-
Gas- oder Dampfstromrichter, insbesondere Metalldampfstromrichter
für hohe Spannungen Die Erfindung betrifft Gas- oder Dampf -stromrichter, insbesondere
Metalldampfstromrichter für hohe Spannungen. Es ist bereits bekannt, daß die Rückzündungsfestigkeit
von Stromrichtern entscheidend abhängig ist von dem Vorhandensein positiver Ionen
aus der vorhergehenden Flußphase, denn diese positiven Ionen werden von dem Zeitpunkt
an, wo die Anode in der Sperrichtung negativ wird, auf diese hingezogen und fallen
mit sehr großer Geschwindigkeit auf ihre Oberfläche, weil im Stromrichter die. Gasdichte
in der Sperrphase schon so gering ist, daß nur wenig die Fallrichtung beeinflussende
Zusammenstöße der Gaspartikel untereinander auftreten. Die auf die Anoden in der
Sperrichtung fallenden positiven Teilchen erhitzen die Anodenoberfläche, so daß
die Gefahr besteht, daß eine an der negativen Anode auftretende Elektrodenemission
Rückzündungen einleitet. Ein weiterer Nachteil des Auftreffens von elektrischen
Teilchen auf die Anodenoberfläche ist die Zerstäubung des Anodenmaterials, welches
sich auf den benachbarten Wänden. und anderen Teilen niederschlägt und unter Umständen
leitende Brücken bildet,, die einerseits durch Gleitentladungen Rückzündungen einleiten,
anderseits durch Übertragungen von Zuleitungen zu Steuerorganen, deren Wirkungsweise
beeinträchtigen oder sogar behindern können. Auch beeinträchtigen solche Niederschläge,
die z. B. aus Graphit- oder Metallteilchen bestehen, die freie Wärmeabfuhr und-
führen zu örtlichen Überhitzungen namentlich dann, wenn die Gefäße in der Nähe der
Anoden aus Glas oder anderem strahlungsdurchlässigen Werkstoff bestehen.
-
Man hat bereits verschiedene Vorkehrungen getroffen, welche die Rückzündungssicherheit
erhöhen oder auch die Wirkung der in der umgekehrten Richtung entstehenden Lichtbögen
beseitigen sollen. So ist es bekannt, einen in unerwünschter Richtung entstehenden
Lichtbogen durch magnetische Wirkung auf eine Metallfläche hinzulenken und auf diese
Weise unschädlich zu machen. Damit wird aber nicht das Auftreffen positiver Ionen
auf die Anode verhindert, so daß stets eine große Gefahrenquelle bestehen bleibt,
noch ist die Lösung als vollkommen anzusehen, wenn überhaupt ein Lichtbogen entstehen
kann. Es ist auch bereits bekannt, in der Entladungsröhre eine größere Anzahl von
Neutralisationsflächen anzuordnen, welche dazu dienen, alle Ionen abzufangen, bevor
die Anode eine Spannung erreicht, die Rückzündungen begünstigt. Diese Maßnahme hat
sich jedoch als nicht völlig zureichend erwiesen und ist
nicht in
allen Fällen, d. h. bei allen Betriebsarten, Spannungen und Stromstärken, in gleicher
Weise mit Erfolg anwendbar.
-
Die Erfindung betrifft eine Anordnung, welche eine Möglichkeit mit
Sicherheit alle Gefahrenquellen für das Entstehen einer Rückzündung auszuschalten
gibt. Erfindungsgemäß werden bei einem Gas- oder Dampfstromrichter, insbesondere
einem Metalldampfstromrichter für hohe Spannungen, dessen Anoden außerhalb der direkten
Wegrichtung für die in der Sperrphase noch vorhandenen positiven Ionen liegen und
bei welchen den Anoden zugeordnete gegeneinander abgestufte Hilfselektroden vorgesehen
sind, zur Steuerung des Weges der positiven Ionen vor und hinter der vorzugsweise
ringförmigen Anode diese Hilfselektroden mit entsprechend abgestuften Potentialen
beaufschlagt, oder es werden gleichwertig außerhalb des Gefäßes liegende Magnetspulen
angeordnet, so zwar, daß der Ionenstrom kurz vor dem Passieren der Anode konzentriert
und hinter der Anode wieder zerstreut und gegen Rekoinbinationsflächen gelenkt wird.
