DE628458C

DE628458C - Druckkontakt-Trockengleichrichter

Info

Publication number: DE628458C
Application number: DEE41621D
Authority: DE
Original assignee: International Standard Electric Corp
Current assignee: International Standard Electric Corp
Priority date: 1930-08-12
Filing date: 1931-08-12
Publication date: 1936-04-04
Also published as: US1986581A; FR722095A; GB360960A

Description

Die Erfindung bezieht sich auf Druckkontakt-Trockengleichrichter für Wechselströme mit Elektrodengruppen unsymmetrischer Leitfähigkeit.

Gleichrichter dieser Art sind bekanntgeworden, bei denen eine Elektrode aus einem Erdalkalimetall an einer aus einem Sulfid oder Selenid bestehenden Elektrode anliegt. Ebenso sind Elektrodenkombinationen von Calcium und Tellur bekannt. „

Bei diesen bekannten Gleichrichtern werden durch elektrochemische Reaktion zwischen benachbarten Elektroden Erdalkaliverbindungen geschaffen. Diese Reaktion bedingt eine Verringerung der Lebensdauer des Gleichrichters und eine Verschlechterung der Gleichrichterwirkung. Dieser Umstand kann auch durch die geringen Oxydschichten nicht verhindert werden, die immer auf den Erd-

ao alkalimetallen vorhanden sind oder auf ihnen erzeugt werden.

Demgegenüber wird durch die Erfindung ein Gleichrichter geschaffen, bei dem jegliche elektrochemische Wirkung bei der Arbeit des Gleichrichters, die die Ursache der genannten Mängel darstellt, verhindert wird. Der Gleichrichter bleibt daher dauernd stabil.

Dies wird nach der Erfindung dadurch erreicht, daß zur Verhinderung von chemischen Reaktionen zwischen den Elektroden und zwischen der Schicht und den Elektroden bei der Herstellung des Gleichrichters eine Schicht einer fertigen Bariumverbindung (beispielsweise Bariumoxyd) zwischen die Elektroden derart eingefügt wird, daß sie sich ³S in mechanischem und elektrischem Kontakt mit den Elektroden befindet und diese voneinander trennt.

Da die Schicht einer Bariumverbindung chemisch inert ist, ergibt sich eine elektrochemische Neutralität bei der Wirkung auf die Elemente der Anode oder Kathode und eine physikalische Trennung von Anode und Kathode. Ein vergrößerter Spannungsabfall gegenüber normalen Gleichrichtern tritt nicht ein, d. h. der Gleichrichter wirkt nicht als Widerstand, wobei zu bemerken ist, daß die Zwischenschicht selbst keine Gleichrichtereigenschaften in sich selbst oder mit der Kathode oder mit der Anode besitzt. Obgleich Bariumoxyd selbst kein Leiter ist, so tritt doch bei seiner Verwendung als physikalische Trennschicht zwischen Anode und Kathode nicht nur kein vergrößerter Spannungsabfall ein, sondern es wird auch eine größere Spannung der gleichgerichteten Ströme gegenüber, Gleichrichtern erzielt, welche die Zwischenschicht nach der Erfindung nicht verwenden. Es ist anzunehmen, daß dies auf den erhöhten Gleichrichterwirkungsgrad der einzelnen

Gruppe auf Grund der Verhinderung elektrochemischer Wirkungen* zwischen Anode und Kathode zurückzuführen ist.

Für die Elektroden kann beispielsweise eine Legierung aus Aluminium, Mangan und Magnesium verwendet werden, die mit der Bariumverbindung zusammenwirkt.

Zweckmäßig wird das Aluminium, Mangan und Magnesium in Prozentsätzen von 1.2, ¹Z₂ ■ und 87 ¹I₂ verwendet. Die Legierung wird durch Drehen, Pressen oder in sonstiger geeigneter Weise in Scheiben oder andere Körper geeigneter Gestalt geformt. Die Anteile der aufgeführten Bestandteile der Legierung können zwischen ¹Z₂ ⁰Zo bis 20 °/o Aluminium und 2o°/₀ bis ¹Z₂ ⁰Zo Mangan schwanken oder in anderen Mengenverhältnissen verwendet werden, vorausgesetzt, daß die Legierung sich zufriedenstellend bearbeiten läßt. Die Scheiben o. dgl. werden in ein elektrolytisches Bad eingetaucht, das aus einem gelösten Bariumsalz besteht, so daß eine dünne Schicht von Barium auf einer Fläche niedergeschlagen wird. Das Bad kann aus eimer ι ο o/oigen, leicht angesäuerten Lösung chemisch reinen Bariumsulfids bestehen und der elektrolysierende Gleichstrom eine Stärke von 4 Amp. bei 50 Volt Spannung besitzen. Das Barium wird beim Niederschlagen auf die Legierung selbsttätig in eine komplexe Verbindung übergeführt.

