DE642338C - Dampfentladungsapparat, insbesondere Metalldampfstromrichter, mit in der Kathode befindlichem Einsatzkoerper und in die Kathode eintauchender, aus Widerstandswerkstoff bestehender Zuendelektrode - Google Patents

Description

Die Erfindung betrifft eitlen Dampfentladungsapparat, insbesondere einen Metalldampfstromrichter, mit in der Kathode befindlichem Einsatzkörper.

Es ist bereits bekannt, zur Fixierung des Lichtbogens in den flüssigen Kathoden von Metalldampfstromrichtern Einsatzkörper vorzusehen, die ein Herumirren des Lichtbodenflecks auf der Oberfläche der Kathodenflüssigkeit verhindern sollen. Ein' Herumirren des Lichtbogenflecks auf der Oberfläche der flüssigen Kathode hat einerseits den Nach-. teil, daß das Kathodenquecksilber stark erhitzt und in unerwünscht hohem Maße verdampft wird, und. andererseits den Nachteil, daß das Quecksilber in Wallung gerät, so daß leicht Teile der Kathodenflüssigkeit in die Bezirke der Haupt- oder Hilfselektroden gelangen und hier. zu Rückzündungen, Kurz-Schlüssen und ähnlichen Störungen führen.

Für das Ansetzen des Lichtbogens sind

die aus dem Quecksilberteich herausragenden Kanten des Einsatzkörpers von besonderer Bedeutung. Namentlich die Kantenlänge ist hierbei wichtig,, weil der Lichtbogen bei hochbelasteten Stromrichtern eine längere Ansetzkante und bei mit geringen Leistungen arbeitenden Stromrichtern eine kleinere Ansetzkante benötigt. Es wurde deshalb bereits vorgeschlagen, die Einsatzkörper so auszubilden, daß sie mehrere voneinander getrennt liegende Kanten aufweisen. Ferner sind Einsatzkörper bekannt, die aus spiralig oder ähnlich gewundenen Blechstreifen bestehen.

Trotzdem durch die Verwendung von derartigen Einsatzkörpern, an denen sich der Lichtbogen ansetzen kann, die Verdampfung des Kathodenquecksilbers vermindert wird, wird der Quecksilberdampf immer noch in beträchtlichem Überschuß erzeugt. Es wird etwa 20- bis 3omal mehr Quecksilberdampf an der Kathode entwickelt, als zur Einleitung und Aufrechterhaltung des Stromrichterbetriebes an sich nötig wäre. Der Grund hierfür scheint darin zu liegen, daß bei den bekannten Einsatzkörpern, namentlich bei der Inbetriebsetzung des Entladungsapparates, ein Umherirren des Lichtbogenfleckes auf der Kathodenoberfläche nicht zu vermeiden war.

Gemäß der vorliegenden Erfindung werden die erwähnten Nachteile dadurch behoben, daß der in einem ununterbrochenen Linienzug, beispielsweise als Spirale oder gewundenes Band, verlaufende Einsatzkörper mit

der aus Widerstandswerkstoff bestehenden Zündelektrode in Berührung gebracht ist. Das untere Ende der Zündelektrode ist vorteilhaft mit einer aus Isolierwerkstoff, beispielsweise Glas, bestehenden Hülle versehen, die an der Berührungsstelle zwischen Zündelektrode und"' Kathodeneinsatz eine Lücke aufweist. Bei-Einsatzkörpern, die aus einem Metallband bestehen, empfiehlt es sich, das Metallband ίο schräg zur Kathodenoberfläche zu legen.

Durch diese Maßnahmen wird der Lichtbogen gezwungen, an einer bestimmten Stelle anzusetzen und sich von dort aus je nach der Belastung längs des gewundenen Einsatzkörpers auszudehnen. Ein unstetes Umherirren des Lichtbogensatzes auf dem Kathodeneinsatzkörper und ein Überspringen auf die - freie Kathodenoberfläche werden auf diese Weise vermieden. Hierdurch wird der Vorteil einer Verminderung der Erwärmung und Verdampfung der Kathodenflüssigkeit erreicht.

