DE641833C

DE641833C - Ionenzelle mit Gluehkathode

Info

Publication number: DE641833C
Application number: DEA75009D
Authority: DE
Original assignee: BBC Brown Boveri France SA
Current assignee: BBC Brown Boveri France SA
Priority date: 1935-01-10
Filing date: 1935-01-11
Publication date: 1937-02-15

Description

Ionenzelle nüt Glühkathode Bei Ionenzellen (auch Mutato-ren genannt) mit Glühkathode wird in bekannter Weise Quecksilberdampf durch die für die Emission bestimmten Teile in- das Gehäuseinnere von außen her eingeführt. Dieser Quecksilberdampf hat den Zweck, durch bessere Ionisierung des Lichtbogenweges den Spannungsabfall im Lichtbogen nach Möglichkeit herunterzusetzen. Wird. der Quecksilberdampf der Glühkathode z. B. über die Stromzuführungselektrode zugeführt, so muß diese isoliert in den Kathodenbodden ,eingebaut sein. Der isolierte Einbau bedingt aber hochvakuumsichere Dichtungen, die infolge der hohen thermischen Beanspruchung künstlich gekühlt werden müssen. Eine solche Anordnung hat vor .allem den Nachteil, daß, der gesamte Aufbau sehr kompliziert und -teuer ist. Ferner wird der Quecksilberdampf beim Eintritt in die Elektrode teilweise von der durch die vorerwähnten Dichtungen bedingten Kühlung insofern nachteilig beeinflußt, als es sehr lange Zeiterfordert, bis der gesamte Weg für den quecksilberdampf in der Zuleitung so hoch temperiert ist, daß keine Kond@nsatbildung mehr möglich ist. Dies bedingt aber erstens große Heizenergie und ebenso große Anheizzeit. Beide Momente sind für den Betrieb nachteilig, indem dadurch auch die Inbetriebsetzungszeit des Entladungsgefäßes verlängert wird.
Gegenstand der Erfindung ist nun eine Ionenzelle mit fremdbeheizter, den - Bogenstrom zwischen Anode und Kathode als reinen Elektronenemissionsstrom liefernder Glühkathode und den emittierenden Flächen der Glühkathode von außen her aus einem beheizten, mit dem Quecksilbervorrat im Innern des Entladungsapparates kommunizierenden Metallbehälter zugeführtem Quecksilberdampf zur Herabsetzung des Spannungsabfalles im Lichtbogen, bei dem die geschilderten Mängel dadurch beseitigt sind, daß die Zufuhr des Quecksilberdampfes durch eine sich durch den Träger der Glühkathode in die Glühkathode hinein .erstreckende Bohrung,erfolgt, die eine Mehrzahl von auf der Oberfläche der Glühkathode, über diese verteilt, mündende Verzweigungen aufweist, und daß der Träger der Glühkathode sowie der außerhalb des Entladungsgefäßes befindliche beheizte Quecksilberbehälter mit der unteren metallischen Abschlußplatte des Entladungsgefäßes zu einem Konstruktionselement vereinigt sind, bei dem die Bohrung des Glühkathodenträgers unmittelbar die Fortsetzung der am oberen Ende des Quecksilberbehälters befindlichen Durchtrittsöffnung für dien Dampf bildet.
In der Zeichnung ist ein Ausführungsbeispiel der Erfindung in Abb. r im Längsschnitt und in Abb.2 im Querschnitt durch den Quecksilberbehälter dargestellt. Mit a ist der Boden des metallischen Entladungsgefäßes bezeichnet, b ist die metallische Kathodenhodenplatte, welche mittels des Isolators c am Gehäuse befestigt ist. Der Isolator c ist für die Befestigung nicht unbedingt notwendig, die Kathodenbodenplatte b kann auchmetallischmit dem Entladungsgefäß, verbunden werden. In der Mitte der Kathodenbodenplatte ist in einem Sockelansatz g als Emissionsbestandteil der ist dabei möglich, die Erhitzung des Metallklotzes p infolge des Stromdurchganges während des Betriebes des Entladungsgefäßes für ,die Beheizung des Quecksilberdampfes aus-,a@mutzen; für die Inbetriebsetzung dagegen ;müssen besondere Heizwicklungen k, l vorgesehen sein. Die Stromzuleitung zur Kathode kann auch an die Kathodenbodenplatte b angeschlossen sein. Glühkathode-eine Graphitelektroded befestigt, die mit einer Längsbohrung versehen ist, welche eine Mehrzahl von auf der Oberfläche der Graphitelektrode, über diese ver-.. teilt, mündende Verzweigungen aufweist und": sich durch den Träger der Glühkathode bigx in den Quecksilberdampfkessel k fortsetzt:: Durch diese Bohrung wird der im Kessel k erzeugte Quecksilberdampf den emittierenden Flächen der Glühkathode zugeführt. Der Träger des brausenähnlich ausgebildeten Teiles der Glühkathode und das auerhalb des Entladungsgefäßes befindliche Gefäß für die Erzeugung des Quecksilberdampfes bilden dabei mit der Kathodenbodenplatte des Entladungsgefäßes ein einziges Konstruktionselement, bei dem die Bohrung des Glühkathodenträgers unmittelbar die. Fortsetzung der am oberen Ende des Quecksilberbehälters befindlichen Durchtrittsöffnung für den Dampf bildet. e ist -der Heizdraht für die Elektrode d, @dessen Stromzuführungen f isoliert durch die Kathodenbodenplatte geführt werden. Die Kathodenbodenplatte b ist muldenförmig ausgebildet, damit das kondensierte Quecksilher im Kreislauf aus dem Entladungsgefäß über das Rohr i wieder in den Dampfkessel zurückgeführt wird. Der Dampfkessel selbst ist irn unteren Teil als Hohlzylinder mit nach innen hineingezogenem Boden ausgebildet, so daß der das Quecksilber aufnehmende Kesselraum ein doppelwandiger Zylinder mit darüber befindlichem Dampfraum ist, der durch Heizwicklungen k, L auf beiden Zylindermänteln beheizt wird. Im Hohlzylinderraum des Dampfkessels sind beispielsweise radial gerichtete Zwischenwändem für den Zweck vorgesehen, das Quecksilber beim Anheizen möglichst rasch auf Temperatur zu bringen, womit die Anheizzeit auf ein Minimum vermindert werden kann. Um den Quecksilberdampf selbst zu trocknen und um große Quecksilbertropfen zurückzuhalten, ist im oberen Teil des Dampfkessels ein ringförmiges Sieb n eingebaut.
Die Zwischenwände oder Hieizrippen m werden vorteilhaft an beiden Zylinderwänden des Dampfkessels vorgesehen. Der Dampfkessel selbst wird zweckmäßig von einer Hülle o umgeben, und der - Zwischenraum zwischen beiden wird mit Wärmeschutzmaterial ausgefüllt, um Wärmeverluste nach Möglichkeit zu verhüten. Zu dem gleichen Zweck kann auch der Hohlraum des nach innen gezogenen Bodens durch einen Metallklotz p, als Wärmespeicher ausgefüllt werden; letzterer kann dabei gleichzeitig als Anschh iß g für die Stromzuleitung zur Kathode dienen. Es

