Zündelektrode für Dampf entladungsgefäße Die Erfindung betrifft eine
Zündelektrode für elektrische Entladungsgefüße mit verdampfbarer Kathode, insbesondere
Ouecksilberkathode. Zweck der Erfindung ist die Verbesserung der Betriebseigenschaften
der ständig in das Kathodenmetall eintauchenden Zündelektroden. Erfindungsgemäß
besteht eine solche Elektrode aus einem Metallkern, der sich mit einer auf ihn aufgesetzten
Kappe aus Isolierstoff in enger flächenhafter Berührung befindet, wobei die Kappe
aus einem Isoliermaterial besteht, dessen Dielektrizitätskonstante größer, vorzugsweise
um ein Vielfaches größer als die von Porzellan ist. Es hat sich ferner al:s vorteilhaft
erwiesen, für die Kappe einen Isolierstoff zu wählen, der einen verhältnismäßig
hohen, mindestens aber einen höheren Schmelzpunkt als das Kernmaterial hat. Die
Erfindung beruht auf der Erkenntnis, daß man eine Zündung bei sehr geringem Leistungsbedarf
für die Zündvorrichtung herbeiführen kann, wenn man die Zündelektrode aus einem
metallischen Kern und einem nicht zu starken Belag aus einem Isolierwerkstoff von
hoher Dielektrizitätskonstante herstellt und dafür sorgt, daß zwischen diesen beiden
Teilen eine innige flächenhafte Berührung vorhanden ist. Dabei ist es auch wesentlich,
daß das Dielektrikum und die an das Dielektrikum angrenzende Metallfläche über die
ganze Fläche der Zündelektrode möglichst gleichmäßig beschaffen sind, damit sich
unabhängig von der Lage des Quecksilbers, in bezug auf die Zündelektrade bei Anlegen
einer bestimmten Spannung an diese stets gleich starke elektrische Felder an der
Eintauchstelle
ausbilden. A11 dies läßt sich mit einer Zündelektrode
nach der Erfindung leicht erreichen, wobei gleichzeitig auch die mechanischen und
thermischen Eigenschaften der Elektrode so vorteilhaft gemacht werden können, daß
eine lange Lebensdauer der Zündelektrode gewährleistet ist. Ein Beispiel für die
Ausbildung der Zündelektrode nach der Erfindung ist aus der Zeichnung ersichtlich.
In dieser bedeutet i die Quecksilberkathode, in welche die Zündelektrode hineinragt.
Diese besteht aus einem Kern 2 aus Metall, vorzugsweise aus Eisen, der mit einem
Träger 3 versehen ist. Auf dem Kern sitzt das zylindrisch ausgebildete, unten abgerundete
Hütchen 4 aus einem isolierenden Werkstoff von hoher Dielektrizitätskonstante. Das
Hütchen 4 trägt an . seiner Innenseite einen eingebrannten Metallbelags, vorzugsweise
aus Eisen, der zur Verbindung mit dem Kern 2 durch Zusammensintern oder durch Löten
dient. Die Berührungsfläche zwischen dem .Metallbelag und dem Keramikhütchen 4 ist
völlig glatt. Wenn man bei der Herstellung des Keramikhütchens -dafür sorgt, daß
es überall die- gleiche nicht zu große Dicke besitzt, dann erhält man an allen Stellen
der Zündelektrode, also unabhängig vom Stand des Quecksilberspiegels der Kathode,
gleiche Zündeigenschaften, so daß also bei Schwankungen des Kathodenspiegels nicht
etwa die Zündwahrscheinlichkeit eine andere wird. Es ergibt sich daraus die Möglichkeit,
auf starke Stoßspannungen beim Zünden zu verzichten und an die Zündelektrode gegebenenfalls
eine Wechselspannung von veränderlicher Phasenlage anzulegen, wobei die Phasenlage
so gewählt ist, daß die Spannung in dem gewünschten Zündzeitpunkt den zur Zündung
ausreichenden Wert erhält.Ignition electrode for vapor discharge vessels The invention relates to a
Ignition electrode for electrical discharge vessels with a vaporizable cathode, in particular
Mercury cathode. The purpose of the invention is to improve the operating properties
the ignition electrodes, which are constantly immersed in the cathode metal. According to the invention
such an electrode consists of a metal core, which is attached to it with a
Cap made of insulating material is in close extensive contact, the cap
consists of an insulating material whose dielectric constant is greater, preferably
is many times larger than that of porcelain. It has also proven to be advantageous
proven to choose an insulating material for the cap that is proportionate
has a high, but at least a higher melting point than the core material. the
The invention is based on the knowledge that ignition can be achieved with very little power consumption
for the ignition device can be brought about if the ignition electrode from a
metallic core and a not too thick covering made of an insulating material from
high dielectric constant and ensures that between these two
Share an intimate two-dimensional contact is present. It is also essential
that the dielectric and the metal surface adjoining the dielectric over the
entire surface of the ignition electrode are designed as evenly as possible so that
regardless of the position of the mercury in relation to the ignition electrode when applied
a certain voltage to this always equally strong electric fields at the
Immersion point
form. A11 this can be done with an ignition electrode
easily achieve according to the invention, while at the same time the mechanical and
thermal properties of the electrode can be made so advantageous that
a long service life of the ignition electrode is guaranteed. An example of that
Formation of the ignition electrode according to the invention can be seen from the drawing.
