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Einrichtung zum Schutz der Anoden von gas- und dampfgefüllten Gleichrichtern
gegen Rückzündungen Bei gas- oder dampfgefüllten Gleichrichtern treten bei hoher
Belastung, insbesondere bei hoher Spannung, unter Umständen Rückzündungen auf, die
zum Teil darauf zurückziiführen sind, daß die positiven Ionen auf die Anoden während
der Sperrperiode mit großer Geschwindigkeit auftreffen. Dabei werden die Punkte
der Anodenoberfläche, an denen et#va infolge von Verunreinigungen die Elektronenemission
besonders hoch ist, bevorzugt getroffen, so daß die Temperatur an die-s#enStellen
noch weiter steigt, so daß unter Umständen die Bildung eines Kathodenflecks ermög,-licht
wird. Zur Verm#eidung dieser Rückzündungsoursache ist vorgeschlagen worden, die
Anode hohl auszubilden und mit zahlreichen Öffnungen zu versehen, die den öffnungen
des die Anode umgebenden Gitters oder Schutzschirmes gegenüberstehen. Erfiridungs-Clemäß
wird diese Anordnung dadurch verbessert, daß die Anoden hohl ausgebildet und mit
zahlreichen öffnungen versehenwerden, die den öffnunggen des die Anode umgebenden
Gitters oder Schutzschirmes geganüberstelien, und daß außerdem im Innern der Anode
eine Elektrode vorgesehen ist, die über einen hohen Wirk-, Blind- oder Scheinwider§tand
mit einer- StromqueU.e derart verbunden ist, daß sie sich mindestens während der
Sperrperiode auf einem von, dem Anodenpotential wenig abweichenden Potential befindet.
Als Widerstände können also Ohrnsche. oder induktive Widerstände oder ein kleiner
Kondensator oder auch eine Kombination dieser Elemente verwendet werden. Wenn der
Betrag der positiven Ionen, die auf die innere Elektrode auftreffen, nicht groß
ist, genügt für diesen Zweck unter Umständen -die gesättigte Kapazität zwischen
der inneren Elektrode und der umgehenden Anode. In manchen Fällen ist es zweckmäßig.
die innere Elektrode aus einem nicht- oder halbleitenden Material herzustellen.
Die innere Elektrode kann statt mit ein-er besonderen Spannungsquelle über einen
der genannten Widerstände auch mit der zugehöri-,gen Anode verbunden wer-den.
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Die Abbildung zeigt in zum Teil schematischer Darstellung ein Ausführungsbeispiel
der Erfindung. Die an ihrem unter-en Ende mit zahlreichen öffnungen versehene hohle
Anode i ist umgeben vom Gitter 2, dessen öffnungen 5 so angeordnet sind,
daß sie den Öffnungen 4 der Anode i gegenüberstehen. Im Innern der Anode i ist die
Elektrode 6
vorgesehen. Diese Elektrode wird auf einem Potential gehalten,
das nur wenig von dem der Anode i abweicht. Sie ist über einen hohen Wirk-, Blind-
oder Scheinwiderstand mit der Spannungsquelle verbunden. Wenn die Anode i und die
Elektrode 6 negativ geladen sind, wird sich zwischen dem Gitter der Anode
und der inneren Elektrode ein elektrostatisches Feld ausbilden, wie schematisch
durch
die gestrichelten Linlen 8 angedeutet ist. Die positiven Ionen werden im
wesentlichen den Feldlinien folgen, und infolgedessen. werden die von der Außenseite
des Gitters herrührenden Ionen sich vorzugsweise in dem inneren Teil bewegen, der
in der Schnittzeichnung durch die beidenausgezogenen Linien 9 begrenzt wird.