Die zur Aufnahme der positiven Ionen dienenden Rekombinationsteile (Körper oder
Räume) befinden sich vorteilhaft in einem von der Kathode abgewendeten Teil des
Anodenraumes. Auch kann man seitlich vom Wege der Entladung zwischen Anode und Kathode,
gegebenenfalls zusätzlich, Rekombinationsteile vorsehen. In den zwischen Anode und
Kathode liegenden Rekombinationsteilen sind vorteilhaft öffnungen derart vorgesehen,
daß in der Flußrichtung des Stromrichters keine zusätzlichen Verluste auftreten.
Es empfiehlt sich, die in den Rekombinationsteilen befindlichen Öffnungen weiter
zu halten als der Durchmesser der Lichtbogenbahn ist. Man kann auch mehrere elektrisch
voneinander getrennte und gegebenenfalls gestaffelte Rekombinationsteile vor oder
hinter oder vor und hinter den Anoden vorsehen. Die Anoden bildet man vorteilhaft
ringförmig aus oder aber als Hohlkörper, deren Öffnung nach der Kathode hin liegt.
Nach der Kathode hin kann man die Anode abschirmen, um zu verhindern, daß vom Wege
der positiven Ionen abirrende Teilchen doch in unerwünschter Weise auf die Anode
prallen. Die in Anodennähe befindlichen Rekombinationsflächen ordnet man zweckmäßig
so an, daß sich in dein Anodenbereich ein axial symmetrisches Feld ohne radiale
Komponenten ausbildet, und daß eine Konzentrationswirkung der positiven Teilchen
vor dem Eintritt in den Anodenraum mittels der durch die Rekombinationsteile gegebenen
Feldverteilung, nach dem Austritt hingegen eine Zerstreuung der Teilchen durch die
dahinterliegenden Rekombinationsflächen erzielt wird. Es empfiehlt sich, die Kathode
so zu legen, daß in der Sperrichtung auftretende negative Teilchen hoher Geschwindigkeit,
die.sich ebenfalls auf gradlinigen Bahnen bewegen, nicht auf die Kathode treffen
können. Die Kathode ist entweder abgeschirmt oder außerhalb des Schußfeldes des
Anodenteils angeordnet.
-
In der Zeichnung sind zwei Ausführungsbeispiele dargestellt.
-
Fig. i zeigt einen Längsschnitt durch einen Stromrichter.
-
In Fig. 2 ist eine andere Ausführungsform dargestellt.
-
Das Stromrichtergefäß hat eine Kathode 2. Die Anode 3 ist als Ring
ausgebildet und liegt in dem rohrförmigen Anodenteil q.. Das nach der Kathode hin
liegende Ende des Anoden.-teils q. enthält die als Schutzrohre ausgebildeten Flächen
7. Der Oberteil des Anodenteils q. ist als Arm ausgebildet. Im oberen Teil des Anodenrohres
q., d. h. also in dem vpn der Kathode abge"vendeten Teil des Anodenraumes befinden
sich Rekombinationsflächen 5, die in Staffeln angeordnet sind und an verschiedenen
Potentialen liegen. Zwischen je zwei Rekombinationsflächen 5 können Kondensatoren
gelegt sein. Am geschlossenen Ende des Anodenrohres befindet sich eine kalte Kathode
6. Die in dem zwischen Anode und Kathode befindlichen Anodenschutzrohr angebrachten
kragenartig ausgebildeten Rekombinationsschirme 7 weisen innere Öffnungen verschiedener
Weite auf. Die ringförmige Anode 3 ist durch den Schirm 8 abgeschirmt.
-
Bei der Ausführungsform nach Fig. 2 haben die Wände des Rekombinationsraumes
9 im wesentlichenKugelform. DerRekombinationsraum 9 dient gleichzeitig als Kondensationsraum
und weist eine Rinne io auf, die mit dem Rücklauf i i für das Kondensat verbunden
ist. Der Rücklauf i i mündet vorteilhaft in der Nähe der Kathode. Wesentlich ist
es, daß bei dem neuen Stromrichter die Rekombinationsteile so angeordnet und ausgebildet
sind und solche Potentiale erhalten, daß sie während der Sperrzeiten die schnell
auf die Anoden zueilenden positiven Teilchen konzentrieren und nach Durchlaß durch
die Anode zerstreuen. Zu diesem Zwecke empfiehlt es sich, unter Umständen Magnetfelder
o. dgl. zu verwenden. Das gleiche gilt natürlich auch für die negativen Teilchen
in der Flußzeit, sofern etwa durch ein Gitter der Stromrichter gesperrt ist.