In der Zeichnung sind einige Ausführungsbeispiele dargestellt.

Fig. ι zeigt einen senkrechten Schnitt durch einen Quiecksilberdampfgleichrichter, und

Fig. 2 zeigt einen Schnitt nach der Linie JI-II der Fig. 1,

Fig. 3 zeigt eine andere Ausführungsform des Kathodeneinsatzes in Draufsicht. Die Fig. 4 bis 6 zeigen andere Ausführungsformen von Einsatzkörpern. -

Der in Fig. 1 schematisch dargestellte einfache Gleichrichter hat eine Kathode 1 aus Quecksilber oder einem anderen verdampfbaren Werkstoff und eine unmittelbar gegenüber der Kathode 1 liegende Anode 2. Zwischen Anode 2 und Kathode 1 befindet sich der Isolator 3. Eine Zündelektrode 5 ist in der Mitte des Gleichrichters . angebracht und taucht mit ihrem unteren Ende in die Kathode 1 ein.

In der Kathode befindet sich zur Fixierung des Kathodenflecks eine mit Molybdän bedeckte Rohrschlange 6, die zum Teil in die Kathode eintaucht. Diese zur Kathodenfixierung dienende Schlange 6 liegt so, daß ein Teil der Schlange mit der Zündelektrode 5 in Berührung steht derart, daß die Zündelektrode 5, der zur Fleckfixierung dienende Teil 6 und die. Oberfläche der Kathode einen gemeinsamen Berührungspunkt haben.

Um zu erreichen, daß der Kathodenfleck sicher an dem Teil 6 ansetzt, und zwar vorzugsweise an der Stelle, wo der Kathoden-■>5 einsatz 6 mit der Kathodenoberfläche zusammenkommt, is't eine aus Isolierwerkstoff bestehende Hülle 8, die beispielsweise aus Glas besteht, am größten Teil des unteren Endes der Zündelektrode S angebracht. Es verbleibt, wie man aus den Abbildungen, namentlich aus Fig. 2 ersieht, jedoch eine kleine offene Stelle φ in der aus Isolierwerkstofr bestehenden Hülle 8. Diese Lücke 9 ermöglicht den Kontakt zwischen dem Einsatzkörper 6 und der Zündelektrode 5, und zwar an der Kathoden oberfläche.

■"Die Wirkungsweise des neuen Stromrichters ist etwa folgende:

Legt man eine Zündspannung an die Zündelektrode 3, so wird unmittelbar ein Kathodenfleck an dem Einsatz 6 erzeugt, und zwar an der Berührungskante des Kathodenquecksilbers mit dem Kathodeneinsatz 6. Sobald der Hauptlichtbogen an den Kathodenfleck geht, breitet er sich unverzüglich längs des Einsatzkörpers 6 aus und wandert nicht auf die Oberfläche der Kathode.

Um die Verdampfung des Kathodenmetalles zu vermindern, wird die Kathode 1 selbst gekühlt, und zwar dadurch, daß man ein Kühlmittel durch den Kathodeneinsatz 6 hindurchströmen läßt. Mitunter kann es auch wünschenswert sein, daß sowohl die Kathodenflüssigkeit als auch der Kathodeneinsatz 6 während des Betriebes des Gleichrichters gekühlt wird. Zu diesem Zweck können beliebige andere Kühlvorrichtungen an sich bekannter Art in Verbindung mit dem neuen Gleichrichter mit Vorteil verwendet werden.

Besonders wesentlich ist neben der Beruhrung des Kathodeneinsatzkörpers: mit der Zündelektrode die Ausführung des Einsatzkörpers als an der Oberfläche des Kathodenteiches verlaufender ununterbrochener Linienzug.

