DE756862C

DE756862C - Device for igniting metal vapor rectifiers with a liquid cathode

Info

Publication number: DE756862C
Application number: DEA79592D
Authority: DE
Original assignee: AEG AG
Current assignee: AEG AG
Priority date: 1936-06-07
Filing date: 1936-06-07
Publication date: 1954-02-01

Description

AUSGEGEBEN AM
1. FEBRUAR 1954ISSUED ON
FEBRUARY 1, 1954

Die Zündung vorn Metalldampfgleichrichtern mit flüssiger Kathode, beispielsweise von Quecksilberdampfgleichrichter», ist verhältnismäßig einfach zu lösen, wenn es· sich um mehrphasige Gefäße oder um Gleichrichter mit Erregung handelt. Bei solchen Gleichrichtern muß nur vor der Inbetriebnahme gezündet werden, da der Kathodenfleck nicht erlischt, solange der Strom einen von der Konstruktion des Gefäßes abhängenden Wert nicht unterschreitet. Bei einanodigen Gleichrichtern ohne Erregereinrichtung, bei denen zu Beginn jeder positiven· Halbwelle der Anodenspannung der Kathodenfleck neu gezündet werden muß, treten erhebliche Schwierigkeiten auf. Die zur Zündung in diesem Fall vielfach verwendeten Halbleiterstifte, die von oben in die Kathode eintauchen und von einem periodischen Strom solcher Phasenlage durchflossen werden, daß in dem beabsichtigten Zündaugenblick der Strom über den Halbleiter zur Kathode fließt, werden in kurzer Zeit durch den Hauptstrom zerstört, da der Käthodenfleck sich in der Nähe des Halbleiterstiftes festsetzt und diesen auf sehr hohe Temperatur erhitzt.The ignition in front of metal vapor rectifiers with a liquid cathode, for example from Mercury vapor rectifier »is proportionate easy to solve when it comes to multiphase vessels or rectifiers acts with excitement. Such rectifiers only have to be ignited before commissioning because the cathode spot does not go out as long as the current is one of the Construction of the vessel does not fall below the value that depends on the construction. With single-anode rectifiers without excitation device, in which at the beginning of each positive half-wave the Anode voltage of the cathode spot has to be re-ignited, considerable difficulties arise on. The semiconductor pins that are often used for ignition in this case and that dip into the cathode from above and are traversed by a periodic current of such a phase position that in the intended Ignition instant the current flows through the semiconductor to the cathode are in destroyed by the main stream for a short time, as the cathodic spot is close to the Semiconductor pin sets and heated it to a very high temperature.

Es ist bereits bekannt, zur Zündung eines Lichtbogens das Quecksilber in einem geschlossenen Heizgefäß zu erhitzen und teilweise zur Verdampfung zubringen und dieses Gefäß durch eine Düse mit dem übrigen Quecksilber des Hauptentladungsraumes zu verbinden. Bei einer derartigen Anordnung besteht jedoch die Gefahr, daß der Kathodenfleck im Innern des Heizgefäßes zündet. In ίο diesem Fall wird der Hauptlichtbogen, sofern er überhaupt zustande kommt, durch die Düse hindurch zu dem. in dem Heizgefäß befindlichen Teil des Quecksilbers brennen. Da die Erhitzung des Kathodenquecksilbers durch das eintauchende Ende einer Heizspirale besonders intensiv in dem Heizgefäß ist, wird gerade auf diesem! Ouecksilberspiegel bedeutend leichter die Zündung einsetzen als an der der Düse gegenüberliegenden Stelle des äußeren Kathodenmetalls. Bei dieser bekannten Anordnung wird es daher häufig zu Fehlzündungen kommen.It is already known to ignite the mercury in a closed arc To heat the heating vessel and partially bring it to the evaporation and this Vessel through a nozzle with the remaining mercury of the main discharge space associate. With such an arrangement, however, there is a risk that the cathode spot ignites inside the heating vessel. In ίο this case, the main arc is provided it comes about at all, through the nozzle to that. located in the heating vessel Burn part of the mercury. Because the heating of the cathode mercury particularly intense in the heating vessel due to the immersing end of a heating coil is, will just be on this one! Silver mirror It is much easier to start the ignition than at the point on the outer cathode metal opposite the nozzle. at this known arrangement will therefore frequently cause misfires.