. Auf die In der beschriebenen Weise mit Bariumverbindung überzogenen ' Flächen wird unter einem Druck von beispielsweise 1500 kg/qcm eine Kathodenpaste aufgebracht, die vorwiegend aus Schwefel, Selen, Mangansulfid und Antimonsulfid, und zwar zweck;-mäßig in den Gewichtsverhältnissen 1:1:1 : ¹Z₂. besteht. Auf der Rückseite der Kathode wird eine Platte aus Messing, Blei, einer Bleilegierung oder einem anderen geeigneten Metall befestigt. Veränderungen in den Eigenschaften der in der Paste enthaltenen Werkstoffe ergeben eine bearbeitungsfähige Kathode, Zu diesem Zwecke können in die Paste geringe Mengen von Kupfer-, Blei- oder Ouecksilberjodid, Zinksulfid und Bleisulfid· eingebracht werden. Die Paste wird durch Mahlen und Mischen der Bestandteile erzeugt. Das sich ergebende Pulver wird mit einer beispielsweise 6°/₀igen Selen-Phosphorsäure-Lösung gemischt, d. h. einer 6°/₀igen Lösung Selensäure und einer 6°/oigen Lösung Phosphorsäure. Mit den Gewichten der vier Hauptbestandteile in Gramm besitzt die Lösung zweckmäßig ein Volumen von 45 ecm. Die das Pulver enthaltende Losung wird eingedampft, wieder gemahlen und als feste Schicht unmittelbar auf die mit einer Bariumverbindung überzogene Anodenfläche aufgepreßt, und zwar zweckmäßig, nachdem eine geringe Menge eines . Metallsulfides, beispielsweise Eisensulfides oder einer anderen geeigneten Verbindung oder Elements, in die wiedergemahlene Mischung eingebracht ist, um zu vermeiden, daß die gepreßte Schicht zu spröde wird. LTm beste Ergebnisse zu erzielen, wird die gepreßte Schicht zweckmäßig nicht stärker als mit etwa 0,6 mm ausgeführt.

Gleichrichter, die aus einer oder mehreren Einheiten der beschriebenen Art bestehen, werden zweckmäßig mit den äußeren Flächen der Einheiten, die durch die erwähnten, aus •Messing o. dgl. bestehenden Platten verbunden sind, in geeigneter Weise zusammengehalten und in einen Wechselstromkreis eingeschaltet.

Die Einheiten können jedoch für einen kurzen Zeitraum in den Stromkreis eingeschaltet und die Elektroden getrennt und dann wieder in feste Berührung, jedoch nicht notwendigerweise mit hohem Drück, zurückgeführt werden. Wenn die Einheiten dann wieder in den Stromkreis eingeschaltet werden, unterstützen die zweifellos auf jeder Elektrode auf Grund des ersten Stromdurchganges erzeugten komplexen Oxyde die Gleichrichtung. Diese Anordnung unterscheidet sich von den bekannten darin, daß auf Grund der geringen Widerstände der Kathoden, Anoden und Oxyde nach der Erfindung ein hoher Kontaktdruck nicht erforderlich ist und die Gleichrichtung zwischen oder in. Verbindung mit den Oxyden an den unmittelbar benachbarten Flächen der Anoden und Kathoden stattfindet. Bei den bekannten Gleichrichtern wurde ein Kontakt zwischen Oxyd und Metall verwendet.

Die Gleichrichtereinheiten können in einer Reihe zwischen zwei Endplatten gehalten ioo werden, die miteinander durch Isolierstoffstangen verbunden sind. Die Stangen halten gleichzeitig die Einheiten ausgerichtet, ohne daß eine axial durch die Einheiten hindurchgehende Stange erforderlich wird. Auf diese Weise wird eine bessere Ausnutzung der Elektrodenflächen erzielt.

In der Zeichnung ist die Erfindung beispielsweise veranschaulicht, und zwar zeigt

Fig. I eine Seitenansicht eines Gleichrichters in Rohrform,

Fig. 2 die Seitenansicht einer weiteren Ausführungsform nach Art eines Käfigs.