Bei dem Gleichrichter gemäß der Erfindung, bei dem der Kathodeneinsatz aus einem ununterbrochenen an der Oberfläche des Kathodenteiches verlaufenden Band besteht, tritt eine sehr schnelle und wirksame Verteilung der am Kathodenfleck auftretenden Warme ein, sogar in Fällen, wo der Kathodeneinsatz nicht gekühlt wird. Die Einsatzkörper, beispielsweise die Einsatzbänder, können entweder, wie in dem Ausführungsbeispiel der Fig. 2 dargestellt, ein- oder mehrfach gewunden sein oder aber etwa von der Mitte ausgehend die Form einer ebenen Spirale aufweisen. Der Einsatzkörper kann dann beispielsweise in der Mitte die Zündelektrode, wie in dem oben erwähnten AusführungSr beispiel angegeben, berühren.

Eine andere Ausführungsform, bei der der Einsatzkörper mit der Zündelektrode in Berührung steht, ist in Fig. 3 dargestellt. Hier hat der Einsatzkörper die Form einer Spirale "δ und besteht aus einem Blechband, das mit seiner Breitseite senkrecht zur Oberfläche der Kathode steht. Die Einsatzspirale ist mit 6 bezeichnet, die Zündelektrode wiederum mit 5 und die Wand des Kathodenbehälters mit 3.

Bei der Ausfuhrungsform nach Fig. 4 besteht der mittlere Teil des Einsatzkörpers

aus einem, geraden Blechstreifen io, an den sich ein als Spirale gewundener Blechstreifen 11 anschließt.

Bei der Ausfüihrungsform nach Fig. 5 besteht der Einsatzkörper aus einem vielfach gewundenen Blechband 12. Die Ausführungsform nach Fig. 6 endlich zeigt einen Einsatzkörper 13, der aus einem mittleren ringförmigen Teil 14 und einer Spirale 1S besteht.

Die Einsatzbänder können gegebenenfalls aus Bimetallstreifen bestehen. Dies hat den Vorteil, daß die Einsatzbänder in Abhängigkeit von der thermischen Beanspruchung während des Betriebes gewisse Bewegungen ausführen können, mittels deren ihr Abstand von den Elektroden, mit denen der Einsatzkörper in Beziehung steht, gegebenenfalls selbsttätig und in Abhängigkeit von irgendwelchen Betriebsgrößen des Entladungsapparates geändert werden kann.

Die Einsatzkörper können so ausgeführt werden, daß mit zunehmender Belastung und damit verbundener erhöhter Erwärmung des Kathodenteiches eine Dehnung des Einsatzkörpers in der Weise auftritt, daß die dem Lichtbogen als Ansatz dienende Kante vergrößert wird. Bei abnehmender Belastung taucht der Einsatzkörper dann wieder zum Teil unter die Quecksilberoberfläche und ist so teilweise dem Lichtbogenansatz entzogen.

Man kann dieses in einfacher Weise dadurch erreichen, daß man Teile des Einsatzbleches mit einem Streifen eines Metalles versieht, .der einen anderen Wärmeausdehnungskoeffi-■zienten wie das eigentliche Einsatzblech hat.

Claims (3)

Patentansprüche:

1. Dampf entladungsapparat, insbesondere Metalldampfstromrichter, mit in der Kathode befindlichem Einsatzkörper und in die Kathode eintauchender, aus Widerstandswerkstoff bestehender Zündelektrode, dadurch gekennzeichnet, daß der in einem ununterbrochenen Linienzug, beispielsweise als Spirale oder gewundenes Band, ver- +5 laufende Einsatzkörper mit der aus Widerstandswerkstoiff bestehendem Zündeljektrojde in Berührung steht.

2. Dampfentladungsapparat nach Anspruch r, dadurch gekennzeichnet, daß das untere Ende der Zündelektrode mit einer aus Isolierwerkstoff, beispielsweise Glas, bestehenden Hülle versehen ist, die an der Berührüngsstelle zwischen Zündelektrode und Kathodeneinsatz eine Lücke aufweist.

3. Dampfentladungsapparat nach An- _% spruch i, dadurch gekennzeichnet, daß bei Einsatzkörpern, die aus einem Metallband bestehen, das Metallband schräg zur Kathodenoberfläche liegt.

Hierzu 1 Blatt Zeichnungen