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Entladungsröhre zum mehrphasigen Gleichrichten von Wechselstrom Die
Erfindung bezieht sich auf eine Entladungsröhre zum mehrphasigen Gleichrichten von
Wechselstrom einer Spannung von 8o bis 500 Volt.
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Die Erfindung hat den Zweck, für dieses Spannungsgebiet eine Gleichrichterröhre
zu schaffen, die einen geringen Spannungsabfall und befriedigende Lebensdauer zeigt
und leicht herstellbar ist.
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Bei der Gleichrichterröhre gemäß der Erfindung sind Kohlenstoffanoden
bei einem Druck der Edelgasfüllung zwischen o,5 und 5 mm Quecksilbersäule benutzt
und die Elektroden zusammen auf einem einzigen Quetschfuß ,angeordnet, während die
Anoden sich von der Entladungsbahn aus so weit erstrecken, daß die Poldrähte gegen
die in der Entladungsbahn gebildeten positiven Ionen geschützt sind.
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Gleichrichter mit Kohlenstoffanoden sind an sich bekannt, aber derartige
Kohlenstoffanoden wurden im mittleren Raum des Glaskolbens bis jetzt nur verwendet,
wenn der Druck in der Entladungsröhre sehr groß war (auf jeden Fall größer als i
cm Quecksilbersäule) und deshalb die Gefahr einer Zerstäubung und Gasabsorption
nicht bestand. In den meisten Fällen wurden die Röhren selbst dann nur für einphasigen
Betrieb und für niedrige Spannungen angewendet. Ferner sind Kohlenstoffanoden schon
bei der Gleichrichtung von den hohen Spannungen von toto bis 3000 Volt und
mehr benutzt worden. In diesem Fall wurden die Anoden weit voneinander entfernt
in Röhrenansätzen angeordnet, so daß positive Ionen aus der Entladungsbahn zwischen
einer Anode und der Kathode die andere Anode nicht erreichen konnten und dadurch
die Gefahr einer Zerstäubung behoben war. In letzterem Fall könnten selbst Drücke
weit unter i mm zur Verwendung kommen.
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Bei Verwendung von- Kohlenstoffanoden im mehrphasigen Betrieb hat
man aber bis jetzt keine Drücke unter i cm benutzt und gleichzeitig die Anoden dicht
beieinander im inneren Raum der Entladungsröhre angeordnet. In solchen Fällen hat
man bisher z. B. Anoden .aus möglichst reinem Eisen verwendet, da eine starke Absorption
der Gasfüllung und eine dadurch bedingte Verkürzung der Lebensdauer der Röhre infolge
Zerstäubung der Anoden zu befürchten war. Diese Erscheinung machte sich bei Verwendung
von Metallanoden in den an sich bekannten Gleichrichterröhren mit einem Gasdruck
unter q. mm schon hinderlich merkbar und mußte darum .erst recht bei Verwendung
von Kohlenstöffanoden -befürchtet werden.
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Es ist nun überraschenderweise gefunden worden, daß auch bei einem
Druck der
Edelgasfüllung zwischen 0,5 und 5 mm bei Verwendung
einer Wehneltkathod@e Kohlenstoffanoden im Innern der Entladungsröhre in geringem
Abstand voneinander angeordnet werden können, so daß die Röhre mit Wechselspannungen
von So bis 5oo Volt betrieben werden kann, ohne daß eine hinderliche Zerstäubung
oder Gasabsorption auftritt, Die Anordnung der Anoden in geringem Abstand voneinander
wird dadurch erreicht, daß die Elektroden auf einem einzigen Quetschfuß angeordnet
werden.
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Die überraschend gute Wirkung der neun Röhre in dem erwähnten Spannungsgebiet
kann möglicherweise folgende Erklärung finden.
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Dadurch, daß die Elektroden dicht beieinander angeordnet werden und
der Gasdruck in geeigneten Grenzen gehalten wird, wird ein sehr geringer Spannungsabfall
herbeigeführt, so daß die positiven Ionen, welche die Z2rstäubung verursachen, keine
große Geschwindigkeit gewinnen können. Bei mehrphasigen Röhren war insbesondere
die in der negativen Phase einer Anode an diese Anode und an ihre Zuführungsleitung
ansetzende Entladung sehr gefürchtet. Bei der Röhre g°mäß der Erfindung wird nim
die Erscheinung ausgenutzt, daß eine solche Glimmentladung sich an einer Kohlenstoffanode
weniger leicht ausbildet als an einer Metallanode. Die Z;rst;iiibung spielt aus
den vorgenannten beiden Gründen eine viel geringere Rolle, als zu erwarten wäre.
und außerdem wird die Gefahr von Rückentladungen auch bei den verhältnismäßig hohen,
zur Anwendung kommenden Spannungen @ieitgehend herabgesetzt.