In Fig. ι werden die Einheiten durch ein Isolierstoffrohr 1 eingeschlossen, das in einem Metallrohr angeordnet ist. Das Metallrohr besteht aus zwei Hälften 2-2, die mittels Schrauben zusammengehalten sind, welche durch Ansätze 3 an den Kanten der Hälften hindurchgehen. Das innere Rohr und das Metallrohr sind miteinander entsprechenden öffnungen 4 und 5 versehen, durch die An-

Schlußstäbe 6 hindurchgeführt sind, welche an Bleizwischenlagen 7 befestigt sind und an die Außenseite des äußeren Rohres führen, wo sie mit Klemmen 8 versehen sind. Diese Anordnung ermöglicht den Zusammenbau eines Gleichrichters in sehr gedrängter Form. Die Wechselspannung wird an die äußeren Klemmen 8 angelegt. Die Gleichstromspannung kann an der inneren Klemme 8 und der Klemme 9 entnommen werden, die leitend mit dem Rohr und den beiden äußeren Elektroden verbunden ist. In den Rohren sind Kühlöffnungen 10 und io¹ vorgesehen.

Bei dem Ausführungsbeispiel nach Fig. 2 werden die Einheiten zwischen zwei metallischen Endplatten 11-11 gehalten und ausgerichtet, die mit Stehbolzen 12 versehen sind, welche durch die Kanten der Platten hindurchgehen. Die Bolzen sind mit Isolierstoff rohren 13 umgeben, die die Einheiten zentrieren und sie zum Zwecke der Kühlung freilassen. Die Anordnung der Einheiten und der Klemmen ist im wesentlichen die gleiche wie bei dem Ausführungsbeispiel nach Fig. 1.

Einer der Bolzen ist mit einer Klemmschraube 9 versehen.

Falls erforderlich, können Kühlrippen verwendet werden.

Claims

Patentansprüche:

ι . Druckkontakt - Trockengleichrichter mit einer Elektrodengruppe unsymmetrischer Leitfähigkeit, dadurch gekennzeichnet, daß bei der Herstellung des Gleichrichters eine 'Schicht einer fertigen Bariumverbindung (beispielsweise Barium-Oxyd) zwischen die Elektroden derart eingefügt ist, daß chemische Reaktionen zwischen den Elektroden und zwischen der Schicht und den Elektroden verhindert werden.
2. Gleichrichter nach Anspruch 1, bei welchem die Anoden der Elektrodengruppen eine Legierung von Aluminium, Mangan und Magnesium enthalten, dadurch gekennzeichnet, daß die Schicht einer Bariumverbindung auf die Oberfläche der Anoden und die Bestandteile der Kathode wiederum auf diese Schicht in Form einer Paste aufgebracht sind.
3. Gleichrichter nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß eine Elektrode der Einheiten aus einer Legierung aus Aluminium, Mangan und Magnesium besteht und zwischen dieser Elektrode und der anderen und in elektrischem und mechanischem Kontakt mit diesen Elektroden die Bariumverbindung angeordnet ist.
4. Gleichrichter nach Anspruch 1 und 3, dadurch gekennzeichnet, daß die aus der Legierung bestehenden Elektroden scheibenförmig oder in sonstiger geeigneter Weise ausgebildet sind und auf einem Teil ihrer Oberfläche die beispielsweise elektrolytisch aufgebrachte Bariumverbindung · tragen.
5. Gleichrichter nach Anspruch 1, 3 oder 4, dadurch gekennzeichnet, daß eine Elektrode einer jeden Einheit Schwefel, Selen, Mangansulfid und Antimonsulfid enthält.
6. Verfahren zur Herstellung eines Gleichrichters nach Anspruch 1 bis 5, dadurch gekennzeichnet, daß durch die Elektroden einer jeden Einheit ein elektrischer Strom geleitet wird und die Elektroden alsdann getrennt und wieder unter gewöhnlichem Druck, d. h. nicht mit hohem Druck, in Berührung gebracht werden.
7. Verfahren zur Herstellung der Paste für die Elektroden nach Anspruch 2, dadurch gekennzeichnet, daß Schwefel, Selen, Mangansulfid und Antimonsulfid gemahlen und gemischt und das entstellende Pulver mit einer Selen-Phosphorsäure-Lösung gemischt, eingedampft, wieder gemahlen und auf die wirksame Fläche der aus der Legierung bestehenden Elektrode aufgepreßt wird.
8. Gleichrichter nach Anspruch 2, dadurch gekennzeichnet, daß die Paste eine geringe Menge eines Metallsulfides oder eines anderen geeigneten Werkstoffes enthält, der ein Sprödewerden der Paste nach Erhärten verhindert.
9. Gleichrichter nach Anspruch 1 bis 8, dadurch gekennzeichnet, daß die Einheiten zwischen Endplatten oder in Röhren zusammengehalten werden.
10. Gleichrichter nach Anspruch 1 bis 9, bestehend aus einer oder mehreren Elektrodeneinheiten mit einer Bariumverbindung zwischen den Elektroden einer jeden Einheit, bei dem beide Elektroden einer jeden Einheit einen Kontakt von Oxyd auf Oxyd ergeben.

Hierzu 1 Blatt Zeichnungen