Metalldampfgleichrichter, insbesondere Quecksilberdampfgroßgleichrichter,
mit die Kathodenflüssigkeit nach dem Entladungsraum hin abdeckendem, mit Durchbrechungen
versehenem Einsatzkörper Die Erfindung betrifft einen Metalldampfgleichrichter,
insbesondere Quecksilberdampfgroßgleichrichter, mit die Kathodenflüssigkeit nach
dem Entladungsraum hin abdeckendem, mit Durchbrechungen versehenem Einsatzkörper.Metal vapor rectifiers, especially large-scale mercury vapor rectifiers,
with the catholyte covering towards the discharge space, with openings
provided insert body The invention relates to a metal vapor rectifier,
especially large-scale mercury vapor rectifiers, with the catholyte after
The insert body which covers the discharge space and is provided with openings.
Es wurde bereits vorgeschlagen, Teile der flüssigen Kathode von Quecksilberdampfgroßgleichrichtern
abzudecken, um die Verdampfung des Kathodenquecksilbers zu verringern. Eine Beschränkung
der Verdampfung des Quecksilbers ist bei Entladungsapparaten namentlich aus dem
Grunde wichtig, da das Quecksilber stets in erheblichem Überschuß verdampft wird,
d. h. es wird normalerweise etwa zwanzig- bis dreißigmal mehr Quecksilberdampf an
der Kathode entwickelt, als zur Einleitung und Aufrechterhaltung des Entladungsvorganges
erforderlich ist. Es sind ferner bereits Quecksilberdampfgleichrichter mit die Kathodenflüssigkeit
nach dem Ent-Iadungsraum bin abdeckendem, mit Durchbrechungen versehenem Einsatzkörper
bekanntgeworden.It has already been proposed to use parts of the liquid cathode of large mercury vapor rectifiers
cover to reduce evaporation of the cathode mercury. One limitation
the evaporation of the mercury is in discharge apparatus especially from the
Basically important because the mercury is always evaporated in considerable excess,
d. H. there will usually be about twenty to thirty times more mercury vapor
the cathode is designed to initiate and maintain the discharge process
is required. There are also mercury vapor rectifiers with the catholyte
after the unloading area there is a covering insert body provided with openings
known.
Untersuchungen des Verdampfungsvorganges der flüssigen Kathode eines
Quecksilbervakuumlichtbogens haben nun ergeben, daß die Verdampfung des Quecksilbers
infolge der Wärmezufuhr durch den brennenden Lichtbogen in überwiegendem Maße an
der freien Oberfläche und nur in verschwindend geringem Maße an den katholischen
Fußpunkten, den sog. Brennflecken, erfolgt. Aus diesem Grunde hat man schon verschiedentlich
vorgeschlagen, die freie Quecksilberoberfläche so klein wie möglich zu gestalten.
Die Gesamtfläche der bei größeren Stromstärken in mehrere Brennflecke aufgelösten
katholischen Ansatzstellen des Lichtbogens mußte auf diesem beschränkten Quecksilberspiegel
gerade Platz finden, um jede überflüssige Verdampfung zu verhindern. Um dieses Ziel
auch bei wechselnder Stromstärke zu erreichen, wurde bereits vorgeschlagen, in der
Kathode einen Einsatzkörper anzubringen, der mit konischen Durchtrittsöffnungen
versehen ist und in dem der Quecksilberspiegel durch selbsttätig wirkende Vorrichtungen
gehoben oder gesenkt werden kann. Hierdurch sollte die freie Quecksilberoberfläche
gerade
der jeweiligen,' dem Belastungsstrom proportionalen Gesamtfläche der Brennflecke
angepaßt werden. Der praktischen Durchführung dieses Vorschlages;-; stand jedoch
im Wege, daß die selbsttätige @; Regelung der Quecksilberhöhe wegen beträchtlichen
Trägheit des spezifisch Schi= ren Quecksilbers gerade bei häufig eintretenden Stromänderungen
nicht schnell genug zu folgen vermochte.Investigations of the evaporation process of the liquid cathode of a
Mercury vacuum arcs have now shown that the evaporation of the mercury
due to the heat supply from the burning arc to a predominant extent
the free surface and only to a negligible extent on the Catholic
Base points, the so-called focal spots. For this reason one has already several times
proposed to make the free mercury surface as small as possible.
The total area of the resolved into several focal spots at higher currents
Catholic points of attachment of the arc had to be on this limited mercury level
just find space to prevent any superfluous evaporation. To this goal
to achieve even with changing current strength has already been proposed in the
Cathode to attach an insert body with conical passage openings
is provided and in which the mercury level by automatically acting devices
can be raised or lowered. This should remove the free mercury surface
just
the respective total area of the focal spots proportional to the load current
be adjusted. The practical implementation of this proposal; -; stood however
in the way that the automatic @; Regulation of the mercury level due to considerable
Inertia of the specific mercury, especially when there are frequent changes in current
could not follow quickly enough.
Gemäß der vorliegenden Erfindung werden die erwähnten Schwierigkeiten
behoben, wenn man den Metalldampfgleichrichter so ausbildet, daß der Einsatzkörper
in einem mit Kühlmittelwegen versehenen, * an dem Kathodenbehälter angeordneten
Sitz -gelagert und so ausgebildet ist, daß das aktive Kathodenmetall bis auf in
Form eines Sternes verlaufende tiefe, schmale, untereinander zusammenhängende Schlitze
vollständig abgedeckt wird. Der Einsatzkörper kann als Teller ausgebildet sein,
der den inaktiven Kathodenmetallteich nach dem Entladungsraum hin abschirmt. Es
empfiehlt sich, den Einsatzkörper in den in dem Kathodenbehälterbodeh befindlichen
:Sitz, .der -das aktive Kathodenmetall mit dem inaktiven Kathodenmetall verbindende
Durchtrittswege aufweist, einzuschleifen. Der Sternpunkt der in dem Einsatzkörper
vorgesehenen Schlitze liegt vorteilhaft unmittelbar unterhalb der Zündelektrode.