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Die Poldrähte werden ferner dadurch gegen die in der Entladungsbahn
gebildeten Ionen geschützt, daß die Anschlußstelle der Poldrähte an die Anoden möglichst
von der Stelle entfernt wird, an der die Entladungen sich ausbilden.
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Durch die Bemessung des Gasdrucks in der Größenordnung von t mm und
die Anordnung der- Anoden im inneren Raum der Röhre wird ein sehr hoher Nutzeffekt
erreicht.
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Es ist schon die Röhre beschrieben worden, die mehrere Kohlenstoffanoden
im mittleren Raum eifixes Glaskolbens enthält. Es wurde dabei ein Gasdruck über
t mm (-)uecl;-silbersäule vorgeschrieben. Die Kathode ist in diesem Fall eine aus
einem massiven Metallblock bestehende kalte Kathode, die erst durch die Entladung
aufgeheizt .wird. Weil hier die Emission bzw. die Heizung durch 'den Aufprall der
Ionen herbeigeführt wird, tritt in solchen Röhren eine starke Zerstäubung ein; ferner
ist der Spannungsabfall nicht gering. Die Lebensdauer einer solchen Röhre ist infalge
des raschen Verschwindens der Gasfüllung sehr kurz, wenn nicht Gasdrücke weit oberhalb
z mm Anwendung finden. Bei der bekannten Röhre wurde im übrigen jede ,Elektrode
auf einem besonderen Quetschfuß in einem Ansatz des Kolbens angeordnet, so d'aß
eine billige Herstellung ausgeschlossen ist.
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Unter Kohle oder Kohlenstoff ist im Zusammenhang mit der Röhre gemäß
der Erfindung auch Graphit zu verstehen. Da die Zerstäubung lediglich an der Oberfläche
der Anoden stattfindet, können diese auch aus einem Kern aus anderem Stoff bestehen,
der mit einer Kohlenstoffschicht überzogen ist.
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Die Anodenpoldrähte können mit einem isolierenden Stoff überzogen
werden, so daß auch dadurch die Zerstäubung der Poldrähte durch das Auftreffen von
positiven Ionen weiter herabgesetzt wird.
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Ein Ausführungsbeispiel der Erfindung wird nachstehend an Hand der
Zeichnung näher beschrieben, in der eine Vorder- und eine Seitenansicht einer mit
einer Glühkathode und mit Koblenstoffanoden verschencii Entladungsröhre zum doppelphasigen
Gleichrichten von Wechselstrom dargestellt sind.
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Die Entladungsröhre t ist i_i einer Schaltung dargestellt, die gestattet,
die beiden Phasen des bei A 'und B eintretenden Wechselstromes gleichzurichten;
diese an sich bekannte Schaltung wird nicht näher beschrieben. Im Füßchen 2 der
Entladungsröhre sind die Poldrähte 3 und q für die Oxydglühkathode 5 und die Poldrähte
G und ; für die beiden Anoden S und 9 angebracht. Diese Anoden, die erfindungsgemäß
aus Kohlenstoff lier-gesteilt sind, haben die Form eines Zylinders und sind auf
die mit einem Schraubengewinde versehenen Poldrähte geschraubt. Die Entladungswege
von der Kathode zu den beiden Anoden befinden sich hier arn oberen Ende der Anoden.
Die Anoden erstrecken sich weit nach unten und haben außerdem eine schräge Stellung,
so daß die Stellen. an denen die Poldrähte in die Anoden eintreten, möglichst weit
von den Entladungs--,vegen entfernt liegen und die Poldrähte deshalb von positiven
Ionen praktisch nicht getroffen werden. Außerdem wird durch die Entfernung der unteren
Anodenenden der Abstand zwischen den Poldrähten vergrößert. Die Entladungsröhre
ist mit Argon unter einem zwischen 0,5 und 5 mni (juecksilbersäule liegenden
Druck gefüllt. Die während des Betriebes der Entladungsröhre stattfindende Entladung
hat den Charakter einer Bogenentladung.
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Die Röhre kann sehr billig hergestellt Zierden Lind hat infolge der
Herabsetzung der Zcrstättl)ttrig eine gro(.>e Lebensdauer, weil das @üiha@ nicht
bald verschwindet.