DE746585C - Elektrische Gleichrichterroehre, insbesondere fuer hohe Stromstaerden - Google Patents

Description

• Elektrische Gleichrichterröhre, insbesondere für hohe Stromstärken Die Erfindung bezieht sich auf elektrische Gleichrichterröhren, bei denen die gleichrichtende Wirkung durch die Verwendung einer festen Glühelektrode und einer großflächigen, im Betrieb verhältnismäßig kalt bleibenden Anode, also durch die unsymmetrische Ausbildung der beiden Elektroden herbeigeführt wird. Die bekannten Gleichrichterröhren dieser Art arbeiten meist mit einer Entladung in Quecksilberdampf von sehr niedrigem Druck, um eine niedrige Brennspannung des Lichtbogens und damit einen geringen Leistungsverbrauch der. Gleichrichterröhre zu erreichen. Sie erfordern daher umständliche Kühlvorrichtungen, um den niedrigenDampfdruck bei allen im Betriebe auftretenden Strombelastungen, insbesondere bei höheren Stromstärken, stets unverändert beizubehalten. Zur Niedrighältung der Gefäßtemperatur müssen diese Quecksilberdampfgleichrichterröhren ferner verhältnismäßig große Abmessungen aufweisen. Aus diesen Gründen hat man auch schon vorgeschlagen, nur eine Füllung aus .permanenten Gasen von niedrigen Drücken bis herauf zu etwa einer Atmosphäre vorzusehen, hat aber die Erfahrung gemacht, daß sich diese Gasgleichrichterröhren für größere Stromstärken wenig eignen, insbesondere wegen der leicht auftretenden Rückzündung, die nur durch sehr grbße Elektrodenabstände vermieden werden kann, was aber zu unhandlichen Gefäßen führt sowie die Zündung wesentlich erschwert und die Verlustspannung erhöht.
• Die Erfindung geht von der Erkenntnis aus, daß sich bei Verwendung einer Glühelektrode und einer großflächigen, im Betrieb kalt bleibenden Anode und Vorsehung einer Füllung aus permanenten Gasen, insbesondere aus Krypton und Xenon, das Verhältnis der Sperrspannung zur Verlustspannung mit dem Gbergang zu höheren Gasdrücken wesentlich verbessert und daß auch mit einer Überdruckgasgleichrichterröhre kleine Brennspannungen bei guter Betriebssicherheit erreicht werden können. Demgemäß wird bei derGleichrichterröhre nach der Erfindung unter Vorsehung einer an sich bekannten Zündvorrichtung zur Herbeiführung der Erstzündung und unter Verwendung einer im Betrieb nur durch die Entladung geheizten Glühelektrode ein Betriebsdruck der perrnanenten, Vorzugsweise aus Krypton und Xenon bestehenden Gasfüllung von mehr als a Atmosphären gew , Illt. .
• Durch die Erhöhung des Gasdruckes lälit sich selbst hei kleinen Elektrodenabständen auf einfache Weise eine sehr hohe Sperrs nun- erreichen, während umgekehrt inf. der Glüh em.issi!@n der heißen Kathodefi, Lichtbogen in der Durch-an-sphase frühzert' zündet. Es hat sich ferner gezeigt, daß im Vergleich zu einer L?b.erdrucltqueclzs.ilb.erdampfentladung gleichen Betriebsdruckes der Spannungsabfall der Bogensäule in einer L'berdruckgasfiillung, die beispielsweise aus Krypton und Nenon besteht, nur etwa den fünften bis zehnten Teil beträgt, so dar die I_iclrtbogenbrerrnspann@tng praktisch von den Flektronenfällen bestimmt wird und beispielsweise nur :etwa to bis 2o Volt erreicht. Der l?igen!verbrauch der neuen Gleichrichterröhre, d:i.e für Anschlußspannungen bis herab zu etwa 30 bis 2o Volt benutzt werden kann, ist also nicht größer als bei den bisher benutzten Gleichrichterröhren.
• Da :beim Einschalten der Gleichrichterröhre beide Elektroden kalt sind und der Gasdruck sehr hoch liegt, muß die Erstzündung durch ein bei Hochdruck_gasentladungslarnpen bekanntes Hilfsmittel, z. B. durch eine Zündhilfselektrode, herbeigeführt werden, auf die ein Spannungsstoß gegeben wird.
• Mit Vorteil werden einer überdruckedelgasfüllung der neuen Gleichrichterröhre i bis io°%o Stickstoff oder Wasserstoff beigegeben. ES läßt sich auf diese Weise :die Sperrspannung erheblich steigern, ohne daß sich die Verlustspannung der Röhre in rnerkl.ichern Maße ändert.
• Die neue Uber druchgleichrichterrö:hre zeichnet sich durch überaus kleine Abmessungen-aus. Sie wird meist aus Quarzglas hergestellt und rnit Molybdänfolieneinschm:elzungen versehen. Für sehr große Leistungen und Stromstärken von mehreren Hundert Ampere und darüber empfiehlt es sich, das Entladungsgefäß aus Metall herzustellen. Das Metallgefäß bzw. ,ein .der Glühkathode angenäherter Teil des Metallgefäßes kann dann als Anode dienen. Um besonders kleine A:brnessungen zu erhalten, können übliche Kühleinrichtungen, wie Kühlrippen, -Flüssigkeitskiihlung usw., vorgesehen werden.
• Auf der Zeichnung ist als Ausführungsbeispiel eine nach der Erfindung ausgebildete überdruckgleichrichterröhre in natürlicher Größe dargestellt.
• Das Entladungsgefäß i besteht .aus Quarzglas und enthält eine großflächige, im Betrieb kalt bleibende Artode 2, :der- in einem Abstand von etwa i mm die kleine Glühkathode gegenübersteh t. Beide Elektroden bestehen aus gesinterten Wolframl.#örpern. Die Glühkathode besitzt zweckmäßig eine in den Katho.de:nkörper eingelassene Spitze 4 aus Wolfram mit eingesintertem Thoroiyd.
• Die Stromzuführungen der Elektroden sind in den beiden diametral gegenüberliegenden Stutzen 5 des Ouarzglasgefäßes unter Zuhilferiailrrne von i41olybdänfo:lien 6 mit stellenweisen Verstärkungen 7 vakuumdicht eingeschmolzen. Die seitlich in den Entladungsraum vorragende Hilfselektrode 8 dient mir zur Herbeiführtmg der Erstzündung un,l wird dann .abgeschaltet.
• Das Entladungsgefäß enthält ferner eine Gasfüllung aus Krypton mit d.°j`o Xenorr und 3"1, Stickstoff, deren Betriebsdruck etwa .1 Atmosphären beträgt. Bei einer effektiven %Wechs:elstrornsp@annung von -22o Volt, also einer Scheitelspannung von 31o Volt, ergibt sich bei .einer Betriobsstromstärke von 2o Ampere eine Lichtbogenbrennspannung von nur etwa 15 Volt, so daß eine Spitzenspannung des Gleichstromes von etwa 295 Volt zur Verfügung steht. Trotz der hohen Eingangsleistung besitzt das Entladungsgefäß mir einen Außendurchmesser von 23 mrri.
• Der Abstand und die Bauart der Elektroden, die Art der Aktivierung der Glühkathode und der Betriebsdruck der Gasfüllung, die beispielsweise auch aus Argon oder Stickstoff bestehen und einen höheren Druck von etwa io Atmosphären aufweisen kann, werden je nach der Höhe der gleichzurichtenden Wechselspannung und Betriebsstromstärke gewählt. Zur Vermeidung von uner@viinschten Brenuspannungserhähungen durch im Betrieb entstehende Verunreinigungen können in an sich bekannter Weise Getterstofte vorgesehen bzw. Getterkörper, z. B. aus Tantal, für Ülxrdruckentladungsgefäß untergebracht s(-irr.

