleichrichterelementen in dieser
Weise hintereinandergeschaltet werden, um die Vorrichtung für den Betrieb mit jeder
gewünschten Spannung verwendbar zu machen, und in gleicher Weise kann dadurch, daß
man eine Anzahl solcher Elemente parallel schaltet, eine Gleichrichtervorrichtung
von entsprechender Stromkapazität hergestellt werden.
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Das Quecksilber 17 in dem Behälter 16 dient, wie erwähnt, dazu,
die elektrische Verbindung zwischen der Schicht 13 des K-upferoxyduls, die auf dem
Kupferzylinder 1:2 gebildet ist, und dem Behälter 16 zu bewirken, und um die Wirksamkeit
dieser Verbindung zu erhöhen, kann die Anordnung getroffen werden, daß das Quecksilber
17 einem Druck von jeder gewüi7schten Höhe unterworfen wird. Dies kann z. B. in
der Weise ausgeführt werden, daß ein durch eine Feder oder ein Gewicht belasteter
Kolben auf das Quecksilber einwirkt oder daß der Behälter 16 mit einer nach oben
ger-Ichteten Rohrverlängerung versehen ist, in welcher eine Säule, von Quecksilber
oder anderer Flüssi.- eit gehalten wird, um hydrostati-'11k: schen Druck durch eine
überragende Flüssig ZD keitssäule zu erzeugen.
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Bei der Konstruktion nach Fig. 2 besitzt das Gleichrichterelement
eine Spirale 2,3 aus Kupferdraht, auf dessen Oberfläche eine Schicht von
Ktipferoxydul gebildet ist. Die Spirale 23 ist auf einem zylindrischen Träger
24 aus Isoliermaterial gelagert und taucht in die Quecksilbermasse 17, die in dem
Metallgefäß 16 eingeschlossen ist. Die beiden Enden der Kupferspirale:23 sind elektrisch.
mit einem gemeinsamen Leiter 24 verbunden, der durch eine Isolierbuchse
25 in der Wand des Behälters 16 hindurchgehti wobei dieser Leiter 24 die
eine Klemme des Apparates und ein mit dem Metallbehälter 16 verbundener Leiter
26 die andere Klemme bildet.
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Das Quecksilber 17 in dem Behälter 16 kann, wie es m-it Bezug auf
den Apparat nach Fig. i beschrieben ist, einem Druck von belie,biger Höhe unterworfen
sein, uni die Wirksamkeit der elektrischen Verbindung zwischen dem Quecksilber 17
und der Kupferoxydulschicht, die auf der Kupferspirale 2,3
gebildet ist, zu
erhöhen.
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In dem Falle der Fig. 3 besteht das Gleichrichterelement aus
einer Anzahl von Kupferröhren 2-7, auf deren äußerer Oberfläche eine Schicht
von Kupferoxydul gebildet ist. Die Röhren -27 stehen vertikal innerhalb eines
Behälters 28, indem die oberen und unteren En-den der Röhren in entsprechenden
Öffnungen in den oberen und unteren Wandplatten :29 bzw. 30 gelagert sind.
Diese Waridplatten teilen das Innere des Behälters:28 in drei Abteilungen, so daß
die Konstruktion etwa der eines Dampfkondensators ähnlich ist. Die zwischen den
Wandplatten 29 und 30
eingeschlossene Mittelabteilung ist mit Quecksilber
gefüllt, das die Röhren 27 umgibt und mit den Kupferoxydulschichten dieser
Röhren in Berührung steht. Die Röhren 27 sind miteinander elektrisch durch
einen Leiter 31 verbunden, der durch eine Isolierbuchse 32 in der
Wand des Behälters 28 hindurchgeht.
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Ein Kühlmittel, wie Luft oder 01, wifd der untersten Abteilung34
des Behälters:28 durch ein Einlaßrohr 35 zugeführt. Das Kühlmittel geht durch
das Innere der Röhren:27 nach oben hindurch in die oberste Ab-
teilung
36 und strömt aus -dieser Abteilung durch ein Auslaßrohr 37 heraus.
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Wie bei den mit Bezug auf Fig. i und 2 beschriebenen Konstruktionen
kann das Quecksilber, das mit den Kupferoxydulschichten
der Röhren
27 in Berührung steht, einem Druck von beliebiger Höhe unterworfen sein.
Dieser Druck kann in allen be-
schriebenen Fällen regelbar gestaltet sein,
so daß er nicht nur eine wirksame elektrische Berührung mit der Kupferoxydulschicht
ermöglicht, sondern auch eine Einstellung des Berührun,gsdruckes, der zwischen der
Oxydschicht und dein metallischen Kupfer besteht, nach Wunsch gestattet.
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Wie ersichtlich, ermöglicht die Erfindung eine bedeutende Vergrößerung
der Kontaktflächen zwischen dem metallischen Kupfer und dem Kupferoxydul zu dem
Zwecke, die Stromkapazität der Gleichrichtervorrichtung zu erhöhen, während gleichzeitig
die während des Betriebes erzeugte Wärme, die, wie sich in der Praxis gezeigt hat,
die Wirksamkeit der Gleichrichter erheblich stört, zerstreut wird. Ferner ermöglicht
die Erfindung, eine wirksamere elektrische Verbindung mit der Kupferoxydulschicht
zu erreichen und zugleich auch den notwendigen Berührungsdruck zwischen dieser Schicht
und dem Metall in einer zweckmäßigen und praktischen Weise zu erhalten und zu regeln.