In this, i means the mercury cathode into which the ignition electrode protrudes.
This consists of a core 2 made of metal, preferably made of iron, with a
Carrier 3 is provided. The cylindrical shape, rounded at the bottom, sits on the core
Cap 4 made of an insulating material with a high dielectric constant. That
Cone 4 is wearing. its inside a burned-in metal coating, preferably
made of iron, which is to be connected to the core 2 by sintering together or by soldering
serves. The contact area between the .Metallbelag and the ceramic cap 4 is
completely smooth. If you make sure that during the manufacture of the ceramic hat
if it has the same thickness everywhere, which is not too great, then one obtains in all places
the ignition electrode, i.e. independent of the mercury level of the cathode,
same ignition properties, so that no fluctuations in the cathode level
about the ignition probability is different. This gives the possibility
to forego strong surge voltages during ignition and, if necessary, to the ignition electrode
to apply an alternating voltage of variable phase position, the phase position
is chosen so that the voltage at the desired ignition point is that for ignition
receives sufficient value.
Um die gewünschten Ergebnisse zu erzielen, empfiehlt es sich, für
die Herstellung der Kappe 4 einen Isolierstoff von möglichst hoher Dielektrizitätskonstante,
und zwar in oder Größenordnung von 3o und darüber zu wählen. Als besonders geeignet
haben sich keramische Werkstoffe auf Specksteinbasis mit Titandioxydgehalt erwiesen,
wie sie z. B. unter dem Namen Korafar und Kondensa D im Handel erhältlich sind.
Diese Werkstoffe haben Dielektrizitätskonstanten von etwa 6o~ bis 8o und haben außerdem
einen hohen Schmelzpunkt, so- daß sie auch thermisch sehr widerstandsfähig sind.
Die Verwendung von Isolierstoffen mit hohem Schmelzpunkt für die Herstellung der
Kappe hat außer der höheren Betriebssicherheit derselben noch den Vorteil, daß die
Kappe beim Verbinden mit dem Metallkern nicht beschädigt wird. Die Dicke der Kappe
aus Isolierwerkstoff soll nicht zu groß gewählt werden und vorzugsweise in .der
Größenordnung von einigen Millimetern liegen. Es hat sich gezeigt, daß man bei einer
nicht zu dicken Kappe, die aus einem Werkstoff mit hoher Dielektrizitätskonstante
besteht, beim Anlegen der Zündspannung an die Zündelektrode verhältnismäßig hohe
tangentiale elektrische Feldstärken erhält, welche offenbar den Zündvorgang sehr
begünstigen.To get the results you want, it is best to use for
the production of the cap 4 an insulating material with the highest possible dielectric constant,
namely in or order of magnitude of 3o and above to choose. As particularly suitable
Ceramic materials based on soapstone with a titanium dioxide content have proven to be
how they z. B. under the name Korafar and Konda D are commercially available.
These materials have dielectric constants of about 6o ~ to 8o and also have
a high melting point, so that they are also very thermally resistant.
The use of insulating materials with a high melting point for the manufacture of the
In addition to the higher operational safety of the same, the cap has the advantage that the
Cap is not damaged when connecting to the metal core. The thickness of the cap
made of insulating material should not be chosen too large and preferably in .der
Of the order of a few millimeters. It has been shown that with a
not too thick cap made of a material with a high dielectric constant
exists, when the ignition voltage is applied to the ignition electrode, which is relatively high
tangential electric field strengths received, which apparently the ignition process very much
favor.