Claims (3)

1. PATENTANSPRÜCHE: i. Elektrische Gleichrichterröhre,insbesondere für hohe Stromstärken, bei der die Gleichrichterwirkung durch die Verwendung einer festen Glühelektrode und einer großflächigen, im Betrieb kalt bleibenden Anode herbeigeführt wird und die Füllung aus permanenten Gasen besteht, dadurch gekennzeichnet, d:aß unter Vorsehung einer an sich bekannten Zündvorrichtung zur Herbeiführung der Erstzündung und bei Verwendung einer im Betrieb nur durch die Entladung geheizten Glühelektrode der Betriebsdruck der vorzugsiweise aus Krypton oder Xenon bestehenden Gasfüllung mehr als a Atmosphären beträgt. :
2. 2. Gleichrichterrähre nach Anspruch z, dadurch gekennzeichnet, .daß die Überdruckgasfüllung i bis io°/" Stickstoff oder Wasserstoff enthält.
3. 3. G.leichr.ichterröhre nach Anspruch i und a, dadurch gekennzeichnet, daß das Entladungsgefäß aus Quarzglas ,mit Molybdänfol.iend.urchiführungen besteht. Gleichrichterröhre nach. Anspruch i und z, dadurch gekennzeichnet, daß das Entladungsg efäß aus Metall besteht, zweckmäßig .dabei auch gleichzeitig als Anode. dient. . Gleichrichterröhre nach Anspruch i bis q., dadurch gekennzeichnet, d.aß zur Heribeiführung .der Erstzündung eine abschaltbare Hilfselektrode vorgesehen ist. Zur Abgrenzung des Anni.eldungsgegenstandes vom Stand der Technik sind im Erteilungsverfahren keine Druckschriften in Betracht gezogen worden.