Ferner ist bereits ein Quecksilberdampfgleichrichter bekannt, bei dem ein Heizfaden für die Zündung des Lichtbogens in das Quecksilber getaucht und' durch eine hohlzylindrische Anode geführt ist. Bei einer derartigen Anordnung wird der Quecksilberdampf, der sich durch den Heizfaden bildet, im wesentlichen durch die obere Öffnung des Anodenzylinders entweichen und der Kathodenfleck somit unterhalb der Anode in der Nähe des Glühfadens brennen.Furthermore, there is already a mercury vapor rectifier known, in which a filament for the ignition of the arc in the Mercury is immersed and 'passed through a hollow cylindrical anode. With such a Arrangement, the mercury vapor that forms through the filament, essentially escape through the upper opening of the anode cylinder and the cathode pad thus burn below the anode near the filament.

Weiterhin ist es bekannt, eine Zündung dadurch herbeizuführen, daß die Dampfdichte an der Oberfläche des Kathodenquecksilbers dauernd örtlich erhöht wird und daß einer festen Elektrode periodisch ein gegenüber der Kathode positiver Spannungsstoß zugeführt wird, der zwischen dieser Elektrode und der dem Kathodenquecksilber überlagerten Quecksilberdampfwolke einen Lichtbogen einleitet.Furthermore, it is known to bring about an ignition that the vapor density is continuously increased locally on the surface of the cathode mercury and that one Fixed electrode periodically a positive voltage surge compared to the cathode is supplied that is superimposed between this electrode and that of the cathode mercury A cloud of mercury vapor initiates an arc.

Die Erfindung ist darauf gerichtet, eine zuverlässige periodische Zündung von Metalldampfgleichrichtern mit flüssiger Kathode zu erreichen, bei denen in der Nähe der Kathodenoberfläche eine unbewegliche, nicht geheizte Zündanode und ein in das Ouecksilber eintauchender Heizkörper vorgesehen ist, der eine derartige Dampfdichte an der Heizstelle erzeugt, daß die Zündung des Kathodenflecks erfolgen kann, sobald die Zündanode das zum Zünden erforderliche positive Potential gegenüber der Kathode hat; erfindungsgemäß wird dies dadurch erreicht, daß der Heizkörper an der Eintauchstelle von einer gegebenenfalls selbst die Zündsanode darstellenden Hülle umgeben ist, die an der Kathodenoberfläche so kleine öffnungen für das Kommunizieren des Kathodenmaterials frei läßt, daß der betriebsmäßig sich bildende Kathodenfleck durch den Dampfstrom aus der Hülle herausgeblasen wird.The invention is directed to reliable periodic ignition of metal vapor rectifiers to achieve with liquid cathode, in which in the vicinity of the cathode surface an immobile, not heated ignition anode and a heating element immersed in the silver is that generates such a vapor density at the heating point that the ignition of the Cathode spot can occur as soon as the ignition anode has the positive potential required for ignition with respect to the cathode; according to the invention this is achieved in that the heating element at the immersion point is surrounded by a casing, which may itself represent the ignition anode such small openings on the cathode surface for the communication of the cathode material leaves free that the operationally forming cathode spot by the steam flow is blown out of the envelope.

Die Abb. 1 und 2 zeigen Ausführungsformen der Erfindung.Figs. 1 and 2 show embodiments of the invention.

Abb. ι zeigt im Innern der Hülle 18 den durch den Widerstand 19 geheizten Körper 20, durch den das Quecksilber bei 21 zum Verdampfen gebracht wird. Wenn die Zündanode 22, die in geringem Abstand vor der öffnung 23 der Hülle angeordnet ist, ein genügend hohes positives Potential gegenüber dem Quecksilber 24 aufweist, zündet der Lichtbogen. Der Kathodenfleck brennt zunächst im Innern der Hülle etwa bei 21 und wird, wenn der Zündstrom sehr groß ist oder sobald der Hauptkathodenfleck genügend Wärme entwickelt, aus der öffnung 23 herausgeblasen. Auf diese Weise wird eine Zerstörung der Zündeinrichtung durch den Hauptkathodenfleck vermieden!.Fig. Ι shows the inside of the shell 18 by the resistor 19 heated body 20, through which the mercury at 21 to Evaporation is brought. When the ignition anode 22, which is a short distance in front of the Opening 23 of the shell is arranged, a sufficiently high positive potential opposite the mercury 24, ignites the arc. The cathode spot initially burns inside the shell at around 21 and becomes sufficient when the ignition current is very large or as soon as the main cathode spot Heat developed, blown out of the opening 23. This way it becomes a destruction the ignition device avoided by the main cathode spot !.