Claims

PATENTANSPRÜCHE: i. Ionenzelle mit fremdbeheizter, den Bogenstrom zwischen Anode und Kathode als reinen Elektronenemissionsstrom liefernder Glühkathode und den emittierenden 'Flächen der Glühkathode von außen her aus einem beheizten, mit dem Quecksilbervorrat im Innern des Entladungsapparates kommunizierenden Metallbehälter zugeführtem Quecksilberdampf zur Herabsetzung des Spannungsabfalles im Lichtbogen, dadurch gekennzeichnet, daß die Zufuhr des Quecksilberdampfes durch eine sich durch den Träger der Glühkathode in die Glühkathode hinein erstreckende Bohrung erfolgt, die eine Mehrzahl von auf der Oberfläche der Glühkathode, über diese verteilt, mündende Verzweigungen aufweist, und daß der Träger der Glühkathode sowie der außerhalb des Entladungsgefäßes befindliche beheizte Quecksilberbehälter mit der unteren metallischen Abschlußplatte des Entladungsgefäßes zu einem Konstruktionselement vereinigt sind, bei dem die Bohrung des Glühkathodenträgers unmittelbar die Fortsetzung der am oberen Ende des Quecksilberbehälters befindlichen Durchtrittsöffnung für den Dampf bildet.
2. lonenzelle nach Anspruch i, dadurch gekennzeichnet, daß die Kathodenbodenplatte des Entladungsgefäßes als Auffangmulde für Quecksilberkondensat ausgebildet ist.
3. Ionenzelle nach Anspruch i und a, dadurch gekennzeichnet, daß der Quecksilberdampfkessel im unteren Teil als Hohlzylinder mit nach innen hineingezogenem Boden ausgebildet ist, so daß der Aufnahmeraum für das Quecksilber ein doppelmanteliger Zylinder ist, der durch Heizwicklungen auf beiden Zylindermänteln beheizt ist. q.. Ionenzelle nach Anspruch 3, dadurch g e 'k enn7 eichnet, daß die Zylindermäntel mit in das Quecksilber ragenden Zwischenwänden oder Heizrippen versehen sind.