Diese positiven Ionen treffen also nicht auf die Anode i, sondern auf die innere
Elektrode 6 auf, und wenn der genannte, in Reihe mit der Elektrode
6 liegende Widerstand ein-en genüend großen Wert besitzt, kann durch das
Auftreffen der positiven Ionen auf die innere Elektrode 6 kein Kathodenfleck
gebildet werden. Die Anode i, der ja nur ein vernachlässigbar kleiner Widerstand
vorgeschaltetist, empfängt somit einen so kleinen Betrag von positiven Ionen, daß
ihre Neigung zur Kathodenfleckbildung außerordentlich stark herabgesetzt ist.
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Die Einrichtung gemäß der Erfindung hat ferner den Vorteil, daß die
durch die Kathodenzerstäubung auftretenden Schwierigkeiten sehr herabgesetzt werden.
Zur Verhinderung des Einflusses der Nachbaranoden ist es im allgemeinen zweckmäßig,
das Gitter -2 mit einem Schutzrohr 3 zu umgeben. Das durch die auftreffenden
positiven Ionen zerstäubte Material der Elektrode 6 schlägt sich nämlich
zu einem sehr großen Teil an den Stellen der Innenseite der Anode i nieder, an denen
die elektrostatischen Kräfte gering sind. In manchen Fällen ist es zweckmäßig, die
EI.ektrode 6 hohl auszubilden und mit öffnungen zu versehen, die denen der
Anode gegenüberstehen.
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Wenn die Anode positiv ist, ist der Zw!-schenraum zwischen der Anode
unddem Gitter gleichmäßig von ionisiertem Dampf erfüllt, und das elektrostatische
Feld, das durch die Linien 8 angedeutet ist, besteht nicht. Der Strom kann
also zur Anode i fließen. Wenn die Anode negativ wird, werden die in der Umgebung
der Anode vorhandenen Elektronen zurückgeworfen, so daß der Raum zwischen dem Gitter
und der Anode nicht mehr gleichförmig von positiven und negativen Ladungsträgern
erfüllt ist. Unter diesen Umständen haben die Feldlinien nicht die durch die Linien
8 angedeutete Form, und infolgedessen bewegen sich die positiven Ionen auf
Wegen, die durch die Linien 9 angedeueet sind, die im wesentlichen an der
Anode i vorbeigeführt sind, so daß sie auf die Elektrode 6 treffen. Wenn
die Anode positiv ist, kann also der Strom ohne Schwierigkeiten um die scharfen
Ecken herumfließen; wenn jedoch die Anode negativ ist, so kann der positive Ionenstrom
sich im wesentlichen nur auf verhältnismäßig geradlimgem Wege bewegen. Die Einrichtung
gemäß der Erfindung ermöglicht es also -. den normal-en Vorwärtsstrom auf die Anode
i, der nur ein geringer Widerstand vorgeschaltet zu sein braucht, zu sammeln, während
der Rückstrain auf die Elektrode 6 geleitet wird, der ein so, hoher Widerstand
vorgeschaltet sein kann, daß die Kathodenfleckbildung praktisch, unmöglich ist.
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Der positiv-- lonenstrom. ist sehr klein, und die Zeit, während der
ex auftritt, ist sehr kurz, so daß die vorgeschaltete Impedanz der Elektrode
6 sehr groß gewählt werden kann.
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Die Erfindung ist selbstverständlich aneine bestimmte Anodenform nicht
gebunden. Wesentlich ist, daß die Anode mit Löchern versehen ist und daß auf der
von dem vorgelag,exten Gitter oder Schutzschirm abgewandten Seite der Anode eine
Elektrode vorgesehen ist, die sich wenigstens während der Sperrperiede auf einem
nur wenig vom Anodenpotential abweichenden Potential befindet, und daß die geo:metrische
Anordnung so, getroffen wird, daß die von der Außenseite des Gitters oderdes Schutzschirmes
ausgehenden Kraftlinien vorzugsweise auf der hinteren Elektrode enden, die über
einen hohen Widerstand mit der Spannungsquelle oder der vorgelageirten Hauptanode
verbunden ist.