In manchen Fällen ist es zweckmäßig, die Heizkammer 18 aus einem schlecht wärmeleitenden Stoff zu machen- oder sie doppel- wandig auszubilden, damit bereits eine geringe Heizenergie ausreicht, um das Quecksilber auf etwa ioo°- zu erwärmen.In some cases it is useful to make the heating chamber 18 from a poorly thermally conductive material - or to double it walled, so that even a small amount of heating energy is sufficient to remove the mercury to about 100 ° - to be heated.

Abb. 2 zeigt ein weiteres Ausführungsbeispiel der Erfindung, bei dem der Heiz- körper 20 wie bei dem Ausfübrungsbeispiel nach Abb. 1 durch einen Widerstand 19 geheizt wird. Die Zündanode 25 ist in der Nähe des unteren Endes des Heizkörpers 20 angebracht und selbst nach Art einer Hülle ausgebildet. Es entsteht dadurch eine Stauung von Dampf zwischen der Kathodenoberfläche bei 26 und der Zündanode 25, durch die die Zündung des Kathodenflecks sehr erleichtert wird. Sobald der Zündstrom eine gewisse Größe überschreitet, wird er durch den Quecksilberdampf fortgeblasen, so daß auch bei dieser Anordnung eine Zerstörung der Zündeinrichtung durch den Hauptkathodenfleck verhindert wird. Die eine Zuleitung des Widerstands 19 kann in beiden Fällen, wie dargestellt, über das Kathodenquecksilber erfolgen.Fig. 2 shows another embodiment of the invention, in which the heating The body 20 is heated by a resistor 19 as in the exemplary embodiment according to FIG will. The ignition anode 25 is attached near the lower end of the heater 20 and even designed in the manner of a shell. This creates a congestion of vapor between the cathode surface at 26 and the ignition anode 25, which greatly facilitates the ignition of the cathode spot will. As soon as the ignition current exceeds a certain size, it is blown away by the mercury vapor, so that In this arrangement too, the ignition device is destroyed by the main cathode spot is prevented. The one lead of the resistor 19 can be in both Cases, as shown, take place via the cathode mercury.

Die Entladungsgefäße nach der Erfindung können vor der Anode ein Steuergitter zur no Steuerung der Hauptentladung haben. Zum Schütze gegen das Auftreffen von Quecksilbertropfen kann die Anode von einem auch das Steuergitter enthaltenden Schutzrohr umgeben sein.The discharge vessels according to the invention can have a control grid in front of the anode for no Have control of the main discharge. To protect against the impact of drops of mercury can remove the anode from a protective tube that also contains the control grid be surrounded.

Claims

PATENT CLAIMS:

i. Device for igniting metal vapor rectifiers with liquid Cathode, especially mercury vapor equivalents, where near the Cathode surface an immobile,

unheated ignition anode and a heater immersed in the mercury is provided, which generates such a vapor density at the heating point that the Ignition of the cathode spot can take place as soon as the ignition anode has the positive potential required for ignition has opposite the cathode, characterized in that the heating element on the

ίο Immersion point of one if necessary Even the shell representing the ignition anode is surrounded by the surface of the cathode such small openings are left free for the communication of the cathode material that the operationally forming Cathode spot is blown out of the envelope by the steam flow.

2. Device according to claim 1 with the ignition anode lying outside the shell, characterized in that the casing, which has the shape of a vessel, for reduction the heat dissipation is made of a poorly conductive material and is preferably double-walled is.

To delimit the subject of the Ernndunigs from the state of the art are in the process of being acquired the following publications have been considered:

German Patent No. 451 863; French Patent No. 773 086; Swiss patents No. 118 103, m 394;

British Patent Specification No. 272 958,

444 001;
USA patents No. 1 032 914, ι 402 931, 2 020 915.

1 sheet of drawings

I 5737 1.I 5737 1.