Der Einsatzkörper besteht zweckmäßig aus einem gut wärmeleitenden Werkstoff, beispielsweise
aus Kupfer, und ist gegen die Kathodenflüssigkeit oder gegen den Dampf des Kathodenmetalls
mittels Überzüge oder Beläge aus Chrom oder Wolfram geschützt. Infolge der geringen;
Breite dieser Schlitze (Kanäle) wird deren Oberfläche zwischen den begrenzenden
Wänden praktisch vollkommen bedeckt, und. zwar auf eine der von der Stromstärke
abhängenden Gesamtfläche der Brennflecke entsprechende Länge. Gewisse Strecken der
Schlitze (Kanäle) bleiben-dänn entladungsfrei. Diese erhalten eine sehr geringe.
Zufuhr von Wärme und nehmen an der Verdampfung nur in entsprechend-geringem Maße
teil. Die. Bemessung der verfügbaren.Oberfläche richtet sich nach der Höchststromstärke
des Gleichrichters, wobei die .kathodische Stromdichte mit einigen tausend Ampere
je Berechnung zugrunde gelegt werden kann: Es empfiehlt sich, "insbesondere die
Wände der schmalen .Schlitze (Kanäle) mit einem schwer schmelzbären Metall, beispielsweise
mit Wolfram, auszultleiden, den die Schlitze (Kanäle) enthaltenden ' geschlitzten
Körper selbst aus gut wärmeleitfähigem Metall herzustellen und den Kathodenbehälter
durch ein flüssiges Kühlmittel zu kühlen.. Durch diese Maßnahmen wird erreicht,
daß an der Kathode nur außerordentlich wenig Quecksilber verdampft, ohne daß die
Betriebssicherheit in irgendeiner Weise beeinträchit wird.According to the present invention, the aforementioned difficulties become
fixed if the metal vapor rectifier is designed in such a way that the insert body
in a provided with coolant paths, * arranged on the cathode container
Seat is mounted and designed so that the active cathode metal except for in
Deep, narrow, interconnected slits running in the shape of a star
is completely covered. The insert body can be designed as a plate,
which shields the inactive cathode metal pool from the discharge space. It
it is recommended that the insert body be placed in the cathode container base
: Seat, .der -connecting the active cathode metal with the inactive cathode metal
Has passageways to grind. The star point in the insert body
provided slots is advantageously directly below the ignition electrode.
The insert body is expediently made of a material that conducts heat well, for example
made of copper, and is against the cathode liquid or against the vapor of the cathode metal
Protected by means of coatings or coverings made of chrome or tungsten. As a result of the low;
Width of these slots (channels) is their surface between the delimiting
Walls practically completely covered, and. although on one of the current strength
depending on the total area of the focal spot length. Certain stretches of the
Slots (channels) remain free of discharge. These receive a very low.
Supply of heat and take part in the evaporation only to a correspondingly small extent
part. The. Dimensioning of the available surface depends on the maximum current strength
of the rectifier, the cathodic current density being a few thousand amperes
per calculation can be based on: It is recommended "in particular the
Walls of the narrow .Slitze (channels) with a hard-to-melt metal, for example
with tungsten to be filled, the 'slotted' containing the slots (channels)
Manufacture the body itself from metal with good thermal conductivity and the cathode container
to be cooled by a liquid coolant. These measures achieve
that only extremely little mercury evaporates at the cathode without the
Operational safety is affected in any way.
"In der Zeichnung ist ein Ausführungs-#eispiel dargestellt."An exemplary embodiment is shown in the drawing.
Fig. i zeigt einen senkrechten Schnitt durch eine Kathode und Fig.
2 die dazugehörige Draufsicht in größerem Maßstab.Fig. I shows a vertical section through a cathode and Fig.
2 the associated plan view on a larger scale.
Der Kathodenbehälter i, der am unteren Teil, des Gleichrichterkessels
2 isoliert angebracht ist, nimmt in einem Kühleinbau 3 einen Einsatzkörper q. auf,
der vorteilhaft in den Kühleinbau 3 des Kathodenbehälters i eingeschliffen ist.
Der Kathodeneinsatz q., der vorteilhaft aus Kupfer besteht, ist verchromt und gegebenenfalls
mit einem Wolframbelag versehen. Wie aus Fig. 2 ersichtlich, ist der Einsatzkörper
¢ sternförmig geschlitzt (Schlitze 5, die sich bei 6 schneiden). Oberhalb des Schnittpunktes
6 der Schlitze 5 liegt eine bewegliche Zündelektrode 7. Das Kathodenquecksilber
8 tritt in die Schlitze 5 des Einsatzkörpers q., wie aus der Zeichnung ersichtlich,
ein und steht mit dem Quecksilbervorrat g kommunizierend, beispielsweise durch Schlitze
(Kanäle) io, in Verbindung.The cathode container i, the one on the lower part, of the rectifier vessel
2 is mounted insulated, takes an insert body q in a cooling unit 3. on,
which is advantageously ground into the cooling installation 3 of the cathode container i.
The cathode insert q., Which is advantageously made of copper, is chrome-plated and optionally
provided with a tungsten coating. As can be seen from Fig. 2, the insert body
¢ slotted in a star shape (slots 5, which intersect at 6). Above the intersection
6 of the slots 5 is a movable ignition electrode 7. The cathode mercury
8 enters the slots 5 of the insert body q., As can be seen from the drawing,
and communicates with the mercury supply g, for example through slots
(Channels) ok, in connection.