Außer der Zündelektrode kann vorteilhafterweise in deren unmittelbarer
Nähe noch eine weitere Hilfselektrode angeordnet werden, welche in der Zeichnung
mit 6 bezeichnet ist. Beidem dargestellten Ausführungsbeispiel ist diese aus Graphit
hergestellte Elektrode koaxial mit der Zündelektrode angeordnet und mit ihr leitend
verbunden. Ihr Abstand vom Kathodenquecksilber ist klein und beträgt vorzugsweise
nur einige Millimeter. Die Steuerspannung kann über einen Steuerkreis 7 und einen
Transformator 8 zwischen die Kathode und die Zündelektrode gelegt werden. Bei der
dargestellten Schaltung ist parallel zu der Sekundärwicklung des Transformators
8 noch ein Kondensator 9 geschaltet. Ferner liegt in der Zuleitung zu der Zündelektrode
noch ein Widerstand io. Wenn nun im Betriebe die Zündwechselspannung, die vom Transformator
8 geliefert wird, einen gewissen Wert erreicht, dann wird durch die Zündelektrode
eine Entladung ausgelöst, die von der Hilfselektrode 6 übernommen wird. Diese wird
durch den Kondensator 9 mindestens so lange noch auf einer ausreichenden Spannung
gegenüber der Kathode gehalten, bis die Entladung von der Hauptanode übernommen
worden ist. In Wirklichkeit geht dieser Vorgang äußerst rasch vor sich und hat die
Zündelektrode hauptsächlich die Aufgabe, die Übernahme der Entladung durch die Hauptanode
zu beschleunigen und zu unterstützen.In addition to the ignition electrode can advantageously be in the immediate
Close another auxiliary electrode, which is shown in the drawing
is denoted by 6. In the illustrated embodiment, this is made of graphite
The electrode produced is arranged coaxially with the ignition electrode and is conductive with it
tied together. Your distance from the cathode mercury is small and is preferably
only a few millimeters. The control voltage can be via a control circuit 7 and a
Transformer 8 can be placed between the cathode and the ignition electrode. In the
circuit shown is in parallel with the secondary winding of the transformer
8 a capacitor 9 is connected. It is also in the lead to the ignition electrode
another resistance ok. If the alternating ignition voltage from the transformer
8 is delivered, a certain value is reached, then it is through the ignition electrode
a discharge is triggered, which is taken over by the auxiliary electrode 6. This will
through the capacitor 9 at least as long at a sufficient voltage
held opposite the cathode until the discharge was taken over by the main anode
has been. In reality, this process is extremely quick and has the
Ignition electrode mainly has the task of taking over the discharge through the main anode
to speed up and assist.
Als Zündspannung kann eine sinusförmige Wechselspannung oder auch
eine Wechselspannung von beliebiger anderer Wellenform verwendet werden. Es ist
natürlich auch möglich, die Zündung der Entladung durch Anlegen einer Stoßspannung
an die Zündelektrode herbeizuführen.A sinusoidal alternating voltage can also be used as the ignition voltage
an alternating voltage of any other waveform can be used. It is
Of course, it is also possible to ignite the discharge by applying a surge voltage
to the ignition electrode.
Die in der Zeichnung dargestellte Hilfselektrode 6 kann auch von der
Zündelektrode isoliert sein und als Erregerelektrode dienen. In diesem Fall hat
die Zündelektrode nur die Aufgabe, die Entladung erstmalig bei Inbetriebnahme des
.Gefäßes oder beim Erlöschen des Erregerlichtbogens im Laufe des Betriebes zu zünden.
Die Ausbildungsform :der Elektrode 6 kann natürlich auch von der dargestellten abweichen.
Wesentlich ist nur, daß die Hilfselektrode nicht weit von der Zündelektrode bzw.
vom Kathodenspiegel entfernt ist.The auxiliary electrode 6 shown in the drawing can also be of the
Ignition electrode must be insulated and serve as an excitation electrode. In this case it has
the ignition electrode only has the task of discharging the first time the
.To ignite the vessel or when the excitation arc is extinguished during operation.
The embodiment: the electrode 6 can of course also differ from the one shown.
It is only important that the auxiliary electrode is not far from the ignition electrode or
away from the cathode mirror.